專利名稱：將熔融聚合物輸送到一擠出模頭的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將聚合物樹脂轉(zhuǎn)換成其熔融狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，這種轉(zhuǎn)換使用在順流注施機(jī)中，所述順流注施機(jī)例如是一熔噴模頭、紡粘模頭、加粘注施模頭、模塑模頭以及類似的模頭。本發(fā)明涉及到利用一個(gè)已完全成為一體的裝置，將加壓聚合物熔融體輸送到擠出模頭的裝置。本發(fā)明特別涉及那種使用在熔噴模頭中的聚合物熔融體輸送裝置。
在許多使用熔融聚合物的場(chǎng)合中，聚合物樹脂不僅要被熔化，而且還必須要在一定壓力下以一控制流率和溫度輸送到一模頭。例如在熔噴紡產(chǎn)品的生產(chǎn)中，樹脂通過一擠壓機(jī)，該擠壓機(jī)熔化聚合物并在400°F和800°F之間的典型溫度和高達(dá)700磅/吋2的壓力下輸送聚合物到一模頭。該熔噴模頭包括一排并列的孔和與孔的側(cè)面相接的空氣通道。熔融樹脂通過這些孔被擠壓而形成纖維，這些纖維借助從空氣通道噴出的層狀熱空氣被拉長(zhǎng)和變細(xì)，這些微細(xì)尺寸的纖維以形成非織造織物的糾纏纖維的形式被收集在滾筒或輸送機(jī)上。在一些熔噴裝置中，一齒輪泵被設(shè)置在擠壓機(jī)和模頭之間，以便輸送定量的熔融聚合物到模頭。
本發(fā)明的另一方法是應(yīng)用在紡粘操作中。在這些操作中，熔融樹脂由擠壓機(jī)通過紡粘模頭輸送，一般形成長(zhǎng)的連續(xù)的纖維，由于沒有使纖維變細(xì)的空氣流，該操作工藝不同于熔噴的操作工藝。紡粘纖維的直徑一般大于熔噴法纖維的直徑。
本發(fā)明還應(yīng)用在熔融涂料和粘合劑的噴涂中。在這種方法中，熔融聚合物涂料或粘合劑利用空氣擠壓模頭被涂在一基質(zhì)上，擠壓模頭包括一個(gè)形成氣流的組件。當(dāng)涂料和粘合劑從模頭孔中排出時(shí)，由于空氣被用來伸張和拉細(xì)成束的聚合物，所以這種方法可稱為熔噴法。
這些方法都包括聚合物熔體通過模頭的擠壓，但一般都需要不同的聚合物或不同的聚合物特性。
在所有這些應(yīng)用中，都需要一個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效率高的裝置用來在可控制的流率、壓力和溫度下輸送聚合物熔體。傳統(tǒng)的輸送裝置都采用緊公差的長(zhǎng)擠壓螺桿(L/D為30/1)。在螺旋推進(jìn)桿和螺旋筒之間的緊公差使聚合物受到剪切并產(chǎn)生有助于聚合物熔融的熱。在一些應(yīng)用中，齒輪泵與擠壓機(jī)串聯(lián)使用。傳統(tǒng)的聚合物輸送裝置是由分別的部件(例如擠壓機(jī)和齒輪泵)裝配的。這種部件一般受限于現(xiàn)有的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)，這樣的裝置不能組成一個(gè)完全的整體，因此必須裝有分別的控制系統(tǒng)，原動(dòng)機(jī)和加熱器等。
本發(fā)明的聚合物輸送裝置是一個(gè)整體，該裝置包括一個(gè)聚合物樹脂料斗，該斗具有一個(gè)預(yù)熱斗內(nèi)樹脂的裝置;一個(gè)體部，該體部?jī)?nèi)安裝有一個(gè)螺旋推進(jìn)桿組件和加熱體部的裝置;一個(gè)齒輪泵和一個(gè)用來驅(qū)動(dòng)齒輪泵和螺旋推進(jìn)桿的原動(dòng)機(jī)。齒輪泵的排出通道通過被加熱的體部延伸，以便輸送聚合熔體到擠壓模頭。這樣，螺旋推進(jìn)桿和齒輪泵可由同一原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，并且樹脂通過它所時(shí)的加熱是由相同加熱元件完成的。
