闞 泓,王國(guó)建

(1.國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專(zhuān)利局 化學(xué)發(fā)明審查部,北京100088;2.紡織工業(yè)科學(xué)技術(shù)發(fā)展中心,北京100020)

閃蒸紡絲,即將高聚物溶解在一定的溶劑中制成紡絲液,然后由噴絲孔噴出,由于溶劑的急劇揮發(fā)而使高聚物重新固化成纖維,所述纖維被吸附在成網(wǎng)簾上直接形成纖網(wǎng).

閃蒸法聚乙烯無(wú)紡布具有很多優(yōu)良性能,如優(yōu)良的防水透氣性;片材有極好的強(qiáng)度,抗撕裂、耐穿刺、耐破裂;片材一般不會(huì)起毛,不產(chǎn)生塵埃;在很寬的溫度范圍內(nèi)性能優(yōu)異等.因此,閃蒸法聚乙烯無(wú)紡布在包裝材料、防護(hù)服、蓋布、印刷基材方面應(yīng)用廣泛.

閃蒸紡絲最早是美國(guó)杜邦研究院的科學(xué)家Herbert Blades、James Rushton White和 Chadds Ford提出,他們于1962年提交了第一篇關(guān)于閃蒸紡絲的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)US3081519A[1],該專(zhuān)利于1963年3月被授予專(zhuān)利權(quán).接著杜邦公司在1965年為該產(chǎn)品注冊(cè)了商標(biāo)"Tyvek",1967年正式以該品牌生產(chǎn)產(chǎn)品進(jìn)行商業(yè)銷(xiāo)售.隨后一大批杜邦的科學(xué)家在之后的30多年里不斷地改進(jìn)其工藝和技術(shù),使得這項(xiàng)技術(shù)杜邦始終處在壟斷的位置.

為了了解杜邦閃蒸紡的最近發(fā)展?fàn)顩r,本文檢索了杜邦有關(guān)閃蒸紡絲的相關(guān)專(zhuān)利技術(shù),對(duì)杜邦閃蒸紡的工藝技術(shù)做了分析和梳理.

1 從專(zhuān)利文獻(xiàn)看杜邦閃蒸法非織造布的生產(chǎn)工藝

杜邦涉及閃蒸紡技術(shù)的專(zhuān)利在全球共有167項(xiàng),涉及該項(xiàng)技術(shù)的2件基礎(chǔ)性專(zhuān)利為:

(1)US3081519A,申請(qǐng)于1962年1月31日,該專(zhuān)利公開(kāi)了閃蒸紡的基本方法,詳細(xì)地描述了閃蒸紡絲的方法,目前為止已經(jīng)被引用了205次;

(2)US3860369A[2],申請(qǐng)于1974年3月1日,公開(kāi)了閃蒸紡絲的配套設(shè)備,目前為止已經(jīng)被引用了95次.

從上述2件基礎(chǔ)專(zhuān)利中,我們可以獲知杜邦閃蒸法非織造布的生產(chǎn)工藝.

1.1 閃蒸紡絲的方法

根據(jù)US3081519A專(zhuān)利公開(kāi),閃蒸紡絲的方法為選擇一個(gè)合適的溶劑,這種溶劑在自熱或較高壓力的條件下能夠溶解聚合物,但是在等于或低于其正常沸點(diǎn)的條件下時(shí),所述溶劑對(duì)聚合物無(wú)溶解力.將適合于閃蒸紡絲的聚合物在高溫高壓室中溶于上述合適的溶劑中,形成均一的紡絲液.然后將溶液擠入一種低溫和通常是低壓的介質(zhì)中.由于紡絲液壓力的減小,使得在高溫高壓室形成的單相溶液變?yōu)閮上喾稚⑷芤?即為溶劑富集相和富含聚合物的分散相.此兩分散相溶液在壓力的推動(dòng)下經(jīng)過(guò)噴絲板噴出,此時(shí)由于壓力的突然釋放,使得溶劑急速揮發(fā),即所謂的閃蒸,使得噴出的聚合物以絲束的形式出現(xiàn).

