本发明专利技术涉及一种制备超细纤维的熔喷模头，包括喷丝板和气板，喷丝板端面中间有一个喷丝孔，喷丝板和气板之间形成若干个夹缝槽，夹缝槽位于喷丝孔周围倾斜地指向喷丝孔且关于喷丝孔在端面上成中心对称，喷丝板端面上喷丝孔和夹缝槽之间固连间隔稳流件，间隔稳流件的横截面成直角三角形且两直角边一边与喷丝板端面连接另一直角边靠近喷口，间隔稳流件直角三角形横截面的斜边和喷丝板圆锥母线相对于夹缝槽的斜度相同，同时在夹缝槽外侧选择性连接外稳流件。本发明专利技术消减“反向回流区”，抑制射流向两侧的扩散、减小湍流强度，降低纤维断头率及防止熔体粘在模头上，模头附近的空气温度得到提高，降低熔喷非织造的能耗，使纤维直径进一步细化。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于熔喷非织造领域，具体涉及一种制备超细纤维的熔喷模头。
技术介绍
熔喷非织造技术始于20世纪50年代，是一种以高聚物切片为原料直接制备超细纤维及其纤维网的一步法技术。关于熔喷非织造流程、技术及模头装置较早的研究、专利文献以及相关专利文献有I、 Naval Research Laboratory Report4364 “Manufacture of SuperfineOrganic Fibers,，’Apr. 15, 1954. 2> ffente, Van A. , Industrial and Engineering Chemistry, 48, No. 8(1956, ppl342-1346).3、Naval Research Laboratory Report4364 “Formation ofSuperfine, Thermoplastic Fibers, ” Feb. 11, 1959.4、美国专利文献 USP3379811.5、美国专利文献 USP3437725.6、美国专利文献 USP3441468.7、美国专利文献 USP3849040.8、美国专利文献 USP3650866.9、美国专利文献 USP3755527.10、美国专利文献 USP3849241.11、美国专利文献 USP3825379.12、美国专利文献 USP3985481.13、日本专利文献 Japanese patent25871/69.目前常用的熔喷模头有两种，一种是狭槽形的(例如美国专利USP3849040和USP3825380),另外一种是圆环形的(例如美国专利USP3954361和USP4380570)。由于狭槽形喷头的长度理论上可以无限的延长，因而它的应用更加广泛。美国专利文献USP6013223，USP6074597，USP6103181和USP6146580显示，国外熔喷非织造设备所采用的喷嘴绝大多数为双槽形喷嘴。钝模头(例如美国专利文献USP3379811，USP3849040和USP384924中模头示意图，或者也可以叫做平头模头)双槽形喷嘴是熔喷非织造设备中一种典型的喷嘴形式。它的两条槽形喷口成一定角度分布在喷丝孔两侧。高速高温气流从这两条槽形喷口中喷出，一旦聚合物熔体从模头挤出，它们就会被由这两股气体所形成的气流场迅速地拉伸变细，最终形成纤维或纤维网。但钝模头存在内在的设计缺点。通过气动热力分析以及湍流特性分析可知，射流从钝模头流出存在两种损失。首先是出口处的涡团，这个涡团叫做分离涡，这个位置叫做回流区，该流动结构在湍流理论里面被认为是一种典型的流动损失。研究(KrutkaH.M. ;Shambaugh R.L. Analysis of a Melt-Blowing Die: Comparison of CFD andExperiments. Industry&Engineering Chemistry Research, 2002, 41 (20), 5125.孙亚峰.微纳米纤维纺丝拉伸机理的研究..上海东华大学纺织学院，2011.陈廷.熔喷非织造气流拉伸工艺研究..上海东华大学纺织学院，2003)表明钝模头双槽形喷嘴空气流场在喷丝孔出口附近存在“死区”或“反向回流区”。该区流场中的速度与喷丝孔喷出的聚合物熔体的拉伸方向相反，对熔体的细化极为不利。另一种是射流冲击而出后和环境发生相互作用而产生的损失，即射流和环境中的静止流体产生质量和平均动量的交换。在这种交换的作用下，射流卷吸着附近的环境流体冲击而下，而稍远的流体则会在带动下绕其自身的核心发生旋转。射流的流体越来越多，但是动能却越来越小，逐渐通过不同尺度的湍流涡团级联散裂最终变为分子热运动。