CN206553659U - 一种不对称双槽实验模头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种不对称双槽实验模头，包括模头本体、左气槽和右气槽，所述模头本体的轴中心设有喷丝孔，所述左气槽和右气槽不对称的设于模头本体的轴中心左右两侧。本实用新型提供的双槽模头两个气槽左右不对称设于模头本体的轴中心，相较于传统的对称的双槽模头，无需额外添加附件，即可造成纤维的鞭动程度增加，扰动程度加大，最终形成更细的纤维，结构简单，使用方便，具有极强的实用价值，值得广泛推广应用。

Description

一种不对称双槽实验模头

技术领域

本实用新型涉及一种模头，具体涉及一种制备微纳米纤维的不对称双槽实验模头，属于材料制备技术领域。

背景技术

高速射流冲击物体时，会对物体产生冲击力的作用，采用高速空气射流冲击力作为拉伸力拉伸细化聚合物流体制作微纳米纤维或纤维网是一种比较常见纺丝方法，如熔喷非织造纺丝技术、纺粘非织造技术和新型液喷非织造纺丝技术等。双槽射流拉伸纺丝方式是一种常见射流拉伸方式，广泛应用于熔喷、纺粘纺丝工艺中。双槽射流纺丝的主要原理过程是：双槽高速空气射流对高聚物流体(熔体或浓溶液)进行对称撞击，该撞击作用快速拉伸细化聚合物流体成为超细纤维，逐渐凝聚到接受装置上形成纤维或纤维网。在制作产品时，就将该纤维网材料进一步加工，制作成需要的产品。从工艺原理来看，双槽空气射流冲击作用都是对称的，即双槽射流对称位于聚合物细流两侧。这种对称冲击拉伸细化作用特点是：冲击合力方向和纺丝中心线(或聚合物细流中心线)重合，拉伸细化力稳定；纺丝中心线(或聚合物细流中心线)位于空气射流流场对称面上，纺丝细化过程及其运动状态相对稳定。

在高速射流拉伸聚合物流体细化成纤过程中，一定程度的扰动可以使纤维鞭动增加，振动情况更加剧烈(孙亚峰.微纳米纤维纺丝拉伸机理的研究[D].[博士学位论文].上海:东华大学,2013.)，产生两个效果：纤维振动频率幅度加大，直径进一步细化。目前，实现扰动效果的专利模头有美国熔喷模头专利USP5523033和中国专利CN201320813080.3。美国专利主要采用电控制交变方向的脉动气流(非连续气流)扰动纤维，发生左右摆动或鞭动，增加气流拉伸力，达到进一步细化最终纤维的目的；中国专利主要采用机械振动，使双槽中其中一槽气流喷射角发生微小变化达到扰动纤维运动的目的，进一步细化最终纤维。

在双槽射流非织造纺丝工艺领域，模头是生产纤维的主要核心部件，摸头的设计与扰动效果紧密联系，而不管是美国专利USP5523033，还是中国专利CN201320813080.3，还是发明人近期申请的专利CN201420497199.9、CN201520152672.4中涉及到的模头，模头中的两个气槽都是对称设于喷丝孔左右两侧，导致在高速射流拉伸聚合物流体细化成纤过程中扰动程度有限，制备的纤维直径不能达到更细的要求，为了提高扰动程度，通常需要额外添加一些附件，例如：机械振动发生器、弧形滑槽等，结构较为复杂。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的是提供一种不对称双槽实验模头，以满足使用要求。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种不对称双槽实验模头，包括模头本体、左气槽和右气槽，所述模头本体的轴中心设有喷丝孔，所述左气槽和右气槽不对称的设于模头本体的轴中心左右两侧。

作为优选方案，所述左气槽设有左射流通道，右气槽设有右射流通道，左、右射流通道的轴心线相对于模头本体的轴中心线不对称。

作为进一步优选方案，左射流通道的轴心线和模头本体的轴中心线的夹角α₁与右射流通道的轴心线和模头本体的轴中心线的夹角α₂不相同，两个夹角的角度差值β为-5°～+5°，其中β不等于0。

作为优选方案，所述左气槽和右气槽中至少有一个与模头本体活动连接。

相较于现有技术，本实用新型的有益技术效果在于：

本实用新型提供的双槽实验模头，两个气槽左右不对称设于模头本体的轴中心，相较于传统的对称的双槽模头，无需额外添加附件，不对称模头本身即可造成纤维的鞭动程度增加，扰动程度加大，最终形成更细的纤维，结构简单，使用方便，具有极强的实用价值，值得广泛推广应用。