在本發(fā)明的最佳實(shí)施例中，該裝置還包括一個(gè)安裝在排出通道內(nèi)的過濾器和一個(gè)壓力式回流閥，用來使熔體返回到螺旋推進(jìn)組件。
螺旋推進(jìn)桿最好是一個(gè)比較短的(L/D小于15∶1)低公差(高公隙)的螺桿，以便輸送聚合熔體到齒輪泵。高公隙(10%或更大)使聚合熔體免受過度剪切。
本發(fā)明的方法包括預(yù)熱一熱塑性聚合物樹脂以形成一熔體，使熔體通過一加熱體進(jìn)一步加熱熔體并輸送熔體到齒輪泵，泵送熔體通過已被加熱的體部至一個(gè)擠壓模頭，以及擠壓熔體形成一擠壓或模塑產(chǎn)品或涂層。
在一特別實(shí)施例中，本發(fā)明用來輸送一熔體到一熔噴模頭，以生產(chǎn)熔噴層或涂施聚合涂料或粘合劑到基質(zhì)上。


圖1是本發(fā)明的聚合物輸送裝置與一個(gè)熔噴模頭相連的正視圖，該圖為示意圖。
圖2是沿圖1的2-2剖面的具有局部剖視的輸送裝置的端視圖。
圖3是沿圖1的3-3剖面的輸送裝置的水平剖視圖。
圖4是沿表示在圖3中的4-4剖面的泵連接器的剖視圖。
圖5是沿表示在圖3中的5-5剖面的齒輪泵的剖視圖。
圖6是輸送裝置的料斗具有局部剖視的透視圖。
圖7是圖2的局部放大剖視圖，表示用來安裝加熱器的裝置和在圖6中的料斗內(nèi)的散熱片組件。
如圖1圖示的那樣，本發(fā)明的聚合物輸送裝置10大體上包括一個(gè)被加熱的體部11，一個(gè)安裝在加熱體11上的料斗12(包括樹脂預(yù)熱裝置)，一個(gè)安裝在體部11內(nèi)的軸17上的螺旋推進(jìn)桿14，一個(gè)裝在軸17上的齒輪泵16和用于驅(qū)動(dòng)軸17的原動(dòng)機(jī)18。該原動(dòng)機(jī)(例如電動(dòng)機(jī))通過齒輪箱連接裝置19、軸21和聯(lián)軸器22來驅(qū)動(dòng)軸17。
簡(jiǎn)單地說，操縱過程如下樹脂在斗12內(nèi)被預(yù)熱和熔融，由重力喂到在被加熱的體部11內(nèi)的螺旋推動(dòng)桿14。螺桿14使熔體喂入齒輪泵16，泵16送熔體通過被加熱的體部11并到達(dá)擠壓模頭23。泵的壓力要足以擠壓熔體通過擠壓模頭。
輸送裝置的詳細(xì)結(jié)構(gòu)將參照五個(gè)基本部分進(jìn)行描述，這五個(gè)部分為螺旋推進(jìn)桿組件，齒輪泵組件、過濾器組件，回路組件和料斗組件。這五個(gè)部分構(gòu)成一個(gè)整體的可移動(dòng)的單一的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可有效地操作，并且能易于適應(yīng)各種變換。
螺旋推進(jìn)桿組件(見圖3和4)體部11最好用一塊金屬，例如鋼、合金鋼或鋁制造，在體部11上鉆孔或鏜孔，以提供所描述的空腔室和通道。(體部11也可以由導(dǎo)熱的高溫工程塑料制造)。
如圖3所示，體部11有一個(gè)在其上鉆孔所形成的大直徑孔26，孔26形成螺旋推進(jìn)室27(也稱為螺旋推進(jìn)筒)。一個(gè)小直徑的孔28與室27同軸地并從室27穿過體部11的端部向外延伸。室27和孔28內(nèi)安裝螺旋推進(jìn)桿組件，該組件包括螺旋推進(jìn)桿14，桿14的一端例如在29處與軸17整體連接，另一端與軸頭31整體連接。螺桿14和軸17及31可以用相同的鋼材加工。
