生产纤维材料的设备和其模具头装置及生产方法制造方法及图纸

设备（１００、１０１、１０２）和适合与其一起使用来生产纤维（２１２）的模具头装置（１８、４４、４５、４７）。该设备（１００）包括可拆卸联装的模具头装置（１８），该装置适合通用的熔纺设备。该模具头装置（１８）是可拆卸地定位在挤压机体（１０）的下面，用于通过聚合物膜的原纤化生成纤维材料。该头装置（１８）包括至少一个与熔融聚合源（１０）连通的聚合物通道（１９），用于引导熔融聚合物到由头装置（１８）限定的至少一个膜生成表面（２０、２８）上，和还限定至少一个与气体源（１６）连通的气体通道（２２２、２２、３０），用于引导加压气体（２２０）对着膜形式的熔融聚合物（２１０）以便生成纤维材料（２１２）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的相互参照这个申请要求对2005年6月20日提交的美国临时申请60/692,116号享有优先权，将该临时申请的整个内容插入这里作为参考。
本专利技术整体涉及生产纤维材料，和特别是涉及适合用于熔纺设备如通用的熔纺设备的可拆卸联装的模具头装置，其中模具头装置是可拆卸地可定位在挤压机体下面以便提供通过聚合物膜的原纤化实现纤维材料成形的一种设备。
技术介绍
先有技术中已知各种连续和间断的纺丝技术，和通常称为熔纺技术。熔纺技术包括熔喷或纺粘两种方法。纺粘方法包括供给熔融的聚合物，然后将它在压力下挤出通过称为喷丝头或模具的在一块板中的许多小孔。通过许多方法中的任一种将得到的连续的单纤维骤冷和拉伸，如缝口拉伸系统、再割机的枪、或导丝辊。在运动的有小孔的表面上，如金属丝网传送带，将连续的单纤维收集为松散的纤维网。为了生成多层织物在生产线中使用多于一个的喷丝头时，在先前生成的纤维网的最上面收集接着生成的纤维网。熔喷方法与用于生成无纺织物层的纺粘方法的措施相关，其中熔融的聚合物在压力下被挤出通过喷丝头或模具中的小孔。当它们从模具中出来时用高速气流冲击该单纤维并使其变细断裂。这个步骤的能量是这样，使生成纤维的直径大大变细和断裂从而产生长度不确定的微纤维。这与保持该纤维连续性的纺粘方法不同。纺粘设备制造公司，如Reifenhuser、Ason Neumag、Nordson、和Accurate Products已经建造了许多熔喷和/或纺粘制造型号，它们提供各种各样所需的特性、如增加聚合物的处理量、更好地管理过程空气的流量或聚合物的分布，和改善纤维偏差的控制、等等。美国专-->利号4,708,619；4,813,864；4,820,142；4,838,774；5,087,186；6,427,745；和6,565,344，将它们全部插入这里作为参考，公开处理加工纺粘或熔喷材料的制造设备的各个例子。除了市场上销售的各种已知的设备型号之外，还知道熔纺制造设备资产是相当大的规模，需要很大的空间，并可能是相当大的投资。当评估需要附加的制造生产能力、更新资产、或新的创新技术时这些因素都可能成为障碍。但是，仍然需要有一种设备，例如头装置，适合用于通用的熔纺制造设备，以便更新技术或对其他的标准制造生产线引入一种完全新的技术。
技术实现思路
本专利技术整体涉及一种设备和适合与该设备一起使用生产纤维材料的模具头装置。该设备包括适合通用熔纺设备的可拆卸联装的模具头装置。该模具头装置是可拆卸地定位在挤压机体下面以便通过聚合物膜的原纤化实现纤维材料的成形。该头装置包括与熔融聚合物源连通的至少一个聚合物通道以便引导熔融的聚合物到由所述头装置限定的至少一个膜生成表面上，和还限定与气体源连通的至少一个气体通道用于引导加压气体对着膜形式的熔融聚合物实现纤维材料的生成。在本专利技术的各种实施例中膜生成表面可以是环形的或者另一种是非环形的。在一个实施例中，可以建造本专利技术的模具头装置去配合由供应商，如Reifenhauser、Ason-Nuemag、Lurgi Zimmer、AccurateProducts、Nordson、和Impianti提供的标准熔纺制造设备。标准的熔纺设备包括一个聚合物挤压机体，通过它引导熔融的聚合物并把它传送到在挤压机体下部的细长的聚合物腔，还包括至少一个气体总管，和通常是一对所述的气体总管，定位在挤压机体附近或在所述挤压机体相对的两侧，用于一般沿着聚合物腔的长度通常在挤压机体的下面供给加压的气体。按照本专利技术的一个实施例，将可拆卸联装的模具头装置定位在挤压机体下面用于通过聚合物膜的原纤维化实现纤维材料的生成，其中头装置包括与限定在标准熔纺制造设备内的聚合物腔或者与独立的聚合物源连通的至少一个聚合物通道。