用于生产熔喷无纺织物的单头模具的制作方法

1.本发明涉及一种在第一项权利要求的前序部分中指定的类型的用于生产熔喷无纺织物的尖头模具。
2.换言之，本发明涉及一种模具，该模具设计为由通过模具本身挤出的聚合物细丝生产无纺织物，也以首字母缩写词nw被知道。


背景技术：

3.众所周知，无纺织物或nw是类似于织物的工业产品，但是它是通过编织和针织以外的方法获得的。因此，在无纺织物中，纤维具有随机的发展，没有确定任何有序的结构，而在织物中，纤维具有两个方向，这两个方向是普遍的并且彼此正交，通常称为经纱和纬纱。
4.当前，取决于所使用的制造技术，制造了许多包含nw的产品，这主要与产品本身的使用方式有关。
5.特别地，用于卫生型和清洁型产品的高质量nw与最重要的是用于土工布(geotex)的低质量nw有所区别。
6.从技术角度来看，无纺织物基本上可分为水刺、纺粘和熔喷。
7.水刺织物经过处理，其赋予了材料等向强度。由于这种特性，并有可能以粘胶纤维、聚酯、棉、聚酰胺和超细纤维等各种材料生产，并且由于可能的饰面(finishes)(即光滑或穿孔)以及多种光滑或印刷的颜色，建议将水刺涂刷用于卫生和清洁行业、汽车和化妆品行业以及工业或一次性用途。
8.通常由聚丙烯制成的纺粘是一种无纺织物，其可以以多种方式用于农业、卫生和清洁、建筑、家具、床垫和其他相关领域。通过适当的处理，可以为每个行业制造一系列高度特定的产品：荧光灯、软压光灯、防螨、防火、抗菌、防静电、防紫外线等。此外，可以在纺粘上应用多种饰面，例如印刷、层压、柔版印刷和自粘印刷层压。
9.熔喷nw是通过特定的喷丝头制成的，以便获得比以前的nw更复杂的技术特征。实际上，熔喷织物的特征是纤维具有较高的过滤能力，且对液体和气态物质均如此。
10.传统上，用于生产无纺熔喷织物的设备由组件组成，如图6所示。
11.其由箱组成，该箱封装了用于生产熔喷纤维的设备以及该过程最佳工作所需的所有部件。另外，已知的设备通常包括第一支撑件、破碎器板(breaker plate)、尖头模具、第二支撑件和空气叶片。
12.破碎器板设计成将聚合物(通常为聚丙烯)引导并过滤到尖头模具。后者是一种装置，如上所述，该装置包括设计成使聚丙烯在压力下离开的穿孔的尖头部分。
13.第一支撑件基本上是连接箱和破碎器板的元件，相反，第二支撑件设计成支撑空气叶片并且被布置成将破碎器板和熔喷装置封闭在盒内。
14.有时，第二支撑件和限定空气叶片的板可以是相同的，从而限制了设备部件。另一方面，空气叶片由包裹熔喷装置的尖头的外壳组成，以便将可能是非湍流的空气流引向尖头的孔。
15.从程序的角度来看，聚合物材料进入箱并在大约240
‑
270℃的温度下开始进入箱。
16.其首先被引导至第一支撑件，然后被引导至破碎器板，并且最终被引导至尖头模具，并且特别地，在压力下被引导至布置在尖头上的孔。
17.通常，尖头包括沿着主方向对准的30至50个孔/英寸，其直径在0.15毫米至0.4毫米的范围内，并且孔的深度在直径的10
‑
13倍之间。
18.一旦聚合物从尖孔中出来，它就会受到来自空气叶片限定的两侧的气流的撞击。
19.空气叶片基本上由两根汇合管组成，这些汇流管一直延伸到排出空间或狭槽，排出空间或狭槽在0.7到2毫米之间延伸，其中空气以大约180
°
的角度流出。
20.叶片内部空气的加速使得有可能产生与聚合物接触的雾化聚合物的气流，从而产生包含非常细小的颗粒的喷雾，该喷雾又高速地位于可移动的地毯上。
21.因此，该箱除了包括聚合物入口管道之外，还包括用于向空气叶片供料的空气入口管道。
22.所描述的现有技术包括一些明显的缺点。