螺桿14安裝在室27內(nèi)，軸頭31用軸承32軸頸固定在孔28內(nèi)。在軸承32和螺桿14之間可以設(shè)置一個(gè)止推軸承33。安裝在軸31的溝槽內(nèi)的密封圈34在軸31和軸承32之間保持一種密封。
螺旋推進(jìn)桿14基本上在室27的整個(gè)長(zhǎng)度上延伸。軸17從螺桿14處軸向向外延伸，(僅有一小部分，如在29處，嵌入室27內(nèi));并且齒輪泵16的驅(qū)動(dòng)齒輪用鍵安裝在軸17上。
螺旋推進(jìn)桿14用來傳送聚合物通過室27(如圖3所示從右到左)，由于螺桿的旋轉(zhuǎn)，使聚合物被喂入齒輪泵16。螺桿14可以為各種形狀和形式。圖3所示的螺桿14是一種溝槽螺桿，其中，螺旋槽24由刃帶25隔開。槽相對(duì)于螺桿的軸線傾斜45°，并且槽的螺距為0.615英寸，每英寸有1.625個(gè)溝槽。由孔26形成的螺旋推進(jìn)筒相對(duì)于螺桿14的外徑有一相對(duì)較大的公隙，以免剪切樹脂熔體。公隙最小為10%，最大為60%，15～55%較為可取，最好為20～50%，公隙可由下列公式計(jì)算公隙%＝100〔(筒直徑-螺桿外徑)/筒直徑〕連接器35使齒輪泵16適合于螺旋推進(jìn)組件。連接器35由螺栓39連接到體部11上，并蓋住室27的暴露端。在連接器35內(nèi)有一中心孔37，孔37與室27相連通。軸17穿過孔37，并由軸承36在軸頸處安裝在連接器上。聚合物料流通道38與孔37平行地穿過連接器35，并用來引導(dǎo)聚合物從室27到齒輪泵16。在連接器35內(nèi)還有一個(gè)用來引導(dǎo)聚合物熔體從齒輪泵16到體部11的斜流料通道40(下面將描述)。
齒輪泵組件(見圖3和5)齒輪泵16包括構(gòu)成泵室43的殼體42，端板44和45，和內(nèi)接齒輪46和47。軸17穿過泵室43，并有一驅(qū)動(dòng)齒輪46鍵接在其上。安裝在樞軸50上的從動(dòng)齒輪47以與驅(qū)動(dòng)齒輪46相嚙合的形式設(shè)置。端板45設(shè)置在殼體42和連接器35之間。在端板45內(nèi)的通道48與連接器35內(nèi)的孔38相連通，并用來引導(dǎo)聚合物熔體到泵室43內(nèi)。在端板45內(nèi)的通道49與連接器45的輸入通道40相連通。泵構(gòu)件42、44和45以串接的形式組裝在一起，并由螺栓51固定在連接器35上。灌注箱具有部件52，部件52用螺栓固定在端板44上，并且部件53固定在部件52上，在部件52和53之間提供密封，螺旋推進(jìn)組件和齒輪泵組件作為一個(gè)單元預(yù)先組裝成一個(gè)構(gòu)件，以便插入體部11的孔26和28內(nèi)，并用螺栓39固定在體11上。連接在體部11上的軸承蓋54封閉孔28的暴露端。
雖然齒輪泵是最好的，但本發(fā)明可以采用任何形式的正壓旋轉(zhuǎn)式排代泵。這些泵具有與轉(zhuǎn)速成比例的一控制的輸出率。
過濾組件和回流閥組件(圖2和圖3)本發(fā)明的聚合物輸送裝置最好包括在體部11內(nèi)的一過濾組件56和一回流閥組件57。過濾器組件56安裝在體部11內(nèi)的空腔58內(nèi)。體部通道59從體部11邊上的齒輪泵處延伸，并引導(dǎo)聚合物從連接通道40到空腔58?？涨?8的外露進(jìn)口具有螺紋60，螺紋60與過濾器的螺紋相嚙合，如下所述。
