喷头组件、熔喷植物纤维布生产装置及生产方法
阅读说明：本技术 喷头组件、熔喷植物纤维布生产装置及生产方法 (Spray head assembly, production device and production method of melt-blown plant fiber cloth ) 是由 李飏 谢世强 毋佳瑞 于 2021-08-11 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种提高熔喷植物纤维布加工效率的喷头组件、熔喷植物纤维布生产装置及生产方法。一种喷头组件,包括：进料件,用于熔融态聚合物的进料；喷丝件,内部设有用于熔融态聚合物喷料的喷丝孔、与喷丝孔呈夹角设置的第一高压气腔、用于植物纤维进料和喷料的植物纤维喷射部件、用于混合熔融态聚合物和植物纤维的混料部件和与混料部件呈夹角设置的第二高压气腔；所述进料件和喷丝件依次连接。本发明直接形成植物纤维与超细纤维的纤维混合物,省却了现有技术中对超细纤维和植物纤维再混合搅拌制浆的步骤,提高熔喷植物纤维布加工效率,降低熔喷植物纤维布加工成本。(The invention provides a spray head assembly for improving the processing efficiency of melt-blown plant fiber cloth, a melt-blown plant fiber cloth production device and a melt-blown plant fiber cloth production method. A showerhead assembly, comprising: a feeding member for feeding the polymer in the molten state; the spinning component is internally provided with a spinning hole for spraying molten polymers, a first high-pressure air cavity arranged at an included angle with the spinning hole, a plant fiber spraying component for feeding and spraying plant fibers, a mixing component for mixing the molten polymers and the plant fibers and a second high-pressure air cavity arranged at an included angle with the mixing component; the feeding piece and the spinning piece are connected in sequence. The method directly forms the fiber mixture of the plant fiber and the superfine fiber, thereby saving the step of mixing, stirring and pulping the superfine fiber and the plant fiber in the prior art, improving the processing efficiency of the melt-blown plant fiber cloth and reducing the processing cost of the melt-blown plant fiber cloth.)
技术领域
本发明涉及一种熔喷植物纤维布生产装置及方法，特别涉及一种喷头组件、熔喷植物纤维布生产装置及生产方法，属于熔喷植物纤维布生产技术领域。
背景技术
