由回转法制造玻璃和聚合物的双组分纤维制造技术

在一制造双组分的玻璃和聚合物的纤维方法中，将熔融玻璃（Ａ，９０，９９）和熔融聚合物（Ｂ，９２，９７，９８）提供给具有针孔周壁（３２，６６，７４）的回转喷丝装置（１０，７２）。熔融玻璃和熔融聚合物作为熔融的双组分的玻璃和聚合物液流经针孔（５６，７０，８４）离心。然后将液流冷却制得双组分的玻璃和聚合物纤维。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

Two component fibers made from glass and polymers by rotation

In a method of manufacturing glass fiber and polymer bicomponent in the molten glass (A, 90, 99) and polymer melt (B, 92, 97, 98) provided with a pinhole peripheral wall (32, 66, 74) of the rotary spraying device (10, 72). Molten glass and molten polymer are fused as two-component two-component glass and polymer solutions that are centrifuged through pinholes (56, 70, 84). The two-component glass and polymer fibers are then cooled by liquid flow.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及用改进的回转法制造纤维，特别是涉及制造玻璃和聚合物双组分纤维的方法。过去已用纺织法制成聚合物双组分纤维以用于织物和针织品等产品。在此方法中，将两种熔融的聚合物提供到固定的喷丝头上，喷丝头上有可将纤维拉出或拉伸的孔。这两种聚合物一般结合形成具有一种聚合物芯和另一种聚合物壳的纤维。纺织法制成的双组分纤维一般直径较大。对某些应用来说，使用较小直径的纤维为好。另外，纺织法限于使用具有熔点相似的成分，以使在遇到高熔点成分时，低熔点成分不会热降解。用改进的回转法已制得双组分玻璃纤维。将两种不同类型的熔融玻璃提供给有针孔周壁的回转喷丝装置。这两种熔融玻璃经针孔离心形成双成分玻璃纤维。这种纤维特别适用于绝缘产品。玻璃纤维的制造和聚合物纤维的制造属于不同的领域。这两种材料具有不同的物理性质，如粘度不同，而且，玻璃的软化点一般不同于聚合物的熔点。所以制造这两种纤维的方法是不同的。过去不知道将玻璃和聚合物结合起来制造双组分纤维。这种纤维会具有双组分玻璃纤维和双组分聚合物纤维两者的优点，并会具有每种纤维所没有的性能和用途。因此，希望提供一种制造双组分的玻璃和聚合物纤维的方法。本专利技术涉及一种制造多组分纤维，特别是双组分纤维的方法。此种双组分纤维是由玻璃和热塑性材料，优选为聚合物形成的。在此方法中，将熔融的玻璃和熔融的热塑性材料提供给具有针孔周壁(orificed peripheralwall)的回转喷丝装置。玻璃粘度为1000泊的温度优选约是200℃-495℃，热塑性材料的熔点约为200℃-345℃。热塑性材料的热膨胀系数优选高于玻璃的热膨胀系数约10ppm/℃以上。熔融的玻璃和熔融的聚合物作为熔融的玻璃和热塑性材料的双组分液流经针孔离心。然后将熔融液流冷却以制造玻璃和热塑性材料的双组分纤维。由本专利技术方法制造的玻璃和热塑性材料的双组分纤维是新颖的，它具有双组分玻璃纤维和双组分聚合物纤维两者的优点，并具有每种已知纤维所没有的性能和用途。附图说明图1是用本专利技术的回转法制造玻璃和聚合物的双组分纤维设备的正视简图。图2是用本专利技术方法制造玻璃和聚合物双组分纤维的喷丝装置的正视截面图。图3是图2的喷丝装置的一部分的透视简图。图4是取图2喷丝装置4-4线的正视简图。图5是制造玻璃和聚合物双组分纤维的喷丝装置的第二具体实施方案一部分的平面图。图6是制造玻璃和聚合物双组分纤维的喷丝装置的第三具体实施方案正视截面图。图7是图6喷丝装置的针孔正视截面图。图8是用本专利技术方法制造的玻璃和聚合物双组分纤维的截面简图。图9是玻璃和聚合物双组分纤维的截面简图，其中玻璃和聚合物的不同粘度可使较低粘度的聚合物部分地绕较高粘度玻璃流动。图10是玻璃和聚合物双组分纤维的截面简图，其中不同的粘度可使较低粘度的聚合物几乎包围较高粘度的玻璃。图11是玻璃和聚合物双组分纤维的截面简图，其中较低粘度的聚合物始终绕较高粘度的玻璃流动以包围玻璃和形成包层。图12是由玻璃和两种聚合物形成的三组分纤维的截面简图。图1说明由本专利技术的玻璃和聚合物的双组分纤维制造绝缘产品的回转纤维形成法。