专利名称：生产无纺织物的设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用热塑性聚合物，比如聚丙烯、聚乙烯、聚酯、尼龙以及它们的混合物生产无纺织物，比如纺粘型织物网的设备。
现有类型的一些设备所执行的步骤是将聚合物熔化;挤压熔融的聚合物使其通过一个喷丝板，形成垂直取向的、向下行进的长丝帘;然后，用空气骤冷这些长丝;之后，使向前行进的长丝帘通过一个吸力型拉伸或拉细空气槽，此时，将压缩空气引进该槽内，以使拉伸用空气进入该槽的上开口端，并在槽内形成快速移动的向下的空气流。从而，将拉伸力施加到长丝上，当出了所说槽的底部的出口之后，这些长丝被放在一个移动着的传送带上，以便形成连续的网。之后，用已知的几种技术中的任意一种把网的长丝在它们的接触点上相互连起来。例如，这种一般型的设备和方法公开于美国专利US-3，802，817和US-4，064，605以及公开的欧洲申请EP-0230541中。
尽管已知的设备在很多方面还是令人满意的，但业已证实，那些长丝的旦尼尔的均匀性和张力特性的均匀性并不象所希望的那样恒定。而且，所生产的织物网的均匀性和质量对于很多最终用途来说是有缺陷的。
因此，本发明的目的是提供一种用以生产由具有基本上均匀的旦尼尔和张力特性的长丝构成的无纺织物网的设备。
本发明更特别的目的是提供一种所述类型的设备，在此设备上，通过施加于吸力型空气槽内的力并在对长丝赋予基本上一致的拉伸的条件下，对新挤压出来的长丝予以拉伸，从而使长丝具有基本上一致的旦尼尔和张力特性。
本文所描述的实施例实现了本发明的上述的和其它的目的和优点。申请人发现，把压缩空气引进拉伸装置的槽内的方式和方向对于长丝的旦尼尔和张力特性的均匀性有显著的作用。更确切地说，业已发现，通过在基本上平行于槽的壁的方向上引入压缩空气，以便在诱生空气和进入的压缩空气的交界处以及沿着槽的剩余的垂直长度产生基本上非湍流的空气流，可以显著提高长丝的旦尼尔和张力特性的均匀性。
更确切地说，根据本发明的最佳实施例，所说的设备包括一个熔融纺丝装置，该熔融纺丝装置包括用以挤压大致上垂直的聚合物长丝帘的喷丝板;一个位于喷丝板下方的、用以接纳长丝的狭长的拉伸槽。该拉伸槽包括一个水平指向的狭长的上开口端和从上开口端基本上垂直向下悬垂下来的相对侧壁。此外，在槽的垂直长度的中间位置，一喷嘴与上述侧壁中的至少一个相通，以便将向下指向的空气流在邻紧于这一侧壁的位置处、在基本上平行于这一侧壁方向上、沿着槽的基本上整个长度引进槽内，从而，将空气吸进槽的上端。吸进来的空气和喷嘴引进的空气汇集成一个沿着槽的垂直长度的、基本上非湍流的空气流，当长丝垂直地穿过所述的槽时，空气流在长丝上施加一个拉伸力。一个移动带设置在上述槽的下方，用以接受长丝片并将长丝片制成无纺织物网。
在本发明的最佳实施例中，每一个喷嘴都包括一个空气通道，空气通道由与出口相通的排放部分和具有光滑地、逐渐地减少了宽度的蛇状结构的后面部分组成，所说的后面部分有助于在槽内形成基本上非湍流的空气流。
理想的是，沿着槽的每一侧壁各布置一个喷嘴，使得每一个喷嘴适合于在紧邻相应的槽壁的位置上引入一股向下的空气流。利用这种布置，喷入的空气趋于将长丝支撑在从喷嘴进入的两股空气流中间，因而，可将长丝与槽的侧壁之间的接触降至最少。
本申请所用的短语“基本上平行于槽的壁”意思是从喷嘴进入槽内的快速移动的空气流，当在横截面上观察时，是以与槽的侧壁有一个不大于2°的夹角，特别是小于1°的夹角进入槽内的。
上面已经叙述了本发明的一些目的和优点，下面将结合
本发明的其它的目的和优点，其中，图1是体现本发明的特点的一台熔融纺丝设备的正视透视图;
图2是沿图1中2-2线剖开的、拉伸装置的垂直截面图，图中，为了清楚说明，省略了长丝。
图3是从图2上看到的拉伸装置的上面部分的局部放大图;
图4是从图2上看到的槽的上面部分的局部的和进一步放大的视图。
