CN1292050A - 用于制造非织造织物和层压制品的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

通过一个多工位生产线(10A,10B,10C)制造非织造层压制品,该生产线包括至少一个纺粘喷丝头组件和至少一个熔喷喷丝头组件。每个工位包括:(a)一个熔融纺丝喷丝头体(61),它可选择性地装有一个纺粘喷丝头嵌入件(97)或一个熔喷喷丝头嵌入件(96):(b)一个可移动支承结构(15),用于根据纺粘或熔喷运行模式来调节合适的喷丝头到收集器距离。多工位生产线(10A,10B,10C)可以制造不同的纺粘(S)或熔喷(M)层压制品,包括S－M－S层压制品。

Description

用于制造非织造织物和层压制品的装置和方法
发明背景
本发明大体上涉及由熔喷和／或纺粘工艺制造非织造织物。一方面，本发明涉及一种具有可互换熔喷和纺粘喷丝头的装置。另一方面，本发明涉及一种新型的长丝拉伸装置。再另外一方面，本发明还涉及连续制造纺粘-熔喷层压制品。
非织造织物在医用、尿布、过滤、服装、装饰用布、吸收作用、环保多个工业领域已得到了商业应用，以上仅列举了几个其用途的实例。
术语“非织造”表示通过机械、热、或化学措施粘合或缠结纤维而制造的定向或随机取向纤维的片材、网或毛层。非织造织物不包括纸和通过织物缩绒而被机织、针织、蔟绒、或毡化成的产品。纤维通常是人造合成物。
尽管非织造织物可由许多工艺方法而制成，但目前使用的最流行的工艺方法是熔喷和纺粘工艺方法。熔喷是用于制造非织造织物的一种工艺方法，其中熔融热塑性物被从模头中挤压出，以形成一排长丝(例如，纤维)。从模头出来的纤维与会聚片或热空气喷嘴相接触以把纤维拉伸至微小直径。纤维然后以随机的方式被堆置到一个收集器上并形成一种非织造织物。
纺粘工艺包括通过一个喷丝板挤出连续的长丝。挤出的长丝保持分开并且通过转动喷丝板、通过电荷、通过控制空气流、或通过收集器的速度获得希望取向的长丝。长丝被收集在收集器上，并使长丝层通过压辊和／或热的行列轧光而被粘合。纺粘织物一般具有大的平均直径(例如12-100微米，通常15-50微米)，它们比熔喷纤维(例如0．5-15微米，一般为1-10微米)重和硬。
在Greenville，South Carolina召开的“纤维制造者1983年年会”上发表的题为“非织造织物：纺粘和熔喷工艺方法”的论文中详细描述了这两种工艺方法。该论文所披露的内容在此可作为参考文献引入。值得注意的是，结合非织造织物使用的术语“纤维”和“长丝”是可互换的。
熔喷织物的特征是柔软、疏松和良好的手感，但是强度特性如拉伸强度较差并且非常不耐磨。另一方面，纺粘织物具有良好的强度特性和耐磨性但不如熔喷织物柔软。
数年以前已发现，熔喷和纺粘织物的特性可通过一种由至少一层熔喷织物和至少一层纺粘织物组成的层压制品而结合。美国专利4，041，203公开了这样一种层压制品。近几年来，层压制品已经得到了改进，最流行的是称之为S-M-S(纺粘-熔喷-纺粘)结构，其中一熔喷层由两纺粘层包围。这些层通过压实或通过轧光而被结合在一起，并且表现出显著的强度特性、能量吸收、拉伸强度、和耐撕性，以及具有柔软、柔性感或手感。
S-M-S结构能够通过层压预制的织物而制造或通过连续运行而制造，其中(a)纺粘长丝被沉积在一个可移动的收集器上形成第一层，(b)熔喷长丝被沉积在上述的第一层上，并且最后(c)第二层纺粘长丝被沉积在熔喷层的上部。然后这三层结构可被结合在一起。
这种连续运行需要两个纺粘装置和一个熔喷装置。因为收集器距喷丝板具有较长的距离，纺粘装置具有较大的结构，并且不易适合其他工艺方法例如熔喷法。另一方面，熔喷装置从喷丝头到收集器占用相对短的距离并且不易适合纺粘工艺。连续装置只限于制造这样一种类型的层压制品：S-M-S层压制品或其部分。
本发明概述
本发明的一个目的是提供一种装置，其特征是可互换喷丝头，即纺粘装置能够容易地转换成熔喷装置；或另一方面，熔喷装置能够容易地转换成纺粘装置。
本发明的另一目的是提供一种多工位、连续纺丝运行或方法，其中，各工位能够有选择的运行以生产一种纺粘织物、或熔喷织物。各工位的灵活性使得有可能选择制造各种层压制品，该层压制品包括不同组合的熔喷和／或纺粘层。
本发明的另一目的是提供一种熔喷喷丝头，其具有一个长丝拉伸装置以增加长丝的拉伸倍数并生产较细的长丝。该长丝拉伸装置也能够有利的使用在纺粘装置上。
附图简要说明
