CN100429336C - 形成均匀材料的旋转法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种从以给定转速旋转的转子中的喷嘴流出材料的方法，其中该材料经由流体射流方式流出。材料可在与转子同心的集料器上收集。集料器可以是沿转子轴向移动的柔性带。收集的材料可采用离散颗粒、纤维、丛丝网幅、离散原纤维或膜的形式。

Description

形成均匀材料的旋转法
技术领域
本发明涉及从旋转转子流出材料以及以纤维非织造片、离散原纤维、离散颗粒或聚合物珠粒形式收集部分材料的领域.
背景技术
通过从喷嘴以流体射流的方式推进流化混合物使材料固化成所需形式而形成材料的制造工艺在本领域是公知的.例如，喷头用于喷雾可含颜料、粘合剂、油漆添加剂和溶剂的液体油漆，其溶剂在油漆涂布至表面后闪蒸或蒸发留下干漆.用于制备精细颗粒的方法是已知的，其中溶液雾从雾化喷嘴喷出，从而使溶剂闪蒸或蒸发留下干燥颗粒.虽然这些方法能够形成精细、均匀颗粒，但是没有以保存新近流出颗粒的均匀性的方式收集颗粒的现存方法，因为颗粒喷出的速度极高.
闪蒸纺丝是具有很高流出速度的喷雾工艺的例子.闪蒸纺丝方法包括使溶液中的成纤维物质与挥发性流体(本文称为“纺丝剂”)从高温高压环境进入较低温度较低压力环境，引起纺丝剂闪蒸或蒸发，从而制备材料如纤维、原纤维、泡沫或丛丝薄膜原纤维丝束或网幅.材料纺丝的温度高于纺丝剂的常压沸点，这样纺丝剂从喷嘴流出时蒸发，使聚合物固化为纤维、泡沫或膜-原纤维丝束.形成丛丝薄膜原纤维丝束材料网幅层的常规闪蒸纺丝方法公开于US 3,081,519(Blades等人)、3,169,899(Steuber)与3,227,784(Blades等人)、3,851,023(Brethauer等人)中.但是，这些常规闪蒸纺丝方法形成的网幅层并非完全均匀.
发明概述
本发明涉及一种方法，包括在高于大气压的压力下供给具有至少两种组分的流化混合物至绕轴以一定转速旋转的转子的步骤，该转子具有至少一个包含沿转子圆周的开口的材料流出喷嘴；在比供给步骤低的压力下从喷嘴开口流出流化混合物，以材料流出速度形成流出材料；蒸发或膨胀流出材料的至少一种组分以形成流体射流；并且通过流体射流将流出材料的其余组分运离转子：以及任选地在与转子轴同心的集料带的集料表面收集流出材料的其余组分，以形成收集的材料，集料带向与转子轴平行的方向以集料带速度移动.
在另一实施方案中，本发明涉及一种用于循环纺纱的装置，包括转子体；转子体内的至少一个喷嘴具有在环境温度和压力以上用于接收流化混合物的入口，以及与该入口流体连通的出口，出口开口于转子外周边，其中喷嘴进一步包含排出腔，用于在低于流化混合物浊点的压力下容纳流化混合物：一个介于入口与排出腔之间的排出孔；以及一个介于排出腔与出口之间的纺丝孔.
在另一实施方案中，本发明涉及一种纤维非织造片，具有纵向整齐度指数低于约82(g/m2)1/2，断裂伸长率高于约15％，以及拉伸强度对基重比高于约0.78N/cm/g/m2.
定义
此处所用术语“射流”与“流体射流”可相互替换，指以空气动力学方式移动的包括气体，空气或蒸汽在内的流体流.
此处所用术语“载体射流”与“材料载体射流”可相互替换，指在其流动过程中输送材料的流体射流.
此处所用术语“非织造织物”、“非织造片”、“非织造层”或“网幅”可相互替换，指一种单独纤维或长丝结构，这种结构以针织或织造的方式编排成一种平面材料.
此处所用术语“纵向”(MD)是指一种移动的集料表面的运动方向.术语“横向”(CD)是指垂直于纵向的方向.
此处所用术语“聚合物”一般包括，但不限于，均聚物，共聚物(例如嵌段，接枝，无规以及交替共聚物)，三元共聚物等，以及它们的混合物和改性物.此外，除非另外特别限定，术语“聚合物”应该包括分子所有可能的几何构型，包括但不限于全同立构，间同立构以及无规立构.
此处所用术语“聚烯烃”用来指只由碳和氢组成的任何基本上饱和的聚合烃系.典型的聚烯烃包括，但不限于，聚乙烯，聚丙烯，聚甲基戊烯以及单体乙烯，丙烯和甲基戊烯的不同组合.
此处所用术语“聚乙烯”不仅包括乙烯均聚物，而且包括至少85％的重复单元是乙烯单元的共聚物，诸如乙烯和α-烯烃的共聚物.优选的聚乙烯包括低密度聚乙烯，线性低密度聚乙烯和线性高密度聚乙烯.优选的线性高密度聚乙烯的上限熔化范围为约130℃至140℃，密度为约0.941至0.980克每立方厘米，熔体指数(由ASTMD-1238-57T条件E定义)为0.1至100，优选小于4.
此处所用术语“聚丙烯”不仅用来包含均聚物，而且包含至少85％的重复单元是丙烯单元的共聚物.优选的聚丙烯聚合物包括全同聚丙烯和间规聚丙烯.
此处所用的术语“丛丝”、“丛丝薄膜原纤束材料”、“丛丝网幅”、“闪蒸纺丝网幅”，以及“闪蒸纺丝片”可相互替换，指代一种丛丝薄膜原纤维织物，这种织物具有众多薄的丝状薄膜原纤维元素的三维积分网络或网幅，该薄膜原纤维元素具有不定的长度，低于约4微米的平均膜厚度以及低于约25微米的中值原纤维宽度.丛丝结构中，在整个结构的长度，宽度和厚度范围内，薄膜原纤维元素不定间隔地在各种位置上断续联结和分离以形成连续的三维网络.
此处所用的术语“纺丝剂”指代一种呈聚合物溶液的能够闪蒸纺丝的挥发性流体，根据美国专利3,081,519(Blades等人)，3,169,899(Steuber)，以及3,227,784(Blades等人)，3,851,023(Brethauer等人)公开的纺丝方法制备.
附图说明
该附图被引入到本说明书中并构成其一部分，其说明了本发明的优选实施方案，并与说明书一起，用于解释本发明原理.
图1是本发明方法中所用转子的横截面.
图2是本发明方法中所用装置的横截面，包括转子与集料表面.
图3是说明适用于本发明中的现有技术集料带的透视图.
发明详述
现在详细地参考本发明的优选实施方案，其实施例在附图中进行说明.所有附图中，同样的附图标记表示同样的元素.
常规闪蒸纺丝方法的困难在于试图在完全铺展的状态下以网幅层移动的速度收集网幅层，这可能得到厚度与基重非常均匀的产品.常规方法中，溶液从喷嘴喷出的速度，也就是形成网幅层的速度，是300千米/小时左右，取决于纺丝剂的分子量，而网幅层一般是在以8-22千米/小时的速度移动的带上收集的.方法中一些由成网速度与网幅卷取速度不同引起的松眼(slack)通过在横向方向上振荡来补偿；但是这并未得到均匀铺展网幅层.
