(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セグメントダイアセンブリであって、
（ａ）複数のマニホールドセグメントであって、それぞれその中にポリマー流路および空気流路が形成されており、かつ該各セグメントが互いに並んだ状態で相互接続されており、さらに該各ポリマー流路が流体連絡し、かつ該各空気流路が流体連絡している複数のマニホールドセグメント；
（ｂ）該各マニホールドセグメントに装着されたダイモジュールであって、対応する該マニホールドセグメントの該ポリマー流路および該空気流路とそれぞれ流体連絡しているポリマー流路と空気流路とを有するダイ本体と、該ダイ本体に装着されたダイチップまたはノズルであって、ポリマー溶融物を受けて一本以上のフィラメントを放出するために、対応する該ダイ本体の該ポリマー流路と流体連絡しているポリマー流路を有しているダイチップまたはノズルとを有するダイモジュール；
（ｃ）ポリマー溶融物を少なくとも１つの該マニホールドセグメントに送達し、それによって該溶融物が、相互接続された他の該各マニホールドセグメントを通って分配され、さらに該各ダイチップまたはノズルから一本以上のフィラメントとして放出する該各ダイモジュール中を通って流れるようにする手段；および
（ｄ）空気を該各マニホールドセグメントに送達し、それによって空気が、該ダイチップまたはノズルを通して放出する該各ダイモジュールを通って流れるようにする手段を有するセグメントダイアセンブリ。
【請求項２】
前記のダイチップまたはノズルが、溶融ブローダイチップ、螺旋噴霧ノズル、噴霧ノズル、ビードノズル、および被覆ノズルからなる群より選ばれたものである請求項１記載のダイアセンブリ。
【請求項３】
少なくとも１つの前記モジュールのダイチップが溶融ブローダイチップである請求項２記載のダイアセンブリ。
【請求項４】
前記の各ダイモジュールのダイチップが、その中に複数の空気流路が形成されてエアアシストされており、該ダイチップの該各空気流路が、それが装着された前記ダイ本体の前記各空気流路と流体連絡している請求項１記載のダイアセンブリ。
【請求項５】
前記各ダイモジュールが、その中の前記ポリマー流路を開閉する空気作動弁をその中に装着されており、前記各マニホールドセグメントがその中に、該空気作動弁に対し、あるいは該空気作動弁から空気を送達するための複数の計器用空気流路を形成されており、前記アセンブリがさらに、前記マニホールドセグメントの前記各計器用空気流路に対し、あるいは前記各計器用空気流路から選択的に空気を送達するための制御手段を有している請求項１記載のダイアセンブリ。
【請求項６】
前記複数のマニホールドセグメントが同一である請求項１記載のダイアセンブリ。
【請求項７】
前記アセンブリが２個から１００個のダイセグメントを有している請求項１記載のダイアセンブリ。
【請求項８】
前記各マニホールドセグメントおよびそれに装着された前記ダイモジュールが６．３５ｍｍ〜３．８１ｃｍの幅を有している請求項１記載のダイアセンブリ。
【請求項９】
前記各マニホールドセグメントが、ポリマーおよび空気を加熱するための電気ヒータを含んでおり、特定の前記マニホールドセグメントの前記空気流路が他の前記各マニホールドセグメントの前記各空気流路と流体連絡しており、それによって空気が、その特定の前記マニホールドセグメントに装着された前記ダイモジュールに流れる前に前記各マニホールドセグメント中を流れる請求項１記載のダイアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【関連出願】
本出願は１９９８年３月１３日出願の米国特許出願第６０／０７７，７８０号の継続出願である。
【０００２】
【発明の背景】
本発明は一般に、ホットメルト接着剤を支持体に塗布するための、または不織布を製造するためのダイに関する。１つの観点では、本発明は、少なくとも１つのエアアシストダイチップまたはノズルが設けられたモジュールダイに関する。別の観点では、本発明は、複数の別個のダイユニットを備え、各ユニットがマニホールドセグメントとそれに装着されたダイモジュールとを含むセグメントダイアセンブリに関する。
【０００３】
