JPS5844470B2 - モウサイカンシヨウメルトブロ−ヨウダイ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はダイ開口に毛細管を用いる熱可塑性樹脂のメル
トブローのためのダイ（こ関する。

更にとりわけ、本発明は複数個の毛細管に結合する内径
が一定で、メルトブロ一工程に要求されるように正確に
整合された一列のダイ開口を有するダイに関する。

メルトブ陥−及び適当なダイは、次の印刷物及び特許に
開示されている。

１、 ネイバル・リサーチ・ラボラトリ−・リポート（
Ｎａｖａｌ Ｒｅ５ｅａｒｃｈ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ
Ｒｅｐｏｒｔ ）４３６４、「微細有機繊維の製造
（Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｏｆ ５ｕｐｅｒｆｉｎｅ
Ｏｒｇａｎｉｃ Ｆｉｂｅｒｓ ） Ｊ＋１９５４年４
月１５日 ２、ヴアン・エイ・ウエンテイ（Ｗｅｎｔｅ 、 Ｖａ
ｎＡ、）、インダストリアル・アンド・エンジニアリン
グ・ケミストリー（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ａｎｄＥｎ
ｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ） ｔ
４８＋ Ｎｏ、 ８（１９５６，ＰＰ、１３４２〜１３
４６）。

３、 ネイバル・リサーチ・ラボラトリ−・リポート（
Ｎａｖａｌ Ｒｃｓｅａｒｃｈ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ
Ｒｅｐｏｒｔ ）５２６５、「微細熱呵塑性繊維の形
成に関する改良装置（Ａｎ Ｉｍｐｒｏｖｅｄ Ｄｅｖ
ｉｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅＦｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ５
ｕｐｅｒｆｉｎｅ 、 ＴｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃＦ
ｉｂｅｒｓ） Ｊ、 １９５９年２月１１−日。

４、英国特許 第１，０５５，１８７号 ５．米国特許 第３，３７９，８１１号 ６、 日本特公昭４４年第２５８７１号、昭和４４年１
０月３０日公告 本発明によれば、一般に断面が三角形を呈するメルトブ
ロー用ダイにして、熱可塑性物質を収容する室を有する
ダイブロック、及び内径２５４ミクロン（０，０１０イ
ンチ）乃至６３５ミクロン（０，０２５インチ）、外径
６３５ミクロン（０，０２５インチ）乃至１．２７０ミ
クロン（０，０５０インチ）を具え内面が滑かにして均
一な直径を有する複数個の独立した毛細管であって一端
と他端が前記ダイブロック内に堅固に保持され各々が実
質的に平面上で相互に接触し前記他端は精密に整合して
配置されて鋭い縁部を廃酸する毛細管を含有し、前記毛
細管の前記一端は前記室と流体結合し前記毛細管の他端
はその断面が３００乃至９００の範囲内に設定されて前
記グイブロックの外部と流体結合するようｆこ形成され
る尖端部を有し、更にガスプレートによって廓成される
上部ガス噴射路及び下部ガス噴射路が設けられ、前記ガ
スプレートの尖端部が前記毛細管の前記尖端部から平行
に離隔して＠記尖端部ｆこ近接して配置されることＥこ
より前記ガスプレートが前記尖端部と同一角度を保つよ
うに設けられるメルトブロー用ダイか与えられる。

