CN1217756A - 制造非织造织物的纤维网改进方法及设备 - Google Patents

Abstract

一种生产非织造聚合织物纤维网例如纺粘型纤维网的方法,所述长丝的旦尼尔在0.1至5之间且有相当量的生产率。多根连续聚合物长丝(F)从一挤压装置(22)中挤压出来,并被拉丝装置(31)拉细,所述拉丝装置包括一纵向延伸槽(32),拉丝装置的恰当地设置在非常接近于喷丝板(26)的一最佳位置。一成网台(90)置于拉丝装置下面以收集长丝且把长丝形成一非织造织物纤维网。在起动时,原料通过量是极小的,空气压力低于20psig,而喷丝板则离开拉丝装置100cm以上。此后原料通过量大大地增加,同时增加空气压力,和降低喷丝板和拉丝装置之间的距离。对原料通过量、空气压力、以及减小喷丝板和拉丝装置之间的距离进行协同的调节可以以相当的生产率生产出最细的长丝,或者生产出同样细度的长丝,可获得最高产量和最低的成本。

Description

制造非织造织物的纤维网改进方法及设备

发明背景

1．发明领域

本发明一般地涉及一种用于从热塑性聚合物中生产纺粘型非织造织物纤维网的设备和方法，所拉出的长丝不但直径可以降低、均匀度有改进而且生产速度也有提高。更具体地说，本发明涉及一种用于将加热和挤压的热塑性聚合材料穿过喷丝板形成较细(纤度旦尼尔较低的)长丝或纤维的设备及方法，其措施是把拉丝装置定位在喷丝板下面的一个恰当的距离以生产出直径较细的长丝或纤维。同时生产速度得以提高，纺粘织物的质量得以改进。在该方法中也可以使用冷却用的喷雾。

2．已有技术的描述

用以生产非织造热塑性织物纤维网的设备是业内人士所熟知的。它是将挤压过的聚合物通过喷丝板以形成一垂直向下的帘状长丝或纤维，并用空气骤冷长丝连同一抽吸式拉丝装置一起拉伸长丝或减少空气槽宽度。美国专利5292239号揭示了一种大大降低气流中的湍流以对长丝施加一均匀而一致的拉力的装置，从而能生产出均匀和可预期的长丝的拉伸细度。美国专利3802817号揭示了一种吸管装置，该装置设置在喷丝头下面的经过选择的距离处，并使用在湍流范围内的喷射流速度以生产出细的非织造绒头织物。美国专利4064605号和欧洲专利申请0230541号中都揭示了形成非织造织物的例子。

一般来说，在非织造织物中都使用诸如聚丙烯、聚酯、尼龙、及其混合物等热塑性聚合物。生产的第一步是将融化和挤压过的聚合物通过一喷丝板以形成垂直向下前进的帘状长丝。长丝然后通过一骤冷室由冷激空气加以冷却，使长丝达到开始结晶的温度，导致长丝的固化。一拉丝装置设置在骤冷室下面的一个固定位置处，用以进行抽吸，该拉丝装置具有一空气槽，压缩空气进入该槽，把空气抽入槽的上面的敞开端，从而在槽中形成一股迅速向下移动的气流。此气流对长丝或纤维形成一拉力，使它们变细或伸长并从槽的底部输出，落在一移动着的输送机带上以形成一连续的长丝纤维网，然后用传统的技术把纤维网的长丝相互合并在一起。

传统工艺生产的长丝或纤维，其纤度都在1.5到6旦尼尔或更高些。用传统的方法，炽热的长丝或纤维一离开喷丝板通常立刻被冷却到环境温度而固化，然后到拉丝装置加以拉伸。按照传统的工艺要求，当行径空气的长丝长度根据原料通过量(每分钟每孔的克数)短于所选择的规定长度值时，被挤压出的长丝在固化之前将会接触到拉丝装置的硬的部位，从而使长丝出现断裂或损伤事故。换言之，虽然已有技术能生产出合适的非织造纤维网，但它们的生产量在一合适的原料通过量的预定长度的情况下由于冷却和固化长丝的能力而受到限制。在已有技术中，纺丝的速度只能达到每分钟3000到3500米的范围。

虽然已有技术的方法和设备可以生产出合适的非织造纤维网，但是其最终产品还可以大大改进，还能够生产出由低旦尼尔长丝组成的更好的织物。较细的长丝可以产生每单位重量更大的表面面积和更长的长度。0.1到2.0旦尼尔的长丝组成的聚丙烯纺粘织物是人们所想望的。