需要提供一种能够得到喷雾颗粒的更均匀沉积物，特别是网幅分布和基重的均匀性得以改善的丛丝薄膜原纤片的方法.
本发明人开发了一种使经流体射流从喷嘴流出或“纺丝”的离散颗粒的收集速度与颗粒流出的速度更匹配的方法，以及一种经由流体射流使流化混合物从旋转着的喷嘴流出并以与它流出速度相近的速度进行收集，从而以网幅，纤维片材，薄膜或离散原纤维形式形成材料的方法.
本发明的方法中，包括至少两种组分的流化混合物被提供至位于绕轴旋转的转子上的喷嘴.在高于大气压的压力下向喷嘴供给流化混合物.从喷嘴上的开口高速流出或“纺丝”流化混合物以形成流出材料.喷嘴的准确形状取决于待流出材料的类型以及所需产品.喷嘴具有一个接收流化混合物的入口端与一个开口于转子外周边以流出作为流出材料的混合物的输出端.从喷嘴输出端流出进入转子周围较低压力的环境时，流出材料的一种组分立即变为蒸气相，或者如果已经是蒸气相则迅速膨胀，而流出材料的剩余组分固化并且从喷嘴喷出.优选从喷嘴流出时，至少一半质量的流化混合物蒸发，或者作为蒸气发生膨胀.
流出材料的剩余组分，即流出时没有立即蒸发的固化材料，此处也称作“固化材料”，可以是网幅，离散颗粒，由中空离散颗粒组成的泡沫塑料，离散原纤维，聚合物珠粒或丛丝薄膜原纤纱的形式.可以在集料表面上收集时或在后续加工期间使离散颗粒凝聚以形成多孔或无孔薄膜.固化材料通过高速流体射流运离转子，这种流体射流源于转子，由流化混合物的蒸发组分的快速闪蒸或膨胀形成.流体射流可以包括蒸汽，空气或包括闪蒸纺丝剂在内的其它气体.运载固化材料的流体射流在从转子流出时的速度至少是约100英尺/秒(30m/s)，优选大于约200英尺/秒(61m/s).通过适于形成材料与所需产品的装置收集固化材料.需要片材时，使用一种集料器，其是与转子有一定距离的同心集料表面.有利地是，集料表面离开喷嘴的距离可以是在集料表面收集的材料厚度的两倍至约15cm.有利地是，集料表面离开喷嘴的距离是约0.5cm至约8cm.集料表面可以是运送带，或由运送带输送的集料表面.集料器可以是移动的集料带，静止柱状构造，由运送带输送的收集基片或集料容器，视情况而定适应于收集的特定材料.在集料带上收集流出材料时，流出材料的固化组分与流体射流或流出材料的蒸发组分分离，从而残留在集料带的集料表面上.
在本发明的一个实施方案中，材料通过喷嘴闪蒸纺丝以形成丛丝薄膜原纤维网幅，离散原纤维或离散颗粒.从美国专利3,081,519(Blades等人)，3,169,899(Steuber)，3,227,784(Blades等人)，3,851,023(Brethauer等人)获知闪蒸纺丝所需条件，其内容在此引入作为参考.
在高于纺丝剂沸点的温度以及足以使混合物保持液态的压力下，一种包括聚合物与纺丝剂的聚合物溶液的流化混合物被供给至喷嘴入口.图1是用于本发明方法的一种包括喷嘴20的转子10的剖视图.喷嘴包括管路22，通过该管路聚合物溶液被供给至排出孔24.排出孔24通向排出腔26，排出腔用于在低于其浊点的排出压力下容纳聚合物溶液，以进入聚合物与纺丝剂两相分离的区域.排出腔通向纺丝孔28，纺丝孔28通向喷嘴出口或开口.聚合物-纺丝剂混合物从喷嘴流出，优选在高于纺丝剂沸点的温度下流出.混合物流入的环境有利地是在纺丝剂沸点左右40℃的范围内，或甚至是在纺丝剂沸点左右10℃的范围内，以及此喷嘴进口供给压力低的压力下.
材料在流体射流(本文也称为“载体射流”)的帮助下从喷嘴20流出，流体射流在喷嘴中开始膨胀，从喷嘴流出时继续膨胀，并且以高速将流出材料带离并推出喷嘴出口.射流开始是层流，在距离喷嘴出口一定距离的位置衰减为紊流.当纤维质网幅从喷嘴处闪蒸纺丝并由载体射流输送离开时，网幅自身的形成取决于射流流体流的类型.如果射流是层流，网幅将比射流是紊流时更加均匀地铺展与分布，因此需要在紊流开始前收集闪蒸纺丝网幅.
可以通过改变射流使材料流出的压力和温度，以及材料流出的开口的设计来控制材料流出速度.
在闪蒸纺丝中，材料被射流推进的流出速度根据聚合物溶液中使用的纺丝剂不同而改变.已经注意到纺丝剂分子量越高，射流流出速度越慢.例如，发现在聚合物溶液中使用三氯氟甲烷作为纺丝剂得到约150m/s的射流流出速度，而使用具有较低分子量的戊烷作为纺丝剂却得到约200m/s的射流流出速度.流出材料在径向上离开转子的速度主要取决于射流流出速度，而非转子旋转所引起的离心力.
参照图1，喷嘴20的输出端可以任选地包括一个狭槽式出口，此处也称为“鼓风式喷射器”，如美国专利5,788,993(Bryner等人)所描述，其内容在此引入作为参考.鼓风式喷射器由紧邻纺丝孔28下游的两个相对面定义.利用这样一个鼓风式喷射器使材料载体射流通过纺丝孔流出并跨越整个槽缝宽度铺展.流体射流在由槽缝取向决定的不同方向上铺展材料.根据本发明的一个实施方案，槽缝主要沿轴向取向，使材料沿轴向铺展.这样当材料流出时呈均匀分布.“主要沿轴向”的意思是槽缝长轴在转子轴左右约45度范围内.如果需要，喷嘴20的狭槽式出口另外也可以沿基本非轴向的方向取向.“非轴向”的意思是槽缝长轴与转子轴的角度大于约45度的范围内.
喷嘴出口可以指向基本径向或非径向的方向.当喷嘴出口指向径向时，载体射流能够输送流出材料离开转子的距离要大于喷嘴指向非径向时.当集料器与转子同心、离开转子一定距离或间距，并且材料必须越过这段间距以便进行收集时，这就变得重要了.喷嘴出口也可以沿非径向，远离旋转方向的方向取向.在这种情况下，当用同心集料器收集流出材料时，转子与集料器间的间距应最小化以免材料被包裹在转子上.在这种情况下，射流流出速度应该接近转子圆周的切线速度，并且间距应该尽可能的最小化.本发明的这个实施方案的优点在于材料几乎以其流出速度收集，并且在流体射流出现紊流前.这样得到分布非常均匀的产品.
在本发明的一个实施方案中，喷嘴出口可以沿集料带运动的方向取向.