图1是连续三工位组件的侧视平面图，其表示了处于纺粘模式的第一和第三工位以及处于熔喷模式的中间工位；
图2是示于图1中装置的侧视平面图，其表出了第一工位的侧面视图；
图3是示于三工位的每个工位中的熔融纺丝组件的放大的主视图；
图4是示于图3中熔融纺丝组件的一部分(喷丝头体)的放大的剖面示意图；
图5是示于图3和图4中的喷丝头体而其中没有安装喷丝头嵌入件的剖面示意图；
图6是示于图5的喷丝头体沿其6-6线所剖的剖面示意图；
图7是所示的熔喷喷丝头嵌入件从喷丝头体分离出的放大示意图并且为横截面图；
图8是纺粘喷丝头嵌入件的放大示意图并且为横截面图；
图9是示于图8的喷丝板的底视平面图；
图10是示于图1、2和12的长丝拉伸装置的放大的顶视平面图；
图11是示于图10的长丝拉伸装置并沿其线11-11所剖的部分横截面示意图；
图12是一种装有图10和11所示的长丝拉伸装置的改进的熔喷喷丝头组件的侧视平面示意图；
图13是部分支承结构的局部放大示意图，其示意说明用于可伸缩移动支承结构同轴支杆的一个千斤顶；
图14是另一不同的熔喷喷丝头嵌入件的横截面示意图。
优选实施例的描述
由于包括在本发明中结构的复杂性，本发明将首先结合图1所示的三工位连续组件进行描述，接下来描述其各构件，包括熔融纺丝组件、熔喷喷丝头嵌入件、纺粘喷丝头嵌入件、长丝拉伸装置、和熔喷组件的另一设计。在对不同构件描述之后，描述组件的运行，说明多工位生产线的灵活性，尤其是有关各工位喷丝头的可互换性。
多工位生产线(图1和图2)的总体描述
多工位线的工位10A、10B和10C可包括许多相同的构件。同样的参考标号将表示每一工位上的相应构件。例如在每一工位上的挤压机是由参考标号22表示。
具体地参看工位10A，该工位包括一个支承结构，该支承结构可以是四个垂直支杆11的形式，它们通过横梁12相互连接。每一支杆11都是空心的并且同心地安装在内支杆13上，内支杆13固定到地面上。支杆11和13可以是任何截面但最好是方形，并且尺寸制作成使得在它们之间可伸缩移动。对于外部支杆11相对于内部支杆13伸缩运动的装置可以采用包括液压油缸的各种形式。然而，最好装置是一种设置在每一支杆11上端的现有的螺杆式千斤顶组件50，如图13所示。千斤顶组件50包括由驱动轴59驱动的齿轮箱55，齿轮箱55转动螺杆60。螺杆60拧到固定在支杆11上端的套管69上。在一个方向上转动螺杆60从而提升支杆11和支承结构15。在相反方向转动螺杆60降低支杆11和支承结构15。支承结构15和其上安装的设备便这样在上部位置(工位10A)与下部位置(10B)之间可垂直移动。
一熔融纺丝组件，通常表示为16，通过多个空气管被安装在可移动的支承结构15上，空气管包括一对垂直的空气管18(见图2)和一个水平的管段19。这里有两对空气管18，一对是被安装在熔融纺丝组件16的各侧。一对如图2所示被连接到如下详细描述的熔融纺丝组件16的空气箱体20的两相对端部。每一对管的水平管19可被固定在横梁12上。这样，熔融纺丝组件16悬挂在可移动的支承结构15上。(使用这里的术语“熔融纺丝组件”通常意义上表示熔喷和纺粘喷丝头组件。)
一个挤压机22被安装在可移动的支承结构15上，如图2所示，并且包括装料斗23、筒管24、和聚合物进给管路25。聚合物进给管路25把熔融聚合物输送到如下更加详细描述的熔融纺丝组件16。
直接位于熔融纺丝组件16下方并相反成一直线的是一对空气骤冷丝室26和一个长丝拉伸装置27。这两个组件26和27都通过支架以叠置的关系支撑在平台28上(见图2)。该对骤冷丝室26在其之间限定一骤冷区域49。拉伸装置27也制作成一对导管，在其之间限定长丝拉伸区域49。骤冷丝室26与拉伸装置27之间的垂直空间可包括片状金属壳体47并且在拉伸装置27与平台28之间的垂直空间可包括片状金属壳体48。在平台28其上形成有一个开口32。从熔融纺丝组件排出的长丝30接下来经过骤冷区域45、壳体47、拉伸区域46、壳体48、开口49下降并且被沉积在输送带36上。构件26、27、47、和48被安装在一带轮的小车33上，如图2所示，以致该组件可以作为一个整体移动到工作位置(图2)或相对输送带36成直角被移动到一非工作位置。
输送带36横移过所有如图1所示的三个工位并且适合于从各工位收集长丝。输送带36被穿孔或是一种细孔筛网以使得空气由此经过。在各工位处位于输送带36之下的真空装置25可用于抽吸空气和碎料。
空气被送到骤冷丝室26，如以34示意地表示，并且空气被送到长丝拉伸装置27，如以35表示。
