TW200400292A - Forming system for the manufacture of thermoplastic nonwoven webs and laminates - Google Patents

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200400292 玖、發明說明： 本申請案相關於2000年12月28日提出之美國專利申請案 第09/75〇,820號，其全文在此納入供作參考。 發明所屬之技術領域 本發明關於一種自一或多熱塑性聚合物絲製造非織造編 織物及疊層之裝置及方法。 先前技術 溶體纺絲技術經常用於製造非織造編織物及多層式疊層 或複合物’以製成多種消費性及工業性產品，例如用於單 次使用或短昜限吸收性物件之覆蓋材料、拋棄式保護性服 飾、流體過滤介質、及包括床墊與鋪氈在内之耐久性物品 。包括紡黏製程及熔噴製程在内之熔體纺絲技術可自一或 多熱塑性聚合物構成之一或多層纏繞絲或纖維形成非織造 編織物及複合物，利用紡黏製程形成之纖維通常比熔噴型 纖維粗縫與堅硬，因此，紡黏型編織物通常比熔噴型編織 物強韌，但是撓性較差。 溶賣氣私大致上相關於自一熔體紡絲裝置之熔噴模頭抽 出或多熱塑性聚合物之一列細徑、半固體型絲，及將抽 ^之絲拉細同時立即供給高速、加熱之製程空氣至溶體纺 、糸裝置排出之絲。製程空氣可以在排出之絲之相反側上排 出成連、’性、收斂式薄片或帘幕，或為相關聯於絲排放口 之個別氣流或嗜、、i y 义買压。拉細之絲隨後以一較冷之製程空氣流 騾冷，及在一蛘/办#人 4 /二乳混合物中吹放，以沉積於一成形區内 ’而在一沿機哭士 %万向移動之收集器上形成一熔噴型非織造

83474.DOC 200400292 編織物，收集器例如為一基板、皮帶或另一適當之載具。 纺黏製程大致上相關於自一熔體紡絲裝置之擠塑模頭抽 出一或多熱塑性聚合物之多列細徑、半固體型絲，擠塑模 頭例如為抽絲板或抽絲筒。一較冷之製程空氣流導向拉細 之絲流，以利·驟冷熔態熱塑性聚合物。一較高速之較冷製 程空氣流隨後用於拉細或抽拉絲至一特定直徑，及將之定 向於一分子比例。製程空氣利用從浸潰絲傳來之熱能而明 顯加熱，拉細之絲係在一絲/空氣混合物中驅送向一成形區 ，以在一移動之收集器上形成一非織造編織物或疊層。 紡黏製程典型上結合一抽絲裝置，其提供高速之製程空 氣流以拉細絲，因為高速空氣流所致之流體力學拉曳加速 各絲至一線性速度或抽絲速度，其大於自擠塑模頭抽出之 速度，並且施加一張力以在絲自模頭移至抽絲裝置入口時 拉細絲。當絲係由離開抽絲裝置之高速空氣含載時，另外 有些拉細發生於抽絲裝置出口與收集器之間。習知抽絲裝 置可將絲加速至一小於每分鐘8000米（m/min)之平均線性 速度。 習知抽絲裝置之一瑕戚在於需要大量高速製程空氣拉細 絲，此外，製程空氣捕捉或含載有絲/空氣混合物周圍環境 之過量二次空氣，所含載之二次空氣量係正比於離開抽絲 裝置之製程空氣量與速度。若未予以管理，此大量之高速 製程及二次空氣亦在絲沉積於收集器上時使絲紊亂，而降 低紡黏型編織物之物理性。 如上所述，大量製程空氣係在熔喷及紡黏製程期間產生 83474.DOC -6- 200400292 再者大夕製程空氣加熱及咼速移動，有時候接近於音 速。若未適當地收集及處理製程及所含載二次空氣，大量 高速空氣容易擾亂製造裝置周圍之人員工作及其他鄰近設 備者’大量之熱製程空氣容易加熱欲製造非織造編織 物或1層之周圍區域’因此，當以熔體紡絲技術製造非織 造編織物及疊層時，應謹慎注意此製程空氣及所含載二次 空氣之收集及處理。 I彳及一 ’入更氣之管理對於沉積在移動收集器上之絲之 特徵亦極重要，當絲沉積在收集器皮帶上時，沉積之絲分 布於非織造編織物寬度或在橫跨機器之方向上之均勻度係 大幅取決於絲周圍橫跨機器之方向中之空氣流均勻度。若 在橫跨機器之方向中之空氣流速分布不均，絲不會均勻地 沉積在收集器上，而產生一在橫跨機器之方向中不均之非 織造編織物。因此，在橫跨機器之方向中之空氣流速變化 可減至最小，以產生一在橫跨機器之方向中具有均一物理 性貝之非織造編織物，例如密度、基重、潤濕率、及流體 滲透率。再者，大量之未管理空氣亦分別影響到上游及下 游處纖維製造束巾之成形區±游及下游處之纖維形成，因 此，大量空氣之實際與有效處理需要避免非織造編織物物 理性質中之不規則。 沉積在收集器上之絲在機器方向（MD)具有一平均纖維 方位及在橫跨機器之方向（CD)具有一平均纖維方位，纖維 方位比稱為MD/CD鋪置比指出非織造編織物之各向显性 ，且強烈影響到非織造編織物之多項性質，包括編織物之

83474.DOC 200400292 張力強度或撓性之方向性在内。假設在橫跨機器之方向中 有空氣速度之均勻分布，則在機器方向中空氣速度之分布 可控制MD/CD鋪置比，且因此，其係大量製程及二次空氣 管理上之重要考量。 多種習知空氣管理系統已用於由熔體纺絲裝置產生之製 程及二次空氣流之收集及處理，大部分習知空氣管理系統 包括一空氣移動裝置，例如鼓風機或真空泵，及一收集管 ，其具有一進氣開孔於收集器下方且鄰近於成形區供用於 收集空氣及一排氣開孔以流體性連接於空氣移動裝置供處 理所收集之空氣。在某些習知系統中，施加於進氣開孔之 負壓係由定位於進氣開孔臨界處之一或多可動風門控制。 在其他習知空氣管理系統中，收集管細分成一列較小空氣 通道，其中各空氣通道包括一進氣開孔、一排氣開孔、及 一以流體性連接於排氣開孔而將所收集之空氣抽入各進氣 開孔之空氣移動裝置，施加於進氣開孔之負空氣壓係由複 數可動之風門提供，各風門相關聯於其中一空氣通道之排 氣開孔。 惟，同時在橫跨機器之方向及機器方向中控制鄰近於成 形區之空氣流速分布對於習知空氣管理系統為一大挑戰， 例如上述習知空氣管理系統無法有系統地在機器方向中控 制空氣流速之方向性及對稱性，同時在橫跨機器之方向中 維持較均一之空氣流速分布。特別是，在此習知系統中之 可動風門無法在機器方向中改變空氣流速分布，或者無法 在機器方向中改變空氣流速分布而不明顯減少在橫跨機器