在本发明的一个实施方案中，其中转子具有多个喷嘴，喷嘴可以在轴向上间隔开.喷嘴可以彼此间隔开，这样从喷嘴流出的材料或者与从相邻喷嘴流出的材料重叠，或者不重叠，取决于所需产品.在本发明的一个实施方案中，发现当鼓风式喷射器的宽度保持不变，开口间距近似于在集料表面收集的材料处的单一载料流体射流的宽度(也就是收集材料时的材料宽度)乘以某个整数时，就得到非常均匀的产品分布.
另外，喷嘴可以沿转子圆周位置间隔开.这样，可以不增加转子高度而形成更多层.
当纤维材料从鼓风式喷射器流出时，射流取向可以赋予普通纤维对准，这影响着在纵向与横向上性能平衡.在本发明的一个实施方案中使用了多个喷嘴，一部分射流相对于轴向或转子轴呈20至40度的角度，一部分射流相对于轴向呈同样大小但不同方向的角度.一部分射流相对于转子轴彼此呈相反的角度取向提供了取向特性较差而性能更为平衡的产品.
图2示出了用于实施本发明方法的装置40的一个可能构造，其包括安装在由刚性架13支撑的旋转轴14上的转子体10.旋转轴14呈中空形式以便流化混合物可以供给至转子.沿着转子圆周是开口12，材料通过这些开口流出.从喷嘴流出时没有蒸发的流出材料组分收集在通过多孔集料器17的运送带(未示出)上.集料器环绕着真空盒18，用于将真空拉过多孔集料器17，从而将流出材料销至运送带的集料表面.沿轴14装有包括静止部分15a和旋转部分15b的转动密封，以及轴承16.
喷嘴的设计可以影响从喷嘴流出物质的分布，从而有助于铺列材料的均匀性.流体射流的铺展使流出并固化的网幅铺展至网幅横向纤维允许的程度.通常，流出网幅宽度越大，收集时产品就越均匀.但是也存在限制了所需宽度的实际情况，诸如空间限制，这对熟练技术人员是显而易见的.
当流出材料包括聚合物时，喷嘴的温度优选至少维持在聚合物的熔融温度或软化点的水平上.喷嘴可以通过任何已知方法加热，包括电阻，加热的流体，蒸汽或感应加热.
从喷嘴流出的载体射流从喷嘴流出后一段距离内在一侧可以是自由的或不受限的，在两侧是自由的，或在两侧是受限的.可以通过安装平行于喷嘴出口槽缝的平板在一侧或两侧对射流进行限制，优选在槽缝“上游”或槽缝前端，转子外面相对于转子旋转的静止有利(vantage)位置处.这些起到科安达箔的作用，以便载体射流借引导射流的箔附近形成的低压区的作用使自己附着至箔上.这样，在受箔限制的一侧阻止了载体射流与空气混合，这种情况在射流是自由的时会出现.因此使用箔得到了较高速度射流.当减小喷嘴出口与集料器间距离时也具有同样的效果，因为材料在射流中紊流开始前就被推进至集料器.
箔可以是静止的，也可以发生振动.振动箔将改善产品结构，因为它将有助于高速振动铺列的材料.在较低转速时这特别有助于抵消流出材料的过量进料.当网幅离开箔时箔有利地最少与网幅的铺展宽度同宽.
根据本发明的方法可以供给若干类流化混合物.“流化混合物”是指处于液态的组合物或者处于高于自身临界压力的任何流体，该混合物包括至少两种组分.流化混合物可以是均质流体组合物、诸如溶质在溶剂中形成的溶液，异质流体组合物、诸如双流体混合物或一种流体液滴在另一种流体中的分散体、或压缩蒸气相的流体混合物.适于在本发明方法中使用的流化混合物可以包括如下所述的聚合物在纺丝剂中的溶液.流化混合物可以包括固体颗粒在流体中的分散体或悬浮液，或者固体材料在流体中的混合物.在本发明另一实施方案中，材料是固体-流体流化混合物.本发明的方法可以用来造纸，通过向转子供给纸浆和水的混合物，并且提供足够的压力以便将混合物从喷嘴推进至设置在距离转子一定距离处的集料器中.在本发明另一实施方案中，在流体沸点以上的温度以及足以使流体保持液态的高压下，固体材料如纸浆与流体如水的混合物被供给至转子.通过喷嘴时，流体蒸发了，将固体材料在集料表面方向上推进与铺展.在优选的实施方案中，材料被推进进入的环境和/或集料表面维持在接近流体沸点的温度上，以使流体的凝结最小化.有利地是，环境维持在流体沸点左右40℃，或甚至在流体沸点左右10℃的温度范围内.环境可以维持在高于或低于流体沸点的范围内.
可以在本发明实施方案中使用的聚合物包括聚烯烃类，包括聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、线性高密度聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯以及它们的共聚物.适合用于本发明的其它聚合物包括聚酯类，包括聚(对苯二甲酸乙二醇酯)、聚(对苯二甲酸三亚甲基酯)、聚(对苯二甲酸丁二醇酯)和聚(对苯二甲酸1，4-环己烷二甲醇酯)；部分氟化的聚合物，包括乙烯-四氟乙烯、聚偏二氟乙烯和ECTFE，乙烯和三氟氯乙烯的共聚物；和聚酮类，如E/CO，乙烯和一氧化碳的共聚物，以及E/P/CO，乙烯、聚丙烯和一氧化碳的三元共聚物.聚合物共混物也可用于本发明的非织造片，包括聚乙烯和聚酯的混合物，以及聚乙烯和部分氟化的氟代聚合物的混合物.所有这些聚合物和聚合物共混物可以溶于纺丝剂中形成溶液，然后将此溶液闪蒸纺丝形成丛丝薄膜原纤维的非织造片.合适的纺丝剂包括氯氟烃和烃.可以用于本发明的合适的纺丝剂和聚合物-纺丝剂组合记载在US 5,009,820；5,171,827；5,192,468；5,985,196；6,096,421；6,303,682；6,319,970；6,096,421；5,925,442；6,352,773；5,874,036；6,291,566；6,153,134；6,004,672；5,039,460；5,023,025；5,043,109；5,250,237；6,162,379；6,458,304；和6,218,460中，其内容在此引入作为参考.在本发明的实施方案中，纺丝剂至少占聚合物-纺丝剂混合物重量的约50％，或至少约70％，并且甚至至少约85％.
显然，本领域技术人员应当知道可能需要改变喷嘴20(图1)的设计以适应上述液体混合物的各种实施方案.
还可以向转子供给颗粒和流体的混合物以形成片产品.在一个实施方案中，连续片通过喷雾在表面凝聚的含颗粒液滴而形成，这类似于表面喷漆.在另一实施方案中，喷雾固体颗粒后进行后凝聚.例如，由乳液聚合或溶解，然后使乳胶颗粒沉淀获得的聚合物颗粒悬浮液可以用来形成颗粒片.通过后加工，片可以用类似粉末涂料的方法改造成多孔或无孔片.如先前所述，还可通过相分离原位形成颗粒.
在本发明的一个实施方案中，固化流出材料可在重力作用下下落并在容器中收集.该容器应该允许气体逸散.当所需材料呈离散原纤维、离散颗粒或聚合物珠粒形式时，此实施方案特别合适.
