專利名稱：非織造纖維網(wǎng)的生產(chǎn)系統(tǒng)及該非織造纖維網(wǎng)的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉;s^封閉的纖維紡絲系統(tǒng)中生產(chǎn)纖維和織物的方法禾設(shè)備，其中 纖維和織物包含大量不同的聚^成分。
背景技術(shù)：
在賄4W中已知有大量封閉的纖維紡絲系統(tǒng)，用于生產(chǎn)具有特定優(yōu)良性
能的紡粘織物。例如，USNo.5460500 ， 5503784， 5571537 ， 5766646， 5800840， 5814349以及5820888所Z/Hf的生產(chǎn)紡粘纖維網(wǎng)的密閉系統(tǒng)。這些專利公開的內(nèi) ^此作為一個^^作為參考。在一個典型的封閉系統(tǒng)中，^在普通的封閉 室或封閉環(huán)境中被紡絲、驟冷和牽伸，這樣用來^Hp從紡絲頭擠出的纖維的空 ^氣體流，也用來牽伸和細(xì)^^冷階段下游的纖維。
和開放的紡絲系統(tǒng)(即擠出的，不在"fit室或"fit環(huán)嫂中4皮紡絲、驟冷 和牽伸的系統(tǒng)，所述，在纖維形成的某些或4^步驟中，典型地為暴露在周 圍環(huán)境中)正刑目反，封閉系統(tǒng)能消除纖維成形過程中任何不能控制或潛在的 有害氣流的干擾。實際上，典型的封閉紡絲系絲纖維成形過程中限制擠出的 錄只暴I^t溫度的空^l氣流中，這樣，^b^v"fit的開放式纖維紡絲 系統(tǒng)中生產(chǎn)具有所需細(xì)度的精細(xì)和均勻纖維。
在纖維紡絲系統(tǒng)中一個很重要的部分A^楊傳輸系統(tǒng)，通常是指紡絲軸， 以選擇的計量或ai4向紡絲系^^供熔融聚，流，用以從紡絲頭擠出^ii。
通常使用的一種紡絲軸并*封閉系統(tǒng)中有紡絲優(yōu)勢的是指"衣架式"紡絲軸。 這種類型紡絲軸通常具有兩部分，由金屬或^f^適的材辨u成，以不透液的
緊密關(guān)系在端面或酉e^表面^^在^，每個商e^表面具有蝕刻溝槽且與另一 部分酉e^表面的蝕刻溝槽鏡^^應(yīng)。在每個K^表面蝕刻溝槽形成一輪廓，即 類似于三角"衣架式，，構(gòu)型。
傳統(tǒng)"衣架式"紡絲軸的分解圖如圖l所示。紡絲軸2包括兩個各占一半的
;Ut矩形的部分3，在每^NP分內(nèi)配置許多電加熱器12，在紡絲軸內(nèi)加熱朝向
紡絲頭的聚，流體。在工作過程中， 一種熔融聚^^^皮引導(dǎo)ii^ (dWt過
泵)紡絲軸2的"衣架式"槽構(gòu)型的進(jìn)口 4，絲過"衣架式"構(gòu)型的三角形槽6 的上部，該三角形^iU在下部并與進(jìn)口 4有流體^j逸。由進(jìn)口部#三角部 分界定的"衣架式"槽是通過i^在兩個紡絲4^分3的S5^表面相應(yīng)的槽形成 的。在進(jìn)口槽6上面，熔融聚^^流分^ii7v三角槽的兩個分叉槽部分7，那里 分流的流體繼續(xù)傳輸，然后^ii7v7K平槽部分8，該水平槽部分在分叉槽部分 下端之間"衣架式"槽的下端。該水平槽部分迅沿紡絲軸2的下部縱向延伸。固 定在紡絲軸下端的是篩網(wǎng)￡±>慮器^9以及沿其縱向iM多個孔的紡絲頭10。 篩網(wǎng)過濾器、#紡絲頭10也沿紡絲軸2的底部縱向延伸，并JJ寸準(zhǔn)布置而與 水平槽8流體;艦。這樣，傳itii"衣架式"槽的水平槽部8的熔融聚楊流向 前^it篩網(wǎng)i^慮器、支^9到#絲頭10，在那里聚^流由紡絲孑L^出形 成多根聚純錄。"衣架式"槽的結(jié)構(gòu)特別有優(yōu)勢，因為它的設(shè)計簡單，育化槽內(nèi)建立均勻壓力差，使得聚楊流均勻驗^r^"衣架式，，槽的水平槽部分，并從紡絲孔中均勻擠出熔融聚。