83474.DOC 200400292 之方向中空氣流速之不均度。結果，空氣管理系統欠缺在 機器方向選擇空氣流速分布以有效控制MD/CD鋪置比之 能力。若此，則使用此習知空氣管理系統之熔體紡絲製程 無法控制或者調整在機器方向中之非織造編織物之性質。 因此，吾人所需者為一種用於熔體纺絲系統之空氣管理 系統，其可操作製程空氣之處理，以利在機器方向中控制 接近於非織造編織物成形區之空氣流速分布，及在橫跨機 器之方向中維持均一之空氣流動。同樣需要一熔體紡絲系 統，其可產生減少之欲處理之製程空氣及所含載二次空氣 量° 發明内容 本發明提供一種熔體紡絲系統，且較特別的是，一種熔 體紡絲及空氣管理系統，以克服先前技術熔體紡絲及空氣 管理系統之瑕疵及缺點。本發明之空氣管理系統包括至少 一空氣處理器，係收集自一熔體紡絲裝置排放之空氣。空 氣處理器大體上包含一外殼體，其具有第一壁面以定義一 第一内部空間，及一内殼體，其定位於第一内部空間内， 且具有第二壁面以定義一第二内部空間。第一壁面之其中 一者具有一定位於一收集器下方之進氣開孔，以容許熔體 纺絲總成排放之空氣進入第一内部空間，且第一壁面之另 一者具有一排氣開孔供排出該排放空氣。第二内部空間係 以流體性連接於排氣開孔，内殼體之其中一第二壁面具有 一長形孔且在一橫跨機器之方向中具有一較大尺寸，及使 第一内部空間以流體性連接於第二内部空間。 83474.DOC -9- 200400292 在本發明之一特定實施例中，一可調整之流動控制裝置 定位於空氣處理系統之第一内部空間内，流動控制裝置可 操作以控制第一内部空間及第二内部空間之間之排放空氣 之流動。 在本發明之另一特定實施例中，一空氣導向構件定位於 空氣處理系統之第一内部空間外且鄰近於進氣開孔，空氣 導向構件延伸於橫跨機器之方向且在機器方向將進氣開孔 分隔成第一及第二部分。 依本發明之原理所示，其提供一種裝置，裝置包括一熔 體纺絲裝置及一具有三空氣處理器之空氣處理系統，熔體 紡絲裝置係操作以將材料抽絲且沿垂直方向定位於收集器 上方，空氣管理裝置之一第一空氣處理器定位於熔體紡絲 裝置正下方之一成形區内，一第二空氣處理器定位於第一 空氣處理器與成形區之上游處，一第三空氣處理器定位於 第二空氣處理器與成形區之下游處。第二及第三空氣處理 器各包括一空氣導向構件，係如上所述者，及一可調整之 流動控制裝置，亦如上所述者。 依本發明之原理所示，其提供一種裝置，係建構以將材 料之絲排放至一移動之收集器上。裝置包含一熔體纺絲裝 置，係操作以抽拉材料之絲，一抽絲裝置，係定位於熔體 纺絲裝置與收集器之間，及一空氣處理器，其具有一鄰近 於收集器之進氣開孔。抽絲裝置具有一入口供接收來自熔 體紡絲裝置之材料之絲，及一出口供排放材料之絲至收集 器，抽絲裝置係操作以提供一製程空氣流，足以拉細材料 83474.DOC -10- 200400292 之絲，製程空氣流含載來自出口與收集器之間之周圍環境 之二次空氣。空氣處理器之進氣開孔收集自抽絲裝置排放 之製程空氣及製程空氣所含載之二次空氣。裝置進一步包 括一成形室，其具有一側壁可至少局部圍繞空氣處理器之 進氣開孔及抽絲裝置之出口、一設置於進氣開孔下游處之 入口、及一設置於進氣開孔上游處之出口，側壁定義一製 程空間，供來自抽絲裝置出口之材料之絲通過至收集器， 及將製程空間隔離於周圍環境，入口及出口係定尺寸使得 至少收集器可以通過製程空間。成形室之側壁包括一多孔 性計量片，係建構以調節空氣自周圍環境流入該製程空間。 本發明進一步提供一種用於將絲之一非織造編織物沉積 於一在機器方向移動之收集器上之方法，其中材料之絲係 自一熔體纺絲總成抽拉及混合於一製程空氣流，材料之絲 沉積於收集器上，且製程空氣係以一空氣管理系統之一進 氣開孔收集，空氣管理系統在橫跨機器之方向中具有一實 質上均勻收集之製程空氣，及具有一機器方向空氣流速對 橫跨機器之方向空氣流速之選擇性變化比。 本發明之多項其他優點及特性可由習於此技者在審視過 配合於相關圖式之以下詳細說明中獲得瞭解。 實施方式 請參閱圖1，其簡示一二站式熔體紡絲生產線10，生產線 10係在一紡黏站14結合一空氣管理系統12,及依圖1之箭頭 15所示之機器方向中結合於站14之下游處一熔噴站16之分 離式空氣管理系統12。 83474.DOC -11- 200400292 儘管空氣管㈣統12已配合二站式生產線ig揭述於前， 空氣管㈣統12大體上亦可施加於具有單—站或複數站之 其他生產線。在-單站式生產線中，非織造編織物可以使 用多種製程之任-者製造，例如炫噴製程或纺黏製程。在 一多站式生產線中，複數非織造編織物可以由一多層式疊 層或複合物製成，熔噴及紡黏製程之任意組合可用於製造 ®層例如，登層可包括僅一非織造溶噴型編織物或僅一 非織造纺黏型編織物疊層可包括熔噴型編織物及纺 黏型編織物之任意组合，例如一紡黏/熔噴/紡黏型（sms) 疊層。 請繼讀參閱圖1，二站式生產線1〇係揭示以一收集器32 上之纺黏站14形成之纺黏型編織物或層2〇製造一二層式疊 層18，收集器例如為一在機器方向15大致水平地移動之無 終端式移動有孔皮帶或輸送帶，及以熔噴站16形成於編織 物20頂面上之一熔噴型編織物或層22。其他熔噴或纺黏型 編織物可由溶噴站16下游處之其他站添加。疊層丨8係在溶 噴站16下游處以一習知技術結合，例如壓延。可以瞭解的 是紡黏型編織物20可以沉積於一現有之編織物（圖中未示） 上，現有之編織物例如為一纺黏型編織物、一黏合或未黏 合型梳理編織物、一熔噴型編織物、或一由諸型編織物組 合構成之疊層，其提供於纺黏站14上游處之收集器32上且 在收集器32上朝下游移動至站14、16。 纺黏站14包括一備有擠塑模頭25之熔體纺絲總成24。為 了形成纺黏型編織物20，擠塑模頭25從複數細孔（圖中未示 83474.DOC -12- 200400292 )擠出一向下延伸帘幕之熱塑性纖維或絲26，細孔係在一垂 直於機器方向15之橫跨機器之方向17中大致跨越收集器32 之寬度。延伸自擠塑模頭25之絲26之空氣帘幕通過一單體 排放系統27，以自擠塑製程排出任意殘留之單體氣體。絲 26之空氣帘幕接著通過一雙區驟冷系統28，以將冷製程氣 體之二個別流導至絲26之帘幕上，用於將絲26騾冷及啟始 結合製程。來自騾冷系統28之製程氣體典型上係以大約500 SCFM/m至20,000 SCFM/m流動率供給，且具有一大約2EC 至20EC範圍内之溫度。 絲26之空氣帘幕離開騾冷系統28，且隨著周圍環境之大 量二次空氣而抽吸至一抽絲裝置30之入口 29。抽絲裝置30 係以一大致上平行於絲26長度之高速度製程空氣流包圍絲 26，以利在平行於絲26長度之方向中施加一偏壓力或張力 。絲26可伸展，且抽絲裝置30内之高速度製程空氣流拉細 及使絲26呈分子性定位，當高速度製程空氣流及二次空氣 自抽絲裝置30之一出口 34喷出時，拉細之絲26即含載於其 中，拉細之絲26及高速空氣之混合物係在文後稱為一絲/ 空氣或絲/空氣混合物33。絲/空氣混合物33進入一提供於 收集器32上方之成形室31，且絲/空氣混合物33内拉細之絲 26則推向收集器32。抽絲裝置30可以安裝於若干垂直空間 之中之出口 34與收集器32之間之垂直空間内之一垂直移動 固定件（圖中未示）上，用於大致依圖1所示之箭頭做調整。 絲/空氣混合物33之拉細之絲26係以無定向方式沉積於 收集器32上，且大體上由空氣管理系統12協助，其收集由 83474.DOC -13- 200400292 紡黏站14產生之高速度製程及二次空氣。絲/空氣混合物3 3 係在出口 34與收集器32之間之其空氣路徑中含載來自於成 形罜周圍環境之其他二次空氣，其調節方式說明於後。 依本發明所示，空氣管理系統12包括一對噴灑空氣控制 知38、40，二者在一平行於機器方向15之方向中具有間隔 關係。在噴灑空氣控制輥38、40之間之機器方向15中定義 一成形區35，其係與一在上游處之前成形區36及一在下游 處之後成形區37並排，區35、36、37沿著長度方向延伸通 過橫跨機器之方向17中之空氣管理系統12寬度。絲/空氣混 合物33内之大部分絲26沉積於成形區35中之收集器32上， 絲/至氣混合物33所含載之製程空氣通過成形及增厚時之 紡黏型編織物20、收集器32、及收集器32上之任意預先存 在基板，而由成形區35、前成形區36及後成形區37收集。 收集器32係多孔性，因此來自絲/空氣混合物33之製程空氣 可/死過收集态3 2及進入空氣管理系統12，位於纺黏站14之 製程空氣隨後利用由空氣管理系統12供給之控制式真空及 負壓排出。前成形區36内之真空則由一對噴灑空氣控制閥 41、42做選擇性控制，同樣地，後成形區37内之真空壓力 係由一對噴灑空氣控制閥43、44做選擇性控制。 溶喷站16包括一備有熔噴模頭46之熔體纺絲總成45。為 了形成熔噴型編織物22，熔噴模頭46擠出複數熱塑性絲或 絲47至收集器32上，其覆蓋由上游紡黏站14形成之紡黏型 編織物20。依箭頭48所示來自熔喷模頭46之熱製程空氣之 收敛性薄片或p貧泥係在絲4 7擠出時衝擊於絲上，以利拉伸 83474.DOC -14- 200400292 或抽拉絲47，絲47隨後以無定向方式沉積於收集器32上之 紡黏型編織物20上，以形成熔噴型編織物22，熔喷站16之 製程空氣則通過形成時之熔喷型編織物22、紡黏型編織物 20及收集器32，且由空氣管理系統12排出。 在紡黏型編織物20及熔喷型編織物22之製造期間，每吋 模頭長度每分鐘有數立方呎之製程空氣流過站14、16，製 程空氣含載來自周圍環境沿著空氣絲路徑而從擠塑模頭25 至收集器32之二次空氣，製程空氣及二次空氣之流動具有 一以向量表示之速度，其可用三維方式分解成一垂直朝向 收集器32之實數分量、一在機器方向15之實數分量、及一 在橫跨機器之方向17之實數分量之合成。 空氣管理系統12有效地收集及處理來自站14、16之製程 空氣及任其所含載之二次空氣，較重要的是，空氣管理系 統12收集製程及二次空氣，以致於製程空氣在通過收集器 32時至少在橫跨機器之方向17具有一實質上均勻之流速。 理想上，絲26、47係以無定向方式沉積於收集器32上，以 形成紡黏型及熔喷型編織物20、22，二者至少在橫跨機器 之方向17具有均一性質。若通過收集器32之空氣流速在橫 跨機器之方向17中不均，生成之編織物20、22容易在橫跨 機器之方向17具有不均一性質。因此，顯然橫跨機器之方 向17中之空氣流速之分量大小需減至最小，以利於產生-在橫跨機器之方向17具有均一性質之編織物20、22。 請參閱圖2，其揭示圖1之二站式生產線10之輸送結構50 。儘管二站式生產線10包括二空氣管理系統12，但是以下 83474.DOC -15- 200400292 說明將集中焦點在相關聯於紡黏站14之空氣管理系統12， 然而，可以瞭解的是該說明同樣適用在相關聯於熔喷站16 之空氣管理系統12。一相似於空氣管理系統12且具有本發 明原理改善方式之空氣管理系統係揭述於同案申請且共同 擁有之2000年12月28日提出之美國專利申請案09/750,820 號 ’’Air Management System for the Manufacture of Nonwoven Webs and Laminates”，其全文在此納入供作參考。 請進一步參閱圖2、3，一空氣管理系統12包括設置於收 集器32正下方之三具非連續性空氣處理器52、54、56，空 氣處理器52、54、56包括進氣開孔58、60、62及相對地設 置之排氣開孔64、66、68。個別排氣管70、72、74分別連 接於排氣開孔64、66、68，可同時代表排氣管72、74之排 氣管70係由包括第一肘管76、第二肘管78、及第三肘管80 在内之一組個別組件組成。操作時，任意適當之空氣移動 裝置（圖中未示），例如一變速鼓風機或風扇，係由適當之 導管連接於長形部分80，以提供抽風、真空或負壓，而將 製程空氣抽送通過空氣管理系統12。 請繼續參閱圖2、3，一空氣處理器54設置於成形區35正 下方，依此，空氣處理器54可在擠塑及絲成形製程期間收 集及處理最大部分之使用過之製程空氣，以形成纺黏型編 織物20且其含載二次空氣。上游空氣處理器56之前成形區 36及下游空氣處理器52之後成形區37則收集空氣處理器54 未收集到之喷灑空氣。 請即參閱圖4-6，成形區空氣處理器54具有一外殼體94 83474.DOC -16- 200400292 ，其包括進氣開孔60及相對地設置之排氣開孔66，進氣開 孔60包括-備有—組或柵列式孔之多孔性蓋件％，可供組 合之製程及二次空氣流過。依據製造參數，空氣處理器Μ 可以疋王不使用多孔性蓋件96而操作。空氣處理器Μ進一 步包括一内殼體或盒體98,係藉由間隔構件1〇〇以懸伸自外 殼體94,間隔構件内包括複數開孔1〇1。二過濾構件1〇2、 104可以選擇性自空氣處理器54去除，故其可做週期性清理 ，過滤構件1〇2、104沿著固定式軌道構件U)6、1()8而滑行 ，諸過滤構件H)2、1G4各為多孔性，且備有—组孔可供組 合之製程及二次空氣流過。 内盒體98具有一底面板11〇，其包括一開孔如長孔ιΐ2， 且備有末端114、116及一中央部分m。如圖6所示，長孔 係在橫跨機器之方向17具有一延伸通過内盒體％之長 度或較大尺寸，長孔丨丨2之内周邊具有_較小尺寸或寬度， 其在末端114、116處較窄而在中央部分118處較寬。長孔ιΐ2 之形狀係相關於-在機器方向15延伸之中線ιΐ3而呈對稱 ，特別是，在機器方向15之長孔112寬度大體上係以從末端 114、116任-者朝中線113方向中增加，長孔μ之最大寬 度發生在中線113處。長孔ι12可以總體上由_或多不同幾 何形狀之開孔形成’例如圓形、長形、長方形、等等，可 經掭作以減少進氣開孔6〇處在橫跨機器之方向口之空氣流