在本发明的备选实施方案中，固化的流出材料在距离转子圆周一定径向距离处同心集料器内表面(本文也称为“集料表面”)上收集.集料器可以是由穿孔金属片或硬质聚合物制造的静止柱状多孔结构.集料器可以涂有减摩擦涂料，如氟聚合物树脂，或者可以使集料器振动以减小收集的材料和集料表面间的摩擦或拖曳.柱状结构优选是多孔的以便可以在收集的材料时对其施加真空，以帮助将材料销至集料器上.在一个实施方案中，柱状结构包括蜂窝材料，其允许通过蜂窝材料将真空拉过至收集的材料，同时提供足够的刚性不致变形.蜂窝可进一步由网眼层覆盖以收集流出材料.
另一选择，集料器可包括在静止柱状多孔结构上移动的柔性集料带.集料带优选是光滑的多孔材料，以便可以通过柱状多孔结构施加真空至收集的材料，而不会在收集的材料中形成孔.带可以是沿轴向(沿转子轴方向)向转子移动的平型运输带，其变形成围绕转子的同心圆柱体，然后在通过转子时恢复成扁平状态，如图3所示.在本发明的该实施方案中，柱状带连续收集从转子流出的固化材料.此类集料带公开于US 3,978,976(Kamp)、3,914,080(Kamp)、3,882,211(Kamp)和3,654,074(Jacquelin)中.
另一选择，集料表面可包括在移动集料带上移动的基片，如织造或非织造织物，以便流出材料在基片而非直接在带上收集.当材料以非常精细颗粒形式收集时，这特别有用.
集料表面也可是所需产品自身的组成部分.例如，预成形片可以是集料表面，低浓度溶液可流至集料表面上以在预成形片表面上形成薄膜.这可用于提高片表面性能，如可印刷性，粘合性，孔隙度等.预成形片可以是非织造或织造织物片，或膜.在该实施方案中，预成形片甚至可以是在本发明方法自身中形成的非织造片，随后由集料带运载，作为集料表面第二次通过本发明的方法.在本发明另一实施方案中，预成形片甚至可在本发明方法中用作集料带自身.
当流出材料包括聚合物材料时，在本发明方法中拉过集料表面的气体可以加热以便部分聚合物材料软化并且在某些部位自身相粘合.可从转子端部和/或通过转子自身拉过气体.辅助气体可以供给至转子与集料表面之间的空腔.当转子圆周的切线速度大于流出速度约25％时，辅助气体有利地由转子自身供给.气体或者经由鼓风机和风道推动气体通过转子，或者在转子中引入轮叶，或者两者相粘合的方法由转子供给.轮叶具有一定大小、角度和形状以引发气流.优选轮叶设计成使转子产生的气体量近似等于由真空拉过集料表面的气体量，这可或多或少地依赖于工艺条件.进入转子的气体量可以通过将转子周围的空间和集料器封闭起来(也称为“纺丝仓”)，并在可变化大小的封闭上提供通往转子的开口来控制.
由真空拉过集料表面的气体可以通过热交换器加热然后返旋转子.
在本发明的一个实施方案中，流出材料含有聚合物纤维材料，加热集料表面收集的材料至足以粘合这种材料.这可通过维持收集的材料周围的大气温度在足以粘合收集的材料的温度而实现.材料温度可以足以引起部分聚合物纤维材料软化或变为粘性，以便在收集时它粘合至自身和周围材料.可以通过在收集前加热流出材料至足以熔融部分流出材料，或者通过收集的材料并立即由通过的热气熔融部分收集的材料，使少部分聚合物软化或变为粘性.这样，本发明方法可用于制造自粘合非织造产品，其中通过收集的材料的气体温度足以熔融或软化少部分网幅，但并非高达足以熔融大部分网幅.
有利地，封闭转子和集料器周围的空间，或纺丝仓，以便可以控制温度和压力.可以根据任何公知方法加热纺丝仓.例如，可以通过包括鼓吹热气进入纺丝仓、在纺丝仓壁内安装蒸汽管、电阻加热等的单一方法或方法组合加热纺丝仓.加热纺丝仓是确保聚合物纤维材料较好销至集料表面的方法，因为聚合物纤维在一定温度以上变为粘性.
加热纺丝仓还可生产不同粘结厚度的非织造产品.这可通过由相互之间具有不同热敏感度的聚合物层形成产品实现.例如，至少两种具有不同熔融或软化温度的聚合物可从独立的喷嘴流出.控制方法的温度在高于使较低熔融温度聚合物材料变为粘性的温度、但低于使较高熔融温度聚合物变为粘性的温度下，这样较低熔融聚合物材料被粘合，而较高熔融聚合物材料未被粘合.这样，在其形成时较高熔融温度聚合物纤维与较低熔融温度聚合物纤维粘合在一起.非织造在全部厚度中在均匀位置上粘合.所得非织造具有高抗脱层性能.
自粘合聚合物非织造产品还可通过流出含有至少两种具有不同熔融或软化温度的聚合物的混合物形成.在一个实施方案中，一种聚合物优选占混合物中聚合物的约5％至约10重量％，其具有比其余聚合物更低的熔融或软化温度，并且流出材料的温度在紧邻在集料表面上收集的材料之前或者紧邻收集的材料之后高于较低的熔融或软化温度，以致较低熔融聚合物软化或变得足够粘性，使收集的材料粘合在一起.
在本发明的一个实施方案中，供给至喷嘴的材料是含有至少两种具有不同软化温度的聚合物的混合物，收集在集料表面的材料周围的大气温度维持在介于两种聚合物软化温度之间的水平上，以便较低软化温度聚合物软化并且或者变为粘性，而流出的材料粘合成内聚片.
可以使用多种方法将材料固定或销至集料器.根据一种方法，从集料表面的相反侧以足以将材料销至集料表面的水平施加真空至集料器.在闪蒸纺丝丛丝网幅的实施方案中，发现优选施加约3至约20英寸水柱(约0.008至约0.05kg/cm2)的真空.
作为通过真空销住材料的备选方案，还可通过材料与集料器间，即材料与集料表面、集料柱状结构或集料带间的静电吸引力将材料销至集料表面，这种情况是本发明的一个具体实施方案.这可通过将集料器接地时在转子与集料器的间隙中产生正或负离子而实现，以便新流出的材料吸收带电荷离子并因此被吸引至集料器.在转子与集料器间隙中产生正或负离子取决于更有效销住流出材料的方法.
为在转子与集料表面间隙中产生正或负离子，并且因此使通过间隙的固化的流出材料带正或负电荷，本发明方法的一个实施方案使用安装在转子上的电荷感应零件.电荷感应零件可以含有销、刷、线缆或其它零件，其中零件由导电材料如金属或含碳合成聚合物制成.施加电压至电荷感应零件以在电荷感应零件中生成电流，在电荷感应零件附近产生强电场，其使零件附近气体离子化从而产生电晕.电荷感应零件中所需生成的电流量将根据所加工的具体材料改变，但最小值是足以销住材料所需的水平，最大值是仅仅低于在电荷感应零件与接地集料带间现察到电弧的水平.在闪蒸纺丝聚乙烯丛丝网幅情况中，通用标准是当充电至约8μ库仑每克织物时材料能较好销住.将电荷感应零件连接至电源以施加电压至电荷感应零件.材料离集料器越远地流出，得到相等静电销力所需电压越高.为施加固定电源所生成电压至安装在纺丝转子上的电荷感应零件，转子中可包括集电环.
