CN103314140A - 喷丝头组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于由聚合物熔体产生纤维的喷丝头组件，其具有长形的喷嘴板，喷嘴板在上侧具有输入通道并且在下侧具有至少一列并排设置的喷嘴孔。在喷嘴板上侧上设置有分配板，分配板具有面向输入通道的分配室和与分配室连接的熔体入口。在分配板的分配室与喷嘴板的输入通道之间设置有一具有多个通孔的孔板，为在熔体进入到输入通道时得到熔体的再分配和均匀性，按照本发明，孔板中的通孔分成多个孔组，其中至少两个孔组的通孔在孔板内部相对于中垂线这样具有不同的倾斜角，使得所述通孔至少部分地在孔板内部相互间隔开地彼此交叉。由此能够实现熔体在喷丝头组件的纵向和横向上的再分配。

Description

喷丝头组件

技术领域

本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的喷丝头组件，用于从纤维的聚合物熔体产生纤维。

背景技术

由DE102006017212A1已知这种喷丝头组件。

该已知的喷丝头组件用于制造纤维无纺布，其中通过成列布置的多个喷嘴孔挤出的纤维利用空气流抽出。因此喷丝头组件尤其适用于熔吹多个纤维。通过形成在喷丝头组件的上分配板上的熔体入口实现聚合物熔体的输入。熔体入口通到分配室，该分配室通到喷嘴板的输入通道里面。在分配板内部的分配室和在喷嘴板内部的输入通道沿着喷嘴孔的列延伸，喷嘴孔与输入通道连接。在分配室与输入通道之间设置有过滤部件和孔板。为了保持聚合物熔体在喷丝头组件内部尽可能短的滞留时间，附加地在输入通道里面设置有置换体，由此产生相对较小的流动横截面并因此此产生较高的流速。

但是这种置换体原理上具有下述缺陷，即视造型而定形成或明显或不明显的死区，在其中没有连续的熔体流进入。因此不能充分地消除不同的滞留时间。另一缺陷是，通过置换体尤其在聚合物熔体中由于减小的通流横截面而产生较高的剪切能，它们导致温度升高并由此导致熔体粘度变化。这些现象可能局限于局部，由此在通过喷嘴孔挤出熔体时可能在喷丝头组件的长度上产生不均匀性。

为了在喷丝头组件的大的长度上保持聚合物熔体的均匀分布，由WO2007/131714已知一种喷丝头组件，其中在分配板内部设置有多个并排构成的分配室，它们通过具有多个孔组的孔板与喷嘴板中的输入通道连接。在此每个分配室在孔板上附属于一个孔组，其中通过独立的熔体入口为分配室供应聚合物熔体。

因此，该已知的喷丝头组件尤其适合于产生具有＞5m的大的生产宽度的纤维无纺布。由于大数量的熔体入口和为此所需的大数量的纺丝泵，这种喷丝头组件对于较小的生产宽度是成本昂贵的。

发明内容

本发明的目的是，提供所述类型的用于由聚合物熔体产生纤维的喷丝头组件，其中通过简单的结构/措施实现均匀的熔体输送和分配。

本发明的另一目的是，通过呈一列设置的喷嘴孔来产生在生产宽度内部均匀的纤维和纤维铺放。

所述目的按照本发明通过具有权利要求1特征的喷丝头组件实现。

本发明的有利改进方案通过从属权利要求的特征和特征组合来限定。

本发明基于以下认知，即：在常见的利用构造成衣架形的分配室进行的分配中，在喷丝头组件的中间部位中的聚合物熔体相对于在边缘部位输送的聚合物熔体具有无纺技术上的差别，它们主要源于由温度引起的粘度差。已经观察到，在常见的喷丝头组件中，所产生的纤维层趋于在中间部位显示出更高的单位面积重量。这种效应尤其可以在加工聚合物PBT时观察到。

