一种熔融树脂法制备预浸纱系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种熔融树脂法制备预浸纱系统，包括用于放置纤维纱筒的导纱装置，纤维束缠绕在纤维纱筒上，纤维束由导纱装置引出后进入用于使纤维束表面浆料软化的加温装置，其特征在于：纤维束出加温装置后被引导至展纱装置；拉宽、变薄后的纤维束被导向至涂胶装置；涂压有树脂的纤维束出涂胶装置后被依次导向至热压装置、冷却装置及牵拉装置，出牵拉装置后的预浸纱收卷在收纱筒上。本发明提供的设备能够有效地制备预浸纱，在制备过程中，采用展纱装置将纤维束充分拉伸，使得制备出的预浸纱具有轻薄的优越性能。更进一步，冷却辊表面有防粘结涂层，最大程度上避免了在预浸纱的制备过程中，发生纤维束粘结辊子的情况。
【专利说明】一种熔融树脂法制备预浸纱系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于制备预浸纱的设备。
【背景技术】
[0002]预浸纱是指宽度在3mm-12mm的预浸窄带，标准宽度有3.2mm / 6.4mm / 12.7mm,最常用的是6.4mm。预浸纱制备技术自1989年被发现以来，由于其轻薄、机械性能优、平整度好，以及潜在应用前景而日益受到人们关注，引起国内外科学家很大兴趣。应用研究表明，预浸纱可用于多种高科技领域，尤其在复合材料纤维缠绕和自动铺带成型工艺中。传统纤维缠绕成型技术一般采用将纤维或带状织物浸溃树脂后缠绕在芯模上。由于纤维浸溃树脂后，在缠绕过程中造成树脂滴落，污染生产环境。最大的问题是缠绕制品的树脂含量不容易控制，造成产品质量不稳定。
[0003]目前预浸纱制备是采用切割预浸布的方式。通过刀具、超声波或激光切割等方法将门幅为300mm-1000mm的预浸布切割成所需的预浸窄带。由于预浸布中的纱线不会完全平行伸直排列，因此，在切割中，纱线会被切断，形成不连续的预浸纱，损伤纤维，浪费原材料。无法制备高性能的预浸纱。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种能够有效将纤维束进行预浸纱制备的设备。
[0005]为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种熔融树脂法制备预浸纱系统，包括用于放置纤维纱筒的导纱装置，纤维束缠绕在纤维纱筒上，纤维束由导纱装置引出后进入用于使纤维束表面浆料软化的加温装置，其特征在于:纤维束出加温装置后被引导至展纱装置，展纱装置至少包括在垂直于纤维束运动方向的方向上左右摆动的摆动杆及在垂直于纤维束运动平面的方向上上下运动的震动杆，由摆动杆向纤维束施加水平方向的拉力同时由震动杆向纤维束施加垂直方向的拉力从而使得纤维束被拉宽、变薄；
[0006]拉宽、变薄后的纤维束被导向至涂胶装置，涂胶装置至少包括一对供胶辊及具有光滑表面的涂胶辊，供胶辊及涂胶辊分别与刮胶刀之间形成间隙，处于熔融状态的树脂由供胶辊与刮胶刀之间的间隙喂入从而在供胶辊的表面形成树脂胶膜，纤维束由供胶辊与涂胶辊之间的间隙进入后再由涂胶辊与刮胶刀之间的间隙出，通过供胶辊及涂胶辊的共同作用将树脂涂压在纤维束的纤维表面；
[0007]涂压有树脂的纤维束出涂胶装置后被依次导向至热压装置、冷却装置及牵拉装置，出牵拉装置后的预浸纱收卷在收纱筒上。
[0008]优选地，所述热压装置采用逐级压合的至少三组热压辊。
[0009]优选地，所述热压辊采用金属制得，在其表面涂有一层防止所述纤维束粘结热压辊的防粘结涂层。
