(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブロースピンダイアセンブリであって、
（ａ）複数のダイチップを有し、各ダイチップが、これの先端で開口したスピンする毛細管が中に形成されている、スロットダイ本体を具備し、
（ｂ）前記スロットダイ本体は、複数のチークプレートを有し、これらチークプレートは、各ダイチップの前記先端近くに近接した領域に少なくとも２つの希釈ガス流を向けるための手段を与え、また、
（ｃ）前記ダイ本体にスピンされる物質を供給する手段を具備し、
（ｄ）前記チークプレートは、前記ダイチップの間に位置され、このブロースピンダイアセンブリから下方に向けて付加的なガス流を与えるために１つのポートを備えているブロースピンダイアセンブリ。
【請求項２】
ブロースピンダイアセンブリであって、
（ａ）分配プレートと、
（ｂ）スピンする毛細管が中に夫々形成された複数のダイチップを有するスロットダイ本体とを具備し、
（ｃ）前記毛細管は、前記分配プレートと連通した第１の開口と、前記ダイチップの先端で開口した第２の開口とを有し、また、
（ｄ）前記ダイチップの各側方に近接して配置され、各ダイチップの先端に近接した開口を有する流路を規定している複数のチークプレートと、
（ｅ）前記チークプレートにより規定された流路を介してガスを導く手段と、
（ｆ）スピンされる物質を前記分配プレートに供給する手段とを具備し、
（ｇ）前記チークプレートは、ダイチップの間に位置され、このブロースピンダイアセンブリから下方にガスを導くための単一の開口を備えている、ブロースピンダイアセンブリ。
【請求項３】
ブロースピニングアセンブリであって、
（ａ）分配プレートと、
（ｂ）スピンする毛細管が中に形成された複数のダイチップを有し、各毛細管は、環状部内に配置されている、環状のダイ本体とを具備し、
（ｃ）前記毛細管は、前記分配プレートと流体連通した第１の開口と、前記ダイチップの先端の第２の開口とを有し、また、
（ｄ）前記毛細管を通過するように前記環状部中に希釈ガス流を向けるための手段と、（ｅ）前記ダイチップの間に位置され、前記ダイ本体から下方に向けて付加的なガス流を与えるための単一ポートを備えているチークプレートと、
（ｆ）前記分配プレートにスピンされる物質を供給する手段とを具備しているブロースピンダイアセンブリ。
【請求項４】
ブロースピンダイアセンブリがシールチャンバ内に配置されている請求項１ないし３のいずれか１のブロースピンダイアセンブリ。
【請求項５】
ファイバーの複数のカーテンからファイバーの単一のカーテンを形成するための方法であり、
（ａ）ファイバーの複数のカーテンをスピンする工程と、
（ｂ）ファイバーの各カーテンがベンチュリー管を通っている間に、ファイバーの各カーテンに補助のガス流を接触させる工程と、
（ｃ）前記ファイバーのカーテンをベンチュリー管から出す工程と、
（ｄ）これらファイバーのカーテンをファイバーの単一のカーテンへと混ぜる工程とを具備する方法。
【請求項６】
前記混ぜる工程は、単一の拡散室内で行われる請求項５の方法。
【請求項７】
前記ファイバーの単一のカーテンを、動いているベルト上に単一の層のバットとして集める工程をさらに具備する請求項６の方法。
【請求項８】
前記ファイバーは、ピッチファイバーである請求項５の方法。
【請求項９】
前記ファイバーの各カーテンは、夫々別のベンチュリー管に入る請求項５の方法。
【請求項１０】
ファイバーの単一の層のバットを形成する方法であり、
（ａ）１つのブロースピンダイによりファイバーの複数のカーテンを形成する工程と、
（ｂ）ファイバーの夫々のカーテンがベンチュリー管を通る間に、補助のガス流をファイバーの各カーテンに接触させる工程と、
（ｃ）ベンチュリー管からファイバーのカーテンを出す工程と、
（ｄ）ファイバーのこれらカーテンをファイバーの単一のカーテンに混ぜる工程とを具備する方法。
【請求項１１】
前記ファイバーの単一のカーテンを、動いているベルト上に単一の層のバットとして集める工程をさらに具備する請求項１０の方法。
【請求項１２】
前記混ぜる工程は、単一の拡散室内で行われる請求項１０の方法。
【請求項１３】
前記ファイバーはピッチファイバーである請求項１０の方法。
【請求項１４】