植物纤维布有多种生产方法，较为常用的是将高温态的超细纤维与植物纤维如天然植物纤维通过干法混合、高温缠结铺网而形成。典型生产方法为：将可熔融处理的聚合物进行熔喷，得到超细纤维；将超细纤维、木浆及辅料共同混合搅拌均匀后制成浆液；将浆液引入到成网输送带上形成连续成型的纤维网；将纤维网热压收卷。
上述的熔喷加工方法是一种挤压法，通过将聚合物切片投入到螺杆挤压机中，经过加热、熔融和挤压形成熔体，然后使熔体从喷头组件的喷丝孔中挤出。喷头组件在喷丝孔两侧设有与喷丝孔呈一定角度的吹孔，吹孔内通有高压热气流，当熔融体受到喷丝孔两侧呈一定角度的高压热气流的喷吹时，熔融体被拉伸后形成超细纤维。
上述植物纤维布的生产方法中，在使用熔喷生产装置获得超细纤维后，再使用其它混合搅拌装置制备浆液，以及在成网输送带上成网，最后热压收卷，涉及设备较多，工艺颇为复杂，这提高了植物纤维布的加工成本，不利于大规模推广使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高熔喷植物纤维布加工效率的喷头组件，能够省却超细纤维和植物纤维的混合浆液制作及浆液成网等工序，从而降低熔喷植物纤维布的加工成本。
本发明的另一目的在于提供一种包括上述喷头组件的熔喷植物纤维布生产装置。
本发明的另一目的在于提供一种熔喷植物纤维布生产方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种喷头组件，包括：
进料件，用于熔融态聚合物的进料；
喷丝件，内部设有用于熔融态聚合物喷料的喷丝孔、与喷丝孔呈夹角设置的第一高压气腔、用于植物纤维进料和喷料的植物纤维喷射部件、用于混合熔融态聚合物和植物纤维的混料部件和与混料部件呈夹角设置的第二高压气腔；
所述进料件和喷丝件依次连接。
作为优选，所述进料件顶部设有进料口，进料件内部设有沿进料件长度方向延伸的进料通道，进料通道连通进料口与喷丝件，进料通道与喷丝件之间设有沿进料件长度方向延伸的过滤板。
作为优选，所述喷丝件包括：
上喷丝板，内部设有喷丝孔和植物纤维喷射部件，上喷丝板底部设有两侧具有斜面的第一凸出部，所述植物纤维喷射部件包括第一气流通道、植物纤维通道和混合凹槽，所述第一气流通道和植物纤维通道均与混合凹槽连通，所述混合凹槽设于第一凸出部两侧根部，混合凹槽底部连通第一高压气腔；
下喷丝板，设有与第一凸出部形状相匹配的第一凹陷部，第一凹陷部与第一凸出部之间具有第一间隙，所述第一间隙形成与混合凹槽连通的第一高压气腔；
混料喷射板，内部设有混料部件，混料喷射板底部设有两侧具有斜面的第二凸出部，第二凸出部两侧根部设有进气凹槽，所述混料部件包括混料腔，所述混料腔顶部连通喷丝孔和第一高压气腔，混料腔顶部口径大于底部口径；
底板，设有与第二凸出部形状相匹配的第二凹陷部，第二凹陷部与第二凸出部之间具有第二间隙，所述第二间隙形成与进气凹槽连通的第二高压气腔；
所述上喷丝板、下喷丝板、混料喷射板和底板自上而下依次连接。
作为优选，所述喷丝件包括：
喷丝板，内部设有喷丝孔，喷丝板底部设有两侧具有斜面的第一凸出部，第一凸出部两侧根部设有第一凹槽；第一进气板，设有与第一凸出部形状相匹配的第一凹陷部，第一凹陷部与第一凸出部之间具有第一间隙，所述第一间隙形成与第一凹槽连通的第一高压气腔；
喷料板，内部设有混料部件和植物纤维喷射部件，所述混料部件包括设于喷料板中部的孔道，孔道顶端连通喷丝板和第一高压气腔，孔道侧部连通植物纤维喷射部件，喷料板底部设有两侧具有斜面的第二凸出部，第二凸出部两侧根部设有第二凹槽；
第二进气板，设有与第二凸出部形状相匹配的第二凹陷部，第二凹陷部与第二凸出部之间具有第二间隙，所述第二间隙形成与第二凹槽连通的第二高压气腔；
所述喷丝板、第一进气板、喷料板和第二进气板自上而下依次连接。
作为优选，所述喷丝孔上部设有料腔，料腔沿喷丝件长度方向延伸，喷丝孔沿喷丝件长度方向间隔设置，料腔连通进料件与喷丝孔。
作为优选，所述第一高压气腔与喷丝孔中轴线之间的夹角为15°~40°，所述第二高压气腔与混料部件中轴线之间的夹角为15°~40°。