在一个优选的实施方案中，所用电荷感应零件是导电销或刷，其指向集料器并可置于转子圆周的凹进处以防止它们伸入转子与集料表面的间隙.电荷感应零件位于喷嘴“下游”或喷嘴后相对于转子旋转的转子外固定有利位置，以便材料从喷嘴流出并随后被电荷感应零件充电.
在备选实施方案中，电荷感应零件是安装在转子中与转子表面相切，并且指向从喷嘴流出的材料的销或刷.
当电荷感应零件是销时，它们优选含有导电金属.可使用一个或多个销.当电荷感应零件是刷时，它们可以含有任何导电材料.另外，线如钢琴丝可用作电荷感应零件.
在本发明的备选实施方案中静电力也用来销住材料，安装在转子上的导电零件如销、刷或线缆通过集电环连接接地，并且集料带与电源连接.集料带含有任何不产生逆电晕的导电材料，逆电晕中气体粒子充有错误极性，因而妨碍销连接.
在本发明另一备选实施方案中，集料带无导电性，由含导电材料的支撑结构支持.该实施方案中，支撑结构与电源连接，转子接地.
如果需要正离子以使材料带正电荷，则施加负电压至集料器.如果需要负离子，则施加正电压至集料器.
在本发明的一个实施方案中，使用真空销与静电销的组合以确保材料有效地销至集料表面.
如果材料是聚合物并且加热至足以自粘合，如本文已描述的那样，则可以不施加真空或静电力而使材料在集料表面形成粘合片或膜.
另一确保材料销至集料表面的方法是向转子与集料表面的间隙中引入雾化流体.该实施方案中，含液体的雾化流体从可与材料流出喷嘴同样类型的喷嘴流出.此类喷嘴此处称为“雾化喷射器”.雾化喷射器流出帮助纤维在集料表面铺列的液滴雾.有利的是，每个材料流出喷嘴有一个雾化喷射器.雾化喷射器与喷嘴毗连，以便从其流出的雾被直接引入从喷嘴流出的载体射流，一些液滴夹带在载体射流中并接触网幅.从雾化喷射器流出的液体雾还可用来提供附加动量至流出材料，并降低流出材料铺列在集料表面前所遇拖曳程度.
转子圆周切线速度相对射流从喷嘴流出速度的比率，此处也称为“铺列/流出比”可以是小于1的任何值，有利的是0.01至1，并且甚至是0.5至1.这两个速度彼此越接近，即铺列/流出比越接近1，收集的材料层分布越均匀和均一.发现收集的材料的均匀性可以通过减少每个喷嘴的物质通量改善.
可以选择集料带速度与转子通量以实现所需产品基重.选择转子喷嘴数与转子转速以实现在收集的材料中所需的网幅层数以及每一网幅层的厚度.因此对于给定所需基重，有两种增加网幅层数的方法：可以增加转子喷嘴数，而按比例减少每个喷嘴的通量以保持基重恒定；或者提高转子转速.
当根据本发明闪蒸纺丝聚合物溶液时，溶液浓度影响每个喷嘴的聚合物通量.聚合物浓度越低，聚合物物质通量越低.每个喷嘴的通量还可通过改变喷口尺寸来改变，这对熟练技术人员是显而易见的.
本发明方法制备的产品包括但不限于非织造片、离散颗粒、由离散颗粒凝聚形成的多孔或者连续膜，及其组合，以及聚合物珠粒.当形成非织造片时，本发明方法得到具有惊人的均匀基重的产品.可以制备纵向整齐度指数(MD UI)低于约14(oz/yd2)1/2(82(g/m2)1/2)的产品，甚至低于约8(oz/yd2)1/2(47(g/m2)1/2)，更甚至低于约4(oz/yd2)1/2(23(g/m2)1/2).产品更均匀因为每一网幅层非常薄.与相同整齐度但较少层的产品相比，不考虑每层不均匀性，大量薄网幅层会导致对不均匀性的不敏感性，并且生产出更均匀的产品.
本发明方法可获得的产品包括具有改进性能，最特别是同时具有高拉伸强度对基重比、高伸长率和高基重均匀性的纤维非织造片.可以形成拉伸强度对基重比高于约15lb/in/oz/yd2(0.78N/cm/g/m2)、断裂伸长率高于约15％的片.所形成片的纵向整齐度指数(MD UI)可低于约14(oz/yd2)1/2(82(g/m2)1/2)，甚至低于约8(oz/yd2)1/2(47(g/m2)1/2)，更甚至低于约4(oz/yd2)1/2(23(g/m2)1/2).片基重可以是约0.5至2.5oz/yd2(17-85g/m2)，所得片厚度可以是50至380μm.片可以具有至少约5CFM/ft2(1.5m3/min/m2)的Frazier透气性，以及至少约10英寸(25cm)的静水压头(HH).片优选由约10至500层纤维网幅材料组成.有利的是，纤维非织造片含有闪蒸纺丝的丛丝薄膜原纤维材料，优选高密度聚乙烯.
测试方法
下述非限制性实施例中，使用下列测试方法确定各种报道的参数与性能.ASTM表示美国材料试验协会.ISO表示国际标准化组织.TAPPI表示纸浆与造纸工业技术协会.
基重通过ASTM D-3776测定，ASTM D-3776在此引入作为参考，单位oz/yd2.
片的纵向整齐度指数(MD UI)根据下列方法计算.用β厚度与基重量规(Quadrapac传感器，Measurex Infrand Optics制造)扫描片，在片的横向上(CD)每0.2英寸(0.5cm)进行一次基重测量.然后在纵向(MD)上使片向前0.42英寸(1.1cm)，用量规在CD方向上对另一行进行基重测量.这样扫描整个片，将基重数据电子贮存在表格中.表中行与列基重值分别对应于基重测量值CD与MD“线”.然后列1中每个数据点与列2中的相邻数据点平均；列3中每个数据点与列4中的相邻数据点平均；依此类推.实际上，这样将MD线(列)的数值一分为二，模拟了将MD线间0.4英寸(1cm)的间距变为0.2英寸(0.5cm).为计算纵向-整齐度指数(UI)-(“MD UI”)，针对MD每列的平均数据计算UI.每列数据的UI通过首先计算该列的基重的标准偏差和平均基重而计算出.该列的UI等于基重标准偏差除以平均基重的平方根，乘以100.最后，为计算片的总纵向整齐度指数(MD UI)，将所有列的UI值平均得到整齐度指数.整齐度指数单位是(盎司每平方yd)1/2.
Frazier透气率(或Frazier渗透率)是多孔材料透气率的度量，按立方英尺每分每平方英尺计量.它测量在0.5英寸水柱(1.3cm水)的差压下穿过材料的气流体积.孔镶嵌在真空系统上以限制穿过样品的空气流至可测量量.孔的尺寸取决于材料孔隙率.Frazier渗透率，也称为Frazier孔隙率，使用具有校准孔单元的Sherman W.Frazier Co.双压力计测量，单位ft3/ft2/min.
