[发明专利]用于制造双玻璃纤维的装置

说明书

本发明涉及用于由热塑性材料，如玻璃纤维和其它矿物纤维(如用作保温产品)制造纤维的装置，更进一步地说涉及用于由两股具有不同热塑性材料组合物的熔融热塑性材料离心制造双组分纤维的旋转喷头。

玻璃和其它热塑性材料的纤维可以用于多种应用中，包括隔音或隔热材料。用于生产玻璃纤维保温产品的普通现有技术方法包括利用旋转法制备玻璃纤维。单一的熔融玻璃组分被强迫通过在离心或旋转喷头外壁中的孔，产生主要是直的玻璃纤维。

常规玻璃纤维(通常是直的纤维)的一个改进在于采用螺旋或不规则形状的纤维。可以通过将两股不同的玻璃纤维(称为玻璃A和玻璃B)连接在一起并且将双玻璃流离心成螺旋纤维或不规则形状的双玻璃纤维而形成这些纤维。在本专利说明书中，所用的术语“玻璃纤维”和“玻璃组合物”中，“玻璃”将包括任何玻璃类矿物材料，如岩石、矿渣和玄武岩以及传统玻璃。热塑性材料和热塑性纤维除了玻璃和其它矿物纤维以外还包括由聚合物材料形成的纤维，如聚酯纤维和聚丙烯纤维。

Stalego在USP2998620中公开了双组分玻璃组合物的卷曲玻璃纤维。Stalego指出通过将具有不同热膨胀性的两种玻璃组合物通过旋转喷头的孔而生产定长卷曲纤维。将这些玻璃作为两个玻璃流以对准的整体关系挤出，从而在冷却时由于不同的热膨胀性而使这些纤维自然卷曲。Stalego公开的旋转喷头在该喷头周围具有垂直对准的室，用竖直挡板隔开的交替室中含有不同的玻璃，Stalego还指出在挡板分隔喷头周壁的地方要钻比挡板更宽的孔。由于孔比挡板宽，孔在该挡板的两侧与垂直室相连，并且玻璃A和玻璃B由该孔离开该喷头，形成双玻璃流。人们要求改进熔融玻璃或其它热塑性材料的双玻璃料流的输送以形成螺旋或不规则形状的玻璃或其它热塑性纤维。

这一需要通过本发明可以满足，其中在旋转喷头周壁上有一系列与挡板对准的孔，这些孔是细长形的，其长宽比大于约4∶1。孔的延伸可以使这些孔伸过挡板的宽度并且与两种不同的热塑性材料的每一种相通。此外，采用细长孔可以使流动控制或经过孔的熔融热塑性材料的测量容易进行，从而可以控制热塑性材料在该旋转喷头中的堆积。

根据本发明，它提供了一种用于制备双组分的热塑性纤维的装置，它包括具有带孔周壁的旋转喷头，该喷头用于将热塑性材料的纤维离心，该喷头由挡板分成一系列垂直对准的腔室，这些腔室沿着周壁的内部分布在四周；用于向该喷头中提供第一种熔融热塑性材料和第二种熔融热塑性材料的玻璃输送装置；用于将第一种热塑性材料导入交替的腔室中和用于将第二种热塑性材料导入余下的腔室中从而使相邻的腔室含有不同性能的热塑性材料的分开装置，以及在周壁中与挡板对准的一系列孔，这些孔比挡板宽，从而可以和两种相邻腔室的每一个相通，以使第一种和第二热塑性材料由单个孔离心，这些孔是细长形的，其长宽比为约4∶1-30∶1。与现有技术采用圆形孔相比，采用细长的孔可以将更多的孔放入旋转喷头的周壁中。细长孔的填充密度比圆形孔的填充密度至少高25％。

在本发明的一个优选的应用中，该热塑性材料是玻璃，该喷头适于接收两种分开的玻璃料流以形成双玻璃纤维。

在本发明的另一个优选方案中，孔的长宽比为约6∶1-25∶1。更优选地，长宽比为约6∶1-20∶1。

在本发明的另一个方案中，孔的长宽比设定成限制熔融热塑性材料通过孔的流动从而使熔融热塑性材料的源头在该旋转喷头中形成。

图1是制造本发明的玻璃纤维的装置的正视图。

图2是本发明的成纤器正视图的横截面图。

图3是沿3-3线获得的图2中的旋转喷头部分的平面图。

图4是沿4-4线获得的图3中的旋转喷头的正视图。

根据用于制造不规则形状的双玻璃纤维的装置来描述本发明，尽管应该明白本发明不仅包括用于制造其它类型的双玻璃纤维，如螺旋纤维的装置，还包括用于制造其它热塑性材料，如聚酯或聚丙烯的纤维的装置。

利用如图1中所示的旋转纤维成型和块热定型工艺可以制备不规则形状的玻璃纤维的保温产品。两种不同的熔融玻璃组合物(玻璃A和玻璃B)通过任何一种合适的玻璃输送装置，如窑炉10和工作区12送入成纤器14。由成纤器形成的双玻璃纤维帘18(如不规则形状的玻璃纤维)通过位于传送机下面的真空作为棉块20收集在传送机16上。当纤维通过在成纤器中的吹头22利用空气或气体向下吹落在传送机上时，它们会变细并且形成不规则的形状。