当评价不同类型的热塑性聚合物厚度时需要对一些厚度作些调节，其他热塑性聚合物为考虑生产率的问题起见，例如聚乙烯和聚酯则稍微改变它们的直径可能也需要调节它们的厚度。

人们还希望旦尼尔(纤度)的均匀性和抗拉伸特性的一致性以使非织造织物纤维网具有均匀的质量。

非织造织物纤维网的用途包括例如用作过滤材料，尿布套(橡皮尿布)，医疗和个人卫生用品等等，这些用品需要具有可透气的和阻挡液体蒸气的性能。

采用本发明的非织造织物纤维网，可以实现用来生产一种具有高质量的且产量要高得多而成本则较低的工艺。本发明的核心在于使用了一种技术，这种技术主要是在沿着纺丝路线向着喷丝板方向垂直地向上移动拉丝装置的同时，可调节工艺变量例如原料通过量、空气压力和流量，以降低与高速前进的那一段长度的长丝有关的空气阻力，导致作用在长度较短的那一段长丝上的拉伸力的增加。提高的拉伸力，不仅能够以较高的纺丝速度产生较细的长丝，而且还能产生较强的由应力引发的结晶效应，使长丝沿着纺丝路线在较高温度和以较高速率提前发生长丝的在线结晶。相应地，长丝能在较高温度下提前固化，从而能降低骤冷能力的要求，或者说，同样的骤冷能力能用于较大的原料通过量。把拉丝装置从传统的离开喷丝板为3～5米的距离缩短到0.2～0.5米，可以使与拉丝装置及喷丝板之间的那一段长丝长度有关的空气阻力降低90～95％，从而可以以更高的生产速度生产出更细的长丝。通过改变拉丝装置的位置以及使用水雾，可以控制长丝的直径，这样的方式，使得长丝因接触而相互粘住的情况得以避免，而且在它们进入拉丝装置之前温度尽可能保持高温，降低了被拉伸的长丝的粘滞度，从而有利于长丝的拉细，可以得到直径小得多的长丝。成网台相对于拉丝装置的位置也可以调节以获得具有所需均匀性及其他机械(力学)性能的非织造织物的纤维网。

为配合生产过程可以添加水雾以提高长丝的均匀性及生产量，但是，本发明的装置和工艺不用水雾也照样可以很好地工作，即单靠降低喷丝板和拉丝装置之间的间隔距离就可以。

在纺丝的速度方面，在已有技术和目前的商业性生产中对PET[聚对苯二甲酸乙二(醇)酯]只能达到每分钟4500米，对聚丙烯(PP)来说，只能达到每分钟3500米。但是如果使用本发明，对PET可以达到每分钟8000米，对PP来说每分钟可以达到6400米。使用本发明的方法和装置本发明的申请人生产出了熔喷级长丝，即直径为5～10微米，纺粘生率达到70～150Kg/H/M宽度，大大地超过了传统生产工艺的能力。

使用本发明时，必须建立一个正确的起动步骤以最后形成最佳条件，即最高的纺丝速度和相应的最高的原料通过量。例如，如果生产过程开始时拉丝装置与喷丝板的距离低于50厘米，就不能建立每分钟每孔4.0克(ghm)，原料通过量，即每分钟8000米的纺丝速度生产4.5旦尼尔PET长丝的非织造纺粘织物的工艺水平。正确的工艺起动过程是在开始时，拉丝装置先设置在喷丝板下面至少100～150厘米处，而且开始时原料通过量要低得多，即低于1.0ghm，并且使用较低的空气压力，即在10～20psig之间，以使长丝可以较容易地穿过拉丝装置的槽。一旦在这种条件下建立了初始起动的，于是空气压力和原料通过量可以协调地调节到一个所需的状况，与此同时，拉丝装置向上移近拉丝板。当将拉丝装置设置在喷丝板下面25厘米处，并使用75psig的空气压力就可以达到稳定的工艺，即生产4.5旦尼尔PET长丝。申请人发现，喷丝板与拉丝装置的距离可以是在5～150厘米之间，最好是在20～90厘米之间。但是，这种小的距离只有在使用了上述试运转(起动)步骤之后才能实现。

当纺丝速度增加时，联机长丝的直径断面有两个显著的变化。首先，纺丝路线上部区域的熔丝直径的减小率增加。换句话说，熔丝在较高纺丝速度时变细的程度快得多，产生出了较多的可以被冷却的面积。第二，由于所谓应力引发的结晶，使长丝开始固化的位置朝着喷丝板的方向往上移动。纺丝的速度愈高，冷却的需要量愈少(即所需的骤冷室的长度较短)，拉丝装置可以沿着纺丝路线向上升高而不会使生产中断，因为长丝在进入拉丝装置的槽以前就已很好地固化，因而长丝不会因互相接触而断裂。当喷丝板和拉丝装置之间的距离缩短时，与在喷丝板和拉丝装置之间高速行进的长丝的那段长度(dZ)有关的阻力F_d将成比例地降低，结果惯性力F_inert增加，导致长丝拉伸速度的进一步增加，拉得越细，固化的温度越高。这就使拉丝装置也可以进一步上升。我们所得到的结果表明，随着被加工的材料以及原料通过量(以后称为ghm)的不同，拉丝装置在原料通过量达到4ghm时(每分钟每孔克数)其靠近喷丝板的距离可以提高到5～40厘米的程度。与当前商品生产所用的距离2～4米相比，空气阻力降低了90～95％以上，在可以达到的生产率条件下，从生产出来的长丝细度的观点来看空气阻力的降低对工艺产量具有明显的影响。拉丝装置越靠近喷丝板，被拉伸的长丝温度越高，伸长粘度就越低，而伸长粘度与伸长速率是成反比的。那就是说，随着伸长粘度的降低，在同样的拉伸力下，可以实现较高的伸长率(较高的纺丝速度)。

