将单组分液态线挤出成多组分细丝的设备和方法技术

一种熔体纺丝设备包括纤维产生装置，用来通过挤出两种或多种单组分线并使之在挤出之后结合然后在压缩空气的作用下使之变细的方式来生产出多组分细丝。该两种或多种材料在纺丝组件中不相互接触。两种液体材料在整个纺丝组件上分离，从而防止了两种液体材料间的泄漏，并且使得每种液体材料具有优化的温度，以便进行恰当的挤出。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉参考本申请涉及以下的未决且共同所有的申请，该申请与本申请在同一日期申请，即名称为“生产多组分液态细丝的设备”的美国专利申请(律师证号NOR.983)，并且其公开的全部内容在这里被引用作为参考。熔纺材料由于包含通过机械装置使纤维缠结而制成的随机取向的细丝或纤维而属于被称为无纺织物的普通类别。具有或没有一些纤维间熔合的纤维缠结赋予织物以整体性和强度。如上所述，可以将无纺织物转变成各种最终用途产品。虽然熔纺无纺织物可以通过许多工艺来制成，但是最普及的工艺为熔体喷射和纺粘工艺，这两种工艺都涉及热塑性材料的熔体纺丝。熔体喷射是一种用于无纺织物生产的工艺，其中熔融热塑性塑料从模具顶端挤出以形成一排细丝。离开模具顶端的纤维马上与汇聚板或热空气喷射流接触，以将这些细丝拉细成细微的直径。然后以随机的方式将这些纤维放到收集装置上，从而形成无纺织物。纺粘工艺涉及通过喷丝头挤出连续的细丝。所挤出的细丝保持分开，并且例如通过充电、受控的气流或收集装置的速度来获得所要求的细丝取向。将这些细丝收集在收集装置上，并且通过使细丝层穿过压紧滚筒和/或热滚压砑光机被粘接。无纺材料用在这些产品中，例如尿布、外科长袍、地毯背衬、滤布以及许多其它消费品和工业用品。生产无纺材料的最普及的机器使用了熔体喷射和纺粘设备。对于特定的用途来说，要求采用多种热塑性液态材料以形成每根细丝的单独断面部分。通常，这些多组分细丝包括两种组分，因此更具体地说被称作双组分细丝。例如，当生产供服装业使用的无纺材料时，最好生产出具有并排结构的双组分细丝。一个重要的考虑涉及到材料的成本。例如，一股廉价材料的线可以与一股更昂贵的材料的线结合，第一股线可以由聚丙烯或尼龙制成，另一股线可以由聚酯或共聚酯。另外，这两种类型材料在干燥或冷却时会收缩不同量，从而产生出具有理想特性的卷曲的细丝。还存在许多其它的多组分纤维结构，例如皮芯、绒尖染色和微但尼尔结构，每种结构都有其自身特殊的用途。可以采用一种或多种组分液体来控制各种材料特性。这些特性包括例如热的、化学的、电的、光的、芳香的和抗微生物特性。同样，在排出以制造所需截面结构的长丝之前，存在许多类型的模具喷嘴用于结合多种液体组分。各种设备利用包括竖直或水平层叠板的模具喷嘴来形成双组分细丝。具体地说，熔体喷射模具喷嘴将两股液体材料流导向至靠近一叠竖直板的顶端的相对侧面上。纺粘模具喷嘴将两种不同的材料流引导至一叠垂直板的顶板上。被蚀刻或被钻成垂直或水平的板叠的液体通道将两种不同类型的液体材料引导至它们在模具喷嘴内结合然后在喷射出口处挤出成为多组分细丝的地方。可以获得各种断面结构的细丝，例如并排和皮心结构。以垂直或水平取向的方式采用薄板叠在板之间会出现不良密封。在一种生产情况下，液体压力将使得相邻的板相互稍微分开地移动。因此，少量的一种类型液体会通过这些不良密封泄漏，从而引起聚合物“丸”或小球形成在所挤出的细丝上。该丸使得多组分细丝出现问题，例如强度降低或粗糙度增加。还有，层叠板不会在两种类型材料之间提供热阻隔。因此，每种液体材料的细丝不能在其最优的温度下结合，从而有可能对其挤出造成负面影响。其它设备通过在通过多条排出通道进行挤出之前使两种类型的液体材料结合在空腔中来避免使用层叠板。更具体地说，两种不同类型的材料例如热塑性聚合物最初并排地留在空腔中，并且在压力下被输送给排出通道，在排出通道中它们以并排的关系被挤出成为双组分细丝。由于两种液体材料以并排的关系留在在模具空腔和排出通道中，所以这会导致热问题或与材料在挤出之前不正确地结合或混合物相关的问题。由于这些原因，所以要求提供用于熔体纺粘多组分细丝的设备和方法，并且不会遇到现有的熔体纺丝设备中的各种问题。本专利技术的方法通过将第一股第一种液体材料线挤出并且同时挤出第二股第二种液体材料线来生产出多组分细丝。这些股线在都被挤出之后结合在一起，从而形成多组分细丝，例如两组分材料具有基本上并排的断面结构。本专利技术的熔体纺丝设备包括模具喷嘴，它具有构成为与第一种液体材料源相通的第一液体输入口，并且具有构成为与第二种液体材料源相通的第二液体输入口。