一種製備連續纖維織物增強熱塑性樹脂的設備的製作方法
2023-09-15 01:09:45 4
一種製備連續纖維織物增強熱塑性樹脂的設備的製作方法
【專利摘要】本發明屬於複合材料製備領域，涉及一種製備連續纖維織物增強熱塑性樹脂的設備。該設備包括依次設置的放卷裝置、張力控制裝置、靜電消除及預加熱裝置、複合裝置、成型裝置和收卷裝置，其中所述的靜電消除及預加熱裝置設置於張力控制裝置和複合裝置之間。與現有技術相比本申請提供的一種製備連續纖維織物增強熱塑性聚氨酯複合軟布的設備，該設備工藝簡單，連續化操作方便，生產過程中無任何汙染，與現有技術相比，纖維與樹脂的粘結效果更好，不易剝離，且表觀效果更清晰。
【專利說明】一種製備連續纖維織物增強熱塑性樹脂的設備
【技術領域】
[0001]本發明屬於複合材料製備領域，涉及一種製備連續纖維織物增強熱塑性樹脂的設備。
【背景技術】
[0002]熱塑性聚氨酯(TPU)具有各種優異的性能，如綜合機械性能良好、抗水解、抗微生物侵蝕性能有益，耐熱，耐低溫，耐化學腐蝕，尤其突出的是耐磨性能，使其在做一些表觀外層製品上具有很大的優勢，使其在薄膜和片材，管材，鞋底和鞋幫等鞋材料，電線電纜光纜護套，拉鏈片和高檔塑料錶帶、表殼以及潛水錶、禮品表等系列，機械製品(如汽車部件、機械軸承、滾輪等)等方面具有廣泛的應用。另一方面TPU的硬度度可調，從邵氏65A-7?可變化，可根據軟硬度的需求來製備不同種類的產品，應用於不同的領域，如日常生活中的皮包是軟質的仿真皮材質的聚氨酯，鞋底用聚氨酯材料為硬度較高的TPU等。
[0003]TPU良好的耐磨性在外觀件上使用起來非常具有優勢。皮包皮衣的外表層很多採用TPU材料來作為仿皮層的高檔材料使用，柔軟耐磨，穿著起來舒適大方，不易變形，皮質細膩光滑，但是TPU材質在製作花紋材質方面比較單一，只能簡單的變化表層的顏色，且穿著久了易導致表層顏色的脫落，本文採用一種新的設備和方法製備TPU複合軟布，採用不同種類的纖維布和方格布作為中間層夾在兩層TPU薄膜之間，可變換不同的顏色和花紋色彩。採用不同種類的纖維布和方格布緊湊的纖維相交織形成的纖維布美觀大方，與很多樹脂複合作為表觀材料，既大方又典雅，簡單均一的紋路更凸顯高檔。而TPU又具有很好的耐磨性和手感光滑等特性，且TPU的軟硬度可調，在一定範圍內變化，可製備不同軟硬度的複合軟布，滿足不同的需求。但是目前還沒有將TPU與玻纖布兩者結合製備複合軟布的相關專利。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在於為克服現有技術的缺陷而提供一種製備連續纖維織物增強熱塑性樹脂(複合布)的設備。
[0005]為實現上述目的，本發明採用以下技術方案:
[0006]一種製備連續纖維織物增強熱塑性樹脂的設備，該設備包括依次設置的放卷裝置、張力控制裝置、靜電消除及預加熱裝置、複合裝置、成型裝置和收卷裝置，其中所述的靜電消除及預加熱裝置設置於張力控制裝置和複合裝置之間。
[0007]所述的放卷裝置主要包括有固定於離地面一定的距離的放卷輥，所述的放卷輥上設有連續纖維織物。
[0008]所述的張力控制裝置包括張力輥組，所述的張力輥組由三個張力輥按照等邊三角形三個頂點的位置均勻排列，三個張力輥不僅可以再生產過程中提高連續纖維增強織物的張力，而且還可以讓其均勻平行排列，減少纖維絲束之間水平間隙(連續纖維絲束)和使纖維織物表面更加光滑平整，有利於避免浸潰過程中起毛的現象，且避免纖維織物產生扭曲和變形；三個張力輥依次固定在不同的支撐架上。
[0009]所述的靜電消除及預加熱裝置包括依次設置的靜電消除器及預加熱器，連續纖維織物經過張力輥之後不可避免的會因為摩擦而引起靜電，會使織物表面起毛，特別是連續纖維束，影響製品的生產，因此在纖維織物進入加熱裝置之前要對其進行消除靜電處理，通過靜電消除裝置來實現。消除靜電後，連續纖維織物進入預加熱器進行預熱。保證纖維進入熱的樹種當中不至於使其表層樹脂因為遇到冷的纖維織物而導致結晶，且可提高生產效率。