引导聚合物从聚合物腔通过至-->少一个聚合物通道和来到限定在头装置内的至少一个膜生成表面上。头装置还包括与该熔纺设备的气体总管连通的至少一个气体通道，用于引导加压气体从气体总管到对着膜形式的熔融聚合物实现纤维材料的生成。在一个实施例中，由头装置限定的膜生成表面是环形的，其中由头装置限定的至少一个气体通道引导从气体总管来的加压气体到环形膜生成表面的中心对着熔融的聚合物。优选地，在头装置内限定许多环形膜生成表面，和许多气体通道用于引导加压气体对着膜形式的熔融聚合物，从每个膜生成表面实现生成原纤化的纤维材料。还描述了在另一个实施例中的头装置，包括限定许多膜生成表面的下模元件，定位在下模元件附近的中模元件，和定位在中模元件之上并和它邻近的上模元件。此外，头装置包括许多定位在中间和下部元件之间的喷嘴插入件，它们整体装配在底模元件内与膜生成表面各自可操作地相连。在其他实施例中，由头装置限定的膜生成表面是线性的，其中模具头装置限定至少一个，最好是一对线性膜生成表面，互相以会聚的关系布置，和与聚合物腔成平行的关系。还有，模具头装置限定与聚合物腔平行伸展的细长的气体通道用于引导加压气体对着从一对线性膜生成表面引导来的膜形式的熔融聚合物。一旦膜和气体路径交叉人们相信就产生膜的原纤化，当膜从膜生成表面下降时可能开始产生和当膜沉降到气体中时可能继续产生这种原纤化。在还有一个实施例中，模具头装置可以限定一对以会聚关系布置的气体通道，每个引导加压气体对着一对平行的膜生成表面中的一个。在本专利技术的实施例中，由模具头装置限定的膜生成表面可以与将加压气体供给到模具头装置的膜生成区域的气体通道的壁构成一个角度，该角度不必受到限制，和可以从近似为0变化到近似180度，即膜生成表面和气体通道壁可以互相成锐角、直角、钝角伸展。在本专利技术附加的实施例中还提供在用于生成纤维材料产品的设备中使用模具头装置的各种方法。从下面详细的描述、附图和附录的权利要求书中，本专利技术的其他特性和优点将变得更加清楚。-->附图说明图1是本专利技术设备的图示实施例的剖面图，包括限定的膜生成表面是环形表面的模具头装置；图2是图1的设备的模具头装置部件的放大图；图3是图2的模具头装置的图，它示意地表示通过部件的聚合物流动路线(虚线)和气体流动路线(实线)；图4是本专利技术设备的图示另一个实施例的剖面图，其中由模具头装置限定的膜生成表面是线性表面并称为双缝模具；图5是图4的模具头装置的放大图；图6是本专利技术设备的图示又一个实施例的剖面图，其中由模具头装置限定的膜生成表面也是线性表面并称为单缝模具；图7是图6设备的膜生成区域的分离放大图；图8是图6模具头装置的剖面放大图；图9是本专利技术模具头装置的图示另一个实施例的剖面图；图10、11和12是图2的模具头装置沿它的A-A、B-B、和C-C线取的表示在各个平面上的图示实施例的平面图；图13是本专利技术图1中的喷嘴插入件的图示实施例；图14是图13的喷嘴插入件中圆圈内突出部的分离放大图；图15是当图14的喷嘴插入件插入到图1设备的下部模元件中装设的相应腔中时的放大分离图；在各图中说明的各部件不必是按比例画的。除非另外说明，在不同的图中相同数字的元件代表相同的部件。具体实施方式尽管本专利技术可以有各种形式的实施例，但是在附图中表示的和下面将要描述的是本专利技术现有的优选实施例，应理解将本公开内容看做是本专利技术的示范，而不是打算将本专利技术限制在特定的图解说明的实施例。在附图的各实施例中说明按照本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产纤维材料的设备，包括：　　　　聚合物挤压机体，通过它引导熔融聚合物传送到在所述挤压机体下部的细长的聚合物腔，　　　　至少一个整体在所述挤压机体下面用于供给加压气体的气体源；和　　　　可拆卸地定位在所述挤压机体下面的可拆卸的模具头装置，用于通过聚合物膜的原纤化实现所述纤维材料的生成，和其中所述模具头装置限定：　　　　至少一个与所述聚合物腔连通的聚合物通道，用于引导所述聚合物到由所述头装置限定的至少一个膜生成表面上，和　　　　至少一个与所述气体源连通的气体通道，用于引导从所述气体源来的加压气体对着膜形式的熔融聚合物以便生成所述的纤维材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-6-20 60/692,1161.一种生产纤维材料的设备，包括：聚合物挤压机体，通过它引导熔融聚合物传送到在所述挤压机体下部的细长的聚合物腔，至少一个整体在所述挤压机体下面用于供给加压气体的气体源；和可拆卸地定位在所述挤压机体下面的可拆卸的模具头装置，用于通过聚合物膜的原纤化实现所述纤维材料的生成，和其中所述模具头装置限定：至少一个与所述聚合物腔连通的聚合物通道，用于引导所述聚合物到由所述头装置限定的至少一个膜生成表面上，和至少一个与所述气体源连通的气体通道，用于引导从所述气体源来的加压气体对着膜形式的熔融聚合物以便生成所述的纤维材料。