閃蒸法的紡絲溶液由成纖高聚物、主溶劑、副溶劑和一些添加劑組成.對(duì)于高聚物、主溶劑和共溶劑的選擇將對(duì)閃蒸紡絲的結(jié)果造成重要影響,杜邦公司后續(xù)的申請(qǐng)大部分都是圍繞聚合物和溶劑的選擇展開(kāi)的.

1.2 閃蒸紡絲的相關(guān)設(shè)備

US3860369A專(zhuān)利中公開(kāi)了閃蒸紡絲的設(shè)備.

閃蒸紡絲過(guò)程通常在圖1的設(shè)備內(nèi)進(jìn)行.通過(guò)加壓的供料導(dǎo)管2將包括聚合物和紡絲劑混合物的紡絲流體供應(yīng)到紡絲孔板5,該紡絲流體從供料導(dǎo)管2通過(guò)室開(kāi)口3流到室4,室4為壓力下降室,在其中壓力的下降引起紡絲流體的相分離.在室4中的紡絲流體接著通過(guò)紡絲孔板5,當(dāng)聚合物和紡絲劑從孔板排出時(shí)紡絲劑迅速膨脹成為氣體,留下形成的聚烯烴纖維.從紡絲孔板5排出的聚合物紗7被引向旋轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)導(dǎo)流板8,轉(zhuǎn)動(dòng)的導(dǎo)流板8將紗7散開(kāi)成更平的纖維網(wǎng)結(jié)構(gòu)21,該纖維網(wǎng)結(jié)構(gòu)21被導(dǎo)流板8交替地引向左邊和右邊.在此過(guò)程中,使該纖維網(wǎng)帶有靜電以便將該纖維網(wǎng)保持在散開(kāi)的構(gòu)形中直到網(wǎng)21到達(dá)移動(dòng)的帶9.網(wǎng)21沉降在帶9上形成纖維條38.使纖維條38在壓輥41下通過(guò),壓縮該纖維條使其形成的略為壓實(shí)的薄片,此后從紡絲設(shè)備的出口39排出薄片,該薄片再被收集到薄片收集輥42上.

2 從專(zhuān)利文獻(xiàn)看杜邦閃蒸紡的技術(shù)沿革

杜邦公司的閃蒸紡絲技術(shù)在全球都有專(zhuān)利布局,在中國(guó)有51件專(zhuān)利申請(qǐng).在中國(guó)專(zhuān)利局1985年正式受理專(zhuān)利以來(lái),杜邦公司就開(kāi)始針對(duì)閃蒸紡絲的專(zhuān)利技術(shù)在中國(guó)進(jìn)行布局,所有的專(zhuān)利申請(qǐng)都是以美國(guó)申請(qǐng)為優(yōu)先權(quán)通過(guò)巴黎公約或PCT途徑進(jìn)入中國(guó),并且同時(shí)在美國(guó)以外的其他國(guó)家也進(jìn)行了專(zhuān)利布局.杜邦公司在中國(guó)的專(zhuān)利申請(qǐng),均是他們較為重要的技術(shù)改進(jìn).

因此,對(duì)杜邦有關(guān)閃蒸紡技術(shù)在中國(guó)的專(zhuān)利申請(qǐng)以及部分美國(guó)的重要技術(shù)原創(chuàng)專(zhuān)利進(jìn)行了技術(shù)功效和技術(shù)路線(xiàn)分析,深入剖析杜邦公司在閃蒸紡絲技術(shù)領(lǐng)域中所關(guān)注解決的技術(shù)問(wèn)題和改進(jìn)的技術(shù)手段.

圖1 US3860369A說(shuō)明書(shū)附圖,閃蒸紡絲設(shè)備

表1 杜邦公司閃蒸紡技術(shù)在中國(guó)申請(qǐng)專(zhuān)利的技術(shù)功效分析

從表1中可以看出,杜邦公司在閃蒸紡絲領(lǐng)域較為關(guān)注的技術(shù)手段是對(duì)溶劑的選擇和對(duì)成纖聚合物的選擇.詳細(xì)闡述杜邦在上述溶劑選擇和聚合物選擇兩個(gè)方面所做的技術(shù)改進(jìn).