前記ファイバーの各カーテンは、夫々別のベンチュリー管に入る請求項１０の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ファイバー（繊維）のブロースピン（ブロー紡糸）装置の生産能力を経済的に高める装置を提供する。さらに、本発明は、単一の層のバット（ｂａｔｔ）にブロースピンされたファイバーを集めるための方法並びに装置を提供する。従って、本発明は、複数のチップを備えたリニアーブロースピンスロットダイを提供する。
【０００２】
【従来の技術】
文献（“Ｓｕｐｅｒｆｉｎｅ  Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ  Ｆｉｂｅｒ”ｂｙ  Ｖａｎ  Ａ．Ｗｅｎｔ，Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  ａｎｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｖｏｌ．４８，Ｎｏ．８，Ａｕｇｕｓｔ  １９５６，ｐｐ．１３４２−４６）には、ファイバーをブロースピンするための一般的な方法と装置が開示されている。ここで記載された方法は、スピンされる物質を流れることが可能な温度で加熱する工程を含んでいる。そして、この加熱に続いて、この物質は、スピンダイ中に、一般的には加圧のもとで、流され、１もしくは複数の毛細管を介して、ファイバーを形成する。毛細管の出口の所で、ファイバーは、ファイバーを引っ張るか延ばす希釈媒体、通常はガスと接触される。
【０００３】
ファイバーをブロースピンするために利用されている幾つかの種類のダイとして、環状ダイとスロットダイとが知られている。これら環状ダイとスロットダイとは、希釈ガスが押出されるファイバーに向けられる方法が異なる。即ち、環状ダイでは、希釈ガスは、スピンされるファイバーに平行に流されるが、スロットダイでは、希釈ガスは、ダイのチークプレートにより決定される角度で、スピンされるファイバーに対して流される。スロットダイについて本発明を説明するが、本発明が、全ての形式のブロースピンダイに同様に適用可能であることは、当業者は、容易に認識できるであろう。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ファイバーをブロースピンするための方法は知られているが、ブロースピンダイの生産能力を高める努力は、続けられている。一般的に、ダイの生産能力は、毛細管を通るスピンされる物質の流量と、ダイ中の毛細管の数／スペースと、ダイの長さと、そして、一般的には、必要に規制された誤差で所定の長さを機械加工する能力とによって、決定される。米国特許Ｎｏ．３，８２５，３７９により認識されているように、全長に渡ってのスピン用の毛細管の正確なアラインメントは非常に難しい。長いブロースピンダイを機械加工する困難性の観点で、本発明の発明者達は、ブロースピンダイの生産能力を高めるための他の手段を発展させることを考えた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
従って、本発明は、複数のチップを備えたブロースピンダイを提供する。この複数のチップのダイの使用は、所定の長さにおいて１つのダイの能力を高める。また、複数のチップのダイを使用することにより、生産能力の低下を招かないで、比較的短いダイの使用を可能にしている。この比較的短いダイの使用は、一般的に毛細管を詰まらせるスピンされる物質、例えば、炭素系ピッチの場合には、特に有効である。製造に使用される場合、幾つかの短いダイが１つの長いダイの代わりに使用される。この場合には、オペレータは、全ラインの稼働を停止させないで１つのダイを保守することができる。
【０００６】
最後に、本発明は、また、改良されたスピン装置により形成されたファイバーの複数のカーテンを、移動するベルト上に単一の層のバットとして集められ得るファイバーの単一のカーテンと組み合わせるための方法を提供する。この方法は、改良されたスピン装置を、米国特許Ｎｏ．０８／４３６，０３０に開示されたようなベンチュリー／拡散室と組み合わせている。本発明において、ベンチュリー管／拡散室は、ファイバーの各カーテンに対して１つのヘンチュリー管を設けるように広げられている。かくして、カーテンは各ベンチュリー管から単一の拡散室に入る。ほとんど全てのブロースピン装置に適用可能ではあるが、本発明の方法は、特に、溶媒和メソフエースピッチ（ｓｏｌｖａｔｅｄ  ｍｅｓｏｐｈａｓｅ  ｐｉｔｃｈ）のような炭素系ピッチからファイバーをスピンするときに、有効である。
【０００７】
