[實用新型]一種纖維制備用熔噴噴嘴結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520987276.3
• 申請日: 2015-12-02
• 公開（公告）號: CN205258670U
• 公開（公告）日: 2016-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳廷;吳麗莉;楊康;殷祝平
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州大學(xué)
• 主分類號: D01D4/02
• 分類號: D01D4/02
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 常亮

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于熔噴非織造設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種纖維制備用熔 噴噴嘴結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

非織造布是指不經(jīng)通常的紡紗織布工序，由纖維直接制成的片狀制品， 俗稱無紡布。非織造的優(yōu)點是工藝流程短、生產(chǎn)速度高、產(chǎn)品用途廣。熔噴 法是一種主要用于制備超細(xì)纖維非織造布的方法。它利用高速高溫氣流將聚 合物熔體拉伸成超細(xì)纖維。超細(xì)纖維的直徑在1μm至5μm之間。熔噴非織 造布由于纖維超細(xì)、孔隙多、孔徑小，具有樹根狀通道體系，過濾效率達(dá)99.9％ 以上，廣泛用于醫(yī)藥、冶金、電子、化工、食品、機械、核工業(yè)、汽車等領(lǐng) 域，還可用作環(huán)境凈化和生物潔凈的高級過濾材料。

熔噴非織造技術(shù)的重要發(fā)展趨勢是在基本不增加能耗的前提下制備出更 細(xì)的纖維，甚至是納米纖維。如果纖維能細(xì)至納米級，那么其制品的過濾性 能和吸附性能將大大提高，在生物、醫(yī)藥、國防、電子等領(lǐng)域的應(yīng)用前景將 更加廣泛。

纖維的進(jìn)一步變細(xì)主要通過改進(jìn)原料、工藝和設(shè)備來實現(xiàn)。在原料方面， 主要是通過提高聚合物的熔融流動速率(MeltFlowRate，簡稱MFR)來實現(xiàn)。 但熔融流動速率越高，原料的價格越貴，則生產(chǎn)成本越高。在工藝方面，主 要是通過降低聚合物流量和提高氣體初始速度來實現(xiàn)。但聚合物流量過低， 非織造布的產(chǎn)量也過低。而氣體初始速度過高，則能耗會急劇增加，生產(chǎn)成 本相應(yīng)提高。

聚合物熔體本身具有的彈性導(dǎo)致其從噴絲孔擠出后體積會迅速膨脹，即 出現(xiàn)擠出脹大現(xiàn)象。在成型時，氣流從氣流通道噴出后，對從噴絲孔擠出的 聚合物熔體進(jìn)行拉伸，但噴絲孔附近的熔體擠出脹大會使氣流在脹大的熔體 與噴嘴之間形成回流，即氣流方向與聚合物熔體拉伸方向相反，從而不利于 聚合物拉伸。為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，通常是對設(shè)備方面做出改進(jìn)， 由于熔噴噴嘴是制備纖維的核心部件，因此許多改進(jìn)都是圍繞噴嘴展開的。 例如，美國專利USP3825380采用尖頭噴嘴制備更細(xì)的熔噴纖維，尖頭噴嘴大 大減小了氣體流場在噴絲孔出口附近的“回流區(qū)”(該區(qū)域明顯存在于鈍頭噴嘴 氣體流場中，不利于聚合物熔體拉伸變細(xì))，增大了氣流對聚合物熔體的拉 伸作用，從而制得了更細(xì)的纖維。其缺點是尖頭噴嘴的加工精度要求很高， 噴絲孔的加工難度大，且不能改善聚合物熔體因擠出脹大而導(dǎo)致的最終纖維 變粗問題。減小噴絲孔直徑和增加噴絲孔長徑比也可以減小纖維直徑，但均 會導(dǎo)致噴絲孔的加工難度增加，過小的噴絲孔直徑也使熔噴技術(shù)的原料適應(yīng) 性變差。

鑒于以上問題，有必要提出一種新型的噴嘴結(jié)構(gòu)，能夠顯著減小噴絲孔 附近因熔體擠出脹大造成的氣體回流區(qū)，使噴絲孔附近的氣體流場更有利于 聚合物拉伸，從而在不增加能耗的前提下減小熔噴非織造布的纖維直徑，實 現(xiàn)在不改變噴絲孔徑的基礎(chǔ)上，得到更細(xì)的纖維，設(shè)備其他部件不必做任何 改變，因而有利于節(jié)約成本。

實用新型內(nèi)容

有鑒于此，本實用新型提供了一種纖維制備用熔噴噴嘴結(jié)構(gòu)，通過設(shè)置 氣流輔道，能夠顯著減小噴絲孔附近因熔體擠出脹大造成的氣體回流區(qū)，使 噴絲孔附近的氣體流場更有利于聚合物拉伸，從而在不增加能耗的前提下減 小熔噴非織造布的纖維直徑，實現(xiàn)在不改變噴絲孔徑的基礎(chǔ)上，得到更細(xì)的 纖維，設(shè)備其他部件不必做任何改變，因而有利于節(jié)約成本。

根據(jù)本實用新型的目的提出的一種纖維制備用熔噴噴嘴結(jié)構(gòu)，所述熔噴 噴嘴結(jié)構(gòu)包括噴絲孔，對稱設(shè)置于所述噴絲孔兩側(cè)的供高溫氣體通過的氣流 通道，所述氣流通道為傾斜設(shè)置，所述氣流通道的出口向所述噴絲孔的出口 一側(cè)聚攏；其特征在于，所述熔噴噴嘴結(jié)構(gòu)上還設(shè)置有防止氣體回流的氣流 輔道，所述氣流輔道設(shè)置于所述氣流通道與噴絲孔之間，并靠近所述噴絲孔 設(shè)置，所述氣流輔道的出氣端與噴絲孔相平行。

優(yōu)選的，所述氣流輔道的入口處與所述氣流通道連通。

優(yōu)選的，所述氣流輔道對稱設(shè)置于噴絲孔的兩側(cè)。

優(yōu)選的，所述氣流輔道分為兩段，分別為與氣流通道連通的連接段，以 及平行于噴絲孔設(shè)置的直線段，所述氣流輔道的出口處與噴絲孔出口處相平 齊。

優(yōu)選的，所述連接段為下凹的弧形結(jié)構(gòu)，所述連接段與直線段間為曲面 過渡。

優(yōu)選的，所述熔噴噴嘴結(jié)構(gòu)還包括設(shè)置于氣流通道與噴絲孔間的噴嘴中 間塊與輔道塊，所述輔道塊的上部與噴嘴中間塊配合形成所述連接段，所述 輔道塊的下部與噴絲孔的外壁配合形成所述直線段，所述輔道塊的上部與下 部間為曲面過渡。