2.1 對(duì)溶劑的改進(jìn)

杜邦在其閃蒸紡的基礎(chǔ)專(zhuān)利US3081519A中公開(kāi)了非常多種適合于閃蒸紡絲的溶劑,在此后的一段時(shí)間內(nèi),閃蒸紡絲最常用的溶劑是三氯氟甲烷,如US3227794A[3],公開(kāi)了將10~16 wt%的線(xiàn)性聚乙烯溶解在三氯氟甲烷中制成所用的溶液在溫度185℃和壓強(qiáng)1 468 k Pa表壓的條件下,將線(xiàn)性聚乙烯溶解,然后溶液從一個(gè)排出腔室擠出,以制備聚乙烯閃紡成叢絲薄膜原纖絲帶.

但是三氯氟甲烷對(duì)大氣臭氧層的損害使得杜邦公司開(kāi)始關(guān)注如何尋找替代三氟氯甲烷的溶劑.

在隨后的US3655498A[4](失效)的專(zhuān)利申請(qǐng)中,杜邦公司公開(kāi)了一種確定所給溶劑是否適于閃紡絲的測(cè)試方法.這種測(cè)試方法已被杜邦公司在生產(chǎn)實(shí)踐中用來(lái)確定制備閃蒸紡產(chǎn)品時(shí)使用的三氯氟甲烷溶劑的替代溶劑是否適用.該測(cè)試方法具體是,在測(cè)試過(guò)程中,將聚合物與一定數(shù)量的溶劑混合,使形成的溶液中含有10 wt%的聚合物,把混合物密封在一個(gè)厚壁玻璃試管中(混合物所占體積為試管體積的1/3~1/2),并且使混合物在自熱的壓強(qiáng)下加熱,測(cè)試時(shí)溫度范圍通常是從約100℃到剛好低于被測(cè)液體的臨界溫度.該專(zhuān)利指出,如果在低于溶劑臨界溫度Tc或者聚合物的分解溫度(取較低的一個(gè))的任何溫度都沒(méi)有在試管中形成一個(gè)單相的、可流動(dòng)的溶液,那么溶劑的溶解力就太低;而另一個(gè)極端則是,如果一個(gè)單相溶液在低于臨界溫度Tc的某一溫度形成,可那個(gè)溶液在加熱到更高的溫度下(仍低于Tc)不能轉(zhuǎn)變成具有雙液相的液體,這個(gè)溶解力就太高了.那些本身溶解力不能降到這些極限之間的溶劑,可以適當(dāng)?shù)赜脽o(wú)溶解力或溶解力強(qiáng)的添加劑來(lái)稀釋,以使之適于應(yīng)用.在選好恰當(dāng)?shù)娜軇┗蛉軇┗旌衔镏?溶劑或溶劑混合物的單相和雙液相的約束狀態(tài)就可以確定在不同聚合物濃度時(shí)的操作溫度和壓強(qiáng).

隨后,杜邦公司申請(qǐng)了一系列關(guān)于溶劑選擇的專(zhuān)利申請(qǐng).

CN1041190A[5](失效),為了尋找三氟氯甲烷的替代品該專(zhuān)利公開(kāi)了采用的紡絲溶劑為鹵化烴,鹵化烴具體為1,1-二氯-2,2,2-三氟乙烷(HC-123),1,2-二氯-1,2,2-三氟乙烷(HC-123a),1,1-二氯-2,2-二氟乙烷(HC-132a),1,2-二氯-1,1-二氟乙烷(HC-123b),1,1-二氯-1-氟乙烷(HC-141b).紡絲溶液制備的溫度為130~210℃,紡絲聚合物為聚乙烯或聚丙烯.