为了补偿在分配室里面出现的所述效应，利用设置在分配室与喷嘴板的输入通道之间的孔板，来保持熔体在输入通道里面的均匀性。为此孔板中的通孔按照本发明分成多个孔组，其中孔板内部的至少两个孔组的通孔相对于中垂线具有这样不同的倾斜角，使得通孔至少部分地在孔板内部相互间隔开地彼此交叉。因此由分配室导入到输入通道里面的熔体当地/局部地通过所述通孔在喷丝头组件内部分配。这个分配导致熔体在输入通道内部的均匀性，由此每个与输入通道连接的喷嘴孔提供基本相同的熔体通过量。

在构造成通道形的分配室和输入通道中已经证实本发明的下述改进方案是特别有利的，其中孔板内部的倾斜的通孔通过两个相邻的孔列构成，所述孔列平行于喷嘴孔的列延伸。由此不仅能够形成在输入通道纵向上的当地分布，而且也能够形成横向于输入通道的当地分布。

在此特别有利地以下述改进方案设计喷丝头组件，其中孔板内部的倾斜的通孔设置在两个相邻的分配平面中，所述分配平面平行于喷嘴孔的列延伸。由此存在有在从分配室过渡到输入通道时得到沿输入通道纵向指向的熔体再分配的可能性。在此视孔组的通孔的斜度而定能够将熔体从喷丝头组件的端部导引向喷丝头组件的中心或者从喷丝头组件的中心导引向喷丝头组件的端部。

在构造成衣架形的分配室中可以特别优选地应用本发明的下述改进方案，其中所述孔板具有两个具有多个孔组的孔列，其中所述两个孔列中的一个内部的各孔组的通孔被设计成关于孔板的板中心镜像对称。因此能够使在分配室里面在喷丝头组件的中心区域中导引的熔体通过所述通孔分别被导引离开喷丝头组件的中心。

也能够通过通孔的布置来影响熔体分布的均匀性。因此建议，使孔板内部的孔组中的一个的通孔具有相同大小的倾斜角。

但是也能够，使孔板内部的孔组中的一个的通孔具有不同大小的倾斜角。

作为通孔的倾斜角已经证实，尤其0°至60°和/或0°至-60°的角度范围是有利的。

按照本发明的通过孔板的通孔进行的熔体再分配也能够有利地在具有多个并排构成的分配室的分配板中使用。在此可以为分配室配设一个或多个具有多个孔组的孔板。在此重要的是，为每个分配室在孔板内部配设至少两个孔组。

对于结构上的实施，喷丝头组件的下述改进方案中尤其是有利的，其中所述孔板保持在喷嘴板上侧上的与输入通道对称构成的凹部里面。

为了可以利用空气流抽出从喷嘴孔产生的纤维，还规定，在喷嘴板的下侧上设置有排出板并且在喷嘴板与排出板之间形成有两个对置的空气喷嘴通道，所述空气喷嘴通道的排出口被分派给喷嘴孔。在此可以通过喷丝头组件中的独立的空气通道实现空气输送。

附图说明

下面借助于本发明喷丝头组件的几个实施例参照附图详细解释本发明。在附图中：

图1示意性示出按照本发明的喷丝头组件的第一实施例的横剖视，

图2示意性示出图1实施例的纵剖视，

图3示意性示出图2实施例的孔板的一部分纵剖视，

图4示意性示出图3孔板的一部分俯视图，

图5示意性示出图2孔板的另一实施例的一部分俯视图，

图6示意性示出图5孔板的横剖视，

图7示意性示出图2喷丝头组件的孔板的另一实施例的俯视图，

图8示意性示出图7孔板的纵剖视，

图9示意性示出图7孔板的纵剖视，

图10示意性示出按照本发明的喷丝头组件的另一实施例的纵剖视，

图11和12示意性示出按照本发明的喷丝头组件的另一实施例。

具体实施方式

在图1和2中示意性地以多个视图示出按照本发明的喷丝头组件的第一实施例。图1示意性地以横剖视图示出该实施例，在图2中以纵剖视图示出喷丝头组件。因此如果没有明确指出参照某个附图，则下面的描述对两个附图都适用。