23.特别地，如从说明书中可以看出的，熔喷技术依赖于特定的组件构造和明确定义的过程。
24.特别地，为了生产具有良好特性的nw，必须增加每英寸的孔数，尤其是增加聚合物的流速或产量。在0.15毫米以下的直径钻孔非常困难且昂贵。因此，已知技术具有明显的物理局限性。很多时候，当包裹着熔喷尖头的叶片被聚合物弄脏时，聚合物会燃烧，并卡在叶片和熔喷的尖头之间，从而导致熔喷发生故障并损坏产品质量。
25.特别地，利用现有技术的尖头模具，可能生产高质量的无纺织物，但是该织物不能很好地用作对水或空气的屏障。实际上，上述孔的形状不能使存在于无纺织物上的空隙最小化，从而降低了其效率。


技术实现要素：

26.在这种情况下，本发明的技术任务是设计一种用于生产熔喷无纺织物的尖头模具，该尖头模具能够基本克服至少一些上述缺点。
27.在所述技术任务的范围内，本发明的一个重要目的是获得一种不同于常规技术的尖头模具，该尖头模具可以制造出效率更高的无纺织物，而没有细度方面的尺寸限制。
28.本发明的另一个重要目的是创造一种尖头模具，该尖头模具可极大地减小一种纤维与另一种无纺织物之间的空隙，从而增加织物本身产生的对水或空气的阻挡。
29.本发明的另一个目的是创造一种尖头，该尖头可以增加nw产品的效率，而无需像目前所设想的那样改变熔喷设备的结构。
30.本发明的另一任务是获得与当前的熔喷设备相容的尖头模具。
31.通过如权利要求1所述的用于生产熔喷无纺织物的尖头模具来实现技术任务和特定目的。
32.在从属权利要求中突出了优选的技术实施例。
附图说明
33.将在以下参照附图对本发明的一些优选实施例的详细描述中阐明本发明的特征
和益处，其中：
34.图1示出了根据本发明的用于生产熔喷无纺织物的尖头模具的透视图；
35.图2示出了根据本发明的用于生产熔喷无纺织物的尖头模具的纵视图；
36.图3a是根据本发明的用于生产熔喷无纺织物的尖头模具中的孔的详细视图；
37.图3b示出了根据本发明的用于生产熔喷无纺织物的尖头模具的透视图；和
38.图4示出了根据本发明的熔喷设备的截面图，该熔喷设备包括用于生产熔喷无纺织物的尖头模具；
39.图5a示出了在第一示例中根据本发明的在用于生产熔喷无纺织物的尖头模具中的孔的细节；
40.图5b是第二示例中根据本发明的用于生产熔喷无纺织物的尖头模具的孔的细节；
41.图6表示现有技术的熔喷设备的剖视图；
42.图7示出了根据本发明的用于生产熔喷无纺织物的尖头模具的另一个示例中的孔的布置；以及
43.图8示出了图7的尖头模具中的孔的细节，其中孔的分布方式使得它们部分地与另一侧的重叠。
具体实施方式
44.在本文档中，当与“几乎”或“近似”或“基本上”之类的其他类似术语相关联时，量度、值、形状和几何参考(例如垂直度和平行度)，应当被理解为排除了由于生产和/或制造误差引起的测量误差或不准确性，最重要的是，排除了与之相关的值、量度、形状或几何参考的略微不同。例如，如果与一个值相关联，则这些术语优选地表示与该值本身的相差不超过10％。
45.此外，在使用时，例如“第一”，“第二”，“较高”，“较低”，“主要”和“第二”之类的术语不一定标识顺序、关系优先级或相对位置，但是它们可以简单地用于区分不同的组件。
46.除非另有说明，否则本文中报告的测量结果和数据应视为在国际标准大气icao(iso 2533：1975)中进行的。
47.参考附图，根据本发明的用于生产熔喷无纺织物的尖头模具总体上用附图标记1表示。
48.模具1基本上配置为放置在熔喷无纺织物设备内。
49.因此，模具1优选地至少部分地具有尖头或箭头形状。
50.包括模具1的熔喷设备，除模具外，还包括基本常规的组件。
