CN105803541A - 熔喷喷丝模头以及极细纤维制造装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种即使使用少量的热风也能安定拉丝成微细纤维，而且容易做成小型化，轻量，可简单控制降低制造成本的熔喷喷丝模头以及极细纤维制造装置。熔喷喷丝模头内部设有1个以上可吐出加热融化后的树脂溶液的液体喷嘴和一个以上将液体的喷口吐出的熔融树脂用热风拉伸成纤维状的热气体喷嘴构成。热气体喷嘴和液体喷嘴相互接近，热气体喷嘴的吹出方向与液体喷嘴22的喷出方向在模头下方形成交叉的配置。

Description

熔喷喷丝模头以及极细纤维制造装置

技术领域

本发明是一种喷丝模头以及使用此模头生产的超细纤维装置。

背景技术

使用熔喷技术生产微细纤维进而连续生产无纺布的装置已是众所周知（参考专利文件１）。这种装置将加热熔化后的树脂材料从喷头上喷出并加以高速热风拉伸成纤维状并生产出微细纤维以及无纺布。

根据专利文件１、如图10及图11所示，模块１１与模块１２之间用螺丝固定锁紧状态、熔化树脂喷从圆形喷口６出来，周围加以高温高速气流出口１６构成同心圆的模头。

专利文件１日本特开平４－２２８６０６号公报。

以前的喷丝模头为了让熔喷纺丝装置可以稳定生产、在模头上不仅要控制熔融树脂的温度，还需要将高温气体控制在规定的温度范围之内。

因此像专利文件１那样构造的喷丝模头、拉伸溶融树脂时需要大量的高温气体。因此，为防止熔融树脂以及气体通过模头后的温度降低，必须采取加大提供给模头的气体加热装置或在模头上设置直接模头加热器等方法。这样，就提高了能源成本以及使模头的体积较大、较复杂，也就带来成本造价提高的问题。

发明内容

这里本发明鉴于前面的问题，即使少量的热风也可将熔融树脂安定生产出超细长纤维、同时可将模具的小型化，轻量化，也降低了熔喷摸头的成本，作为提供给喷丝模头以及超细纤维生产装置上为目的。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

熔喷喷丝模头，拥有1个以上的加热溶液的液体喷嘴，以及与之对应的1个以上的用于延伸从液体喷头吐出的熔融树脂的热气体吹出的热气体喷嘴，热气体喷嘴与液体喷嘴接近，热气体喷的气体喷出方向与液体喷头的喷出方向在模头下方形成交叉的特征。这种构造，可以做成即使是少量的热气体，也能将熔融树脂或其他可拉伸的高分子溶液拉伸出稳定的超细纤维的熔喷喷丝模头。同时，可增加熔喷喷丝模头的液体喷嘴以及热气体喷嘴的配置自由度。

本发明的有益效果为：

利用本发明，可以用少量的热气体将熔融树脂进行微细纤维的纺丝，减少热风的使用量。液体的喷口以及气体的喷口所占据的空间小，模头内可配置多数这样喷口、可达到熔喷喷丝模头的小型化，轻量化，以达到制造成本降低的目的。

附图说明

图1是根据本发明第1实施形态的喷丝模头的断面图和与之配套的极细纤维制造装置的模式。

图2是图1所示熔喷所用的喷丝模头的平面图。

图3是根据本发明第2实施形态的喷丝模头断面图。

图4是根据本发明第3实施形态的喷丝模头断面图。

图5是图4所示熔喷使用喷丝模头的平面图。

图6是根据本发明第4实施形态的喷丝模头平面图。

图7是根据本发明第5实施形态的喷丝模头平面图。

图8是图7的沿Ａ―Ａ线的剖面图。

图9是根据本发明第6实施形态的喷丝模头平面图。

图10是使用图7的熔喷喷丝模头的极细纤维制造装置的斜视图。

图11是使用图9的熔喷喷丝模头的极细纤维制造装置的斜视图。

图12是以前的喷丝模头的断面图。

图13是图12的平面图。

具体实施方式

第1实施形态

下面参照图1和图2，对第1实施形态的熔喷喷丝模头２０以及极细纤维制造装置进行说明。

如图1所示，极细纤维制造装置由将熔融树脂挤出的挤出机２００和产生热气体的热风生成器３００和将从挤出机２００挤压出的熔融树脂拉伸成纤维状的喷出模头２０构成。

如图1及图2所示，熔喷喷丝模头２０内部由吐出熔融树脂的液体喷嘴２２和吹出热气体的热风喷嘴２４构成。

这里的液体喷嘴２２与热气体喷嘴２４为各自为拥有一定断面的柱状中空体，呈互相接近状态。并且液体喷嘴２２的中心轴Ｏ_ｒ和热气体喷嘴２４的中心轴Ｏ_ｇ在同一平面上存在，同时，熔喷喷丝模头２０上的中心轴Ｏ_ｒ相对于中心轴Ｏ_ｇ倾斜设置，中心轴Ｏ_ｒ的延长线和中心轴Ｏ_ｇ的延长线在模头前方２０ａ的前面点Ｘ处呈角度θ_１相交。