静水压头(HH)是在静负载下片对液态水渗透的抗力的度量.一个7英寸乘7英寸(18cm乘18cm)的样品安装在SDL 18 Shirley静水压头试验器(Shirley Developments Limited，Stockport，England制造)上.以60+/-3m3/min的速度将水用泵压在样品一侧，直至样品的三个区域都被水渗透.静水压头以英寸计量.测试通常按照ASTM D583进行，其可从1976年11月刊物得到.数值越高表示产品对液体渗透抗力越大.
片的断裂伸长率(此处也称为“伸长率”)是狭条抗拉测试中片在断裂前拉伸量的度量.1英寸(2.5cm)宽的样品装在恒定速率的延展拉伸试验机如Instron台式试验器的间距设定为5英寸(13cm)的夹具上.以2英寸/min(5.1cm/min)的十字头速度施加连续递增负载量至样品直到样品破坏.以破坏前拉伸百分数计量.测试通常按照ASTMD 5035-95进行.
表面积通过Brunauer-Emmet-Teller方程式，由样品在液氮温度下吸收的氮气量计算，单位m2/g.氮气吸收使用StandardInstrumentation，Inc.，Charleston，West Virginia制造的Stohlein表面积计量仪测定.所用测试方法记载于J.Am.Chem.Soc.，60卷，309-319页(1938).
纤维强度与纤维模量使用Instron拉力试验机测定.在70(21℃)与65％相对湿度下制片并测试.将片扭转至10图每英寸(2.54cm)，装在Instron试验机夹钳上.使用2-英寸(5.08cm)量尺长度，和4英寸(20.3cm)每分钟的初始伸长率.断裂强度的单位是克/旦尼尔(gpd).模量对应于应力/应变曲线的斜率，以单位gpd表示.
实施例1
1％Mat 8，Blue高密度聚乙烯(购自Equistar Chemicals LP)在纺丝剂
Figure C20048000937800201
11(购自Palmer Supply Company)中的聚合物溶液，在180℃温度和2040psi(14MPa)滤压下，通过直径16英寸(41cm)、高度3.6英寸(9.2cm)、以1000rpm旋转的转子中的喷嘴闪蒸纺丝至多孔集料带上的白色
Figure C20048000937800202
织物(购自E.I.du Pont de Nemours&Company，Inc.)导布片上.喷嘴槽缝出口取向为与转子轴呈30°的角度.闪蒸纺丝材料在离开转子的径向上从喷嘴排出.喷嘴出口与集料带间距是1英寸(2.5cm).转子装在纺丝仓中，纺丝仓内部维持在50℃的温度下.
静电力产生自5支在喷嘴下游均匀成排排列的针.每个喷嘴通过转子接地.因此针也通过转子接地.针距离集料带表面1英寸排列.集料带是电绝缘的，施加30至50kV负电压.电源以电流控制模式运行，因此电流稳定在0.20mA.
通过经由风道与集料带流体连通的真空鼓风机施加真空至集料带.同时使用静电力与真空以帮助将闪蒸纺丝网幅销至集料器.
收集的材料的平均纤维表面积的测量结果为4.7m2/g.材料具有的Frazier透气率为66.6CFM/ft2(20m3/min/m2).整齐度指数与基重示于表1中.
实施例2
11％高密度聚乙烯(80％Mat 8，购自Equistar Chemicals LLP，具有的熔融温度为约138℃，以及20％Dow 50041，购自Dow Chemical，Inc.，具有的熔融温度为约128℃)在纺丝剂
Figure C20048000937800211
11(购自PalmerSupply Company)中的聚合物溶液，在190℃温度和2030psi(14MPa)滤压下，通过以1000rpm旋转的实施例1的转子中的喷嘴闪蒸纺丝至
Figure C20048000937800212
Style 2014织物(购自Specialty Converting)带上.喷嘴槽缝出口取向成与转子轴同向.喷嘴出口与集料带间距是1.5英寸(3.8cm).转子装在纺丝仓中，纺丝仓内部维持在温度125℃.
使用真空以帮助将闪蒸纺丝网幅销至集料器.
在径向上伸展0.5英寸(1.3cm)的气动不锈钢箔安装在邻接喷嘴上游侧的喷嘴槽缝出口的转子圆周上.箔用来确保离开喷嘴后射流保持高速.所用箔从喷嘴面伸出0.5英寸(1.3cm)，因而产生1.0英寸(2.5cm)有效纺丝距离，因为1.5英寸(3.8cm)处的射流速度几乎等于喷嘴出口距离集料器表面1.0英寸(2.5cm)时的射流速度.
收集的材料具有纵向拉伸强度6.2lb/in(10.8N/cm)、横向拉伸强度1.4lb/in(2.4N/cm)，纵向伸长率15.3％以及横向伸长率12.4％.整齐度指数与基重示于表1中.
实施例3
11％Mat 8高密度聚乙烯在纺丝剂
Figure C20048000937800213
11(购自Palmer SupplyCompany)中的聚合物溶液，在190℃温度和2110psi(14MPa)滤压下，通过以158rpm旋转的转子中的喷嘴闪蒸纺丝至以5.4码每分(4.9m/min)移动的
Figure C20048000937800214
织物(购自E.I.du Pont de Nemours &Company，Inc.)带上.喷嘴槽缝出口取向成与转子轴同向.喷嘴出口与集料带间距是1.5英寸(3.8cm).转子装在纺丝仓中，纺丝仓内部维持在温度120℃.
同时使用静电力与真空以帮助将闪蒸纺丝网幅销至集料器.本实施例中的静电力产生自导电刷和气动箔的锯齿状边缘.静电刷安装在每个转子沿转子外周边的端部.最靠近集料器的气动箔边缘是锯齿状的，以形成可产生电晕的尖端.集料器是电绝缘的，施加20至50kV负电压.电源以电流控制模式运行，因此电流稳定在3.0mA.施加30-40英寸H2O柱(76-102cm水)的真空.
如实施例2所述的在径向上伸展0.5英寸(1.3cm)的气动箔安装在邻接在喷嘴上游侧的喷嘴槽缝出口的转子圆周上.
收集的材料的整齐度指数示于表1中.
实施例4
11％Mat 8高密度聚乙烯在纺丝剂
Figure C20048000937800221
11(购自Palmer SupplyCompany)中的聚合物溶液，在190℃温度和2100psi(14MPa)滤压下，通过以156rpm旋转的转子中的喷嘴闪蒸纺丝至
Figure C20048000937800222
8010织物带上.喷嘴槽缝出口取向成与转子轴同向.喷嘴出口与集料带间距是0.75英寸(1.9cm).转子装在纺丝仓中，纺丝仓内部维持在温度120℃.
同时使用静电力与真空以帮助将闪蒸纺丝网幅销至集料器.本实施例中静电力产生自18支位于两个喷嘴上的鼓风式喷射器任何一边的针.喷嘴通过转子接地.因此针也接地.喷嘴上的针距离集料器0.75英寸.集料器是电绝缘的，施加10至30kV负电压.电源以电流控制模式运行，因此电流稳定在0.72mA.施加26-34英寸H2O柱(66-86cm水)的真空.
收集的材料具有纤维模量15.9g/旦尼尔(14.0 dN/tex)，纤维强度2.9g/旦尼尔(2.56 dN/tex)以及纤维伸长率20.4％.
