CN115341342B - 多喷孔喷头、闪纺设备和闪纺方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及无纺布制造技术领域，特别涉及一种多喷孔喷头、闪纺设备和闪纺方法。其中，一种多喷孔喷头，其特征在于：其内部设有减压室，减压室两端分别设有与之相连通的减压孔和喷丝板；喷丝板上设置有至少2个喷丝孔，喷丝孔设置于同一水平线上；减压室沿水平方向的截面整体呈梯形设置。本申请提供的多喷孔闪纺设备能够在显著提高产量的情况下，保证产品的质量和稳定性，维护方便，成本较低，具有较好的推广应用价值。

Description

多喷孔喷头、闪纺设备和闪纺方法

技术领域

本申请涉及无纺布制造技术领域，特别涉及一种多喷孔喷头、闪纺设备和闪纺方法。

背景技术

在现有技术中，混合均匀的纺丝液要经过减压孔进入减压室，进行减压，使纺丝液形成稳定的多相介质亚平衡状态，再经过喷丝孔喷出，纺丝液的溶剂汽化吸收大量的热，纺丝液的聚合物溶质被吸热后温度降低凝固成固态，再经过高速溶剂气流的牵伸作用，聚合物就形成一束含有大量超细纤维的纤维束。纤维束在高速气流的带动下，撞击在旋转的摆丝板上，纤维束就被分散成一片纤维网，分散的纤维网在空气放大器或静电施加装置的作用下，纤维网内的超细纤维被进一步散开，并铺叠在下方的移动网帘上，形成纤维网层。

在已公开闪蒸纺丝的技术中，由于旋转摆丝板的存在，一个喷头只能对应一个旋转摆丝板，因此，一个喷头内只能设置一个喷孔，即一个喷头内有一个减压孔，一个减压室，一个喷丝孔。

如公告号为CN1379830A，公告日为2002年11月13日的专利文件公开了一种双喷头设计的纺丝设备，但从其公开的信息中能够发现其采用的双喷头设计，单个喷头内均设置一个减压孔、一个减压室、一个喷丝孔。同时，单个喷头对应一个旋转摆丝板。

又如公告号为CN1771358A，公告日为2006年05月10日的专利文件公开了一种旋转喷嘴设计的纺丝设备，即纺丝液传输至绕轴以一定转速旋转的转子，转子周围具有多个喷嘴，喷嘴可以在转子的轴向上间隔开，纺丝液从旋转的喷嘴中喷出，收集在集料带上，形成纺丝片材。从其公开的信息中能够发现，其设置的喷嘴是可以旋转的，但是单个喷头内也是设置一个减压孔、一个减压室、一个喷丝孔。并且由于闪蒸纺丝需要在高温高压的条件下进行，旋转喷嘴要求设备加工精度高，生产过程控制难度大，设备维护保养要求高，不利于生产的大批量应用。

发明内容

现有技术多采用单喷头对应单个喷丝板的设计，导致整体产量较低。而基于提高产量的需要，部分方案设置多个喷头，但多个喷头需要对应设置多个减压室，多个减压室就可能出现减压情况的差异，最终导致不同喷头喷出的丝束会有些许差异，生产过程中难以控制到参数完全一致，这就导致用多个喷头设置的闪蒸纺丝装置，最终制得的纤维网均匀度较差。

为解决上述现有纺丝设备产量低及均匀度差的不足，本申请提供一种多喷孔喷头及与之对应的摆丝板，在提高产量的同时，又能充分保证纤维的一致性，提高最终产品的均匀度，而且设备维护相对方便，有利于生产的大量应用。