本发明概要

一种用以生产纺粘型非织造纤维网的方法和设备，可以从热塑性材料中以提高的生产速度生产出由直径更细的、均匀度更好的长丝组成的非织造物纤维网，所述方法和设备包括一熔体纺丝机，该机有一挤压装置用于加热和挤压穿过一喷丝板的热塑性材料以基本上形成多根垂直向下的聚合物长丝，还包括一拉丝装置，该装置具有纵向延伸槽，槽的长度基本上与喷丝板的长度相等。所述拉丝装置设置在喷丝板下面的一个至关重要的位置(距离)以将长丝接纳在其中。所述拉丝装置可移动地与喷丝板相连，并可用手动或电动机在机器开动前或开动的过程中移到一所需的与喷丝板相距的位置处，以生产纺粘型长丝。拉丝装置的延伸槽与喷丝板之间的距离恰到好处地设定以生产出所需直径的较细的长丝，获得较好的细度的长丝以及提高的生产速度。拉丝装置内的伸长槽和接纳被挤出塑料的喷丝板的底部之间的至关重要的距离在0.2～0.9米之间。通过初始试运转之后，把拉丝装置设置得较接近于喷丝板底部可以获得纤度(旦尼尔)较细的长丝。因为，拉丝过程发生在炽热的熔丝离开喷丝板时，使得诸长丝可以得到足够的冷却使它们不互相粘连而同时又具有足够的热量(软性)因而被拉成纤度更细、更均匀的长丝。在传统的装置中，喷丝板底部和拉丝装置之间的距离很大，一般炽热的熔丝先被冷却到环境温度而固化然后才到达拉丝装置，此时，已比较难以实现使用本发明所能获得的变细或更细的长丝。使用本发明，当这些长丝，处于炽热的时候，可以伸长或拉细到更细的直径。结果是得到较好的产品，因为它们的每单位重量可以具有更多的表面面积和长度，并且具有较高的强度。

该拉丝装置具有一沿着上部的V形槽，在顶部有一水平方向的伸长敞开端以及从敞开端顶部下垂的彼此相互靠拢的相对的侧壁，从而在槽的上部的一端形成一狭的间隔。一附近的喷嘴把定向的空气流沿着槽的整个长度引入槽内从而使两股气流互相汇合的区域形成一湍流结构。该槽还包括一底座部分，它的形状安排得可以改善长丝的无规则的散布以使非织造纤维网具有一定的均匀度。

在拉丝装置下面有一成网台用以接受成幅的长丝，使成幅长丝形成非织造织物纤维网。

熔体纺丝机制造得使拉丝装置和成网台的位置可以各自独立地沿着纺丝路线垂直地进行调节，以及水平地垂直于纺丝路线进行调节。

本设备包括两只提供空气的喷嘴，它们与拉丝装置槽在两侧互相连通以各自形成一15～30°的角度，各自适于形成一弯曲的空气通道以引进一定向的气流。当气流离开两喷嘴汇合在一起与长丝接触以及它们彼此与长丝接触时，就形成了一股湍流结构，使长丝产生强烈的“拍动”或“波动”。空气和长丝的相互作用大大地增强了施加在长丝上的空气阻力，从而增加长丝的变细程度。

为了使拉丝装置如前述能在离喷丝板0.2～0.9米处工作，有一起动步骤如下所述。即开始时拉丝装置设置在至少离开喷丝板100或100厘米以上的一个适当的位置处，而且降低的聚合物通过量，极小的空气压力及流量也必须调节得使长丝比较容易穿过拉丝装置的槽。一旦在此情况下的纺丝路线建立了起来，空气压力和原料通过量就可以协调地逐步增加，与此同时把拉丝装置朝着喷丝板方向提升。通过起动步骤以及喷丝板及拉丝装置之间的距离的调节，缩短(它们的距离)，就可以得到一个稳定的生产过程，可以生产出最细的长丝而且产量可以较高。所以，一旦起始的纺丝线路的穿线获得成功，纺丝线路得以稳定下来，拉丝装置就可以通过手动或电动机逐步移向喷丝板，与此同时聚合物通过量及空气压力可以适当地提高直到喷丝板和拉丝装置达到这样的位置，即能以提高的生产速度生产出最细的长丝(最小的旦尼尔)及最均匀的非织造纤维网为止。成网台相对于拉丝装置的位置也应相应调节以获得所需的非织造纤维网的特性，例如均匀性和膨松感(即松软丰满的手感)。

