CN100574892C - 形成均匀的纳米纤维基质的工艺及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目标是制造纳米纤维网的方法及装置,其中使用了压缩空气源去影响原纤维化材料的喷射图型及质量,所述材料是从含有多流体开口的模具组件挤压出来的。此处上述的压缩空气被恰当地限定作为替代的或辅助的空气源,所述辅助空气与主要压缩空气是相分隔的,所述主要空气与熔化的聚合物材料同时地被供给至形成纤维的多流体开口。本发明的辅助空气源还区别于辅助空气,已知所述辅助空气在技术上是作为淬冷空气。辅助空气可被描述成屏蔽或塑形空气的连续流体幕。

Description

形成均匀的纳米纤维基质的工艺及装置
对相关申请的相互参照
本发明要求2005年4月19日申请的临时申请NO.60/672,676的优先权的利益,其公开被结合在本文中作参考。
技术领域
本发明整体上涉及制造均匀的纳米纤维网的方法及装置,更准确地说是涉及制造均匀的纳米纤维网的方法,其中当原纤维化材料从模具组件挤出时使用了压缩空气源去影响原纤维化材料的喷射图型及质量,所述模具组件含有多流体开口
背景技术
技术上已知的熔纺技术包含:纺粘及熔喷工艺,处置诸如空气的处理气体的流动,并使聚合物材料同时通过模具体,以便影响聚合物材料形成连续的或不连续的纤维。在熔喷喷嘴的大多数已知构造中,热空气被供应通过制成在模具顶端每侧上的通路。热空气加热模具,并由此在熔化的聚合物排出及冷却时防止模具冻结。以这种方法防止模具被固化的聚合物堵塞。除去加热模具体之外,有时称为主要空气的热空气使熔化物被抽拉或抽细成细长微尺寸的长丝。在某些情况下,还使用了辅助空气源,它碰撞被抽拉的长丝以便在被沉积在收集表面之前分割及冷却长丝。已知普通的熔喷纤维含有直径小于10微米的纤维。
目前,已开发了形成具有直径小于1.0微米或1000纳米的纤维的方法。这些纤维常称为极细纤维、超微纤维或纳米纤维。技术上已知晓产生纳米纤维的方法,并常常使用多个多流体喷头,由此把空气源供给至内流体通路,而把熔化的聚合物材料供给至外环形通路,后者绕内通路同心地布置。尽管纳米纤维网的物理性质对多种无纺物市场是有利的,但由于相关的成本导致其商品只占有有限的市场。
被结合在此处作参考的Nyssen等人的两项美国专利NO.5,260,003及N0.5,114,631,描述了由具有平均纤维直径0.2-15微米的热塑性聚合物制造极细纤维和极细纤维垫的熔喷工艺及装置。使用了Laval喷嘴把处理气体加速至超声速度,然而在操作成本及设备成本两方面,如所公开的,已实现的所述工艺极其昂贵。
也被结合于本文作参考的两项Reneker等人的美国专利NO.6,382,526和NO.6,520,425公开了:通过驱使纤维形成材料同心地环绕压缩气体的内环形通路来制造纳米纤维的方法。所述气体在气体喷射空间中碰撞纤维形成材料,以便把材料切割成极细纤维。被结合于本文中作参考的Torobin的美国专利NO.4,536,361教导了类似的纳米纤维的形成方法,其中同轴(心)的喷吹喷嘴具有:在正压力下把喷吹气体传送至流体薄膜材料的内表面的内通路,以及传送薄膜材料的外通路。Torobin等人的美国专利NO.6,183,670教导了另外的纳米纤维的形成方法,它被结合于此处作参考。
在模具体内的喷嘴间隔可布置成这样:使排出喷嘴的材料的分布能以更均匀的方式被聚集在形成表面上。已经认识到:相等间隔的喷嘴的线性构成可导致带状图型,它在已收集的纤维网内可明显地看到。已发现条带反映了相邻喷嘴之间的间隔。在纤维网中看到的条带效应可进一步描述为“山丘与山谷”,由此“山丘”呈现出明显地比“山谷”更高的基重。工业上也称这种基重不一致性为隔距带。
被结合于本文作参考的两项美国专利NO.5,582,907和NO.6,074,869讲述了:通过把喷嘴组成两个直线安排的平行列而在熔喷网中观察到条带,所述每个平行列具有基本相等的间隔。此外,喷嘴的两个列被偏置,使得喷嘴彼此成交错关系。此外,两列的交错喷嘴彼此相向朝内倾斜。在这种方式下,每个喷嘴被用于主要压缩空气的相应供应,但缺少用于协助网形成的辅助空气源。这些专利还要求通过替代气体源来从外部破裂聚合物材料,这有损于达到充分的网均匀性。
仍保有对下列工艺的需求:为在纳米纤维的形成中使熔化的聚合物及气体易于分布可使用多流体开口,并且还加入了辅助气体源,所述辅助气体源在横跨纤维网的宽度上协助纤维的均匀收集。