射流向内外两个方向的扩散，会造成这种耗散损失。研究(孙亚峰.微纳米纤维纺丝拉伸机理的研究.·上海东华大学纺织学院，2011. Yafeng Sun. ;Xinhou Wang. Optimization of Air Flow Field of the Melt Blowing Slot Die via Numerical Simulation and GeneticAlgorithm. Journal of Applied Polymer Science, 2010，Vol. 115，1540 - 1545)表明当模头头端缩进时(或者说两端突出延伸后)，流场中纺丝线附近的气流速度增大。美国模头专利USP3825380通过采用尖头模头组合件，消减双槽空气流场在喷丝孔出口附近没有“死区”或“反向回流区”，提高了气流对熔体的拉伸作用。但根据研究(Krutka H. M. ;Shambaugh R. L. Analysis of a Melt-Blowing Die:Comparison of CFD andExperiments. Industry&Engineering Chemistry Research, 2002, 41 (20)，5125.)尖头模头纺丝线周围的气流湍流强度较钝模头的大，尤其是当模头头端缩进时，使纤维较易断头和熔体易粘在模头上。尖头模头加工难度较大，增加了加工成本，且尖头端易损坏。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种制备超细纤维的熔喷模头，通过改变模头形状和结构，极大程度上消除钝模头附近的“反向回流区”和抑制射流向两侧的扩散作用，达到减小湍流强度，进一步细化纤维和降低能耗的要求。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种制备超细纤维的熔喷模头，包括喷丝板和气板，所述喷丝板端面中间有一个喷丝孔，所述喷丝板和气板之间有若干个夹缝槽，所述夹缝槽位于喷丝孔周围倾斜的指向喷丝孔且关于喷丝孔在端面上成中心对称，所述喷丝板的喷丝孔端面固连有间隔稳流件。所述间隔稳流件成圆圈形，所述间隔稳流件圆圈的轴线与夹缝槽共线。所述间隔稳流件的横截面成直角三角形且两直角边一边与喷丝板端面连接另一直角边靠近喷口。所述间隔稳流件横截面所成直角三角形的斜边与喷丝板圆锥母线相共线。所述喷丝孔所在喷丝板的端面突出气板的端面。所述喷丝孔的横截面是圆形、矩形、三角形或者椭圆形。所述喷丝孔成喇叭口或倒喇叭口形状。所述两边夹缝槽出口处固连有外稳流件，所述外稳流件成圈形、横截面成三角形，所述外稳流件的内壁与夹缝槽内壁连接处光滑过渡。所述喷丝孔有若干个且连成一线，所述夹缝槽成直线分布在喷丝孔两侧且关于喷丝孔对称，所述间隔稳流件成条状分布于喷丝孔两侧且关于喷丝孔对称。所述两边夹缝槽外侧固连有条状的外稳流件，所述外稳流件成条状均布于两边夹缝槽外侧。所述分布在喷丝孔和夹缝槽之间的间隔稳流件只覆盖与喷丝孔相对应的区域，所述分布在两夹缝槽外侧的外稳流件只覆盖与夹缝槽相对应的区域。所述夹缝槽成锥形圆环状，所述气板端面上位于夹缝槽外侧固连有圆圈形的外稳流件，所述外稳流件圆圈的轴线与夹缝槽共线，所述外稳流件内圈的母线可以是直线或者曲线并且与气板内圈的母线光滑过渡。有益效果 I、本专利技术在很大程度上消除钝模头附近的“反向回流区”和抑制射流向两侧的扩散作用，这样可以减小射流的损失和消弱回流对熔体高聚物牵伸的不利影响，增大纺丝线附近的气流速度(纺丝线本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种制备超细纤维的熔喷模头，包括喷丝板（11）和气板（12），其特征在于，所述喷丝板（11）端面中间有一个喷丝孔（7），所述喷丝板（11）和气板（12）之间有若干个夹缝槽（8），所述夹缝槽（8）位于喷丝孔周围倾斜的指向喷丝孔（7）且关于喷丝孔（7）在端面上成中心对称，所述喷丝板（11）的喷丝孔（7）端面固连有间隔稳流件（9）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王新厚，王玉栋，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：
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