本申请提供一种多喷孔喷头，其内部设有减压室。减压室两端分别设有与之相连通的减压孔和喷丝板。

喷丝板上设置有至少2个喷丝孔，喷丝孔设置于同一水平线上。

减压室沿水平方向的截面宽度逐渐增大。

在一实施例中，喷丝孔至少设置3个，喷丝孔互相间的孔间距相同。

在一实施例中，喷丝孔的孔间距大于等于20mm且小于等于200mm。

在一实施例中，喷丝板为中心对称结构。

本申请还提供一种采用了如上任意所述的多喷孔喷头的闪纺设备，包括

入料组件，用于输送高压溶液。

多喷孔喷头，与入料组件连接，接收入料组件输送的高压溶液，并将高压溶液闪蒸喷出，形成纤维丝束。

摆丝板，设置于多喷孔喷头前方，使多喷孔喷头喷出的纤维丝束展开为纤维网片。

网帘组件，设置于摆丝板下方，输送纤维网片组成的宽幅纤维网至后续工序。

其中，摆丝板设有摆丝区域，摆丝区域与多喷孔喷头的喷丝孔数量相同。

在一实施例中，摆丝板沿水平方向往复摆动，摆动的频率大于等于20HZ且小于等于50HZ。

在一实施例中，摆丝区域上设有弧面结构。

在一实施例中，摆丝区域上设有压力传感器。

在一实施例中，纤维网片的宽度大小为喷丝孔孔间距的2倍。

本申请还提供一种采用了如上任意所述的闪纺设备的闪纺方法，步骤如下：

将纺丝溶液经由入料组件输送至多喷孔喷头。

纺丝溶液由多喷孔喷头的减压孔进入减压室，纺丝溶液通过减压室的减压作用后，由喷丝孔喷出，形成纤维束流。

纤维束流通过摆丝板的折射、分丝后，形成纤维网片，纤维网片在网帘组件上形成宽幅纤维网，宽幅纤维网经过冷压后收卷即得闪蒸法无纺布胚布。

基于上述，与现有技术相比，本申请有益效果如下：

1、本申请提供的多喷孔喷头中，喷丝板上设有多个喷丝孔，这种结构能够使产量明显提高。同时整体结构简单，维护方便。

2、本申请提供的多喷孔喷头中，所有喷丝孔所形成的纤维束均来源于同一个减压室，同时减压室作相应设计，使每个喷丝头处的压力相同，进而保证所有纤维束的性能相一致。

3、本申请提供的闪纺设备多个喷丝孔均匀排布，喷丝孔所对应的摆丝板上区域的弧面结构相同，摆丝板一体化设计，使运动方式保持完全一致，因此丝束的折射分散程度、左右摆动的幅度和频率也保持完全一致，所形成的纤维网产品在幅宽方向的均匀程度较高；所以所制得的产品，其克重均匀度也相对较好。

本申请的其它特征和有益效果将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他有益效果可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在下面描述中附图所述的位置关系，若无特别指明，皆是图示中组件绘示的方向为基准。

图1为本申请一实施例提供的多喷孔喷头的俯视剖面图。

图2为本申请一实施例中喷丝板的结构示意图。

图3为本申请一实施例提供的闪纺设备结构示意图。

图4为本申请一实施例中摆丝板与网帘组件配合的立体结构示意图。

图5为本申请一实施例中摆丝板和多喷孔喷头配合的俯视图。

图6为本申请一实施例中摆丝板的结构示意图。

图7为本申请另一实施例中摆丝板的结构示意图。

图8为本申请一实施例提供的闪纺方法的流程图。

附图标记：

100多喷孔喷头 11减压室 12喷丝板

121喷丝孔 13减压孔 200入料组件

300摆丝板 31摆丝区域 311弧面结构

312压力传感器 400网帘组件

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下面所描述的本申请不同实施方式中所设计的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，本申请所使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本申请所属领域的普通技术人员通常所理解的含义相同的含义，不能理解为对本申请的限制。应进一步理解，本申请所使用的术语应被理解为具有与这些术语在本说明书的上下文和相关领域中的含义一致的含义，并且不应以理想化或过于正式的意义来理解，除本申请中明确如此定义之外。