本发明的一个目的是提供一种熔体纺丝机，以生产由热塑性聚合物长丝组成的纺粘型非织造织物纤维网，该长丝在较高生产速度下与传统工艺生产的长丝相比具有较小直径和较佳的均匀度。

本发明的另一个目的是生产一种由热塑性长丝组成的非织造织物纤维网，热塑性长丝具有最佳低纤维(旦尼尔)，用以形成每单位重量具有较大表面积和较长的长度，可用作非织造纤维网。

本发明的又一个目的是提供一种方法，使用该方法能从热塑性材料生产出更细和更好均匀性的长丝，以用作纺粘型非织造织纤维网而且能以较高的生产率生产出来。

根据以上所述及其他目的将在下面变得很明显，下面将结合附图对本发明进行描述。

附图的简单说明

图1是根据本发明设备的透视图。

图2是用于本发明的拉丝装置截面的侧视图。

图3是根据本发明的拉丝装置的部件分解透视图。

较佳实施例的描述

现请参阅附图，特别是图1。图中本发明总的用编号10表示。它包括一改进的熔体纺丝机，该熔体纺丝机包括一挤压装置22，纺丝梁25(spin beam)，拉丝装置31。挤压装置22及纺丝梁25固定地安装在可移动的拉丝装置31上方的支承平面上。

拉丝装置31可移动地支承在一可移动的金属网线带式输送机92的上方，后者是成网台90的一个组成部分。该成网台还包括可垂直调节的底部93，用于垂直调节成网台90的顶部和喷丝板26之间的距离，调节的范围约30～150厘米。底部93的下面的轮子94安装在一对导轨95上，使成网台90可以作水平来回移动以便让出空间供更换喷丝板26之用。

聚合物从聚合物供应源20馈入料斗21，聚合物在挤压装置22中被加热和融熔并被推经过滤器23及计量泵24而进入纺丝梁25。然后被挤出以穿过具有众多的多排小孔的喷丝板26，被喷出的长丝一起形成垂直地向下前进的帘状长丝或纤维F。

使长丝变细的拉丝装置31包括一纵向伸长槽32，拉丝装置放在喷丝板下的恰当的对准位置上以接受由于重力和空气压力而移动的帘状长丝或纤维。在试运转建立以后，对于长丝细度及原料通过量来说，至关重要的距离是喷丝板26的底部和拉丝装置顶部之间的距离。长丝或纤维F，在被拉丝装置31吸入和拉伸之前，由一股快速移动的空气混合流(也可以是雾化的水)所冷却并部分固化，所述空气混合流是夹带有通过拉丝装置所吸入的由喷水装置产生的周围含湿气的空气。

现在请参阅图2。拉丝装置31包括一槽32，它具有水平方向伸长的敞开的顶部槽段33，此段包括一对侧壁35和36，它们以一个最大到90°的角度从拉丝装置31的上表面S突出。拉丝装置31还包括上槽段34，它包括一对侧壁37和38，该对侧壁以一个在15～60°之间的角度从顶部槽段33下垂，最好是30～45°的角度下垂。槽32还包括一下槽段44，它具有由一对底座50及51组成的下侧壁。横向的肩部41位于槽32每一侧的上和下槽段34和44之间。在槽32每一侧的一对空气喷嘴42和43沿着槽32的整个纵向长度延伸并形成在上槽侧壁37及38下端内表面及底座50及51的相对表面54及55之间。

一空气通道56沿着拉丝装置31的槽32的整个纵向长度延伸并以在空气室58底部的隔板57及底座50,51的曲面为界。隔板57上装有两块截面垂直的板59。该空气通道分成两段：一排放段60与喷嘴42和43相连，排放段朝着有关喷嘴的方向具有逐渐平滑地减小的宽度；一连成一体的段62，它在每对垂直段之间的弧形曲面段里包含有4个平行的垂直段。空气通道的连成一体的段62通过空气窗64与空气室58相连，它是靠近拉丝装置31的侧壁73及71的置于隔板57的边缘处的闸板。

空气通过一与适当空气源66连接的歧管65(见图1)送入空气室58。该空气室58包括若干从歧管65进入空气室58的空气管道68，后者具有面朝上的和接近上槽段的侧壁37和38的敞开端69。在连成一体的段62的空气通道的弧形曲面段产生了一个空气压力降，它用于沿着槽32的整个纵向长度均衡空气容积流率及速度，尤其是在喷嘴42和43的出口处。空气通过的面积沿着空气通道从空气窗64一直到喷嘴42及43的出口逐步下降，这也是用来使空气压力一致的。其结果，沿着槽32的整个纵向长度在喷嘴42及43的出口处的空气流在容积及速度方面都将是均匀的。

