用于丝的挤压和纺粘织物生产的设备制造技术

一种用于丝(2)的挤压的设备(1)，包括多个挤压毛细管(3)，多个挤压毛细管(3)布置在至少连续的两排中，并且具有用于挤压纺丝溶液的挤压开口(4)，由此形成丝(2)；以及用于生成气流的多个手段(7、8，10)，以用于至少在挤压开口(4)的区域内产生基本上沿丝(2)的挤压方向定向的气流，其中挤压毛细管(3)布置在从基板(5)突出并与所述基板(5)形成为一体的挤压柱(6)内。

Equipment for extrusion and spunbond of silk

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于丝的挤压和纺粘织物生产的设备
本专利技术涉及一种用于丝的挤压设备，包括：多个挤压毛细管，多个挤压毛细管布置在至少两个连续的排中，并且具有用于挤压出纺丝溶液的挤压开口，由此形成丝；以及用于生成气流的多个手段，用于至少在挤压开口的区域内生产基本上在丝的挤压方向上定向的气流。此外，本专利技术涉及一种制造用于丝的挤压的设备的方法。本专利技术是一种用于丝的挤压和纺粘织物的生产的设备，满足简化制造、易于组装、设计的多样性和高生产量的需求，该设备可以由一体式基材制成并且由坚固的挤压柱组成，挤压柱具有多排设计并且能以各种方式构造，从而使得在由各种熔体和溶液挤压几何上不同形状的细丝的高生产量成为可能。
技术介绍
几十年来，不同的方法应已经与各种各样的喷嘴使用，以通过热气流从各种聚合熔体和溶液中制造细纤维和细丝。然后，由此所生产的纤维和丝分别作为无纺织物沉积在穿孔表面上，例如在滚筒或传送带。然后，根据所使用的方法和聚合物，所生产的无纺织物要么直接卷绕，要么在后续卷绕成辊并完成以用于销售之前先进行后处理。为了进一步降低生产成本，在无纺织物的质量至少保持一致的情况下，提高生产量和降低能源需求是纺粘网行业最大的优化领域。如US3543332所述，例如，聚烯烃、聚酰胺、聚酯、聚醋酸乙烯酯、醋酸纤维素和许多其他易熔或可溶物质可以用作原材料。如US6306334、US8029259和US7922943所述，还开发了由莱赛尔(Lyocell)涂料生产纺粘网的工艺。作为另一个示例，在US7939010中描述了由淀粉生产纺粘网。由于所使用的原材料有时在其特性上，特别在流变性上，有很大区别，因此对喷嘴设计的灵活性和适用性的需求也提高。目前用于通过熔喷工艺生产纺粘织物的喷嘴大致可以分为单排喷嘴和多排喷嘴。如US3825380所述，单排喷嘴确实可用于由熔体和溶液生产纺粘织物，但分别根据熔体或溶液的粘度，压力损失可能非常高，因此最大生产量可能非常低。为了满足对更细纤维和更高生产量的需求，单排喷嘴确实也得到了进一步的开发，正如US6245911和US7316552所述，但其设计已经在其几何上和制造技术方面达到了极限。例如，在开发过程中，挤压毛细管之间的距离逐渐减小以增加每个喷嘴的生产量，但这也导致了喷嘴部的制造中的增加的支出和精度，以及操作过程中纺丝缺陷的较高风险。单排喷嘴的生产量的范围为从10kg/h/m到100kg/h/m，分别取决于所用的熔体或溶液和所选择的操作参数。为了提高生产量，开发了如US4380570中所述的多排针喷嘴。由此，熔体或溶液分别通过空心针被挤压通过具有多排和间隙的喷嘴。由于产生的针场，与单排喷嘴相比，每个喷嘴的生产量可以增加。缺点是空心针必须由复杂的支撑板保持，以使空心针不会振动或被周围的气流弯曲得太厉害。在制造和组装过程中对这些精密针的损坏是持续的危险。根据损坏程度，修理可能会非常昂贵，并且只能使用特殊的生产工具(如激光钻和激光焊接机)进行。支撑板还导致另外的生产支出，以及喷嘴内气流的压降。在喷嘴的下端，空心针穿过气流出口板突出。气流出口板对于在空心针周围均匀地分布气流和加速到高排放速度而言是必须的。在最简单的情况下，在每个空心针周围均设置气流出口孔，热气流从气流出口孔流出并夹带丝。这种喷嘴设计确实可以实现10kg/h/m到500kg/h/m的生产量，但是生产、组装、操作和清洗都非常复杂。该设计也没有提供必要的灵活性以适用于各种原材料，同时仍然实现高生产量。在US5476616、US7018188和US6364647中，已经对空心针、支撑板和气体出口板的设计进行了优化，但即使通过这些优化设计，由于大量部分导致的泄漏和针损坏的风险依然非常高。例如，由于针的长度可以在20mm到70mm之间，因此针喷嘴内的压力损失高于单排喷嘴内的压力损失。在更长的喷嘴中，由于偏转，这将导致与静力学相关的问题。然而，出于经济原因，开发应着眼于长度最大为5m及以上的更长喷嘴，以增加设施的工作宽度、生产量和成本效益。除了已经提到的喷嘴类型之外，还有可替换的设计，如根据US7922943的拉瓦(Laval)喷嘴，然而，拉瓦喷嘴也由许多单独的部分组成，不满足对高生产量以及易于制造和组装的需求。
技术实现思路
由于到目前为止，无论是单排喷嘴还是多排喷嘴，都没有一种设计能够毫不费力的制造、组装和操作，而且由于有更高的生产量、更长的喷嘴、更低的操作成本和由各种各样原材料制成的非纺织材料的至少一致的质量的要求，本专利技术的目标是通过新喷嘴的设计来满足已出现的需求：·本专利技术旨在尽可能地简化喷嘴的生产、组装和操作，并同时尽可能向挤压毛细管、挤压开口的排出几何结构和空气流动扩展设计的自由度，用于生产不同的纤维几何结构和无纺织物。·本专利技术的另一个目的在于分别最小化熔体或溶液部分以及气流部分上的压力损失。这一方面是为了增加每米喷嘴长度的生产量，另一方面是为了减少喷嘴的偏转，以便能够毫不费力地制造更长的喷嘴。根据本专利技术，该目的以如下方式实现：挤压毛细管布置在从基板突出且与所述基板形成一体的挤压柱中。此外，该目的通过一种制造用于丝的挤压的设备的方法来实现。在从属权利要求中描述了本专利技术的优选实施例。根据本专利技术的设备包括与基板形成为一体的挤压柱，其中基板和挤压柱由基材结合地形成为一体。这种新型喷嘴由坚固的挤压柱组成，由于多排设计和大直径，挤压柱使得分别在熔体或溶液部分上的较小压力损失和较高生产量成为可能。能够通过来自减材生产领域的制造方法(例如，铣削或蚀刻)从基材块生产根据本专利技术的设备。例如，基材可以是金属。对于本领域技术人员来说，进一步的减材生产方法将从该示例性参考中变得显而易见。可替代地，可以通过来自增材生产领域的制造方法(例如三维打印方法)生产根据本专利技术的设备。作为示例，要提及选择性的激光熔化和熔融沉积成型。对于本领域技术人员来说，进一步的增材生产方法将从该示例性参考中变得显而易见。此外，可以通过一次塑形或成形(例如通过铸造)来生产根据本专利技术的设备。然而，挤压孔口可以具有小的设计，并且构造成各种几何结构，以便用少量空气生产出具有各种各样形状的细纤维和细丝。附图说明为了更好地说明本专利技术，在根据本专利技术的设备的优选实施例的基础上，在下图中示出了基本特征。图1示出了根据本专利技术的设备的示意侧视图，设备具有挤压柱、挤压毛细管、气体供应开口和气流分配器。图2以透视图示出了根据本专利技术的设备。图3示出了设备的挤压柱的外部几何结构的各种形状。图4示出了设备的挤压毛细管的内部几何结构的各种形状。图5a和图5b以示意侧视图示出了入口部段的几何结构的各种设计形式。图5c以平面图示出了入口部段的几何结构和挤压毛细管的布置的各种设计形式。图6示出了挤压毛细管的出口处的挤压开口的各种形状。图7a以示意侧视图示出了影响出口处的空气流的气流出口板和气体出口开口的各种几何结构。图7b以示意平面图示出了影响出口处的空气流的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于丝(2)的挤压的设备(1)，包括多个挤压毛细管(3)，多个挤压毛细管(3)布置在至少连续的两排中，并且具有用于挤压纺丝溶液的挤压开口(4)，由此形成丝(2)；以及用于生成气流的多个手段(7、8、10)，以用于至少在挤压开口(4)的区域内产生基本上沿丝(2)的挤压方向定向的气流，其特征在于，挤压毛细管(3)布置在从基板(5)突出并与所述基板(5)形成为一体的挤压柱(6)内。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171006 EP 17195185.81.一种用于丝(2)的挤压的设备(1)，包括多个挤压毛细管(3)，多个挤压毛细管(3)布置在至少连续的两排中，并且具有用于挤压纺丝溶液的挤压开口(4)，由此形成丝(2)；以及用于生成气流的多个手段(7、8、10)，以用于至少在挤压开口(4)的区域内产生基本上沿丝(2)的挤压方向定向的气流，其特征在于，挤压毛细管(3)布置在从基板(5)突出并与所述基板(5)形成为一体的挤压柱(6)内。