速變化。. A 長孔112之形狀影響到進氣開孔⑽處之橫跨機器之方向 中之空氣流速，若長孔112之形狀未正確構型，則進氣開 S3474.DOC -17- 200400292 孔60處之空氣流速會在橫跨機器之方向17中大幅變化。圖6 所示之特殊形狀係透過一反覆製程使用一計算性流體力學 (CFD)模式決定，此模式結合了空氣處理器54之幾何形狀 。一組長孔形狀係評估於每分鐘500至2500呎之間之進氣孔 空氣流速範圍，在CFD模式分析出一特殊長孔形狀後，在 橫跨機器之方向1 7中之空氣流速分布即做確認。最後，目 標為選出一用於長孔112之形狀，以利於進氣開孔60處之橫 跨機器之方向17中具備實質上均一之空氣流速。最初，先 評估一用於長孔112之長方形，其在進氣開孔60處之橫跨機 器之方向17中產生一空氣流速分布，其變化高達百分之二 十。藉由長孔112之長方形，接近於進氣開孔60末端處之空 氣流速較大於趨近進氣開孔60中央處之空氣流速。為了解 決此不均一之空氣流速分布，末端114、116各者之機器方 向15中之寬度即相對於中央部分118之機器方向15中之寬 度而減小。在大約重覆5次後，圖6所示長孔112之幾何形狀 即選為最佳者，該長孔形狀在進氣開孔60處產生一空氣流 速分布，其在橫跨機器之方向17中變化約上5.0%，橫跨機 器之方向中之此空氣流速變化係在橫跨機器之方向17中產 生一可接受之均一空氣流，以利於跨過紡黏型編織物20寬 度之沉積絲之分布上提供適當之均一性。 請特別參閱圖5，製程及二次空氣進入通過多孔性蓋件96 及通過多孔性過濾構件102、104，大致如箭頭120所示。製 程空氣通過内盒體98與外殼體94之間，如箭頭122所示。空 氣隨後通過長孔112而進入内盒體98，如箭頭124所示。最 83474.DOC -18- 200400292 後玉氣通過排氣開孔66而離開内盒體98，如箭頭丄26所示 ’且隨後通過排氣管72°間隔構件100中之開孔HH容許空 氣在橫跨機器之方向17移動，以減低橫跨機器之方向壓力 梯度，否則會傳遞到進氣開孔6〇。 如圖3所不，空氣處理器52、56之進氣開孔58、62在機器 万向15中之寬度明顯大於空氣處理器54之進氣開孔6〇者。 惟，進氣開孔58、62係因噴灑空氣控制辕38、4〇之存在而 在機器方向15中分隔，特別是，進氣開孔58之負壓區分割 成二非連續區，一上游區57位於機器方向15中之噴灑空氣 控制輥38與前成形區36上游處。同樣地，進氣開孔62之負 壓區分割成二非連續區，一下游區59位於機器方向15中之 噴灑空氣控制輥40與後成形區3 7下游處。 因為空氣處理器52、56之相似性，空氣處理器52之以下 說明同樣適用於空氣處理器56。請參閱圖7、8，空氣處理 备52具有一外殼體136，外殼體包括進氣開孔58及排氣開孔 64。進氣開孔58包括一多孔性蓋件135，其備有一組細孔， 可供製程空氣及所含載之二次空氣流過。依據製造參數， 多孔性蓋件135可以自空氣處理器52省略。 至氣處理器52進一步包括一内殼體或盒體138，係藉由在 檢跨機器之方向17中呈間隔關係之複數格子狀分隔件ι4〇 而懸伸自外殼體136。一流動室141(如圖8)產生於進氣開孔 58(如圖7)及内盒體138上壁143之間之開放空間内，間隔之 垂直方向空氣室137、139(如圖8)則由内盒體138及外殼體 136<間之機器方向15中各別間隔間隙產生，空氣室137具