按照本发明的喷丝头组件的该实施例包括喷嘴板2，该喷嘴板在上侧/顶面11上支承分配板1并且在下侧/底面10上与排出板3连接。分配板1以及排出板3与喷嘴板2压力密封地相互连接，例如通过多个螺纹件（未详细示出）。

板1、2和3通常设置在加热的纺丝箱体中，其具有对应的用于接纳分配板1的连接部。

分配板1在与喷嘴板2对置的侧上含有熔体入口4。熔体入口4在分配板1内部通到分配室5里面。

如由图2的视图看到的那样，分配板1中的分配室5构造成衣架形并且在长方体形的喷丝头组件的纵向上延伸。分配室5在分配板1面对喷嘴板2的那侧上敞开并且通过过滤部件6来界定。

如由图1和2看到的那样，过滤部件6放置在孔板13上，该孔板嵌进喷嘴板2上侧11上的凹部12里面。凹部12设计成相对于输入通道8对称，该输入通道一端通到凹部12中并且在对置的一端上逐渐变小，在该渐小部中通入有多个喷嘴孔9。喷嘴孔9形成为一列并且在喷嘴板2的纵向上延伸。输入通道8的端部和喷嘴孔9形成在喷嘴板2的突出的中心连接板22上。如由图1的视图看到的那样，连接板22与加工在排出板3中的凹下部23形成两个对置的空气喷嘴通道16.1和16.2，所述空气喷嘴通道的排出口被分派给喷嘴孔9的出口。空气喷嘴通道16.1和16.2分别通到空气室15.1和15.2，所述空气室形成在喷嘴板2与排出板3之间。通过喷嘴板2中的多个空气通道14.1和14.2使空气室15.1和15.2与分配板1中的多个空气通道7.1和7.2连接。分配板1中的空气通道7.1和7.2分别在分配板1上形成压缩空气入口24.1和24.2。

如在图1和2的视图中看到的那样，分配板1的分配室5通过过滤部件6和孔板13与喷嘴板2中的输入通道8连接。为此孔板13具有多个通孔17。对于通孔17在孔板13中的构造和布置，附加地参阅图3和4。在图3中示出孔板13的纵剖面的局部视图，在图4中示出孔板13的局部俯视图。孔板13具有多个孔组，每个孔组分别具有多个通孔17。在图3和图4中示出两个孔组18.1和18.2。孔组18.1的通孔17布置在第一孔列19.1中，孔组18.2的通孔17布置在第二孔列19.2中。按照图3的孔板13纵剖面图示出第一孔组18.1的通孔17。第二孔组18.2的通孔17在图3中虚线地表示。

如由图3中的视图看到的那样，在孔板13内部孔组18.1的通孔17相对于中垂线具有一倾斜角。该倾斜角以附图标记α表示。间隔开一定距离设置的第二孔组18.2的通孔17同样相对于中垂线在孔板内部具有一倾斜角。该倾斜角以附图标记β表示。倾斜角α和β具有相对于中垂线的不同的方向，因此两个孔组18.1和18.2的通孔17在孔板内部相互相互间隔开一定距离地彼此交叉。倾斜角α和β的值在这个实施例中是相同的，因此β=-α。原则上倾斜角α和β可以具有大小不同的值。

在这个实施例中在孔组18.1内部所有通孔17具有相同的倾斜角α。第二孔组18.2的通孔17同样也具有一致的倾斜角β。

如尤其由图4看到的那样，孔组18.1的倾斜的通孔17位于第一分配平面20.1中，第二孔组18.2的倾斜的通孔17位于第二分配平面20.2中。因此在熔体通过时通过分配平面20.1中的通孔17进行向左的熔体分配，如在图4中通过箭头表示的那样。而通过分配平面20.2中的倾斜的通孔17造成向右的熔体分配。因此熔体在通过孔板13时这样再分配，使得在分配室5中心区域进入的熔体趋于向外被导引到输入通道8中，反之在分配室5端部处导引的熔体趋于向内被导引到输入通道8的中心。