支持体にホットメルト接着剤を付着させる方法は、おむつ、衛生ナプキン、外科用ドレープなどの種々の用途に使用されてきた。この技術は、米国特許第４，６８７，１３７号で開示されているような線形ビードの適用、米国特許第４，８９１，２４９号に開示されているようなエアアシスト付着、米国特許第４，９４９，６６８号および第４，９８３，１０９号で開示されているような螺旋付着といった応用から発展したものである。特に最近では、溶融ブローダイは、ホットメルト接着剤（米国特許第５，１４５，６８９号参照）に適用されるようになった。
【０００４】
ダイの有効長の選択において使用者に融通性を提供するよう、モジュールダイが開発されている。ダイ長が短い場合は、マニホールドブロックにほんのいくつかのモジュールを装着すればよい。（米国特許第５，６１８，５６６号参照）。それより長いダイは、マニホールドにさらにモジュールを追加することによって達成することができる。米国特許第５，７２８，２１９号は、モジュールに様々なタイプのダイチップまたはノズルを設けて、長さばかりでなく付着パターンも選択できるようにすることを教示している。
【０００５】
現在、最も一般的に使用されている接着剤アプリケータは、断続的に操作するエアアシストダイである。それは溶融ブローダイ、螺旋ノズル、および噴霧ノズルを含む。
【０００６】
溶融ブローは、高速の高温空気（通常は「１次空気」と呼ぶ）を使用して、ダイから押し出した溶融フィラメントをコレクタに吹き付けて不織布ウェブを形成するか、支持体に吹き付けて接着剤パターン、被覆または複合材を形成するプロセスである。このプロセスは、（ａ）三角形状のダイチップの頂点に形成された複数の開口（例えばオリフィス）および（ｂ）収束する空気の通路を画定するフランクエアプレートが設けられたダイを使用する。押し出されたポリマー溶融物の列がフィラメントとして開口から出るにつれ、空気流路からの収束した高速高温空気がフィラメントと接触し、抵抗力によってこれを引き延ばして微小サイズのフィラメントを形成する。溶融ブローダイによっては、開口がスロットの形態をしているものもある。いずれのデザインにおいても、ダイチップはフィラメントの列を形成するようになっており、これは収束したシート状の高温空気と接触すると、コレクタまたは支持体上へと運ばれ、ランダムなパターンでこれに付着する。
【０００７】
溶融ブロー技術は、元々、不織布を製造するために開発されたが、最近は支持体に接着剤を溶融ブローするのに使用されてきた。
【０００８】
エアアシストダイから押し出されたフィラメントは、連続していても不連続であってもよい。本明細書中では、「フィラメント」という用語は「繊維」という用語と互換性をもって使用され、かつ連続ストランドと非連続ストランドの双方を指す。
【０００９】
普及している別のダイヘッドとしては螺旋形噴霧ノズルがある。米国特許第４，９４９，６６８号および第５，１０２，４８４号に記載されているような螺旋形噴霧ノズルは、熱可塑性接着フィラメントをノズルから押し出しながら、複数の高温の空気ジェットをこの押し出されたフィラメントへ角度をつけて当てて円形または螺旋形の動作を与えるという原理で作動する。したがって、フィラメントは、押出ノズルから支持体へと移動する間、拡大する渦巻きの円錐形パターンをとる。支持体がノズルに対して機械の方向に動くにつれ、円形または螺旋形または円筒螺旋形ビードが支持体に連続的に付着し、各円形サイクルは、支持体の動作方向に前のサイクルから少量だけ変位する。溶融ブローダイチップは被覆性に優れているが、螺旋形ノズルは縁部の制御に優れている。
【００１０】
他の接着用途としては、ビードノズルおよび被覆ノズルなど、以前の非エアアシストビードノズルがある。
【００１１】
【発明の概要】
本発明のセグメントダイアセンブリはモジュール構造を有しており、互いに並んだ状態で相互接続されたダイユニットを含んでいる。各ダイユニットはマニホールドセグメントとマニホールドセグメントに装着されたダイモジュールとを含んでいる。ダイモジュールは、それに装着されたエアアシストダイチップまたはノズルを有する。ダイチップは溶融ブロータイプであってよく、ノズルは螺旋形ノズルまたは噴霧ノズルであってよい。本明細書においては説明の都合上、「ノズル」という用語は包括的な意味で使用しており、且つあらゆるエアアシストダイチップまたはノズルを意味し、また「エアアシスト」という用語は、ノズルであって、それを通って溶融熱可塑性フィラメントと、溶融フィラメントに接触する空気ジェット、空気流またはシート状空気とが押し出されて、フィラメントの流れのパターンをそらし、減衰させ、または変更して、フィラメントのサイズまたは付着パターンに関してフィラメントに所望の特徴を与えるノズルを意味する。