83474.DOC 200400292 有一以流體性連接於流動室141之空氣入口 128而空氣室 139具有一以流體性連接於流動室14丨之空氣入口 130。各格 子狀分隔件140包括複數開孔142 ’係連通於由分隔件14〇 分隔之流動室不同部分，格子狀分隔件140將來自進氣開孔 5 8之製程及二次空氣均分流入空氣室137、139且操作以破 壞紊流。空氣室137包括格子狀分隔件132而空氣室139包括 格子狀分隔件134，其中分隔件132、134具有相似於格子狀 分隔件140之功能。 請繼績參閱圖7、8，内盒體13 8包括一底面板144，係在 垂直方向間隔於外殼體136，以定義一水平方向之空氣室 145(如圖8)且具有相對立之開口端而分別以流體性連接於 空氣室137、139。底面板144包括一孔或長孔146，係建構 相似於長孔112且將空氣室145以流體性連接於内盒體138 内部，長孔146係在操作上將透過空氣室137、139、Μ5而 來《空氣導入内盒體138内部。長孔Μ6之一内周邊包括末 端148、149及中央部分15〇,相同於長孔U2的是，在中央 邵分150處之寬度較大於在末端148、149處之寬度。空氣經 由排氣開孔64(如圖1、3)而自内盒體138内部排出。可以瞭 解的是空氣處理器52可代表空氣處理器56，因此相同元件 即以圖8所示之相同參考編號標示。 、凊參’噴灑空氣控制輥38在橫跨機器之方向η延伸 :進轧開孔58《長度，且安裝成可在一軸151上自由旋轉， 之相對端係由成形室31支持。喷灑空氣控制輥㈣ (圖中未示）上軸接於軸⑸，且懸伸於收集器32上方

83474.DOC -20- 200400292 ’使輕38具有一滾動式結合。噴灑空氣控制輥38在橫跨機 器之方向17具有一通過進氣開孔58長度之長度，且實質上 相等於收集器32之寬度及紡黏型編織物2〇之寬度。 一平滑表面砧輪或支持輥丨52設於收集器32下方，且在橫 跨機器< 方向17延伸通過進氣開孔58之長度，支持輥152 相對於貧;麗空氣控制輥3 $ 一段距離而沿垂直方向定位，該 距離足以提供一用於收集器32及其上方任意留置基板之進 入孔131。輥38、152摩擦性結合於收集器32，且在收集器 3 2幸則送土纺黏站12之成形室3 1時以相反方向旋轉，收集器 32賣灑空氣控制輥38及支持輥152之間之此空間關係大幅 減少成形室31周圍環境之二次空氣吸入，否則可能會干擾 到鋪置於成形室31内之收集器32上之纖維，同時容許收集 tm 32及其上方之任意留置基板進入製程空間141。 噴灑空氣控制輥38係由無孔之金屬片構成，且依幾何形 狀成形為一具有圓滑筒形周邊表面之正圓筒。噴灑空氣控 制輥38<各相對橫跨機器之方向端可由一圓形金屬碟片（ 圖中未示）封閉，各碟片具有一中心孔可供軸151穿過而安 裝於成形室3 1。 同樣地，噴灑空氣控制輥4〇係由一軸153及一砧輪或支持 輥m安裝而可自由旋轉於成形室31，支持輕在操作上配合 於'^麗H线輥4〇，以藉由分财氣處理器乂之進氣開 孔62而定義出後成形區37。由紡黏站“成形之收集器3二 紡黏型基板20係通過輥40與輥154之間提供之一離開孔 離開成形室31。噴灑空氣控制輥4〇具有相似於嘴灑空氣控

83474.DOC -21- 200400292 ，使輥38具有一滾動式結合。噴灑空氣控制輥％在橫跨機 器之方向17具有一通過進氣開孔58長度之長度，且實質上 相等於收集器32之寬度及紡黏型編織物2〇之寬度。 一平滑表面砧輪或支持輥1 52設於收集器32下方，且在橫 跨機益之方向17延伸通過進氣開孔58之長度，支持輥152 相對於噴灑空氣控制輥38—段距離而沿垂直方向定位，該 距離足以提供一用於收集器32及其上方任意留置基板之進 入孔131。輥38、152摩擦性結合於收集器32，且在收集器 32輸送至紡黏站12之成形室31時以相反方向旋轉，收集器 32、噴灑空氣控制輥38及支持輥152之間之此空間關係大幅 減!/成形皇31周圍環境之二次空氣吸入，否則可能會干擾 到鋪置於成形室31内之收集器32上之纖維，同時容許收集 器32及其上方之任意留置基板進入製程空間“I。 賣灑空氣控制輥38係由無孔之金屬片構成，且依幾何形 狀成形為一具有圓滑筒形周邊表面之正圓筒。噴灑空氣控 制幸m38之各相對檢跨機益之方向端可由一圓形金屬碟片（ 圖中未π)封閉，各碟片具有一中心孔可供軸151穿過而安 裝於成形室3 1。 同樣地，噴灑空氣控制輥40係由一軸153及一砧輪或支持 輥154安裝而可自由旋轉於成形室31，支持輥在操作上配合 糸貪灑空氣控制輥40，以藉由分割空氣處理器56之進氣開 孔62而足義出後成形區37。由紡黏站14成形之收集器32及 紡黏型基板20係通過輥40與輥154之間提供之一離開孔丨33 離開成形室31。噴灑空氣控制輥4〇具有相似於噴灑空氣控

83474.DOC -21- 200400292 制輥38者之功用，因此控制輥38之上述說明同樣適用於控 制辕40，可以瞭解的是喷灑空氣控制輕％、4〇及支持輥 、154提供在機器方向15中間隔之導引表面，以將絲/空氣 混合物33(如圖1)導引至目標區35、36、37。 請參閱圖8及繼續說明噴灑空氣處理器52，可以瞭解的是 其說明同樣適用於氣處理器56。噴灑空氣控制閥41定位於 流動室141内且接近於垂直空氣室137之空氣入口 128，及喷 灑芝氣控制閥42定位於流動室141内且接近於垂直空氣室 139之空氣入口 130，噴灑空氣控制閥41、42係選自無數機 械裝置之任一者，藉此使空氣流可由一可動組件調節，該 可動組件局邵地阻擒一或多孔或通道。 喷灑芝氣控制閥41、42在圖8中揭示為具有一蝴蝶閥結構 ，儘管本發明並不限於此。噴灑空氣控制閥41包含一延伸 於橫跨機器之方向17中且呈長方形之快門156，及一供快門 156在徑向接附之旋轉軸丨57，噴灑空氣控制閥41可調節製 程空氣流入垂直空氣室137之空氣入口 128。特別是，軸157 可相關於一在橫跨機器之方向17中沿著其長度延伸之旋轉 軸線而旋轉，使快門156可調節製程空氣流入垂直空氣室 137。快門156之旋轉方向至少一部分地決定欲排放通過噴 灑空氣控制輥38上游處進氣開孔58且進入垂直空氣室137 之製程空氣之流動阻力。 Π k地貧灑芝氣控制閥4 2包含一延伸於橫跨機器之方 向17中且王長方形之快門158，及一供快門158在徑向接附 之旋轉轴159,喷麗空氣控制閥42可調節製程空氣流入垂直