实施例5
11％高密度聚乙烯(80％Mat 8，购自Equistar Chemicals LLP与20％Dow 50041，购自Dow Chemical，Inc.)在纺丝剂
Figure C20048000937800223
11(购自Palmmer Supply Commpany)中的聚合物溶液，在190℃温度和2100psi(14MPa)滤压下，通过以158rpm旋转的转子中的喷嘴闪蒸纺丝至织物(购自E.I.du Pont de Nemours & Company，Inc.)带上.喷嘴槽缝出口取向为与转子呈30°的角度.喷嘴出口与集料带间距是1英寸(2.5cm).转子装在纺丝仓中，纺丝仓内部维持在温度115-120℃.
施加20-35英寸H2O柱(51-89cm水)的真空至集料织物以帮助收集闪蒸纺丝材料.
收集的材料具有基重0.83oz/yd2(28g/m2).
实施例6
1％高密度聚乙烯在纺丝剂
Figure C20048000937800231
11(购自Palmer Supply Company)中的聚合物溶液，在190℃温度和2060psi(14MPa)滤压下，通过以154rpm旋转的转子中的喷嘴闪蒸纺丝至蓝色织物(型号8830))带上.喷嘴槽缝出口取向成与转子轴同向.喷嘴出口与集料带间距是3英寸(7.6cm).转子装在纺丝仓中，纺丝仓内部维持在温度60℃.
同时使用静电力和真空以帮助将闪蒸纺丝网幅销至集料器.喷嘴上的金属针接地至转子体.集料器表面与地面电绝缘，通过将高压电源连接至绝缘集料器施加30至40kV负电压.电源以电流控制模式运行，因此电流稳定在0.30mA.集料器上的负电压从接地静电针产生正极电晕.聚合物纤维当接触到正极电晕产生的正离子时变为带正电荷.施加3-5英寸H2O柱(8-13cm水)的真空.收集的材料具有如表1记载的基重和MD UI.
实施例7
2％Mat 8高密度聚乙烯在纺丝剂11(购自Palmet SupplyCompany)中的聚合物溶液，在180℃温度和2000psi(14MPa)滤压下，通过以1015rpm旋转的转子中的喷嘴闪蒸纺丝至
Figure C20048000937800234
织物带上.喷嘴槽缝出口取向为与转子呈32°的角度.喷嘴出口与集料带间距是1英寸(2.5cm).转子装在纺丝仓中，纺丝仓内部维持在温度60℃.
转子圆周上有金属泵叶片，其在集料器与转子间的环状空间中产生气流.气体从转子顶侧和底侧被带入转子，并穿过泵叶片排出，这样气体速度切向分量等于转子切线速度，并且气体流动方向与转子旋转方向相同.
泵叶片电接地至转子体.每隔一个金属叶片焊接的小钉是一排静电针，其依次接地至转子体.每个喷嘴下游处的开头两个泵叶片上有7支针，其后每隔一个叶片上附有针.24个叶片每个叶片有7支针，总共168支针.喷嘴上也有针(每个喷嘴5支针).集料器表面与地面电绝缘，通过将高压电源连接至绝缘集料器施加20至50V负电压。电源以电流控制模式运行，因此在每种设定下电流稳定在3.0mA、3.5mA和4.0mA.集料器上的负电压从接地静电针产生正极电晕.聚合物纤维当接触到正极电晕产生的正离子时变为带正电荷.
同时使用静电力和真空以帮助将闪蒸纺丝网幅销至集料器.施加19-40英寸H2O柱(48-102cm水)的真空.
收集的材料的整齐度指数示于表1中.
实施例8
2％Mat 8高密度聚乙烯在纺丝剂
Figure C20048000937800241
11(购自Palmer SupplyCompany)中的聚合物溶液，在180℃温度和1970psi(14MPa)滤压下，通过以1014rpm旋转的转子中的喷嘴闪蒸纺丝至织物带上.喷嘴槽缝出口取向为与转子呈32°的角度.喷嘴出口与集料带间距是1英寸(2.5cm).转子装在纺丝仓中，纺丝仓内部维持在温度60℃.
同实施例7中一样，同时使用静电力和真空以帮助将闪蒸纺丝网幅销至集料器.转子圆周周围有金属泵叶片，同实施例7中一样.施加15-32英寸H2O柱(38-81cm水)的真空.
收集的材料的纤维表面积的测量结果为1.7m2/g。未粘结的收集的材料的Frazier透气率是8CFM/ft2(2.4m3/min/m2)，静水压头是22英寸水(56cm水).在142℃下使用热压3秒使收集的材料粘合.粘合的收集的材料具有纵向拉伸强度1.4lb/in(2.4N/cm)、横向拉伸强度1.2lb/in(2.1N/cm)、纵向伸长率16％以及横向伸长率19％.发现粘合的收集的材料的Frazier透气率和静水压头与粘结加工前相同.收集的材料的整齐度指数和基重示于表1中.
实施例9
12％Mat 8高密度聚乙烯在纺丝剂
Figure C20048000937800243
11(购自C.C.DicksonCompany)中的聚合物溶液，在180℃温度和1850psi(13MPa)滤压下，通过以500rpm旋转的转子中的喷嘴闪蒸纺丝至织物带上.喷嘴槽缝出口取向为与转子呈20°的角度.喷嘴出口与集料带间距是1英寸(2.5cm).转子装在纺丝仓中，纺丝仓内部维持在温度115℃.
同时使用静电力和真空以帮助将闪蒸纺丝网幅销至集料器.本实施例中静电力从固定swath充电器端部生成，其由位于转子下面并且放置使得尖端距离集料器1英寸的三个60端圆刀片组成.转子是电接地的.在这种情况下集料器是电绝缘并且接地的.swath充电器也是电绝缘的，施加20至50kV正电压.电源以电流控制模式运行，因此在每种设定下电流稳定在3.0mA、3.5mA和4.0mA.施加10.5英寸H2O柱(26.7cm水)的真空.
在封闭壁中使用蒸汽加热将纺丝仓中的环境空气加热至115℃.
本实施例中，转子底面用纸(购自E.I.du Pont de Nemoursand Company，Wilmington，Delaware)覆盖.这种纸阻止气体从转子下方进入转子；但是它没有阻止气体到达泵叶片自身.
收集的材料的整齐度指数和基重示于表1中.
实施例10
12％Mat 8高密度聚乙烯在纺丝剂
Figure C20048000937800252
11(购自C.C.DicksonCompany)中的聚合物溶液，在180℃温度和1730psi(12MPa)滤压下，通过以1000rpm旋转的转子中的喷嘴闪蒸纺丝至
Figure C20048000937800253
织物带上.喷嘴槽缝出口取向为与转子呈20°的角度.转子装在纺丝仓中，纺丝仓内部维持在温度115℃.
同时使用静电力和真空以帮助将闪蒸纺丝网幅销至集料器.同实施例9中一样，使用固定swath充电器产生静电力.在封闭壁中使用蒸汽加热将纺丝仓中的环境空气加热至115℃.施加3.32英寸H2O柱(8.43cm水)的真空.
收集的材料基重是0.36oz/yd(12g/m2).