空气室58还装有若干喷水头76(也可以不用)，它们与连接到一供水装置74的进水管72流体连通。喷水头所产生的水雾用来冷却从空气供应源66进来的空气，从而有利于接触到该空气流的长丝的固化。

拉丝装置31的底座50及51的结构是这样的：与隔板57及两个垂直截面板59一起作为空气通道的界限的底座50及51的上表面，由两向下弧形弯曲和一个向上弧形弯曲的边缘组成。两个向下弯曲的边缘具有不同的深度。接近空气窗64的边缘比另一边缘长2～10毫米。拉丝装置的底座50及51通过在侧壁71及73上的延伸孔的多个螺栓75与拉丝装置的侧壁73及71相连，以便使底座的位置可以向上或向下调节以改变喷嘴42及43的间隙从而根据工艺过程的需要来改变气流的容积及速度。

现请参阅图3。所述拉丝装置31在每一边上包括侧盖板80，该侧盖板通过对应的水平延伸孔81,82及83与若干螺栓89连接，通过延伸孔可以调节槽34及44的宽度。在拉丝装置31壳体及侧盖板之间有一橡胶密封垫84用以密封该装置。拉丝装置31与成网台之间的距离可以用垂直地安装在侧盖板80上的穿过匹配的阴螺纹的阳螺纹86加以调节。且由安装在成网台90上的带有齿轮箱系统87的电动机加以驱动(见图1)。通过旋转螺钉86，拉丝装置31相对于成网台的位置可以作相应的调节。图3还示出了空气供应源66及供水管道74，它们分别与管道65,68及72相连。

回过头来再参见图1。图1中示出了本发明的一个极为重要的核心。所述成网台90位于拉丝装置31的槽32的下面以接受长丝F并使长丝形成非织造纤维网。成网台90包括一真空吸箱，用以把长丝向下拉到一移动着的金属网线带输送机92上，后者把所形成的纤维网运送到下一个工艺步骤以便使用传统的技术加固纤维网，从而形成最终的非织造织物纤维网。所述成网台90包括可调节的底部93，它被用来垂直地调节成网台90的顶部及喷丝板26之间的垂直距离，调节的范围是30～180厘米左右。拉丝装置31(沿着顶部的槽32)和喷丝板26的下部或表面之间的距离是本发明中的一个非常关键的调节和一个非常关键的距离。喷丝板的底部和拉丝装置顶部之间的距离是可以调节的。在正常的生产情况下最好是在10～90厘米之间。下面是按本发明制造设备的例子，其中所用的聚合物是聚丙烯。

例子1

正确的起动步骤必须建立以便最终可以建立最佳的状态，即达到最高的纺丝速度以及相应的原料通过量。所以，在开始起动时，从拉丝装置顶部到喷丝板的距离是在传统工艺的范围内，即从100到150cm甚至更大一些的距离。此时原料通过量也较低，不到1.0ghm，空气压力也是较低的约在10～20psig之间，以便使长丝穿过槽的问题可以很快解决。一旦长丝的连续纺丝路线在这种情况下建立起来以后，空气压力逐步提高，使速度得以提高。与此同时，拉丝装置向喷丝板接近，同时，相应地调节原料通过量及空气压力。

从拉丝装置的顶部到喷丝板之间的最终距离约在5～150cm之间，在正常生产情况下最好是20～90cm。拉丝装置的顶部槽段33的宽度约10～20em。上槽段34的顶部宽度约为5～15cm。在肩部41处的槽32的相对边缘之间的宽度约为0.3～2.0cm。喷咀42,43的出口的间隙约为0.1～0.6mm。从空气源装置66引入的空气流在槽两侧的喷咀42,43出口处具有约100～350m/sec的速度。并在它们会合在一起时形成一湍流。带湿气的空气通过从喷咀42,43引出的气流从顶部敞开端33处被吸入。这种吸入的带有湿气的空气流冷却长丝并沿着上槽段34将长丝拖曳到喷嘴42,43处，在那里带湿气的空气流和湍流汇合。当在喷咀下面的空气流按照气流结构与被拖曳的长丝一起移动时形成一强烈的“拍动”或“波动”形式。正是这种强烈的“拍动”或“波动”，结合拉丝装置的移近喷丝板建立了理想的情况，此时，由于“拍动”而形成的“形状阻力”产生的大为增强的空气拉力作用在仍然是炽热的长丝上，因而长丝很容易被拉伸，对聚丙烯聚合物来说可以形成0.1～2.5旦尼尔的聚合物长丝。生产率达到约70～360kg/每米机宽每小时，这里的机器宽度，在下面是指喷丝板宽度的尺寸。对聚对苯二甲酸乙二(醇)酯聚合物来说，可以形成0.3～4.5旦尼尔的聚合物长丝，生产率约为100～540kg/每米机器宽度，每小时。

例子2

在拉丝装置顶部槽段33的顶部处的宽度是10cm。在上槽段34的顶部处的宽度是5cm。在肩部41处槽32的相对边缘之间的宽度是3mm。喷咀42,43的出口间隙是0.1mm。