ダイは三片より成る組立体で毛細管はダイ装置を形成す
る三片の間の結合層に含まれている。

本発明をもたらすに至った研究の間に、メルトブロ一工
程に用いられるダイは非常（こきびしい公差を要求する
ことがわかった。

このことによりそれらの製作は非常（こ困難かつ高価と
なる。

高い費用の原因の一つけ多数の非常に小さな穴を穿孔し
なければならないことである。

製作が困難な第二の原因はすべての穴がするどい（のみ
）刃の上に開口して、穴の列が長い距離にわたって正確
に一線にならなければならないということである。

いくつかの上記の困難を征服し、ダイの費用をさげるよ
うな型のダイを製作する方法がみいだされた。

この方法ではダイ内（こ穿孔された穴を用いるかわり（
こ毛細管を用いる。

毛細管を用いることによって正確な穿孔ｔこ伴う問題、
即ち、非常に小さな穴の放電加工がさけられる。

更に重要なことには毛細管の列を正確（こならべること
が可能なので穴は正確に一直線になる。

一般的には毛細管を用いるに当って使用されるダイ製作
方法は次のようである。

互いにダイの半分ずつを形成する金属ブロックに所望の
溶融腔を加工する。

溶融腔は熱可塑性の液体の流れを穴の口に分配する。

それから毛細管が取付けられるところに、正確にみそ切
りしてスロットを設ける。

各ブロックは毛細管の半径と等しいかわずかに小さい深
さの同一のスロットをもつことになる。

それから各ブロックに（穴の位置の外側に）スロットに
そって管の中央部のところにチャンネルが設けられる。

これらのチャンネルはハングで満たされ、ハンダは機械
でなめらかにけずられる。

毛細管が一つの細長い穴ζこ詰め込まれ、二つのブロッ
ク片が合わされ、注意深く整合される。

ついで一対のブ晒ツク片が締めつけられハンダ結合が仕
上げられる。

窒素炉の中に入れられ結合されたダイは最後（こ機械に
かけられる。

結合には別の方法も用いられる。

毛細管ダイを用いる利点は次のようなことである。

■、穴は穿孔されるのではないのでより長くすることが
できる。

２、穴の直径は極めて均一である。

３、穴の内部にはバリヤぎざぎざがない。

４、 メルトブロー（こよりすぐれたウェブを作るのに
必要とされる正確な整合を得ることが、より容易である
。

５、−片のみより成るブロックと比較すると、溶融液の
みその加工が分けられたブ爾ツク片上でおこなわれるの
でより容易である。

６、製作費用が大いに減少する。

５センチ（２インチ）のダイか毛細管法を用いて作られ
た。

このダイはメルトブロ一工程において満足に作用した。

それゆえ、一般にメルトブロー及びダイについては上記
文献に述べられているので、本明細書は本発明の新しい
ダイ装置の細部（こついて詳述する。

この点の詳細は図面を参照することによってよく知るこ
とができる。

第１図を参照するとメルトブロ一工程はまずホッパー１
に一種あるいはそれ以上の熱可塑性物質のペレットを入
れることによって行われる。

熱可塑性物質はすなわち樹脂であり、熱可塑性樹脂と共
に染料、添加剤あるいは変性剤を含むこともある。

これらは押出機２に運ばれる。成る種の熱可塑性樹脂に
ついては、樹脂を押出機２に誘導する前に樹脂を熱的に
処理するか、押出機２及びダイ部分３ないしその一方で
樹脂を熱的に処理することによってかなり低い粘度に下
げる必要がある。

たとえは、もしポリプロピレンがメルトブローされるな
ら、ポリプロピレンがホッパー１に入れられ、押出機２
で２８８°Ｃ（５５０’Ｆ）以上、できれば３２７乃至
４２７℃（６２０乃至８００’Ｆ）の範囲で加熱される
。

必要な熱処理の度合はポリプロピレンの分子量（こ伴っ
て変化する。

分解を制御する特別な技術の顕著な改良については別個
に特許出願が行われた。

樹脂は押出機のスクリュー（図示されていない）を回転
する駆動装置４によって押出機２をとおってダイヘッド
３に運ばれる。

ダイヘッド３には通常メルトブローがおこなわれる前の
熱可塑性樹脂の熱処理に用いられる加熱板５がついてい
る。

液体樹脂はダイベッド３の中にかたくはめこまれた毛細
管６の列から送り出される。

そこで液体樹脂はガス流にさらされ細くされ連続した繊
維７となりそれはドラム９のような移動回集装置８に回
収されて連続したマツ１〜１０を形成する。

熱可塑性樹脂を細くする熱ガス流、好ましくは空気、又
はガス噴射路、即ち、ダイ開口の両側（上と下）の隣接
したみそ１１，１２に供給される。

みぞ１１及び１２には、夫々ガス管１３及び１４から熱
ガスが供給される。

さて、第２図を参照すると、入口１γをとおる熱可塑性
樹脂は−Ｌ方ダイブロック１５及び下カダイブロック１
６からなるダイヘッド３のうしろ（こ導入される。

樹脂は−Ｌ及び下のグイブロック１５及び１６の間の室
１８に運ばれる。

本発明によれば、上及び下のダイフロック１５及び１６
には室１８の薊方にみそが切られ凹部１９及び２０を形
威し、毛細管６を取付けるための腔を与える。

毛細管はダイブロック１５及び１６の間の凹部１９及び
２０の中にハンダ２１（こまって堅固（こ位置づけられ
る。

この実施例では、毛細管６は室１８の外のＡで示される
するどい角度の尖端でおわっている。

ダイ先端２２は、一般（こ断面が三角形で、のちに詳述
されるように、ダイブ冶ツク１５及び１６の外側の表面
に加工することによって設けられる。

毛細管６の尖端Ａは機械操作（こよってつくられる。

その先端の角度は３００乃至９００の範囲で、５５°乃
至６５°が好ましく、特に６０°がもつともよい。

上方ガスカバープレート２３及び下方ガスカバープレー
ト２４は上及び下のダイブ爾ツク１５及び１６に結合さ
れる。

熱ガスはガスプレート２３にある入口２５及びガスプレ
ート２４にある入１］２６より供給される。

適当なそらせ板（図示されていない）を上のガス室２７
及び下のガス室２８の両方に設けることができ、これに
よりみぞ１１及び１２を通って一定の流速のガスを流す
ことが可能となる。