工位10C基本与工位10A相同，这两工位描述了安装在其上的设备的纺粘模式。在这两个工位上的熔融纺丝组件16提供有如下描述的纺粘喷丝头嵌入件。
工位10B表示装置的熔喷模式。在该模式中，小车33和安装在其上的设备移动到非工作位置处并且因此对于工位10B未示出在图1中。在该工位上，可移动的支承结构15移动到其下部位置上。由于在熔喷喷丝头出口与输送带36之间的短距离，则要求可移动支承结构15处于下部位置。工位10B的熔融纺丝组件16提供有一个熔喷喷丝头嵌入件。
示于图1的三工位生产线的运行如下：纺粘长丝30沉积在输送带36上形成一长丝层42。长丝层42在工位10B处在熔喷喷丝头下输送，熔喷喷丝头在其上沉积熔喷长丝以形成层43。这两层在工位10C下输送，在此处纺粘长丝的另一层44被铺在其上。如上所述，这些层可通过轧光或加压而被进一步加工从而使它们结合在一起。
熔融纺丝组件(图3)
作为在此使用的术语“熔融纺丝”意思是通过多个喷丝孔挤压出熔融物使熔融聚合物转变为长丝。纺丝组件包括喷丝头组件51、强制排液泵52、电机53、齿轮箱54和轴56。聚合物进给管道25把熔融聚合物输送到纺丝组件16。电机53驱动齿轮泵52，该齿轮泵接收熔融聚合物并且以计量的流量把其输送给喷丝头组件51，喷丝头组件通过喷丝孔分配熔融物并排出熔融物形成长丝30。
安装在喷丝头组件51各侧上的空气连接器57和58连接到空气管路18，该空气管路把加压的热空气输送到熔喷模式的喷丝头组件51。
齿轮泵52、电机53和齿轮箱54可类似于美国专利US5，236，641所描述的这些装置，该专利所揭示内容在此作为参考文献引入。
由图5可看到最佳的方式，喷丝头组件51包括一个喷丝头体61，在其下端具有一个向下开的空腔62。喷丝头体61可由图5所示的两个部分构成，其中一半具有一个连接于管路25的聚合物输入通道67，用来把熔融聚合物给到齿轮泵52的入口。
空腔62是由两个伸长的侧壁63和顶表面64限定的。伸长的V形槽66形成在每一侧壁63上。
喷丝头体61具有纵向间隔的空气通道68，以用来把空气连接器57和58与空腔62的相对的两侧相互连接起来。
最好如图6所示，喷丝头体61其内形成有一种“衣架”(coathanger)式分布结构，其包括入口71、侧向通道72和73，它们的端部与通道74相互连接。与已知衣架式分布系统一致，由通道72、73和74所限定的区域为特殊形状，从而实现进入入口71的聚合物均匀分布到通道74。示于图6的孔76适用于安放多个螺栓以用来把两个主体部分61用螺栓固定在一起。电加热器可安装在喷丝头体61中，以用来将喷丝头体的温度保持在工作水平。
入口通道71与齿轮泵52的出口对齐，以接收熔融聚合物并且将其均匀地分布到通道74。
如上所述，喷丝头体61的各侧上的空气箱20悬置在管18之间(见图2)。最好如由图4所示，每一空气箱20限定一个内部延长的正方形腔室81，其基本上延伸喷丝头体61的整个长度并且通过板82如通过焊接而被连接到空气连接器57上。
各空气连接器57可以是板83、84、85和86的焊接组件，它们组合限定了一个内部空气腔室87并且通过螺栓92使连接器57固定到喷丝头体61的各侧上。板82具有多个沿着其长度分布的通孔88，以用来把空气从腔室81输送到腔室87。隔板89和90安装在腔室87内，这些隔板在腔室87内限定了一个曲折的流道。腔室87的出口设置有多个空气孔91，它们与形成在喷丝头体61中的多个空气孔68对齐。
形成在喷丝头体61各半部分上的空气通路68延伸到喷丝头体的内部并形成一直角如92所示，空气由此流注到空腔62。通路68内转弯处的直角可通过使用被固定到喷丝头体上的嵌入件93而变得光滑，如图所示。
被输送到各连接器57的空气从如此限定的空气腔室81向内流入空气通道68并且经空气通道92进入空腔。
如上所述，喷丝头组件包括喷丝头体61和一个喷丝头嵌入件组件96或97，它们与空腔62相配合并安装在空腔62内。嵌入件组件可以是示于图4和7的熔喷喷丝头的形式(在此表示为熔喷喷丝头嵌入件96)或是示于图8和9的纺粘喷丝板的形式(在此表示为纺粘嵌入件97)。
熔喷喷丝头嵌入件(图4和图7)