[0010]优选地，所述供胶辊与所述刮胶刀之间的间隙可调，通过调整该间隙来调整树脂
的流量。[0011]优选地，所述涂胶辊与所述刮胶刀之间的间隙通过调位杆可调，通过调整该间隙来调整树脂在最终形成的预浸纱中的含量。
[0012]优选地，所述冷却装置包括表面带有凹槽的冷却辊，凹槽的宽度与被导入的纤维束宽度相适应，纤维束被导向至该凹槽内。
[0013]优选地，由冷却辊将所述纤维束的冷却温度控制在_20°C?30°C。
[0014]优选地，所述冷却辊采用金属制得，在其表面涂有一层防止所述纤维束粘结冷却辊的防粘结涂层。
[0015]优选地，所述防粘结涂层为铁氟龙涂层。
[0016]本发明提供的设备能够有效地制备预浸纱，在制备过程中，采用展纱装置将纤维束充分拉伸，使得制备出的预浸纱具有轻薄的优越性能。冷却辊表面有防粘结涂层，最大程度上避免了在预浸纱的制备过程中，发生纤维束粘结辊子的情况。更进一步，浸胶装置采用热熔浸溃纤维束，不需要使用溶剂，挥发份含量低，能够精确控制树脂含量，
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明提供的一种熔融树脂法制备预浸纱系统的结构示意图；
[0018]图2为展纱装置的示意图；
[0019]图3为涂胶装置的部分示意图；
[0020]图4为冷却辊示意图。
【具体实施方式】
[0021]为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
[0022]本发明提供了一种熔融树脂法制备预浸纱系统，包括用于放置纤维纱筒的纱架1，纤维束缠绕在纤维纱筒上，纤维束由纱架1引出后进入加热烘道2，在加热烘道2内给纤维束加温，使纤维束表面浆料软化。纤维束出加热烘道2后由导纱罗拉3-1导向至展纱装置4。
[0023]结合图2，展纱装置4由一根摆动杆15、一根震动杆16和一根固定杆17组成。摆动杆15在垂直于纤维束运动方向的方向上左右摆动(如图2中箭头方向所示)，震动杆16在垂直于纤维束运动平面的方向上上下运动(如图2中箭头方向所示)，固定杆17固定不动。可通过两台速度可调的微型电机来分别调节摆动杆15的摆动频率与摆动幅度和震动杆16的震动频率与震动幅度。由于摆动杆15的左右运动及震动杆16的上下运动，因此对纤维束施加的压力，可分解为水平方向和垂直方向的两个分力，使得纤维束始终在垂直平面内受到前后和上下两对拉力的作用，这样纤维束必然被拉宽、变薄。
[0024]拉宽、变薄后的纤维束由导纱罗拉3-2被导向至涂胶装置。结合图3，涂胶装置包括一对供胶辊7及具有光滑表面的涂胶辊6，涂胶辊6的光滑表面可以通过抛光的方式得至IJ。供胶辊7及涂胶辊6分别与刮胶刀8之间形成间隙。处于熔融状态的树脂由供胶辊7与刮胶刀8之间的间隙喂入从而在供胶辊7的表面形成树脂胶膜，供胶辊7与刮胶刀8之间的间隙可调，通过调整该间隙来调整树脂的流量。纤维束由供胶辊7与涂胶辊6之间的间隙进入后再由涂胶辊6与刮胶刀8之间的间隙出。通过供胶辊7及涂胶辊6的共同作用将树脂涂压在纤维束的纤维表面，纤维束通过刮胶刀8时由其将纤维束表面多余的树脂刮去。涂胶辊6与刮胶刀8之间的间隙通过调位杆18可调，通过调整该间隙来调整树脂在最终形成的预浸纱中的含量。
[0025]涂压有树脂的纤维束出涂胶装置后经由导纱罗拉3-3被导向至热压装置。热压装置采用三组热压辊，分别为热压辊9、热压辊10、热压辊11，采用逐级压合的方法使展平的纤维束与树脂均匀结合在一起。热压辊9、热压辊10、热压辊11表面保持一定的温度，使树脂在此温度下具有较低的黏度，处于粘流态，便于浸溃纤维。