83474.DOC -22- 200400292 空氣室139之空氣入口 13〇。特 丄川符刎疋，軸159可相關於一沿著 其長度延伸 < 旋轉轴線而旋轉，使快門158可調節製程空氣 流入垂直空氣室139。快門158之旋轉方向至少一部分地決 足欲排放通過前成形區36内控制輥4()下游處進氣開孔观 進入垂直空氣室139之製程空氣之流動阻力（即空氣體積及 速度）。利用赁灑空氣控制閥4卜42所做之流動阻力調節可 調節施加於前成形區36内之負氣壓或真空，噴灑空氣控制 閥41、42進一步調節施加於上游區57内噴灑空氣控制輥4〇 上游處< 負氣壓或真空，以令收集器32上之任意材料與之 緊密接觸。 請繼續參閱圖8,空氣處理器56之喷灑空氣控制閥43、44 具有一相似於噴灑空氣控制閥41、42者之結構，且有相似 功能可選擇性調節後成形區37與下游區59内噴灑空氣控制 車m38上游處之負氣壓，後成形區37内噴灑空氣控制輥“上 游處之負氣壓之施加則對於控制新沉積絲26在輥3 8外周邊 表面上之聚積尤其重要。 喷丨麗空氣控制閥41 _44可做人力調整或機械性聯結於致 動為（圖中未示），以改變製程空氣流入室137、139内。感 測裝置（圖中未示），例如真空計或流量計，其可提供於空 氣處理器52内以監視垂直空氣室137、139内之相對真空壓 力或空氣流量。一控制系統（圖中未示）可提供用於接收感 測裝置之回授，且控制致動器以改變噴灑空氣控制閥41-44 之方位。 收集器32上之絲26之收集效率為絲/空氣混合物33之多

83474.DOC -23- 200400292 項特徵之函數，包括空氣與絲26之溫度、空氣速度、及空 氣體積。噴灑空氣控制閥41-44可經調整以配合至少在區35 、36、37内之真空壓力，以利於將收集效率最佳化。各區 35、36及37内之真空壓力會因為通過上層材料厚度之壓力 降不同而有異，上層材料包括收集器、其上之任意基板及 紡黏型編織物20。儘管真空壓力應足以排出製程空氣，真 空壓力不應大到在纺黏型編織物20形成於收集器32上時壓 縮到編織物。喷灑空氣控制閥41-44係建構及/或構型以致 於橫跨機器之方向17中之空氣流速分布不會因其鄰近於垂 直空氣室137、139而受到嚴重影響。 如上所述，製程空氣及所含載二次空氣通過空氣處理器 52之流動路徑相似於空氣處理器56内之製程空氣及所含載 二次空氣之流動路徑，藉由參考圖7、8及相關於空氣處理 器52之說明，製程空氣及所含載二次空氣通過進氣開孔58 及多孔性蓋件135而進入流動室14卜如箭頭160所示，且通 過垂直空氣室137、139，如箭頭161所示。控制空氣流入垂 直空氣室137、139之真空壓力係藉由定位噴灑空氣控制閥 41、42而選定，以利分別改變對於室137、139之流動阻力 。空氣隨後通過長孔146而進入内盒體138之内部，如箭頭 162所示。最後，空氣通過排氣開孔64而離開内盒體138， 如箭頭163所示，及隨後行進通過排氣管70。間隔構件140 内之開孔142容許空氣在橫跨機器之方向17移動，以減小橫 跨機器之方向壓力梯度。 請參閱圖8，成形室3 1構成一半開放式結構，其具有一由 83474.DOC -24- 200400292 一或多薄而無孔性金屬片及一多孔性金屬計量片1 66構成 之支持殼體164。計量片166大致上圍繞於抽絲裝置30出口 34與成形室3 1入口 165之間產生之一製程空間1 7卜入口 165 設置於抽絲裝置30出口與收集器32之間，因此絲/空氣混合 物33可以進入製程空間。頂封閉件167、ι69係各以一端接 附於支持殼體164，且令一第二端分別定位於噴灑空氣控制 輥38、40其中一者上方，以利於與其各別上部分形成實質 上氣密之滾動式結合。 大體上，計量片166係在操作上用於調節周圍環境及抽絲 裝置30與收集器32之間成形室31内製程空間171之間之流 體性連通之任意結構，就此而言，複數孔或細孔丨68貫穿過 冲塁片166之厚度’其係以間隔關係配置成一無定向圖案或 主栅、列、矩陣或其他序列式配置方式。典型上，細孔16 $ 呈對稱性配置，以在成形室31周圍環境之機器方向15及橫 跨機器之方向17中提供二次空氣之對稱性抽入。細孔168 典型上具有一圓形截面輪廓，但是例如亦可呈多邊形、橢 圓形或長孔形，細孔168亦可具有單一 而均勻之截面積，或

-具有互連氣體通道貫通其厚度之透氣 83474.DOC -25- 200400292 網。 計量片16 6之特徵在細孔16 8之總截面積之孔隙率或比率 對板片166之剩餘無孔部分之比率，計量片166之細孔ι68 提供因為抽吸通過板片16 6所引起及由絲/空氣混合物3 3捕 捉到之周圍環境之二次空氣流之明顯調節。在其他參數之 中，計量片166之孔隙率之特徵在細孔168之數量、細孔168 之圖案、各細孔168之幾何形狀、及平均孔徑。典型上，細 孔168之總截面積比對板片166之剩餘無孔部分之比率範圍 在約10%至80%。 在一實施例中及如圖8所示，計量片166係一薄篩網或有 孔性剪力箔片，其具有有限之撓度。例如，計量片166可為 一厚度範圍在約10微米至250微米之薄箔片，其利用化學性 敍刻以提供細孔168。計量片166之撓度可容許抽絲裝置3〇 相對於收集器32之垂直方向移動，就此而言，計量片ι66 可彎成一拱形。 絲/ 2氣混合物33及含載於其内之二次空氣總體移向收 集器32 ’且空氣由空氣管理系統12排出，計量片ι66藉由限 制周圍環境之二次空氣流入抽絲裝置3 〇與成形室3 1之間之 空間内’減少空氣管理系統12需自區35、36、37排放之總 空氣量’以大幅減少絲/空氣混合物3 3流向收集器3 2所含載 之一"次空氣。 請參閱圖1、8及如上所述，纺黏站14之抽絲裝置3 〇以抽 吸力將離開驟冷系統28之絲26吸入入口 29，以平行於絲26 運動方向之高速製程空氣流將絲26分子式定位，及將拉細

83474.DOC -26- 200400292 之絲26自出口 34排出成為絲/空氣混合物33之一成分。絲/ 空氣混合物33係由含載於高速製程空氣内且輸送至收集器 32之拉細絲26組成，其中絲26收集而形成紡黏型編織物20 且製程空氣由空氣管理系統12排出，絲/空氣混合物33捕捉 自出口 34移至收集器32之周圍環境内之二次空氣。 請參閱圖9及10,抽絲裝置30之一實施例包括一第一製程 空氣歧管170及一利用支架174而可移動地接附於製程空氣 歧管170之第二製程空氣歧管172，製程空氣歧管170、172 各包括一筒形流動室176，係在橫跨機器之方向1 7中延伸於 一端之突緣式入口管件178及相對端之突緣式出口管件180 之間。一溫度控制式製程空氣流建立於入口與出口管件178 、180之間之各流動室176内，就此而言，一加壓之製程空 氣供給器1 82係利用一空氣供給管1 83而以流體性連接於入 口管件178。一部分製程空氣導入抽絲裝置30以拉細絲26 ，容後詳述。剩餘之製程空氣係經由一連接於出口管件180 之空氣排放管185，而自各流動室176排放至一廢氣槽184 。典型上，製程空氣供給器182係以每平方吋約5磅（psi)至 約100 psi之壓力提供製程空氣，典型上在約30 psi至約60 psi之範圍内，且溫度為約60EF至85EF。 製程空氣歧管170、172係由一流動通道或長孔186分隔， 如圖10所示，其沿軸向或垂直方向而自入口 29延伸至出口 34，且供絲26自入口 29通過至出口 34。在機器方向15中入 口 29至抽絲裝置30具有一寬度，其未限制裝置30内產生之 抽吸作用。接近於入口 29之一部分流動通道1 86具有一錐形 83474.DOC -27- 200400292 或喇队形喉部188，且其截面積漸縮至一均一寬度之通道 190。喇队形喉部188包括一相對於一垂直軸線192而向内傾 斜且具有一第一漸縮角α之第—區段191，及一相對於垂直 方向軸線192而向内傾斜且有—第二漸縮角$之第二區段 193,其中第一漸縮角α較大於第二漸縮角万。喇ρΛ形喉部 188及通道190係與絲26之通道呈流體連續性，而無阻礙或 閉塞。 流動通迢186在橫跨機器之方向17中之長度大約等於紡 黏型編織物20在橫跨機器之方向17中所需之橫跨機器之方 向尺寸或寬度（如圖1)，流動通道186之典型長度範圍在約 1.2米至5.2米，以在橫跨機器之方向17中形成相似尺寸之 紡黏型編織物20。典型上，紡黏型編織物2〇之邊距〇1米部 分係在沉積後切除及棄置。在機器方向15中之製程空氣歧 管170、172之間之分隔可決定流動通道186之通道19〇寬度。 請繼續參閱圖9-10，製程空氣歧管17〇可在機器方向15 中相對於製程空氣歧管172而移動，以改變流動通遒186之 通道190寬度。就此而言，製程空氣歧管17〇係可動地安裝 於支架174，且提供一對電動氣壓缸丨94、ι95，二者可提供 動力以利相對於製程更氣歧管17 2而移動製程空氣歧管17 〇 。電動氣壓缸194、195可以改變通道190之寬度，此即改變 絲26及絲/空氣混合物33之性質。在備便操作時，通道19〇 之寬度可自約〇·1 mm變成6 mm，且對於大部分應用而言， 其可調整以令製程空氣歧管170、172之間之分隔在約〇·2 mm與2 mm之間。製程空氣歧管！ 7〇亦可自製程空氣歧管