51.如图4所示，该设备可以包括箱、破碎器板、一个或多个支撑件以及空气叶片。
52.箱通常是u形的容纳设备，其内部放置有设备组件。
53.特别地，箱优选地包括至少一个主管道。
54.主管道优选地设计成使得聚合物流体能够通过箱。
55.如常见的熔喷设备所发生的那样，主导管优选地设计成使得大约240℃
‑
270℃的聚合物流体能够通过。实际上，例如，聚合物流体可以由聚丙烯组成。
56.破碎器板优选地包括至少一个或多个方向管。
57.方向管可以是会聚型的。方向管优选地通过与主管道连接而呈射流的(fluidic)，
并且在任何情况下都设计成引导聚合物流体，或者更确切地说，沿着预定方向输送聚合物流体。
58.此外，在方向管和主管之间，通常以这样一种方式布置至少一个过滤元件，以便在将聚合物流体从设备中排出之前将其过滤。
59.因此，破碎器板优选地经由第一支撑件附接到箱。因此，第一支撑件可以包括布置在主管与过滤元件上游的方向管之间的连接部(如果存在的话)。
60.因此，模具1优选地设计成附接至破碎器板的下游，以便接收由破碎器板过滤的聚合物流体。
61.在任何情况下，模具1优选限定矢状平面1a。
62.矢状平面1a基本上是设计成将模具1分成基本上并排放置的两个相邻部分的中平面。
63.矢状平面1a另外限定了模具1沿其延伸的延伸平面。
64.因此，模具1设计成在熔喷设备内附接到破碎器板上，使得矢状平面1a平行于方向管所限定的方向。换言之，模具1在使用时设计成以矢状平面1a位于整个设备的矢状平面上的方式附接到破碎器板上。
65.因此，模具1相对于矢状平面1a限定了第一侧面10和第二侧面11。
66.第一侧面10和第二侧面11由矢状平面1a相互界定。如图1
‑
5b所示，它们基本上限定了在设备内部使用时模具1的左右侧面。
67.另外，模具1限定了主延伸方向1b。
68.主延伸方向1a是在矢状平面1a上的预定方向。第一侧面10和第二侧面11基本上沿着相对于矢状平面1a并排放置的主延伸方向1b延伸。
69.模具1因此包括喷射部分2。
70.喷射部2沿着主延伸方向1b延伸。特别地，喷射部分2优选地以一方式延伸使得其限定了第一侧面10的一部分，并且同时限定了第二侧面11的一部分。
71.因此，喷射部分优选地被矢状平面1a基本上分为两个镜面半部。
72.在任何情况下，喷射部分2设计成在使用时将聚合物流体朝着空气叶片输送。如已经建议的那样，空气叶片是模具1外部的元件。特别是，空气叶片是熔喷设备的一个组成部分，通常通过第二支撑件连接到第一支撑件并靠近喷出部分2，以这样一种方式，使得当从喷射部分2出来聚合物流体时，能够使受控的空气流撞击到聚合物流体上。
73.为了将聚合物流体输送到喷射部分2，模具包括至少一个挤出管3。
74.挤出管3优选地构造成将聚合物流体朝着喷射部分2输送。特别地，挤出管3优选地沿着矢状平面1a延伸。另外，在使用中，其设计成通过与破碎器板的方向管连接而呈射流的，以使其接收由破碎器板过滤的流体。
75.优选地，挤出管3垂直于模具1的主延伸方向1b延伸。
76.另外，模具1可以同样地包括沿主延伸方向1b或平行于主延伸方向分布的多个挤出管3，每个挤出管3垂直于其延伸并平行于其他挤出管3。
77.因此，模具1还包括多个孔4。
78.优选地，孔4布置在喷射部分2中。另外，孔4通过与挤出管3连接而呈射流的并与外部连通。
79.实际上，孔4构造成将聚合物流体向外排出。
80.另外，当模具1在设备中使用时，孔4布置在靠近空气叶片的位置。特别地，孔4优选地被布置成靠近模具，或者可以被布置成跨在尖头上，或者可以被跨在尖头上并且一半在靠近叶片的位置上。