首先参看使用熔喷喷丝头嵌入件96的实施例，该组件包括支承结构98(有时称作传送板)和一个安装在其上的模头99。构件98和99通过一系列螺栓(一个表示为109)而被连接在一起。作为构件98的顶表面101与空腔62的表面64接触，构件98并且具有侧壁102，该侧壁紧密地与空腔62的侧壁相配合。一对纵向延伸的V形槽104也形成在支承结构98上。在嵌入件96安装在空腔62中时，其V形槽104与空腔的槽66对准。多个空气孔103垂直延伸穿过支承构件98。每一空气通道103的入口与形成在喷丝头体61上的各空气通道的出口92相对准。一延长的通道106也形成在支承构件98上，该通道106经支承构件的纵向轴线延伸。在熔喷喷丝头嵌入件96安装在空腔62中时，通道106的入口与喷丝头体61的通道74对齐(见图4)。一个密封环107环绕着入口106。
模头组件包括一模头99和一对空气模板108。模头99具有一个由收缩表面112和113限定的向下凸出的三角喷嘴111。表面112和113在顶部114处会合，并且多个喷丝孔116沿顶部114纵向地被间隔开。聚合物流动通道117延伸穿过模头99并且具有一个入口，该入口与支承构件98的聚合物流动通道106对准。流动通道117向下颈缩从而把聚合物输送到喷丝孔116。喷嘴111可以如图所示成一体地形成在模头99上或可以是被固定到模头99主体上的分离件。
空气通道118也形成在模头99中，该通道与支承构件98的空气通道103相对准。空气隔板108通过多个螺栓，图中仅示出一个如119，而被安装到模头99上。空气隔板108位于喷嘴111的两侧并且与表面112和113限定了收缩空气隙121。每一空气隔板108与所面对的模头表面限定了一个曲折的空气通道124。
熔喷喷丝头嵌入件96紧密地与喷丝头体61的空腔62相配合。如上所述，组件的聚合物流动通道和空气通道分别是流体相通的，以使空气流经组件由空气隙121流出，在喷嘴的顶部114外会集成空气流，而聚合物从齿轮泵52流出经过喷丝头体61、熔喷喷丝头嵌入件96并通过模头的喷丝孔116而流出形成长丝。
在工位10B处的熔喷组件可包括由分隔开的空气导管(未示出)输送的冷却空气(二次空气)，随着长丝从喷丝孔116挤出，该空气导管把冷却空气排放到长丝上。
图14示出了另一熔喷喷丝头嵌入件设计。示于图7的对应部件在图14中用相同的数字标号表示。喷丝头嵌入件也更加详细地描述在美国专利US5，145，689中，其所揭示的内容在此作为参考文献引入。
纺粘喷丝头嵌入件(图8和图9)
纺粘喷丝头嵌入件97包括一个支承构件126，该支承构件除了在其内没有空气通道形成外，它与上述的支承构件98基本相同。然而，支承构件126具有顶表面127、侧表面128和V形槽129，它们分别与熔喷喷丝头嵌入件96的表面101、102、和槽104相同。
支承构件126设有聚合物开口和通道131，当喷丝头嵌入件97安装在空腔62中时，它与喷丝头体61的通道74相对齐。值得注意的是由于在支承构件126上没有空气通道，喷丝头体61中的空气通道被表面127堵住。
支承构件126被安装到纺粘喷丝件132上，该喷丝件包括主体构件133和一个喷丝板134，它们通过多个螺栓135而被固定在一起。主体构件133与喷丝板134相结合限定了给料室136，该给料室具有一个与支承构件128的通道131对齐的入口。喷丝板134具有形成在其内的多个流动通道137，该通道在其出口处向下减小成喷丝孔138。如图9所示，这些喷丝孔138形成一种格栅，经过格栅长丝被挤出。喷丝孔138的数量和间距可按照已知的纺粘实践来确定。(例如见美国专利US4，340，563、US5，028，375和US5，545，371。)
每一喷丝头嵌入件96和97被选择性地嵌入到喷丝头体61的空腔62内并且通过一对方形杆141而固定在位，方形杆装配到由在空腔62的各侧壁上的V形槽66和104或129所限定的方形孔内。在选择的喷丝头嵌入件96或97插入在位并且方形杆144插入的情况下，沿其配置间隔开并且拧入到喷丝头体61各侧上的螺栓142与杆141的一侧接合，以致在一个方向上旋转螺栓紧紧地把嵌入件紧固到空腔顶表面64上。
对于喷丝头体61以及熔喷和纺粘喷丝头嵌入件96和97的以上描述已清楚的是，该系统能够通过简单的选择嵌入喷丝头并将其插入到空腔62内而容易地从一种模式转换为另一模式。当然，这要求调节可移动的支承结构15以适应运行模式。用于把喷丝头嵌入件96或97嵌入到空腔61内的装置可以是手动或自动装置。图1中的工位10A和10C显示的是纺粘模式而工位10B显示的是熔喷模式。
在工位10B处，熔融聚合物从挤压机22输出经过设有熔喷喷丝头嵌入件96的熔融纺丝组件16，并且从成排的喷丝孔116被排出形成微小尺寸的长丝。长丝在相对两侧被会聚的热空气流接触并输送和沉积到输送带36上。在熔喷模式中，可移动的支承结构是位于其下部位置。