[0010]所述的靜電消除器通過支撐架固定於地面，靜電消除器的上表面與連續纖維織物的下表面接觸，以消除纖維表面的靜電。
[0011]其中所述的靜電消除器固定在其中一個張力輥的後面，且與該張力輥在同一條水平面上。
[0012]所述的預加熱器包括上加熱框和下加熱框，所述的上加熱框和下加熱框的後面通過合頁連接，所述的上加熱框前方中間部位安裝有拉手，通過上下拉動拉手打開預加熱器查看其中的連續纖維織物。
[0013]所述的上加熱框裝有陶瓷片或加熱燈管或電阻絲，所述的下加熱框裝有陶瓷片或加熱燈管或電阻絲，通過陶瓷片或加熱燈管或電阻絲來對連續纖維織物進行預加熱處理。
[0014]所述的預加熱裝置的上加熱框和下加熱框通過支撐架分別固定在連續纖維織物的上、下表面的位置處。
[0015]所述的複合裝置位於靜電消除及預加熱裝置後，包括兩個螺杆擠出機、一對壓輥、加熱箱和放卷輥，其中兩個螺杆擠出機上下放置，螺杆擠出機的中間穿過有連續纖維織物。
[0016]所述的兩個螺杆擠出機的模頭與連續纖維織物的寬度一致，分別提供聚氨酯薄膜，經過預處理的連續纖維織物在經過兩個擠出處，與上下兩層聚氨酯薄膜複合，在上下兩個壓輥的輥壓作用下粘結在一起形成中間為連續纖維織物上下表面為熱塑性聚氨酯的連續纖維織物增強熱塑性樹脂(複合布)。
[0017]所述的位置在上的壓輥為橡膠輥，所述的位置在下的壓輥為鋼棍，其中鋼棍內通有冷卻水。
[0018]所述的加熱箱與放卷輥需同時使用，當需要製備單面為普通紡織材料(內襯材料)的情況下，可以在上述的複合軟布的下面再複合上另一層內襯材料，從而使複合軟布形成為一種有內襯的連續纖維織物增強熱塑性樹脂(複合布)。
[0019]所述的成型裝置包括有三個垂直放置的成型輥，中間的成型輥為橡膠輥，上下兩個成型輥為鋼棍，且位置在下的成型輥中通有冷卻水冷卻。橡膠輥主要是可以更好更均勻的控制複合軟布的厚度，以及有效的排除其中的氣泡等，以製備表觀效果優異的連續纖維織物增強熱塑性樹脂(複合布)。通過以上三個成型輥之後，使浸潰有熱塑性樹脂的連續纖維增強織物的結晶或冷卻至熱塑性樹脂玻璃化轉變溫度以下，得到複合布或有內村材料的複合布。
[0020]所述的收卷裝置包括收卷輥，經成型冷卻後的連續纖維織物複合布纏繞在收卷輥上，收卷輥的轉速高於前面成型裝置三個輥的轉速，以使複合布在成型過程中有足夠的張力維持其平整。收卷輥由電機來控制起轉速，整套裝置固定於地面上，通過收卷輥的轉動使複合布或有內村材料的複合布纏繞在收卷輥上，以使與前面的裝置成為一體。[0021]所述的放卷輥中的輥筒為金屬圓形滾筒。
[0022]所述的複合裝置的加熱箱和放卷輥是一個整體，在需要製備具有內襯材料的複合軟布時，則需要採用這部分的組件。
[0023]所述的收卷組件控制整個纖維織物在生產過程中的速度並調節纖維織物所受張力大小。
[0024]與現有技術相比本申請提供的一種製備連續纖維織物增強熱塑性聚氨酯複合軟布的設備，操作簡單，連續化生產方便，生產過程中無任何汙染，且得到的複合布沒有任何的氣泡，表面光滑平整，纖維的紋路清晰，表層TPU便於清洗，纖維與樹脂的粘結效果更好，不易剝離。可用於高檔箱包，鞋帽等方面。
【專利附圖】
【附圖說明】[0025]圖1為本發明實施例中製備連續纖維織物增強熱塑性樹脂的裝置示意圖。
[0026]圖2為圖1所示裝置的局部示意圖。
[0027]圖3為本發明實施例中連續纖維織物增強熱塑性樹脂的截面結構示意圖。
[0028]圖4為本發明實施例中有內襯材料的連續纖維織物增強熱塑性樹脂的截面結構示意圖。
[0029]附圖標註:
[0030]I放卷輥， 2連續纖維織物，
[0031]3張力輥組，32，33，34張力輥，
[0032]4靜電消除裝置，
[0033]5預加熱器，6螺杆擠出機，
[0034]7螺杆擠出機，8聚氨酯薄膜，
[0035]9聚氨酯薄膜，
[0036]10上壓輥，11下壓輥，
[0037]12加熱箱，
[0038]13聚氨酯複合布，14放卷輥，
[0039]15內襯材料，16成型輥，
[0040]17成型輥，18成型輥，