2.按照权利要求1所述的生产纤维材料的设备，其特征在于：所述气体源包括一对定位在所述挤压机体相反两侧的所述气体总管，用于大体沿着所述聚合物腔的长度供给加压气体，所述头装置限定许多与所述一对气体总管连通的气体通道。3.按照权利要求1所述的生产纤维材料的设备，其特征在于：引导所述加压气体从所述气体源到对着在所述膜生成表面上的所述膜。4.按照权利要求3所述的生产纤维材料的设备，其特征在于：由所述头装置限定的所述膜生成表面是环形的。5.按照权利要求4所述的生产纤维材料的设备，其特征在于：由所述头装置限定的所述至少一个气体通道引导加压气体从所述气体源到所述环形膜生成表面的中心对着所述熔融的聚合物。6.按照权利要求5所述的生产纤维材料的设备，其特征在于：所述环形膜生成表面是圆形的，和所述至少一个气体通道引导加压气体同心地对着所述熔融聚合物的所述膜原纤化表面。7.按照权利要求4所述的生产纤维材料的设备，其特征在于：所述头装置限定许多所述环形的膜生成表面，和许多所述气体通道，该通道引导加压气体到对着所述许多环形膜生成表面上的熔融聚合物以便从每个所述膜生成表面生成纤维材料。8.按照权利要求7所述的生产纤维材料的设备，其特征在于：所述头装置包括下模元件，它限定所述许多膜生成表面，和相应的许多喷嘴插入件，插入件与所述膜生成表面各自操作相联地整体装配在下模元件内，每个所述喷嘴插入件与所述下模元件限定一个环形的聚合物通道，引导聚合物通过它到各自的膜生成表面，每个所述喷嘴插入件限定一个内气体通道用于引导加压气体通过和对着膜形式的熔融聚合物。9.按照权利要求8所述的生产纤维材料的设备，其特征在于：每个所述的喷嘴插入件包括至少一个有托脚的突出用于与所述下模元件啮合以便提高从各个环形通道引导到相应膜生成表面的聚合物膜的均匀度。10.按照权利要求8所述的生产纤维材料的设备，其特征在于：所述头装置还包括定位在所述下模元件附近的中模元件，所述许多喷嘴插入件被定位在所述中模元件和所述下模元件之间。11.按照权利要求10所述的生产纤维材料的设备，包括：可操作地定位在每个所述喷嘴插入件和所述中模元件之间的可变形的密封元件，以便保持在喷嘴插入件和下模元件之间预定的间隙。12.按照权利要求10所述的生产纤维材料的设备，其特征在于：所述头装置还包括定位在所述中模元件的上面和邻近它的上模元件，所述上模元件和中模元件一起限定至少一个与所述至少一个气体源连通的进气室，它还与由每个所述喷嘴插入件限定的每个所述内气体通道连通。13.按照权利要求12所述的生产纤维材料的设备，其特征在于：所述设备包括一对定位在所述聚合物挤压机体相反两侧的所述气体总管，所述上模元件和所述中模元件限定一对所述进气室，它们各自与所述对气体总管连通，所述进气室还与由每个所述喷嘴插入件限定的每个所述内气体通道连通。14.按照权利要求13所述的生产纤维材料的设备，其特征在于：将所述喷嘴插入件在所述模具头装置中布置成许多线性行，每个所述喷嘴插入件的线性行沿着与所述聚合物腔成锐角的线定位，所述上模元件和所述中模元件限定许多气体分配通道每个与所述至少一个进气室连通，每个所述气体分配通道布置在所述聚合物腔附近，并与所述插入喷嘴行的各行插入喷嘴的内气体通道连通。15.按照权利要求1所述的生产纤维材料的设备，其特征在于所述至少一个膜生成表面是非环形的。16.按照权利要求3所述的生产纤维材料的设备，其特征在于：由所述头装置限定的所述膜生成表面是非环形的。17.按照权利要求16所述的生产纤维材料的设备，其特征在于：由所述头装置限定的所述膜生成表面是线性的。18.按照权利要求17所述的生产纤维材料的设备，其特征在于：所述模具头装置限定一对线性的膜生成表面，它们互相以会聚的关系布置，与所述聚合物腔成平行关系。19.按照权利要求18所述的生产纤维材料的设备，其特征在于：所述模具头装置限定一个与所述聚合物腔平行伸展的细长的气体通道，用于引导加压气体对着所述对两个线性膜生成表面上的熔融聚合物。20.按照权利要求17所述的生产纤维材料的设备，其特征在于：所述模具头装置限定一对互相以平行关系布置线性的膜生成表面，和一对以会聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：T克劳斯，MH约翰逊，R费伦茨，
申请(专利权)人：聚合物集团公司，
类型：发明
国别省市：US[]