CN1016368B[6](失效),也是為了解決三氟氯甲烷對(duì)臭氧層破壞的問(wèn)題,尋找三氟氯乙烷的替代溶劑.該專(zhuān)利公開(kāi)了紡絲溶液中包含42~73 wt%二氯甲烷、18~33 wt%的成纖聚烯烴和9~25 wt%的二氧化碳.

CN1042741A[7](失效),為了解決三氟氯甲烷對(duì)臭氧層破壞的問(wèn)題,尋找三氟氯乙烷的替代溶劑.該紡絲溶劑由二氯甲烷和共溶劑組成,所述共溶劑選自一氯二氯甲烷(HC-22)、1,1,1,2-四氟乙烷(HC-134a)、1,1-二氟乙烷(HC-152a)、1,1,1,2-四氟-2-氯乙烷(HC-124)、1,1-二氯-1-氯乙烷(HC-142b).這些共溶劑為不完全鹵代的鹵化碳類(lèi),如果放入大氣之中時(shí),據(jù)認(rèn)為消耗氧的危險(xiǎn)小,這種鹵化碳在破壞臭氧之前分解.

CN1023496C[8](失效),為了解決三氟氯甲烷對(duì)臭氧層破壞的問(wèn)題,尋找三氟氯乙烷的替代溶劑.該紡絲溶劑為環(huán)己烷和水的混合物,水含量為環(huán)己烷的0.5%到等于水溶于所述溶劑中的飽和極限量.

CN1053455A[9](失效),為了解決三氟氯甲烷對(duì)臭氧層破壞的問(wèn)題,尋找三氟氯乙烷的替代溶劑.該專(zhuān)利申請(qǐng)中公開(kāi)的紡絲溶液包括5~50 wt%的水、30~90 wt%的二氧化碳和1.5~25 wt%的聚烯烴.該申請(qǐng)中所采用的聚烯烴具體為乙烯-乙烯醇共聚物,更具體為乙烯-醋酸乙烯酯共聚物,其中乙烯含量至少是20 mol%,通常至少是50 mol%.采用上述乙烯-乙烯醇共聚物作為成纖聚合物還可以改善聚乙烯親水性差、濕天氣時(shí)穿著不舒服的問(wèn)題.

CN1729320B[10](有效),為了解決三氟氯甲烷對(duì)臭氧層破壞的問(wèn)題,尋找三氟氯乙烷的替代溶劑.紡絲溶液包含主溶劑、共溶劑、50~30 wt%的成纖聚烯烴.所述主溶劑為二氯甲烷或1,2-二氯乙烯;所述共溶劑選自1,1,1,3,3-五氟丙烷、1,1,2,2,3,3,4,4-八氟丁烷或1,1,1,3,3-五氟丁烷及其異構(gòu)體.

CN106794660A[11](在審),公開(kāi)了閃蒸紡片材如果要用于房屋包裹物、防護(hù)服裝,必須展示出良好的阻隔特性和低透氣性.因此,為了獲得同時(shí)具備高阻隔性和低透氣性的纖網(wǎng)片材,該專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了如下的技術(shù)方案采用81 wt%二氯甲烷和19 wt%的2,3二氫十氟戊烷混合物作為紡絲溶劑,采用的成纖聚合物為高密度聚乙烯,根據(jù)US3860369A所述的方法,制備紡絲流體、閃紡并形成固結(jié)片材.

CN107849740A[12](在審),為了尋找一種紡絲溶劑組合物,其可用于寬范圍的不同聚合物及其共混物.該專(zhuān)利公開(kāi)的溶劑由主溶劑和共溶劑組成,所述主溶劑選自二氯甲烷(DCM)、順式-1,2-二氯乙烯(順式-1,2-DCE)和反式-1,2-二氯乙烯(反式-1,2-DCE),所述共溶劑選自1H,6H-全氟己烷、1H-全氟庚烷和1H-全氟己烷.

