本发明专利技术涉及一种用于熔融纺造细的非织造纤维的熔喷法以及一种用于实施所述方法的装置。根据本发明专利技术，聚合物熔体被挤出通过一喷丝头的多个喷丝孔以形成多条纤维条，并在喷丝孔出口侧借助于冷吹送气流拉伸。根据本发明专利技术，吹送气流在一加速段内输送给纤维条，纤维条和吹送气流在该加速段内被加速，使得纤维条被拉伸以形成连续的细纤维。根据本发明专利技术的装置，本发明专利技术的加速段形成于喷丝头下方两个吹送喷嘴口的顶棱和底棱之间。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种按照权利要求1前序部分限定的用于熔融纺造细的非织造纤维的熔喷法，以及按照权利要求14前序部分限定的实施所述方法的装置。
技术介绍
在生产非织造微纤维时，大量纤维条由聚合物熔体通过喷丝头的喷丝孔挤出，然后被吹送气流拉伸形成微纤维(超细纤维，Feinstfaser)，这种纤维的平均纤维直径通常＜10μm。这种方法在现有技术中称为熔喷法。吹送气流优选由热空气产生，该热空气以高的能量吹在纤维条上。吹送气流造成纤维条的拉伸和断裂，从而形成有限长度的细的非织造纤维。DE 33 41 590 A1公开了这样一种方法，其中采用未加热的流体作为吹送气流。原理上来讲，这种较冷的吹送气流具有这样的优点，即没有必要对流体进行加热。该方法也可以生产由热塑性聚合物制造的微纤维，其细度小于10μm。现有技术的熔喷法不管是用热的吹送介质还是如DE 33 41 590 A1所公开的用冷的吹送介质来实施，纤维条通常被拉成有限长纤维(endlicheFaser)。除了形成绒毛这样的缺点外，这种纤维在被铺放以形成非织造布时会由于纤维段粘连而造成物理性能不均匀。具体来讲，由于有限长纤维段的缘故，这种非织造布只能承受很小的抗拉强度。DE 199 29 709 A1公开了另一种用于制造细的非织造纤维的方法。在这种方法中，纤维条借助于气流被分裂成微纤维。这种在专业领域被称为Nanoval法的现有技术方法基于这样的原理，即对气流和喷嘴单元作用下的纤维条产生一种压力效应。所述压力效应造成纤维条胀裂，从而产生大量基本上无端(endlos)的微纤维。与此同时，在纤维内部占主导的静压力大于包围纤维条的气流的压力，依靠该静压力使得纤维条胀裂。然后纤维在气流作用下被引到铺放区域并铺放形成非织造布。在现有技术的所有熔喷法中都存在一个危险，即各纤维在最终固化之前会相互粘连并导致非织造布内出现不期望的不连续点。
技术实现思路
因此本专利技术的目的是提供用于熔融纺造开头所述类型的细的非织造纤维的熔喷法，根据这种方法，可以以较低的能量消耗生产出高质量的微纤维。本专利技术的另一个目的是提供用于制造非织造布的非织造纤维，其具有改良的物理性能。此外，本专利技术的目的是改良用于熔融纺造细的非织造纤维的熔喷法和熔喷装置从而生产出一微纤维，该微纤维具有最大均匀性和连续性以在随后制造成非织造布的过程中实现铺放过程中纤维的均匀分布。本专利技术通过提出具有权利要求1中公开的特征的方法以及具有权利要求14中公开的特征的装置解决该问题。按照本专利技术的方法制造的非织造纤维显示具有按照权利要求24的特征，由此形成的非织造布显示具有按照权利要求25的特征。本专利技术有利的进一步改进限定具有相关从属权利要求中公开的特征和特征的组合。本专利技术建立在以下认识的基础上，即在传统的熔喷法中，吹送气流在撞击到纤维条时被加速到最大速度。因此吹送气流与纤维条的碰撞或多或少造成纤维条突然伸长。这种伸长导致纤维拉伸，或者在超过最大纺丝拉伸量时导致纤维断裂。为了避免这种纤维过应力，按照本专利技术，吹送气流在加速段内输送给纤维条。然后吹送气流和纤维条在加速段内一起加速，使得纤维条拉伸成无端微纤维。以这种方式，可有利地避免在拉伸期间纤维条承受过应力。直到加速段的末端才达到吹送气流的最大速度，从而导致纤维条预定的完全拉伸。由于吹送气流和纤维条在加速段内加速，吹送气流可以以较小的能量消耗输送给纤维条。因此，已经证明，只需要小于1000mbar范围内的正压便足以提供具有预定纺丝拉伸量的纤维条。因此，吹送气流的消耗也可以被减到最小。吹送气流优选是自然空气温度在15℃至110℃范围内的空气。因此，可以迅速固化纤维的边缘区域，这种特点特别有利于要拉伸的纤维的稳定性。此外，能够增强微纤维的冷却。在这方面，空气不被加热是很重要的。