特别参见附图，图1中以标号10表示体现本发明的特点的设备，其包括一个用以挤出基本上垂直的、聚合物长丝F的帘的喷丝板12。喷丝板12是常规的，而且，是用挤压机13以常规方式向喷丝板12供应加热了的和增塑了的聚合物。
向下推进长丝，使其穿过喷丝板下面的一个开放式空间，这一空间起冷却和至少部分地固化长丝的作用。之后，长丝垂直向下穿过拉伸装置15，该拉伸装置15包括一个狭长的槽16，槽16处于喷丝板12的正下方，用以接纳长丝F的帘。槽16包括一个水平指向的狭长的上开口端18和一个从该上开口端18悬垂下来的上槽部分20，而且，上槽部分20包括一对靠近但隔开的、垂直指向的上侧壁部分21、22。槽16还包括一个从上槽部分20延伸下来的下槽部分24，并包括一对较宽地间隔开的、垂直指向的下侧壁部分25、26。如图4中所清楚地看到的那样，在槽的每一侧，各有一个横的台肩28位于上槽部分20和下槽部分24之间。
拉伸装置15进一步包括喷嘴30，其和每一个台肩28连通。每一个喷嘴30均适宜于将向下指向的快速移动的空气流沿着槽16的基本上整个纵向长度且在紧邻相应的下侧壁部分25、26的位置引入槽16内。此外，每个喷嘴30还起着沿基本上平行于相应的下侧壁部分25、26的方向引入空气的作用。通过这种结构，可将空气拉进或吸进槽的上端18，而吸进的空气和由两个喷嘴引入的空气汇集成沿着槽的垂直长度的、基本上非湍流的空气流，这一空气流对从槽内垂直通过的长丝F施加一个拉伸力。
设备10还包括一个位于拉伸装置15的槽的下方的移动的传送带32，以便接纳长丝F并将长丝以常规的方法制成无纺织物网。可对无纺织物网进行进一步的和常规的处理，以便将网的长丝在它们的接触点上相互粘结在一起。
如图2和图3中所清楚地看到的那样，拉伸装置15由几个结构件组成，这些结构件用螺栓固定在一起，以便使它拆装容易，便于清洁和维修。更确切地说，拉伸装置15包括盖块34，盖块34沿着槽16的两侧和两端延伸。沿着槽16的两侧，每一个盖块34由底板35、中板36和顶板37组成，它们用几个垂直螺栓38相互连接在一起。顶板37的外侧缘用螺栓40安装了盖板39，其目的下文将描述。再者，每个盖块34的底板35上安装了一个悬垂板42，悬垂板42具有三个安装在它的外表面上的、纵向延伸的加强筋44。
每一块顶板37具有一个侧边表面，该表面构成上槽部分20的上侧壁部分21、22中之一，而且，该侧边表面的上角象图3中所清楚地看到的那样，从横截面上看是弧形的。中板36和槽的每一侧上的悬垂板42具有侧壁面，这些侧壁面处在同一平面内，并构成下槽部分24的下侧壁部分25、26中之一。
每个喷嘴30包括一个狭长的出口46，出口46与各自的一个台肩28相连通，并沿着槽16的整个纵向长度延伸。空气通道48延伸通过每个盖板34，以便向相应的喷嘴供应压缩空气，每一个通道48由形成在顶板37的底部上的第一壁面49和形成在中板36的顶部的配合的第二壁面50构成。这些壁表面49、50沿着槽16的长度延伸，而且，它们是隔开的，从而构成在横截面上看到的空气通道48，(如图3所示)。空气通道48由与位于相应的台肩28处的出口46相通的排放部分52和后面部分53构成，后面部分53具有光滑地和沿着移向相应的出口46的方向逐渐地减小了宽度的蛇形结构。
每个喷嘴的空气通道的排放部分52具有相对的、平行的、横向间隔开的垂直壁面部分55、56，其中，表面部分55与槽16的相应的下侧壁部分26同平面。
如图3中所清楚地看到的那样，每个空气通道48的后面部分53在图示的实施例中包括三个平行的、垂直的区段和每对相邻的垂直区段之间弧形弯曲的U形区段。
每个空气通道48还包括一个比较大的空气分配室59，该室沿着平行于槽16的纵向的方向延伸，而且，该室形成于顶板37的外侧边缘和盖板39之间。通过若干个入口管60将压缩空气送进室59，在顶板37的外侧边缘和盖板39之间安装了空气过滤片62，以过滤输送的空气。将压缩空气通过总管线63输送给入口管60，管线63连接到合适的空气供应源64，如图1所示。
