CN212426370U - 一种熔喷无纺布驻极体添加装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种熔喷无纺布驻极体添加装置,它包括喷丝板和接收装置,喷丝板内设有熔体通道,喷丝板上设有三角块,三角块底边与喷丝板固定连接,三角块内设有喷丝孔,喷丝孔与熔体通道相连通,三角块左右两侧均设有气刀,两把气刀以喷丝孔为中心呈左右对称分布,气刀顶部与喷丝板之间形成牵伸气流通道,气刀一侧靠近三角块且设有出风口,气刀另一侧远离三角块,气刀靠近三角块一侧与三角块的侧边之间形成气隙,牵伸气流通道一端通过气隙与喷丝孔相连通,牵伸气流通道另一端设有气溶胶发生器和热气流装置,接收装置位于喷丝孔和气刀正下方,喷丝板位于气刀正上方。本实用新型的有益效果是:不会堵住喷丝孔。
Description
技术领域
本实用新型涉及熔喷无纺布相关技术领域,尤其是指一种熔喷无纺布驻极体添加装置。
背景技术
熔喷法无纺布,是采用高熔融指数MFI的聚合物切片,经过挤出机加热熔融,成为流动性的聚合物高温熔体,熔体从喷丝孔中喷出形成纺丝细流,其两侧有高速热气流对高温熔体细流夹持,牵引拉伸后形成超细的纤维形态。在接收装置上聚集成网状结构,利用熔体尚未完全冷却的余热将纤维相互粘合成无纺布形态。
普通的熔喷法无纺布,空气阻力较大,为了降低空气阻力,业界采用驻极改性。这种带有驻极体的熔喷纤维无纺布,比普通熔喷无纺布的空气阻力要小很多,使得熔喷材料的过滤性能大幅度提高,因而驻极体的添加非常重要。
已有的熔喷无纺布的驻极体添加方法是,驻极体先与基体聚合物(例如聚丙烯)混合共挤,形成驻极母料。熔喷纤维树脂与驻极母料同时加入挤出机进行共混熔融,以共混物形式经喷丝孔喷出成丝,高速热气流对高温熔体细流夹持,牵引拉伸后接收成网,纤维网在高压静电作用下,电场局部放电产生的载流子被驻极母料中的驻极体的电荷阱捕获,从而使得纤维获得静电,得到熔喷驻极过滤无纺布材料。常用驻极材料包括:电气石,二氧化硅等。
已有的驻极体共混添加方法存在很多缺点。首先是添加量难以大范围调节。驻极体一般都是电气石等无机材料,电气石添加量过大会降低熔喷纤维的韧性,产生断丝等现象,反而削弱过滤效率,因而添加量不宜过多;电气石添加量太少则驻极效果不佳,对过滤效率提升有限。其次,无机驻极材料中的大粒径颗粒,容易堵住喷丝孔,造成停机检修,导致熔喷纤维的生产效率下降、成本提高。
实用新型内容
本实用新型是为了克服现有技术中无机驻极材料中的大粒径颗粒容易堵住喷丝孔的不足,提供了一种不易堵住喷丝孔的熔喷无纺布驻极体添加装置。
为了实现上述目的,本实用新型采用以下技术方案:
一种熔喷无纺布驻极体添加装置,它包括喷丝板和接收装置,所述喷丝板内设有熔体通道,所述喷丝板上设有三角块,所述三角块的底边与喷丝板固定连接,所述三角块内设有喷丝孔,所述喷丝孔与熔体通道相连通,所述三角块的左右两侧均设有气刀,两把气刀以喷丝孔为中心呈左右对称分布,所述气刀的顶部与喷丝板之间形成牵伸气流通道,所述气刀的一侧靠近三角块且设有出风口,所述气刀的另一侧远离三角块,所述气刀靠近三角块的一侧与三角块的侧边之间形成气隙,所述出风口位于气刀的底部且位于喷丝孔的下方,所述牵伸气流通道的一端通过气隙与喷丝孔相连通,所述牵伸气流通道的另一端设有气溶胶发生器和热气流装置,所述接收装置位于喷丝孔和气刀的正下方,所述喷丝板位于气刀的正上方。