发明内容
本发明的目标是制造纳米纤维网的方法及装置,其中使用了压缩空气源来影响原纤维化材料的喷射图型及质量,所述原纤维化材料是从含有多流体开口的模具组件挤出的。此处上述压缩空气恰当地被限定作为替代的或辅助的空气源,所述辅助空气源与主要压缩空气相分隔,所述主要空气与熔化的聚合物材料同时被供给至形成纤维的多流体开口。本发明的辅助空气源还不同于辅助空气,已知在技术上所述辅助空气是作为淬冷空气。辅助空气可被描述为屏蔽空气或塑形空气(塑造空气的形状)的连续的流体幕。虽然较好是使用空气,但本发明设想使用替代的合适气体,诸如氮气。出于本公开的目的,辅助空气在本文称为“流体幕”或“连续的空气幕。”
根据本发明,本文公开了形成均匀的纳米纤维网的方法。所述方法包含多流体开口,其中开口包含用于引导气体的通路和用于引导聚合物材料通过开口的分隔的通路。所述方法还包含至少一个流体幕喷嘴,它布置得在工作上与多流体开口相关联。根据本发明的方法,熔化的聚合物材料及气体流体被同时地供给至多流体开口的分隔的相关通路。气体被引导通过多流体开口以碰撞聚合物材料,以便由此形成喷射图型。流体也被引导通过流体幕喷嘴,以控制由多流体开口挤压出的纳米纤维的喷射图型,而随后纳米纤维聚集在一个表面上来形成均匀的纳米纤维网。
除去控制从多流体开口挤压出的纳米纤维的喷射图型之外,相信流体幕还控制多流体开口的温度,其中流体幕可提高多流体开口的温度。
在一个实施例中,当原纤维化材料从多流体开口挤压出时,使用了连续的空气幕来影响原纤维化材料的喷射图型及质量,所述多流体开口含有两个或更多的多流体喷嘴的阵列。多流体喷嘴具有:用于引导诸如气体的第一流体的内通路,和环绕着内通路、用于引导第二流体或熔化的聚合物纤维形成材料的外环形通路。此外,至少一个连续的空气幕被布置得工作上与全部多个喷嘴阵列相关联,以影响聚合物的喷射形成图型,所述图型通常被描述成圆锥形的。观察到一个或多个空气幕用于“挤压”及塑形原纤维化材料的喷射图型,所述原纤维化材料是从喷嘴射出的,由此减小了纤维与锥形喷射形成物相隔的距离。另外,当空气幕碰撞在聚合物的喷射物上以影响喷射图形时,空气幕还起到了屏蔽相邻的多个喷嘴阵列之间的喷射形成,以消除相邻的喷嘴阵列之间的纤维材料的互相作用或掺合。相信减少了相邻的喷嘴阵列之间的纳米纤维的原纤维化聚合物喷射的掺合,会显著地改善纳米纤维集中在收集表面上时网的均匀性。
在一个设想的实施例中,形成均匀的纳米纤维网的方法包括两个或多个多流体喷嘴的阵列,所述阵列较好是对准成普通的直线安排,其中多个多流体喷嘴阵列被布置成在横跨纤维形成装置的宽度上彼此平行。此外,至少一个空气幕喷嘴被布置得工作上与多个多流体喷嘴阵列的每一个相关联,其中空气幕喷嘴限定了普通的细长槽,流体被引导通过所述槽以形成流体(空气)幕。
本发明还设想使用具有各种其它多流体开口构造-诸如带槽的模具-的一个或多个空气幕。带槽的模具构造的例子包括双槽模具和单槽模具。人们相信:工作上与双槽的多流体开口或单槽的多流体开口相关联的一个或多个空气幕的使用,影响了纤维形成并增大了形成的纤维网的均匀性。
从下列详细描述、附图及附录的权利要求书,本发明的其它特点及优点将容易变得明显。
附图说明
图1a是现有技术的空气幕在多流体喷嘴构造的聚合物喷射形成方面的作用的略图;
图1b是根据本发明的空气幕在多流体喷嘴构造的聚合物喷射形成方面的作用的略图;
图2是实践本发明原理的环形喷嘴阵列的略图;
图3是本发明的带槽的模具组件的实施例的略图;
图4是本发明的替代的带槽的模具组件的实施例的略图;和
图5是本发明的仍有的另一个替代的非环形的实施例的略图。
具体实施方式
虽然本发明可以有各种形式的实施例,但是附图中显示了、并将在下文描述本发明的当前优先实施例,同时应理解本公开是被考虑作为本发明的范例,而不是把本发明限制在所图释的特定实施例中。
根据本发明制造纳米纤维网的方法可以和美国专利NO.4,536,361和NO.6,183,670的教导相一致的方式来实践,以上两项专利先前已被结合于本文作参考。本发明还设想了形成原纤维化纳米纤维及纳米纤维网的方法,其中图2中所示的一个实施例包含:模具组件20,它含有多个多流体喷嘴的阵列28。每个喷嘴限定了引导气体24的内流体通路和外通路,其中外通路环绕着内通路以引导聚合物材料22通过喷嘴。此外,至少一个流体幕喷嘴26或“空气幕”喷嘴被布置得与多个多流体喷嘴的每个阵列工作连接。虽然较好是使用通过流体幕喷嘴的空气,但本发明设想了使用诸如氮气的替代的合适气体。