作为优选，所述植物纤维喷射部件包括进料管、布料通道和喷料管，布料通道沿喷料板长度方向延伸，喷料管沿喷料板长度方向间隔设置，喷料管通过布料通道连通进料管，喷料板侧部设有与外部送料装置连通的压力送料口，压力送料口连通进料管。作为优选，所述混料部件还包括设于孔道下部的混料室，所述混料室顶部口径大于底部口径，植物纤维喷射部件连通混料室顶部，第二高压气腔连通混料室侧部。
一种熔喷植物纤维布生产装置，包括如上所述的喷头组件。
一种熔喷植物纤维布生产方法，该方法包括以下步骤：
（1）准备喷头组件，喷头组件包括：进料件，用于熔融态聚合物的进料；喷丝件，内部设有用于熔融态聚合物喷料的喷丝孔、与喷丝孔呈夹角设置的第一高压气腔、用于植物纤维进料和喷料的植物纤维喷射部件、用于混合熔融态聚合物和植物纤维的混料部件和与混料部件呈夹角设置的第二高压气腔；所述进料件和喷丝件依次连接；
（2）将步骤（1）的喷头组件安装于熔喷植物纤维布生产装置；
（3）将熔融态聚合物和植物纤维分别输送至步骤（2）的熔喷植物纤维布生产装置，并连通高压进气，依次进行熔喷、超细纤维形成、超细纤维和植物纤维混合、冷却、成网和加固成布，得到成品熔喷植物纤维布。
本发明的有益效果是：
（1）本发明使熔融态聚合物在第一高压气腔呈角度吹出的高压气流的喷吹作用下被拉伸成超细纤维，超细纤维随后在混料部件内与植物纤维喷射部件在压力作用下所喷出的植物纤维互相混合，因此时超细纤维还未完全冷却，植物纤维与超细纤维在高压气流作用下混杂粘结，直接形成植物纤维与超细纤维的纤维混合物，省却了现有技术中对超细纤维和植物纤维再混合搅拌制浆的步骤，提高熔喷植物纤维布加工效率，降低熔喷植物纤维布加工成本；
（2）本发明的第二高压气腔呈角度吹出的高压气流与第一高压气腔吹出的高压气流相互作用，使位于上述两者之间的混料部件内形成植物纤维、超细纤维和高压的混合区域，使植物纤维与超细纤维的混合更为均匀，混合效果更好；
（3）本发明的混料部件内部为上大下小的结构，在气流作用下能够更好的对植物纤维与超细纤维进行混合，使植物纤维与超细纤维的混合更为均匀，混合效果更好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1喷头组件的内部结构示意图；
图2是本发明熔喷植物纤维布生产装置的结构示意图；
图3是本发明实施例2喷头组件的内部结构示意图；
图4是图3中A-A截面示意图；
图5是图3中B部局部放大图；
图6是本发明实施例3喷头组件的内部结构示意图。
图中：1、进料件，2、上喷丝板，3、下喷丝板，4、混料喷射板，5、底板，6、输送网，7、抽吸箱，20、喷丝板，30、第一进气板，40、喷料板，50、第二进气板，21、第一气流通道，22、植物纤维通道，23、混合凹槽，41、进气凹槽，42、混料腔，101、进料口，102、进料通道，103、过滤板，201、第一凸出部，202、第一凹槽，203、料腔，204、喷丝孔，301、第一凹陷部，302、第一高压气腔，303、第一进气管，401、孔道，403、第二凸出部，404、第二凹槽，405、压力送料口，406、混料室，501、第二凹陷部，502、第二高压气腔，503、第二进气管，4021、进料管，4022、布料通道，4023、喷料管。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。应当理解，本发明的实施并不局限于下面的实施例，对本发明所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本发明保护范围。
在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。下述实施例中的部件或设备如无特别说明，均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。
实施例1：
如图1所示的一种喷头组件，包括：
进料件1，用于熔融态聚合物的进料；
喷丝件，内部设有用于熔融态聚合物喷料的喷丝孔204、与喷丝孔204呈夹角设置的第一高压气腔302、用于植物纤维进料和喷料的植物纤维喷射部件、用于混合熔融态聚合物和植物纤维的混料部件和与混料部件呈夹角设置的第二高压气腔502；
进料件1和喷丝件依次连接。
喷丝件包括：