该模具喷嘴还包括用于挤出第一股第一种液体材料线的第一出口或孔以及用于挤出第二股第二种液体材料线的第二出口或孔。每个第一出口与第二出口中的相应一个相邻，用来分别挤出在挤出成形为多组分细丝之后结合在一起的第一和第二股线。对于那些本领域的普通技术人员来说，通过阅读以下优选实施例并参照附图将更容易理解本专利技术的各个优点、目的和特征。在挤出后将两条单组分线结合成多组分细丝避免了不同类型的液体材料之间在挤出之前的物理相互作用或接触。这些线在它们挤出成形的引导下被压迫在一起。在本专利技术的熔体喷射应用的情况中，压缩空气的冲击还有助于迫使不同材料的两股线形成多组分细丝。在挤出之前的完全物理分离防止在不同液体材料流之间的任何泄漏，这种泄漏会引起在组成液体材料中的一种中形成缺陷例如“丸”。而且，这些流体在纺丝组件中在物理上分离，从而在在不同温度下挤出的不同类型的液体之间提供热绝缘。参照附图说明图1，根据本专利技术原理构成的熔体纺丝装置10包括岐管装置12，用来分别向纺丝组件18的液体输入口14、16供应两种液体材料(聚合物A和聚合物B)。输入口14和16例如通过在每个输入口14、16周围固定在凹槽(未示出)内的静止密封件与岐管装置12密封连接。岐管装置12包括第一和第二外部岐管件20、22。中间岐管件24以夹层的关系连接在外部岐管件20、22之间。中间岐管件24的上表面包括第一和第二液体供应入口25、26，它们分别从液体供应例如液泵(未示出)中接收聚合物A和B。每个供料入口25与形成在外部岐管件20和中间岐管件24之间的凹槽相通。该凹槽形成一种“衣架”形状以形成第一岐管液体通道，从而将液体提供给纺丝组件18的液体输入口14的至少一部分纵向长度上。同样，供料入口26与形成在外部岐管件22和中间岐管件24之间的凹槽相通。该凹槽形成另一种“衣架”形状以形成第二岐管液体通道，从而将液体提供给纺丝组件18的液体输入口16的至少一部分纵向长度上。根据纺丝组件18的长度，岐管装置12沿着其纵向长度可以包括多个供料入口25、26和相应的岐管液体通道。沿着每个外部岐管件20、22设置的孔28和30每个都容纳有加热装置，例如电加热棒，用来将在它们相应的第一和第二岐管液体通道中的两种液体和压缩空气单独地加热到合适的应用温度上。在外部岐管件20、22中还设有温度感应装置(未示出)，例如电阻温度探测器(RTDs)或热电偶，用来单独地控制每种液体材料的温度。对于那些本领域普通技术人员来说，在当前公开的内容的启示下应该理解，符合本专利技术要求的各种加热系统可以适当地应用在不同的用途中。外部岐管件20、22还包括多个空气供应通道34、36，用来把压缩过的空气(压缩空气)供应给纺丝组件18的空气通道输入口38、40。压缩空气使沿着纺丝组件18的纵向长度从一排多组分细丝喷射出口44(参见图3-5中的说明)挤出的多条细丝变细。变细的多组分细丝42在基底上形成无纺织物46，该基底大体上垂直于熔体纺丝设备移动，例如由箭头50所示。参照图2，纺丝组件18包括熔体纺丝设备10的细丝产生部件。具体地说，传送块52包括用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，用于将第一种液体材料挤出成多股第一线并且将第二种液体材料挤出成多股第二线，然后将多股第一和第二线结合成多条多组分细丝，该设备包括：模具喷嘴，它包括构成为与第一种液体材料源相通的第一液体输入口以及构成为与第二种液体材料源相通的第 二液体输入口；多个第一液体出口，每个液体出口用来挤出相应的多条第一线；多个第二液体出口，每个液体出口用来挤出相应的多条第二线，每个第二出口位于所述第一液体出口中的相应一个附近；多条第一液体通道，每条通道在所述第一液体输入口和所选 择的所述第一液体输出口中的一个之间相通；以及多个第二液体通道，每条通道在所述第二液体输入口和所选择的所述第二液体输送中的一个之间相通，所述第一和第二液体通道分别汇聚在所述第一和第二液体出口处，以便分别挤出多条第一和第二线，第一和第二线在 挤出之后立即结合在一起，以形成多条多组分细丝，该细丝具有结合了第一和第二种液体材料的横断面结构。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：马丁A艾伦，
申请(专利权)人：诺德森公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]