[0041]19有內村材料的複合布， 20收卷輥。
[0042]27上加熱框，28下加熱框，
[0043]29陶瓷片或加熱燈管或電阻絲，
[0044]30陶瓷片或加熱燈管或電阻絲，
[0045]31 拉手。
【具體實施方式】
[0046]下面結合附圖所示實施例進一步說明本發明。
[0047]實施例1
[0048]一種製備連續纖維織物增強熱塑性樹脂的設備，如圖1所示，該設備包括依次設置的放卷裝置、張力控制裝置、靜電消除及預加熱裝置、複合裝置、成型裝置和收卷裝置，其中所述的靜電消除及預加熱裝置設置於張力控制裝置和複合裝置之間。
[0049]放卷裝置主要包括有固定於離地面一定的距離的放卷輥1，放卷輥I上設有連續纖維織物2。
[0050]張力控制裝置包括張力輥組3，張力輥3由三個輥32，33，34按照等邊三角形三個頂點的位置均勻排列，三個張力輥不僅可以再生產過程中提高連續纖維增強織物的張力，而且還可以讓其均勻平行排列，減少纖維絲束之間水平間隙連續纖維絲束和使纖維織物表面更加光滑平整，有利於避免浸潰過程中起毛的現象，且避免纖維織物產生扭曲和變形；三個張力輥依次固定在不同的支撐架上。
[0051]靜電消除及預加熱裝置包括依次設置的靜電消除器4及預加熱器5，連續纖維織物2經過張力輥32，33，34之後不可避免的會因為摩擦而引起靜電，會使織物表面起毛，特別是連續纖維束，影響製品的生產，因此在纖維織物進入加熱裝置之前要對其進行消除靜電處理，通過靜電消除裝置來實現。消除靜電後，連續纖維織物進入預加熱器進行預熱。保證纖維進入熱的樹種當中不至於使其表層樹脂因為遇到冷的纖維織物而導致結晶，且可提高生產效率。靜電消除器4通過支撐架固定於地面，靜電消除器4的上表面與連續纖維織物2的下表面接觸，以消除纖維表面的靜電。
[0052]其中靜電消除器4固定在張力輥34的後面，且與張力輥34在同一條水平面上。
[0053]如圖2所示，預加熱器5包括上加熱框27和下加熱框28，上加熱框27和下加熱框28的後面通過合頁連接，上加熱框27前方中間部位安裝有拉手31，通過上下拉動拉手31打開預加熱器5查看其中的連續纖維織物2。
[0054]上加熱框27裝有陶瓷片或加熱燈管或電阻絲29，下加熱框28裝有陶瓷片或加熱燈管或電阻絲30，通過陶瓷片或加熱燈管或電阻絲29，30來對纖維織物2進行預加熱處理。預加熱裝置的上加熱框27和下加熱框28通過支撐架分別固定在連續纖維織物2的上、下表面的位置處。
[0055]複合裝置位於靜電消除及預加熱裝置後，包括兩個螺杆擠出機6，7、一對壓輥10，
11、加熱箱12和放卷輥14，其中兩個螺杆擠出機6，7上下放置，螺杆擠出機6，7的中間穿過有連續纖維織物2。
[0056]螺杆擠出機6，7的模頭與連續纖維織物2的寬度一致，分別提供聚氨酯薄膜8，9，經過預處理的連續纖維織物2在經過兩個擠出處，與上下兩層聚氨酯薄膜8，9複合，在壓輥10，11的輥壓作用下粘結在一起形成中間為連續纖維織物上下表面為熱塑性聚氨酯複合布13。
[0057]壓輥10為橡膠輥，壓輥11為鋼棍，其中鋼棍內通有冷卻水。
[0058]加熱箱12與放卷輥14需同時使用，當需要製備單面為普通紡織材料內襯材料的情況下，可以在上述的複合軟布的下面再複合上另一層內襯材料，從而使複合軟布形成為一種有內襯的複合布。
[0059]成型裝置包括有三個垂直放置的成型輥16，17，18，中間的成型輥17為橡膠輥，上下兩個成型輥16，18為鋼棍，且成型輥18中通有冷卻水冷卻。橡膠輥主要是可以更好更均勻的控制複合軟布的厚度，以及有效的排除其中的氣泡等，以製備表觀效果優異的複合布。通過以上三個成型輥之後，使浸潰有熱塑性樹脂的連續纖維增強織物的結晶或冷卻至熱塑性樹脂玻璃化轉變溫度以下，得到複合布13，如圖3所示。[0060]收卷裝置包括收卷輥20，經成型冷卻後的連續纖維織物複合布纏繞在收卷輥上，收卷輥20的轉速高於前面成型裝置三個輥的轉速，以使複合布在成型過程中有足夠的張力維持其平整。收卷輥20由電機來控制起轉速，整套裝置固定於地面上，通過收卷輥的轉動使複合布13或有內村材料的複合布19纏繞在收卷輥上，以使與前面的裝置成為一體。