图1a和图1b图释空气幕相对各个喷嘴的影响的略图。空气幕成形并屏蔽喷嘴的喷射图型,以减少原纤维化材料的相邻纤维喷射图型之间的混合。图2是多流体喷嘴阵列28的略图,其中至少一个空气幕26设置为与阵列28工作连接。如图1a和图1b中所表示的,空气幕成形由阵列内喷嘴喷出的原纤维化材料的喷射图型,并且还屏蔽了相邻的多流体喷嘴阵列的喷射形成。
提供含有传送气体及聚合物材料的槽构造的模具组件也在本发明的范围内。在这种构造中,设想将聚合物材料作为连续的薄膜设置在薄膜形成表面上,其中薄膜形成表面的非限定性例子包括:线性的,波浪状的,带槽状的及类似的。图3是槽构造的图释性实施例,其中薄膜形成表面32是线性的。显示于图3中的槽构造也称为双槽模具组件30。双槽模具组件限定了一对线性的薄膜形成表面32,表面32被布置得彼此成收敛关系。根据本发明,双槽模具组件限定了细长的气体通路34,以引导压缩气体对着两对线性的薄膜形成表面32上的熔化的聚合物。人们相信:一旦薄膜与气体的路径相交时就会发生薄膜原纤维化,这在薄膜朝向薄膜形成表面下降时开始发生,并且在薄膜被沉积在气流中时继续发生。此外,至少一个流体幕喷嘴36或“空气幕”喷嘴被布置与每个薄膜形成表面相工作连接。再者,虽然较好是使用通过流体幕喷嘴的空气,但是本发明设想使用诸如氮气的替代的合适气体。
在另一个图释的实施例中,如图4中所示,另一个模具组件40含有槽构造,其中一对线性的薄膜形成表面42被限定及安排成彼此平行。另外,一对气体通路44被布置得成收敛关系以便分别引导压缩气体,以碰撞相应的薄膜形成表面42。此外,这个实施例还包含至少一个流体幕喷嘴46或“空气幕”喷嘴,这个实施例被布置得与每个薄膜形成表面工作连接。
在仍有的另一个图释的实施例中,如图5中所示,槽构造也称为单槽模具组件50,它限定了至少一条气体排出通路54及一个薄膜形成表面52。来自气体增压室(未图示)的压缩气体被引导通过气体排出通路54,通路54在这个图释的实施例中被配置成与薄膜形成表面52构成锐角。此外,至少一个流体幕喷嘴56或“空气幕”喷嘴被布置得与薄膜形成表面工作连接。
在仍有的另一个实施例中,槽构造含有:薄膜形成表面,气体排出通路和碰撞表面,其中排出模具的气体被引导朝向碰撞表面上的已形成的薄膜。在这样一种实施例中,薄膜形成表面可以是水平表面,或称为0°,或者被布置成处于高达80°。较好的是,薄膜形成表面被布置成处于约0°-约60°。薄膜形成表面可被描述成还具有一长度。薄膜形成表面较好是具有约0-约0.120inch的长度。此外,碰撞表面也具有优先的表面位置,其中碰撞表面可垂直于薄膜形成表面或描述成相对于薄膜形成表面为90°,或者碰撞表面相对于薄膜形成表面处于不同于90°的角。此外,碰撞表面具有约0-0.150inch之间的较好长度,更好是约0-0.060inch之间,而最好是约0-0.001inch之间。
根据本发明,适于形成本发明的纳米纤维及纳米纤维网的熔化的聚合物材料是那些能熔纺的聚合物,它们包括但不局限于:聚烯烃,聚酰胺,聚酯,聚氯乙烯,聚甲基丙烯酸甲酯(及其它的丙烯酸类树脂),聚苯乙烯,聚氨基甲酸酯,以及它们的共聚物(含ABA式嵌段共聚物),交联及非交联形式的各种水解度的聚乙烯醇,以及弹性聚合物,加上它们的衍生物及混合物。以及还设想了改良丙烯酸,聚丙烯腈,芳族聚酰胺,三聚氯胺以及其它的阻燃的共聚物。所述聚合物还可选自:均聚物,共聚物以及共轭物,并且可包含具有加入的熔化添加剂或表面活性剂的那些聚合物。
如图1a和图1b中所图释,共聚物材料被供给至喷嘴的外通路,通过每个喷嘴的相应内通路同时地供给通常为空气的流体,以碰撞通过相应的外通路引导的聚合物材料,从而由每个喷嘴形成原纤维化的纳米纤维的喷射图型。由多个多流体喷嘴的阵列形成的喷射图型受到至少一个空气幕喷嘴的影响,其中所述空气幕喷嘴限定了整体细长的槽,如图2中所示。
在这样一种实施例中,槽可显示为线性构造,它被布置得与喷嘴的整个阵列工作连接,以控制及成形阵列的喷射图型。较好的是槽的长度约至少是多个多流体喷嘴阵列的长度,最好,长度近似等于阵列的长度加上两倍的单个喷嘴中心至另一中心间距。因此,在当前的实施例中,其中喷嘴阵列含有3个单独的喷嘴,所述喷嘴中心-中心的间隔约0.42inch,而相关的空气幕喷嘴的槽长度约1.7inch。另外,提供的槽的宽度较好是约0.003-约0.050inch。本发明工艺使用的合适温度的范围较好是10°-400℃之间,而更好的范围是25°-360℃之间。