喷丝板的宽度是10em，喷丝板上的孔的数目是144，孔的直径是0.35mm。骤冷室位于纺梁的下右方，纺丝梁尺寸是15×28cm，提供的冷激空气是4$～60°F。所用的原料是聚丙烯35MFR，所用的加工温度是230℃。原料通过量是2.5克/孔/每分钟(ghm)，从拉丝装置顶部到喷丝板的距离是40cm。提供给拉丝装置的空气是3.0NM/分钟，压力是55psig。从拉丝装置的底部到成网台90表面的距离是40cm。在通过方向向下的湍流与从长丝帘两侧出来的两股气流汇合在一起的气流共同拉伸长丝之后，可以看见一幅均匀的细长丝帘从拉丝装置的槽出来。这样得到的非织造织物具有极好的均匀性，长丝的纤度是3.5旦尼尔。此例中的纺丝速度是6400米/每分钟。

加工过程要经过一个如下的起动步骤。聚合物的初始通过量是0.5克/孔/每分钟。拉丝装置位于喷丝板下面150cm，拉丝装置使用的空气压力是15psig，提供少量的冷却空气。在这种情况下，很容易实现将长丝穿越拉丝装置的目的。此后，拉丝装置逐步向上移动，并相应地增加空气压力及原料的通过量，并供应一定量的冷却空气直到的上述最终的生产情况达到为止。应该指出的是，起动得以实现的条件是有一个范围的。起动的唯一目的是让长丝穿越拉丝装置的槽以建立一稳定的纺丝路线。如果没有一个适当的起动步骤，就如上所述不能达到最终的生产情况。换句话说，就不可能使挤压出来的长丝以2.5ghm速率穿越位于喷丝板下面40cm的拉丝装置而不发生问题——未固化的长丝接触到拉丝装置的硬的部位而造成槽的严重堵塞最终导致生产的停止。

例子3

使用的是和例2中一样的设备，原料用的是聚对苯二甲酸乙二(醇)酯。加工温度是290℃。作为起动条件，原料通过量是0.5ghm，拉丝装置离开喷丝板120em。未使用冷却空气。供应给拉丝装置的空气压力是20psig，气流速率是2.0NM/min。长丝或纤维，很容易地完成穿越槽的目的。然后逐步增加空气压力及原料通过量，与此同时，将拉丝装置往上移如例2所述。最后达到4.0ghm的原料通过量及70psig的空气压力，拉丝装置位于喷丝板下面25cm，最终成网台40位于槽下面40cm处。得到的长丝网非常均匀，长丝的纤度为4.5旦尼尔。纺丝速度是每分钟8000米。

例子4

和例2一样用的聚合物是35MFR聚丙烯。当使用较低的原料通过量时，得到的非织造纤维网对不同的长丝细度都具有较好的均匀性。例如，在原料通过量为1.0ghm时，拉丝装置的空气压力是45psig，拉丝装置离开喷丝板30cm，生产出纤度为1.8旦尼尔长丝纤维网。当原料通过量为0.5ghm时，空气压力为35psig，拉丝装置离开喷丝板为30cm之下，生产出纤度为1.0旦尼尔的长丝纤维网，当原料通过量减少到0.1ghm时，空气压力的25psig，拉丝装置在喷丝板下面20cm，生产出非常均匀的纤维网，长丝的纤度为0.25旦尼尔。

在起动时，长丝或纤维通过喷丝板挤压出来形成一垂直向下行进的帘形长丝，此时在极小原料通过量，和极小空气压力及气流量，拉丝装置离开喷丝板较远。在这样的设定条件下，帘状长丝甚至可以单独通过周围的空气来冷却，诸长丝在被吸入拉丝装置之前它们之间不会互相粘住。当该纺丝路线完全建立起来并且稳定以后，拉丝装置逐步朝着喷丝板的方向向上移动，与此同时提高供应给拉丝装置的空气压力及空气流量及聚合物的通过量。当拉丝装置更接近于喷丝板并且使用的空气压力及气流量较高时，长丝被拉伸的温度以及作用于长丝上的拉力相应地增加，生产出较细的长丝，长丝的直径的降低，有利于长丝的冷却，此时拉丝装置可以进一步向上靠近喷丝板而不会在进入拉丝装置之前发生长丝的互相粘住的情况。通过重复这些步骤，即有选择地调节拉丝装置的位置，空气的流量及压力，以及聚合物的通过量，可以获得所需要的生产情况，即在给定的生产条件下以最大的原料通过量生产最细的长丝(最小的旦尼尔)。在如上所述调节生产工艺条件的同时，成网台的位置也相应地调节以获得非织造织物纤维网的最佳均匀性。如此获得的纤维网然后可以使用许多传统工艺技术之一加以粘结或缠结以形成最后的纺粘织物纤维网或者把它卷起来不再进行任何加工步骤，这取决于它的最终用途是什么。

