[发明专利]一种超细纤维的制备装置

说明书

本发明公开了一种超细纤维的制备装置，涉及非织造布纺丝技术领域。该装置包括料斗、高温螺杆、分配腔体、气流发生器、气流加热器、喷气孔和喷丝孔，高温螺杆一端上方设置有料斗，高温螺杆另一端与分配腔体相连；气流发生器设置有气流加热器；喷丝孔设置于分配腔体下端，喷丝孔左右两侧对称设置有两个喷气孔；气流发生器通过两个通气管分别与分配腔体下端的两个喷气孔相连通，料斗通过高温螺杆在分配腔体内与喷丝孔连通；气流发生器内还设置有交变气流发生器，交变气流发生器包括凸轮转子、凸轮转轴、金属弹性挡板以及动力供给装置。本发明提供的制备装置可提高牵伸效率，制备得到更细的超细纤维，适用于医用材料，过滤吸附材料等多个领域应用。

技术领域

本发明涉及非织造布纺丝技术领域，特别涉及一种超细纤维的制备装置。

背景技术

超细纤维非法制造布的用途有很多，主要包括空调过滤器，口罩、净化器滤芯等。

其中，熔喷法是目前已商业化制备超细纤维的技术方法，其相关技术文献主要包括美国专利（US3959421，US5075068），该方法是将聚合物熔体经喷丝板挤出后，经两股高速高温的热空气进行牵伸而细化成超细纤维。在该纺丝过程中需要熔融的聚合物流体，高速高温的热空气，其耗能较大，且纺出的纤维直径在1微米以上。

现有超细纤维制备装置采用熔喷法制备超细纤维具体过程中，工作人员将聚合物的颗粒状切片从料斗A中加入，然后经过高温螺杆B的挤压与加热作用，颗粒切片融化为聚合物熔体。聚合物熔体经过分配腔体C的定量输出作用从喷丝孔D挤出，挤出的聚合物熔体经过风机E产生的高温高速的气流吹喷而拉细成超细纤维，该超细纤维制备装置如图1所示。

需要说明的是，已有的熔喷技术的气流吹喷方式是连续均匀气流的吹喷，纤维直径的极限为1微米。传统熔喷中，两股气流是对称的，在中心线气流具有向下的合速度，纤维从喷丝孔挤出后会垂直下落。也就是说，纤维会受到气流向下的牵伸力。如图2所示，如果纤维L方向（纤维轴向）与气流方向平行，纤维受到气流的牵伸力称为摩擦阻力F_p，即传统熔喷工艺中纤维的牵伸是依靠纤维受到气流的摩擦阻力进行牵伸的。另外，若气流的速度与纤维轴向垂直，那么纤维受到的气流作用力称为压差阻力F_N，在图2中，ϕ为摩擦阻力F_p与合力F_t的夹角。

发明人发现，压差阻力对纤维的牵伸作用比摩擦阻力的牵伸作用明显大很多，而传统熔喷工艺中纤维明显未能有效利用压差阻力的牵伸作用，从而导致工业化生产中传统熔喷技术很难突破1微米的极限，而熔喷超细纤维非织造布材料的应用很大取决于纤维直径，纤维直径越细，应用范围越广。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种超细纤维的制备装置，所述超细纤维的制备装置通过设置交变气流发生器，使得本制备装置在使用熔喷法制备超细纤维时，气流发生器能够产生交变气流对聚合物熔体进行压差阻力为主导的牵伸方式进行牵伸，从而提高了牵伸效率，制备得到更细的超细纤维。本发明的技术方案如下：

本发明实施例提供了一种超细纤维的制备装置，包括料斗、高温螺杆、分配腔体、气流发生器、气流加热器、喷气孔和喷丝孔，其特征在于：

所述高温螺杆的一端上方设置有所述料斗，所述高温螺杆的另一端与所述分配腔体相连；所述气流发生器设置有所述气流加热器；所述喷丝孔设置于所述分配腔体的下端，且所述喷丝孔的左右两侧对称设置有相对水平面呈预设角度的两个喷气孔；所述气流发生器通过两个通气管分别与所述分配腔体下端的所述两个喷气孔相连通，所述料斗通过所述高温螺杆在所述分配腔体内与所述喷丝孔连通；所述气流发生器内还设置有交变气流发生器，所述交变气流发生器用于使所述气流发生器通过两个喷气孔产生的气流变化为交变气流；

所述交变气流发生器包括凸轮转子、凸轮转轴、金属弹性挡板以及动力供给装置，其中：