本申请提供一种多喷孔喷头，如图1所示，多喷孔喷头100的内部设有减压室11，减压室11的两端分别设有与之相连通的减压孔13和喷丝板12。

喷丝板12上设置有至少2个喷丝孔121，喷丝孔121设置在同一水平线上。

由于多喷孔喷头100采用一个减压孔13与一个减压室11的设计，在喷丝板12上喷丝孔121设置多个时，会存在各个喷丝孔121距离减压孔13的距离不同，导致即使采用同一个减压室11，不同喷丝孔121间也会存在微弱的压力差，导致最终产品出现质量波动。

因此对减压室11进行特别设计，使减压室11沿水平方向的截面宽度逐渐增大，使得减压室11沿水平方向的截面呈梯形设置或整体上呈较扁平的喇叭状腔室。具体的，减压室11沿水平方向的截面宽度方向在水平面上垂直于纺丝溶液由减压孔进入的方向，即使得从减压孔向喷丝板方向，减压室的水平截面宽度逐渐增大。

实际工作时，斜向设置的减压室11壁面使得减压室11内的纺丝溶液由减压室11中部到两端时，会呈微量增压的状态，以抵消不同喷丝孔121的微量压力差，使得喷丝孔121处的压力均一，使得所有纤维丝束的性能保持一，进而保证最终产品质量的稳定。

优选的，如图2所示，喷丝孔121至少设置3个，相邻喷丝孔121之间的孔间距相同，使得所有纤维束的性能保持一致。

在一实施例中，喷丝孔121的孔间距大于等于20mm且小于等于200mm。具体的，每个喷丝孔均采用常规设计，喷丝孔121的大小可为大于等于0.2mm且小于等于2.0mm。

在一实施例中，如图2所示，喷丝板12为中心对称结构，使其安装更加方便。

本申请还提供一种采用了如上任意所述的多喷孔喷头的闪纺设备，如图3所示，闪纺设备包括入料组件200、多喷孔喷头100、摆丝板300和网帘组件400。

入料组件200用于输送高压溶液，具体的，入料组件200可为高压反应釜和高压输送管的组合。

多喷孔喷头100与入料组件200连接，多喷孔喷头100用于接收入料组件200输送来的高压溶液，并将高压溶液闪蒸喷出，形成纤维丝束。

摆丝板300设置于多喷孔喷头100的前方，使多喷孔喷头100喷出的纤维丝束展开为纤维网片。

网帘组件400设置于摆丝板300下方，用于输送纤维网片组成的宽幅纤维网至后续工序。具体的，如图4所示，摆丝板300将纤维丝束均匀地展开为纤维网片，纤维网片在网帘组件400上形成宽幅纤维网。

其中，摆丝板300上设有摆丝区域31，摆丝区域31与多喷孔喷头100的喷丝孔121数量相同。具体的，如图5所示，摆丝区域31与多喷孔喷头100的喷丝孔121对应设置，使多喷孔喷头100喷出的纤维丝束落入摆丝区域31内。

优选的，摆丝板300沿水平方向往复摆动，摆动的频率大于等于20HZ且小于等于50HZ。

优选的，如图6所示，摆丝区域31上设有弧面结构311。具体的，弧面结构311可为倾斜的线性平面或者具有平缓曲率的弯曲面。进一步的，本申请中摆丝板300采用横向摆动，不需旋转，因此，弧面结构311与摆丝区域31一体成型，使得摆丝板300整体的结构更加简单。

优选的，如图7所示，摆丝区域31上设有压力传感器312。具体的，压力传感器312的嵌设于弧面结构311表面，压力传感器312可选用SiCN陶瓷材料制成。压力传感器312使得工作人员能够监测各个喷丝孔121喷出的纤维丝束对相应摆丝区域31的冲击力大小，进而调节摆丝板300与多喷孔喷头100的距离，保证产品的性能。

优选的，纤维网片的宽度大小为喷丝孔121孔间距的2倍，使得两个相邻的喷丝孔121喷出的纤维网片形成一个重叠部分，使得获得的宽幅纤维网整体质量保持稳定。具体的，纤维网片的宽度大小本领域技术人员可在开机前进行测试调节，使纤维网片的宽度大小调整为喷丝孔121孔间距的2倍。同时可记录采用不同规格多孔喷头时，使纤维网片的宽度大小达到合适的各项参数，以便于在更换多孔喷头时，可以直接进行调整。