CN106574401A[13](在審),該專(zhuān)利申請(qǐng)文件聲稱(chēng)要解決的技術(shù)問(wèn)題是形成服裝材料的織物需要有高的回彈性,同時(shí)為了能夠與其他材料熔合,需要有更低的結(jié)晶度.為了解決上述技術(shù)問(wèn)題,該專(zhuān)利申請(qǐng)文件中采用的紡絲溶劑為由主溶劑和共溶劑組成,其中主溶劑選自二氯甲烷(DCM)和反式-1,2-二氯乙烯(反式-1,2-DCE),共溶劑選自2,3-二氫十氟戊烷、1H-全氟己烷、1H,6H-全氟己烷、氫氟醚(HFE-7100).

在2003年以前的6件專(zhuān)利申請(qǐng),對(duì)于溶劑的選擇均是為了尋找三氟氯乙烷的替代品,實(shí)現(xiàn)環(huán)保的目的.其后的幾乎10年間,杜邦沒(méi)有再向中國(guó)申請(qǐng)關(guān)于溶劑選擇的相關(guān)專(zhuān)利申請(qǐng).直到2014年,杜邦公司再次向中國(guó)申請(qǐng)了3件有關(guān)溶劑選擇的專(zhuān)利申請(qǐng),但是這3件申請(qǐng)中對(duì)于溶劑的選擇不再是為了尋找三氟氯乙烷的替代品解決環(huán)保的問(wèn)題,而是為了獲得改進(jìn)纖網(wǎng)性能以及獲得可適用于更寬范圍的不同聚合物的閃蒸紡絲.

2014年提交的的3件專(zhuān)利申請(qǐng)CN106794660A、CN107849740A、CN106574401A,雖然其要解決的技術(shù)問(wèn)題各不相同.CN106794660A和CN106574401A的公開(kāi)文本中權(quán)利要求1要求保護(hù)的范圍非常大,均是以參數(shù)限定高的產(chǎn)品,但是實(shí)際上從上述文件的實(shí)施例和對(duì)比例可以看出,這三件申請(qǐng)的發(fā)明點(diǎn)均在于對(duì)紡絲溶劑中主溶劑和共溶劑的選擇,主溶劑為二氯甲烷(DCM)、順式-1,2-二氯乙烯(順式-1,2-DCE)和反式-1,2-二氯乙烯(反式-1,2-DCE),共溶劑為2,3二氫十氟戊烷、1H,6H-全氟己烷、1H-全氟庚烷、1H-全氟己烷和氫氟醚(HFE-7100).研究認(rèn)為,杜邦公司希望在中國(guó)保護(hù)的實(shí)質(zhì)技術(shù)內(nèi)容就在于此.這3件專(zhuān)利申請(qǐng)仍處于在審狀態(tài).

2.2 對(duì)聚合物的選擇

杜邦在其較早的基礎(chǔ)專(zhuān)利US3169899A[14]列舉了可用于閃蒸紡絲的聚合物聚酯、聚甲醛、聚丙烯腈、聚酰胺,聚氯乙烯等其他聚合物能被閃蒸紡絲.在該專(zhuān)利中上述提及的其他聚合物能同聚乙烯,包括乙烯-乙烯醇,聚氯乙烯,聚氨酯等混合作為混合物來(lái)閃蒸紡.在其后的多件專(zhuān)利申請(qǐng)中公開(kāi)了對(duì)聚合物的選擇.

杜邦公司專(zhuān)利 US6004672A[15]、US6136911A[16]、US6096421A[17](失效),公開(kāi)了采用聚乙烯和聚丙烯共混物進(jìn)行閃蒸紡絲、采用部分氟代的共聚物如聚偏二氯乙烯或乙烯/四氟乙烯共聚物與12~30 wt%聚乙烯的共混物進(jìn)行閃蒸紡絲.將馬來(lái)酸酐接枝的聚乙烯用作乙烯/乙烯醇共聚物的改性劑進(jìn)行閃蒸紡絲的技術(shù)方案.