【００１２】
各ダイユニットの主要構成要素、マニホールドセグメントおよびモジュールには、（ａ）空気をノズルへ送達する空気流路、および（ｂ）ポリマー溶融物をノズルに送達するポリマー流路を設ける。好ましい実施形態では、ノズルは、列状のオリフィスおよびフランクエアスリットが設けられた溶融ブローダイチップであり、列状のフィラメントが溶融ブローダイチップを通して押し出されるにつれ、フィラメントは収束するシート状の高温空気と接触し、この空気はフィラメントを減衰させるか引き抜いて微小サイズにする。以下詳細に述べるように、ノズルは螺旋ノズルまたは噴霧ノズルであってもよい。実際には、ダイアセンブリは、互いに異なるタイプのノズルを有する分割ユニットを含んでもよい。
【００１３】
セグメントダイユニットは、いくつかの同一のマニホールドセグメントを相互接続して組み立て、各セグメントの空気流路およびポリマー流路が流体連絡する。組み立てた状態で、相互接続されたマニホールドセグメントは、一体型のマニホールドと非常に似た方法で機能する。ダイモジュールは、各マニホールドセグメントに装着され、他のダイモジュールと組み合わさって、その上に列を形成する。したがって、ポリマー溶融物はモジュールのアレイから１列のフィラメントとして押し出され、アセンブリの下に配された移動する支持体に付着する。
【００１４】
好ましい実施形態では、各モジュールに空気作動弁を設けて、ポリマーの流路を選択的に開閉する。弁を作動させる計器用空気は、各マニホールドセグメントを通してモジュールに送達される。各弁は、計器用空気流路および使用する制御弁の数に応じて、個々に作動させるか、バンクとして作動させることができる。
【００１５】
本発明のセグメントダイアセンブリは、以下のように、従来技術に優るいくつかの利点を備えている。
【００１６】
（ａ）組み立てたマニホールドセグメントから古いモジュールを外して新しいモジュールと交換するだけで、ダイモジュールを交換することができる。この特徴により、不良モジュールを交換できるばかりでなく、ダイノズルを変更することもできる。
【００１７】
（ｂ）ダイアセンブリの長さが、ダイ放出の有効長（すなわちノズルの列の長さ）を決定する。従来技術の設計では、ダイ長さは、実行すべきマニホールド長によって決定されていた。例えば、マニホールドはモジュールの最大数に対応するよう構築されていた。しかし、最大数より少ない数が必要とされることが多い。すなわち、いくつかのマニホールド部位（すなわちモジュールがない部位）を密封する必要がある。本発明では、マニホールドは能動マニホールドセグメント（すなわちモジュールが装着されたセグメント）のみで構成される。
【００１８】
（ｃ）各マニホールドセグメントはほぼ同一であって互換性があり、構造が単純である。小さいセグメントの機械加工は、大型の一体型マニホールドに必要とされるものよりはるかに簡単である。
【００１９】
（ｄ）マニホールドセグメントが詰まるか損傷を受けた場合、新しいマニホールドセグメントと容易に交換することができる。従来技術の装置では、マニホールド全体を交換しなければならなかった。
【００２０】
（ｅ）従来技術の一体型ブロックマニホールドは、活性ダイ長がマニホールドの長さより相当短い状況のように、操作によっては活動停止状態のポリマー流路を含むことがある。マニホールドの端部にあるこれらの活動停止状態の通路は、部分的にまたは完全に詰まることがある。
【００２１】
本発明のダイアセンブリの上記利点およびその他の利点は、以下の説明から当業者に明らかとなるであろう。
【００２２】
【好ましい実施形態の説明】
図１、図２および図３を参照すると、本発明の溶融ブローダイ１０は、マニホールドセグメント１１およびモジュール１２からなる複数の並んだユニット１５を有している。（図１、図２および図３では、６つのセグメント構造について、マニホールドセグメントは１１Ａから１１Ｆと表示され、ダイモジュールは１２Ａから１２Ｆと表示されている。図４および図８では、マニホールド区間は１１とラベルを付けられ、全てのマニホールドセグメントがほぼ同一であることが理解される。）
図１、図２および図３で示す実施形態では、各ダイユニット１５はマニホールドセグメント１１、それに装着されたダイモジュール１２、およびダイセグメントを通るポリマー溶融物の流れを制御する弁アクチュエータ２０を備えている。図３に示すように、各ダイモジュール１２は、移動する支持体（またはコレクタ）上へとフィラメント１４を放出して、多少ランダムな方法で支持体上にフィラメントの層またはパターンを形成するダイチップ１３を有している。