每个空气通道48进一步包括若干个隔开的空气管66，这些空气管在分配室59和相应的空气通道48的蛇形后面部分53之间延伸。空气管66的数量应当几倍于入口管60的数量，而且，空气管66的直径最好比入口管60的直径小几倍。这样，空气管66才可产生一种空气压降，这种空气压降起沿着通道48的长度均衡空气压力和速度的作用。就这一方面来说，应当明白，后面部分53的蛇形结构进一步起均衡空气沿着通道48的长度的速度和流率的作用，并进而均衡沿着喷嘴30的出口46的全部长度的空气速度和流率。此外，蛇形后面部分53是光滑的和逐渐减小了宽度的，这样，当空气移向喷嘴的出口时，可在空气中产生最小的湍流。
拉伸装置的图示实施例的再一个特征是，上侧壁部分21、22的下缘每个是向外倾斜的，倾斜的角度α约在5-10℃之间(如图4所示)，从而构成上槽部分20的向外扩张的下端区段。这一喇叭形的下端区段可避免台肩28的拐角处的磨损，且有利于槽的清洁。
在本发明的一个特殊的和非限制性的例子中，拉伸装置15的上槽部分20的宽度约为2-10毫米，下槽部分24的宽度约为4-14毫米，喷咀30的排放部分52的宽度约为0.1～2.0毫米，通过排放部分52时的空气速度约为5000-22000米/分。从槽16的上开口端18到台肩28的距离约为20-40毫米，而从台肩28到槽16的下出口端的距离约为0.5-2.5米。由喷嘴30引进的空气流起把空气拉进或吸进上槽部分20的作用，当这一诱生的空气流同从喷嘴30进入的空气汇合时，其达到最大的速度。这一最大速度据认为接近在槽的出口处的空气速度，约为1500-7000米/分。所得的长丝的旦尼尔一般约为1.5-4.0。
拉伸装置的图示的这种结构有利于该装置的调整和拆卸。特别是，在顶板37和中板36上的、用以容纳垂直螺栓38的孔是加大尺寸的，因此，可允许顶板37横向定位，以便相对底板35和中板36调节顶板37，进而能够调节上槽部分20的宽度以及喷嘴30的排放部分52的宽度。
操作时，喷丝板12挤出多根聚合物长丝F，这些长丝F呈向下行进的垂直幕帘状，而且，片状长丝通过与紧挨在喷丝板下方的空气接触而进行冷却。之后，行进的长丝进入拉伸装置15，拉伸装置15起拉伸长丝的作用，长丝的拉伸是通过使长丝同一个基本上非湍流的空气流接触而实现的，所说的基本上非湍流的空气流沿平行于幕帘的行进方向的方向，以比幕帘的行进速度大的速度向下移动。由于在空气流中不存在明显的湍流，因此，能对长丝施加均匀的怛定的拉伸力，从而对长丝产生均匀的和可预测的拉伸。最后，将长丝放到移动的带32上，形成这种材料的网。接着，可将长丝在它们的接触点上用任意一种已知的方法相互粘结在一起，形成所谓的纺粘型织物网。
在附图和说明书中，已经描述了本发明的最佳实施例，且使用了一些特殊的术语，但它们只是为了一般性和解释性的目的，并不是为了限制本发明。
权利要求
1.一种生产无纺织物网的设备，包括熔融纺丝装置，该熔融纺丝装置包括用以挤出多根聚合物和长丝的喷丝板；长丝拉伸装置，该拉伸装置包括一位于所说的喷丝板下方的、用以容纳并拉伸从其内通过的长丝的狭长槽，该槽包括一个水平指向的狭长的上开口端和从该开口端基本上向下垂直的悬挂下来的相对两侧壁；喷嘴装置，该喷嘴装置具有沿着至少一个侧壁的、与上述槽连通的出口，该出口位于槽的垂直长度的中间位置，用以将一股向下指向的空气流沿着槽的基本上整个纵长引入该槽，所说的空气流对从槽内垂直通过的长丝施加一个拉伸力；移动带装置，其置于上述槽的下方，用以接纳长丝并将长丝制成无纺织物网，其特征是，所说的喷嘴装置包括第一和第二壁表面，这两个壁表面沿着槽的纵长延伸，第一和第二壁表面是隔开的，当从横截面上看时，它们形成了一个空气通道，该空气通道由与上述出口相通的排放部分和一个后面部分组成，后面部分具有光滑的、且沿着移向上述出口的方向逐渐地减小了宽度的蛇形结构，将一股空气流在紧邻这一侧壁的位置处、沿基本上平行于该侧壁的方向向下引入槽内，这样可将空气吸进槽的上端，吸进的空气和从喷嘴装置引入的空气沿着上述槽的垂直长度形成基本上非湍流的空气流。