當(dāng)封閉纖維紡絲系統(tǒng)與"衣架式"紡絲軸結(jié)合時有利于生產(chǎn)特定的聚合物纖 維，該纖維具有所需的均勻度和細(xì)度，但是在使用兩種或多種不同的聚合物成 分生產(chǎn)妓雜的纖維和紡粘纖維網(wǎng)時，"衣架式"紡絲軸^iti'j許多問題。特別 是，當(dāng)生產(chǎn)包括多種聚絲成分的多組分纖維或織物時，4M^fe"衣架式"封閉 系統(tǒng)中處理兩種或多種具有不同熔融溫度的聚^;成分。例如，包含兩種熔點 顯著不同的聚^^組分的雙組分纖銜lb^f^D帶有"衣架式"紡絲軸(如所<^] 帶有并排方式iU的"衣架式"槽的雙"衣架式"紡絲軸)的封閉紡絲系統(tǒng)來生產(chǎn)， 因為在紡絲軸部分，由iSU的電加熱器的原因，"衣架式"紡絲械于絲基 ^目同的溫度下。當(dāng)^^]的聚^^成分必須^#在或接近它們?nèi)埸c時，為了避 免聚，膠絲交聯(lián)，所it^的困難^i一步惡化。jH^卜，當(dāng)"衣架式"系統(tǒng)將 均勻的熔融聚^^緣i^'J紡絲頭時，難以修艦融聚^^艇過"衣架式，，紡 絲軸i^紡絲頭組件的計量，而it^生產(chǎn)更為復(fù)雜類型的纖維如具有不同形狀 和/或聚賴組^t截面的多組分纖維的一個重M點。這樣，在封閉纖維紡絲 系統(tǒng)中生產(chǎn)更多不同的纖維和織物時，"衣架式"紡絲軸的多棒性會受到限制。
因此，需要在封閉紡絲系統(tǒng)中生產(chǎn)更多種類包含兩種或多種聚*成分的 纖維和織物，所具有的紡絲軸必須^^封閉系統(tǒng)中傳送用于纖維生產(chǎn)的兩種或
多種不同聚賴成分的熔融聚絲流。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述內(nèi)容，以及雞明顯的原因，在全面介紹本發(fā)明時，本發(fā)明的一 個目的是提#-種封閉的纖維紡絲系統(tǒng)，負(fù)&生產(chǎn)包括不同聚^成分的多種單
組分或多組分纖維和織物，并具有所需的細(xì)JL和均勻度。
^^發(fā)明的另一個目的是提供用于封閉系統(tǒng)的紡絲軸組件，其能將熔融^^ 物流傳送到封閉系統(tǒng)的紡絲頭，其中，所述熔融聚合物流包括至少兩種具有不 同熔融溫度的不同聚#成分。
本發(fā)明的再一個目的是在傳輸熔融聚*^^紡絲頭的過程中，在紡絲軸 組件內(nèi)均勻##兩種不同的聚*成分處于它們實質(zhì)不同的熔融溫度下。
本發(fā)明的還一個目的是提供多個計量泵來單獨控制不同熔融聚^7^A紡 絲頭橋出的流速。
前述目的是以獨立的方式或結(jié)合的方式實現(xiàn)的，意圖不是將本發(fā)明配置成 需要結(jié)合兩個或多個目的，除非權(quán)矛虔求書中有描述。
才娥本發(fā)明，前絲封閉系統(tǒng)中形成具有多種聚楊成分的纖維和織物的 困g過^^J包括紡絲軸組件的封閉纖維紡絲系統(tǒng)來克服，該紡絲軸組件能向 紡絲頭提供多種熔融聚^7流，其中，至少兩種包括多種聚賴成分的聚楊 流形成包括多種聚賴成分的多組分纖絲織物，所述多組分纖維或織物具有
合的均勻性和細(xì)度。該紡絲軸包括多個計量泵，用以獨立控制一個或多個 聚，流的流速；至少兩個熱量控制單元，其能將不同聚，成分獨立和均勻 船口熱至適宜的熔融溫度，并^#不同聚#成^^之間的熱分離。
上述以及，目的、本發(fā)明的特點和優(yōu)點結(jié)合下述^^#限定以及特 定實施例的附圖會變得很清楚，其中在不同附圖中^f^I相同的附圖^i己，這些 說明內(nèi)樹本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)解釋，可以理解在本說明書的J^出上，對^4頁域 技^A員而言不同的變化n而易見的。


圖l是傳統(tǒng)"衣架式"紡絲軸的分解i^f見圖，該紡絲軸用于將熔融聚，輸 iHi，J封閉系統(tǒng)的紡絲頭組件。
圖2是本發(fā)明封閉纖維紡絲系統(tǒng)一個實施例的部分立面,抖見圖。
圖3是紡絲軸組件的一個實施例的部分逸f見圖，該紡絲軸組件用于圖1所
示封閉系統(tǒng)。
圖4"8是不同纖維組的異本實施例的橫向截面圖，這些纖維由本發(fā)明的封 閉系統(tǒng)生產(chǎn)。
M實施方式
下面參照附圖2和3來介紹本發(fā)明的封閉纖維紡絲系統(tǒng)。此處使用的術(shù)語 "封閉系統(tǒng)"和"封閉纖維紡絲系統(tǒng)"涉及包括擠出階段、驟冷階段和牽伸階段的 纖維紡絲系統(tǒng)，其中驟冷階段冷卻纖維所使用的空^l，氣^^用于在牽伸 階段牽伸和細(xì)化纖維，在"fit封閉環(huán)境(例如，單個室或多個船1*逸的室) 下實絲出、驟#牽伸階段。此處^^J的術(shù)語"纖維"包括兩種纖維，即，有 限H的纖維，如常規(guī)的短纖維，以及實質(zhì)上連續(xù)的結(jié)構(gòu)，比如長絲，除非另 有說明。術(shù)語"^i且分纖維"和"多組分纖維"是指至少具有兩轉(zhuǎn)分或區(qū)段的纖 維，其中至少一悄分包括一種聚，組分，并JLIN輛分包括另一種不同的 聚#組分。術(shù)語"單組分纖維"是指由一種聚#成^^賦的纖維。術(shù)語"〉V給 聚*纖維"是指由兩種或多種不同的聚*組分;^^在"^^賦的纖維，在所 形成的纖維中，形成了聚*成分實質(zhì)均勻的合成物。