83474.DOC -28- 200400292 172移動一段較大距離，例如約1〇cmi15cm，以利通達流 動通道186而方便維修，例如去除使用期間積聚之樹脂殘留 物及其他碎屑。 製程空氣歧管170、172各包括一由相面對側壁197、198 定義之連接室196,連接室196將流動通道186以流體性連接 於各流動室176,因此製程空氣可自各流動室176流入流動 通道186之通道190。特別是，各連接室196利用複數間隔之 進給孔200而以流體性連接於其中一流動室176。進給孔2〇〇 配置成列或其他圖案，其在橫跨機器之方向17中延伸於各 製程空氣歧管170、172之實質上全部長度。例如，具有約4 mm直徑之進給孔2〇〇可做間隔，以致於相鄰之成對進給孔 200具有一大約4.75 mm之中心中心間距。 各連接室196内之空氣流係藉由延伸於橫跨機器之方向 17中之一對擋板或凸轂2〇2、2〇4拘限，凸轂2〇2、2〇4分別 自連接室196之側壁197、198向内伸。凸轂202、204係相對 於軸線192而在相對立方向中對齊，且呈現一彎曲路徑以大 巾田減低流入各連接室196内之製程空氣之流線紊亂，減低流 線奮亂即可促進一均勻之製程空氣流，以利均勻及一致地 施加抽力於絲26，造成絲26均勻且可預測地抽細。 請繼續參閱圖9及1〇，連接室196之側壁197、I%彎曲及 變窄收斂成一長形排放隙缝2〇6，以提供各連接室196與流 動通道186之間之流體性連接，排放隙缝206係在橫跨機器 之方向17中延伸於各製程空氣歧管17〇、172之實質上全部 長度。製程空氣自排放隙缝2〇6喷出及進入流動通道186之

83474.DOC -29- 200400292 通道190，如同一空氣片，各排放隙缝206係定位以致於空 氣片朝下導向收集器32,且相關於行進通過通道190之絲26 而朝下。特別是，自排放隙縫206離開之製程空氣片係相關 於軸線192，而以一約5E與25E之間之傾斜角度傾斜，且典 型上約15E。 使用時且請參閱圖9及10，流入各流動室176之製程氣體 通過進給孔200而進入各連接室196,且在通過排放隙缝206 以進入通道190之前先在連接室196内加速至高速度，如同 一實質上沿軸向朝向出口 34之均速均質空氣片。當絲26通 過流動通道186時，自各製程空氣歧管170、172之排放隙缝 206噴出之收歛性空氣片施加拉曳力於絲26,且將絲26拉細 、拉長或向下拉至一減小之直徑。進入流動通道186之通道 190内之空氣片係在入口 29產生一抽吸力，以供給張力而可 操作拉細絲26，及將二次空氣自周圍環境吸入入口 29。抽 絲力係隨著各空氣片之空氣速度增加而增加，絲徑之減小 亦為抽絲裝置30至擠塑模頭25之距離之函數。 製程空氣歧管170、172較佳為由定尺寸式且在抽絲裝置 30操作狀態下呈現熱穩定性之任意材料構成，使得尺寸公 差在操作期間不致於改變。適用於形成製程空氣歧管170 、172之不鏽^鋼包括一 Carpenter Custom 450型不鏽鋼合金 及一 630型沉澱硬化17Cr-4Ni不鏽鋼合金，各可取自 Carpenter Technology Corp. (Reading, PA) ° 本發明之抽絲裝置30係以低於習知抽絲裝置者之壓力操 作，同時提供一比較性或改善之纖維拉細。儘管製程空氣 83474.DOC -30- 200400292 之壓力降低，抽絲裝置30更有效率且絲/空氣混合物33内之 絲26之速度適可確保高品質之纖維鋪平，以形成紡黏型編 織物20。特別是，抽絲裝置30提供以絲26之線性速度表示 之抽絲速度，其範圍在8,000 m/min至高達大約12,000 m/min。離開出口 34之高速製程空氣之壓力降低亦減少了 來自抽絲裝置30之出口 34與收集器32之間周圍環境之二次 空氣之含載體積，依本發明原理所示，抽絲裝置30增進抽 絲速度同時減少空氣管理系統12需管理之二次及製程空氣 之體積，且依此，可增進形成於收集器32上之紡黏型編織 物20之特徵。 請參閱圖11，其中相同之參考編號係相關於圖9及10所示 者，抽絲裝置210之一變換實施例包括單一製程空氣歧管 212且相似於抽絲裝置30之製程空氣歧管170、172,及一用 於取代製程空氣歧管170之流動轉向器214。流動轉向器214 包括一實心之内部，其並無用於製程空氣之流動通道。在 一特定實施例中，流動轉向器214可以藉由令其中一製程空 氣歧管170之入口 178及出口 180去除或失能（如圖9及10)而 形成，使流動室17 6無法操作。 空氣管理系統12容許對於紡黏站14形成之纺黏型編織物 20之性質有明顯之控制程度，大體上，紡黏型編織物20之 性質為包括絲26之溫度、騾冷系統28内之製程空氣之溫度 、抽絲裝置30内之製程空氣之溫度、及收集器32處之製程 空氣之速度與體積等在内之諸參數之複合函數。典型上， 紡黏型編織物20之絲尺寸大於1 丁尼爾及編織物重量在約4 83474.DOC -31 - 200400292 g/m2至500 g/m2範園内。 配合於喷灑空氣控制輥38、40所提供高速製程及二次空 氣用之導引路徑，空氣管理系統12之喷灑空氣控制闕仏44 之相對位置调冑可谷許機器方向i 5中《空氣流速做選擇性 控制或調節，在機器方向15中調節空氣流速之能力則可修 正在機器万向15中之平均纖維方位對在橫跨機器之方向17 中之平均纖維方位之比率，文後稱之為MD/CD鋪置比。特 別疋，噴灑空氣控制閥41 -44之位置調整可改變垂直空氣室 137、139内之流動阻力，且藉此，容許md/cd鋪置比從一 值1]，意指纺黏型編織物2G之各向同性或對稱性纖維鋪置 ，調整至-大到5:1之值，意指形成纺黏型編織物2〇之高度 不對稱性或各向異性纖維鋪置。 用於製造由紡黏站14形成之紡黏型編織物2〇之樹脂可為 廣範圍熱塑性聚合材料之市面可得纺黏型級之任一者，其 包括且不限定的有料烴、聚醯胺、聚醋、聚醋酸乙酿、 聚氯乙晞、聚乙稀醇、纖維素醋酸 '及類似物。聚丙締可 因為其易取得性及低相對成本而成為將形成纺黏型編織 物20之樹脂。用於製造紡黏型編織物2〇之絲％可有任意適 當之形態，且可包括中空或實心、筆直或皺褶、單成分、 雙成分或多成分纖維或絲、及諸此纖維及/或絲之混合或混 合物’習於此技者應可熟悉。例如，欲製造雙成分或多成 分絲及/或纖維，熔體紡絲總成24及擠塑模頭25適可抽拉多 種類型之熱塑性樹脂。具有一紡接筒而可抽拉多成分絲以 形成多成分紡黏型編織物2〇之一舉例熔體纺絲總成24及擠

83474.DOC -32- 200400292 塑模頭25係揭述於共同讓與且同案申請之2000年l〇月31日 提出之美國專利申請案第〇9/7〇2,385號"Apparatus for

