[发明专利]熔喷喷嘴和纤维制备装置

说明书

本发明公开了一种熔喷喷嘴和纤维制备装置，熔喷喷嘴包括：用于喷出第一气流的第一气流通道，外套于所述第一气流通道且用于喷出丝条的环形喷丝孔，位于所述环形喷丝孔的外侧且用于喷出第二气流的第二气流通道；其中，所述第一气流和所述第二气流均用于拉伸所述丝条。上述熔喷喷嘴中，第一气流在丝条内部形成气体流场，第二气流在丝条外部作用，即第一气流和第二气流分别从丝条的内外共同对丝条进行拉伸，与现有技术仅采用丝条外部的气流对丝条进行拉伸相比，有效提高了拉伸效果，从而减小了熔喷纤维的直径；上述熔喷喷嘴，仅需在原有的熔喷喷嘴的基础上设置第一气流通道即可，不必做其他改变，有效降低了熔喷喷嘴的加工难度，节约了成本。

技术领域

本发明涉及纤维制备技术领域，更具体地说，涉及一种熔喷喷嘴和纤维制备装置。

背景技术

非织造布是指不经通常的纺纱织布工序由纤维直接制成的片状制品，俗称无纺布。非织造的优点是工艺流程短、生产速度高、产品用途广。熔喷法是一种主要用于制备超细纤维非织造布的方法。熔喷法利用高速高温气流将聚合物熔体拉伸成超细纤维。超细纤维的直径在1μm至5μm之间。熔喷非织造布由于纤维超细、孔隙多、孔径小，具有树根状通道体系，过滤效率达99.9％以上，广泛用于医药、冶金、电子、化工、食品、机械、核工业、汽车等领域，还可用作环境净化和生物洁净的高级过滤材料。

熔喷非织造技术的重要发展趋势是在基本不增加能耗的前提下制备出更细的纤维，甚至是纳米纤维。如果纤维能细至纳米级，那么其制品的过滤性能和吸附性能将大大提高，在环保、医药、国防、电子等领域的应用前景将更加广泛。

纤维的进一步变细主要通过改进原料、工艺和设备来实现。在原料方面，主要是通过提高聚合物的熔融流动速率(Melt Flow Rate，简称MFR)来实现。但是，熔融流动速率越高，原料的价格越贵，则生产成本越高。在工艺方面，主要是通过降低聚合物流量和提高气体初始速度来实现。但是，聚合物流量过低，非织造布的产量也过低；而气体初始速度过高，则能耗会急剧增加，生产成本较高。

为了进一步使纤维变细，大多从设备入手，大部分改进都是围绕熔喷喷嘴展开的。该熔喷喷嘴主要包括：用于喷射聚合物熔体以形成丝条的喷丝孔，位于喷丝孔外侧且用于喷射气流的气流通道；其中，气流通道喷出的气流用于拉伸丝条，以获得熔喷纤维。例如，专利US3825380采用尖头喷嘴制备更细的熔喷纤维，尖头喷嘴大大减小了气体流场在喷丝孔出口附近的回流区，增大了气流对聚合物熔体的拉伸作用，从而制得了更细的纤维。该尖头喷嘴的缺点是尖头喷嘴的加工精度要求很高，喷丝孔的加工难度大。减小喷丝孔直径和增加喷丝孔长径比也可以减小纤维直径，但均会导致喷丝孔的加工难度增加，过小的喷丝孔直径也使熔喷技术的原料适应性变差。

综上所述，如何提供一种熔喷喷嘴，以减小熔喷纤维的直径，同时降低熔喷喷嘴的加工难度，节约成本，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种熔喷喷嘴，以减小熔喷纤维的直径，同时降低熔喷喷嘴的加工难度，节约成本。本发明的另一目的是提供一种具有上述熔喷喷嘴的纤维制备装置。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种熔喷喷嘴，包括：用于喷出第一气流的第一气流通道，外套于所述第一气流通道且用于喷出丝条的环形喷丝孔，位于所述环形喷丝孔的外侧且用于喷出第二气流的第二气流通道；其中，所述第一气流和所述第二气流均用于拉伸所述丝条。

优选地，所述第一气流和所述第二气流具有压力差，且所述压力差大于所述丝条的表面张力。

优选地，所述第一气流的压力大于所述第二气流的压力。

优选地，所述第二气流的压力大于所述第一气流的压力。

优选地，所述第一气流通道和所述环形喷丝孔共轴线。