曾观察到空气幕还屏蔽相邻的多流体喷嘴阵列的喷射图型,因此减少了多流体喷嘴阵列之间的混合度,以及减少了阵列内相邻多流体喷嘴的纤维的过度混合。此外,关于槽构造实施例方面,相信空气幕还影响了原纤维化薄膜的喷射图型的形状。不受理论限制,据信:可控的原纤维化材料的喷射图型导致纳米纤维在表面上更均匀的收集从而生产更均匀的纤维网。
网均匀度通常涉及在网宽度上的一致度,并可由若干测量系统加以确定,它们包含但不局限于:孔隙直径变化的系数,空气穿透性及不透明性。纤维网均匀性的尺度往往取决于单位重量。本发明的无纺纳米纤维织物的单位重量范围从非常轻至非常重,其中有效范围从小于5gsm的织物至大于200gsm的织物。
美国专利NO.5,173,356中公开了一个合理的均匀性尺度,所述专利被结合于此处作参考,并且含有收集从在纤维网宽度上(离边沿足够远以避免边沿效应)的各种位置获取的小样品,以确定单位重量的均匀性。用于评价均匀性的另外的合理方法可依据原始论文“Nonwoven Uniformity-Measurments Using Image Analysis”-2003年春天发表于International Nonwovens Journal Vol.12.NO.1-来实践,所述论文也被结合作参考。
尽管是使用评价均匀性的上述方法,但由于各个网纤维的内在特性的差异,较轻重量的纤维网可呈现不均匀的性能特性。如被结合作参考的美国专利NO.6,846,450所教导的,轻重量纤维网可通过测量纤维的而不是纤维网的性质来评价其均匀性。还曾设想:通过监测纤维网不一致性的各种商业上有效的扫描装置的方法,于在线加工中来测量网均匀性。除了改善网均匀性之外,人们相信:当通过使用空气幕以更加可控的方式使纳米纤维沉积时,形成在收集表面上的纳米纤维呈现出更高的规格。
本发明还设想:通过形成更均匀的纳米纤维和创造时间上可控的环境,利用空气幕来改善原纤维化材料的质量,上述时间是指从聚合物首先从模具组件喷出直至形成的纳米纤维被收集在收集表面上的时间。纤维的均匀度可通过技术上已知的那些方法来测量,如被结合作参考的2004年夏天在International Nonwovens Journal上发表的原始论文“Ensemble Laser Diffraction for Online Measurment of FiberDiameter Distribution During the Melt Blown Process”中描述的,诸如一旦织物利用激光衍射组离线或在线采用扫描电子显微镜测量。不受理论限定,当空气幕与两个或多个多流体喷嘴阵列一起使用时,人们相信:当辅助空气从多流体喷嘴端头朝向纤维收集表面收敛时,空气幕形成可控的梯状效应。在喷嘴端头区域中,空气流通过控制喷嘴端头处温度来影响纤维的形成过程。这个控制可包含用流体(空气)流来提高流体喷嘴的温度。由于来自幕的空气从喷嘴端头(开始)分散,相信本发明的空气幕会带走周围环境的空气,所述周围环境的空气起到隔绝新形成的纳米纤维的作用,同时减少了在纤维网形成方面的有害的“弹丸(shot)”效应。在技术上已知“弹丸”是指一种聚合物的收集:在纤维形成过程期间,聚合物的收集未能形成纤维,而在纤维收集表面上沉积为有害地影响纤维网形成的聚合物球体。
根据本发明,当沉积在收集表面上时,形成的纳米纤维通常是自行连接的,然而,纳米纤维网可通过热扎光或技术人员知道的其它连接技术而被进一步固结,这属于本发明的范围。把本发明的无纺的纳米纤维网与附加的纤维的及非纤维的基质相结合以形成多层的结构物,这还是属于本发明的范围。可与纳米纤维网(N)结合的基质可选自由以下成分构成的组:粗梳的纤维网(C),纺粘网(S),熔喷网(M),以及类似的或非类似的单位重量、纤维成分、纤维直径及物理性质的薄膜(F)。这种构成物的非限制性例子包含:S-N,S-N-S,S-M-N-M-S,S-N-N-S,S-N-S/S-N-S,S-M-S/S-N-S,C-N-C,F-N-F等,其中可利用液压喷水针刺的方法,通过空气连接、胶粘连接、超声波连接、热点连接、平滑扎光或通过技术上任何其它已知的连接技术,来使多层的构造物被连接或固结。