[0061]放卷棍I中的棍筒為金屬圓形滾筒。
[0062]加熱裝置12與放卷14是一個整體部分，如圖4所示，如需要製備單面為普通紡織材料(內襯材料，圖4中的15)的情況下，可以在上述的複合軟布的下面複合上另一層內襯材料15，從而是複合軟布形成有內村材料的複合布19。
[0063]收卷組件控制整個纖維織物在生產過程中的速度並調節纖維織物所受張力大小。
[0064]上述的對實施例的描述是為便於該【技術領域】的普通技術人員能理解和應用本發明。熟悉本領域技術的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，並把在此說明的一般原理應用到其他實施例中而不必經過創造性的勞動。因此，本發明不限於這裡的實施例，本領域技術人員根據本發明的揭示，不脫離本發明範疇所做出的改進和修改都應該在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種製備連續纖維織物增強熱塑性樹脂的設備，其特徵在於:該設備包括依次設置的放卷裝置、張力控制裝置、靜電消除及預加熱裝置、複合裝置、成型裝置和收卷裝置，其中所述的靜電消除及預加熱裝置設置於張力控制裝置和複合裝置之間。
2.根據權利要求1所述的設備，其特徵在於:所述的放卷裝置包括有放卷輥(I)，所述的放卷輥(I)上設有連續纖維織物(2);其中所述的放卷輥(I)中的輥筒為金屬圓形滾筒。
3.根據權利要求1所述的設備，其特徵在於:所述的張力控制裝置包括張力輥組(3)，所述的張力輥組(3)由三個輥(32，33，34)按照等邊三角形三個頂點的位置均勻排列。
4.根據權利要求1所述的設備，其特徵在於:所述的靜電消除及預加熱裝置包括依次設置的靜電消除器(4)及預加熱器(5)。
5.根據權利要求4所述的設備，其特徵在於:所述的靜電消除器(4)通過支撐架固定於地面，靜電消除器(4)的上表面與連續纖維織物(2)的下表面接觸；所述的靜電消除器(4)固定在張力輥(34 )的後面，且與張力輥(34 )在同一條水平面上。
6.根據權利要求4所述的設備，其特徵在於:所述的預加熱器(5)包括上加熱框(27)和下加熱框(28)，其中所述的上加熱框(27)和下加熱框(28)的後面通過合頁連接；所述的上加熱框(27)前方中間部位安裝有拉手(31)，通過上下拉動拉手(31)打開預加熱器(5)查看其中的連續纖維織物(2 )。
7.根據權利要求6所述的設備，其特徵在於:所述的上加熱框(27)裝有陶瓷片或加熱燈管或電阻絲(29)，所述的下加熱框(28)裝有陶瓷片或加熱燈管或電阻絲(30); 或所述的上加熱框(27)、下加熱框(28)通過支撐架分別固定在連續纖維織物(2)的上、下表面的位置處。
8.根據權利要求1所述的設備，其特徵在於:所述的複合裝置位於靜電消除及預加熱裝置後，包括兩個螺杆擠出機(6，7 )、一對壓輥(10，11)、加熱箱(12)和放卷輥(14 )，其中兩個螺杆擠出機(6，7)上下放置，螺杆擠出機(6，7)的中間穿過有連續纖維織物(2)； 其中所述的螺杆擠出機(6，7)的模頭與連續纖維織物(2)的寬度一致； 或所述的壓輥(10)為橡膠輥，所述的壓輥(11)為鋼棍，其中鋼棍內通有冷卻水。
9.根據權利要求1所述的設備，其特徵在於:所述的成型裝置包括有三個垂直放置的成型輥(16，17，18)，中間的成型輥(17)為橡膠輥，上下兩個成型輥(16，18)為鋼棍，且成型輥(18)中通有冷卻水。
10.根據權利要求1所述的設備，其特徵在於:所述的收卷裝置包括收卷輥(20)，經成型冷卻後的連續纖維織物增強熱塑性樹脂纏繞在收卷輥上。
【文檔編號】B29C70/54GK103935052SQ201310019610
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2013年1月18日 優先權日:2013年1月18日
【發明者】鄧麗莉 申請人:上海傑事傑新材料(集團)股份有限公司