经纬交叠无织造复合材料的加工工艺

摘要

本发明涉及经纬交叠无织造复合材料，尤其是一种经纬交叠无织造复合材料的加工工艺。本发明采用0-90°双向设备生产出的产品能在一定程度上解决纤维在热塑性树脂中的浸渍不透的问题，确保纤维在浸渍槽充分浸渍，因而产品拉伸强度，弯曲强度等一些物理性能及机械性能都会大大提高。特别是0-90°双向产品在横、纵两向拥有同样的物理性能和机械性能，可以满足各种高性能要求的产品。

权利要求

1.一种经纬交叠无织造复合材料的加工工艺，其包括以下步骤：a，将丝材分别从送经纱架和送纬纱架上引出，送经纱架上的丝材通过牵引佈丝装置展开后由机械手拉动经过喷粉加热，然后机械手拉动送纬纱架上的经过佈丝后的纬线至喷胶装置处进行经纬复合、压平、切断，整个送线工艺流程为：送经→佈丝展开→喷胶→停止→送纬→佈丝展开→机械手夹丝→电磁尺纠偏→机械手送纬1.27米→经纬复合→压平→纬丝切断→机械手返回→第二次送经开始；

b，基材经过经纬压力粘接复合后进行一次对压，以防止出现玻纤片材密度不够，片材中单丝在浸渍时可能形成位移游丝；

c，基材经对压后，进入浸渍装置进行浸渍；

d，基材经过浸渍后，内部仍有可能有部分干丝现象，因此再进行一次热压，以保证浸渍效果；

e，浸渍好的基材经干燥、消静电操作后，即进入收卷装置进行收卷成品。

说明书

经纬交叠无织造复合材料的加工工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及经纬交叠无织造复合材料，尤其是一种经纬交叠无织造复合材料的加工工艺。

背景技术

[0002] 现代高科技的发展离不开复合材料，复合材料对现代科学技术的发展，有着十分重要的作用，其中连续性纤维增强热塑性树脂复合材料具有优异的机械性能如高拉伸强度、弯曲强度/模量、高低温冲击强度等，并具有相对较低的密度和可回收利用等特点，因此近年来得到了巨大的发展。

[0003] 公开号为CN101474868A的专利公开了一种连续性增强热塑性树脂复合材料及制备设备，然而该材料具有一定的局限性：1、按照CN101474868A专利工艺生产出的单向片材，其玻纤含量很难达到55％，而0-90°双向设备生产的产品，玻纤含量可达到75％，甚至超过；2、纤维在热塑性树脂中浸渍不完全的问题，其后果会直接影响到产品及成品制品的物理性能和机械性能，CN101474868A的专利关键部分为将纤维通过正在挤出熔融状态的热塑性树脂的双模头，走“S”型工艺浸渍纤维，其只能靠绷紧的纤维与模头口一股喷出熔融树脂的压力或紧贴着模口进行浸渍，其产品不能确保每束纤维都被浸渍。

发明内容

[0004] 本发明公开了一种经纬交叠无织造复合材料的加工工艺，使得生产出来的复合材料具有较高的物理和机械性能。

[0005] 本发明所采用的技术方案是：一种经纬交叠无织造复合材料的加工工艺，其包括以下步骤：

[0006] a，将丝材分别从送经纱架和送纬纱架上引出，送经纱架上的丝材通过牵引佈丝装置展开后由机械手拉动经过喷粉加热，然后机械手拉动送纬纱架上的经过佈丝后的纬线至喷胶装置处进行经纬复合、压平、切断，整个送线工艺流程为：

[0007] 送经→佈丝展开→喷胶→停止→送纬→佈丝展开→机械手夹丝→电磁尺纠偏→机械手送纬1.27米→经纬复合→压平→纬丝切断→机械手返回→第二次送经开始；

[0008] b，基材经过经纬压力粘接复合后进行一次对压，以防止出现玻纤片材密度不够，片材中单丝在浸渍时可能形成位移游丝；

[0009] c，基材经对压后，进入浸渍装置进行浸渍；

[0010] d，基材经过浸渍后，内部仍有可能有部分干丝现象，因此再进行一次热压，以保证浸渍效果；

[0011] e，浸渍好的基材经干燥、消静电操作后，即进入收卷装置进行收卷成品。

[0012] 本发明的有益效果是，本发明采用0-90°双向设备生产出的产品能在一定程度上解决纤维在热塑性树脂中的浸渍不透的问题，确保纤维在浸渍槽充分浸渍，因而产品拉伸强度，弯曲强度等一些物理性能及机械性能都会大大提高。特别是0-90°双向产品在横、纵两向拥有同样的物理性能和机械性能，可以满足各种高性能要求的产品。