对于纺粘模式的运行(工位10A和10B)，纺粘喷丝头嵌入件97嵌入到喷丝头体61中并且可移动的结构15移到其上部位置。骤冷空气组件26和长丝拉伸装置27是通过把小车33移动到图2的位置而被放置在适当的位置上。空气被输送到骤冷导管26和输送到拉伸装置27，同时，通过喷丝孔138挤出的长丝从纺丝组件16下行经过骤冷区域45和拉伸区域46并最终沉积在输送带36上。
长丝的拉伸装置(图10和11)
长丝拉伸装置27用来拉伸或是纺粘模式运行或是熔喷模式运行中的长丝。如图1和2所示，一对纵向延伸的空气导管142布置在骤冷导管26之下。空气导管142被空间(拉伸区域46)间隔开，挤压出的长丝经过此处。每一导管142连接到一空气源35并且，如图11所示，其包括一个方形室144，该方形室在其相对两端接收来自两管35的空气。每一导管142由一隔板147分成为有一个第二室146。隔板147沿其纵向分布有多个孔148，从而在室144与146之间是流体连通的。在每一室146中安装有一对挡板149和150，它们为空气流经过室146限定了一曲折的路径。限定室146的端壁151固定有一对长的构件152和153，它们相结合为流过的空气限定了一个曲折的路径。空气从形成在端壁151上的许多孔154流入到多个空气通道156，所述的通道将空气排入到由构件152和153的正对表面所限定的空气通道159内。空气通道157的出口158向下对着流经拉伸区域46的相应长丝。从细长通道158流出的空气相对于由此经过的长丝之间的接触角度应当在大约为1和80度之间(包括角β)，较好的是5和50度之间，最好是10和30度之间。
随着长丝经过拉伸区域46，来自拉伸装置27各半个部分的通道158的会集空气流把拉力给到长丝上，并且向下拉伸长丝使之成为较小直径。
带有长丝拉伸装量的熔喷喷丝头组件(图12)
图12示出了另一种熔喷模式运行，其中熔融纺丝组件16设有一个熔喷喷丝头嵌入件96并且被安装在拉伸装置27之上。如图所示，装置27可以安装在平台28上，如上所述，该平台是安装在小车33上以用来在生产线上移走或引入装置27。薄的金属板也可用于限定壳体38和39，而熔喷纤维必须经过所述壳体。当纤维经过壳体38、拉伸区域146和壳体39时，向下会集的空气流与熔融长丝接触，赋予拉伸力以进一步下拉纤维。使用长丝拉伸装置的附加下拉产生细化纤维，其范围为0．5-5微米，优选为1-2微米。
值得注意的是，在这种熔喷运行的另一种模式中，DCD(喷丝头到收集器的距离)比较图12的工位10B是明显大于现有熔喷的DCD。在拉伸装置27中，DCD的范围为3-8英尺，优选地为3-7英尺，最优选地为4-6英尺。
运行
纺粘工位的运行参数
使用在纺粘喷丝头中的树脂可以是市场上可以买到的任何纺粘品种，其包括宽范围的热塑性材料，例如聚烯烃、聚酰胺、聚酯、PVA、PVC、多元醇、纤维素醋酸酯等等。由于聚丙烯的可供性，它是优选的热塑性材料。使用聚丙烯(MFR 10-400)的纺粘工位的运行参数如下：
                             宽范围            优选范围
喷丝板
长(米)                       0．5-6            0．5-4．5
宽(英寸)                     2-12              3-6
喷丝孔
间距(英寸)                   0．05-0．250      0．1-0．125
直径(英寸)                   0．001-0．040     0．016-0．020
骤冷导管
尺码高度(米)                 0．5-2            0．8-1．2
宽(米)                       0．6-6            0．5-4．5
喷丝头到收集器距离(DCD)(米)  0．1-5            0．1-2
熔融聚合物
温度(°F)                    325-750           375-550
速率(克／孔／分钟)           0．05-5           0．3-1．2
骤冷空气
温度(℃)                     2-20              5-15
速率(SCFM／in)               1，000-20，000    5000-15000