發(fā)明的封閉系統(tǒng)中擠出的纖維實質(zhì)上能夠具有^#形狀的#^面，包 括但不局P艮于圓形、橢圓形、絲帶形、犬骨形以及多葉形橫截面。所述纖維 能夠包^fi-種熔紡樹脂或其合成物，包括但不局限于均聚物、共聚物、三 元共聚物，其中^r^有絲烴、f^、聚酯、聚乳酸、尼龍、糾^曱 酸丙二酯，以踏1"生聚^^如熱塑性分級聚氨酯(grade polyurethane)。合適的 ，烴包括但不局限于如下聚合物，如聚乙烯(如^t苯二甲酸乙二酯、低密 錢乙烯、高密綠乙烯、線性低密綠乙烯)、聚丙烯(等規(guī)聚丙烯、間規(guī)聚 丙烯、等規(guī)聚丙烯與無規(guī)聚丙烯的混合物)、聚-l-丁烯、聚-1-&陣、聚-l-己烯、 ^4-辛烯、聚丁二烯、聚l, 7，-辛二歸、聚l, 4，-己二烯，以;5L類4以物和共 聚物、三;^聚物和它們的混合物。jtb^卜，所生產(chǎn)的纖維中具有任意選擇比例 的聚*成分。
參見圖2，所示的封閉系統(tǒng)100包括紡絲軸組件102,其用于將熔融聚合 物流傳輸?shù)降募徑z組件104;封閉室106，其用于形成擠出長絲108并將M輸 到成網(wǎng)帶116，這樣形成非織造纖維網(wǎng)118。應(yīng)當(dāng)指出圖2中設(shè)計的封閉室僅為 了實施例的需要，本發(fā)明不局P艮于這種i殳計。例如，任意數(shù)量的封閉室設(shè)計都
適用于本發(fā)明的實際生產(chǎn)，包括M局限于USNo.5460500、 5503784、 5571537、 5766646、 5800840、 5814349和5820888所^iHf的封閉室。紡絲軸《且件、紡絲纟且 件、封閉室和帶是由金屬和其4tM封可合適的材料制成，用以接》1沐處理熔融聚 綠流體流。
紡絲軸組件102提供大量獨立計量的熔融聚^^;K^紡絲組件104，用 ^封閉系統(tǒng)100內(nèi)噴絲^成纖維。在紡絲軸組件中提供三個分離iU蟲立的 加熱系統(tǒng)，如下所述，用以分別加熱i^A紡絲軸組件和紡絲軸的兩股獨立的聚 ^流體流。參見圖3，紡絲軸組件102包括^t^矩形的空機(jī)架103，其封裝 一對大體呈圓柱形的中空分酉誠管122、 130以及過矩形的紡絲軸140。每個 分酉2^管122、 130沿機(jī)架的后壁150軸向延伸，其中歧管130被稍微向上懸置 而基本平行于總管122對準(zhǔn)。進(jìn)口管123 M管122的中間位置橫向延伸穿過 機(jī)架103的后壁150，并連接聚，供給源(未圖示)。類A她，另一進(jìn)口管131 Mj^管130的中間位置橫向延伸穿過機(jī)架103的上后壁151而連接到另一聚合 物供給源(未圖示)。如下所述，每個進(jìn)口管的"^P分^M^每個歧管內(nèi)延伸，以 連接iM扭管內(nèi)的聚^7分配管。歧管122的一端是密封的，在另一端連接 熱介質(zhì)的供給管道124，管道124延伸穿過機(jī)架103的側(cè)壁152，并連接熱介質(zhì) 供給源(未圖示)。歧管130對應(yīng)于歧管122密封端的那一端也是密封的，并且 在另一端連接另一^i介質(zhì)供給管道132，該管道132延伸穿過機(jī)架103的側(cè)壁 152,在那里供辨道132 ^i^接熱介質(zhì)供給源(未圖示)。所ii^t管相對于彼 jH^肖微交錯布置，歧管122與管道124相連的那一端比與歧管130相對應(yīng)的那 一端更靠近才幾架的側(cè)壁152。
在每個分酉C^管122、 130內(nèi)iM且沿縱向延伸的;l^^分配管，所述聚 ^^分配管連樹申iij^管內(nèi)部的相應(yīng)進(jìn)口管123、 131。每個歧管122、 130m 上包圍并罩住iM在其中的分配管，允許流體性的熱傳輸介質(zhì)(如道生熱栽體 'Dowtherm，)通過各自的供^f道124、 132^i^^t管，以l更圍繞分配管內(nèi)的 聚^^流體并^i熱量。所ii^管和與其相連的管道育化紡絲軸組件102內(nèi)方
^ny蟲立和分離加熱兩種不同的聚"^組分至不同的溫度。itb^卜，歧管設(shè)計為