第３図は毛細管６が一列に並べられ、結合されて好まし
い配置になったあとの相互の関係を示している。

総括して第４図から第１０図までを参照すると、これら
の図には本発明のダイを作る技術が図示されている。

凹部１９が、グイブロック１５に機械加工して設けられ
、同一の凹部２０がグイブロック１６に機械加工される
。

凹部１９及び２０の寸法は操作位置において所望の数の
毛細管６をちょうど保持できるように毛細管６の外径と
の関係で決定される。

凹部１９及び２０は上及び下のグイブロック１５及び１
６中に、上のグイブロック１５の肩部２９の近く及び下
のグイブロック１６の肩部３０の近くまでのびている。

肩部２９及び３０の高さは毛細管６の外径を越えないの
が望ましい。

第４図は最終組立及び実際のハンダ結合の前の種々の部
分の関係を図示している。

ハンダ溜３１及び３２はその横断面が示されている。

ハンダ溜３１は上方ダイブロック１５にあり、ハンダ溜
３２は下方ダイブロック１６にある。

第５図の下方ダイブロック１６ではハンダ溜３２は凹部
２０の両側の２つのＵ字型の部分からなり、凹部２０の
下方の部分をこえて一本の溝３２ａがある。

同一の配列でハンダ溜３１及び溝３１ａが上方ダイブロ
ック１５にみそ切りされている。

組立に当っては、ハンダ溜３１及び３２がハンダ２１で
満たされる。

ハンダがかたまったあと、ハンダはハンダ溜からはみ出
ないように機械王作により平ら（こされる。

ついで所望の数の毛細管を下方ダイブロック１６の凹部
２０内におく。

上方ダイブロック１５及び下方ダイブロック１６は互い
（こボルトで締められる。

第７図に示されるよう（こ２つのブロック片はボルト３
３（こまって−緒に締められ、これ（こより毛細管６は
しっかりと四部１９及び２０内に保持され、毛細管６の
内部の末端は上方ダイブロック１５及び下方ダイブロッ
ク１６の肩部２９及び３０（こ当接している。

グイブロック１５及び１６には通常機械Ｔ作によって毛
細管６に熱可塑性樹脂を誘導するの（こ必要な室１８が
設けられる。

ハンダ２１を加熱する加熱操作、及び毛細管６をしつか
り保持するために、ハンダ２１を追加的に導入する前に
、隔離用詰めもの３４（第１図（こ示されている）が室
１８に詰められるので、ハンダ２１はグイか結合のため
に加熱される間、室１８に流入することはない。

第８図及び第９図では外部のハンダ溜３５がダイブロッ
ク１５及び１６に取付けられ、それはねじ３６及び３γ
でボルト止めされる。

ハンダ溜３５はハンダを再充填するための加圧ヘッドと
して作用する。

ダイブロック１５及び１６がボルト３３でかたく締めら
れ、毛細管６が凹部１９及び２０（こ堅固にはめこまれ
、毛細管の一端が肩部２９及び３０に当接したあと、グ
イヘッド３はハンダ２１を加熱するために炉の中（こ入
れられる。

ダイヘッド３が炉の中におかれると第３図に示されるよ
う（・こハンダ２１は溶融して毛細管６に完全に接触し
つつハンダ溜３１及び３２をとおって流れ凹部１９及び
２０の中の毛細管６の間の空間を満たす。

ダイヘッド３を冷却すると毛細管６はグイブロック１５
及び１６の間にしつかり固定される。

グイフロック１５及び１６の位置は炉の中にある間、即
ち、加熱されている間、第８図に示されるような位置ｆ
こあることが望ましい。

隔離用詰め物３４はハンダ２１が毛細管６あるいは室１
８に流入するのを防ぐ。

加熱はハンダ２１が完全に毛細管６のまわりの空間を満
たし、凹部１９及び凹部２０の中で完全な防害物となり
熱可塑性樹脂が流入するのを防ぐことになるよう（こ行
われなければならない。