实施例11
2％Mat 6聚合物，高密度聚乙烯(购自Equistar Chemicals LP)在纺丝剂
Figure C20048000937800254
11(购自C.C.Dickson Company)中的聚合物溶液，在170℃温度和1800psi(12.41MPa)滤压下，通过转子中的喷嘴闪蒸纺丝。转子具有直径20英寸(51cm)，高度3.5英寸(8.9cm)，以2000rpm旋转.所形成网幅纺丝至多孔导电尼龙带(AlbanyInternational制造)上.网幅样品被36英寸(91cm)宽的抗静电(Anti-Stat)(购自E.I.du Pont de Nemours & Company，Inc.)导布片覆盖.喷嘴槽缝出口取向成与转子轴同向.闪蒸纺丝的网幅材料在离开转子的径向上从喷嘴排出.出口喷嘴与集料带间距是约1英寸(2.5cm).转子装在纺丝仓中，纺丝仓内部维持在约70℃至约77℃的温度下.
在径向上伸展0.34in(0.86cm)的气动不锈钢箔安装得邻接前锥体上游侧的喷嘴槽缝出口.所用箔以15°角度倾斜，从喷嘴面伸出0.34in(0.86cm).箔在轴向测得为3英寸(7.6cm).
静电力由含充电针的四个均匀隔开的行生成.每行含有7支均匀隔开的针.两行设置在纺丝喷嘴下游几英寸处.集料带接地.针距离集料带1英寸(2.5cm).将针充电并施加24至27kV电压.电流稳定在50μA.
通过经由风道与集料带流体连通的真空鼓风机施加真空至集料带.真空鼓风机以3400rpm运行，在真空鼓风机中产生40psig(0.26MPa)压降.同时使用静电力和真空销以帮助将闪蒸纺丝网幅销至集料器.实施例11的闪蒸纺丝织物的MD UI和基重记载于表1中.
表1
Figure C20048000937800261
因此，从表1数据清楚看出，对于闪蒸纺丝的丛丝织物，本文公开的新工艺获得大为改进的纵向整齐度指数.

Claims (41)

1.一种包括以下步骤的方法：
在高于大气压的压力下供给具有至少两种组分的流化混合物，至绕轴以一定转速旋转的转子，该转子具有至少一个包含沿转子圆周的开口的材料流出喷嘴；
在比供给步骤低的压力下从喷嘴开口流出流化混合物，以材料流出速度形成流出材料；
蒸发或膨胀至少一种流出材料组分以形成流体射流；以及
通过流体射流将流出材料的其余组分运离转子。
2.根据权利要求1的方法，其中流化混合物包含至少约50重量％纺丝剂，并且其中流化混合物在高于纺丝剂沸点的温度下流出。
3.根据权利要求2的方法，其中流化混合物包含至少70％重量的纺丝剂。
4.根据权利要求1的方法，其中流化混合物包含压缩蒸气。
5.根据权利要求1的方法，其中流体射流以至少约30米/秒的速度流出。
6.根据权利要求1的方法，其中一种组分包含纺丝剂，该方法进一步包括在高于纺丝剂沸点的温度和足以使纺丝剂保持液态的压力下供给流化混合物至转子，以及从开口使流化混合物流入纺丝剂沸点左右40℃的环境中，以使纺丝剂蒸发，并且从喷嘴喷出固化的第二组分。
7.根据权利要求6的方法，其中流化混合物流入纺丝剂沸点左右10℃的环境中。
8.根据权利要求1的方法，进一步包括在与转子轴同心的集料带的集料表面上收集流出材料的其余组分，以形成收集的材料，集料带向与转子的旋转轴平行的方向以集料带速度移动。
9.根据权利要求8的方法，进一步包括选择转速与集料带速度以使在集料表面上收集的组分含有多个层。
10.根据权利要求1的方法，其中至少一个材料流出喷嘴主要在轴向上铺展流出材料。
11.根据权利要求1的方法，其中至少一个材料流出喷嘴主要在非轴向上铺展流出材料。
12.根据权利要求1的方法，其中至少一个材料流出喷嘴使流出材料主要沿径向流出。
13.根据权利要求1的方法，其中至少一个材料流出喷嘴使流出材料主要沿非径向流出。
14.根据权利要求8的方法，其中至少一个材料流出喷嘴使流出材料朝集料带运动方向流出。
15.根据权利要求1-14中任一项的方法，其中所述至少一个材料流出喷嘴包括鼓风式喷射器。
16.根据权利要求1的方法，其中转子具有两个或多个包括沿转子圆周开口的材料流出喷嘴。
17.根据权利要求16的方法，其中材料流出喷嘴沿轴向间隔开。
18.根据权利要求16的方法，其中材料流出喷嘴沿圆周间隔开。
19.根据权利要求1的方法，其中转子圆周切线速度相对材料流出速度的比率小于或等于1。
20.根据权利要求8的方法，进一步包括在集料表面的相反侧施加真空至集料带。
21.根据权利要求8或权利要求20的方法，进一步包括在流出材料其余组分与集料表面间产生电势。
22.根据权利要求21的方法，进一步包括施加电压至集料带并将转子接地。
23.根据权利要求21的方法，其中集料带由导电性支撑结构支持，该方法进一步包括施加电压至该支撑结构并将转子接地。
24.根据权利要求21的方法，进一步包括施加电压至转子并将集料带接地。
25.根据权利要求21的方法，其中转子进一步包括充电零件，并且施加电压至充电零件。
26.根据权利要求25的方法，其中充电零件是沿径向指向集料表面的销。
27.根据权利要求25的方法，其中充电零件是沿切线指向喷嘴开口的销。
28.根据权利要求8的方法，其中集料表面离开喷嘴的距离是约收集组分厚度的两倍至约15cm。
29.根据权利要求28的方法，其中集料表面离开喷嘴的距离是约0.5cm至约8cm。
30.根据权利要求1的方法，其中流化混合物包括聚烯烃。
31.根据权利要求8的方法，进一步包括加热收集的材料至足以粘合该材料的温度。
32.根据权利要求8的方法，其中收集的材料包括聚合物纤维材料，并且该方法进一步包括在足以粘合材料的温度下使热气通过收集的材料。
33.根据权利要求8的方法，其中辅助气体供给至转子与集料表面间的空腔。
34.根据权利要求8的方法，进一步包括从至少一个沿转子圆周放置的雾化喷嘴流出液体雾。
35.根据权利要求1的方法，其中流化混合物是溶液。
36.根据权利要求35的方法，其中流化混合物是包括聚合物与挥发性纺丝剂的溶液，并且形成丛丝薄膜原纤维材料。
37.根据权利要求1的方法，其中流化混合物是包括聚合物与挥发性纺丝剂的溶液，并且形成聚合物珠粒。
38.根据权利要求1的方法，其中流化混合物是纸浆与流体的混合物。
39.根据权利要求1的方法，其中流化混合物是颗粒与流体的混合物。
40.根据权利要求1的方法，进一步包括使气体流过转子。
41.根据权利要求1的方法，其中流化混合物供给至多个喷嘴，其中部分喷嘴以相对于轴向呈约20至约40度的第一角度铺展流出材料，部分喷嘴以相对于轴向与第一角度相反的第二角度铺展流出材料。
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