专利摘要

专利摘要

本发明涉及一种微型熔喷机。本发明包括空气压缩机、压缩空气加热器、样品罐、喷头、接收装置和工控系统。空气压缩机的出气口分成两路，其中的一路输入至压缩空气加热器，另一路输入至样品罐，经压缩空气加热器加热后的压缩空气输入至样品罐底部的喷头。所述的喷头正对接收装置，接收装置通过工控系统完成接收滚筒在平面上的匀速左右往返运动和旋转运动。所述样品罐用于熔融材料样品，在热压缩空气的作用下，使熔融材料样品向喷头移动。本发明采用自行特殊设计的加热管，实现了压缩空气出口温度0-200℃持续可调；通过样品罐内部结构的特殊设计，实现了熔融原料样品，在热压缩空气的作用下，向喷头定量移动。

权利要求

1. 微型熔喷机，由空气压缩机、压缩空气加热器、样品罐、喷头、接收装置和工控系统组成，其特征在于：

所述的空气压缩机的出气口分成两路，其中的一路输入至压缩空气加热器，另一路输入至样品罐，经压缩空气加热器加热后的压缩空气输入至样品罐底部的喷头；压缩空气加热器、样品罐、喷头及接收装置放置在铝型材框架内，铝型材框架上设有框架门，压缩空气加热器位于铝型材框架后背，样品罐装在铝型材框架顶部，喷头装在样品罐下部，接收装置放置在铝型材框架内的中部；

所述的压缩空气加热器包括内置有小管的大管，其中小管密封，小管内装有电炉丝并用石棉填充，小管外缠绕空气管，大管与小管之间也用石棉填充，来自空气压缩机的气体经空气管后被加热，并输入至样品罐底部的喷头；在空气管的出口处还设置有温度传感器；

所述的样品罐四周紧贴设置有加热器，外围有保护套，并设置有温度传感器；样品罐的温度由温度传感器感知后发送给工控系统；开启加热器后试料样品将在样品罐内熔融，在热压缩空气的作用下，使熔融试料样品向喷头移动；

所述的喷头包括喷嘴和以喷嘴为中心的圆锥形出气口，来自压缩空气加热器的热空气在喷嘴四周由导流槽由下往上提升后进入圆锥形出气口的大口输入端，从圆锥形出气口的小口输出端喷出后用于拉伸喷嘴处出来的熔融原料，得到超细纤维；喷头正对接收装置；

所述的接收装置包括接收滚筒和气动平台，接收滚筒依靠架设在滚筒下方的气动平台完成在平面上的匀速左右往返运动，由装在滚筒轴外部的电机控制完成旋转运动，同时采用负压吸附纤维完成接收成网；气动平台放置在工作台上，工作台可由升降机构完成上下移动，并由支撑部件支撑；气动平台和电机均受控于工控系统；

所述的工控系统通过计算机自动完成数据采集、监控和显示各工艺段的相关数据，并控制和调节各部分的温度和运动速度。

说明书

技术领域

本发明涉及一种熔喷非织造材料研究专用设备，具体是一种微型熔喷机。

背景技术

熔喷法制备非织造材料工艺是聚合物挤压法非织造工艺中的一种，起源于20世纪50年代初。美国海军实验室研究首先开发用于收集上层大气中放射性微粒的过滤材料，1954年发表研究成果。20世纪60年代中期，美国ESSO公司(今Exxon公司)进一步对这一工艺进行改进，并取得了相关的美国专利。20世纪80年代后期，由于熔喷法非织造布市场的开发，一些非织造布机械制造商开始参与熔喷法生产设备的制造，其中有美国的Accurate公司和J & M公司，德国的Reifenhaeuser公司等。从20世纪80年代开始，熔喷法非织造布迅速增长。美国的Kimble-clark公司为了克服熔喷法非织造布强力低的缺点，开发了熔喷非织造布与纺丝成网非织造布叠层材料，即SMS复合材料，大量应用于手术服、过滤材料等，有力地推动了熔喷非织造布的发展。 

我国熔喷法非织造工艺研究始于20世纪70年代中期，80年代中后期，熔喷法非织造布在我国得到推广应用，主要产品有过滤材料、医疗卫生用材料、环境保护材料、服装材料、擦拭材料、吸油材料、保暖材料、电池隔膜等。进入90年代，随着熔喷技术的成熟，我国完成了宽幅熔喷生产线的研制。尤其是近年来环境空气净化的需要，空气过滤材料的需求迅猛增长，导致熔喷生产设备的快速发展。目前我国现有熔喷法非织造布生产线已达1000多条。