拉伸装置
温度                         室温
速率(SCFM／in)               1-100             5-20
以上列出的技术要求和运行参数是用于说明的目的。喷丝板、纺丝室以及冷却导管可以是现有的。参看美国专利US3，692，618和US4，340，563，其所揭示的内容在此作为参考文献引入。
用于熔喷工位的运行参数
熔喷喷丝头(如喷丝孔尺寸和间距)可以根据不同设计而制作，这些设计包括披露在美国专利US3，972，759和US4，818，463中的设计，它们所揭示的内容在此作为参考文献引入。
以上列出的技术要求和运行参数是用于说明的目的。喷丝板，纺丝室以及冷却导管可以是现有的。参看美国专利US3，692，618和US4，340，563，其所揭示的内容在此作为参考文献引入。
熔喷喷丝头可以加工市场上可买到的任何熔喷品种的热塑性树脂。它们包括宽范围的聚烯烃，例如丙烯和乙烯均聚物和共聚物。特定的热塑性材料包括乙烯丙烯酸共聚物、尼龙、聚酰胺、聚酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚三氟氯乙烯、聚氨基甲酸酯、聚碳酸酯、硫酸硅和聚对苯二甲酸乙二酯、沥青和上述物质的混合物。优选的树脂是聚丙烯。而往往不限于以上列出的品种，因为新的和改进的熔喷热塑性树脂不断地被开发出来。
优选的树脂是聚丙烯熔喷品种。下面是熔喷工位的一个详细的实例：
                        宽范围         优选范围
喷丝孔排(长度)         0．5-6米        0．5-4．6米
喷丝孔
直径(英寸)             0．01-0．050    0．01-0．2
                                      (通常0．015)
间距(孔／英寸)         10-40           20-35
聚合物
温度(℃)                175-300          200-270
速率(克／孔／英寸)      2-5              0．3-30
初始空气
温度(℃)                170-300          200-275
速率(SCFM／in)          2-100            5-30
骤冷空气(如果使用)
温度(℃)                2-20             5-15
速率(SCFM／in)          1，000-2，0000   5，000-15，000
拉伸空气
温度                    室温
速率(SCFM／in)          1-100         5-20
至收集器DCD距离
(英寸)                  3-24          3-5
至收集器DCD距离
(英尺)(中间设定)        2-6           3-5
运行流程
示于图1的多工位生产线表示了用于制造一种纺粘-熔喷-纺粘(S-M-S)层压制品的模式。在工位10A中，纺丝组件16设置有一个纺粘喷丝头嵌入件97并且可移动支承构件15调节到上部位置以提供所希望的DCD。骤冷导管26和长丝拉伸装置27移到适当位置。在工位10B，小车33与安装在其上的装置已移开，并且熔融纺丝组件16设置有一个熔喷喷丝头嵌入件96。可移动的支承构件15位于其下部位置处，该位置是使纺丝组件16处于其适当的熔喷DCD处。工位10C与工位10A相同。
运行是通过从工位10A的纺粘喷丝头97纺制连续的长丝开始的。长丝经过骤冷区域45，该骤冷区域不仅冷却长丝，而且保持长丝分离开以防止长丝粘在一起。被骤冷的长丝经过装置27的拉伸区域46，在这里由装置27排出的空气进一步下拉和拉细长丝。长丝以随机的方式沉积到输送带36上。纺粘长丝具有的平均直径是12-50微米，优选是15-40微米。空气经过输送带36并且通过真空系统25被抽吸。
纤维层42在工位10B的纺丝组件下方被输送，在此处，具有平均纤维直径为0．5-15微米、优选为1-10、最优选为2-6微米的细纤维被喷到纤维层42上，从而在纺粘纤维层42上形成熔喷纤维层43。
然后两层的层压制品在工位10C下方被输送，在此处，另一纺粘纤维层44被沉积在熔喷纤维层43的上部，从而组成S-M-S结构。然后，该三层结构通过一轧光或其它装置，以现有方式把这三层结合在一起。