包含均匀的纳米纤维网的无纺构造物可被用于制造无数的家庭清洁用品、个人卫生用品、医疗用品及其它可使用无纺织物的终端用品。一次性的无纺内衣及一次性的吸收性卫生物品,诸如妇女卫生巾、失禁垫、尿布及类似物,其中术语“尿布”涉及通常为婴儿及残疾人织造的吸收物品,它是围绕穿者的下躯干而织造的,可受益于吸收层构造物中的纳米纤维无纺物均匀性的改进。
此外,所述材料可用作医疗纱布或类似的吸收性的外科材料,用于吸收受伤渗出物及协助清除来自手术处的渗出液。其它的终端用途包括:湿或干的保健、抗菌用品,或用于医疗、工业、汽车、家庭照料、饮食服务及图表印刷艺术市场方面难清洗表面的擦拭,它能使清洁及类似工作易于手工操作。
本发明的纳米纤维网可包括:适于用作医疗及工业保护外衣的构造物,诸如长衫、窗帘、衬衣、厚实织品、实验室服装、面罩及类似物;和保护罩,包括诸如轿车、卡车、船、飞机、摩托车、自行车、高尔夫球车的车辆的罩;以及常留在户外的设备-像栅栏、院子及花园设备-的罩子,所述设备诸如是割草机及转轴式松土机、草坪家具、地板铺盖物、台布及野餐铺地物。
纳米纤维材料也被用于床用品的上部,包括:褥子护罩、盖被、羽绒被以及床罩。此外,声学用途,诸如内部及外部汽车部件、地毯背衬、绝缘及减噪用品及机器包装及墙壁覆盖物,也可从本发明的纳米纤维网受益。均匀的纳米纤维网还对各种过滤用途有利,包括(吸尘器)滤袋、附加池子及矿泉疗养场所的过滤器。
还曾经设想:包含本发明的纳米纤维网的多层结构,可通过在含有一系列空虚空间的形成表面上提高结构而`凸显或赋予一个或多个凸出部分。合适的形成表面包括:金属网屏,三维皮带,金属鼓及激光切割的外壳,诸如三维图像传送装置。在美国专利NO.5,098,764中公开了三维图像传送装置,所述专利被结合在此处作参考,对于这种图像传送装置的使用,需要提供具有增强的物理性能及艺术上愉悦外观的织物。
根据均匀的无纺纳米纤维的所需终端用途,专用的添加剂可直接地包含在聚合物的熔化物中,或是在网形成之后进行添加。这种添加剂的合适的非限制性例子包括:增强或减阻吸收性的添加剂;UV稳定剂;阻燃剂;染料及涂料;香料;皮肤保护剂;表面活性剂;含水的或不含水的功能性工业溶剂,诸如植物油、动物油、萜类化合物、硅油、矿物油、白矿物油、石蜡溶剂、聚丁烯、聚异丁烯、聚α-烯烃及它们的混合物;甲苯;螯合剂;防蚀剂;磨料;石油馏出液;脱脂剂及它们的结合物。附加添加剂包括杀菌成分,包含但不局限于:碘;醇,诸如乙醇或丙醇;抗微生物剂;磨料;金属材料,诸如金属氧化物,金属盐,金属络合物,金属合金或它们的混合物;抑菌络合物,杀菌络合物,以及它们的混合物。
从上所述,可观察到:可实现无数的修正及变化,而不背离本发明的新颖概念的真实精神和范围。应理解到:对本文图释的特定实施例方面没有限制的意图或应是推论。本公开的意图是通过附录的权利要求书来覆盖全部这些修正,认为它们是落在权利要求书的范围内。

Claims (23)

1.一种形成均匀的纳米纤维网的方法,包括下述步骤:
提供多流体开口,所述开口限定:用于引导气体的流体通路,和用于引导聚合物材料通过所述开口的分隔的通路;
提供被布置得与所述多流体开口工作连接的至少一个流体幕喷嘴;
供给熔化的聚合物材料至所述多流体开口,并且同时供给气体流体至所述开口,使得所述气体被引导通过所述多流体开口的相应气体通路,以便碰撞被引导通过相应的聚合物通路的聚合物材料,由此由每个所述开口形成纳米纤维的喷射图型;
供给流体通过所述至少一个流体幕喷嘴,以形成用于控制所述多流体开口的喷射图型的流体幕;和
使所述纳米纤维沉积在收集表面上,以形成所述均匀的纳米纤维网。
2.根据权利要求1的方法,其特征在于:
由每个所述多流体开口形成的所述喷射图型通常是圆锥形的。
3.根据权利要求1的方法,其特征在于:
所述多流体开口是槽构造。
4.根据权利要求3的方法,其特征在于:
所述槽构造是单槽的或双槽的。
5.根据权利要求1的方法,其特征在于:
所述流体幕喷嘴限定了整体细长的槽,为形成所述流体幕,流体被引导通过所述普通的细长槽。
6.根据权利要求5的方法,其特征在于:
所述细长槽是线性构造。
7.根据权利要求1的方法,其特征在于:
被供给至所述多流体开口的所述流体和被供给至所述流体幕喷嘴的所述流体分别包括气体流体。
8.根据权利要求1的方法,包含用所述流体幕去控制多流体开口的温度。