各ダイチップに近接して位置し、スロットダイに取着されてチークプレートが設けられている。これらチークプレートは、スロットダイとチークプレートとの間に流路を形成するように装着されている。これら流路は、ダイチップの先端近くの領域で開口し、ファイバーが毛細管から出るのに従ってファイバーに希釈ガスを向ける手段を提供する。これらチークプレートは、ダイチップ間に位置され、スピンされるファイバーに補助のガスを供給する手段としてのポート、即ち、開口を有し得る。
【０００８】
本発明の方法は、ファイバーが複数のダイチップにより形成されたときに、ファイバーの単一の層のバット（ｂａｔｔ）を形成するための手段を提供する。従って、ファイバーの複数のカーテン、即ち、シートが、複数のダイチップを備えた１つのブロースピンダイにより形成される。ファイバーは、これらがスピンダイからでるのに従って希釈ガスにより希釈される。この希釈に続いて、ファイバーのカーテンは、夫々のカーテンが夫々のベンチュリー管に入るのに従って、補助のガス流に接触される。この補助のガス流とベンチュリー管とは、ほとんど真っ直ぐな（よじれのない）ファイバーの形成を果たために、ファイバーに張力を維持させるように作用する。ファイバーのカーテンは、各ベンチュリー管から単一の拡散室に入る。この拡散室内で、カーテンは、補助のガス流が消失するのに従って、互いに混ぜられて一緒になる。ファイバーの単一のカーテン、即ち、シートは、拡散室から出て、好ましくは、動くベルト上に集められる。集める方法によれば、ファイバーの単一のカーテンは、バット状のファイバーの複合層を形成するように後ろに折り返され得る。代わって、充分な速度で動くベルトは、単一層のバットとして集められ得る。
【０００９】
【実施の形態】
本発明の好ましい実施の形態に係る複数のチップを備えたブロースピン装置を以下に図１を参照して説明する。
【００１０】
本発明のブロースピンダイは、最初に、炭素系ピッチのファイバーのブロースピンの生産能力の向上のために案出された。特に、本発明は、溶媒和メソフェーズピッチからファイバーをブロースピンするのに有用である。しかし、本発明は、ほとんどのブロースピン装置に付いて有効てある。
【００１１】
図示するように、改良されたブロースピン装置は、複数のスピンポンプもしくは複数の出口を備えた単一のスピンポンプ（図示せず）から、炭素系ピッチのようなスピンされる物質を受ける分配（分布）プレート１０を有する。流路１４により、分配プレート１０は、スロットダイ２０にスピンされる物質を均一に分配（分布）させる。このスロットダイ２０は、少くとも２つのダイチップ２４を有する。各ダイチップ２４は、前記分配プレート１０と連通した（流体的に接続した）複数の毛細管２８を有する。この実施の形態では、流路１６が毛細管２８と分配プレート１０との間の連通を果たしている。また、毛細管２８は、夫々の毛細管２８の先端で開口している。これら毛細管２８は、スピンされる物質からファイバーを発生させるように適当な長さと径とを有する。各ダイチップ２４に近接して、チークプレート４０，４２が配設されている。これらチークプレート４０，４２は、ダイチップ２４とチークプレートとの間に流路５０を形成するようにスロットダイ２０に取着されている。これら流路は、各ダイチップ２４の先端の領域で開口しており、ファイバーが毛細管２８から出るときに、ファイバーに希釈ガスを向ける（接触させる）手段を構成している。
【００１２】
改良されたブロースピンダイに加えて、本発明は、１つの拡散室６２と関連した複数のベンチュリー管（開口）６０を利用している。ベンチュリー管／拡散室装置は、１９９５年５月５日に出願された米国出願Ｎｏ．０８／４３６，０３０に開示されている。これを本発明で使用する場合には、ベンチュリー管／拡散室は、各ダイチップ２４に対して、それぞれベンチュリー開口６０を与えるように広がっている。さらに、補助のガス流を供給するためのポート、即ち、開口７０がブロースピンダイ中に形成されている。この好ましい実施の形態においては、ポート７０は、中心のチークプレート４２中に設けられている。ダイチップ２４の数を多くするのに従って、補助のガス流のポート７０の数も増され得る。好ましくは、このポート７０は、２つのダイチップ２４間のチークプレート４２中に配置される。この方法で、ポート７０に供給されるガス流は、流路５０に希釈ガスを供給する装置と同じ装置により発生され得る。しかし、ポート７０の位置のための唯一の制限は、この位置でファイバー並びにベンチュリー管６０に必要なガス流を供給できるようになっていることである。