毛細管６は機械加工前、各管の一端がダイフロック１５
及び１６の端をすぎたところまでの長さを有することが
望ましい。

最後の機械操作では、グイフロック１５及び１６には機
械工作（こより断面が三角形のグイ先端２２が設けられ
る。

それは断面が角度のある先端部Ａでおわっている。

第１０図（こ示されている角度αは３０°乃至９００で
、５５°乃至６５°がよく約６００がもつとも好ましい
。

一つの実施例ではダイブロック１５及び１６、及び毛細
管６に機械加工を施されると、管６は一４二方グイブロ
ック１４の表面３８ど１・方ダイブロック１６の表面３
９ど一体をなす表面を有することとなり、夾角αを形成
する。

第１０図を参照せよ。好ましい実施例の更に詳細な事項
について以下に述べる。

第６図（こは凹部２０は下カダイブロック１６の中（こ
約６．３５乃至２５．４ｍｍ（約ｉ７４乃至１インチ）
、一層好ましくは約１２．７ｍｍ、（約１／２インチ）
、のびている（寸法Ｘで示されている）。

毛細管６は内径約２５４乃至６３５ミクロン（０，０１
０乃至０．０２５インチ）であり、外径は６３５乃至１
２７０ミクロン（０，０２５乃全０．０５０インチ）で
、７６２乃至１０１６ミクロン（０，０３乃至０．０４
インチ）が−層好ましい。

本発明の一実施例（こ用いられた毛細管６は、３１６番
のステンレス鋼の継目無し管である。

この型の鋼は、結合操作中（ご用いられる温度に耐える
ことができる。

この管は内径３８１±１２７ミクロン（０，０１５±０
．０００５インチ）、外径７８７ミクロン（０，０３１
インチ）、長さ２５４の（１，０インチ）であった。

断面が円形である毛細管が図示されているが横断面は正
方形か長方形あるいは他の形でもよい。

毛細管の外径が、グイ開口の間隔を制御することが理解
される。

この距離（１中心間が７６２乃至１０１６ミクロン（３
０乃至４０ミル）の範囲が好ましい。

下方グイフロック１６の肩部３０の寸法と凹部２０の深
さは用いられる毛細管６の大きさと形（こ依存して変化
する。

通常、寸法は、グイフロック１５及び１６が操作の位置
にある時、四部１９及び２０に一毛細管をきちんと保持
するようなものである。

これより、もし凹部１９及び２０の寸法が同一なら深さ
Ｚは用いられる毛細管の外径の半分であり、肩部の高さ
Ｙは、用いられる毛細管の壁の桿さと等しいか、それ以
下である。

３１６番のステンレス鋼の毛細管が用いられる時に適当
なハンダは、Ａｌ９５１％、Ｃｕ２２％、Ｚｎ１９％、
Ｃｄ７％、及びＳｎ１％の紐取をもつ共融合金１８０１
銀ハングである。

そのようなハンダに用いられる溶剤は共融合金１８０１
−Ｂ溶剤である。

この特別なハンダは製造者（こよれば５９３０Ｃ（１１
００十）でとけ、６１３°Ｃ（１１３５′丁？）で結合
する。

他のハンダ溶剤が用いられた場合（才ともかく、もし前
記のハンダが用いられたときは締めつけられた上カダイ
ブ［ｊツク１５及び下カダイブ「フック１６は炉の中に
入れられるかまたは違ったヤ）り力て、用いられるハン
ダの結合温度り、上の温度（こ加熱される。

それ故、共融合金１８０１ハンダが用いられる時には少
なくとも６］−３°Ｃ（１１３５’ｌ’）θＭワ度が使
われる。

第１１図はダイブロックあるいは毛細管を機＋４工作に
より毛細管の各先端の断面が所望の角度をもつよう（こ
する必要のないダイヘッドの実施例を示す。

この場合は、円錐形の断面をもつ毛細管を利用している
。

こうして、ダイ・＼ラド４０は上方ダイブロック４２及
び下カダイフ爾ツク４３からつくられろ。

毛細管４１を受は入れるように上カダイブロツク４２に
溝、即ち、凹部４４が、下方ダイブロック４３（こ溝即
ち凹部４５が設けられている。

樋４４及び４５は肩部４６及び４７でおわっている。

毛細管４１はこれらの肩部に当接している。

操作に際しては、熱可塑性樹脂は室４９に通じる人口４
８をとおってグイヘッド４０のうしろ側に導入される。

室４９は毛細管４１に樹脂を供給する。

この失′施例では毛細管４１はダイブロック４２及び４
３から管の長さの約１／２ 以下の距離だけ前記のダイ
ブロック以外に外側からの支持なしくこ外側に突出して
いる。