9.根据权利要求8的方法,其特征在于:
所述控制步骤包括用所述流体幕去提高流体开口的温度。
10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:
所述多流体开口包括多个多流体喷嘴的阵列,各所述喷嘴限定了内通路以及环绕所述内通路的外通路,且其中,所述内通路构成为所述流体通路,所述外通路构成为所述分隔的通路。
11.根据权利要求10的方法,其特征在于:
由每个所述多流体喷嘴形成的所述喷射图型是圆锥形的。
12.根据权利要求10的方法,其特征在于:
所述流体幕喷嘴限定了细长的槽,为形成所述流体幕,流体被引导通过所述细长的槽。
13.根据权利要求12的方法,其特征在于:
所述细长槽是线性构造。
14.根据权利要求10的方法,其特征在于:
供给至所述多流体喷嘴的所述流体和供给至所述流体幕喷嘴的所述流体都包括气体流体。
15.根据权利要求10的方法,包含:
提供含有多个多流体喷嘴的所述阵列的另一个,并把所述流体幕喷嘴布置在多流体喷嘴的所述阵列的中间。
16.根据权利要求10的方法,包含:
用所述流体幕去控制多流体喷嘴的温度。
17.根据权利要求16的方法,其特征在于:
所述控制步骤包含用所述流体幕去提高流体喷嘴的温度。
18.一种形成纳米纤维的装置,包括:
含有多个多流体喷嘴的阵列,每个所述喷嘴限定:内流体通路,和环绕着所述内流体通路、用于引导聚合物材料通过所述喷嘴的外通路,当被引导通过所述内通路的流体碰撞聚合物材料时,每个所述喷嘴形成纳米纤维的喷射图型,所述纳米纤维由所述聚合物材料制成;和
流体幕喷嘴被布置得与所述阵列的所述多个多流体喷嘴的每一个工作连接,所述流体幕喷嘴限定了一个槽,流体被引导通过所述一个槽以控制所述阵列的所述多流体喷嘴的喷射图型。
19.根据权利要求18的装置,其特征在于:
所述流体幕喷嘴的所述槽具有细长的线性构造。
20.根据权利要求18的装置,其特征在于:
每个所述多流体喷嘴的所述喷射图型是圆锥形的。
21.根据权利要求18的装置,包含:
含有所述多个多流体喷嘴的另一个阵列,所述流体幕喷嘴被布置在多流体喷嘴的所述阵列中间。
22.根据权利要求18的装置,其特征在于:
所述流体幕喷嘴通过作用于所述喷嘴的端头来影响所述多流体喷嘴。
23.根据权利要求22的装置,其特征在于:
所述流体幕喷嘴提高所述多流体喷嘴的端头处的温度。
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Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7666343B2 (en) * 2006-10-18 2010-02-23 Polymer Group, Inc. Process and apparatus for producing sub-micron fibers, and nonwovens and articles containing same
KR101593022B1 (ko) * 2008-05-28 2016-02-11 니혼바이린 가부시기가이샤 방사 장치, 부직포 제조 장치 및 부직포의 제조 방법
EP2376692B1 (en) 2009-01-13 2013-07-10 INSERM - Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale Biomimetic nanofiber web and method and device to manufacture the same
US8859843B2 (en) 2009-02-27 2014-10-14 The Procter & Gamble Company Absorbent article with containment barrier
KR20110059541A (ko) * 2009-11-27 2011-06-02 니혼바이린 가부시기가이샤 방사 장치, 부직포 제조 장치, 부직포의 제조 방법 및 부직포
BR112012020057A2 (pt) * 2010-02-10 2016-05-10 Procter & Gamble artigo absorvente com barreira de confinamento.