上喷丝板2，内部设有喷丝孔204和植物纤维喷射部件，上喷丝板底部设有两侧具有斜面的第一凸出部201。植物纤维喷射部件包括第一气流通道21、植物纤维通道22和混合凹槽23，第一气流通道21和植物纤维通道22均与混合凹槽23连通，混合凹槽23设于第一凸出部201两侧根部，混合凹槽23底部连通第一高压气腔302；
下喷丝板3，设有与第一凸出部201形状相匹配的第一凹陷部301，第一凹陷部301与第一凸出部201之间具有第一间隙，第一间隙形成与混合凹槽23连通的第一高压气腔302；
混料喷射板4，内部设有混料部件，混料喷射板4底部设有两侧具有斜面的第二凸出部403，第二凸出部403两侧根部设有进气凹槽41，混料部件包括混料腔42，混料腔42为葫芦形，混料腔42顶部连通喷丝孔204和第一高压气腔302，混料腔42顶部开口的口径大于底部开口的口径；
底板5，设有与第二凸出部403形状相匹配的第二凹陷部501，第二凹陷部501与第二凸出部403之间具有第二间隙，第二间隙形成与进气凹槽41连通的第二高压气腔502；
上喷丝板2、下喷丝板3、混料喷射板4和底板5自上而下依次连接。
本实施例所述的熔融态聚合物包括但不限于聚丙烯、聚酯、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸四次甲基酯(PBT)、乙烯丙烯酸甲酯共聚物(EMA)和乙烯醋酸乙烯酯共聚物(EVA)等热塑性聚合物，只要能用于熔喷工艺即可，并不做特别限定。
本实施例所述植物纤维为经过多级粉碎、开送、梳理后的植物纤维，本实施例中选择为木浆纤维。
通过上述技术方案，熔融态聚合物在第一高压气腔呈角度吹出的高压气流的喷吹作用下被拉伸成超细纤维，超细纤维随后在混料部件内与植物纤维喷射部件在压力作用下所喷出的植物纤维互相混合，因此时超细纤维还未完全冷却，植物纤维与超细纤维在高压气流作用下混杂粘结，直接形成植物纤维与超细纤维的纤维混合物，省却了现有技术中对超细纤维和植物纤维再混合搅拌制浆的步骤，提高熔喷植物纤维布加工效率，降低熔喷植物纤维布加工成本。
如图2所示，一种熔喷植物纤维布生产装置，包括如上所述的喷头组件，以及设于喷头组件下方的输送网6和设于纤维输送网下方的抽吸箱7。
一种熔喷植物纤维布生产方法，该方法包括以下步骤：
（1）准备如上所述的喷头组件；
（2）将步骤（1）的喷头组件安装于熔喷植物纤维布生产装置；
（3）将熔融态聚合物和植物纤维分别输送至步骤（2）的熔喷植物纤维布生产装置，并连通高压进气，依次进行熔喷、超细纤维形成、超细纤维和植物纤维混合、冷却、成网和加固成布，得到成品熔喷植物纤维布。
实施例2：
如图3-5所示的一种喷头组件，包括：
进料件1，用于熔融态聚合物的进料；
喷丝板20，用于熔融态聚合物的喷料，内部设有喷丝孔204，喷丝板2底部设有两侧具有斜面的第一凸出部201，第一凸出部201两侧根部设有第一凹槽202；
第一进气板30，设有与第一凸出部201形状相匹配的第一凹陷部301，第一凹陷部301与第一凸出部201之间具有第一间隙，所述第一间隙形成与第一凹槽202连通的第一高压气腔302；
喷料板40，内部设有混料部件和植物纤维喷射部件，混料部件包括设于喷料板40中部的孔道401，孔道401顶端连通喷丝板20和第一高压气腔302，孔道401侧部连通植物纤维喷射部件，喷料板40底部设有两侧具有斜面的第二凸出部403，第二凸出部403两侧根部设有第二凹槽404；
第二进气板50，设有与第二凸出部403形状相匹配的第二凹陷部501，第二凹陷部501与第二凸出部403之间具有第二间隙，所述第二间隙形成与第二凹槽404连通的第二高压气腔502；
上述进料件1、喷丝板20、第一进气板30、喷料板40和第二进气板50自上而下依次连接。
进料件1顶部设有进料口101，进料件1内部设有沿进料件1长度方向延伸的进料通道102，进料通道102连通进料口101与喷丝板20，进料通道102与喷丝板20之间设有沿进料件1长度方向延伸的过滤板103。
喷丝孔204上部设有料腔203，料腔203沿喷丝件长度方向延伸，喷丝孔204沿喷丝件长度方向间隔设置，料腔203连通进料件1与喷丝孔204。