【００２３】
主要構成要素、マニホールドセグメント、ダイモジュールおよび制御装置のそれぞれについて、以下で詳細に説明する。
【００２４】
ダイモジュール
好ましいダイモジュール１２は、米国特許第５，６１８，５６６号および第５，７２８，２１９号に記載されたタイプのものであり、その開示は参照文献として本明細書に組み込まれる。しかし、他のダイモジュールも使用できることを理解されたい。例えば、１９９８年２月１０日出願の「ＭＯＤＵＬＡＲ  ＤＩＥ  ＷＩＴＨ  ＱＵＩＣＫ  ＣＨＡＮＧＥ  ＤＩＥ  ＴＩＰ  ＯＲ  ＮＯＺＺＬＥ」と題した米国特許出願第０９／０２１，４２６号を参照のこと。
【００２５】
図４から最もよく分かるように、各ダイモジュール１２はダイ本体１６およびダイチップ１３で構成されている。ダイ本体１６は、細い開口１９によって相互接続された上部円形窪み１７および下部円形窪み１８が内部に形成されている。上部窪み１７は、ねじ込みプラグ２４によって頂部で閉鎖された円筒形チャンバ２３を画定している。チャンバ２３内に装着された弁アセンブリ２１は、それ自体から懸架された弁棒２５を有するピストン２２を備えている。ピストン２２は、チャンバ２３内で往復運動可能であり、調節ピン２４ａが上方への運動を制限する。従来のＯリングは、２８で示すように流体を密封するため種々の表面の界面で使用することができる。
【００２６】
側面の口２６および２７がダイ本体１６の壁に形成され、それぞれピストン２２の上および下でチャンバ２３との連絡を提供している。以下にさらに詳細に説明するように、口２６および２７はピストン２２の各側方へ向けて、そして側方から空気（手段ガスまたは空気と呼ぶ）を伝達する働きをする。
【００２７】
下部窪み１８には、それ自体を通って軸方向に延在し、弁部分３２の下端で終了する中心開口３１を有するねじ込み弁インサート部材３０が装着されている。インサート部材３０の下方部分は直径が小さくなっており、ダイ本体内壁と組み合わされて、下向きの空洞３４内に画定されている。インサート部材３０の上方部分３６は窪み１８の上面に突き当たり、その中に形成されて中心流路３１と流体連絡している複数（例えば４個）の円周方向の口３７を有している。環状窪みが、上方部分３６の周囲に延在して、部分３７と相互に接続している。
【００２８】
弁棒２５は、本体開口１９およびインサート部材３０の軸方向開口３１を通って延在し、弁口３２に載るようになっている端部４０で終了する。弁棒２５と開口３１との間の環状空間４５は、ポリマー溶融物がそこを通って流れるのに十分なものである。弁棒２５の端部４０は、ピストン２２およびその下部分が図４で示すようにチャンバ２３内にある状態で、口３２に載る。以下に説明するように、弁を起動すると、弁棒端部４０を口３２（開位置）から離れるように移動させ、ポリマー溶融物がそこを通って流れるようにする。溶融物はマニホールド１１から側口３８を通り、３７内を通り、環状空間４５を通って、口３２を通ってダイチップアセンブリ１３内へと放出される。従来のＯリングは、図面で示すように、種々の表面の境界として使用することができる。
【００２９】
ダイチップアセンブリ１３は、４つの部分、すなわち伝達板４１、ダイチップ４２、および２枚の空気板４３ａおよび４３ｂの積層構造を備えている。アセンブリ１３は、ボルト５０を使用してダイ本体１６に装着する前に予め組み立てて調節することができる。
【００３０】
伝達板４１は、中心ポリマー開口４４がその中に形成されている薄い金属部材である。図４に示すように、２列の空気穴４９が開口４４の脇に存在している。本体１６の下部装着表面に装着すると、伝達板４１は空隙３４を覆い、空隙３４からの空気の出口を提供する空気穴４９を有する空気チャンバを画定している。開口４４は、間にあるＯリングが口３２を囲む界面で流体シールを提供するように、口３２と位置合せしてある。穴４９はダイチップ４２に形成された空気穴５７と位置合せしてある。
【００３１】
ダイチップ４２は、伝達板４１およびダイ本体１６の装着面と同一平面にあるベース部材と、このベースと一体形成することもできる三角形のノーズ部片５２とを備えている。
【００３２】
ノーズ部片５２は、それ自体に沿って間隔をあけた１列のオリフィス５３を有する頂点５６で終了している。
【００３３】