通it^S4^勻勻的溫度下熱介質(zhì)圍繞每個分配管，均勻加熱在每個J^管內(nèi) 的任一聚合物分配管內(nèi)部流動的聚流體。這種加熱方式的特點比起"衣架 式"紡絲軸的電加熱設(shè)計具有錄的進(jìn)步，因為"衣架式"紡絲軸的電加熱器在紡
絲軸區(qū)域內(nèi)會產(chǎn)生不需要的熱梯度。
每個射ej^管122、 130還包括一組六個的聚M傳輸管126、 134，所述 聚^/傳輸管126、 134橫向延伸并JU/^t管朝著機(jī)架103的前壁153的方向位 于在縱向上間隔大俏目等的位置處，在那里傳輸管126 (^y^t管122延伸)絲 平行于傳輸管134 (賄管130延伸)。每傳輸管126、 134權(quán)伸敘莊自 的歧管122、 130，并JL^it當(dāng)?shù)奈恢眠B接i經(jīng)在其中的相應(yīng)射己管。由于紡絲 軸組件的機(jī)架內(nèi)歧管122與歧管130之間的豎向偏移,傳輸管134 ^J^管130 出來后朝著歧管122直接豎向向下，以便在傳輸管126朝才幾架的前壁153延伸 的情況下與傳輸管126 J^^垂直布置。4^頁域技^A員應(yīng)認(rèn)識到每個歧管內(nèi) 部的每個分配管和與分配管相連的傳輸管育W皮獨立設(shè)計，以保證聚^流^i 過分配管并M管內(nèi)加熱時有合適的滯留時間。jH^卜，^^^特定分配管延伸 的每*輸管的長^1^相等的，以保證流Mitit些傳輸管的滯留時間;U^ 相同的。
紡絲軸140設(shè)置^^幾架103內(nèi)縱向靠近前壁153。紡絲軸敘內(nèi)有一組六個 ;UtA矩形的泵座142,所述泵座沿紡絲軸縱向分布而對應(yīng)于^^^t管122、 130 朝著泵^4伸的單^Nt輸管126、 134。每個泵座142都包括有第一計量泵128 和第二計量泵136，第一計量泵128連接朝該泵;t^伸的相應(yīng)的聚，傳輸管 126，第二計量泵136連接朝該泵^4伸的相應(yīng)的聚^;傳輸管134。傳輸管126、 134延伸穿過紡絲軸140的后壁，連接它們相對應(yīng)的計量泵128、 136。供熱管 144從紡絲軸后壁的下部延伸，并穿過機(jī)架的側(cè)壁152而連接^i^傳熱介質(zhì)的供 給源(未圖示)。紡絲軸被經(jīng)由供熱管144提供的傳熱流體介質(zhì)加熱，該介質(zhì)在 紡絲組件工作過程中>^>熱泵座142和泵128、 136并^#在合適的溫度。此 外，泵座由^r^熱性的材料構(gòu)成，以控制或限制泵座、#通過泵的聚*流 體t間的傳熱量。例如，在使用兩種具有不同熔融溫度的聚，成分生產(chǎn)纖維 的過程中，泵座^U。熱到較高的那個熔融溫度。但是，由于P艮制泵座的傳熱能 力，具有^^融溫度的聚*成^71^1』不了所述較高的溫度。
每個計量泵128、 136還包括一進(jìn)口和多個出口，所iiii口用來接JlMt自相 應(yīng)的聚，傳輸管126、 134的聚*流體，所述多個出口用來將聚^流體以 選擇的^i^^紡iii且件104的進(jìn)口槽。在一^H^選的實施例中，每個計量泵 包括四個出口，這樣紡絲軸組件育^€供兩組24束聚*流體，每組的溫度和流
速都是獨立控制的。這種實施例能夠例如沿約12英尺長的紡絲軸從每組大約每
六英寸提供計量的聚，流。但是，應(yīng)當(dāng)指出計量泵可以包^f^r合適數(shù)量的
出口，這M于傳輸?shù)郊徑z組件所需的聚^;流的數(shù)量。
紡絲組件104包括大量用來接收來自紡絲軸組件的聚，流的進(jìn)口槽； 聚^^±>慮系統(tǒng)；分配系統(tǒng)；紡絲頭，該紡絲頭有一列紡絲孑L用來擠出聚， M。例如，紡絲孑L^置^J4L呈水平的矩形列，在紡絲頭^JUi通常布置每 米1000-5000個紡絲孔。jH^t所偵月的術(shù)語"紡絲頭"是指紡絲組件下部的主要 部分，其用于傳輸溶融聚^^到錄絲孑L絲過紡絲孑l^入封閉室106。紡絲頭 是通ii^l件或^/f壬何能流出所述纖維流的結(jié)構(gòu)上鉆孑Ul蝕刻孔而成的。紡 絲組件主要調(diào)整來自紡絲軸的熔融聚合物流以形成所需類型的纖維(如多組分 纖維、具有特定橫截面形狀的纖維，等等)，以及負(fù)W系統(tǒng)中連續(xù)擠出所需數(shù)量 的纖維。例如在通過紡絲孑浙出之前，紡絲組件所包含的槽能將從紡絲軸仏 的兩個或多個不同的聚^^^4f。 jtUf，紡絲孔可以是多種不同的形狀(如 圓形、方形、橢圓形、鎖眼形，等)，這將致最終纖維具有多種類型的橫截面 形狀。授予Hill的US No.5162074中公開了用于系統(tǒng)100的一種示例性紡絲組 件，在此結(jié)合該文獻(xiàn)公開的內(nèi)容全部作為參考。但是，應(yīng)當(dāng)指出用來紡制纖維 的4^f可傳統(tǒng)的或，紡絲組件也可以用于系統(tǒng)100。