喷丝板内设有熔体通道,喷丝板上设有三角块,三角块的底边与喷丝板固定连接,三角块内设有喷丝孔,喷丝孔与熔体通道相连通,三角块的左右两侧均设有气刀,两把气刀以喷丝孔为中心呈左右对称分布,气刀的顶部与喷丝板之间形成牵伸气流通道,气刀的一侧靠近三角块且设有出风口,气刀的另一侧远离三角块,气刀靠近三角块的一侧与三角块的侧边之间形成气隙,出风口位于气刀的底部且位于喷丝孔的下方,牵伸气流通道的一端通过气隙与喷丝孔相连通,牵伸气流通道的另一端设有气溶胶发生器和热气流装置,接收装置位于喷丝孔和气刀的正下方,所述喷丝板位于气刀的正上方。熔喷纤维树脂加入挤出机进行熔融、经喷丝孔喷出成丝。与此同时,驻极体经气溶胶发生器分散成一定浓度、一定颗粒直径的气溶胶,加入到牵伸气流管道,与热气流装置产生的高速热气流一起对高温熔体细流夹持,牵引拉伸后形成超细的纤维形态,驻极体得以附着在高温熔体外表面上。冷却气流从气刀出风口流出,对高温熔体细流进行降温,使其经接收装置接收凝聚成网,纤维网在高压静电场作用下,电场局部放电产生的载流子被驻极母料中的驻极体的电荷阱捕获,从而使得纤维获得静电,得到熔喷驻极过滤无纺布。通过本实用新型提供的方法,驻极体材料分散在熔喷纤维的外表面,得到是一种“椰蓉面包”式的分布结构。而先前方法,通过驻极体/纤维树脂共混添加,得到是一种“葡萄馅饼”式的分布结构。驻极体通过气隙加入,不经过熔体通道,不会堵住喷丝孔,因而生产效率提高,成本下降,从而达到了不易堵住喷丝孔的目的。
作为优选,牵伸气流通道与气隙所形成的夹角为钝角。这样设计便于气溶胶和热气流装置产生的高速热气流混合依次通过牵伸气流通道和气隙流向喷丝孔的端部,对高温熔体细流进行夹持,牵引拉伸后形成超细的纤维形态,驻极体得以附着在高温熔体外表面上。
作为优选,熔体通道的一端位于喷丝板的顶部,熔体通道的另一端位于喷丝板的底部且与喷丝孔相连通,熔体通道位于喷丝板顶部的一端直径大于另一端的直径。这样设计便于熔喷纤维树脂经挤出机熔融后通过熔体通道大直径的一端进行添加,并通过小直径的一端流经喷丝孔,经喷丝孔喷出细丝,设计合理,提高熔喷纤维树脂的利用率。
作为优选,热气流装置上设有混合箱,气溶胶发生器上设有喷射口,气溶胶发生器通过喷射口与混合箱的内部相连通,混合箱的一端分别与气溶胶发生器和热气流装置相连通,混合箱的另一端与牵伸气流通道相连通,混合箱内设有导流装置。驻极体经气溶胶发生器分散成一定浓度、一定颗粒直径的气溶胶,与热气流装置产生的高速热气流先在混合箱内混合均匀,并通过导流装置导流,使其均匀分散至牵伸气流通道和气隙内,对高温熔体细流进行夹持,从而提高气溶胶和高速热气流混合和分散的均匀性。
作为优选,热气流装置包括空压机和空气加热器,空气加热器的一端与空压机连接,空气加热器的另一端与混合箱连接,空压机通过空气加热器与混合箱的内部相连通。空压机产生高速气流,空气加热器对高速气流进行加热形成高速热气流与气溶胶混合对高温熔体细流进行夹持的同时对其进行加热,防止高温熔体细流冷却凝固。
作为优选,混合箱与牵伸气流通道相连通的一端设有转接口,转接口的一端与混合箱相匹配,转接口的另一端与牵伸气流通道相匹配,混合箱通过转接口与牵伸气流通道相连通。
作为优选,导流装置包括导流叶轮和若干块导流板,气溶胶发生器和空气加热器均位于导流叶轮的一侧,转接口位于导流叶轮相对应的另一侧,导流板位于转接口内且与转接口的内侧壁固定连接,转接口的内部通过若干块导流板分隔成若干个相同体积的导流腔,混合箱的内部通过若干个导流腔与牵伸气流通道相连通。驻极体经气溶胶发生器分散成一定浓度、一定颗粒直径的气溶胶,与空压机通过空气加热器产生的高速热气流先在混合箱内初步混合,然后通过导流叶轮进行混合导流,提高气溶胶与高速热气流的流动性和混合速度。
作为优选,混合箱的部分形状为曲线型,混合箱的形状为曲线型的部分位于转接口和导流叶轮之间。混合后的气流进入混合箱形状为曲线型的部分内,由于经过混合箱侧壁的碰撞之后,混合气流中的分子改变运动方向,从而加快混合气流分子之间的混合,并使其充分混合,提高混合效率;最后混合气流通过导流板导流进入导流腔内,使其均匀分散至牵伸气流通道和气隙内,对高温熔体细流进行夹持,从而提高气溶胶和高速热气流混合和分散的均匀性。