根据上述构造，即使热气体喷嘴２４出来的少量热气体，也可以将液体喷嘴２２吐出来的熔融树脂拉伸成超细纤维。

液体喷口２２是一个可以吐出熔融树脂的出口，不限定断面形状，例如圆形，椭圆形，四边形，六边形等多边形也可使用。考虑到便于均一加工上的便利，采用圆形为好。

同时液体喷嘴２２断面根据液体材料的种类，温度，可以选择适宜的尺寸。圆形的场合，直径可使用０．１ｍｍ到１．０ｍｍ，０．１５ｍｍ到０．７ｍｍ更好，０．２ｍｍ到０．５ｍｍ最好。

热气体喷嘴２４热气体吐出口，只要是可以喷出热气体即可，对断面的形状没有特殊限定，例如，圆形，椭圆形，四方形，六角形等多角形，以及四角形的弯曲槽形等多种形状均可。

同时，热气体喷嘴２４的断面大小根据溶融树脂种类和温度进行选择适宜尺寸。采用圆形时，直径可使用０．２ｍｍ到2.5ｍｍ，０．２５ｍｍ到１．５ｍｍ较好，０．3ｍｍ到１ｍｍ更好。

液体喷嘴２２与热气体喷嘴２４，相互接近配置，双方在模具的下面２０ａ设置，最短距离ｔ₁以０．１ｍｍ到５ｍｍ，１ｍｍ到４．５ｍｍ为好、２ｍｍ到４ｍｍ更适宜。不满０．１ｍｍ的情况下，太接近加工困难。超过５ｍｍ的超细纤维的拉丝效果不好。

图1中，中心轴Ｏ_ｒ的延长线和中心轴Ｏ_ｇ的延长线构成角度θ_１，可以选择０度到３０度，０度到２５度为好、５度到２０度更好。超过３０度、出来的热风对熔融树脂的拉伸不充分，要得到超细纤维是很困难的。角度θ_１在接近０度的情况下，图1的表示点X与模头下面20a的距离变大，但是这种情况也能将熔融树脂拉伸成微细纤维。

图1所示的熔喷喷丝模头２０中，液体喷头２２是倾斜设置的，相反也可以将热风喷头２４倾斜设置，或者两个都倾斜设置也可。上述情况，中心轴Ｏ_ｒ的延长线与中心轴Ｏ_ｇ的延长线构成的角度θ_１在３０度以内为好。

第2实施形态

参考图3，对第2实施形态的熔喷喷丝模头３０做说明。

如图3所示，熔喷喷丝模头３０中，液体喷嘴３２的上游方向，做出一个相对液体喷嘴３２断面更大中心空腔的液体保存部３２ｂ，一般情况下液体喷嘴３２的断面，要加工贯穿如很厚的金属模头且要求直径在０．５ｍｍ左右这样细小孔，是非常困难的。有３２ｂ这样的设计，可以减少小孔的加工厚度，同时便于液体的流通。

如图3所示，液体喷头的上侧做成较大断面的液体保存部３２ｂ，热风喷嘴的上游部分也可以做成这样的形状，只要液体的中空部与热风的中空部不贯通即可。

第3实施形态

参照图4及图5，对第3实施形态的熔喷喷丝模头40加以说明。

如图4及图5所示、熔喷喷丝模头４０的内部由吐出熔融树脂的液体喷嘴４２和吹出热气体的热气体喷嘴４４组成。

图中所示的模头４０的液体喷嘴４２是倾斜设置的。

另外，热气体喷嘴４４，在靠近模头下方４０ａ处有一部分做成喇叭状４４a形状。

这样，从热气体喷嘴４４出来的即使是少量热气体，液体喷嘴４２出来的熔融树脂液体沿着热气体喷嘴的喇叭状４４ａ液体喷嘴，有效地延伸成微细纤维。

还有，喇叭部４４a，不一定要将热气体喷嘴４４的出口周围处全部设计成４４a这样的喇叭状，至少只要将靠近液体喷嘴４２处的设计成喇叭形状。热风喷头４４a或液体喷嘴４２的断面为圆形的情况下，两者直径相同最好。