Extruding Multi-Component Liquid Filaments"内。 在本發明之特定實施例中，可以瞭解的是紡黏站14之抽 絲裝置30可具有習知結構，且由結合於一習知抽絲裝置之 纺黏站14所形成之紡黏型編織物2〇之性質將得利於空氣管 理系統12 ’特別是，MD/CD鋪置比可做控制，如上所述， 而無關於抽絲裝置30之結構。圖9-11所示之本發明抽絲裝 置30可增進絲之線性速度，因此，絲26可用習知抽絲裝置 拉、’、田土車义大可行範圍。特別是，本發明之空氣管理系統 12及抽絲裝置30之配合使用更對於紡黏型編織物2〇之性質 提供最佳之控制度。 儘管本發明已由多項較佳實施例之說明揭述於上，同時 諸實施例已做詳細說明以闡述實施本發明之最佳模式，申 請人並非意圖將文後之申請專利範圍拘限或限制於此詳細 說月中本發明精神及範嚕内之其他優點與變換型式仍可 為習於此技者所知，因此本發明本身應僅由文後之申請專 利範圍定義。 凰式簡單說^ _圖1係結合本發明空氣管理系統之-二站式生產線之簡 示平面圖；

圖係圖1所示二站式生產線之立體圖，且移開收集哭 帶以利清楚； W 圖3係圖1所示空氣管理系統之立體圖；

83474.DOC -33- 200400292 圖4係圖3所示形成區空氣處理器之局鄯八 7咔分解亙體圖； 圖5係大致上沿圖4之5-5線所取之开氣處理器之 截面圖； 圖6係大致上沿圖4之6-6線所取之形成區空氣處理器之 平面圖； 圖7係圖3所示其中一喷灑空氣處理器之局部分解立體圖； 圖8係圖1所示紡黏站之視圖； 圖9係圖1所示抽絲裝置之立體圖； 圖1〇係大致上沿圖9之10-10線所取之截面圖·及 圖11係圖9所示抽絲裝置之一變換實施例截面圖。 圖式代表符號說明 10 二站式生產線 12 空氣管理系統 14 纺黏站 15 機器方向 16 熔喷站 17 橫跨機器之方 18 疊層 20 紡黏型編織物 22 熔噴型編織物 24, 45 溶體纺絲總成 25 擠塑模頭 26 絲 27 單體排放系統 83474.DOC -34- 200400292 28 雙區驟冷系統 29, 165 入口 30, 210 抽絲裝置 31 成形室 32 收集器 33 絲/空氣混合物 34 出口 35 成形區 36 前成形區 37 後成形區 38, 40 噴灑空氣控制輥 41，42, 43, 44 喷灑空氣控制閥 46 溶噴模頭 47 熱塑性絲 48 熱製程空氣 52, 54, 56 空氣處理器 58, 60, 62 進氣開孔 64, 66, 68 排氣開孔 70, 72, 74 排氣管 76, 78 肘管 80 長形部分 94, 136 外殼體 96 多孔性蓋件 98, 138 内盒體 83474.DOC -35- 200400292 100 102, 104 106, 108 110, 144 112, 146 113 114, 116, 148, 149 118 120, 122, 124, 126, 160〜163 128, 130 132, 134, 140 137, 139, 145 141 142 151，153, 157, 159 152, 154, 156, 158 164 166 167, 169 168 170, 172, 212 171 174 間隔構件 過滤構件 軌道構件 底面板 長孔 中線 末端 中央部分 箭頭 入口 格子狀分隔件 空氣室 流動室 開孔 軸 支持輥 支持殼體 計量片 頂封閉件 細孔 製程空氣歧管 製程空間 支架

83474.DOC 36- 200400292 176 流動室 178 入口管件 180 出口管件 182 加壓製程空氣供給器 183 空氣供給管 184 廢氣槽 186 流動通道 188 喉部 190 通道 191， 193 區段 192 垂直方向軸線 194, 195 電動氣壓缸 196 連接室 197, 198 側壁 200 進給孔 202, 204 凸轂 206 排放隙缝 214 流動轉向器 83474.DOC - 37 -

Claims (1)