EP2533743A1 (en) * 2010-02-10 2012-12-19 The Procter & Gamble Company Absorbent article with bonded web material
EP2533745A1 (en) 2010-02-10 2012-12-19 The Procter & Gamble Company Web material(s) for absorbent articles
JP6113072B2 (ja) 2010-07-02 2017-04-12 ザ プロクター アンド ギャンブル カンパニー パーソナルケア物品の製造方法
US20130053479A1 (en) 2011-05-20 2013-02-28 Eric Bryan Bond Fibers of polymer-oil compositions
MX2013013516A (es) 2011-05-20 2014-02-27 Procter & Gamble Fibra de composiciones de almidon-polimero-aceite.
US20130012093A1 (en) 2011-05-20 2013-01-10 Eric Bryan Bond Fibers of polymer-wax compositions
US20130089747A1 (en) 2011-05-20 2013-04-11 William Maxwell Allen, Jr. Fibers of Polymer-Wax Compositions
US9777785B2 (en) * 2011-08-08 2017-10-03 Borgwarner Inc. Wet friction material
US8496088B2 (en) 2011-11-09 2013-07-30 Milliken & Company Acoustic composite
US9186608B2 (en) 2012-09-26 2015-11-17 Milliken & Company Process for forming a high efficiency nanofiber filter
EP2922912A1 (en) 2012-11-20 2015-09-30 The Procter & Gamble Company Starch-thermoplastic polymer-grease compositions and methods of making and using the same
US20140138584A1 (en) 2012-11-20 2014-05-22 The Procter & Gamble Company Polymer-Soap Compositions and Methods of Making and Using the Same
JP2015536377A (ja) 2012-11-20 2015-12-21 アイエムフラックス インコーポレイテッド ヒドロキシル化脂質を含む熱可塑性ポリマー組成物の成形方法
US20140142232A1 (en) 2012-11-20 2014-05-22 The Procter & Gamble Company Polymer-Grease Compositions and Methods of Making and Using the Same
US20140142234A1 (en) 2012-11-20 2014-05-22 The Procter & Gamble Company Thermoplastic Polymer Compositions Comprising Hydrogenated Castor Oil, Methods of Making, and Non-Migrating Articles Made Therefrom
US20140142225A1 (en) 2012-11-20 2014-05-22 The Procter & Gamble Company Starch-Thermoplastic Polymer-Soap Compositions and Methods of Making and Using the Same
CN106413683A (zh) 2014-04-22 2017-02-15 宝洁公司 可溶性固体结构体形式的组合物
DE102014209171A1 (de) * 2014-05-15 2015-11-19 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Fokussieren eines aus einer Ausgabeöffnung einer Ausgabevorrichtung einer Jet-Vorrichtung ausgegebenen viskosen Mediums
JP6047786B2 (ja) * 2015-03-26 2016-12-21 エム・テックス株式会社 ナノファイバー製造装置及びナノファイバー製造方法
ES2755408T3 (es) * 2015-10-07 2020-04-22 Saint Gobain Sistema automatizado de aplicación de imprimante
EP3426211B1 (en) 2016-03-09 2021-04-21 The Procter & Gamble Company Absorbent articles
US11505883B2 (en) 2017-06-30 2022-11-22 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Methods of making composite nonwoven webs
EP3714086A4 (en) 2017-11-22 2021-10-06 Extrusion Group, LLC MELT BUBBLING NOZZLE TIP ARRANGEMENT AND PROCEDURE
CN107974718B (zh) * 2017-12-25 2019-10-22 大连民族大学 以可控气流形成电纺纤维喷射稳定环境的方法
DE102018108228A1 (de) 2018-04-06 2019-10-10 Groz-Beckert Kg Verfahren zur Herstellung eines textilen Gebildes mit elektrostatisch geladenen Fasern und textiles Gebilde
CN110641954A (zh) * 2019-10-15 2020-01-03 上海宝冶集团有限公司 一种清除皮带附着水渣的气压清扫器
WO2021101751A1 (en) 2019-11-18 2021-05-27 Berry Global, Inc. Nonwoven fabric having high thermal resistance and barrier properties
CN111218724A (zh) * 2020-01-17 2020-06-02 太原理工大学 一种狭槽形气流熔喷模头的新型辅助装置
US20210290993A1 (en) 2020-03-20 2021-09-23 Berry Global, Inc. Nonwoven Filtration Media
US20210363690A1 (en) 2020-05-19 2021-11-25 Berry Global, Inc. Fabrics with Improved Barrier Properties
CN112458628B (zh) * 2020-09-30 2022-06-28 德玛克(浙江)精工科技有限公司 一种致密熔喷布均匀加工生产线
CN112354720A (zh) * 2020-11-09 2021-02-12 马鞍山远荣机器人智能装备有限公司 一种喷涂厚度自动控制的喷涂机器人控制系统
CN113106558B (zh) * 2021-03-17 2022-04-22 亿茂环境科技股份有限公司 高速离心纺丝喷头组件
WO2024044155A1 (en) 2022-08-22 2024-02-29 Berry Global, Inc. Small-sized calcium carbonate particles in nonwovens and films

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6183670B1 (en) * 1997-09-23 2001-02-06 Leonard Torobin Method and apparatus for producing high efficiency fibrous media incorporating discontinuous sub-micron diameter fibers, and web media formed thereby
US6520425B1 (en) 2001-08-21 2003-02-18 The University Of Akron Process and apparatus for the production of nanofibers
CN1511200A (zh) * 2002-03-26 2004-07-07 一种通过电吹制纺丝法制备纳米纤维的方法及制造装置