空気板４３ａおよび４３ｂはノーズ部片５２に対してその脇を固める関係にあり、ノーズ部片５２の頂点で放出する収束空気スリットを画定している。空気（プロセス空気と呼ぶ）は、ノーズ部片５２の反対側に向けられて収束スリットに入り、そこから収束するシート状空気として放出され、これはノーズ部片５２の頂点で合流して、列状オリフィスから出るフィラメント１４と接触している。
【００３４】
図４で開示したタイプのモジュール１２は、上記で参照した米国特許第５，６１８，５６６号にさらに詳細に記載されている。本発明には、米国特許第５，７２８，２１９号および米国特許出願第０８／８２０，５５９号および第０９／０２１，４２６号に開示されたモジュールも使用することができる。他のタイプのモジュールも使用することができる。モジュールは、ノズルから溶融ブローされた繊維、螺旋形、ビード、噴霧、またはポリマー被覆を配量する。したがって、モジュールには、溶融ブローノズル、螺旋噴霧ノズル、ビードノズルおよび被覆ノズルなど、種々のノズルを設けることができる。
【００３５】
マニホールド
図１〜図３から分かるように、セグメントマニホールド１１は、それらの間に挟まれた複数の中間区画１１Ａ〜Ｆを有する端板６１および６２を備えている。端板６１および６２は、ダイの各端に流体シールを提供すると共に、６４にポリマー溶融物の入口、６６にプロセス空気の入口を提供するように設計されている。入口６４は、溶融物の流れから不純物を除去するための着脱式フィルタカートリッジ６８を有することができる。以下で詳細に説明するように、板６２の空気入口６７は、それぞれダイモジュール１２Ａ〜Ｆの制御弁２０Ａ〜Ｆを操作するための計器用空気と呼ばれる空気を提供する。
【００３６】
図１、図２、図５および図６から分かるように、端板６２はねじ込みボルト穴７１ａ〜ｄを有し、これらは中板１１Ａの座ぐりボルト穴７２ａ〜ｄ（図１および図２はそれぞれ７２ａおよびｂのみ図示）と位置合わせされる。端板６１は、中板１１Ｆのねじ込み穴７４ａ〜ｄ（７４ａ、ｂのみ図示）と位置合わせされた座ぐり穴７３ａ〜ｄを有している。したがって、皿ボルト７９は板６２を板１１Ａに結合させて、中板１１Ｂを１１Ａに隣接させるための面一の表面８１、および端板６１を中板１１Ｆに結合するための面一の表面８２を残している。
【００３７】
隣接する中間区画１１Ａ〜Ｆは、ねじ込みボルト穴と皿ボルト穴とが交互になるパターンで配置されたボルト８５によって結合される。図４で見られるように、中間区画１１Ｄは４つの座ぐり、皿ボルト穴８４ａ〜ｄ、および４つのねじ込みボルト穴８７ａ〜ｄを有している。板１１Ｃおよび１１Ｅは１１Ｄの両側方に位置し、穴８６ａ〜ｄおよび８７ａ〜ｄと位置合せされたボルト穴を有するが、座ぐり穴とねじ穴のパターンは両側方に位置する板では交互に逆になる。したがって、板１１Ｄの座ぐり穴８６ａ〜ｄは、板１１Ｃのねじ込み穴と位置合せされており、ねじ穴８７ａ〜ｄは板１１Ｅの座ぐり穴と位置合せされている（図１および図２参照）。隣接する板の座ぐり穴とねじ込み穴のパターンを交互に逆にするこの設計を、ダイの長さに亘って繰り返す。座ぐり穴８６ａ〜ｄは十分な深さであるため、ボルト８５の頭は中間区画の外側面を越えて突出することはなく、ボルト８５を締めると、隣接する区間の突き合わせ表面は面一になる。ボルト８５を締め付けると、隣接する各板間に金属同士の流体シールが確立される。Ｏリングも使用して、隣接する板を密封してもよい。
【００３８】
ポリマー流
図１、図４および図７を参照すると、中間区画１１Ａ〜Ｆは中央ポリマー流路９１（図４参照）を有しており、これらをボルトで締め合わせると、一緒になってダイの長さだけ延在する連続流路９２を画定する。ポリマー流路９２はマニホールドセグメント１１Ａ〜Ｆを相互接続している。ポリマー溶融物は入口６４を通ってダイに入り、流路９２に流入する。各中板は、流路９２から第２連続流路９４へと至る穴９３ａ〜ｆ（図７参照）、およびマニホールドの出口でありポリマーを平行なダイモジュール１２Ａ〜Ｆに供給する穴９６Ａ〜Ｆを有している。通路９６Ａ〜Ｆの出口は、各ダイモジュールのポリマー入口３８（図４参照）と位置合わせされる。中板１１Ａ〜Ｆおよび端板６１および６２の外側面は精密に機械加工し、それによって前述したようにボルト８５で板を互いにボルト締めすると、界面に流体シールが確立される。
【００３９】