熔喷无纺布是一种高附加值、高科技的产品，随着熔喷织造材料应用领域的不断扩展，新材料的研究越来越被重视，熔喷新产品的开发已经成为每个熔喷厂家的重中之重。在传统的熔喷聚丙烯（PP）非织造布外，熔喷工艺常用的聚合物切片原料已扩展到聚乳酸（PLA）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚酰胺（PA）、聚乙烯（PE）、聚四氟乙烯（PTFE）、聚苯乙烯（PS）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚氨基甲酸酯(PU)等。为满足熔喷新材料研发的需要，作为非织造材料研究专用设备的小型熔喷机的需求也不断扩大。但熔喷产品的开发需要很大的投入，在研发过程中材料的投入费用占很大的比例，如何降低这方面的投入也成为了一个课题。但目前国内外市场上已有的小型熔喷设备都是大型熔喷设备的压缩版，其基本结构和大型生产线基本配置相当，只是比例缩小。具体包括：螺杆挤出机、计量泵、熔喷模头组合件、空压机、空气加热器、接收装置、卷绕装置等，具体如图1所示。在实际使用时，存在试样用量大、工艺复杂、时间周期长、成本高等问题。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种微型熔喷机。

本发明由空气压缩机、压缩空气加热器、样品罐、喷头、接收装置和工控系统组成。

所述的空气压缩机的出气口分成两路，其中的一路输入至压缩空气加热器，另一路输入至样品罐，经压缩空气加热器加热后的压缩空气输入至样品罐底部的喷头；压缩空气加热器、样品罐、喷头及接收装置放置在铝型材框架内，铝型材框架上设有框架门，压缩空气加热器位于铝型材框架后背，样品罐装在铝型材框架顶部，喷头装在样品罐下部，接收装置放置在铝型材框架内的中部。

所述的压缩空气加热器包括内置有小管的大管，其中小管密封，小管内装有电炉丝并用石棉填充，小管外缠绕空气管，大管与小管之间也用石棉填充，来自空气压缩机的气体经空气管后被加热，并输入至样品罐底部的喷头；在空气管的出口处还设置有温度传感器。

所述的样品罐四周紧贴设置有加热器，外围有保护套，并设置有温度传感器；样品罐的温度由温度传感器感知后发送给工控系统；开启加热器后试料样品将在样品罐内熔融，在热压缩空气的作用下，使熔融试料样品向喷头移动。

所述的喷头包括喷嘴和以喷嘴为中心的圆锥形出气口，来自压缩空气加热器的热空气在喷嘴四周由导流槽由下往上提升后进入圆锥形出气口的大口输入端，从入圆锥形出气口的小口输出端喷出后用于拉伸喷嘴处出来的熔融原料，得到超细纤维；喷头正对接收装置。

所述的接收装置包括接收滚筒和气动平台，接收滚筒依靠架设在滚筒下方的气动平台完成在平面上的匀速左右往返运动，由装在滚筒轴外部的电机控制完成旋转运动，同时采用负压吸附纤维完成接收成网；气动平台放置在工作台上，工作台可由升降机构完成上下移动，并由支撑部件支撑；气动平台和电机均受控于工控系统。

所述的工控系统通过计算机自动完成数据采集、监控和显示各工艺段的相关数据，并控制和调节各部分的温度和运动速度。

本发明的有益效果：采用自行特殊设计的加热管，实现了压缩空气出口温度0-200℃持续可调；通过样品罐内部结构的特殊设计，实现了熔融原料样品，在热压缩空气的作用下，向喷头定量移动，通过喷头内部结构的特殊设计，实现了热压缩空气的均匀、稳定作用，拉伸熔融原料，得到超细纤维。

附图说明

图1为现有的小型熔喷设备；

图2为本发明的示意图；

图3为本发明的具体结构示意图。

图4为本发明中喷头结构示意图。

图5为图4中局部放大图。

具体实施方式

如图2所示，基于熔喷过程的基本原理，本发明提出了一种用于熔喷新材料研发的微型熔喷机。其基本结构如下。

压缩空气加热器：将来自超静音空压机的压缩空气加热，并提供给样品罐和喷头。

样品罐：熔融材料样品，在热压缩空气的作用下，使熔融材料样品向喷头移动。

喷头：在热压缩空气的作用下，通过控制原料挤塑量，拉伸熔融原料，得到超细纤维。

接收装置：通过自动控制系统完成接收滚筒在平面上的匀速左右往返运动和旋转运动，同时采用负压吸附纤维完成接收成网。

工控系统：控制和调节各部分的温度和运动速度，采样、监控和显示实验各工艺段的相关数据。

如图3所示，本实施例包括空气压缩机、压缩空气加热器11、样品罐1、喷头、接收装置5和工控系统。

空气压缩机的出气口分成两路，其中的一路输入至压缩空气加热器，另一路输入至样品罐，经压缩空气加热器加热后的压缩空气输入至样品罐底部的喷头。

喷头正对接收装置，接收装置通过工控系统完成接收滚筒在平面上的匀速左右往返运动和旋转运动，同时采用负压吸附纤维完成接收成网其中的左右往返运动依靠架设在滚筒下方的气动平台6完成，旋转运动由装在滚筒轴外部的电机控制完成，气动平台和电机均受控于工控系统，气动平台6放置在工作台7上，工作台7可由升降机构8完成上下移动，并由支部件9支撑。