81.孔4可以全部通过与挤出管3连接而呈射流的，或者它们每个都可以通过与单个挤出管3连接而呈射流的。
82.优选地但非必须地，孔4垂直于主延伸方向1b延伸，平行于矢状平面1a。
83.有利地，模具1的孔4不像现有技术模具那样沿单行布置或分布。
84.特别地，模具1的孔4沿着至少一行4a和第二行4b布置。
85.第一行4a和第二行4b彼此区别，即它们不相同。另外，行4a、4b优选地基本平行于主延伸方向1b。甚至更具体地，它们中的至少一个与主延伸方向1b不一致或不位于矢状平面1a上。
86.另外，第一行4a优选地布置在第一侧面10处。第二行4b优选地布置在第二侧面11处。
87.甚至更具体地，如图1
‑
5b所示，行4a、4b优选地布置成与矢状平面1a镜像。
88.孔4布置成两行的事实使得能够创建特定的构造。
89.优选地，孔4交替地布置在行4a、4b中，使得没有孔4沿着垂直于矢状平面1a的方向与另一个孔4并排放置。换言之，一行4a、4b的孔4放置在将另一行4b，4a中的两个孔4分隔开的空间的旁边。
90.更具体地说，在一优选实施例中，孔4沿主延伸方向1b交错排列。以这样的方式，使得同一行4a、4b的相邻孔4间隔的空间小于沿着与该间隔空间并行放置的另一行4b、4a的孔4的沿行4a、4b的延伸。
91.在其他实施例中，相同行4a、4b的相邻孔4可限定间隔空间，该间隔空间大致等于沿着与间隔空间并排放置的另一行4b、4a的孔4的其自身行4a、4b的延伸。
92.或者，同一行4a、4b的相邻孔4可以限定一个间隔空间，该间隔空间小于沿着行在间隔空间旁的另一行4b、4a的孔4沿其自己的行4a、4b的延伸。然而，在后一种情况下，为了得到高质量的无纺织物，无论如何都优选限制间隔空间。
93.因此，可以根据各种构造来限定孔4的布置。
94.例如，参考图2和图5b，喷射部分2可以排他地限定边缘20。
95.边缘20可以是尖锐的部分，即，在几何上定义了奇异点，该奇异点定义了左和右导数，对应于彼此不重合的第一侧面10和第二侧面11上的导数。
96.此外，边缘20优选地与主延伸方向1b对准并且位于矢状平面1a上。
97.换言之，边缘20在平行于主延伸方向1b的矢状平面1a上延伸。
98.因此，将行4a、4b镜面地放置在边缘20旁边。
99.或者，如图1、3a
‑
3b，5a所示，模具1可以限定两个边缘20。
100.在这种情况下，两个边缘20平行于主延伸方向1b和矢状平面1a延伸。另外，喷射部分2限定平坦表面21。
101.平坦表面21优选垂直于矢状平面1a。另外，平坦表面21基本上由边缘20界定并且沿着主延伸方向1b延伸。
102.然后，在该实施例中，可以限定至少三个不同的孔4构造。
103.例如，在图3a
‑
3b，5a所示的第一构造中，行4a、4b优选地布置并在边缘20上延伸。这样，孔4的至少一部分在平坦表面21上延伸。
104.在图1所示的第二种替代配置中，行4a、4b平行于平坦表面21外的边缘20延伸，以使孔4中没有一个延伸穿过平坦表面21。
105.在第三替代构造中，在图中未示出，它们以平行于边缘20的方式延伸穿过平坦表面21，使得所有孔4延伸穿过平坦表面21。
106.当然，还可以通过组合三种配置来制造模具1。例如，孔4可以布置在多于两行4a、4b中，并且可以部分地布置在边缘20上和/或在平坦表面21上和/或在平坦表面21的外部。
107.另外，在其中喷射部分包括一个边缘20的实施例中，孔4也可以布置在多于两行4a、4b中。
108.此外，孔4可以以这样的方式分布，即它们基本上与边缘相切，并且甚至可以部分地与侧面10、11中的另一个重叠，如图7
‑