具体实施方式

[0013] 本发明通过一整条生产线来加工，本生产线配有送经纱架一组，纱架上设置有160组丝锭，每组丝锭上均安装有3Kg涨力恒定装置，并配置有力矩传感器和力矩自动调整机构，根据所需涨力大小可自动调整，做到160组沙团有完全一致的送丝涨力，为后道工序创造良好的工艺条件，另外本机组配有送纬纱架一组，纱架上安装有丝锭66组，送纬纱架的机械配置和传感系统均与送丝纱架一样。

[0014] 经纬纤维进入牵引佈丝装置，等距进入扣门，实现纤维等分，随即进入浮动涨力自动调节机构，160根经向纤维与66根纬向纤维的张力一致，然后纤维进入牵引机构，使纤维初步整齐地排列，表面平整。以送经系统的送丝牵引机构为例，其将集束纤维展开，由原来的3mm初步展开为5mm，随即进入同向但不同速的差动机械传动机构，依靠差动速比原理和几何鼓形辊传动工作原理，再次把纤维由5mm展开到8mm左右，纤维束厚度展开后，由原来的厚度1～1.5mm展开为0.12～0.18mm，确保纤维有0.12～0.18mm厚度，每组集束纤维由3mm展开到8mm左右，均佈成1.25～1.28m有效幅度，实现纤维之间的无缝隙佈丝。以160锭经丝束为基数，通过牵引，展开，佈丝等各项动作，随幅宽的增减，基材所需厚度可随时调整，丝锭的数量可根据上述幅宽及厚度的要求最后确定。送纬系统的送丝牵引机构的基本工作原理和机械配置，与送经牵引机构相同，差别为，两者的有效宽度不同，送纬机组由原来送经机组的160个纱锭改为66个纱锭，纬宽的有效幅宽为0.65米。根据不同速度的机械工作原理，以及为实现集束特种纤维的展开而装备的几何鼓形辊机械运转原理，自行设计创新了纤维均匀展开全新装置，方能在大面积佈丝时做到丝于丝之间无缝隙、无叠丝，才能确保制品的涨力一致，达到所需的物理指标。因此，同向但不同速的差动力机构是一个非常重要的机构。

[0015] 牵引机组将上述0.12～0.18mm已形成薄型片状特种基材传送进入高压喷热塑性树脂区域。将加热的热塑性树脂高压喷布在基材表面，形成薄薄一层厚度为0.03～0.05mm的热塑性树脂层，通过下部红外线加热热塑性树脂表面温度约在180℃～220℃左右，在喷布后5秒之内，树脂层表面不得结晶，否则将对经纬复合浸渍深度的牢固程度产生不佳的影响。在喷塑区0.6米长的范围内，装有红外线加热系统，确保玻纤表面在3到5秒之内加热到180℃～220℃，方可提高树脂与玻纤的浸润性，从而增加了复合材料的粘结强度。这时玻纤片状基材送经速度为0.6米/秒，每次送经长度为0.6米，机台电机处于“启动-停止”间歇式工作状态，以确保纬丝和经丝复合所需要的时间差。因而，牵引机台上所用的四台电机均为伺伏电机，来保证机台“启动-停止”的正常运转。

[0016] 送经机组工作步骤：牵引机组以每分6米的送丝速度令经丝通过喷胶区，经喷胶工序后，初步形成片材预浸体，随即进入间隙式动作状态，每次每秒送入纤维片材长达0.6米，随即停止工作，待5秒后再起动，输送经丝纤维片材。在送经机组工作的同时，送纬机组也同时进行工作：先由机械手一次夹持60根已展开的纤维，快速牵引至纬线所需长度1.27米，同时进行自动纠偏，定位，铺纬，与已经完成的喷胶经片进行复合，压平，切断，机械手返回原位，停止一切动作。完成上述工序总计需要5秒的时间，在6秒内完成复合基材制品0.6米，按上述工艺流程，时间和速度，连续工作每班产量为2600米，仅需操作人员2名。