第一进气板3内部设有与第一凹槽202连通的第一进气管303。
植物纤维喷射部件包括进料管4021、布料通道4022和喷料管4023，为了平衡植物纤维的喷料压力，使各喷料管4023的植物纤维喷料压力保持一致，布料通道4022沿喷料板40长度方向延伸，喷料管4023沿喷料板40长度方向间隔设置，喷料管4023通过布料通道4022连通进料管4021，喷料板40侧部设有与外部送料装置连通的压力送料口405，压力送料口405连通进料管4021。为了方便加工，可将喷料板40沿中轴线分为两个部件进行加工，在每个部件的内侧面上分别加工植物纤维喷射部件。
第二进气板5内部设有与第二凹槽404连通的第二进气管503。
为了保证熔融态聚合物的质量，使喷吹的高压气体尽量与喷丝板20和喷料板40喷出的物料方向呈小角度交汇，产生对于物料的推力和拉伸力，形成牵引气流，将第一高压气腔302与孔道401中轴线之间的夹角设为15°~40°，第二高压气腔502与孔道401中轴线之间的夹角设为15°~40°。
本实施例所述的熔融态聚合物包括但不限于聚丙烯、聚酯、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸四次甲基酯(PBT)、乙烯丙烯酸甲酯共聚物(EMA)和乙烯醋酸乙烯酯共聚物(EVA)等热塑性聚合物，只要能用于熔喷工艺即可，并不做特别限定。
本实施例所述植物纤维为经过多级粉碎、开送、梳理后的植物纤维，本实施例中选择为木浆纤维。
通过上述技术方案，熔融态聚合物由进料件1进入并于喷丝板20喷出后，在第一进气板30呈角度吹出的高压气流的喷吹作用下被拉伸成超细纤维，超细纤维随后在喷料板40的孔道401内与喷料部件402在压力作用下所喷出的植物纤维互相混合，因此时超细纤维还未完全冷却，植物纤维与超细纤维在高压气流作用下混杂粘结，直接形成植物纤维与超细纤维的纤维混合物。第二进气板50呈角度吹出的高压气流与喷料板40吹出的送料气流相互作用，在上述两者之间的孔道部分形成植物纤维与超细纤维的气流混合区域，使植物纤维与超细纤维的混合更为均匀，混合效果更好。上述技术方案省却了现有技术中对超细纤维和植物纤维再混合搅拌制浆的步骤，提高熔喷植物纤维布加工效率，降低熔喷植物纤维布加工成本。
一种熔喷植物纤维布生产装置，包括如上所述的喷头组件，以及设于喷头组件下方的输送网6和设于纤维输送网下方的抽吸箱7。
一种熔喷植物纤维布生产方法，该方法包括以下步骤：
（1）准备如上所述的喷头组件；
（2）将步骤（1）的喷头组件安装于熔喷植物纤维布生产装置；
（3）将熔融态聚合物和植物纤维分别输送至步骤（2）的熔喷植物纤维布生产装置，并连通高压进气，依次进行熔喷、超细纤维形成、超细纤维和植物纤维混合、冷却、成网和加固成布，得到成品熔喷植物纤维布。
实施例3：
一种喷头组件，技术方案与实施例2相同，其不同之处在于：
如图6所示，混料部件还包括设于孔道401下部的混料室406，混料室406顶部口径大于底部口径，植物纤维喷射部件连通混料室406顶部，第二高压气腔502连通混料室406侧部。
为了方便加工，可将喷料板4沿中轴线分为两个部件进行加工，在每个部件的内侧面上分别加工凹槽后组合形成混料室406。
混料室406截面为上大下小的台形结构，在气流作用下能够更好的对植物纤维与超细纤维进行混合，使植物纤维与超细纤维的混合更为均匀，混合效果更好。
一种熔喷植物纤维布生产装置，包括如上所述的喷头组件，以及设于喷头组件下方的输送网6和设于纤维输送网下方的抽吸箱7。
一种熔喷植物纤维布生产方法，该方法包括以下步骤：
（1）准备如上所述的喷头组件；
（2）将步骤（1）的喷头组件安装于熔喷植物纤维布生产装置；
（3）将熔融态聚合物和植物纤维分别输送至步骤（2）的熔喷植物纤维布生产装置，并连通高压进气，依次进行熔喷、超细纤维形成、超细纤维和植物纤维混合、冷却、成网和加固成布，得到成品熔喷植物纤维布。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
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