過濾器組件56是一個(gè)包括一過濾管61、端部件62和螺紋端部件63的預(yù)組裝構(gòu)件。過濾器61用一桿64保持在其適當(dāng)位置，桿64加在69處，旋在部件63上。并通過過濾管61的中心延伸，穿過端部件62，由螺母65保持在其適當(dāng)位置。在端部件62上的孔66用來引導(dǎo)聚合物熔體到過濾器61的內(nèi)部。密封圈67和68設(shè)置在部件62和63上形成的相應(yīng)溝槽內(nèi)，以便在部件62和63之間提供一流體密封。過濾器組件56可插入空腔58內(nèi)，并由在60處的螺紋旋進(jìn)體部11內(nèi)。在端部件63上的外露六角頭螺釘便于過濾器組件56的拆下和插入，以便于清洗和更換過濾器。過濾管61可以由任何具有適當(dāng)透氣性并適合于在操作溫度下使用的多孔材料制造。燒結(jié)金屬特別適合于作過濾材料。例如，燒結(jié)鋼可以在非常高的溫度下使用。
在體部11內(nèi)的通道71從空腔58向外延伸，通道71的進(jìn)口在端部件62和63之間。通道71通過連接器73與輸出通道72相連。通道72與擠壓模頭23相連。密封圈74在連接器73和體部11之間提供流體密封。
在體部11內(nèi)的回路76連接在回流閥組件57上。該組件包括一在78處旋體部11的管筒77、一個(gè)球和一個(gè)安裝在管筒77內(nèi)彈簧柱塞組件。管筒77有一輸入口79、輸出口81和六角頭螺釘頭82。該柱塞組件包括球83、彈簧84和柱塞85。柱塞85可游動(dòng)地固定在管筒77內(nèi)，柱塞具有一密封圈86，并在87處旋在管筒上。通常球83在彈簧的作用下封閉口79。六角頭螺釘88用來調(diào)節(jié)由彈簧84施加的作用在柱塞85的端部和球83之間的力。在一個(gè)方向上的旋轉(zhuǎn)使作用在球83上的彈簧力增加，在另一個(gè)方向上的旋轉(zhuǎn)使彈簧力減小，由此可控制釋放壓力。彈簧84可以是疊加的belville墊圈。
在體部11內(nèi)的回流通道89(最好見圖2)從輸出口81延伸到螺旋推進(jìn)桿的進(jìn)口13，下面將詳細(xì)描述。連接器73上有一安裝管筒的六角頭螺釘82處的凹槽，及一個(gè)用來露出柱塞85的調(diào)節(jié)螺釘88的開口。連接器73由螺栓91安裝在體部11上。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解到，在相對(duì)的金屬表面之間的內(nèi)表面上可以裝有襯或該內(nèi)表面被拋光，以提供金屬對(duì)金屬的密封。
料斗組件(圖2、3、6和7)料斗12固定在體部11的上表面上，并包括底板95，前后板96和側(cè)板97。板96、97和底板95可以由鋼板制成，并可以按圖6所示的組件形式焊成一體，板96、97和底板95構(gòu)成一樹脂儲(chǔ)存器101。底板95應(yīng)當(dāng)略為堅(jiān)固，并超出由板96和97的底部邊緣所構(gòu)成的正方形或矩形的周邊。安裝有板96、97的底板95用螺栓98連接在體部11上。在料斗的底板95和體部11之間裝有一襯墊99。