したがって、ポリマー溶融物は６４で板６１を通ってダイに入り、通路９２に充満して、互いに平行な貫通穴９３Ａ〜Ｆに流入し、連続流路９４に充満して、互いに平行な貫通穴９６Ａ〜Ｆに流入し、通路３８を通ってダイモジュール１２Ａ〜Ｆに入る（図４参照）。ダイモジュールに入ったポリマーは、前述したように、押し出されてフィラメント１４を形成する。複数の互いに平行な穴を介して２つの連続流路９２と９４との間をポリマーが流れるポリマーマニホールドの設計は、ダイの長さ全体に亘って流れを均一にする働きをする。加熱素子９７はポリマーを適切な作業温度に維持する。
【００４０】
プロセス空気
図２、図４、図５および図６を参照する。加熱されたプロセス空気は、端板６２の内壁に沿って形成された溝１０１（図６）と位置合わせされた入口６６を通って入る。中間区画１１Ａ〜Ｆは、図２に見られるようなダイの長さ方向を移動する連続的流路１０３ａ〜ｄ（１０３ｃ、ｄのみ図示）を画定する複数の穴１０２ａ〜ｄを有している。空気流路１０３ａ〜ｄはマニホールド区間１１Ａ〜Ｆを相互に接続している。流路１０３ａ〜ｄの入口は溝１０１と位置合わせされており、したがって溝に入る空気は板６２から６１までダイの長さ方向を流れる。流路１０３ａ〜ｄの出口は、板６１の溝１０６と位置合わせされており、流路は空気を方向転換させて流路１０３ｅ、ｆに供給し、これによって流路１０３ａ〜ｄとは反対方向にダイの長さに沿って戻る。流路１０３ｅ、ｆへの出口は、板６２に形成された溝１０７と位置合わせされており、板は空気を受け、空気が流路１０３ｇを通ってダイの長さに沿って戻るよう方向転換し、流路から端板６１の溝１０８へと放出する。溝１０８は空気を流路１０３ｈに供給し、空気の一部は流路１０３ｈを通ってダイの長さに沿って戻り、一方で残りの空気は、板６１のマニホールド放出貫通スロット１０９に向かって流れる。１０３ｈを介して板６２に戻る空気は、マニホールドの放出貫通スロット１１１に向かって流れる。したがって、空気は、ダイモジュールに放出される前に、ダイの長さに沿って３本または４本の通路を形成する。中心の加熱素子１１２が多通路空気を作動温度まで加熱する。図２の矢印１２８は空気流の方向を示している。プロセス空気の温度はポリマーの作業温度より高いので、板６１、６２および１１Ａ〜Ｆに断熱穴１１５を設けて、プロセス空気の流れとマニホールドのポリマー流路との間の熱の流れを中断する。
【００４１】
図２および図８に見られるように、プロセス空気はマニホールドに向かって流れ、スロット１０９および１１１を通ってマニホールドの両側に沿って放出される。板１１Ａ〜Ｆは、ダイの長さに亘って延在する空気流路１１３を画定する穴を有している。スロット１０９および１１１は、相対向する両側から通路１１３へと空気を放出し、この通路は空気を平行に穴１１４Ａ〜Ｆに供給し、この穴は空気をダイモジュール１１２Ａ〜Ｆの関連する空気入口３９に供給する。空気は、前述したようにダイモジュール中を流れ、収束したシート状の空気として、ダイチップの頂点５６に突出した繊維１４上に放出される。
【００４２】
計器用空気
各ダイモジュールは、ピストン２２の上または下に作用する圧縮空気によって作動する弁アセンブリ２１を備えている。計器用空気は、各中板１１Ａ〜Ｆに形成された流れライン１１６および１１７それぞれによって、弁ピストン２２（図４参照）の両側の上下の空気チャンバに供給される。電子制御装置１２０Ｄを有する三方電磁弁２０Ｄが、計器用空気の流れを制御する。計器用空気の入口１１８は、ダイの長さに亘って連続する流路である。各板の通路１１９は、空気を互いに平行に各電磁弁２０Ａ〜Ｆ（図４に概略的に図示）に送達する。弁は、弁２１の開閉状態に応じて、空気を通路１１６または１１７に送達する。図４に示すように、圧縮した計器用空気は、ライン１１６を介してピストン２２の頂部に送達され、これがピストンを押し下げる働きをする一方、コントローラ２０Ｄは、ピストンの下の空気チャンバを同時に開放し、ライン１１７および１２２を介して口１２１を空にする。下方の位置で、弁棒２５は口３２に載り、これによってダイチップへのポリマー流路を閉じる。開位置では、電磁弁２０Ｄがライン１１７を通してピストン２２の下側に加圧空気を送達し、同時にピストンの下側を開いて、ライン１２４を介して口１２３を空にする。ピストンの下の圧力は、ピストンを押し上げ、弁棒２５を座から離して、ダイチップへのポリマー流路を開放する。したがって、好ましいモードでは、各ダイモジュールは別個の電磁弁を有し、したがって各ダイモジュールを通してポリマー流を別個に制御することができる。このモードでは、それぞれ通路１１６および１１７と交差する側部穴１２６および１２７が閉塞される。