根据包括在本说明书中的描述，对于本领域的技术人员来说将显而易见的是，本发明的装置具有现有装置不能获得的灵活性。除了S-M-S结构，通过选择性地改变工位，该生产线能够生产下列层压制品：
仅使用两个工位生产S-S、M-M、S-M、M-S。
S-S-S，M-M-M，其中，每一层具有不同的特性或添加剂或颜色。
使用所有三个工位生产S-S-M，M-S-M，M-M-S，S-M-M，M-S-S层压结构。
下述内容概述了本发明更加重要的特征：
(a)一个用于熔喷或纺粘的可移动的支承结构。
(b)适合于安放或是熔喷或是纺粘喷丝头嵌入件的熔融纺丝组件。
(c)具有一个辅助或补充的长丝拉伸装置的熔喷喷丝头。
(d)一种新型的长丝拉伸装置，其能够与纺粘或熔喷喷丝头一起使用。

Claims (20)

1、一种用于制造热塑性非织造织物的喷丝头组件，它包括：
(a)一个熔融纺丝组件，该熔融纺丝组件包括一喷丝头体，该喷丝头体具有在其内形成的一个空腔、一个空气通道、和一个聚合物流动通道，所述的空气通道和聚合物流动通道各自具有在喷丝头体外表面处的入口和排入到空腔的出口；
(b)一个熔喷喷丝头嵌入件，该熔喷喷丝头嵌入件包括(ⅰ)一个模头，在其内形成有聚合物流动通道和空气流动通道、一个终止于外顶部的三角形喷嘴、一些形成在顶部上并沿着顶部彼此间隔开的喷丝孔，喷嘴与模头聚合物流动通道流体相通，和(ⅱ)安装在喷嘴的每一侧并且由此限定会聚空气缝隙的空气挡板，这些空气缝隙与模头空气通道流体相通；熔喷喷丝头嵌入件可安装在空腔内，其中，喷丝头体的空气通道与模头空气通道流体相通，喷丝头体的聚合物流动通道与模头的聚合物流动通道流体相通；
(c)一个纺粘喷丝头嵌入件，该纺粘喷丝头嵌入件包括一个纺丝板和形成在其内的聚合物流动通道；所述的纺粘喷丝头嵌入件可安装在空腔内，其中，喷丝头体的空气通道被堵住，纺丝板的聚合物流动通道与喷丝头体的聚合物流动通道流体相通；和
(d)用于有选择地将熔喷喷丝头嵌入件或纺粘喷丝头嵌入件插入到喷丝头体的空腔中并将所选择的喷丝头嵌入件固定在其中的装置。
2、根据权利要求1所述的组件，其特征在于，它还包括用于将熔融聚合物输送到喷丝头体的聚合物流动通道的装置，其中，熔融聚合物流经喷丝头体、流经安装在喷丝头体空腔中的喷丝头嵌入件的流动通道而从其排出形成长丝。
3、根据权利要求1所述的组件，其特征在于，熔喷喷丝头嵌入件被安装在空腔内并且该组件进一步包括用来将熔融聚合物输送到熔融纺丝组件的装置，其中，熔融聚合物流经喷丝头体和熔喷模头的聚合物流动通道并从喷嘴的喷丝孔中排出形成长丝；和用来把热空气输送到熔融纺丝组件空气通道的装置，由此空气从空气缝隙中排出形成会聚的空气流而与从喷丝孔排出的长丝相接触。
4、根据权利要求1所述的喷丝头组件，其特征在于，喷丝头组件还包括位于熔融纺丝组件下方的一个可移动的收集器，用于将长丝接收和收集在该收集器上。
5、根据权利要求4所述的喷丝头组件，其特征在于，它还包括一个用于支承熔融纺丝组件的可移动支承构件，和用于垂直地移动支承构件以便选择性地在一个供纺粘喷丝头嵌入件用的上部位置和一个供熔喷喷丝头嵌入件用的下部位置之间调节喷丝头到收集器距离的装置。
6、根据权利要求1所述的喷丝头组件，其特征在于，还包括一个小车，该小车上安装有一对骤冷空气导管，在空气导管之间限定有一骤冷区域，所述小车可移动到具有插入其中的纺粘喷丝头嵌入件和具有在上部位置的可移动支承构件的熔融纺丝组件下方的一个工作位置，由此从纺丝板挤压出的长丝经过骤冷区域，所述小车可移动到一个被退出的非工作位置，以使支承构件被降到下部位置。
7、根据权利要求6所述的喷丝头组件，其特征在于，小车还具有一个安装在其上的长丝拉伸装置，所述的长丝拉伸装置包括一对空气导管，从而在它们之间限定了一拉伸区域，并且该装置位于骤冷导管下方以便从其接收长丝，所述的空气导管还具有一些通向拉伸区域的空气缝隙，从而将向下的拉力赋予到由此经过的长丝上。
8、一种连续制造热塑性材料层的层压制品的装置，它包括：
(a)第一和第二并排的工位，每一工位具有：
(ⅰ)一个可垂直移动的支承构件；
(ⅱ)一个安装在可移动支承构件上的挤压机；
(ⅲ)一个安装在可移动支承构件上的熔融纺丝头体，所述的熔融纺丝头体形成有一个面向下的空腔；和
(ⅳ)用于将熔融聚合物从挤压机输送到喷丝头体的装置；
(b)一个安装在工位之一的喷丝头体空腔中并且包括一个用于从挤压机接收熔融聚合物并将该熔融物转变为长丝的装置的纺粘喷丝头嵌入件；