如由图2的视图看到的那样，孔板13具有总共四个孔组18.1、18.2、18.3和18.4。其中在该纵剖面图中仅示出孔组18.1和18.3。孔组18.1和18.3的通孔17构造成关于板中心21镜像对称。因此孔组18.3的通孔17具有如前面在孔组18.2中所述的那样的倾斜角β。由于总共四个孔组在孔板13内部的镜像对称的设计结构，孔组18.1与18.4设计相同且孔组18.2与18.3设计相同。

由于通孔17在孔板13中的布置和设计，在从分配室5过渡到输入通道8时产生熔体分配。因此尤其是在分配室5中心区域导引的熔体能够通过在纵向上倾斜的通孔17进行分配。由此在输入通道8内部产生横流，它导致熔体的均匀分配。

但是视通孔17在孔板13中的设计和斜度而定也能够实现熔体在喷嘴板2的输入通道8内部的其它分配。在图5和图6中示出孔板13的一实施例，它例如可以用在按照图1和2的实施例的喷丝头组件中。在如图5和图6所示的孔板13的实施例中，通孔17分成两个孔组18.1和18.2。孔组18.1形成第一孔列19.1，孔组18.2形成第二孔列19.2。两个孔组18.1和18.2的通孔17在这个实施例中没有沿纵向取向的斜度，而是具有在孔板13横向上取向的斜度。由图6的横剖面图看出，孔组18.1的通孔17以倾斜角α穿过孔板13，并且孔组18.2的通孔17具有倾斜角β。在此倾斜角在数值上也可以是相同的，但是相对于中垂线在不同的方向上。即同样有α=-β。

因此当在按照图1和2的实施例中使用在图5和6中所示的孔板时，熔体在从分配室5流出时在输入通道8的长边之间再分配。

在图7、8和9中示出孔板的另一实施例，它可用在按照图1和2的喷丝头组件的实施例中。在图7、8和9中以不同的视图示出孔板13。图7示出孔板的俯视图，图8示出孔列19.1的纵剖面图，图9示出孔列19.2的纵剖面图。在图7、8和9中分别示出孔板13的在板中心21附近的局部视图。

如图7所示，孔板13具有多个通孔17，它们分成总共四个孔组18.1至18.4。孔组18.1和18.3形成孔列19.1，孔组18.2和18.4形成孔列19.2。孔组18.1和18.2设计成与孔组18.3和18.4镜像对称。

在图8中示出孔组18.1和18.3的纵剖面图。孔组18.1和18.3的通孔17在孔组内部分别具有不同的倾斜角，该倾斜角从板中心21起向着板端部连续地变小。通孔17在板端部处没有倾斜角并且基本竖直地穿过孔板1。因此孔组18.1和18.3的通孔17特别适用于，使在板中心部位进入的聚合物熔体在通孔的出口侧上被导引离开板中心21。

为了以相同的方式将不在中心导引的熔体向中心导引，在图9中示出孔组18.2和18.4的通孔17的纵剖面图。孔组18.2和18.4同样设计成关于板中心21镜像对称，其中与孔组18.1和18.3相比通孔17具有负的倾斜角，由此在熔体在孔板13入口侧上进入时使熔体在出口侧上被向板中心21导引。因此得到熔体在孔板13出口侧上的再分配和均匀性。

在图1至9中所示的具有通孔17的孔板13实施例中已经证实，在最大60°范围内的倾斜角时便已可以达到足够的熔体再分配和均匀性。在此如在按照图7至9的实施例中所示的那样，倾斜角能以0°至60°的角度范围实施。

为了产生用于大的生产宽度的纤维，在图10中示出按照本发明的喷丝头组件的另一实施例。在图10中以纵剖面图示出喷丝头组件，因为其结构与按照图1和2所述的实施例基本一致，因此只解释不同之处。