上方ガスカバープレート５０及び下カガスカバーブレ−
１・５１は−Ｌ力空気即ちガス室５２及び下カガス室５
３を形成する。

毛細管４１は円錐形の形をした尖端部Ａを有し、その角
度は３００乃至Ｑ ００の範囲以内であり、５５゜乃至
６５°の範囲内が好ましい。

一上刃空気プレート５０及び下方空気プレー１〜５１の
それぞれの先端５４及び５５は毛細管４１の尖端部Ａの
角度と同様な角度を有する。

更に空気プレートの先端５４及び５５は毛細管４１の錐
の実質的（こ反対側に２５．４乃至１２７ミクロン（１
〜５ミル）の範囲以内の距離をおいて設けられる。

本発明のダイはメルトブローダイに関して公知のあるい
は開発されつつある他のダイ（こくらべていくつかの製
作上及び操作−Ｌの利点がある。

寸法の公差がメルトブローダイでは精密でなけれはなら
ないので本発明のダイはメルトブローダイ（こ大きな幅
〔１乃至１．５ｍ（４０乃至６０インチ）あるいはそれ
以上、すなわち５００乃至２０００本の毛細管〕にわた
って設けられる一定の小さなグイ開「１を前述の方法の
場合におけるような高い製作費を用いずに取付けること
を可能１こする。

更に、研究過程において発見されているようにグイ開■
は長い距離にわたって一線をなさなけれはならない。

それ故、本発明の製造方法によれは、新らしいダイ装置
が比較的簡単な機械操作のみより成る工程により得られ
、その機械操作によりイ↓Ｉらねる公差は極めて小さく
、しかもメルトブロ一工程に用いるのに必要な公差が与
えられる。

更に本発明のダイは容易に掃除され、メルトブＩコー物
質の生産量を一層大（こすることができる。

穴の長さが穿孔処理（こよって得られるものよりずっと
長いということも本発明の装置の利点である。

【図面の簡単な説明】

第１図はメルトフローの全Ｔ稈Ｏ模式図、第２図は本発
明の実施例の横断面図、第３図は第１図及び第２図の３
−３の線による横断面図、第４図はダイの下部に毛細管
を載置したノル１ヘフロー用ダイの■立て前の正面図、
第５図は第４図の５−５の線（こよる断面図であり、か
つ結合する前の毛細管を載置したダイの一方の部分の頂
面図であり、第６図は第４図の６−６の線による横断ｔ
：）’ｒｉ図であり一方のグイ片上に結合する前の定位
置（こある毛細管を示しており、第１図は第６図と同様
な横断面図であり、ダイを形成する２つの片がボルトで
締められ、ハンダを加熱する準備として品め物が施され
ている状態を示し、第８図はハンダ溜を備えて、ダイか
炉の中に位渣して加熱きれる時のダイの横断面図、第９
図は機械加１’、ＴＭ′ｌＪに取付けられたハンダ溜を
備えたダイの頂面図、第１０図は本発明の一実施例であ
る。 機械加工後のダイの横断面図、第１１図は本発明のダイ
の別の実施例の断面図である。 １・・・・・・ホッパー、２・・・・・・押出機、３・
・・・・・ダイヘッド、６・・・・・・管２毛細管、１
５，１６・・・・・・ダイフロック、１８・・・・・・
室、Ａ・・・・・・尖端部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １一般Ｑこ断面が三角形を呈するメルトブロー用ダイに
   して、熱可塑性物質を収容する室を有するダイブロック
   、及び内径２５４ミクロン（ｏ、ｏ ｉ 。 インチ）乃至６３５ミクロン（０，０２５インチ）、外
   径６３５ミクロン（０，０２５インチ）乃至１２７０ミ
   クロン（０，０５０インチ）を具え内面が滑かにして均
   一な直径を有する複数個の独立した毛細管であって一端
   と他端が前記ダイブロック内に堅固に保持され各々が実
   質的に平面上で相互に接触し前記他端は精密に整合して
   配置されて鋭い縁部を廃酸する毛細管を含有し、前記毛
   細管の前記一端は＠配室と流体結合し前記毛細管の他端
   はその断面が３００乃至９００の範囲内に設定されて前
   記ダイブ冶ツクの外部と流体結合するように形成される
   尖端部を有し、更にガスプレートによって廃酸される上
   部ガス噴射路及び１部ガス噴射路が設けられ、前記ガス
   プレートの先端部が前記毛細管の前記尖端部から平行に
   離隔して前記尖端部に近接して配置されること（こより
   前記ガスプレートが前記尖端部と同一角度を保つように
   設けられることを特徴とするメルトブロー用ダイ。 ２ 前記尖端部が円錐形であるよう（こ設けられる特許
   請求の範囲第１項記載のダイ。