CN100335687C[18](失效)公開(kāi)了成纖聚合物包括0~95 wt%的第一聚合物和5~100 wt%的第二聚合物.所述第一聚合物選自聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、聚乙烯;所述第二聚合物含有1~25 mol%官能側(cè)基,選自聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、聚乙烯、氟代烯烴基接枝的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、氟代烯烴基接枝的聚乙烯、氧乙烯三聚體接枝的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、接枝氧乙烯三聚體的聚乙烯、全氟乙烯基醚接枝的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、接枝全氟乙烯基醚的聚乙烯、乙烯基硅烷接枝的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、接枝乙烯基硅烷的聚乙烯.由于所述第二聚合物中含有1~25 mol%官能側(cè)基,其可以將穩(wěn)定的表面改性基團(tuán)引入閃蒸紡絲結(jié)構(gòu).

2.3 纖網(wǎng)高阻隔性和高透氣性

當(dāng)無(wú)紡織物用作防護(hù)服時(shí),需要其具有良好的阻擋特性,同時(shí)具有高度的透氣性.好的阻擋特性是為了作為防護(hù)服時(shí)阻擋血液、細(xì)菌等接觸人體,而高度的透氣性則能夠使得防護(hù)服穿著更加舒適.因此,杜邦公司在研發(fā)如何使得閃蒸無(wú)紡布同時(shí)具有良好的阻隔性能和透氣性能.

CN1221688C[19](有效),該專(zhuān)利提出的技術(shù)方案是采用正戊烷和環(huán)戊烷的混合物作為紡絲劑在205~220℃的溫度下混合和閃蒸.其聲稱(chēng)當(dāng)用烴類(lèi)紡絲溶劑在比常規(guī)使用的閃蒸紡過(guò)程中更高的紡絲溫度下閃蒸紡聚乙烯時(shí),可以提高薄片的透氣性,且當(dāng)用正戊烷和環(huán)戊烷的混合物作為紡絲劑在這樣較高的紡絲溫度下閃蒸紡聚乙烯時(shí),可以制成比已知的聚乙烯叢絲纖維紗有更小的表面積和更低的黏聚性.

CN101080525B[20](失效),要解決的技術(shù)問(wèn)題也是需要生產(chǎn)一種阻隔織物,它具有優(yōu)良的透氣和透濕性能,同時(shí)又保持對(duì)液體滲透的阻力.該專(zhuān)利的發(fā)明人認(rèn)為,當(dāng)生產(chǎn)出具有相當(dāng)數(shù)量亞微米級(jí)纖維的纖網(wǎng),該纖網(wǎng)就能夠具有良好的透氣透濕性能和阻隔性能.為了解決上述問(wèn)題,該專(zhuān)利公開(kāi)了一種生產(chǎn)所含大多數(shù)長(zhǎng)絲的長(zhǎng)絲寬度小于1μm的非織造纖維結(jié)構(gòu)的方法,該方法的核心在于控制紡絲過(guò)程中向紡絲溶液施加靜電的方式,具體的方法步驟包括向紡絲板提供高于環(huán)境溫度和壓力的聚烯烴溶液;令所述聚烯烴溶液接觸配置在所述紡絲板內(nèi)的第一電極,所述第一電極被充電至相對(duì)于收集表面的高壓電位,以便賦予所述聚烯烴溶液電荷;令所述充電聚烯烴溶液經(jīng)紡絲板流出孔流出從而形成聚烯烴長(zhǎng)絲,該流出孔結(jié)合了維持在低于所述第一電極的電壓電位的第二電極;收集所述收集表面上的聚烯烴長(zhǎng)絲形成的纖網(wǎng).

2.4 纖網(wǎng)層均勻

在傳統(tǒng)閃紡方法中,溶液從噴嘴噴出的速度,也就是形成網(wǎng)幅層的速度,是300 km/h左右,而網(wǎng)幅層一般是在以8~22 km/h的速度移動(dòng)的帶上收集.成網(wǎng)速度和網(wǎng)幅卷取速度不同將引起纖網(wǎng)的不均勻,纖網(wǎng)中出現(xiàn)松眼(Slack).為了解決這一問(wèn)題,通常會(huì)使纖維束在橫向上振蕩來(lái)補(bǔ)償,但是這種方式仍然不能得到均勻鋪展的網(wǎng)幅層.為了解決上述問(wèn)題,杜邦公司在中國(guó)申請(qǐng)了3件有關(guān)紡絲方法和設(shè)備的專(zhuān)利申請(qǐng).