在如图10所示的实施例中，喷嘴板2以及在这里未示出的排出板与上述实施例一致地设计。设置在喷嘴板2上侧上的分配板1在喷丝头组件的长度上具有两个并排的分配室5.1和5.2，它们具有两个通入的熔体入口4.1和4.2。在纵向上向着分配板1的下侧延伸并且形成熔体出口的分配室5.1和5.2通到喷嘴板2里面的输入通道8中。在分配室5.1和5.2与输入通道8之间设置有过滤部件6以及孔板13。孔板13对于每个分配室5.1和5.2分别具有通孔17的四个孔组。与分配室5.1和5.2相配设的通孔17的孔组相应于按照图7的孔板实施例来设计。在此对称轴线不是由板中心定义，而是分别通过熔体入口4.1和4.2来定义，由此对于每个分配室实现如同在按照图7至9的说明中所实施的那样的熔体分配。

在如图10所示的实施例中也存在下述可能性，即给分配室5.1和5.2中的每一个都配设独立的孔板，由此可以为每个分配室分别使用在按照图1至6的上述实施例中所述的孔板。

在图11中以纵剖面图简示出按照本发明的用于由聚合物熔体产生纤维的喷丝头组件的另一实施例。在图11中所示的实施例基本与按照图2的实施例一致，因此在此仅解释不同之处，其它的请参阅前面的描述。

在如图11所示的喷丝头组件实施例中，孔板13夹心式/三明治状地设置在分配板1与喷嘴板2之间。因此分配板1和孔板13包围一形成在分配板1中的分配室5。分配室5通过形成在孔板13上侧上的分配槽27扩宽，由此，形在孔板13中的通孔17从分配槽27出来被馈送有通过分配板1的熔体入口4输入的聚合物熔体。

在这个布置结构中过滤部件6设置在孔板13的出口侧上。过滤部件6通过支承板25支撑。为此支承板25设置在喷嘴板2的凹部12中。喷嘴板2与按照图1和2的实施例一致地构造并且在下侧上与在这里未示出的排出板共同作用。

为了分配聚合物熔体，孔板具有多个孔组，它们相应于按照图7的实施例设置成在这里未详细示出的两个孔列。孔组18.1和18.2与孔组18.3和18.4镜像对称，在此对称平面通过孔板13的板中心21构成。在此孔组18.1、18.2、18.3和18.4的通孔17这样设计，使得仅喷嘴中心（其在这种情况下与板21中心一致）的区域中的通孔17具有倾斜、交叉的熔体分布。与分配室5的整个长度相比，孔板13中具有倾斜的通孔17的中间区域在分配室的约三分之一的长度上延伸。在分配室的其它区域中，孔组18.1至18.4中的通孔17设计成竖直的。已经证实，在将熔体从分配室5直接馈送到孔板13的通孔17中时，尤其在分配室5的中间区域中产生熔体粘度的不均匀性。通过经由孔组18.1至18.4的倾斜通孔17的再分配，实现了熔体的均匀性。

在图12中示出按照本发明的喷丝头组件的另一实施例，其中该实施例基本与按照图11的实施例一致。在图12所示的实施例中以纵剖面图示出喷丝头组件，其中该实施例尤其用于制造大工作宽度的纤维无纺布。基于此原因，分配板1具有多个并排的分配室5.1和5.2，分别通过独立的熔体入口4.1和4.2给所述分配室5.1和5.2馈送聚合物熔体。

与分配板1组合的孔板13和喷嘴板2与按照图11的实施例一致地设计。在此过滤部件6在孔板13的流动方向上后置并且通过独立的支承板25保持在喷嘴板2的凹部中。喷嘴板2与按照图1和2的实施例一致地设计，因此请参阅前面的描述并且在此不再详细解释。

喷嘴板2与在这里未示出的外板3共同作用。

设置在孔板13中的通孔17同样也形成为多个孔组18.1至18.4，它们并排地布置在两个未示出的孔列中。为了使喷丝头组件的其中分配室5.1和5.2相互邻接的中间区域得到熔体再分配，使孔板13中的通孔17在每个孔组18.1至18.4中都具有倾斜度。因此仅在分配室5.1与5.2之间的分离部位上进行熔体的再分配。在分配室5.1和5.2的其它区域中，孔组18.1至18.4设计成具有竖直的通孔17。