优选的，网帘组件400上设有切边装置，切边装置对宽幅纤维网的两边进行修边处理，去除宽幅纤维网中纤维网片不重叠的部分。

本申请还提供一种采用了如上任意所述的闪纺设备的闪纺方法，步骤如下：

将纺丝溶液经由入料组件200输送至多喷孔喷头100。

纺丝溶液由多喷孔喷头100的减压孔13进入减压室11，纺丝溶液通过减压室11的减压作用后，由喷丝孔121喷出，形成纤维束流。

纤维束流通过摆丝板300的折射、分丝后，形成纤维网片，纤维网片在网帘组件400上形成宽幅纤维网，宽幅纤维网经过冷压后收卷即得闪蒸法无纺布胚布。

基于本申请提供的多喷孔喷头、闪纺设备以及闪纺方法，本申请提供优选实施例进行实际生产测试，具体如下。

实施例1

将质量浓度为15％的聚乙烯切片与质量浓度为85％的溶剂(15％的二氟一氯甲烷和85％的四氟二氯乙烷的混合物)，同时加入高压反应釜中，升温至180℃。待升温完成后，通入氮气加压至12MPa，同时升温至230℃，搅拌2h，搅拌转速为100r/min。待温度稳定后，在高压反应釜内已形成均匀的纺丝溶液。纺丝液通过入料组件200输送至多喷孔喷头100，纺丝液经减压孔13进入减压室11，减压室11的出口设有喷丝板12，喷丝板12上均匀排布有一排喷丝孔121，喷丝板12设计为：总宽度2000mm，每个喷丝孔121间距50mm，喷丝孔121数为36个，每个喷丝孔121大小为1mm。纺丝液通过减压室11的减压作用后，通过喷丝孔121喷出。溶液通过喷丝孔121射出后，形成36道纤维丝束，每道纤维丝束通过摆丝板300的折射、分丝后，形成一片约100mm宽的纤维网片，摆丝板300的往返运动频率为35HZ。36道纤维丝束形成的纤维网片铺叠在网帘组件400上，在网帘组件400上形成一张宽1900mm的宽幅纤维网，再进行废边切除，切去两边各50mm的废边制得宽1800mm的成品。喷丝孔121的喷丝速度为12000m/min，移动网帘的前进速度为80m/min。纤维网片在移动网帘形成一张克重为65克/平方米的纤维网，纤维网在经过冷压后收卷，获得闪蒸法无纺布胚布。

对比例1

将质量浓度为15％的聚乙烯切片与质量浓度为85％的溶剂(15％的二氟一氯甲烷和85％的四氟二氯乙烷的混合物)，同时加入高压反应釜中，升温至180℃。待升温完成后，通入氮气加压至12MPa，同时升温至230℃，搅拌2h，搅拌转速为100r/min。待温度稳定后，在高压反应釜内形成均匀的纺丝溶液。纺丝液通过入料组件输送至10个喷头，每个喷头采用常规设计，即一个减压孔，一个减压室，一个喷丝孔，每个喷丝孔对应应该选择摆丝盘，选择摆丝盘下方设置有一个空气放大器。纺丝液经减压孔进入减压室，纺丝液通过减压室的减压作用后，通过喷丝孔喷出。溶液通过喷丝孔射出后，形成纤维束流，纤维束流通过旋转摆丝板的折射、分丝后，再经空气放大器的作用，形成一片约205mm宽的纤维网片。10个喷头均匀并排设置于移动网帘上方，每个喷头形成的纤维网片在铺叠于下方的网帘组件上，在网帘组件上形成一张宽约2000mm的宽幅纤维网。喷丝孔的喷丝速度为12000m/min，移动网帘的前进速度为20m/min。纤维网片在移动网帘形成一张克重为65克/平方米的纤维网，纤维网在经过冷压后收卷，获得闪蒸法无纺布胚布。