再者，在图4中的喇叭状44ａ处，把热气体喷嘴中心轴和喇叭方向交叉成的角度θ_２做成35度以内为好，25度以内更好一些，15度以内效果更好。超过35度，热风气体会造成对熔融树脂溶液拉伸不充分对微细纤维的形成造成影响。

同时，图4及图5中，在模头下面，喇叭状４４ａ，在模头下方４０a面上与液体喷嘴４２的出口的设计是几乎连接在一起，同时将角度θ_２做的很小并与液体喷嘴４２的出口近距离设计为好。

如上所述，图4及图5中，第1实施形态的喷丝模头使用的热气体喷嘴的吹出部至少有一部分呈喇叭形状，同样，也适用于第2实施形态的喷丝模头。

第4实施形态

参考图6，对第4实施形态的熔喷喷丝模头５０进行说明。

如图6所示，熔喷喷丝模头５０的上面在直径Ｄ_１的圆周上分布着多个吐出熔融树脂用的液体喷嘴５２。并且在各自液体喷嘴５２上，配以图示上没有显示的热风喷嘴，热风喷嘴接近液体喷嘴。这种设计，可使各自的热气体喷嘴喷出的少量热风，拉伸各自对应的从液体喷嘴５２吐出的熔融树脂液体，被延伸的液体在热气体作用下拉伸成微细的纤维，具有非常优越的生产性能。同时，热空气喷头的配置可以根据各种材料的性能的不同而自由更改，有利于液体喷头的高密度配置。

熔喷喷丝模头５０的外形，断面不一定要圆形，根据具体要求，为椭圆，四边形，六边形等多边形。从模头加工的便利性上考虑，圆形更理想。

如图6所示，液体喷嘴５２在圆周上的配置数量是１２个，可根据模具的外形以及尺寸的要求可配置更多数量的液体喷嘴。

第5实施形态

参照图7及图8，对第5实施形态的熔喷喷丝模头６０进行说明。

如图7所示、熔喷喷丝模头６０的上面在直径Ｄ_１的圆周上分布有多个的吐出熔融树脂的液体喷嘴６２。多个热气体喷嘴６４设置在与液体喷头６２所在圆的同心圆切直径为Ｄ_２的圆周上，热气体喷嘴与各自对应的液体喷嘴接近配置。直径Ｄ_２比直径Ｄ_１小。

根据这样，即使各自的热气体喷嘴吹出的少量热气体，可将与之配套的液体喷嘴６２喷出的熔融树脂液体延伸成微细的纤维，具有优越的生产性能。

熔喷喷丝模头６０中，熔融树脂的导入途径是从直径Ｄ_１的圆周附近的纵向方向进入。另外一方，热气体的导入途径是以直径Ｄ_２圆周附近的纵向方向进入，分别配置。

这样的配置，熔融树脂和热气体以各自的导入途径容易分隔进入，可以简单分离，这样便于模头的加工以及模头的小型化。

在图7及图8中，热气体喷嘴６４的喷嘴部分设计成喇叭状６４ａ。这样，吐出的熔融树脂在热空气作用下可有效拉伸成超微细纤维。

同时，图7中与热气体喷嘴６４相连接的热空气导入口３００ｂ设置在模头的侧面的中心处，与导入口相干扰的液体喷嘴与热气体喷嘴可以不设置。要避免这样状态，可将热风导入口300b移置模头下部的反对面即模头上部。

在图7中，热空气喷头６４的断面是圆形的，椭圆形，四边形，六边形等多边形。同时细长的四边形沿直径Ｄ_２的圆周上分布时，呈圆弧形也可以。这样情况，可防止吐出的超微细纤维纺飞入直径Ｄ_２的圆周内。

上述所说的模头60，直径Ｄ_２比直径Ｄ_１小。相反，直径Ｄ_２比直径Ｄ_１比大的情况下，也可同样形成微细纤维生产大量的出极细纤维，同时，熔融树脂和热气体的各自进入途径也可同样容易分隔。

第6实施形态

参照图9，对第6实施形态的熔喷喷丝模头70进行说明。

图9所示，熔喷喷丝模头70的内部的熔融树脂的液体喷嘴72在直线I_１上多数均匀分布。且各自的液体喷嘴72上有与之相对应的吹出热气体的热气体喷嘴74。热气体喷嘴74与液体喷嘴72相接近，热气体喷嘴74的吹出方向与液体喷嘴72的吐出方向在模头下面70a的下方相交。这样从各个热气体喷嘴74喷出的少量热气体，拉伸相对应的从液体喷嘴72吐出的熔融树脂拉伸形成微细纤维从而得到极细纤维，具有优异的生产性。同时热风喷嘴的配置位置可自由决定有利于液体喷嘴的密度自由配置，有利于生产出极细纤维并应用到范围广泛的不织布制造。