2.如权利要求1所述的设备，其特征是，上述槽的至少一个侧壁包括一个上侧壁部分和一个下侧壁部分，下侧壁部分与上侧壁部分平行但横向偏离上侧壁部分，在上侧壁部分和下侧壁部分之间形成了横向的台肩，所述喷嘴装置的出口与该台肩相连通。
3.如权利要求2所述的设备，其特征是，所述空气通道的排放部分的两个壁表面相互平行但横向隔开，其中的一个壁表面与上述槽的一个侧壁是共平面的。
4.如权利要求1所述的设备，其特征是，上述后面部分的蛇形结构包括至少两个反向弯曲的U形区段。
5.一种生产无纺织物网的设备，包括熔融纺丝装置，该熔融纺丝装置包括用以挤出连续的聚合物长丝的喷丝板，所挤出的长丝排列成基本上垂直的幕帘状;长丝拉伸装置，该装置包括一位于所说的喷丝板下方的、用以容纳并拉伸从其内通过的长丝的狭长的槽，该槽包括一个水平指向的狭长的上开口端，从该开口端悬挂下来的上槽部分和从该上槽部分悬挂下来的下槽部分，上槽部分包括一对比较靠近的、隔开的、垂直指向的上侧壁部分，下槽部分包括一对比较宽的、隔开的、垂直指向的下侧壁部分，在所述槽的每一侧的上、下侧壁部分之间具有一个横向的台肩;一对喷嘴装置，每一个都有与各自的一个台肩相通的出口，每一个喷嘴装置都适宜于指向下指向的空气流沿着槽的基本上整个纵长而引进该槽内，当长丝从该槽通过时，所说的空气流对长丝施加一个拉伸力;移动带装置，其置于上述槽的下方，用以接纳长丝并将长丝制成无纺织物，其特征是，每一个喷嘴装置都包括第一和第二壁表面，它们沿着所述槽的纵长延伸，第一和第二壁表面是隔开的，因此，当从横截面上看时，它们构成了一个空气通道，该空气通道由与相应的出口相通的一个排放部分和一个后面部分组成，后面部分具有光滑的、且沿着移向相应的出口的方向逐渐地减小了宽度的蛇形结构，这样，可将每一股向下指向的空气流在紧邻相应的下侧壁部分的位置上、沿基本上平行于相应的下侧壁部分的方向向下引入槽内，这样，可将空气吸进槽的上端，吸进的空气和从喷嘴装置引入的空气沿着上述槽的垂直长度形成基本上非湍流的空气流。
6.如权利要求5所述的设备，其特征是，每个喷嘴装置的上述空气通道的排放部分的两壁表面是相互平行但横向隔开的，排放部分的一个壁表面与相应的下侧壁部分是共平面的。
7.如权利要求6所述的设备，其特征是，还包括用以调节每个喷嘴装置的排放部分的平行壁表面之间的横向间隙的装置。
8.如权利要求6所述的设备，其特征是，每个喷嘴装置还包括一个比较大的、沿着平行于槽的延伸方向的方向而延伸的空气分配室和若干个在该空气分配室与相应的空气通道的后面部分之间延伸的独立的空气管。
9.如权利要求8所述的设备，其特征是，每个喷嘴装置进一步包括空气输送装置，用以将压缩空气输送给相应的空气分配室，还包括空气过滤装置，用以过滤输送的空气。
10.如权利要求6所述的设备，其特征是，每个喷嘴装置的空气通道的后面部分包括至少两个平行的、垂直的区段和每相邻的一对垂直区段之间的一个弧形弯曲区段。
11.如权利要求5所述的设备，其特征是，所说的上槽部分的上侧壁的下边缘每个向外倾斜，其倾斜角度在约为5-10度，从而构成上槽部分的向外扩张的下端区段。
全文摘要
一种用于生产无纺织物网的装置，它包括用以挤出向下的长丝幕帘的喷丝板和一个放在下面的空气拉伸装置。在拉伸装置中，长丝向下穿过一个槽，一对空气喷嘴使气流在与槽的侧壁平行的方向上引入槽内。气流将额外的空气吸进槽的上开口端。吸入的空气和从两个喷嘴引入的空气形成沿槽垂向长度的基本上非湍流的空气流，这一平稳的空气流起到拉伸长丝而不对长丝施加紊流的作用。
文档编号D04H3/16GK1090348SQ9310829
公开日1994年8月3日 申请日期1993年6月1日 优先权日1992年6月1日
发明者理昂·M·兹尔丁, 约翰·V·弗朗西斯, 简·皮埃尔·维利特 申请人:纤维织物北美公司