在正常生产时，最佳实施例中的拉丝装置可以上升到离开喷丝板只有5到50cm的非常近的位置。对聚丙烯来说，可以获得0.1到2.5旦尼尔的长丝，生产率可以达到每米机器宽度每小时70～360千克。对聚对苯二甲酸乙二(醇)酯来说，可以获得0.3～4.5旦尼尔的长丝，生产率可以达到每米机器宽度每小时100～540千克。在最佳实施例中还包括一成网台，它的位置可以根据喷丝板及拉丝装置的位置进行水平及垂直的调节，以获得均匀的非织造纤维网，然后对此纤维网用许多已知的技术之一加以粘结以生产出最后的纺粘型非织造织物。

因此，很明显本发明提供了一种生产非织造纺粘型纤维网的设备和方法，用这种设备及方法可以生产出完全满足上述目的，目标和提供以上所述的优点。在此描述及示出的本发明是目前认为最为实用和较佳的本发明的实施例，但是，应予理解的是，在本发明的精神实质的范围内，对本发明领域的熟练人员来说，完全可以提出种种不同的实施例以及作出一些显而易见的变更或修改。

Claims (18)

1．一种从挤出的聚合物长丝形成非织造织物纤维网的设备，包括：

聚合物挤压装置，该装置包括熔体纺丝装置，后者具有一块众多的多排较垂直取向的密集间隔孔的喷丝板，用以挤出多根连续的聚合物长丝；

拉丝装置，包括一纵向设置延伸槽，所述拉丝装置最佳地设置在喷丝板的下面一预定距离处以达到所需的拉力和长丝的粗细度，所述拉丝装置离所述拉丝板的距离不超过150厘米；

空气喷咀装置，用以提供具有一定压力的空气，所述喷咀装置具有一基本上沿着所述拉丝装置的槽的整个纵向长度与所述拉丝装置延伸槽相连通的出口，所述喷嘴装置设在离开所述槽中心线的一预定方向上，用以将一向下取向的气流引进所述槽中；以及

成网装置，该装置位于所述拉丝装置的槽的下面，以收集长丝使之形成非织造织物纤维网。

2．如权利要求1所述形成非织造织物纤维网设备，包括喷水装置，该喷水装置设置在喷丝板附近，围绕喷丝板以冷却所述长丝。

3．如权利要求1所述形成非织造织物纤维网设备，包括可移动地调节所述喷丝板和所述拉丝装置之间的距离的装置，从而使喷丝板和拉丝装置之间的距离以及拉丝装置和成网装置之间的距离得以调节，以获得所需长丝直径和细度及非织造织物纤维网的均匀性。

4．一种如权利要求2所述的形成非织造织物纤维网设备，其中所述喷水装置包括一水管，所述水管设置在所述喷丝板附近并围绕着所述喷丝板，喷水装置的水头向下设置，彼此相隔一预定的距离。

5．一种如权利要求1所述的形成非织造物纤维网设备，包括所述喷咀装置，所述喷嘴装置设置在所述槽附近且相对于所述槽定位，使之沿着所述槽的垂直长度形成一湍流，以便在长丝被垂直地带进所述拉丝装置的槽中时，将阻力施加在长丝上，所述施加在垂直地通过所述槽的长丝上的阻力，在所述喷咀装置下面产生一“拍动”或“波动”结构。

6．如权利要求1所述的形成非织造织物纤维网设备，其中，所述喷丝板和所述拉丝装置之间的距离在约5cm和150cm之间，以产生0.1～2.5旦尼尔的聚丙烯长丝或纤维，生产速率为每小时每米机器宽度70～360千克以及生产0.3～4.5旦尼尔聚对苯二甲酸乙二(醇)酯长丝，生产速度为每小时机器宽度每米100～540千克。

7．如权利要求3所述的形成非织造织物纤维网设备，其中，所述拉丝装置相对于所述成网装置的定位装置包括至少一个垂直地装在所述拉丝装置及和所述成网装置的阳螺纹以及一装在所述拉丝装置上的与阳螺纹匹配的阴螺纹，以及装在所述阳螺纹上的以相对于所述成网装置移动所述拉丝装置的电动机装置。