底板95上有一長(zhǎng)孔100(最好見圖1)，孔100從前后方向延伸，并與側(cè)板97距離相等。安裝在斗12內(nèi)并位于長(zhǎng)孔100兩側(cè)的是加熱器和基本相同的散熱片組件102和103。每一個(gè)組件102和103都包括一實(shí)心的鋼體楔塊104，縱向地由此穿過的加熱元件105和在儲(chǔ)存器101內(nèi)的從楔塊的傾斜表面向上延伸的散熱片106。楔塊104具有一孔，該孔用來安裝可收回的加熱元件105。楔塊104焊接在板97和底板95上。每一個(gè)楔塊104向下朝著長(zhǎng)孔100傾斜，并與另外的楔塊一起構(gòu)成一個(gè)用來將聚合物喂入長(zhǎng)孔100內(nèi)的漏斗(見圖2)。楔塊的斜度應(yīng)足以避免死區(qū)的出現(xiàn)，20～40°的斜度(相對(duì)可水平方向)對(duì)各種情況都是合適的。
如圖7所示，散熱片106從楔塊104的斜面向上垂直延伸，并用螺栓固定在楔塊104上。螺栓108傾斜向上穿過楔塊104內(nèi)的孔110，并旋進(jìn)散熱片底座109內(nèi)。
如圖6所示，具有底座109和散熱片106的散熱結(jié)構(gòu)在由孔110表示的縱向位置被用螺栓固定在相關(guān)聯(lián)的楔塊上。散熱片106可由任意的高導(dǎo)熱材料制成，最好是由鋁壓制成。另外可以使用的導(dǎo)熱材料包括銅、黃銅及類似的材料。散熱片106的縱向間隔為2英寸，11/2英寸較合適，最好為1英寸。散熱片106可以布滿在儲(chǔ)存器的整個(gè)寬度上，但也可以如圖所示的那樣只沿長(zhǎng)孔100布置。散熱片106從斗中楔塊開始向上延伸1～6英寸，最好為3～5英寸。散熱片106的厚度最好在1/8～1/4英寸之間，并且散熱片有一相結(jié)合的橫斷面(沿水平面測(cè)定，所述的區(qū)域與儲(chǔ)存器101的水平斷面區(qū)域之比不大于20%，最好小于15%。
每一個(gè)加熱器和散熱組件102、103都可以預(yù)先組裝在斗12內(nèi)，并且加熱元件105通過在前板96上形成的相應(yīng)的孔插入。加熱元件可以是電阻電極，并可由導(dǎo)線113與適當(dāng)?shù)碾娫聪噙B接。
在一些實(shí)施例中，希望在散熱器106中插入電導(dǎo)體，以有助于樹脂的加熱。
再回到圖2中，體部11的上部有一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的向下傾斜的長(zhǎng)孔111?？?11與孔110對(duì)齊，將來自儲(chǔ)存器101的聚合物喂入到螺旋推進(jìn)室27。如圖2所示，回流通道89與孔111相通。
體部11具有加熱元件112，元件112也可以是與一適當(dāng)?shù)碾娫?例如，230～440V，交流，單相或三相電源)相連的電阻電極。
作為一種替代，斗12和體部11可以用加熱的循環(huán)熱油加熱，該熱油通過在其應(yīng)有位置形成的或在圖示的電極位置形成的通道。
在體部11內(nèi)設(shè)置的加熱裝置用來加熱腔室27、通道59、過濾組件56和回流閥組件57。在圖2所示的實(shí)施例中，共有四個(gè)加熱元件112。
除了熔融樹脂以外，在儲(chǔ)存器101內(nèi)預(yù)熱樹脂的優(yōu)點(diǎn)是，產(chǎn)生的熱使樹脂顆粒在儲(chǔ)存器的上部區(qū)域內(nèi)被干燥，從而避免了引起橋結(jié)和聚結(jié)的顆粒粘接。
擠出模頭術(shù)語(yǔ)“擠出模頭”包括熔噴模頭、紡粘模頭、薄膜和片膜模頭。噴射嘴、用于模塑的開口，以及類似的裝置。換句話說，聚合物熔體輸送裝置10可以使用在用聚合物熔體涂敷、塑形、成形或模制熱塑性聚合材料的任何操作中。