1. 200400292 拾、申請專利範園： 1. 一種定位於一熔體紡絲裝置下方之空氣處理器，該熔體 紡絲裝置係建構以將材料之絲排放至一在機器方向中移 動之收集器上，且收集自熔體紡絲裝置排放之空氣，該 空氣處理器包含： 一外殼體，其具有第一壁面以定義一第一内部空間， 該第一壁面之其中一者具有一定位於收集器下方之進氣 開孔，以容許排放之空氣進入該第一内部空間，且該第 一壁面之另一者具有一排氣開孔供排出該排放空氣； 一内殼體，其定位於該第一内部空間内，且具有第二 壁面以定義一第二内部空間，第二内部空間係以流體性 連接於該外殼體内之該排氣開孔，該内殼體之其中一該 第二壁面具有一長形孔且在一橫跨機器之方向中具有一 較大尺寸，該長形孔連接該第一内部空間使該第一内部 空間以流體性連接於該第二内部空間；及 一第一可調整之流動控制裝置，係定位於該第一内部 空間内，該第一可調整之流動控制裝置可操作以控制該 第一内部空間及該第二内部空間之間之排放空氣之流動。 2·如申請專利範圍第1項之空氣處理器，其中該第一内部空 間包括一流動室及一延伸於一以流體性連接於該流動室 之空氣入口與該孔之間之第一室，該流動室定位於該進 氣開孔與該内殼體之間，及該第一可調整之流動控制裝 置係鄰近於該第一室之該空氣入口，以控制自該流動室 流過該空氣入口而進入該第一室之排放空氣。 83474.DOC 200400292 3. 如申請專利範圍第2項之空氣處理器，其中該第一内部空 間包括一延伸於該流動室與該孔之間之第二室，該第二 室係以流體性隔絕於該第一室。 4. 如申請專利範圍第3項之空氣處理器，進一步包含一定位 於該第一内部空間内之第二可調整之流動控制裝置，該 第二可調整之流動控制裝置可操作以控制該第一内部空 間及該第二内部空間之間之排放空氣之流動。 5. 如申請專利範圍第3項之空氣處理器，其中該第二可調整 之流動控制裝置係鄰近於該第二室之該空氣入口，以控 制自該流動室流過該空氣入口而進入該第二室之排放空 氣。 6·如申請專利範圍第1項之空氣處理器，進一步包含一定位 於該第一内部空間外且鄰近於該進氣開孔之空氣導向構 件，該空氣導向構件延伸於橫跨機器之方向且在機器方 向將該進氣開孔分隔成第一及第二部分。 7. 如申請專利範圍第6項之空氣處理器，其中該空氣導向構 件係一第一輥且滚動式接觸於該收集器。 8. 如申請專利範圍第7項之空氣處理器，進一步包含一大致 定位於該第一内部空間内且鄰近於該進氣開孔之第二輥 ，該第二辕係相對於該第一辕而定位，以致於至少收集 器係由該第一及第二輕之間之滚動式嚙合捕捉。 9. 一種定位於一熔體紡絲裝置下方之空氣處理器，該熔體 紡絲裝置係建構以將材料之絲排放至一在機器方向中移 動之收集器上，且收集自熔體纺絲裝置排放之空氣，該 83474.DOC -2- 200400292 空氣處理器包含： 一外殼體，其具有第一壁面以定義一第一内邵空間， 該第一壁面之其中一者具有一定位於收集器下方之進氣 開孔，以容許排放之空氣進入該第一内部空間，且該第 一壁面之另一者具有一排氣開孔供排出該排放空氣； 一内殼體，其定位於該第一内部空間内，且具有第二 壁面以定義一第二内部空間，第二内部空間係以流體性 連接於該外殼體内之該排氣開孔，該内殼體之其中一該 第二壁面具有一長形孔且在一橫跨機器之方向中具有一 較大尺寸，該長形孔連接該第一内部空間使該第一内部 空間以流體性連接於該第二内部空間；及 一空氣導向構件，其定位於該第一内部空間外且鄰近 於該進氣開孔，該空氣導向構件延伸於橫跨機器之方向 且在機器方向將該進氣開孔分隔成第一及第二部分。 10. 如申請專利範圍第9項之空氣處理器，其中該空氣導向構 件係一第一輥且滾動式接觸於該收集器。 11. 如申請專利範圍第10項之空氣處理器，進一步包含一大 致定位於該第一内部空間内且鄰近於該進氣開孔之第二 輥，該第二輥係相對於該第一輥而定位，以致於收集器 係由該第一及第二輥之間之滾動式接觸捕捉。 12. 如申請專利範圍第10項之空氣處理器，進一步包含一成 形室，其至少局部圍繞該進氣開孔及該輥，該成形室提 供熔體紡絲總成與收集器之間之一製程空間，供材料絲 通過至收集器，且該進氣開孔之該第一部分定位於該成 83474.DOC 200400292 形室内而該進氣開孔之該第二部分定位於該成形室外。 13·如申請專利範圍第11項之空氣處理器，其中該成形室進 一步包含一多孔性計量片，用於調節排放之空氣自該成 形室周圍環境流入該製程空間之排放空氣。 14. 如申請專利範圍第9項之空氣處理器，進一步包含一定位 於該第一内部空間内之流動控制裝置，該流動控制裝置 係操作用於控制該第一内部空間與該第二内部空間之間 之空氣流動。 15. —種用於將一纺黏型層沉積於一在機器方向移動之收集 器上之系統，包含： 一熔體紡絲裝置，係操作以將材料抽絲，該熔體紡絲 裝置沿垂直方向定位於收集器上方；及 一空氣管理裝置，係操作以收集自熔體紡絲裝置排放 之空氣，該空氣管理裝置包含： 一第一空氣處理器，係定位於該熔體紡絲裝置正下 方之一成形區内，一第二空氣處理器，係定位於第一 空氣處理器與成形區之上游處，及一第三空氣處理器 ，係定位於第二空氣處理器與成形區之下游處，各該 空氣處理器包括： 一外殼體，其具有第一壁面以定義一第一内邵芝間 ，該第一壁面之其中一者具有一定位於收集器下方之 進氣開孔，以容許排放之空氣進入該第一内部空間， 且該第一壁面之另一者具有一排氣開孔供排出該排放 空氣；及 83474.DOC -4- 200400292 一内殼體，其定位於該第一内部空間内，且具有第 二壁面以定義一第二内部空間，第二内部空間係以流 體性連接於該外殼體内之該排氣開孔，該内殼體之其 中一該第二壁面具有一長形孔且在一橫跨機器之方向 中具有一較大尺寸，該長形孔連接該第一内部空間使 該第一内部空間以流體性連接於該第二内部空間；及 該第二及第三空氣處理器各包括： 一空氣導向構件，其定位於該第一内部空間外且鄰 近於該進氣開孔中之一相對應者，該空氣導向構件延 伸於橫跨機器之方向且在機器方向將該相對應之進 氣開孔分隔成第一及第二部分；及 一可調整之流動控制裝置，係定位於該第一内部空 間内，該可調整之流動控制裝置可操作以控制該第一 内部空間及該第二内部空間之間之排放空氣之流動。 16 _如申請專利範圍第15項之系統，進一^步包含一沿垂直方 向定位於該熔體紡絲裝置與該收集器之間之抽絲裝置， 該抽絲裝置係操作以提供一空氣流，足以拉細材料之絲。 17·如申請專利範圍第16項之系統，進一步包含一定位於該 熔體紡絲裝置與該抽絲裝置之間之騾冷系統，該騾冷系 統係操作以提供一騾冷空氣流，以冷卻自該熔體紡絲裝 置拉出之材料之絲。 18.如申請專利範圍第15項之系統，進一步包含一成形室， 其至少局部圍繞該進氣開孔及該空氣導向構件，該成形 室定義一定位於溶體纺絲總成與收集器之間之一製程空 83474.DOC 200400292 間，供材料絲通過至收集器。 19. 如申請專利範圍第18項之系統，其中該成形室進一步包 含一多孔性計量片，用於調節自該成形室周圍環境流入 該製程空間之空氣流。 20. —種建構以將材料之絲排放至一在機器方向中移動之收 集器上之裝置，包含： 一熔體紡絲裝置，係操作以抽拉材料之絲； 一抽絲裝置，係定位於該熔體纺絲裝置與收集器之間 ，該抽絲裝置具有一入口供接收來自該熔體紡絲裝置之 材料之絲，及一出口供排放該材料之絲至收集器，該抽 絲裝置係操作以提供一製程空氣流，足以拉細材料之絲 ，且製程空氣流含載來自該出口與收集器之間之周圍環 境之二次空氣； 一空氣處理器，其具有一鄰近於收集器之進氣開孔， 該空氣處理器透過該進氣開孔以收集自該抽絲裝置排放 之製程空氣及所含載之二次空氣；及 一成形室，其具有一側壁可至少局部圍繞該空氣處理 器之該進氣開孔及該抽絲裝置之該出口、一設置於進氣 開孔下游處之入口、及一設置於進氣開孔上游處之出口 ，該側壁定義一製程空間，供來自該抽絲裝置之該出口 之材料之絲通過至收集器，及將該製程空間隔離於周圍 環境，該入口及出口係定尺寸使得至少收集器可以通過 該製程空間，及該成形室之該側壁包括一多孔性計量片 ，係建構以調節空氣自周圍環境流入該製程空間。 83474.DOC -6- 200400292 21. 如申請專利範圍第20項之裝置，進一步包含一定位於該 熔體紡絲裝置與該抽絲裝置之間之騾冷系統，該騾冷系 統係操作以提供一騾冷空氣流，以冷卻自該熔體紡絲裝 置拉出之材料之絲。 22. 如申請專利範圍第20項之裝置，其中該空氣處理器進一 步包含一定位於該進氣開孔下游處之第一空氣導向構件 ，該第一空氣導向構件延伸於橫跨機器之方向且間隔於 該進氣開孔，以利提供該入口。 23. 如申請專利範圍第22項之裝置，其中該空氣處理器進一 步包含一定位於該進氣開孔上游處之第二空氣導向構件 ，該第二空氣導向構件延伸於橫跨機器之方向且間隔於 該進氣開孔，以利提供該出口。 24. —種用於將材料絲之一非織造編織物沉積於一在機器方 向移動之收集器上之方法，其包含： 自一熔體纺絲總成抽拉材料之絲； 將材料之絲混合於一製程空氣流； 將材料之絲沉積於收集器上；及 以一空氣管理系統之一進氣開孔收集製程空氣，空氣 管理系統在橫跨機器之方向中具有一實質上均勻收集之 製程空氣，及具有一機器方向空氣流速對橫跨機器之方 向空氣流速之選擇性變化比。 25. 如申請專利範圍第24項之方法，其中機器方向空氣流速 對直交之橫跨機器之方向空氣流速之比率提供機器方向 絲對準相對於橫跨機器之方向絲對準之比率，及收集步 83474.DOC 200400292 騾進一步包含以下步驟： 碉整機奋万向空氣流速以提供機器方 橫跨機器之方向絲對準之比率。 °、、、+卞相對於 26. 27. 28. 29. 30. 31. 如申請專利範圍第24項之方法，進—步勺人 向空氣流速以提供機器方向絲對準二改變機器方 向絲對準之比率在約5: i之第—比束：於松跨機器之方 $轉至約1:1之第二比 -甲請專利範圍第24項之方法，其中空氣管理系 :開孔包括-成形區、一在機器方向中設於成形區上游 處《上游n在機器方向中設於成形區下游處之下 游區’及收集步驟進一步包含以下步赞· 施加一第一負壓至成形區； 施加一第二負壓至上游區；及 施加一第三負壓至下游區。 如申請專利範圍第27項之方法，進—步包含改變第二負 壓及第三負壓至少其中一者，以改變機器方向中之 收集。 、 如申請專利範圍第27項之方法，進—步包含： 偵測用於第二及第三負壓之值；及 依據所偵測之值以控制第二及第三負壓。 如申請專利範圍第29項之方法，其中控制步驟進—步包 含改變可調整之流動控制裝置之相對位置。 如申請專利範圍第24項之方法，進一步包含以一成形室 實質上圍封進氣開孔。 83474.DOC 200400292 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 如中晴專利範圍第31項之方法，進一步包含調節自成形 至周園環境流入成形室之二次空氣。 如申請專利範圍第24項之方法，其中收集步驟包括控制 也气跨機器之方向中之空氣流速以提供一小於約5.0%之均 勻度。 如申請專利範圍第24項之方法，其中混合步驟進一步包 S導引材料絲之運動方向中之製程空氣流，藉此拉細材 料絲。 如申凊專利範圍第34項之方法，其中導引步騾進一步包 含以製程空氣流加速材料絲至一大於每分鐘8〇〇〇米之線 性速度。 如申請專利範圍第34項之方法，其中製程空氣流係由一 抽絲裝置提供，其具有一出口且相對於收集器而備有至 少第一及第二垂直間距，及進一步包含： 調整自第一垂直間距至第二垂直間距之出口與收集器 之間之垂直間距。 如申請專利範圍第35項之方法，其中混合步驟進一步包 含提供一製程空氣流於熔體纺絲總成與抽絲裝置之間， 以驟冷所抽拉之材料絲。 如申請專利範圍第24項之方法，其中混合步騾進一步包 含提供一製程空氣流於熔體紡絲總成與抽絲裝置之間， 以在導引步驟之前驟冷所抽拉之材料絲。 83474.DOC -9-