(c)一个安装在另一工位的喷丝头体空腔中并且包括一个用于从挤压机接收熔融聚合物并将该熔融物转变为熔喷长丝的装置的熔喷喷丝头嵌入件，所述的纺粘喷丝头嵌入件和熔喷喷丝头嵌入件是可以互换的；
(d)一个位于纺粘喷丝头嵌入件和熔喷喷丝头嵌入件下方的可移动长丝收集器，用于从嵌入件接收长丝以便在收集器上形成层；和
(e)用于选择性地移动各支承构件以调节每一工位喷丝头到收集器距离的装置。
9、根据权利要求8所述的装置，其特征在于，纺粘喷丝头嵌入件包括用于生产平均直径为12-50微米的长丝的装置，熔喷喷丝头嵌入件包括用于生产平均直径为1-10微米的长丝的装置。
10、根据权利要求8的装置，其特征在于，它还包括用于将两层结合在一起的装置。
11、根据权利要求8所述的装置，其特征在于，用于将聚合物输送到喷丝头体的装置包括一个安装在可移动支承结构上的正排量泵。
12、一种制造热塑性非织造物的连续方法，它包括：
(a)将一个纺粘纺丝组件安装在可垂直移动的支承结构上，该支承结构具有一个上部位置和一个下部位置；
(b)将支承结构设置在其上部位置，其中，纺粘纺丝组件位于下部位置之上至少4英尺处；
(c)在纺丝组件下方与其垂直对齐地设置有一骤冷装置和一长丝拉伸装置；
(d)从纺丝装置中挤压出长丝；
(e)使长丝经过骤冷装置和长丝拉伸装置；
(f)使长丝沉积在输送带上以形成第一层；
(g)将熔喷纺丝组件安装在一个可垂直移动的支承结构上；
(h)将支承结构设置在其下部位置处，其中，熔喷纺丝组件在输送带之上6英寸到3英尺处；
(i)使带有第一层的输送带通过熔喷纺丝组件下方；
(j)从熔喷纺丝组件中熔喷出长丝；和
(k)使熔喷长丝沉积在第一层的上部。
13、根据权利要求12所述的方法，其特征在于，步骤(d)中的长丝是从乙烯和丙烯的均聚物和共聚物中选择的聚烯烃，并且长丝具有超过12微米的平均长丝直径。
14、根据权利要求13所述的方法，其特征在于，熔喷长丝是从乙烯和丙烯的均聚物和共聚物中选择的聚烯烃，并且长丝具有1-10微米的平均长丝直径。
15、根据权利要求14所述的方法，其特征在于，长丝是聚丙烯。
16、根据权利要求12所述的方法，其特征在于，它还包括将两层结合在一起的步骤。
17、一种熔喷喷丝头，它包括：
(a)喷丝头体；
(b)一个安装在其上的模头并且具有一个终止于顶部的三角形喷嘴、一排形成在顶部上的喷丝孔以及一穿过喷丝头体的聚合物流动通道，模头和喷嘴用于将熔融聚合物输送到喷丝孔；
(c)以位于喷嘴两侧的关系被安装并且与喷嘴一起限定会聚空气缝隙的空气板；
(d)一位于成排的喷丝孔下方的长丝拉伸装置，它包括一对平行于成排喷丝孔延伸并且被间隔开以形成一拉伸区域的空气导管，每一空气导管具有一个向下的流动缝隙，用于向下排出与经过拉伸区域的长丝相接触的空气，相对于垂直平面的接触角度是1°-80°。
18、一种用于形成热塑性长丝的装置，它包括
(a)一个长的熔融纺丝组件，用于从其向下排出许多长丝；
(b)一个长丝拉伸装置，它包括一对位于熔融纺丝装置下方并且在它们之间限定一长丝拉伸区域的空气导管，每一导管具有形成在其中的空气缝隙，用于将空气向下输送到拉伸区域并且以5°-50°的角度与由此经过的长丝相接触；和
(c)用于将空气输送到每一空气导管的装置。
19、一种制造熔喷和纺粘织物的方法，它包括：
(a)将一个挤压机和一个熔融纺丝组件设置在一个可垂直移动的支承结构上，该支承结构具有一个上部位置和一个在上部位置下方至少4英尺的下部位置，所述的纺丝组件包括一个模头和一个纺粘喷丝头组件，所述的挤压机连接到熔融纺丝组件上；
(b)将可移动的支承结构设置到上部位置；
(c)从纺粘嵌入件挤压出长丝；
(d)将长丝收集在一收集器上以形成一非织造层，所述的长丝具有12-15微米的平均直径；
(e)停止挤压步骤(a)并用熔喷喷丝头嵌入件替代熔融纺丝组件中的纺粘喷丝头嵌入件；
(f)将可移动的支承结构设置到下部位置，其中，熔喷嵌入件距离收集器小于3英尺；
(g)从熔喷喷丝头嵌入件熔喷出长丝；和
(h)将长丝收集在收集器上，长丝具有1-10微米的平均直径。
20、根据权利要求19所述的方法，其特征在于，它进一步包括如下步骤：将空气骤冷导管设置在熔融纺丝组件下方，使可移动的支承结构位于其上部位置，以便接受从纺粘喷丝头嵌入件挤压出的长丝；和在步骤(e)以后移走空气骤冷导管，以使可移动的支承结构设置到其下部位置。
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