雖然本發(fā)明的聚合物輸送裝置可以使用在上述的各種場(chǎng)合中，但本發(fā)明主要用于圖1所示的熔噴模頭23。如圖1所示的熔噴模頭23是一種復(fù)合結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括一個(gè)體部115，模頭噴嘴116，聚合物物流通道117，一些在噴嘴116上形成的并列的孔118和空氣刮漿刀119。空氣刮漿刀119與傾斜的模頭噴嘴116一起構(gòu)成空氣通道120。通過通道120輸送到模頭的熱空氣在被擠壓的通過孔118的聚合纖維的兩側(cè)形成層狀空氣流。纖維121由空氣流的作用而變細(xì)及伸張，從而形成微細(xì)纖維(1～15微米)，這些纖維被收集在一適當(dāng)?shù)臐L筒或輸送裝置上。熔噴模頭23可根據(jù)美國(guó)專利3978185或4818463構(gòu)制，在這里介紹這兩篇專利是便于參考。
如圖1所示，底座122裝有小腳輪124，因此使整個(gè)裝置可以移動(dòng)。溫度和壓力控制裝置123可用來控制斗和體部的溫度。以及螺桿和齒輪泵的轉(zhuǎn)動(dòng)速率。
然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解到，本發(fā)明的裝置可以與紡粘裝置相連以用來輸送10～100微米的常規(guī)范圍內(nèi)的纖維。用在紡粘操作中的樹脂可以與上述的樹脂相同，但一般是有較小的MFR。
操作本發(fā)明的主要特點(diǎn)是螺旋推進(jìn)組件14和齒輪泵16之間的協(xié)調(diào)操作。螺旋推進(jìn)裝置使熔融聚合物在一定壓力下主動(dòng)喂入齒輪泵16。螺旋裝置的輸送能力最好比齒輪泵的輸出流率大至少10%。齒輪泵的輸出量和螺旋推進(jìn)裝置的輸出量與軸17的轉(zhuǎn)速成正比例。這樣，增加軸17的轉(zhuǎn)速就可增加兩者的輸出量。對(duì)螺旋推進(jìn)裝置和齒輪泵的尺寸要求是，在小于500磅/吋2，最好是小于200磅/吋2的壓力下，應(yīng)使螺旋推進(jìn)裝置的推進(jìn)與泵的喂入力相協(xié)調(diào)。
在斗12內(nèi)的加熱元件應(yīng)使樹脂的溫度達(dá)到950°F，最好達(dá)到700°F。在實(shí)心鋼體楔塊104內(nèi)產(chǎn)生的熱被傳遞到散熱片106上，由此使樹脂預(yù)熱并使樹脂在斗12內(nèi)熔融，其熔體的高度至少等于楔塊104的高度。熔融樹脂通過長(zhǎng)孔100、111和整個(gè)螺旋推進(jìn)室27喂入，并通過通道38輸送到齒輪泵16。熔體在100～10，000磅/吋2，一般在100～2，000磅/吋2的壓力下泵送通過通道40、59和過濾組件56。
實(shí)際壓力取決于應(yīng)用場(chǎng)合，下列是典型的壓力應(yīng)用范圍熔噴法非織造織物 500-1，000磅/吋2熔噴法織物涂料和粘合劑(高溫) 10-200磅/吋2(低溫) 200-1，000磅/吋2紡粘型 500-2，000磅/吋2模塑型 100-10，000磅/吋2齒輪泵的尺寸應(yīng)使其輸出率在0至2500磅/小時(shí)之間，最好在100-2500磅/小時(shí)之間。熔體通過通道66流進(jìn)過濾器61的內(nèi)部，徑向向外通過過濾器61、通道71并最后經(jīng)管72到達(dá)模頭23。如果壓力超過所控制的輸送壓力，回流閥57被打開，由此通過通道76、口79、81和通道89減緩壓力，熔體返回到螺旋推進(jìn)裝置的喂料口111。一種替代的操作方法是，將閥57用作壓力控制閥，由此，聚合物在控制壓力下經(jīng)過閥進(jìn)行常循環(huán)。