8．一种从聚合物挤出的多根长丝所形成纺粘型非织造聚合物织物的方法，包括以下步骤：

(a)通过熔体纺丝从一热塑性聚合物中挤出穿过喷丝板的多根垂直取向的长丝；

(b)通过置于所述喷丝板下面的拉丝装置用空气压力拉伸所述长丝，在离开所述喷丝板的一预定距离处施加拉力；

(c)在置于所述拉丝装置下面的成网装置上形成一纤维网，从而各长丝的细度可以通过由离开喷丝板的拉力的距离来加以控制。

9．如权利要求8所述的方法，包括在5cm到150cm的范围内调节喷丝板和拉力之间的距离的步骤。

10．从多根长丝形成一纺粘型非织造织物纤维方法网，包括以下步骤：

(a)通过熔体纺丝从一热塑性聚合物中挤出穿过喷丝板的多根垂直取向的长丝；

(b)用空气压力拉伸设置在喷丝板下面的所述长丝或纤维，在离开所述喷板的一预定距离处施加所述拉力；

(c)在位于所述拉丝装置下面的成网装置上形成一纤维网，所述长丝的直径大小可以(拉力)和喷丝板之间的距离来控制。

11．如权利要求10所述的多根长丝，对聚丙烯来说，其旦尼尔为0.1～2.5，对聚酯来说，其旦尼尔为0.3～4.5。

12．一种从多根挤出的聚合物长丝形成一纺粘型非织造聚合物织物的方法，包括以下步骤：

(a)在起动时，通过熔体纺丝从热塑性聚合物中挤出穿过喷丝板的多根垂直取向的长丝；

(b)在起动时，使长丝穿过一拉丝装置槽，拉丝装置离开喷丝板至少为100cm，使用降低原料通过量及极小的空气压力，所述极小的空气压力在10～20psig之间；

(c)协同地增加空气压力及原料通过量，与此同时，减小喷丝板及所述拉丝装置之间的距离直到所述在喷丝板和拉丝装置之间的距离在5到150cm之间为止，从而各长丝的细度可以通过所述拉丝装置和喷丝板之间的距离来控制；

(d)在位于拉丝装置的下面最佳位置处的成网装置上形成一纤维网，从而长丝的细度可以通过拉丝装置和喷丝板之间的距离加以控制以形成具有所需特性的均匀纤维网。

13．如权利要求12所述的方法，其中，在起动之后，喷丝板和拉丝装置之间的调整距离是在5到150cm之间。

14．如权利要求12所述的方法，用聚对苯二甲酸乙二(醇)酯聚合物时可达到每分钟8000米的纺丝速度。

15．一种从多根挤出的聚合物长丝形成纺粘型非织造聚合物织物的方法，包括以下步骤；

(a)通过熔体纺丝从热塑性聚合物中挤出穿过喷丝板的多根垂直取向的长丝；

(b)在起动时，通过设置在喷丝板下面的拉丝装置用极小的空气压力拉伸长丝在该空气压力下，拉丝装置在离开喷丝板至少100cm处对长丝施加一拉力，并使用极小的原料通过量；

(c)把空气压力从极小空气压力提高到55psig，与此同时，减少所述拉丝装置和所述喷丝板之间的距离到50cm以下以大大地增加原料通过量。

16．从挤出的聚合物长丝或纤维形成非织造织物纤维网的设备，包括：

聚合物挤压装置，该装置包括熔体纺丝装置，熔体纺上装置还具有众多的多排垂直取向密集间隔孔的喷丝板，用以挤出多根连续的聚合物长丝；

拉丝装置，该装置包括一纵向设置延伸槽，且定位在所述喷丝板的一预定距离下面，以获得所需的拉力及长丝的细度；所述拉丝装置与所述喷丝板的距离不超过150cm；

空气喷咀装置，用以提供一定压力的空气，所述喷咀装置具有一基本上沿着拉丝装置槽的整个纵向长度与所述拉丝装置的延伸槽连通的出口，所述喷咀装置设置在离开所述槽中心线的一预定方向，用以把一股向下的气流引入所述槽内；成网装置，该装置置于所述拉丝装置槽的下面，用以收集长丝以形成一非织造织物纤维网；

连接所述拉丝装置和所述喷丝板的装置，用于可变地调节所述喷丝板和所述拉丝装置之间的隔开距离；以及

调节来自所述喷咀装置的空气压力的装置的同时调节所述喷丝板和所述拉丝装置的距离，从而可同时改变所述空气压力和所述喷丝板到所述拉丝装置的距离当将所述喷丝板和所述拉丝装置之间的距离减到150cm以下时，能提高设备的生产量。

17．一种从多根挤出的聚合物长丝形成一纺粘型非织造聚合物织物以提高产量的方法，包括下列步骤：

(a)通过熔体纺丝从热塑性聚合物中挤压出穿过喷丝板的多根垂直取向的长丝；

(b)起动时，通过离开喷丝板至少100cm的拉丝装置使用不到20psig的空气压力以拉伸所述长丝；

(c)同时改变和提高对拉丝装置所提供的空气压力，相应地降低喷丝板和所述拉丝装置之间的距离，以及增加所述长丝产量直到空气压力及在喷丝板与拉丝装置之间的间距同时处于一预定值时，长丝产量达到一所需的数量为止；

(d)将挤出的长丝堆积在位于所述拉丝装置下面的成网装置上以形成长丝纤维网。

18．如权利要求17所述的方法，其中，长丝的细度可以通过控制拉丝装置和喷丝板之间的距离和空气压力而进行选择。

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