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2571457A (en) 1950-10-23 1951-10-16 Ladisch Rolf Karl Method of spinning filaments
US3615995A (en) 1968-08-14 1971-10-26 Exxon Research Engineering Co Method for producing a melt blown roving
US4536361A (en) 1978-08-28 1985-08-20 Torobin Leonard B Method for producing plastic microfilaments
US4363646A (en) 1979-07-20 1982-12-14 Torobin Leonard B Method and apparatus for producing microfilaments
US5993943A (en) 1987-12-21 1999-11-30 3M Innovative Properties Company Oriented melt-blown fibers, processes for making such fibers and webs made from such fibers
US5141699A (en) 1987-12-21 1992-08-25 Minnesota Mining And Manufacturing Company Process for making oriented melt-blown microfibers
US5160746A (en) 1989-06-07 1992-11-03 Kimberly-Clark Corporation Apparatus for forming a nonwoven web
US5173356A (en) 1989-09-25 1992-12-22 Amoco Corporation Self-bonded fibrous nonwoven webs
US5080569A (en) 1990-08-29 1992-01-14 Chicopee Primary air system for a melt blown die apparatus
US5075068A (en) 1990-10-11 1991-12-24 Exxon Chemical Patents Inc. Method and apparatus for treating meltblown filaments
US5236641A (en) 1991-09-11 1993-08-17 Exxon Chemical Patents Inc. Metering meltblowing system
US5273565A (en) 1992-10-14 1993-12-28 Exxon Chemical Patents Inc. Meltblown fabric
EP0772484B1 (en) 1994-07-28 2008-02-27 Pall Corporation Fibrous web and process of preparing same
US5582907A (en) 1994-07-28 1996-12-10 Pall Corporation Melt-blown fibrous web
WO1996017121A1 (fr) 1994-11-25 1996-06-06 Polymer Processing Research Inst., Ltd. Non-tisse en fibres longues etirees constituees de differents types de polymeres, et son procede de fabrication
US6183684B1 (en) 1994-12-15 2001-02-06 Ason Engineering, Ltd. Apparatus and method for producing non-woven webs with high filament velocity
US5545371A (en) 1994-12-15 1996-08-13 Ason Engineering, Inc. Process for producing non-woven webs
US5688468A (en) 1994-12-15 1997-11-18 Ason Engineering, Inc. Process for producing non-woven webs
JP4068171B2 (ja) 1995-11-21 2008-03-26 チッソ株式会社 積層不織布およびその製造方法
US5824248A (en) 1996-10-16 1998-10-20 E. I. Du Pont De Nemours And Company Spinning polymeric filaments
US6315806B1 (en) 1997-09-23 2001-11-13 Leonard Torobin Method and apparatus for producing high efficiency fibrous media incorporating discontinuous sub-micron diameter fibers, and web media formed thereby
US6001303A (en) 1997-12-19 1999-12-14 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Process of making fibers
US6296463B1 (en) 1998-04-20 2001-10-02 Nordson Corporation Segmented metering die for hot melt adhesives or other polymer melts
WO2000022207A2 (en) 1998-10-01 2000-04-20 The University Of Akron Process and apparatus for the production of nanofibers
US6620503B2 (en) 2000-07-26 2003-09-16 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Synthetic fiber nonwoven web and method
US20030116874A1 (en) 2001-12-21 2003-06-26 Haynes Bryan David Air momentum gage for controlling nonwoven processes
US6799957B2 (en) 2002-02-07 2004-10-05 Nordson Corporation Forming system for the manufacture of thermoplastic nonwoven webs and laminates
US6846450B2 (en) 2002-06-20 2005-01-25 3M Innovative Properties Company Method for making a nonwoven web
US6989125B2 (en) 2002-11-21 2006-01-24 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Process of making a nonwoven web

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6183670B1 (en) * 1997-09-23 2001-02-06 Leonard Torobin Method and apparatus for producing high efficiency fibrous media incorporating discontinuous sub-micron diameter fibers, and web media formed thereby
US6520425B1 (en) 2001-08-21 2003-02-18 The University Of Akron Process and apparatus for the production of nanofibers
CN1511200A (zh) * 2002-03-26 2004-07-07 一种通过电吹制纺丝法制备纳米纤维的方法及制造装置

Also Published As

Publication number Publication date
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EP1871532B1 (en) 2013-03-27
CN101163553A (zh) 2008-04-16
US20090039564A1 (en) 2009-02-12

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