本發(fā)明的主要特點(diǎn)是(a)在斗內(nèi)的樹脂預(yù)熱是由在此描述的裝置完成的，(b)高公隙螺旋推進(jìn)裝置避免了樹脂的剪切，(c)螺旋推進(jìn)裝置14和齒輪泵16之間的協(xié)調(diào)工作是由同一軸17完成的(這就意味著該組件僅需要一個(gè)原動(dòng)機(jī))，(d)過濾組件，以及(e)回流組件。
本發(fā)明的附加特點(diǎn)是包括一個(gè)可安裝在通道71內(nèi)的溫度探測(cè)器和/或壓力傳感器125，如圖3所示。
權(quán)利要求
1.一種用于輸送聚合熔體到一擠出模頭的裝置，包括(a)一個(gè)體部；(b)一個(gè)安裝在所說體部上的樹脂料斗；(c)在所說斗內(nèi)的用來熔融裝在斗內(nèi)樹脂，以便形成聚合物熔體的加熱裝置；(d)一個(gè)裝在由所說體部所構(gòu)成內(nèi)腔室的螺旋推進(jìn)桿，所說室有一個(gè)用來接受來自所說斗的聚合物熔體的開口和一個(gè)排出口；(e)一個(gè)與所說體部連接的正壓旋轉(zhuǎn)式排代泵，所說泵適合于接受來自室排出口的聚合物熔體；(f)一個(gè)在體部上形成的用來傳送來自旋轉(zhuǎn)泵的加壓聚合物熔體的排出通道；(g)內(nèi)連通體部排出通道和擠出模頭的輸送管；(h)用來加熱體部，至少加熱圍繞著螺旋推進(jìn)室和排出通道區(qū)域的裝置；和(i)一個(gè)與所說齒輪泵和螺旋推進(jìn)桿連接以便驅(qū)動(dòng)泵和軸的驅(qū)動(dòng)軸，其中，軸的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)螺旋推進(jìn)桿和旋轉(zhuǎn)泵同步轉(zhuǎn)動(dòng)，使得熔體從斗流出經(jīng)螺旋推進(jìn)室、旋轉(zhuǎn)泵和排出通道被輸送到擠出模頭。
2.按照權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，在泵的排出通道內(nèi)設(shè)有一個(gè)過濾器。
3.按照權(quán)利要求2的裝置，其特征在于，排出通道還設(shè)有一個(gè)壓力回流閥和一個(gè)從所說回流閥到所說螺旋推進(jìn)室的回流通道。
4.按照權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，使聚合物熔體喂入螺旋推進(jìn)室的開口是一細(xì)長(zhǎng)孔，并且，在所說斗內(nèi)的加熱裝置包括在斗內(nèi)的長(zhǎng)孔每一個(gè)側(cè)面安裝的塊體，在每一塊體內(nèi)的加熱元件和一系列從所說塊體向上延伸的導(dǎo)熱散熱片。
5.按照權(quán)利要求4的裝置，其特征在于，在塊體內(nèi)的加熱元件和散熱片能散發(fā)出足夠的熱量使樹脂在斗內(nèi)成熔融狀的樹脂。
6.按照權(quán)利要求5的裝置，其特征在于，塊體是由鋼體楔塊構(gòu)成的，楔塊從斗的邊緣向內(nèi)并向下朝所說長(zhǎng)孔傾斜。
7.按照權(quán)利要求6的裝置，其特征在于，散熱片是由鋁制成的，散熱片之間相互平行，并與所說長(zhǎng)孔的縱軸線垂直。
8.按照權(quán)利要求7的裝置，其特征在于，散熱片從楔塊的傾斜表面向上垂直延伸。
9.按照權(quán)利要求8的裝置，其特征在于，散熱片從每一個(gè)塊體向上延伸，相互之間的間隔為2英寸。