8所示。
109.当然，可以将行4a、4b简单地视为穿过各个行4a、4b的孔4的中心的方向。
110.从几何角度来看，孔4可以具有任何形状。然而，孔4优选地基本上是圆柱形的。
111.此外，孔4优选地限定0.05毫米的最小直径。
112.特别地，孔4在更多的行4a、4b中的布置使得可以沿着主延伸方向1b评估以大于50个孔/英寸的线密度将孔4分布在整个喷射部分2上。
113.当然，孔4的布置的线密度取决于孔4本身的尺寸。在任何情况下，考虑到可在模具1中使用的孔4的最小尺寸，可获得的最大线密度约为280个孔/英寸。
114.甚至更方便地，最大线密度约为250孔/英寸。
115.对于直径大约为0.3毫米的孔4，普通模具包括的线密度为30至50个孔/英寸，由于孔4沿着分开的行4a、4b的分布，所以模具1可以获得大于50个孔/英寸的分布。优选地，大于70孔/英寸的均匀分布。
116.基本上，对于任何尺寸的孔4，模具1都可以始终获得高的线性分布密度，从而增加了由喷射部分2喷射的聚合物流体的流速。
117.由于在上述实施例中所设想的孔4的布置，可以实现该密度。
118.当然，可以根据孔的尺寸来增加密度，包括增加更多的行数。
119.另外，应注意，通过考虑沿主延伸方向1b在矢状平面1a上的各种孔4的投影来评估线密度。
120.总之，包括模具1的设备还可以包括容器。
121.容器优选地设计成以产生无纺织物的方式收集聚合物颗粒。其基本上是一种可移动的设备，例如由连续运动的传送带限定的设备。
122.当模具1在熔喷设备中使用时，该容器基本上布置在模具1的下方，并且被配置为从孔4接收聚合物细丝。后者面对容器，以便在重力作用下并借助于来自空气叶片的空气将聚合物流体输送到容器。
123.容器6优选地限定基本平行于主延伸方向1b的收集方向。
124.模具1在生产上在结构上先前描述的熔喷无纺织物的操作基本上与任何现有技术的模具相同。
125.在任何情况下，包括模具1的熔喷设备都能够生产高质量的熔喷无纺织物。
126.实际上，根据本发明的用于生产熔喷无纺织物的模具1具有显著的优点。
127.模具1能够大幅减少一种纤维和另一种无纺织物之间的空隙，以便增加织物本身产生的对水或空气的阻挡。
128.与现有技术的模具相比，在不改变模具1的操作的情况下获得这些特征，使得任何已经存在的熔喷设备易于转化。
129.因此，模具1使得可以提高其上安装有模具的熔喷设备的效率，并且可以生产高性能的无纺织物。
130.另一个优点是还可以增加模具1中挤出管3的数量，同时增加聚合物的流量或产量。
131.可以对本发明做出各种变化，这些变化都落入权利要求中限定的发明构思的范围内。
132.特别地，喷射部分2的至少一部分可以包括表面镀铬，该表面镀铬设计为减小聚合物流体与喷射部分2之间的接触表面的多孔性，从而增加从孔4出来并流过喷射部分2的一部分的流体的流动性。因此，如果存在，则在孔4之间的喷射部分2的至少一部分包括表面镀铬。
133.在包括模具1的熔喷设备中，表面镀铬还可以扩展到空气叶片或空气刀片，以进一步提高设备的效率。
134.因此，喷射部分2，特别是在所述孔4之间的所述喷射部分2的部分以及空气叶片中的至少一个优选地包括表面镀铬，表面镀铬设计成增加聚合物流体的流量。
135.此外，应当注意，布置在行4a、4b中的孔4可以具有不同的尺寸，即，它们各自可以具有不同的直径。例如，在同一行4a、4b上的孔4的两个直径可以变化，并且可替代地或另外地，在不同行4a、4b之间的孔4的直径也可以变化。
136.在此上下文中，所有细节都可以由等效元件代替，并且材料、形状和尺寸可以是任何材料、形状和尺寸。