封閉室106包括直接iM在紡絲組件104下面的驟冷站110和直接iM在 驟冷站下面的牽伸站112。在驟冷站110的附近還有一對導(dǎo)管114連接在封閉室 106的相對表面上。每個導(dǎo)管114 ^Dt匕的相^T向上引導(dǎo)一股空氣(通常如圖 2的箭頭所示)朝向擠出的爛108， M 108從紡絲組件104出來絲過驟冷 站IIO。這才械出的，在驟冷站由來自導(dǎo)管114的^L氣^Hp。 ^i^與長 絲108大致垂直的方向或朝著牽伸站112稍傾斜的方向引導(dǎo)氣流，所述牽伸站 U2布置在驟冷站的下面。但是，應(yīng)當(dāng)指出可以引導(dǎo)^^數(shù)量的氣流(如單股氣 流)在^f可合適的方向朝向在驟冷3浙出的，。還應(yīng)注意除了^^空^ 夕卜，^te/frf可適合的氣體均可用于在驟冷站來^HP^ii。 J^卜，^^ 、所^jl]的 聚^成分的類型和所形成的纖維類型，也可以iMJ—種或多種受控制的蒸氣 或^m理氣流，從而在驟冷站110或^/f^f合適的位J^封閉室106內(nèi)的 擠出爛進(jìn)行化學(xué)處理。
^il封閉室106在牽伸站112具有iU土里構(gòu)形(venturi profile),封閉室壁
在牽伸站漸縮形成錐形或變窄的封閉室部分，促使通過那里的合并氣流具有有增 加的流速。在牽伸站增加流速的氣流提公合適的牽伸力來牽伸和細(xì)化長絲。牽伸站112延伸至封閉室106的出口 ，該出口與成網(wǎng)帶116分離開合適的沉積距離。
成網(wǎng)帶116優(yōu)選為能使空氣通過的連續(xù)篩網(wǎng)帶，如改良型長網(wǎng) (Fourdrinier)線帶。從封閉室106出來的纖維鋪放在網(wǎng)帶上形成非織造網(wǎng)。 成網(wǎng)帶通過例如輥子或^#^適的驅(qū)動裝置來驅(qū)動，將纖維網(wǎng)傳輸?shù)揭粋€或多 個，處理位置。在成網(wǎng)帶116下面與封閉室106的出口成一直線iO^循環(huán)室 120。該循環(huán)室包括吹風(fēng)機(jī)(未圖示)，該吹風(fēng)機(jī)能在封閉室106產(chǎn)生負(fù)壓力或 吸力，來引導(dǎo)丙合并其氣流從驟冷站110通過牽伸站112 i^A循環(huán)室(通常如圖2 中的箭頭所示)。被引入到循環(huán)室120的空氣流循環(huán)^輸回導(dǎo)管114，以便再 傳輸回驟冷站110。 to^，循環(huán)氣;M^皮引導(dǎo)通過一熱交換器和/或與新鮮空 氣M,以便在循環(huán)驟冷站110之前^#驟冷氣體的合適的溫度。在一個 可選實施例中，封閉系統(tǒng)可以不^JD循環(huán)氣流。當(dāng)然，^RU幾可以連續(xù)引進(jìn)新 鮮空氣進(jìn)入并通過過封閉室106，封閉系統(tǒng)的氣流消M從牽伸站引出而非循環(huán)再 利用。
下面將對使用示例性雙組分纖維紡絲工藝的封閉系統(tǒng)100的,進(jìn)行描 述，其中聚合物組分A和B被,紡絲軸組件以形成XXi且分纖維。但是，應(yīng)當(dāng)指出，系統(tǒng)100能生產(chǎn)很多種纖維，包括單組妙多組分纖維。聚合物的熔 融流通過口管123傳輸?shù)郊徑z軸組件102，在那里iiAiO^射ej^管122 內(nèi)的聚*分配管。同時，聚合物B的熔融流通過口管131傳輸?shù)郊徑z軸組 件，在那里進(jìn)入設(shè)者在分歧管130內(nèi)的聚綠分配管。由導(dǎo)管124、 132提供 的流體傳熱介質(zhì)ii^兩個歧管內(nèi)部以環(huán)繞設(shè)置在其中的分配管而對每種聚聚合物A和B進(jìn)4亍均勻、獨立的加熱，和/或?qū)⑺鼈儽３衷诤线m的溫度。