【００１３】
上述したように、本発明は、溶媒和メソフエースピッチから炭素系ピッチのファイバーをブロースピンする場合に特に有効である。炭素系ピッチのファイバーのブロースピンに使用されるときに、もし、必要であれば、本発明の装置は、揮発性化合物の発散を防止するためにチヤンバ（図示せず）内に収容され得る。さらに、ファイバーを集め、さらなる処理のために装置からファイバーを搬送するためのベルトもしくは他の手段が、隔離用のチヤンバの有無にかかわらず使用され得る。
【００１４】
本発明の装置は、２つのチップダイについて説明されたが、１つのダイ当たりのチップの数で製造コストが制限されるのみであることは、当業者にとって容易に理解でできよう。さらに、所定の距離に渡る毛細管の数は、スピナされる物質の性質と、所定の長さのダイチップを機械加工するための能力とによって決定されるであろう。さらに、本発明は、スロットダイについて説明されたが、本発明は、環状ダイや他のブロースピンダイに同様に適用可能であることは、当業者にとって容易に認識されよう。
【００１５】
Ｂ．ファイバーの複数のカーテンから単一層のバットを形成するための方法
上述した装置に関連して、本発明は、ファイバーの複数のカーテンを、単一層のバットとして集められ得る単一のカーテンに形成する方法を提供する。本発明以前に、ファイバーの個々のバットは、動いているベルト上に集められ得る。ベルトが各スピンダイの下を通過するのに従って、ファイバーの個々の層が形成される。ファイバーの続く処理の間に、これら個々の層は分けられて、バットの一体性が減じられる。しかし、以下に説明するように、本発明は、ブロースピンされた複数のファイバーのカーテンを組み合わせて単一層のバットとすることにより、一体性が増された単一層のバットを形成するための方法を提供する。
【００１６】
本発明は、溶媒和ピッチからファイバーの複数のカーテンをスピンするときに、特に有効である。溶媒和ピッチ、特に、溶媒和メソフエースピッチの独特の性質のために、一般のスピン方法は、複合捩れや曲げがあるファイバーを形成する傾向がある。これら不規則な性質は形成されたファイバーの張力を低下させる。これに反して、ベンチュリー管／拡散室を使用して形成されたファイバーは、ほとんど真っ直ぐな（よれや曲げがない）ファイバーである。
【００１７】
好ましい方法では、ファイバーの複数のカーテンは、複数のチップを備えたスピンダイにより形成される。スピンダイから出るときに、個々のファイバーはガス流により希釈される。希釈に続いて、補助のガス流が、ファイバーがベンチュリー管中に入るのに従って、ファイバーと接触する。好ましい実施の形態に係われば、個々のベンチュリー管は、ファイバーの個々のカーテンに対して与えられている。補助のガス流とベンチュリー管との組み合わせは、スピンされるファイバーに張力を維持させる。この張力は、ファイバーのよれや曲げを減じ、また、多くの場合には、防ぐ。
【００１８】
ファイバーのカーテンは、夫々のベンチュリー管を出て、単一の（共通の）拡散室に入る。本発明では、拡散室は２つの役目を果たす。即ち、米国特許Ｎｏ．０８／４３６，０３０に開示されているように、拡散室は、補助のガス流を発散させる。その上、本発明においては、拡散室は、複数のカーテンを単一のカーテンに混ぜ、組み合わせるために発散するガスを利用している。このようにしてファイバーは、拡散室を出て、ベルトもしくは他の装置上に集められる。ヘルトの速度が充分に速い場合には、ファイバーは単一層のバットとして集められる。しかし、ファイバーが集められるのに従って、ファイバーの単一のカーテンは折り重ねられてファイバー密度を高くするように、ベルトの速度を低くすることが望ましい。
【００１９】
本発明の他の実施の形態は、ここに記載された本発明の説明もしくはプラクテスを考慮して、当業者には明らかであろう。説明は一例として考えられ、本発明の真の範囲並びに精神は、特許請求の範囲により示されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】複数のダイチップと、ベンチュリー管と、分配室とを備えた本発明の装置の断面図である。
【符号の説明】
１０…分配プレート、２０…スロットダイ、２４…ダイチップ、２８…毛細管、６０…ベンチュリー管、６２…拡散室。
【図１】
0003730361.tif 000002