[0026]纤维束出热压装置经由导纱罗拉3-4被导向至冷却装置。结合图4，冷却装置包括表面带有凹槽的冷却辊12，凹槽的宽度与被导入的纤维束宽度相适应，纤维束被导向至该凹槽内。由冷却辊12将纤维束的冷却温度控制在_20°C?30°C。冷却辊12采用金属制得，在其表面涂有一层防止所述纤维束粘结冷却辊12的铁氟龙(英文为:Teflon)涂层。
[0027]纤维束出冷却装置后形成预浸纱，预浸纱进入牵拉辊13，在牵拉辊13作用下，保证预浸纱稳定速度行进，这样预浸纱表面张力一致，经过牵拉辊13的预浸纱最终被收纱筒14收卷。
【权利要求】
1.一种熔融树脂法制备预浸纱系统，包括用于放置纤维纱筒的导纱装置，纤维束缠绕在纤维纱筒上，纤维束由导纱装置引出后进入用于使纤维束表面浆料软化的加温装置，其特征在于:纤维束出加温装置后被引导至展纱装置(4)，展纱装置(4)至少包括在垂直于纤维束运动方向的方向上左右摆动的摆动杆(15)及在垂直于纤维束运动平面的方向上上下运动的震动杆(16),由摆动杆(15)向纤维束施加水平方向的拉力同时由震动杆(16)向纤维束施加垂直方向的拉力从而使得纤维束被拉宽、变薄；拉宽、变薄后的纤维束被导向至涂胶装置，涂胶装置至少包括一个供胶辊(7)及具有光滑表面的涂胶辊(6)，供胶辊(7)及涂胶辊(6)分别与刮胶刀(8)之间形成间隙，处于熔融状态的树脂由供胶辊(7)与刮胶刀(8)之间的间隙喂入从而在供胶辊(7)的表面形成树脂胶膜，纤维束由供胶辊(7)与涂胶辊(6)之间的间隙进入后再由涂胶辊(6)与刮胶刀(8)之间的间隙出，通过供胶辊(7)及涂胶辊(6)的共同作用将树脂涂压在纤维束的纤维表面；涂压有树脂的纤维束出涂胶装置后被依次导向至热压装置、冷却装置及牵拉装置，出牵拉装置后的预浸纱收卷在收纱筒(14)上。
2.如权利要求1所述的一种熔融树脂法制备预浸纱系统，其特征在于:所述热压装置采用逐级压合的至少三组热压辊。
3.如权利要求2所述的一种熔融树脂法制备预浸纱系统，其特征在于:所述热热压辊采用金属制得，在其表面涂有一层防止所述纤维束粘结热压辊的防粘结涂层。
4.如权利要求1所述的一种熔融树脂法制备预浸纱系统，其特征在于:所述供胶辊(7)与所述刮胶刀(8)之间的间隙可调，通过调整该间隙来调整树脂的流量大小。
5.如权利要求1所述的一种熔融树脂法制备预浸纱系统，其特征在于:所述涂胶辊(6)与所述刮胶刀(8)之间的间隙通过调位杆(18)可调，通过调整该间隙来调整树脂在最终形成的预浸纱中的含量。
6.如权利要求1所述的一种熔融树脂法制备预浸纱系统，其特征在于:所述冷却装置包括表面带有凹槽的冷却辊(12)，凹槽的宽度与被导入的纤维束宽度相适应，纤维束被导向至该凹槽内。
7.如权利要求6所述的一种熔融树脂法制备预浸纱系统，其特征在于:由冷却辊(12)将所述纤维束的冷却温度控制在_20°C?30°C。
8.如权利要求6所述的一种熔融树脂法制备预浸纱系统，其特征在于:所述冷却辊(12)采用金属制得，在其表面涂有一层防止所述纤维束粘结冷却辊(12)的防粘结涂层。
9.如权利要求3、8所述的一种熔融树脂法制备预浸纱系统，其特征在于:所述防粘结涂层为铁氟龙涂层。
【文档编号】B29B15/14GK103640109SQ201310669605
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年12月10日 优先权日:2013年12月10日
【发明者】李炜, 李蓓蓓, 朱家强, 王滨 申请人:东华大学, 上海晋飞日精复合材料有限公司