聚合物A的流涕通過歧管管122內(nèi)的分配管，并進(jìn)入聚合物傳輸管126，該 傳輸管126將聚合物A運i^U'J—組六個的計量泵128，所述計量泵128 設(shè)置在 紡絲軸140內(nèi)的泵座142上。與^目似，聚合物 B的流體;M^t管130內(nèi)的分 配管，并進(jìn)入聚合物傳輸管134,該傳輸管134將聚合物B 運送導(dǎo)—組六個的 計量泵136，所述計量泵136設(shè)置在紡絲軸內(nèi)的泵座上。計量泵128用合適的流 速傳送聚合物A的多股流體(如24股)至布置在紡絲組件104上的相應(yīng)的對準(zhǔn)
進(jìn)口槽，同時計量泵136用合適的流速(與聚合物a的流體^4^相獨立的) 傳送聚^/b的多股流體至布置在紡絲組件上的相應(yīng)的對M口槽。
獨立計量的成組聚合物a和b流#^皮51導(dǎo)通過紡絲組件104中的槽和紡絲 頭，形成含有這兩種聚，的^i且^^^纖維。所形成的這種XOE分纖維的 類型(如并列結(jié)構(gòu)、皮芯結(jié)構(gòu)、"海島結(jié)構(gòu)，，等)由紡絲組件的設(shè)計而定，其中 甜的聚賴a和b流體以合適的方式^f"從紡絲頭噴出。jH^卜，擠出似的 合適的滅面形狀也由例如具有一種或多種選鄉(xiāng)狀的紡絲孑L決定。
由聚合物a和b構(gòu)成的長絲108通過紡絲頭擠出并i^a封閉室106的驟冷 站110，在驟冷站110中，^ii^露于從導(dǎo)管114向^引導(dǎo)的驟冷氣流。循環(huán) 室120中的^UX^"封閉室內(nèi)部產(chǎn)生吸力，引導(dǎo)氣^Ut過驟冷站110而:ii^牽 伸站u2，在牽伸站112中，由于一部分牽伸站內(nèi)具有Jl^構(gòu)型而增大了氣^i4 度。擠出的，也隨氣^a驟冷站向下引導(dǎo)至牽伸站，在牽伸站中，，受到 牽伸和細(xì)化。受牽伸纖^續(xù)通過封閉室106排出并在帶116上形成非織造纖 維網(wǎng)118。該纖維網(wǎng)由帶116運Jti^ff^一步的加工。穿過封閉室106并從其中 流出的氣;^^循環(huán)室120，在那里氣^Ji^f皮引導(dǎo)回導(dǎo)管114并朝向驟冷站 110引導(dǎo)。
本發(fā)明封閉系統(tǒng)的紡絲軸內(nèi)多種計量的聚*熔融流的溫度分離和獨立輸 送的組合特點促使可以生產(chǎn)以前不能實現(xiàn)的更多種類的纖維和織物，甚至是在 傳統(tǒng)封閉系統(tǒng)中不能考慮的纖維和織物。例如，在紡絲軸內(nèi)為不同聚*;緣 供獨立iU^均勻的溫度控制，這在纖維成形過程中大大增加了單個纖維中不 同聚*合 分的數(shù)量和比例。倉^系統(tǒng)中保持均勻的紡絲頭溫度構(gòu)型，不 ^!使溫度在聚合物流中變化，i^"衣架式"紡絲軸的電加熱中是不可育^A 的'本發(fā)明紡絲軸提供的均勻溫度控制能消除加熱過程中潛在的熱梯度，比封 閉系統(tǒng)常用的"衣架式"紡絲軸的電加熱好得多。
通過分開的計量泵組提供對不同聚，成分供應(yīng)壓力的獨立控制，通iW 在整個機(jī)器寬^Ji均勻傳輸聚^^提供加強(qiáng)的控制，對^f可給定的機(jī)器結(jié)構(gòu)， 使得聚^7選^^分布都有更大的陣性。相比于"衣架式"系統(tǒng)，本發(fā)明的紡絲 軸組件和紡絲組件可以更精確緣制滯留時間，熱敏性聚^的一個特別重要 的特征是需要減少滯留時間。特別地，本發(fā)明的封閉系統(tǒng)能提供m^的滯留時 間加咸少聚^4勿^^紡絲軸組件以及紡絲組件之間的熱量傳遞。
該封閉系統(tǒng)能改善牽伸的均勻性，且防止夕h^氣^iU顯度的干擾，這些能 進(jìn)一步增強(qiáng)特定類型的敏感多組分纖維的成股和生產(chǎn)?！穟t，該封閉系統(tǒng)促使 紡制的多組分纖維iiA受控制的7jo蒸M氣^r嫂，用M紡絲過程中形成的
仏進(jìn)行化學(xué)處理，封閉系M^嫁易輛蒸汽。和"衣架式，，紡絲軸(它M產(chǎn) 從紡絲頭出來的線'^i^窄排列的擠出爛)相比，紡絲軸組件和紡絲組件還能 增加紡絲孔密度和孔的構(gòu)型以提高生產(chǎn)率，并育t^一個單獨的封閉系統(tǒng)中生產(chǎn) 多種聚#成分的產(chǎn)品。iH^卜，多股計量紡絲軸與本發(fā)明的封閉系統(tǒng)結(jié)合，能 生產(chǎn)高品質(zhì)的織物，這些織物包括但不局限于防靜電織物、夕卜^^fit的織物、
可濕性和耐磨織物以及由不同凈給方法(不是傳統(tǒng)^ju的熱專成津給法)形成