然而，应理解的是，可以用纤维通过不同的加工方法制成纺织品、过滤产品以及其它产品。这些方法包括缝合、针缝、水-编织和包胶。还应理解的是，在本专利技术中包括除了双组分纤维外的多组分纤维，以及除了聚合物外其它热塑性材料，如沥青也可形成纤维。在此用来说明的方法中，将熔融的玻璃和熔融聚合物提供给喷丝装置10。熔融的玻璃可由任何适宜的来源提供，如炉11和预热室13。熔融聚合物可由任何适宜的来源提供。例如，装有聚合物颗粒的料斗12可连接到挤压机14，在此将聚合物熔化后送到喷丝装置。如在下面讨论的，喷丝装置产生玻璃和聚合物的双组分纤维液雾16。用任何的工具，如环状的鼓风机18将纤维向下吹。当纤维向下吹时，将纤维拉细和冷却。将纤维作为毛束(20)收集于任何适宜的表面，如输送机22的表面。为促进纤维的收集在输送机的下面部分抽真空(未示出)。然后玻璃和聚合物的双组分纤维毛束可以任选地通过一加工站如炉24进一步加工。当经过此炉时，优选通过上面的输送机26和下面的输送机28以及边缘导向装置(未示出)使毛束成形。从此炉出来的毛束就是绝缘产品30。如图2所示，每一喷丝装置10包括周壁32和底壁34。喷丝装置在任一适宜的工具(如转轴36)上回转，这在技术上是众所周知的。喷丝装置的回转将熔融玻璃和熔融聚合物经周壁的针孔离心，形成玻璃和聚合物双组分纤维38，下面将更详细地讨论。喷丝装置优选以约1200-3000转/分钟的速度转动。可以使用各种直径的喷丝装置，可将转动速度调节以在周壁的内表面得到所希望的径向加速度。喷丝装置的直径优选约为20-100厘米。周壁内表面的径向加速度(速度2/半径)优选约为4,500米/秒2-14,000米/秒2，更优选的约为6,000米/秒2-9,000米/秒2。环状鼓风机18的位置可使纤维向下以收集在输送机上，如图1所示。环形鼓风机可任选使用引风40将纤维进一步拉细。喷丝装置的内部优选使用任何加热方法(未示出)加热，如吹入热空气或其它气体。喷丝装置的温度优选约为150℃-450℃，但可根据玻璃和聚合物的类型而变化。诸如环状热空气供应装置42等加热装置可任选位于喷丝装置的外部供加热喷丝装置或纤维，以有利于纤维拉细和保持喷丝装置的温度在玻璃和聚合物最适宜离心的范围。在喷丝装置的内部，分别提供熔融的玻璃液流和熔融聚合物液流，第一种液流含玻璃，第二种液流含聚合物。如果需要，可以通过在压力下注入的办法提供熔融玻璃液流和熔融聚合物液流。在第一种液流中的熔融玻璃从第一个输送管(44)直接滴到底壁并由于离心力而向外流向周壁形成如在图2中以“A”指出的玻璃头。由第二个输送管46输送的熔融聚合物的位置比第一个流更接近周壁，在熔融聚合物到达底壁前受到环状水平法兰48的阻挡。这样，在水平法兰上形成在图2中以“B”指出的熔融聚合物的聚集或头。当然，也可以这样提供熔融玻璃和熔融聚合物，即使得熔融玻璃受到环状水平法兰的阻挡，熔融聚合物滴落到底壁上。如图3所示，喷丝装置装有垂直内壁50，它一般是环状的，位于周壁32径向之内。在周壁和垂直内壁之间的一系列垂直隔板52将空间分成一系列一般为垂直排列的小室54，这些小室基本上和周壁的整个高度相同。可以看到，水平法兰、垂直内壁和垂直隔板一起组成分隔器，将熔融的玻璃“A”和熔融的聚合物“B”引向交替相邻的小室，使得每隔一个小室含熔融的玻璃“A”，而其余的小室含熔融聚合物“B”。周壁装有针孔56，这些针孔位于垂直隔板的径向外端附近。每个针孔的宽度大于垂直隔板的宽度，这样可使熔融玻璃“A“和熔融聚合物“B”的液流作为玻璃和聚合物的单一的双组分纤维从针孔流出。从图3可以看出，每个小室54运行在沿将小室分隔的整个垂直隔板和具有针孔的周壁32的整个高度下。周壁优选具有约200-5000个针孔，这取决于喷丝装置的直径和其它过程参数。如图4所示，针孔56呈槽状，当然其它形状的针孔也可使用。在周壁的温度下，熔融玻璃“A”的粘度一般高于熔融聚合物“B”的粘度。结果，精确以垂直隔板为中心的针孔预期会排放的较低粘度聚合物多于较高粘度的玻璃。为克服这一趋向和平衡熔融玻璃和熔融聚合物排出量的一个方本文档来自技高网...

【技术保护点】
制造玻璃和热塑性材料的多组分纤维的方法，此法包括：将熔融玻璃和熔融热塑性材料提供到具有针孔周壁（３２，６６，７４）的回转喷丝装置（１０，７２）；将熔融玻璃（Ａ，９０，９９）和熔融热塑性材料（Ｂ，９２，９７，９８）作为玻璃和热塑性材料 的熔融多组分液流经针孔（５６，７０，８４）离心；以及将液流冷却以制造玻璃和热塑性材料的多组分纤维。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：RL荷霍斯顿，CF拉普，MT派莱格伦，JE劳夫图斯，PF奥伯格，
申请(专利权)人：欧文斯科尔宁格公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]