10.按照權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，螺旋推進(jìn)桿和旋轉(zhuǎn)泵以相同的轉(zhuǎn)速由所說的軸驅(qū)動(dòng)。
11.按照權(quán)利要求10的裝置，其特征在于，旋轉(zhuǎn)泵是一種齒輪泵。
12.按照權(quán)利要求11的裝置，其特征在于，螺旋推進(jìn)桿的尺寸設(shè)計(jì)應(yīng)能向所說齒輪泵提供喂入正壓。
13.按照權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，加熱體部的裝置能夠加熱體部，使在螺旋推進(jìn)室內(nèi)的聚合物的溫度達(dá)到950°F。
14.按照權(quán)利要求12的裝置，其特征在于，齒輪泵能輸送至少2500磅/小時(shí)的聚合物熔體。
15.按照權(quán)利要求14的裝置，其特征在于，回流閥可以在100至2000磅/吋2的輸送壓力之間調(diào)節(jié)。
16.一種輸送聚合物熔體到一個(gè)擠出模頭的方法，包括(a)預(yù)熱一聚合物樹脂，使其達(dá)到足以形成聚合物熔體的溫度;(b)使預(yù)熱的熔體流入一個(gè)螺旋推進(jìn)桿;(c)由旋轉(zhuǎn)所說螺旋推進(jìn)桿使聚合物熔體輸送到一個(gè)旋轉(zhuǎn)泵，與此同時(shí)向聚合物加熱;(d)由轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)泵壓送熔體到一個(gè)擠出模頭，同時(shí)向熔體加熱，和(e)使熔體通過擠出模頭。
17.按照權(quán)利要求16的方法，其特征在于，樹脂是聚烯烴類。
18.按照權(quán)利要求16的方法，其特征在于，擠出模頭是一種能夠擠壓聚烯烴類和粘合劑的熔噴模頭。
19.按照權(quán)利要求18的方法，其特征在于，樹脂從聚乙烯、聚丙烯、乙烯共聚物中選取。
20.一種熔噴方法包括(a)用權(quán)利要求16的方法輸送聚合物熔體到熔噴模頭;(b)通過在所說模頭上的一些并列的孔擠出聚合物熔體而形成纖維，同時(shí)，在纖維束的每一側(cè)面噴吹熱空氣流，以使纖維伸張和變細(xì)到1至15微米的尺寸;和(c)收集形成層狀的纖維。
21.一種熔噴方法，包括(a)用權(quán)利要求16的方法，輸送聚合物熔體到熔體噴射模頭，所說聚合物熔體是一種粘合劑;(b)將粘合劑聚合物熔體通過在熔噴模頭上的一些并列的孔擠出，同時(shí)在每排孔的兩側(cè)噴吹熱空氣，以便伸張和變細(xì)熔體流;和(c)將粘合熔體流涂施在一基質(zhì)上。
全文摘要
一種聚合物熔體輸送裝置，包括一個(gè)預(yù)熱料斗，一個(gè)高公差的螺旋推進(jìn)裝置，一個(gè)齒輪泵和用來將熱傳遞到聚合物上的裝置。樹脂被熔融并被喂入螺旋推進(jìn)裝置，再被壓送到齒輪泵，進(jìn)而被泵送到一擠出模頭。對(duì)來自料斗的聚合物加熱，并對(duì)其通至連到用于擠出模頭的出口的整個(gè)通道加熱。在斗內(nèi)的預(yù)熱裝置包括導(dǎo)熱散熱片。本發(fā)明的裝置特別適合于與熔噴模頭一起使用。
文檔編號(hào)D01D1/04GK1053032SQ9011042
公開日1991年7月17日 申請(qǐng)日期1990年12月8日 優(yōu)先權(quán)日1989年12月8日
發(fā)明者馬丁·A·阿蘭, 約翰·T·非克特 申請(qǐng)人:?？松瘜W(xué)專利公司