的織物。本發(fā)明的單^l"閉系統(tǒng)例:fet過變化在系統(tǒng)機(jī)器橫向擠出的纖維的類
型和組合可以連續(xù)生產(chǎn)多種織物。
圖4^8表示本發(fā)明生產(chǎn)的一些聚*纖維的例子。圖4表示在一組單一成 分或均聚的聚合物纖維204中形成的單個、低比例勿芯纖維202，向該纖維形 成的高質(zhì)量纖維網(wǎng)中添加高品質(zhì)、^^融強(qiáng)度、對溫度和滯留時間敏感的添加 劑。
圖5表示一iELHi且分皮芯并列結(jié)構(gòu)的纖維302。在利用本發(fā)明系統(tǒng)而由纖 維形成的一個網(wǎng)中，這些纖維兼具并列和皮芯的優(yōu)點。在一些^^感聚*組 合中或在聚，組分之間存在粘性不匹配的組合中，系統(tǒng)的紡絲組件可設(shè)計為 傳,成的纖維，用iM目對于^P空氣優(yōu)^^向，減少與從紡絲頭擠出的^ 彎曲和折曲相關(guān)的負(fù)面效應(yīng)，因itb^加工藝孔的密度和M生產(chǎn)率。圖6a和圖 6b表示兩種不同的并列排列^i且分纖維的結(jié)構(gòu)，其中每個結(jié)構(gòu)中的纖維402、 502相對于復(fù)式空，冷系統(tǒng)(驟冷空氣的方向如圖6a和6b中的箭頭所示) 的取向不同。圖7表示本發(fā)明的系統(tǒng)所生產(chǎn)的另一組纖維，其中使用專用計量 技術(shù)生產(chǎn)混合有單組分纖維604的雙組分皮芯纖維602。在另一實施例中，本發(fā) 明的紡絲軸和紡絲組^H文計^過多股專用計量法傳輸精確的混合纖維量，以 ^^產(chǎn)具有特制孔隙尺寸梯度的織物。圖8表示一組能生產(chǎn)這種織物的纖維， 其中在封閉系統(tǒng)的纖維紡絲過程中，大直徑纖維702與小直徑纖維704合并。
^JU本發(fā)明系統(tǒng)形成的其他纖維的實例為皮芯纖維，其中，U是具有低 熔點的熱塑性材料而芯層材料是具有高強(qiáng)度特性的熱塑性材料。這些纖維的紡 粘網(wǎng)能夠在一定溫度下來熱^^(如^JU軋光輥、氣流等)，該溫M夠高至能
軟4til熔融夕卜部J^材料，但M夠寸^不影響芯層材料的強(qiáng)度特性。這種纖
維的M還具有特殊的性能，如柔軟的手感、抗菌'^fa伽馬(gamma )穩(wěn)定性。 還能形成分裂纖維，其中在擠出，中兩個或多個單獨的聚^成分在形成網(wǎng) 后分離，這樣產(chǎn)生纖細(xì)纖維網(wǎng)。otl^卜，并列纖維育t^適當(dāng)?shù)奶幚硐滦纬勺匀坏?巻曲和脹量。還育ML本發(fā)明的封閉系統(tǒng)中形成混合聚合物纖維，以對^^)這些 纖維形成的最終產(chǎn)品提供大量有用的性能。
從前述實施例中，可以看到本發(fā)明的封閉系,于在一個系統(tǒng)中生產(chǎn)多種 聚M成分的纖維和織物《iL^物是非常通用和方便的。
本發(fā)明不P艮于上述特定的實施例，附加或^的工藝^MC^本發(fā)明的保 護(hù)范圍內(nèi)。如前面所指出的，本發(fā)明不局P艮于圖2的封閉室結(jié)構(gòu)，相反，本發(fā) 明的封閉系統(tǒng)可以^^H^f可環(huán)^^封閉的結(jié)構(gòu)，只要能防jh^纖維形成過程中擠 出的"j^^g未受控制的溫度和氣流中。
相^^，紡絲軸組件不局限于圖3所示的結(jié)構(gòu)，相反，紡絲軸組件可以設(shè) 計為育誠》1沐熱處理并計量^[可數(shù)量的分離聚*流體流。換句"^兌，紡絲軸 組件可以包^^可合適數(shù)量的聚^^進(jìn)口，所述聚^^進(jìn)口連^酉誠管內(nèi)任
何合適數(shù)量的分配管，以對<封可數(shù)量的不同聚^;流獨立加熱和/或##在^
不同的溫度。紡絲軸組件還可包^f^f合適數(shù)量的計量泵，其中每個泵具有任 何^^適數(shù)量的出口流，以采用不同的流速獨立提供不同的聚*流至紡絲組件。 J^卜，每個計量^^f處己置成在一定流速下^-個或多個聚，流傳輸?shù)郊?br> 絲組件，該^4不,^f可，計量泵ifJ:的流體^i4。
紡絲組件以^^合適的方式設(shè)計以便于生產(chǎn)纖維和織物，所述纖維和織物
纖維生產(chǎn)技術(shù)、紗線形成技術(shù)和織造以及非織造織物成形技術(shù)的^^r組合都能 用于本發(fā)明形成的纖維上。