实际生产结果：

实施例1

4小时的产量：19200米。

8小时的产量：38400米。

24小时的产量：115200米。

对比例1

4小时的产量：4800米。

8小时的产量：9600米。

24小时的产量：28800米。

取实施例1及对比例1的闪蒸法无纺布胚布进行测试，测试项目及测试方法如表1所示，测试结果如表2所示。

表1测试项目及测试方法

表2测试结果

注：CV值为所测试数据的离散系数或相对偏差，当CV值越大时，说明所测数据的离散程度越高，即所测数据与中心值的偏差越大，代表该测试项目越不稳定，即均匀度越差；反之，但CV值越小时，说明所测数据的离散程度越小，即所测数据与中心值的偏差越小，代表该测试项目越稳定，即均匀度越好。

由表2可以看出采用本申请的多喷孔闪纺设备，可以布置的喷孔数更多，在满足产品性能指标的情况下，产量更高。同时在高产量的基础上，所制得的产品克重更均匀，丝束强度的均匀度也更好，产品质量更稳定。

综上所述，本申请提供的多喷孔闪纺设备能够在显著提高产量的情况下，保证产品的质量和稳定性，维护方便，成本较低，具有较好的推广应用价值。

另外，本领域技术人员应当理解，尽管现有技术中存在许多问题，但是，本申请的每个实施例或技术方案可以仅在一个或几个方面进行改进，而不必同时解决现有技术中或者背景技术中列出的全部技术问题。本领域技术人员应当理解，对于一个权利要求中没有提到的内容不应当作为对于该权利要求的限制。

尽管本文中较多的使用了诸如多喷孔喷头、减压室、喷丝板、喷丝孔、减压孔、入料组件等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本申请的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本申请精神相违背的；本申请实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种闪纺设备，其特征在于：包括

多喷孔喷头；

入料组件，用于输送高压溶液；

所述多喷孔喷头，与所述入料组件连接，接收所述入料组件输送的所述高压溶液，并将所述高压溶液闪蒸喷出，形成纤维丝束；

摆丝板，设置于所述多喷孔喷头前方，使所述多喷孔喷头喷出的所述纤维丝束展开为纤维网片；

网帘组件，设置于所述摆丝板下方，输送所述纤维网片组成的宽幅纤维网至后续工序；

其中，所述多喷孔喷头内部设有减压室，所述减压室两端分别设有与之相连通的减压孔和喷丝板；所述喷丝孔至少设置3个，所述喷丝孔互相间的孔间距相同，所述喷丝孔设置于同一水平线上；所述喷丝孔的孔间距大于等于20mm且小于等于200mm；

所述减压室沿水平方向的截面宽度逐渐增大而后趋于恒定；

所述摆丝板设有摆丝区域，所述摆丝区域与所述多喷孔喷头的喷丝孔数量相同；所述摆丝板沿水平方向往复摆动，所述摆动的频率大于等于20HZ且小于等于50HZ；所述摆丝区域上设有弧面结构；所述摆丝区域上设有压力传感器。

2.根据权利要求1所述的闪纺设备，其特征在于，所述喷丝板为中心对称结构。

3.根据权利要求1所述的闪纺设备，其特征在于：所述纤维网片的宽度大小为所述喷丝孔孔间距的2倍。

4.一种如权利要求1～3任一项所述的闪纺设备的闪纺方法，其特征在于，步骤如下：

将纺丝溶液经由所述入料组件输送至所述多喷孔喷头；

所述纺丝溶液由所述多喷孔喷头的所述减压孔进入所述减压室，所述纺丝溶液通过所述减压室的减压作用后，由所述喷丝孔喷出，形成纤维束流；

所述纤维束流通过所述摆丝板的折射、分丝后，形成所述纤维网片，所述纤维网片在所述网帘组件上形成宽幅纤维网，所述宽幅纤维网经过冷压后收卷即得闪蒸法无纺布胚布。