[发明专利]生产纤维材料的设备和其模具头装置及生产方法

说明书

相关申请的相互参照

这个申请要求对2005年6月20日提交的美国临时申请60/692,116号享有优先权，将该临时申请的整个内容插入这里作为参考。

技术领域

本发明整体涉及生产纤维材料，和特别是涉及适合用于熔纺设备如通用的熔纺设备的可拆卸联装的模具头装置，其中模具头装置是可拆卸地可定位在挤压机体下面以便提供通过聚合物膜的原纤化实现纤维材料成形的一种设备。

背景技术

先有技术中已知各种连续和间断的纺丝技术，和通常称为熔纺技术。熔纺技术包括熔喷或纺粘两种方法。纺粘方法包括供给熔融的聚合物，然后将它在压力下挤出通过称为喷丝头或模具的在一块板中的许多小孔。通过许多方法中的任一种将得到的连续的单纤维骤冷和拉伸，如缝口拉伸系统、再割机的枪、或导丝辊。在运动的有小孔的表面上，如金属丝网传送带，将连续的单纤维收集为松散的纤维网。为了生成多层织物在生产线中使用多于一个的喷丝头时，在先前生成的纤维网的最上面收集接着生成的纤维网。

熔喷方法与用于生成无纺织物层的纺粘方法的措施相关，其中熔融的聚合物在压力下被挤出通过喷丝头或模具中的小孔。当它们从模具中出来时用高速气流冲击该单纤维并使其变细断裂。这个步骤的能量是这样，使生成纤维的直径大大变细和断裂从而产生长度不确定的微纤维。这与保持该纤维连续性的纺粘方法不同。

纺粘设备制造公司，如Reifenhuser、Ason Neumag、Nordson、和Accurate Products已经建造了许多熔喷和/或纺粘制造型号，它们提供各种各样所需的特性、如增加聚合物的处理量、更好地管理过程空气的流量或聚合物的分布，和改善纤维偏差的控制、等等。美国专利号4,708,619；4,813,864；4,820,142；4,838,774；5,087,186；6,427,745；和6,565,344，将它们全部插入这里作为参考，公开处理加工纺粘或熔喷材料的制造设备的各个例子。

除了市场上销售的各种已知的设备型号之外，还知道熔纺制造设备资产是相当大的规模，需要很大的空间，并可能是相当大的投资。当评估需要附加的制造生产能力、更新资产、或新的创新技术时这些因素都可能成为障碍。但是，仍然需要有一种设备，例如头装置，适合用于通用的熔纺制造设备，以便更新技术或对其他的标准制造生产线引入一种完全新的技术。

发明内容

本发明整体涉及一种设备和适合与该设备一起使用生产纤维材料的模具头装置。该设备包括适合通用熔纺设备的可拆卸联装的模具头装置。该模具头装置是可拆卸地定位在挤压机体下面以便通过聚合物膜的原纤化实现纤维材料的成形。该头装置包括与熔融聚合物源连通的至少一个聚合物通道以便引导熔融的聚合物到由所述头装置限定的至少一个膜生成表面上，和还限定与气体源连通的至少一个气体通道用于引导加压气体对着膜形式的熔融聚合物实现纤维材料的生成。在本发明的各种实施例中膜生成表面可以是环形的或者另一种是非环形的。

在一个实施例中，可以建造本发明的模具头装置去配合由供应商，如Reifenhauser、Ason-Nuemag、Lurgi Zimmer、AccurateProducts、Nordson、和Impianti提供的标准熔纺制造设备。标准的熔纺设备包括一个聚合物挤压机体，通过它引导熔融的聚合物并把它传送到在挤压机体下部的细长的聚合物腔，还包括至少一个气体总管，和通常是一对所述的气体总管，定位在挤压机体附近或在所述挤压机体相对的两侧，用于一般沿着聚合物腔的长度通常在挤压机体的下面供给加压的气体。

按照本发明的一个实施例，将可拆卸联装的模具头装置定位在挤压机体下面用于通过聚合物膜的原纤维化实现纤维材料的生成，其中头装置包括与限定在标准熔纺制造设备内的聚合物腔或者与独立的聚合物源连通的至少一个聚合物通道。引导聚合物从聚合物腔通过至少一个聚合物通道和来到限定在头装置内的至少一个膜生成表面上。头装置还包括与该熔纺设备的气体总管连通的至少一个气体通道，用于引导加压气体从气体总管到对着膜形式的熔融聚合物实现纤维材料的生成。

在一个实施例中，由头装置限定的膜生成表面是环形的，其中由头装置限定的至少一个气体通道引导从气体总管来的加压气体到环形膜生成表面的中心对着熔融的聚合物。优选地，在头装置内限定许多环形膜生成表面，和许多气体通道用于引导加压气体对着膜形式的熔融聚合物，从每个膜生成表面实现生成原纤化的纤维材料。