【００４３】
第２の好ましい実施形態では、１つの電磁弁を使用して、複数の隣接するダイモジュールにある弁２１を作動させることができる。この構成では、穴１１６および１１７の頂部（１１６ａおよび１１７ａとする）が閉塞し、側部穴１２６および１２７が開く。側部穴１２６および１２７は連続穴であり、制御される流れライン１１６および１１７のそれぞれと交差する。したがって、閉位置では、加圧空気は、穴１２６を通って全てのダイモジュールに同時に送達される一方、穴１２７が排出管へと開く。計器用空気の流れが逆になり、弁を開く。
【００４４】
【組立および操作】
上記のように、本発明のモジュールダイアセンブリ１０は、特定の操作の必要に合わせて調整することができる。図１、図２および図３で例示するように、それぞれ幅が約０．７５インチ（約１．９ｃｍ）ある６つのダイセグメント１１Ａ〜Ｆをアセンブリ１０に使用する。マニホールドセグメント１１を前述のようにボルトで締め合わせ、ヒータ素子を設置する。ヒータ素子の長さは、使用するセグメント１１の数に基づいて選択され、殆どのセグメントを通って延在する。モジュール１２は、セグメント１１を相互接続する前または後に、各マニホールドセグメント１１に装着することができ、前述したノズル１３のいずれかを含むことができる。図３は、溶融ブローダイチップを有する４つのモジュール１２および螺旋ノズルを有する２つの端モジュールを示す。
【００４５】
本発明の特に有利な特徴は、（ａ）広範囲に可能な長さで交換可能なマニホールドセグメントと、独立式マニホールドとを有する溶融ブローダイを構築することができ、（ｂ）所定のパターンおよび変化したパターンを達成する多様なダイノズル（例えば溶融ブロー、螺旋、またはビードアプリケータ）が可能であることである。用途ごとに異なるサイズの支持体に接着剤を塗布するため、多様なダイの長さおよび接着剤パターンが重要である。以下のサイズおよび数は、本発明のモジュールダイ構造の多様性を示す。
【００４６】
ダイアセンブリ 広い範囲   好ましい範囲 最適モード
ユニット数(15)              2〜1,000      2〜100         5〜50
各ユニット長(15)（インチ）  0.25〜1.50"   0.5〜1.00"     0.5〜0.8"
（（ｃｍ）   0.64〜3.81    1.3〜2.54      1.3〜2.0）
オリフィス(53)径（インチ）  0.005〜0.050" 0.01〜0.040"   0.015〜0.030"
（（ｃｍ）   0.013〜0.13   0.025〜0.10    0.038〜0.076）
オリフィス／インチ*         5〜50         10〜40         10〜30
（オリフィス／ｃｍ            2.0〜20       3.9〜16        3.9〜12）
ノズル(13)の異なるタイプ    2〜4          2〜3           2
*スロットのインチ（ｃｍ）あたりのフィラメント数
ライン、器具および制御装置類を接続し、操作を開始する。ホットメルト接着剤はライン６４を通してダイ１０に送達され、プロセス空気はライン６６を通ってダイに送達され、計器用空気またはガスはライン６７を通って送達される。
【００４７】
制御弁を作動させると、前述したように各モジュール１２の口３２が開き、ポリマー溶融物が各モジュール１２中を流れる。溶融ブローモジュール１５では、溶融物はマニホールド通路９１、９３、９４、９６、側口３８、通路３７および環状空間４５、および口３２を通ってダイチップアセンブリ１３に流入する。ポリマー溶融物はダイチップ１３内で横方向に分散し、並んだフィラメント１４としてオリフィス５３を通って放出される。その間に多通路のプロセス空気がマニホールド通路１０３を通って流れ、ここで加熱され、スロット１０９および１１１に入って１１３を通り、それぞれ口１１４Ａ〜Ｆを通ってモジュール２０Ａ〜Ｆに送達される。空気は口３９を通って各モジュール１２に入り、穴４９および５７を通ってスリットに流入し、収束するシート状空気としてノーズ部片５２のダイチップ頂点で、またはその付近で放出される。収束するシート状空気は、オリフィス５３から放出されるフィラメント１４と接触し、抵抗力によりこれを伸ばし、下にある支持体にランダムなパターンで付着させる。これは、支持体上にほぼ均一な溶融ブロー材料の付着物を形成する。