还有，熔喷喷丝模头70的外形断面做成细长的四边形的形状比较容易，但没有特意限定。

邻近的液体喷嘴72的间距为2mm到12mm，3mm到10mm更好，不足2mm相邻距离太近与邻接喷嘴产生干扰不能稳定纺丝，超过12mm溶液喷嘴太少生产效率降低。

图10为使用多个如图7所示熔喷用模头60的极细纤维制造装置的结构图。

从挤出机挤出的熔融树脂，经液体导入配管200a到液体导入口200b再到模头60再从分成多个的喷嘴62上吐出纤维状，另一方热风生成器产生的热气体从热风导入配管300a，通过热风导入口300b进入模头60再从分成多数的热风喷嘴64上吹出。这样从液体喷嘴62上吐出的熔融树脂被拉伸，细化从而得到微细纤维。

如图10所示，在模头60下方铺置网状传送带，被微细化的树脂纤维在行走的传送带上堆积从而形成极细纤维。

再者，图10中的模头60在幅宽方向上配置数量是3个，生产效率的提高可配置更多的模头数量。

还有，复数的模头60可提供同一种类树脂材料形成的熔融树脂，另外，也可在向不同的模头60提供种类，特性不同的树脂材料而成熔融树脂，形成复合的极细纤维组合。

图11是装配多个如图9所示的熔喷模头70的极细纤维制造装置示意图。挤出机挤出的熔融树脂，从液体导入配管210a经过液体进入口210b到模头70上的多数液体喷嘴72吐出。同时另一边的热风生成装置生成的热风从热风导入管310a经过热风导入口310b到模头70，再从多数个的热风喷口74吹出，这样可将液体喷嘴72吐出的熔融树脂拉伸，细化从而得到微细纤维。

如图11所示，在熔喷喷丝模头70下面铺设网状传送带，微细化的树枝纤维在行走的传送带上堆积形成极细纤维层便于生产。

图11中的熔喷喷丝模头70在传送带的行进方向上设置了3台，如果需要提高生产量，也可多设置模头数量。

还有，对复数的模头70中可提供同样种类树脂材料的熔融树脂，也可给每个熔喷喷丝模头70提供不同种类，不同特性的树脂材料的熔融树脂，形成复合化的极细纤维组合。

符号说明

２０、３０、４０、５０、６０、７０：熔喷喷丝模头

２０ａ、３０ａ、４０ａ、５０ａ、６０ａ、７０ａ：模头下面

２２、３２、４２、５２、６２、７２：液体喷嘴

２４、３４、４４、６４、７４：热气体喷嘴

３２ｂ：液体保存部

４４ａ、６４ａ：热气体喷嘴的喇叭部

２００：挤出机

２００ａ、２１０ａ：液体导入配管

２００ｂ：液体导入口

３００：热风生成装置

３００ａ、３１０ａ：热风导入管

３００ｂ：热风导入口。

Claims (6)

1.熔喷喷丝模头，其特征为，包括1个以上的加热后熔融树脂吐出的液体喷嘴，和1个以上对上述液体喷嘴吐出熔融树脂吹出热风使其成纤维状延伸的热气体喷嘴，所述热气体喷嘴接近液体喷嘴，热气体喷嘴的吹出方向与液体喷嘴的吐出方向在熔喷喷丝模头的下方成交叉式设置。

2.如权利要求1所述的熔喷喷丝模头，其特征为，所述热气体喷嘴的吹出部至少有一部分成喇叭状。

3.如权利要求1或2所述的熔喷喷丝模头，其特征为，多个的液体喷嘴设置在直径为Ｄ_１的圆周上。

4.如权利要求3所述的熔喷喷丝模头，其特征为，多个热气体喷嘴，设置在液体喷嘴的圆周的具有同一的圆心的直径为Ｄ_２的圆周上，Ｄ_２比Ｄ_１小或者大。

5.如权利要求1或2所述的熔喷喷丝模头，其特征为，多个液体喷嘴呈直线配置。

6.如权利要求1-5所述的熔喷喷丝模头，其特征为，使用此熔喷喷丝模头生产的超极细纤维制造装置，从液体喷嘴吐出熔融树脂液体的同时，对吐出的熔融树脂配以热气体喷嘴吹出的热风使其延伸成纤维状的树脂纤维。