2.根据权利要求1所述的设备(1)，其特征在于，用于生成气流的手段(7、8、10)包括邻近基板(5)布置的至少两个气体供应开口(7)，至少两个气体供应开口(7)彼此相对，并且被构造以在气体供应开口(7)的区域内产生基本上垂直于丝(2)的挤压方向定向的气流。


3.根据权利要求1或2所述的设备(1)，其特征在于，挤压柱(6)的外部几何结构选自由圆柱形、圆锥形、立方形、方尖形、金字塔形或其混合组成的组。


4.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1)，其特征在于，挤压毛细管(3)具有入口部段(12)，入口部段的几何结构不同于挤压毛细管(3)的其余部段的几何结构。


5.根据权利要求4所述的设备(1)，其特征在于，入口部段(12)的几何结构选自由圆柱形、圆锥形、正方形、矩形、圆形、椭圆形及其混合组成的组。


6.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1)，其特征在于，挤压开口(4)的几何结构选自由圆形、椭圆形、三角形、正方形、矩形、T形、H形、U形、Y形和Z形组成的组。


7.根据前述权利要求中任一项所述的设备(1)，其特征在于，挤压柱(6)的至少一部分在至少一个特性上与挤压柱(6)的另一部分不同，所述至少一个特性选自：
-挤压柱(6)的长度；
-挤压柱(6)的外部几何结构；
-挤压柱(6)的外径；
-挤压毛细管(3)的入...

【专利技术属性】
技术研发人员：易卜拉欣·萨格勒福里奇，
申请(专利权)人：连津格股份公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT