CN101137474A - 生产纤维材料的设备和其模具头装置及生产方法 - Google Patents

Abstract

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)。

Description

生产纤维材料的设备和其模具头装置及生产方法

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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。在本发明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，可以建造本发明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。

按照本发明的一个实施例，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。

在本发明的实施例中，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。

在本发明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，本发明的其他特性和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是本发明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是本发明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是本发明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是本发明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是本发明图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

尽管本发明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发明现有的优选实施例，应理解将本公开内容看做是本发明的示范，而不是打算将本发明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发明生产纤维材料的设备(100、101、102)，和通常它包括聚合物挤压机体10，引导熔融的聚合物通过该机体传送到在挤压机体10下部14的细长聚合物腔12(见图1、4和6)。将至少一个气体总管16定位在挤压机体10附近用于沿着聚合物腔12的长度一般在挤压机体10下面供给加压气体。优选地，将一对气体总管16定位在挤压机体10相反的两侧用于供给加压气体到头装置18。上述的聚合物腔和气体总管是由制造公司如Reifenhauser、Ason Neumag、Lurgi Zimmer、和Impianti销售的通用熔纺制造设备的标准元件。

按照本发明，可拆卸联装的模具头装置18可定位在挤压机体10的下面以便通过聚合物膜的原纤化生成纤维材料(见图1、4和6)。头装置18限定至少一个与聚合物腔12连通的聚合物通道用于引导熔融的聚合物到由头装置18限定的至少一个膜生成表面20上。头装置18还限定与气体总管16连通的至少一个气体通道222/22/30，更优选地限定一组气体通道222/22/30，用于引导加压气体从气体总管16到对着膜生成表面20上的熔融聚合物冲击以便生成原纤化的纤维材料(图1、3、13)。

在如图1和2表示的图示实施例中，说明一种生产纤维材料的设备100，其中由头装置18限定的膜生成表面20是环形的，但在图示的实施例中表示为圆形。在图示的实施例中，由头装置18限定的一组气体通道222/22/30引导加压气体从气体总管16同心地到环形膜生成表面20的中心对着膜形式的熔融聚合物冲击。但引导加压气体从气体总管偏心地到环形膜生成表面20的中心也是在本发明的范围内。在这个实施例中头装置18还包括限定多个膜生成表面20的下模元件24，和多个喷嘴插入件26，它们与各膜生成表面20分别可操作地相联整体装配在下模件24中。头装置18限定至少一个与聚合物腔12连通的聚合物通道17/19/28，用于引导熔融的聚合物到由头装置18限定的膜生成表面20上(见图1-3和13)。头装置18限定一组与气体总管16连通的气体通道222/22/30，用于引导从气体总管16来的加压气体对着膜生成表面20上熔融的聚合物冲击以便生成原纤化的纤维材料(见图2-3)。

如图所示(见图2和13)，每个喷嘴插入件26限定一个内气体通道30接受从各个气体通道22来的加压气体以便引导加压气体通过和从那里排出(图13)。熔融的聚合物围绕喷嘴插入件26的最外表面流动还占据了在喷嘴插入件26和接纳喷嘴插入件26的下模元件24之间的间隙。在内气体通道30的出口处，加压气体冲击各个膜生成表面20上的熔融聚合物。

在这个图示实施例中的头装置18包括定位在下模元件24附近的中模元件32，其中多个喷嘴插入件26定位在中模元件32和下模元件24之间。优选地，将可变形的密封元件34(见图13)，如合适的Teflon^O型圈(Teflon是杜邦(DuPont)公司登记的商标)，可操作地定位在每个喷嘴插入件26和中模元件32之间以便保持在喷嘴插入件26和下模元件24之间预定的间隙。还有，头装置18包括定位在中模元件32上面和邻近的上模元件36。上模元件36通过中间通道13接受从总管16来的加压空气。上模元件36和中模元件32一起限定至少一个进气室38，它与至少一个气体总管16连通还通过气体通道22(见图2和13)与由每个喷嘴插入件26限定的每个内气体通道30连通。在一个特定的实施例中，上模元件36和所述的中模元件32限定一对进气室38，它们分别与定位在聚合物挤压机体10相反两侧的一对气体总管161和162连通。如图所示，这对进气室38还与由每个喷嘴插入件26限定的每个内气体通道30连通。

每个喷嘴插入件的外部几何形状的尺寸以紧密的一致性被接纳在下模元件24中装设的相应形状的空穴216中。尽管图中表示3个相邻的喷嘴插入件被接纳在下模元件24中装设的3个相应的空穴中，但是将可理解这方面可以使用一个或任意多个成对的喷嘴插入件和模元件空穴，只要在实际条件的限制之内。当将喷嘴插入件26装到模元件24的空穴216内时，在空穴216的膜生成内壁20和喷嘴插入件26的外壁28之间形成和保持窄的间隙214(见图1和15)。引导加压气体220通过气体通道30直到它从喷嘴插入件26限定的下排出口区156和在下模元件24中的开口排出。间隙214被聚合物210充满并在压力下引导它到下排出口区156，在那里聚合物210被加压气体220冲击使聚合物210原纤化成纤维产品材料212(图15)。

在一个非限定性的实施例中，头装置18可以很容易地通过装设在挤压机体10的上模元件36和下部14上的螺栓连接和密封(未表示)与挤压机体10连接/脱开(即安装/卸下)。例如在挤压机体10的上模元件36和下部14上可以装设人工可触及的、侧向伸出的表面，它们同向伸出和有可对齐的螺纹孔，通过该孔可用螺栓将两个部件连接在一起。在螺栓连接的部件之间通过可变形的密封元件(未表示)如合适的Teflon^O型圈可以提供对流体的密封，该密封圈是可操作地定位在挤压机体10的上模元件36和下部14之间。用手动工具可以人工实现头装置与挤压机体的这种连接/脱开。与其他的优点一起，头装置这种快速安装的特性有利于各个部件的维修和很容易清洗，如果需要也有利于在挤压机体上替换可以相同地安装/卸下的不同的头装置。

可选地，各喷嘴插入件26可以是互相分离的元件并容易替换。此外，为了调节膜冲击表面的长度，可以使喷嘴插入件26的长度更长些或更短些。另一种是，两个或多个喷嘴插入件26可以互相固定，或者与该装置的一部分，如上模元件36成一整体。喷嘴插入件26还可以包括至少一个有托脚的突出40，如填隙片，用于与下模元件啮合以便提高从各个环形通道中引出到各个膜生成表面上的聚合物膜厚度的均匀度(见图13-14)。这里限定的，和在图13-14中所示的有托脚的突出40，如优选地与每个喷嘴插入件26整体形成的一个或多个突出用于各自与下模元件24啮合。在图13中用圆400圈出的突出40表示在图14的分离放大图中。如在图13和15中所示，表示的聚合物210流动路径在有托脚的突出40的内侧继续，该突出是一个被分段或切成几段的环形件以便允许聚合物流过它和喷嘴插入件26外壁28的外侧。有托脚的突出40造成在空穴216生成膜的内壁和喷嘴插入件26的外壁外侧之间的上述窄的间隙214。如在图15中所示，突出40适合地放在空穴216倾斜部分217的上部。聚合物210优选地围绕喷嘴插入件26的整个圆周面向下流过间隙214直到开口区156排出。为了简化图15的说明，喷嘴插入件26和突出40的外形用虚线表示。

图10-12表示喷嘴插入件26在头装置18内优选地布置。优选地将喷嘴插入件26布置在模具头装置18内许多线性行42中，使喷嘴插入件的每个线性行42沿着与聚合物腔12成锐角的各条线定位。此外，上模元件36和中模元件32限定许多气体分配通道22，每个与至少一个空气进气室38连通，使每个气体分配通道22定位在聚合物腔12附近，并与插入喷嘴42的对应行的插入喷嘴26的内气体通道连通，进一步表示在图3、11和13中，其中布置的每行喷嘴插入件成相同的锐角。一种固定的头装置也在本发明的范围内。在这种实施例中，喷嘴插入件是永久地固定在单模元件，其喷嘴插入件是头装置整体的一部分。固定的头装置按照本发明的原理操作；但是，头装置缺乏有利于装置可调性的各种元件。

由头装置限定的膜生成表面不是环形的，这也在本发明的范围之内，其中不是环形的膜生成表面的非限定的例子可以包括线性、象波浪形、切成槽形、和类似形状。

图4和5表示按照另一个图示实施例生产纤维材料的设备101，其中由头装置限定的膜生成表面20是线性的。还有，在图4和5中表示的模具头装置18，对这个实施例来说还特别称为双缝-模具装置44，限定一对线性膜生成表面20(201、202)，它们互相成会聚关系与聚合物腔12成平行关系布置。在图4和5中所示的设备还包括上模元件136、中模元件132，和包括上和下聚合物杆125和126的下模元件124。模具头装置44的下模元件124限定与聚合物腔48平行伸展的细长的气体通道46，用于引导加压气体对着两个成对的膜生成表面201和202上的熔融聚合物。熔融的聚合物从挤压机体10通过中间聚合物腔12、通道123、成角度的通道127、和供料到聚合物腔48中的聚合物通道129供给到聚合物腔48。加压气体从一对气体总管16通过中间通道13、131、133和135供给到细长的气体通道46。气体供给通道13、131、133和135与聚合物熔融体供给通道12、123、127、129和48实际上是互相分离的直到它们在膜生成区203处交叉。在这个实施例中，还有在图1-2的实施例中，压力气体通常是从设备中位于径向外侧的供应源引导到膜生成区203处的径向中心排放位置，而聚合物熔融体通常被引导在相反的方向(即径向内侧到外侧)从供应源到在膜生成区203的排出口。一旦膜和气体的路径交叉就发生膜的原纤化，当膜从膜生成表面201和202下降时原纤化可能开始产生和当膜沉降到气流中时可能继续发生。如在图5中所示，元件137是用于将下聚合物杆125安装到上聚合物杆126的螺栓孔。

在另一个图示的实施例中，如在图9中所示，该模具头装置47包括相互之间相对位置固定的模部件224、232和233，它们限定一对细长的聚合物腔48，该腔适合接受从挤压机体(未显示但与上述的相同)来的熔融聚合物和供给到一对以相互平行关系布置的限定的膜生成表面20，和限定一对以会聚关系布置的气体通道46，每个用于引导加压气体冲击各自的膜生成表面20。这个模具头装置47可以包括至少一个位置可调的模元件，它限定加压气体通道或聚合物通道用于调节所述膜生成表面的尺寸。

在又一个图示的实施例中，图6、7和8表示一个生产纤维材料的设备102，其中头装置是单缝-模装置45，它限定与至少一个气体源52连通的至少一个进气管50，引导压力气体从进气室50对着在膜生成表面20上的熔融聚合物。进气室50和膜生成表面20沿着模具头装置45的长度伸展与细长的聚合物腔48成大致平行的关系。引导加压气体从气体源52经过曲折的由头装置45限定的气体通道54，通过它引导加压气体从所述的进气室50来冲击所述膜生成表面20以便提高加压气体速度的均匀性。引导从进气室50来的加压气体通道气体出口通道56，该出口通道在图示的实施例中设置成与膜生成表面20成锐角，虽然并不限于这种取向。气体出口通道56可以是各种几何形状，其中可以是可调地安装模元件以便有利于调节气体通道的几何形状。在这方面，应该注意在这个或公开的其他实施例中，可以选择气体通道的构形和/或表面抛光度以便影响气体的流动。在图7中，简略地指出了气体流动501和聚合物流动200的方向。参考图7，由模具头装置45限定的膜生成表面20可以与冲击气流方向501形成β角，其中气流的通道是通过进气室50的下端壁561，它还限定供给加压气体到模具头装置45的膜生成区域的气体出口通道56。β角不必进行限制，理想的数值可以取决于各种因素进行改变，如计划的产品应用等。例如，β角可以从约0变化至约180度，即膜生成表面20和气体通道壁561可以大体互相成锐角、直角、或钝角。

此外，目前打算对本设备102的全部聚合物路径的各部分，特别是与该设备分离的生成纤维的地方，可以进行适当的处理，例如对这些表面提供特殊的表面处理，以便有利于纤维的形成。还打算可以调节气体出口通道56和膜生成表面20的距离以便有利于改变气体冲击生成的膜之前规定的时间。

可以利用从挤压机体10传送到定位在挤压机体下的头装置45的热量来加热本发明的头装置。但是，头装置45也可以包括加热元件58以便独立于挤压机体10加热头装置45(见图8)。独立的加热源允许头装置45和挤压机体10操作在不同的温度。模具头装置45还可以可选地包括进气室隔离元件(未表示)，它可以包括绝热元件用于使进气室与至少一个由模具头装置限定的聚合物通道绝热隔离。人们相信围绕进气室设置的绝热元件允许使用各种不同的气体温度而不会有害地影响聚合物的流动。

包括上述各种标准部件的头装置18、44、45和47可以由任何合适的能承受熔融聚合物和加压气体的硬材料制成。在一个非限定的实施例中，由高牌号的钢，如不锈钢，构造该头装置，可以铸造和机加工该钢材成上述的所述构形。也可以由陶瓷材料、耐高温的硬的纤维加强复合材料、等等来制造。

可以在上述环形和非环形头装置实施例中加入使用空气帘。相信空气帘可以改善原纤化膜和所收集的纤维网的均匀性。

本发明还设想了使用公开的头装置生产原纤化纤维网的方法。生产原纤化纤维网的方法包括本发明的头装置，它适合装配在标准熔纺设备的下挤压机体。如上所述，头装置从挤压机体的下表面接受压力气体和熔融的聚合物，和在某些情况下，重新导向加压气体和聚合物到接着生成纤维网的原纤化膜。图3是包括环形喷嘴的一个头装置的图示实施例，和还表示聚合物和气体从挤压机体(未表示)的下表面下降通过上36、中32、和下模元件24的聚合物和气体的流动路径。聚合物流动路径是分段的线或虚线，而气体流动路径是实线。

用于生成本发明纤维网的合适的聚合物材料是能够被熔纺的那些聚合物，包括但不局限于：聚烯烃、聚酰胺、聚酯、聚(氧乙烯)、聚甲基丙烯酸甲酯(和其他丙烯酸树脂)、聚苯乙烯、聚氨基甲酸酯、和它们的共聚物(包括ABA型嵌段共聚物)、以交联和非交联形式的多种水解程度的聚乙烯醇、以及弹性聚合物、加上它们的衍生物和混合物。还已经计到采用改良丙烯酸酯、聚丙烯腈、芳族聚酰胺、三聚氰胺，和其他阻燃聚合物。聚合物还可以选自均聚物、共聚物、和共轭物和可以包括已经加入熔体添加剂或表面活性剂的那些聚合物。按照本发明生产的纤维网可以包括有一种或多种纤维直径的纤维，其中纤维直径的范围可在毫微纤维直径高至常规的熔喷或粘纺纤维直径。虽然这里没有限制，但纤维直径可在约0.1到约1微米，特别是在约0.3到约0.6微米。还有，本发明的无纺织物可以有织物单位重量从很轻到很重的范围，其中该范围可以包括有织物单位重量小于约5克/m²(平方米)(gsm)到有织物单位重量为大于约200(gsm)的织物。

按照本发明生产的无纺织物可以包括一个或多个纤维层，以及织物、稀松纱布、膜、和它们的组合，可以使用该无纺织物制造各种家庭清洁用品、个人卫生用品、医疗用品、和其他可以使用无纺织物的终端用品。一次使用的无纺内衣、一次使用的吸收的卫生用品、如卫生巾、失禁病人的垫、尿布和类似物品其中术语“尿布”指的是通常由婴儿和失禁病人穿着的吸收物品，通常穿着在患者身体的下部。

此外，可以使用该织物作为医疗的脱脂吸水纱布，或类似的吸收外科材料，用于吸收伤口的流出物和帮助除去在外科现场的流出液。其他的终端使用包括湿或干的卫生工作、抗微生物工作、或者为医疗、工业、汽车、家具、食品加工的硬表面擦净、和绘画艺术市场，可以很容易用它进行手动清洁和类似工作。

本发明的织物可以包含在适合作医疗和工业保护服的各种结构中，如长袍、窗帘、衬衣、厚实织物、实验室外套、防护面具和类似物，和保护套，包括为车辆如小汽车、货车、船舶、飞机、摩托车、自行车、高尔夫车的保护罩以及为常常留在户外的设备如烤用的铁架、院子和花园的设备、如割草机、旋转耕耘机、草地家具的保护罩，地板的覆盖物、桌布、和野餐区的保护罩。

还可以使用该织物作为床上用品，包括床垫的保护罩、盖被、被子、小环节盖、和床单。另外，声学上的应用，如内外汽车部件、地毯的衬垫、隔断和衰减声音的器具和机器的包装、和墙的覆盖层。在各种过滤应用中、如除尘的袋室、加上水池和温泉的过滤器，这种织物有更多的优点。

取决于所需该无纺织物的最终应用，特定的添加剂可以直接加入到聚合物的熔融体中或在生成纤维网之后加入。这种添加剂的合适的非限定性的例子包括增强或阻止吸收的添加剂、UV(紫外线)稳定剂、阻燃剂、颜料和染料、芳香剂、皮肤保护剂、表面活性剂、水性或非水性功能工业溶剂，如植物油、动物油、萜类化合物、硅油、矿物油、白矿物油、石蜡族溶剂、聚丁烯、聚异丁烯、聚α烯烃、和它们的混合物、甲苯、螯合剂、防腐剂、研磨剂、石油馏分、脱脂剂、和它们的组合物。补充的添加剂包括抗菌组份，包括但不局限于，碘、酒精如乙醇或丙醇、杀菌剂、研磨剂、金属材料，如金属氧化物、金属盐、金属络合物、金属合金或它们的混合物、抑菌络合物、杀菌络合物、和它们的组合。

从上述内容，人们将观察到可以实现许多修改和变化而不会背离本发明新颖概念的真实宗旨和范畴。应该理解这里并不打算对说明的特定实施例进行限制或者应该可以推理出这结论。打算通过附录的权利要求书使这个公开说明书覆盖所有在这个权利要求书范围内的各种修改。

Claims (44)

1.一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，和一对以会聚关系布置的气体通道，每个气体通道引导加压气体对着所述膜生成表面中相对应的一个。

21.按照权利要求16所述的生产纤维材料的设备，其特征在于：

所述头装置限定与所述至少一个气体源连通的至少一个进气室，引导加压气体从所述进气室到对着所述膜生成表面上的熔融聚合物。

22.按照权利要求21所述的生产纤维材料的设备，其特征在于：

所述进气室和所述膜生成表面都是沿着所述模具头装置的长度伸展与所述细长聚合物腔基本成平行关系。

23.按照权利要求16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曲折的气体通道，引导加压气体从所述进气室通过它到对着所述膜生成表面以便提高加压气体速度的均匀度。

24.按照权利要求21所述的生产纤维材料的设备，其特征在于：

引导加压气体从所述进气室通过与所述膜生成表面设置成锐角的一个气体出口通道。

25.按照权利要求21所述的生产纤维材料的设备，其特征在于：

所述模具头装置包括将所述进气室与由所述模具头装置限定的至少一个聚合物通道绝热隔离的绝热元件。

26.按照权利要求17所述的生产纤维材料的设备，其特征在于：

所述模具头装置包括独立于所述挤压机体加热所述模具头装置的至少一个加热元件。

27.按照权利要求1所述的生产纤维材料的设备，其特征在于：

所述模具头装置包括限定所述聚合物通道的可调地定位的模具块，用于调节所述膜生成表面的尺寸。

28.按照权利要求24所述的生产纤维材料的设备，其特征在于：

所述模具头包括用于调节所述气体出口通道的几何尺寸的机构。

29.通过聚合物膜原纤化生成纤维材料的一种模具头装置：

所述头装置可拆卸地定位在供给熔融聚合物的挤压机体下面，和其特征在于所述头装置限定：

与熔融聚合物供应源可操作地连通的至少一个聚合物通道和用于引导所述熔融聚合物到由所述头装置限定的至少一个膜生成表面上，和

与气体源可操作地连通的至少一个气体通道，用于引导加压气体从所述气体源到对着膜形式的所述熔融聚合物以便生成纤维材料。

30.按照权利要求29所述的模具头装置，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。

31.按照权利要求29所述的模具头装置，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。

32.一种生产纤维材料的方法，包括如下各步骤：

提供一种有聚合物挤压机体的设备，引导熔融的聚合物通过该机体输送到在所述挤压机体下部的细长聚合物腔，和还包括提供定位在所述挤压机体下面和限定至少一个膜生成表面的模具头装置，所述头装置限定至少一个聚合物通道，该通道用于引导所述熔融聚合物从所述聚合物腔到所述至少一个膜生成表面上，和还提供与气体源可操作地连通的至少一个气体通道，用于引导加压气体从所述气体源到对着膜形式的所述熔融聚合物以便生成纤维材料；

引导所述熔融聚合物从所述聚合物腔到所述至少一个膜生成表面；和

用所述至少一个气体通道供给加压气体通过所述模具头装置到对着所述膜生成表面上膜形式的熔融聚合物以便生成所述的纤维材料。

33.按照权利要求32所述的生产纤维材料的方法，其特征在于：

所述至少一个膜生成表面是环形的，引导所述加压气体通过所述头装置到所述至少一个环形的膜生成表面的中心对着所述熔融的聚合物。

34.按照权利要求33所述的生产纤维材料的方法，其特征在于：

所述头装置限定许多环形的膜生成表面，和所述头装置引导加压气体到每个所述环形的膜生成表面的中心对着每个所述表面上的熔融聚合物。

35.按照权利要求34所述的生产纤维材料的方法，包括：

布置所述许多环形的膜生成表面成许多线性行，每个所述的线性行沿着与所述聚合物腔成锐角的线定位。

36.按照权利要求32所述的生产纤维材料的方法，其特征在于：

所述至少一个膜生成表面是非环形的。

37.按照权利要求36所述的生产纤维材料的方法，其特征在于：

所述至少一个膜生成表面是线性的。

38.按照权利要求37所述的生产纤维材料的方法，包括：

提供一对互相以会聚关系布置的所述线性的膜生成表面。

39.按照权利要求38所述的生产纤维材料的方法，包括：

通过由所述头装置限定的细长气体通道对着膜形式的熔融聚合物供给加压气体，以便基本沿着平行于所述聚合物腔伸展的线生成纤维材料。

40.按照权利要求38所述的生产纤维材料的方法，包括：

提供一对以平行关系布置的所述线性的膜生成表面，并且引导所述加压气体对着每个所述膜生成表面。

41.按照权利要求38所述的生产纤维材料的方法，包括：提供一对膜生成表面，在其中一个所述表面上生成的纤维的平均纤维直径与在另一个所述表面上生成的纤维的平均纤维直径不同。

42.按照权利要求5所述的生产纤维材料的方法，包括：

提供用于对着熔融聚合物供给加压气体的气体进口室，和当引导加压气体从所述进气室到对着所述熔融聚合物时提高它的速度均匀度。

43.按照权利要求32所述的生产纤维材料的方法，包括：

独立于所述聚合物挤压机体加热所述模具头装置。

44.按照权利要求32所述的生产纤维材料的方法，包括：

对所述加压气体绝热隔离。

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