CN100537860C[21](有效)公開(kāi)了一種閃紡方法,該方法的關(guān)鍵技術(shù)手段是移動(dòng)收集表面與紡絲頭的距離為0.25~13 cm.該專(zhuān)利中指出流體射流,在一旦流出紡絲頭以后,紡絲劑的閃蒸或者壓縮蒸汽的迅速膨脹而形成,開(kāi)始呈層流,隨后在距離紡絲頭排放口一定距離處蛻變?yōu)橥牧?當(dāng)纖網(wǎng)從紡絲頭閃蒸出來(lái)并被流體射流攜帶時(shí),纖網(wǎng)的形式本身將取決于射流的流體流動(dòng)類(lèi)型.當(dāng)射流處于層流時(shí),纖網(wǎng)要比射流處于湍流時(shí)展開(kāi)和分布均勻得多.通過(guò)在大規(guī)模湍流開(kāi)始之前就將閃紡纖網(wǎng)收集在位于距紡絲頭約0.25~13 cm距離的收集表面上,可獲得均一的片材產(chǎn)品.

CN100429336C[22](有效)公開(kāi)了一種閃紡方法,該方法具體是利用一種特殊結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子噴出纖維材料.所述轉(zhuǎn)子的剖視圖如圖2所示.噴嘴包括管路22,通過(guò)該管路聚合物溶液被供給至排出孔24通向排出腔26,排出腔用于在低于其濁點(diǎn)的排出壓力下容納聚合物溶液,以進(jìn)入聚合物與紡絲劑兩相分離的區(qū)域.排出腔通向紡絲孔28,紡絲孔28通向噴嘴出口或開(kāi)口.聚合物-紡絲劑混合物從噴嘴流出.

包括轉(zhuǎn)子與集料表面的裝置的剖視圖結(jié)構(gòu)如圖3所示,其包括安裝在由剛性架13支撐的旋轉(zhuǎn)軸14上的轉(zhuǎn)子體10.旋轉(zhuǎn)軸14呈中空形式以便流化混合物可以供給至轉(zhuǎn)子.沿著轉(zhuǎn)子圓周是開(kāi)口12,材料通過(guò)這些開(kāi)口流出.從噴嘴流出時(shí)沒(méi)有蒸發(fā)的流出材料組分收集在通過(guò)多孔集料器17的運(yùn)送帶(未示出)上集料器環(huán)繞著真空盒18,用于將真空拉過(guò)多孔集料器17,從而將流出材料至運(yùn)送帶的集料表面.沿軸14裝有包括靜止部分15a和旋轉(zhuǎn)部分15b的轉(zhuǎn)動(dòng)密封,以及軸承16.

圖2 CN100429336C說(shuō)明書(shū)附圖,轉(zhuǎn)子的剖視圖

圖3 CN100429336C說(shuō)明書(shū)附圖,包括轉(zhuǎn)子與集料表面的裝置的剖視圖

采用該專(zhuān)利的方法和轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)所制備的閃蒸纖網(wǎng)具備均勻性的原因在于:(1)控制接受裝置與紡絲口之間的距離,以保證纖維鋪展時(shí)的射流是層流,從而相比湍流實(shí)現(xiàn)更加均勻地鋪展(該原理與CN100537860C中所公開(kāi)的原理相同).(2)噴嘴的設(shè)計(jì)可以影響從噴嘴流出物質(zhì)的分布,從而有助于鋪列材料的均勻性.通常流出的網(wǎng)幅寬越大,收集時(shí)產(chǎn)品就越均勻.

CN1938459B[23](有效)其采用的方法與設(shè)備與CN100429336C相同,但權(quán)利要求保護(hù)由該方法和設(shè)備制成的產(chǎn)品.