附图说明

图1是本实用新型实施例中提供的不对称双槽实验模头的剖面结构示意图；

图中标号示意如下：1-模头本体；11-喷丝孔；2-左气槽；3-右气槽。

具体实施方式

以下将结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步清楚、完整地描述。

实施例

如图1所示：本实用新型提供的一种不对称双槽实验模头，包括模头本体1、左气槽2和右气槽3，所述模头本体1的轴中心设有喷丝孔11，所述左气槽2和右气槽3不对称的设于模头本体1的轴中心左右两侧。

作为优选方案：

所述左气槽2设有左射流通道，右气槽3设有右射流通道，左、右射流通道的轴心线(OA线和OC线)相对于模头本体1的轴中心线(OP线)不对称；其中左射流通道的轴心线(OA线)和模头本体1的轴中心线(OP线)的夹角α₁与右射流通道的轴心线(OB线)和模头本体的轴中心线(OP线)的夹角α₂不相同，两个夹角的角度差值β(OB线和OC线之间的夹角，其中OB线为设定的辅助线，OB线和OA线关于OP线对称，该β角即为不对称差异角)为-5°～+5°(本实施例中人为规定以O点为圆心，偏向OC线的逆时针方向为负，顺时针为正)，其中β不等于0。

所述左气槽2和右气槽3中至少有一个与模头本体1活动连接，当其中一个气槽按照一定的角度固定连接于模头本体1的轴中心线(OP线)一侧后，剩余的另一个气槽可以活动连接于模头本体1的轴中心线(OP线)的另一侧，只要两者之间的不对称差异角在-5°～+5°范围内且不等于0即可；同时，两个气槽也可以均活动连接于模头本体1的轴中心线(OP线)的左右两侧，只要两者之间的不对称差异角在-5°～+5°范围内且不等于0即可。

所述不对称双槽实验模头的工作过程如下：

进行双槽射流纺丝时，确认好射流角度后，将左气槽2和右气槽3固定于模头本体1的左右两侧，确保两者的射流通道的轴心线(OA线和OC线)与模头本体1的轴中心线(OP线)之间的夹角的差异角β在-5°～+5°且不等于0的范围内(差异角β大小的确定，根据聚合物材料和扰动程度进行实验具体确定)，空气射流分别沿着OA线和OC线进入左气槽2和右气槽3的射流通道内，聚合物流体沿着OP线进入喷丝孔11中，由于左气槽2和右气槽3的不对称设计，因此左气槽2和右气槽3内的两股空气射流也不对称，由于两股空气射流不对称，其对聚合物流体的拉伸细化力为非纺丝中心线方向(即模头本体1的轴中心线OP线方向)，空气射流场也非对称于纺丝中心线方向，这两个不对称会造成纤维的鞭动程度增加，扰动程度加大，从而有利于形成更细的纤维。

对比试验

以聚丙烯聚合物为原料的熔喷非织造纺丝为例，分别采用本实施例的不对称双槽实验模头和传统的对称双槽实验模头做对比试验，具体如下：

分别准备两个熔喷模头，一个是普通60°双槽对称模头，另一个为本实用新型的双槽不对称61°模头，差异角为+1°，在相同的工艺条件下，进行熔喷纺丝对比实验，收集纤维并测定直径；

试验结果显示：采用普通60°双槽对称模头，得到的纤维平均直径为0.92微米；采用双槽不对称61°模头，得到的纤维平均直径为0.87微米；可见本实用新型的双槽不对称模头相较于现有的双槽对称模头可以进一步减小最终纤维直径，有利于纤维直径的细化。

综上所述，本实用新型提供的双槽不对称实验模头，无需额外添加附件，即可造成纤维的鞭动程度增加，扰动程度加大，最终形成更细的纤维，结构简单，使用方便，实用性强，相对于现有技术，具有显著性进步，具有推广应用价值。

最后有必要在此指出的是：以上所述仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种不对称双槽实验模头，包括模头本体、左气槽和右气槽，所述模头本体的轴中心设有喷丝孔，其特征在于：所述左气槽和右气槽不对称的设于模头本体的轴中心左右两侧。

2.根据权利要求1所述的不对称双槽实验模头，其特征在于：所述左气槽设有左射流通道，右气槽设有右射流通道，左、右射流通道的轴心线相对于模头本体的轴中心线不对称。

3.根据权利要求2所述的不对称双槽实验模头，其特征在于：左射流通道的轴心线和模头本体的轴中心线的夹角α₁与右射流通道的轴心线和模头本体的轴中心线的夹角α₂不相同，两个夹角的角度差值β为-5°～+5°，其中β不等于0。

4.根据权利要求1所述的不对称双槽实验模头，其特征在于：所述左气槽和右气槽中至少有一个与模头本体活动连接。