按照本发明的喷丝头组件特别适合于，使温度敏感的聚合物如聚合物PBT以高的均匀性产生纤维和纤维层。通过熔体在从分配室过渡到输入通道时的再分配，实现了熔体的高度均质性，有利地补偿了由于在分配室里面的不同热交换行为所引起的熔体粘度差。

附图标记列表：

1  分配板

2  喷嘴板

3  排出板

4，4.1，4.2  熔体入口

5，5.1，5.2  分配室

6  过滤部件

7.1，7.2  空气通道

8  输入通道

9  喷嘴孔

10  下侧

11  上侧

12  凹部

13  孔板

14.1，14.2  空气通道

15.1，15.2  空气室

16.1，16.2  空气喷嘴通道

17  通孔

18.1，18.2，18.3，18.4  孔组

19.1，19.2  孔列

20.1，20.2  分配平面

21  板中心

22  连接板

23  凹下部

24.1，24.2  压缩空气入口

25  支承板

26  孔

27  分配槽

Claims (10)

1.一种用于由聚合物熔体产生纤维的喷丝头组件，具有长形的喷嘴板（2），该喷嘴板在上侧（11）具有一输入通道（8）并且在下侧（10）具有至少一列并排设置的喷嘴孔（9），其中所述喷嘴孔（9）与输入通道（8）连接，该喷丝头组件还具有设置在喷嘴板（2）上侧（11）上的分配板（1），该分配板具有至少一个面向输入通道（8）的分配室（5）和至少一个与分配室（5）连接的熔体入口（4），其中，在分配板（1）的分配室（5）与喷嘴板（2）的输入通道（8）之间设置有一具有多个通孔（17）的孔板（13），其特征在于，孔板（13）中的所述通孔（17）分成多个孔组（18.1，18.2）并且所述孔组（18.1，18.2）中的至少两个孔组的通孔（17）在孔板（13）内部这样具有相对于中垂线的不同的倾斜角（α，β），使得所述孔组（18.1，18.2）的通孔（17）至少部分地在孔板（13）内部相互间隔开地彼此交叉。

2.根据权利要求1所述的喷丝头组件，其特征在于，孔板（13）内部的倾斜的通孔（17）通过两个相邻的孔列（19.1，19.2）形成，所述孔列与喷嘴孔（9）的列平行地延伸。

3.根据权利要求1或2所述的喷丝头组件，其特征在于，孔板（13）内部的倾斜的通孔（17）设置在两个相邻的分配平面（20.1，20.2）中，所述分配平面与喷嘴孔（9）的列平行地延伸。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的喷丝头组件，其特征在于，所述孔板（13）具有两个具有多个孔组（18.1-18.4）的孔列（19.1，19.2），其中同一个孔列（19.1，19.2）内部的各孔组（18.1-18.4）的通孔（17）设计成关于孔板（13）的板中心（21）镜像对称。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的喷丝头组件，其特征在于，孔板（13）内部的同一个孔组（18.1-18.4）中的通孔（17）分别具有相同大小的倾斜角（α，β）。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的喷丝头组件，其特征在于，孔板（13）内部的同一个孔组（18.1-18.4）中的通孔（17）分别具有不同大小的倾斜角（α，β）。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的喷丝头组件，其特征在于，所述通孔的倾斜角（α，β）位于0°至60°和/或0°至-60°的角度范围内。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的喷丝头组件，其特征在于，所述分配板（1）具有多个并排形成的分配室（5.1，5.2），所述分配室（5.1，5.2）配设有一个或多个具有多个孔组（18.1-18.4）的孔板（13）。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的喷丝头组件，其特征在于，所述孔板（13）保持在喷嘴板（1）上侧（11）上的关于输入通道（8）对称形成的凹部（12）中。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的喷丝头组件，其特征在于，在喷嘴板（1）的下侧（10）上设置有排出板（3），在喷嘴板（1）与排出板（3）之间形成有两个对置的空气喷嘴通道（16.1，16.2），所述空气喷嘴通道的排出口与所述喷嘴孔（9）相配设。

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