因此，根据环境条件而不被冷却或者加热的空气的温度称为自然空气温度。吹送气流优选由处于环境温度的周围空气制得，所述周围空气从喷丝头下方的环境吸入。在常规的纺丝装置中，在周围空气平均消耗量为大约600m3/h*m且最大正压为1bar时，吹送气流可以以较低的消耗提供。在一种可供选择的方法中，在流过喷丝头的喷丝孔的聚合物熔体的质量流量为每个喷丝孔1.0g/min至10g/min时，纤维条被挤出；根据该方法，所有现有种类的聚合物——例如聚丙烯或聚酰胺——可以被挤出。优选地，设定每个喷丝孔的流通量＞3g/min。因此，孔直径可以在0.2至1.0mm范围内。因此，聚合物熔体在即将从喷丝孔出来之前在喷丝头内被加热是非常有利的，这使得刚挤出的纤维条具有较高的熔融温度，例如聚丙烯纤维可达350℃以上。根据聚合物类型的不同，聚合物熔体优选被加热到300℃至400℃之间的范围。为了获得由聚合物类型、喷丝孔毛细管直径和预定纤维细度确定的恒定的最优设置，用于加速吹送气流和纤维条的加速段的长度设定在2mm至30mm的范围内。从而，纤维条从喷丝孔出来后可以立即送入加速段，或者在经过最大2mm的短的挤出区后再送入加速段，纤维条在挤出区内可以不受任何吹送气流影响地从喷丝孔中出来。为了在纤维条上产生大的拉力，一种优选的代用方法提出，纤维条和吹送气流在穿过加速段时被送入一自由空间，该自由空间内的主导气体的压力基本上等于环境压力。吹送气流膨胀进入自由空间造成涡流区，从而改善吹送气流对纤维表面的冲击。也可能发生所谓的鞭梢效应造成纤维继续被拉伸。为了强化这种效应，可以利用空气引导元件在自由空间产生更多的空气涡流区。由此还可以在纤维内产生特殊的效应，例如稠密-稀疏部位(Dick-Dünn-Stelle)。但是，也可以在自由空间内提供额外的用于冷却的气流，这种代用方法用在吹送气流具有较高空气温度的情况下特别有利。根据本专利技术的方法适于处理所有现有种类的聚合物，例如聚丙烯、聚乙烯、聚酯或聚酰胺，并加工成微纤维横截面上限为0.5μm的非织造纤维。特别是使用聚丙烯材料可以达到很好的结果，其中无端微纤维的纤维细度在1μm至30μm范围内。用根据本专利技术的方法制造的微纤维作为无端纤维特别适合于堆积成形为非织造布。用于实施本专利技术的方法的装置提出，加速段成形于喷丝头下方两个吹送喷嘴孔的顶棱和底棱之间。因此，不需要任何附加的辅助装置就可以实现设计成直接位于喷丝孔下方的加速段。根据本专利技术的装置特征具体在于，大量的纤维条可以以相对较近的间隙被均匀地拉伸成微纤维而不使相邻纤维粘连。因此本专利技术的装置适于制造大量高质量、高均匀度的微纤维。根据本专利技术装置的一种有利的改进，两个吹送喷嘴孔的顶棱归属于一入口通道，两个吹送喷嘴孔的底棱归属于一出口通道以实现确定的加速段。其中出口通道的自由流通横断面比入口通道的流通横断面小。因此纤维在通过入口通道后可以借助于吹送喷嘴孔出来的吹送气流连续地加速，直至到达出口通道。根据纤维细度和聚合物种类的不同，出口通道设置成2至8mm范围内的缝隙宽度。缝隙宽度由吹送喷嘴孔彼此相对的底棱之间的最小距离确定。具有较大缝隙宽度的入口通道可以有利地直接成形在喷丝头底面高度上，从而使挤出的纤维条可以直接进入加速段。但是，入口通道成形在距离喷丝头底面很小的距离处也是可以的，从而使得纤维条在通过0至2mm范围内的短的挤出区之后才能够到达加速段。加速段的长度根据入口通道离开出口通道的距离本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于熔融纺造细的非织造纤维的熔喷法，在该方法中，聚合物熔体通过一喷丝头的多个喷丝孔被挤出以便形成多个纤维条，紧接在纤维条从喷丝孔中出来之后在该纤维条上作用一冷吹送气流，在正压作用下该冷吹送气流经至少一个吹送喷嘴孔到达纤维条并拉伸所述纤维条，其特征在于，所述吹送气流在一加速段内被导向纤维条，在该加速段内纤维条和吹送气流被加速，使得纤维条被拉伸以形成无端微纤维。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：M格罗纳，H拉威，
申请(专利权)人：苏拉有限及两合公司，
类型：发明
国别省市：DE[]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。