本实用新型的有益效果是:驻极材料在纤维中的添加量可调范围变大;不会堵住喷丝孔,因而生产效率提高,成本下降;驻极体在熔喷纤维外面进行包覆,在纤维表面的驻极效果与纤维基体内共混改性相比更好,静电压更高,静电维持的也更持久,过滤性能稳定性也更好。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图;
图2是图1中热气流装置和混合箱的俯视图;
图3是实施例1和实施例3驻极体添加量与纤维QF值关系图;
图4是实施例2和实施例4驻极体添加量与纤维QF值关系图。
图中:1.喷丝板,2.接收装置,3.熔体通道,4.三角块,5.喷丝孔,6.气刀,7.牵伸气流通道,8.出风口,9.气隙,10.气溶胶发生器,11.热气流装置,12.混合箱,13.喷射口,14.空压机,15.空气加热器,16.转接口,17.导流叶轮,18.导流板,19.导流腔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。
如图1所述的实施例中,一种熔喷无纺布驻极体添加装置,它包括喷丝板1和接收装置2,喷丝板1内设有熔体通道3,喷丝板1上设有三角块4,三角块4的底边与喷丝板1固定连接,三角块4内设有喷丝孔5,喷丝孔5与熔体通道3相连通,三角块4的左右两侧均设有气刀6,两把气刀6以喷丝孔5为中心呈左右对称分布,气刀6的顶部与喷丝板1之间形成牵伸气流通道7,气刀6的一侧靠近三角块4且设有出风口8,气刀6的另一侧远离三角块4,气刀6靠近三角块4的一侧与三角块4的侧边之间形成气隙9,出风口8位于气刀6的底部且位于喷丝孔5的下方,牵伸气流通道7的一端通过气隙9与喷丝孔5相连通,牵伸气流通道7的另一端设有气溶胶发生器10和热气流装置11,接收装置2位于喷丝孔5和气刀6的正下方,喷丝板1位于气刀6的正上方。牵伸气流通道7与气隙9所形成的夹角为钝角。熔体通道3的一端位于喷丝板1的顶部,熔体通道3的另一端位于喷丝板1的底部且与喷丝孔5相连通,熔体通道3位于喷丝板1顶部的一端直径大于另一端的直径。
如图1所示,热气流装置11上设有混合箱12,气溶胶发生器10上设有喷射口13,气溶胶发生器10通过喷射口13与混合箱12的内部相连通,混合箱12的一端分别与气溶胶发生器10和热气流装置11相连通,混合箱12的另一端与牵伸气流通道7相连通,混合箱12内设有导流装置。热气流装置11包括空压机14和空气加热器15,空气加热器15的一端与空压机14连接,空气加热器15的另一端与混合箱12连接,空压机14通过空气加热器15与混合箱12的内部相连通。
如图1和图2所示,混合箱12与牵伸气流通道7相连通的一端设有转接口16,转接口16的一端与混合箱12相匹配,转接口16的另一端与牵伸气流通道7相匹配,混合箱12通过转接口16与牵伸气流通道7相连通,导流装置包括导流叶轮17和若干块导流板18,气溶胶发生器10和空气加热器15均位于导流叶轮17的一侧,转接口16位于导流叶轮17相对应的另一侧,导流板18位于转接口16内且与转接口16的内侧壁固定连接,转接口16的内部通过若干块导流板18分隔成若干个相同体积的导流腔19,混合箱12的内部通过若干个导流腔19与牵伸气流通道7相连通,混合箱12的部分形状为曲线型,混合箱12的形状为曲线型的部分位于转接口16和导流叶轮17之间。
具体添加原理:熔喷纤维树脂加入挤出机进行熔融、经喷丝孔5喷出高温熔体纺丝细流,与此同时驻极体经气溶胶发生器10分散成一定浓度、一定颗粒直径的气溶胶,加入到牵伸气流通道7内与高速热气流混合;气溶胶与高速热气流混合后通过牵伸气流通道7进入到气隙9内,并经压缩空气吹出,对高温熔体纺丝细流的两侧进行夹持,牵引拉伸后形成超细的纤维状态;驻极体颗粒附着在熔喷纤维高温熔体表面上,冷却后形成驻极体颗粒包覆的熔喷纤维。驻极体气溶胶的浓度是1-10g/m3,优选3g/m3。驻极体颗粒平均直径为0.03-3μm;优选0.05-0.5μm。驻极体所采用的材料为电气石或气相法二氧化硅。