選實施例，鑒于此處所述的內(nèi)容，應(yīng)當(dāng)相信對^^頁域技權(quán)員具有^fe修改、 變4脈改變的啟示。因此，應(yīng)當(dāng)理解這些變化、修^改變也落在本發(fā)明權(quán)利
要求書的保護(hù)范圍內(nèi)。本文^j i的特定術(shù)i^n的描述意義，不具有限制作用。
權(quán)利要求
1.一種用于生產(chǎn)非織造纖維網(wǎng)的系統(tǒng)，包括紡絲軸組件，該紡絲軸組件配置為用來處理和傳輸從紡絲孔擠出的多個聚合物流，該紡絲軸組件包括與紡絲孔相通的多個流體傳輸通道，其中，至少兩個所述傳輸通道構(gòu)造成將不同聚合物成分的分離聚合物流傳送到紡絲孔；驟冷室，該驟冷室配置為用來接收和冷卻從紡絲孔擠出的長絲，該驟冷室包括氣體供給源，用以在擠出的長絲處引導(dǎo)氣流；牽伸室，該牽伸室與所述驟冷室相通且配置為用來接收和細(xì)化經(jīng)驟冷的長絲；以及成形表面，該成形表面配置為用來接收從牽伸室出來的被牽伸長絲，并在成形表面上形成非織造纖維網(wǎng)；其中，在紡絲孔與牽伸室之間，該系統(tǒng)將擠出的長絲保持在封閉的環(huán)境中，以防止未受控制的氣流接觸長絲。
2、 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中，紡絲軸組件包括多個歧管，所述多個 歧管將不同聚*成分的聚*流分離_&獨立保持在不同的溫度下。
3、 ^K利要求1所述的系統(tǒng)，其中，紡絲軸組件包括多個計量泵，所述多 個計量泵配置為以不同的流速將不同聚合物成分的聚合物流獨立傳送到紡絲 孔。
4、 :WWJ要求1所述的系統(tǒng)，其中，該系^^CS己置為生產(chǎn)多批多組分纖維。
5、 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中，該系鍵^顛己置為生產(chǎn)多批^^且分纖維。
6、 如^^'j要求l所述的系統(tǒng)，其中，該系M^顛己置為生產(chǎn)多糸詳組分纖維， 其中至少一個單組分纖維包含不同于至少另一個單組分纖維的聚^成分的聚
7、 一種在生產(chǎn)纖維的系統(tǒng)中形成非織造纖維網(wǎng)的方法，該系統(tǒng)包括紡絲軸 組件以及與牽伸室相通的驟冷室，其中該系統(tǒng)在紡絲軸組件、驟冷室和牽伸室 之間保持封閉的環(huán)境，以防止未受控制的氣;M^該封閉環(huán)境，該方法包括(a) 將多IS^^^A紡絲軸組件傳id5ij紡絲孔，其中至少兩^^*流包4舌有不同的^r^^^分；(b) 從紡絲孑l^F出多J^^^流以形成多股，； (c) 通ii^驟冷室使，接觸氣^MH卩擠出的，；(d) 在牽伸室牽伸擠出的M;以及(e )將牽伸的^ _在成形表面上，以在成形表面上形成非織造纖維網(wǎng)。
8、 N^U'J要求7所述的方法，其中步驟(a)包括(a.l)分離包括不同聚*成分的聚*^^多個歧管； (a.2)在每個^^管內(nèi)獨立^#聚*^^不同的溫度下。
9、 N又利要求7所述的方法，其中步驟(a)包括 (a.l)以不同的流速將分離的聚#流傳輸?shù)郊徑z孔。
10、 如W'J要求7所述的方法，還包括 (f)形成一系列多組分纖維。
11、 如權(quán)利要求7所述的方法，還包括 (f)形成一系列^J且分纖維。
12、 N5U'J要求7所述的方法，還包括(f)形成一系列單組分纖維，其中至少一個單組分纖維包括的聚^成分 不同于至少另 一個單組分纖維的聚#成分。
全文摘要
本發(fā)明涉及在封閉系統(tǒng)中生產(chǎn)包括多種聚合物組分的纖維聚合物和織物的方法和設(shè)備，封閉的纖維紡絲系統(tǒng)包括紡絲軸組件，該紡絲軸組件包括多個將聚合物成分的流體流獨立傳送到紡絲組件的聚合物分配歧管，所述分配歧管單獨將這些流體流保持在不同溫度下。紡絲軸組件與封閉的紡絲系統(tǒng)相結(jié)合，促進(jìn)含有多種類型聚合物成分的纖維和織物的生產(chǎn)，使其具有所需的細(xì)度和均勻度。
文檔編號D04H3/005GK101368317SQ200810096368
公開日2009年2月18日 申請日期2008年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月16日
發(fā)明者A·威爾基, H-G·赫斯 申請人:希爾斯公司;賴芬豪澤機(jī)械工廠有限及兩合有限公司