所述的压缩空气加热器包括内置有小管的大管，其中小管密封，小管内装有电炉丝并用石棉填充，小管外缠绕空气管，大管与小管之间也用石棉填充，来自空气压缩机的气体经空气管后输入至样品罐底部的喷头；在空气管的出口处还设置有温度传感器10。

所述样品罐1四周紧贴设置有加热器2，外围有保护套3，样品罐的温度由温度传感器4感知后发送给工控系统。开启加热器后材料样品将在样品罐内熔融材料样品，在热压缩空气的作用下，使熔融材料样品向喷头移动。

样品罐及接收装置放置在定制的铝型材框架12内，铝型材框架上设有框架门13，压缩空气加热器位于铝型材框架12后背，铝型材框架12顶部装喷头。

如图4和图5所示，喷头13包括喷嘴13-3和以喷嘴为中心的圆锥形出气口13-2，来自压缩空气加热器的热空气在喷嘴四周（左侧箭头指向处）由导流槽13-1由下往上提升后进入圆锥形出气口的大口输入端，从圆锥形出气口的小口输出端喷出后用于拉伸喷嘴处出来的熔融原料，来得到超细纤维。

本实施例微型熔喷机技术参数：

压缩空气：

压力：0-0.8MPa ；流量：400L/min以上，无水无油；噪声：75dB以下

压缩空气加热器

温度范围：0-200℃，精度：1.5级，持续可调。

样品罐参数：

容积：0.2L，控温范围：0-300℃，精度：1.5级，不锈钢材质。

接收装置：滚筒型，可X, Y两个方向移动。X方向和Y方向行程分别为：400mm，精度：1.5级。

工控系统

数据采集和控制都通过计算机自动完成控制和显示。

微型熔喷机产品基本参数：

本发明提出的微型熔喷机可以适应各种材料，如PP、PLA、PA、PET、PU等；用于科学研究具有试验用料少，速度快，纤维丝径可控，最小平均丝径<1.0μm，常规纤网克重可调，最小为6g/m²，最大可根据需要调节，纤网均匀。可进行各种复合材料试验与测试，也可模拟大生产过程，进行工艺模拟、配色等。

具体实施例1

材料：     聚丙烯（PP），融指1400g/10min，熔点：~165℃

工况条件： 压缩空气压力：0.2MPa ；压缩空气流量：40L/min；

压缩空气加热器温度：200℃；样品罐温度：200℃；接收距离：10cm；平台横向移动距离30cm，移动速度6cm/min；往返次数：4

滚筒转速：2圈/min 

所获熔喷布基本参数：

具体实施例2

材料：     聚丙烯（PP），融指1400g/10min，熔点：~165℃

工况条件： 压缩空气压力：0.2MPa ；压缩空气流量：40L/min；

压缩空气加热器温度：200℃；样品罐温度：200℃；接收距离：10cm；平台横向移动距离30cm，移动速度5cm/min；往返次数：8

滚筒转速：2圈/min 

所获熔喷布基本参数：

具体实施例3

材料：     聚丙烯（PP），融指1400g/10min，熔点：~165℃

工况条件： 压缩空气压力：0.3MPa ；压缩空气流量：50L/min；

压缩空气加热器温度：200℃；样品罐温度：200℃；接收距离：10cm；平台横向移动距离30cm，移动速度6cm/min；往返次数：6

滚筒转速：2圈/min 

所获熔喷布基本参数：

具体实施例4

材料：     聚丙烯（PP），融指1500g/10min，熔点：~162℃

工况条件： 压缩空气压力：0.2MPa ；压缩空气流量：40L/min；

压缩空气加热器温度：200℃；样品罐温度：200℃；接收距离：5cm；平台横向移动距离30cm，移动速度6cm/min；往返次数：4

滚筒转速：2圈/min 

所获熔喷布基本参数：

具体实施例5

材料：     助剂改性聚丙烯（PP），融指1400g/10min，熔点：~163℃

工况条件： 压缩空气压力：0.2MPa ；压缩空气流量：40L/min；

压缩空气加热器温度：200℃；样品罐温度：200℃；接收距离：10cm；平台横向移动距离30cm，移动速度6cm/min；往返次数：4

滚筒转速：2圈/min 

所获熔喷布基本参数：

具体实施例6

材料：     助剂改性聚丙烯（PP），融指1400g/10min，熔点：~163℃

工况条件： 压缩空气压力：0.3MPa ；压缩空气流量：50L/min；

压缩空气加热器温度：200℃；样品罐温度：200℃；接收距离：6cm；平台横向移动距离30cm，移动速度6cm/min；往返次数：6

滚筒转速：2圈/min 

所获熔喷布基本参数：

具体实施例7

材料：     聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），比重 1.30-1.38，熔点：~250℃

工况条件： 压缩空气压力：0.4MPa ；压缩空气流量：40L/min；

压缩空气加热器温度：250℃；样品罐温度：280℃；接收距离：8cm；平台横向移动距离30cm，移动速度6cm/min；往返次数：4

滚筒转速：2圈/min 

所获熔喷布基本参数：

微型熔喷机专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。