驻极改性熔喷纤维的综合性能用指标QF来评价。QF采用以下公式计算:QF=-ln(1-效率%)/阻力。QF越大,过滤材料的综合性能越好。
实施例1:驻极体材料电气石与熔融指数MFI=1500聚丙烯混合共挤,形成驻极母料。采用熔融指数MFI=1800的聚丙烯颗粒,熔喷纤维树脂与驻极母料(电气石添加质量百分比为0.5wt%-6.2wt%)同时加入挤出机进行熔融共混,挤出温度250℃,熔体温度255℃,以共混物形式经喷丝孔喷出成丝,形成纺丝细流,纺丝箱温度255℃,其两侧有高速热气流对高温熔体细流夹持,牵引风温度265℃,牵引拉伸后形成超细的纤维形态。在接收装置上以一定速度聚集成网状结构,克重约30g/m2。纤维网在高压静电作用(10kV)下,得到熔喷驻极过滤无纺布材料。在表面风速5.3cm/s条件下,测试其效率(测试颗粒物粒径为0.3μm,测试材料表面风速为5.3cm/s)和空气阻力。计算QF值。采用实施例1所述的电气石驻极体,共混添加方法所得的熔喷纤维性能如表1所示:
表1
实施例2:驻极体材料气相法SiO2与熔融指数MFI=1500聚丙烯混合共挤,形成驻极母料。采用熔融指数MFI=1800的聚丙烯颗粒,熔喷纤维树脂与驻极母料(SiO2添加质量百分比为0.5wt%-4.3wt%)同时加入挤出机进行熔融共混,挤出温度250℃,熔体温度255℃,以共混物形式经喷丝孔喷出成丝,形成纺丝细流,纺丝箱温度255℃,其两侧有高速热气流对高温熔体细流夹持,牵引风温度265℃,牵引拉伸后形成超细的纤维形态。在接收装置上以一定速度聚集成网状结构,克重约30g/m2。纤维网在高压静电作用(10kV)下,得到熔喷驻极过滤无纺布材料。在表面风速5.3cm/s条件下,测试其效率(测试颗粒物粒径为0.3μm,测试材料表面风速为5.3cm/s)和空气阻力。计算QF值。电气石的添加量以最终纤维制品中实际的SiO2的质量百分比计算。采用实施例2所述的SiO2驻极体,共混添加方法所得的熔喷纤维性能如表2所示:
表2
实施例3:熔融指数MFI=1800的聚丙烯颗粒加入挤出机进行熔融挤出,挤出温度250℃,熔体温度255℃,经喷丝孔喷出成丝,形成纺丝细流,纺丝箱温度255℃。电气石粉末经气溶胶发生器分散成浓度1-10g/m3、颗粒平均直径0.1μm的气溶胶,加入到牵伸气流管道,牵引风温度265℃,进入熔喷组件气隙的电气石,随纺丝细流两侧高速热气流吹出。驻极体得以附着在高温熔体上。纺丝细流在高速气流牵引拉伸后形成超细的纤维形态。在接收装置上以一定速度聚集成网状结构,克重约30g/m2。纤维网在高压静电作用(10kV)下,得到熔喷驻极过滤无纺布材料。在表面风速5.3cm/s条件下,测试其效率(测试颗粒物粒径为0.3μm,测试材料表面风速为5.3cm/s)和空气阻力。计算QF值。电气石的添加量以最终纤维制品中实际的电气石的质量百分比计算。采用实施例3所述的电气石驻极体,本实用新型所涉及的添加方法所得的熔喷纤维性能如表3所示:
表3
实施例4:熔融指数MFI=1800的聚丙烯颗粒加入挤出机进行熔融挤出,挤出温度250℃,熔体温度255℃,经喷丝孔喷出成丝,形成纺丝细流,纺丝箱温度255℃。气相法SiO2粉末经气溶胶发生器分散成浓度2-10g/m3、颗粒平均直径0.08μm的气溶胶,加入到牵伸气流管道,牵引风温度265℃,进入熔喷组件气隙的电气石,随纺丝细流两侧高速热气流吹出。驻极体得以附着在高温熔体上。纺丝细流在高速气流牵引拉伸后形成超细的纤维形态。在接收装置上以一定速度聚集成网状结构,克重约30g/m2。纤维网在高压静电作用(10kV)下,得到熔喷驻极过滤无纺布材料。在表面风速5.3cm/s条件下,测试其效率(测试颗粒物粒径为0.3μm,测试材料表面风速为5.3cm/s)和空气阻力。计算QF值。气相SiO2的添加量以最终纤维制品中实际的SiO2的质量百分比计算。采用实施例4所述的SiO2驻极体,本实用新型所涉及的添加方法所得的熔喷纤维性能如表4所示:
表4
如图3所示,对比实施例1和实施例3,驻极体材料均采用电气石,分别采用共混方法和本实用新型所涉及的方法,不同驻极体添加量的情况下,采用本实用新型所涉及的添加方法所得的纤维QF值均大于采用共混方法所得的纤维QF值。同时采用共混方法,电气石的添加量受限,添加量太高(一般不超过3%),引起的纤维韧性下降,发生断丝现象,过滤性能反而下降。反观采用本方法,可以大幅度提高电气石添加量(可达8%以上),显著增强驻极效果。
如图4所示,对比实施例2和实施例4,驻极体材料均采用SiO2,分别采用共混方法和本实用新型所涉及的方法,不同驻极体添加量的情况下,采用本实用新型所涉及的添加方法所得的纤维QF值均大于采用共混方法所得的纤维QF值。同时采用共混方法,SiO2的添加量受限,添加量太高,引起的纤维韧性下降,发生断丝现象,过滤性能反而下降,反观采用本方法,可以大幅度提高电气石添加量,显著增强驻极效果。
综上所示,采用本实用新型所涉及的添加方法其过滤材料的综合性能均优于采用共混方法下的过滤材料的综合性能。本方法采用的是驻极体在熔喷树脂成纤维之后通过牵伸气流通道加入,驻极体是在纤维外面进行喷撒包覆,可以大幅度提高电气石添加量,显著增强驻极效果,同时达到了不易堵住喷丝孔的目的,因而生产效率提高,成本下降;驻极体在熔喷纤维外面进行包覆,在纤维表面的驻极效果与纤维基体内共混改性相比更好,静电压更高,静电维持的也更持久,过滤性能稳定性也更好。
Claims (8)
1.一种熔喷无纺布驻极体添加装置,其特征是,包括喷丝板(1)和接收装置(2),所述喷丝板(1)内设有熔体通道(3),所述喷丝板(1)上设有三角块(4),所述三角块(4)的底边与喷丝板(1)固定连接,所述三角块(4)内设有喷丝孔(5),所述喷丝孔(5)与熔体通道(3)相连通,所述三角块(4)的左右两侧均设有气刀(6),两把气刀(6)以喷丝孔(5)为中心呈左右对称分布,所述气刀(6)的顶部与喷丝板(1)之间形成牵伸气流通道(7),所述气刀(6)的一侧靠近三角块(4)且设有出风口(8),所述气刀(6)的另一侧远离三角块(4),所述气刀(6)靠近三角块(4)的一侧与三角块(4)的侧边之间形成气隙(9),所述出风口(8)位于气刀(6)的底部且位于喷丝孔(5)的下方,所述牵伸气流通道(7)的一端通过气隙(9)与喷丝孔(5)相连通,所述牵伸气流通道(7)的另一端设有气溶胶发生器(10)和热气流装置(11),所述接收装置(2)位于喷丝孔(5)和气刀(6)的正下方,所述喷丝板(1)位于气刀(6)的正上方。
2.根据权利要求1所述的一种熔喷无纺布驻极体添加装置,其特征是,所述牵伸气流通道(7)与气隙(9)所形成的夹角为钝角。
3.根据权利要求1或2所述的一种熔喷无纺布驻极体添加装置,其特征是,所述熔体通道(3)的一端位于喷丝板(1)的顶部,所述熔体通道(3)的另一端位于喷丝板(1)的底部且与喷丝孔(5)相连通,所述熔体通道(3)位于喷丝板(1)顶部的一端直径大于另一端的直径。
4.根据权利要求1所述的一种熔喷无纺布驻极体添加装置,其特征是,所述热气流装置(11)上设有混合箱(12),所述气溶胶发生器(10)上设有喷射口(13),所述气溶胶发生器(10)通过喷射口(13)与混合箱(12)的内部相连通,所述混合箱(12)的一端分别与气溶胶发生器(10)和热气流装置(11)相连通,所述混合箱(12)的另一端与牵伸气流通道(7)相连通,所述混合箱(12)内设有导流装置。
5.根据权利要求4所述的一种熔喷无纺布驻极体添加装置,其特征是,所述热气流装置(11)包括空压机(14)和空气加热器(15),所述空气加热器(15)的一端与空压机(14)连接,所述空气加热器(15)的另一端与混合箱(12)连接,所述空压机(14)通过空气加热器(15)与混合箱(12)的内部相连通。