【００４８】
側方に存在する螺旋ノズルモジュール１２のそれぞれでは、ポリマーおよび空気の流れは基本的に同じであり、違いはノズルチップにある。螺旋ノズルでは、モノフィラメントが押し出され、空気噴射が配向されてモノフィラメントに渦巻を与える。渦巻動作はモノフィラメントを引き下げ、上記で参照した米国特許第５，７２８，２１９号に記載されているように、支持体上に重なる渦巻としてこれを付着させる。
【００４９】
典型的な操作パラメータは以下の通りである。
【００５０】
ポリマー                  ホットメルト接着剤
ダイおよびポリマーの温度  ２８０°Ｆ（138℃）から３２５°Ｆ（163℃）
空気温度                  ２８０°Ｆ（138℃）から３２５°Ｆ（163℃）
ポリマー流量              ０．１から１０グラム／穴／分
高温空気流量              ０．１から２ＳＣＦＭ／インチ
（0.0011から0.022ｍ３／分／ｃｍ）
付着量                    ０．０５から５００ｇ／ｍ2
上記のように、ダイアセンブリ１０は、溶融ブローした任意のポリマー材料に使用することができるが、溶融ブローした接着剤が好ましいポリマーである。接着剤はＥＶＡ（例えば２０〜４０重量％のＶＡ）を含む。これらのポリマーは一般に、溶融ブローしたウェブで使用するより低い粘度を有する。使用可能な従来のホットメルト接着剤には、米国特許第４，４９７，９４１号、第４，３２５，８５３号および第４，３１５，８４２号で開示された接着剤があり、その開示は参考文献として本明細書に組み込む。好ましいホットメルト接着剤には、ＳＩＳおよびＳＢＳブロック共重合体系接着剤がある。これらの接着剤は様々な比率のブロック共重合体、粘着剤、および油を含む。上記の溶融接着剤は単なる例示であり、他の溶融接着剤も使用してよい。
【００５１】
本発明を溶融ブローホットメルト接着剤に関して述べてきたが、本発明はウェブの製造で溶融ブローポリマーにも使用できることが理解される。ダイチップの寸法は、上記で参照した米国特許第５，１４５，６８９号および第５，６１８，５６６号で記載したような特定の特徴に小さい違いを有する。
【００５２】
典型的な溶融ブローウェブ形成樹脂には、幅広いプロピレンおよびエチレン単独重合体などのポリオレフィンおよび共重合体がある。具体的な熱可塑性プラスチックにはエチレンアクリル共重合体、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、硫化シリコーン、およびポリ（エチレンテレフタレート）、ピッチ、およびそれらの混合物がある。好ましい樹脂はポリプロピレンである。上記のリストは限定的なものではない。新しくかつ改良された溶融ブロー熱可塑性樹脂が開発され続けているからである。
【００５３】
本発明は、支持体または対象を熱可塑性プラスチックで被覆する際にも有利に使用することができる。
【００５４】
熱可塑性ポリマー、ホットメルト接着剤または溶融ブローウェブで使用するものは、押出成形機の計量ポンプなど、種々のよく知られた手段でダイに送達することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  ポリマー流れラインを示す、本発明により構築された分割溶融ブローダイの平面図である。
【図２】  プロセス空気（１次空気）の流れラインを示す、本発明のセグメントダイの平面図である。
【図３】  支持体へのフィラメントの放出を示す、セグメントダイの前面図である。
【図４】  セグメントマニホールドの中間区画を示す、図１の面４−４に沿って切り取った拡大断面図である。
【図５】  セグメントマニホールドの端板を示す、図１の切断面５−５に沿って切り取った断面図である。
【図６】  図５に示した端板とは反対のセグメントマニホールドの端面を示す、図１の切断面６−６に沿って切り取った断面図である。
【図７】  ポリマー流路を示す、図４の面７−７に沿って切り取ったセグメントマニホールドの断面図である。
【図８】  プロセス空気の流路を示す、図４の面８−８に沿って切り取ったセグメントマニホールドの断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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