6.根据权利要求5所述的一种熔喷无纺布驻极体添加装置,其特征是,所述混合箱(12)与牵伸气流通道(7)相连通的一端设有转接口(16),所述转接口(16)的一端与混合箱(12)相匹配,所述转接口(16)的另一端与牵伸气流通道(7)相匹配,所述混合箱(12)通过转接口(16)与牵伸气流通道(7)相连通。
7.根据权利要求6所述的一种熔喷无纺布驻极体添加装置,其特征是,所述导流装置包括导流叶轮(17)和若干块导流板(18),所述气溶胶发生器(10)和空气加热器(15)均位于导流叶轮(17)的一侧,所述转接口(16)位于导流叶轮(17)相对应的另一侧,所述导流板(18)位于转接口(16)内且与转接口(16)的内侧壁固定连接,所述转接口(16)的内部通过若干块导流板(18)分隔成若干个相同体积的导流腔(19),所述混合箱(12)的内部通过若干个导流腔(19)与牵伸气流通道(7)相连通。
8.根据权利要求7所述的一种熔喷无纺布驻极体添加装置,其特征是,所述混合箱(12)的部分形状为曲线型,所述混合箱(12)的形状为曲线型的部分位于转接口(16)和导流叶轮(17)之间。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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CN202021300142.7U CN212426370U (zh) | 2020-07-06 | 2020-07-06 | 一种熔喷无纺布驻极体添加装置 |
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CN202021300142.7U CN212426370U (zh) | 2020-07-06 | 2020-07-06 | 一种熔喷无纺布驻极体添加装置 |
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CN202021300142.7U Active CN212426370U (zh) | 2020-07-06 | 2020-07-06 | 一种熔喷无纺布驻极体添加装置 |
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CN (1) | CN212426370U (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2022007181A1 (zh) * | 2020-07-06 | 2022-01-13 | 浙江宸唯环保科技股份有限公司 | 一种熔喷无纺布驻极体添加装置及其添加方法 |
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2020
- 2020-07-06 CN CN202021300142.7U patent/CN212426370U/zh active Active
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WO2022007181A1 (zh) * | 2020-07-06 | 2022-01-13 | 浙江宸唯环保科技股份有限公司 | 一种熔喷无纺布驻极体添加装置及其添加方法 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GR01 | Patent grant | ||
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