纳米技术改良的美纹纸胶带、制备方法及制备系统与流程

本发明属于胶带加工制造，具体为纳米技术改良的美纹纸胶带、制备方法及制备系统。

背景技术：

1、美纹纸胶带，也称作“画家胶带”或“掩蔽胶带”，是一种广泛用于多种应用的胶带材料，从家居装修到工业生产等。这种胶带通常由美纹纸基材和胶粘层构成。尽管美纹纸胶带在多种用途中都有出色的表现，它通常在强度、耐久性、附着力和耐磨损性等方面存在一定的局限性。这主要是由于美纹纸基材和胶粘层的固有物理性质限制所导致的；其主要局限性有：弱拉伸强度，传统的美纹纸胶带在受到高张力时容易断裂。附着力不足，某些应用场景需要更强的附着力，而传统美纹纸胶带往往无法满足这些要求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：提供一种纳米技术改良的美纹纸胶带、制备方法及制备系统，该纳米技术改良的美纹纸胶带因其结构和材料的创新而实现了在强度、耐久性、附着力、灵活性等方面的显著提高。不仅提升了产品的性能，也为其在更广泛的应用场景中提供了可能性。

2、本发明采用的技术方案如下：

3、纳米技术改良的美纹纸胶带，包括从外至内的美纹纸基材层、纳米加强层以及胶粘层；所述纳米加强层的成份包括纳米碳管或纳米纤维；所述胶粘层成沿胶带长度方向平行排列的多条横向条纹状分布。

4、纳米技术改良的美纹纸胶带的制备方法，包括以下步骤：

5、①预处理步骤

6、美纹纸进行预处理，以去除杂质和湿气；在预处理的美纹纸上进行纳米硅烷化处理，以增加胶粘剂和纸质表面的结合力；

7、②纳米加强步骤

8、通过喷涂方式将纳米碳管或纳米纤维均匀喷涂在美纹纸一面；

9、③上胶步骤

10、利用弹胶烘干装置，通过向纳米加强层表面弹胶并初步烘干定型的方式在经过纳米加强的美纹纸上设置胶粘剂；胶粘剂沿胶带长度方向形成平行排列的多条横向条纹；

11、④最终烘干步骤

12、通过加热或紫外光固化方法，使胶粘剂与美纹纸基材层和纳米加强层彻底结合；

13、⑤收卷步骤

14、使用胶带卷取装置对美纹纸胶带进行收卷；

15、⑥切割与包装步骤

16、将收卷好的美纹纸胶带卷切割成标准尺寸；进行质量检测，合格后进行包装。

17、其中，步骤①的纳米硅烷化处理的方法为：使用喷涂设备均匀地将纳米硅烷溶液喷涂在预处理的美纹纸上；然后使用烘干机进行固化，设定温度为75～85℃，时间为35～45分钟。

18、其中，所述胶带卷取装置包括：

19、底座；

20、平衡座，所述平衡座设于底座内顶部处；

21、平衡机构，其设有多组，多组所述平衡机构均设于底座内，且多个平衡机构均匀分布，多组平衡机构的均与平衡座连接，每组所述平衡机构均包括拉伸部件、顶位部件、两个平衡柱、两个连杆和按压块，两个所述平衡柱的底部均转动连接于底座的下内壁，每个所述连杆的一端均转动连接于每个平衡柱的顶部，所述按压块转动连接于两个连杆的另一端，所述拉伸部件设于两个平衡柱上，所述顶位部件设于按压块上；

22、调位机构，设于平衡座内，用以胶带卷取过程中的位置及张力调整；

23、安装机构，其设有多组，多组所述安装机构均设于调位机构上，每组所述安装机构均包括驱动部件、安装环、转动环、三个定位杆和三个限位块，所述安装环设于调位机构上，所述转动环转动连接于安装环内，三个所述定位杆的一端均等距转动连接于安装环内，三个所述限位块均等距转动连接于转动环内，每个所述定位杆均活动插设于每个限位块内，且每个定位杆的一端均转动连接有定位滚轮，所述驱动部件设于安装环内，且驱动部件与转动环连接；以及

24、辊轴机构，其设于调位机构上，用以胶带卷取的卷取使用，所述辊轴机构包括张力辊轴和卷曲辊轴，所述张力辊轴的两端分别转动连接于其中两个安装环内，且张力辊轴的两端均开设有安装槽，所述卷曲辊轴的两端分别转动连接于另外两个安装环内，且卷曲辊轴的两端均开设有安装槽。

25、其中，所述拉伸部件包括两个连块和拉伸弹簧，每个所述连块均转动连接于每个平衡柱上，所述拉伸弹簧的两端分别固定连接于两个连块上。

26、其中，所述顶位部件包括多个下压杆、多个下压弹簧和多个下压套，多个所述下压杆均等距固定连接于按压块的顶部，每个所述下压套均活动套设于每个下压杆上，每个所述下压弹簧均套设于每个下压杆上，且每个下压弹簧均设于每个下压套内。

27、其中，所述调位机构包括升降部件、移动控制部件、两个调位滑块和两个移位螺纹杆，所述平衡座的顶部两侧均开设有调位滑槽，每个所述移位螺纹杆均转动连接于每个调位滑槽内，每个所述调位滑块均滑动连接于每个调位滑槽内，且每个调位滑块均与每个移位螺纹杆螺纹连接。

28、其中，所述升降部件为两个升降气缸，两个所述升降气缸分别安装设置于平衡座的顶部两侧边缘处，两个所述升降气缸的输出端分别固定连接于其中两个安装环的底部。

29、其中，所述移动控制部件包括联动组件、调位电机和驱动调位齿轮，所述调位电机通过螺栓固定连接于平衡座内，所述驱动调位齿轮固定连接于调位电机的输出端。

30、其中，所述联动组件包括联动齿带和两个联动齿轮，每个所述联动齿轮均固定连接于每个移位螺纹杆的一端，所述联动齿带套设于两个联动齿轮上，所述联动齿带与两个联动齿轮相互啮合，且联动齿带与驱动调位齿轮相互啮合。

31、其中，其中一个所述调位滑块上固定连接有卷曲电机，所述卷曲电机的输出端固定连接有驱动锥齿轮，所述卷曲辊轴的一端固定连接有从动锥齿轮，所述从动锥齿轮与驱动锥齿轮相互啮合。

32、其中，所述驱动部件包括转动控制部件、调角转动块、定位转动块和转动螺纹杆，所述定位转动块转动连接于安装环内，所述安装环的一侧固定连接有底座，所述调角转动块转动连接于安装块上，所述转动螺纹杆的一端转动连接于定位转动块上，且转动螺纹杆的另一端螺纹连接于调角转动块上。

33、其中，所述转动控制部件包括调角驱动齿轮、调角电机和调角从动齿轮，所述调角电机固定连接于定位转动块上，所述调角驱动齿轮固定连接于调角电机的输出端，所述调角从动齿轮固定连接于转动螺纹杆的一端，且调角从动齿轮与调角驱动齿轮相互啮合。

34、其中，所述弹胶烘干装置包括横卧且沿竖直方向起伏的蛇形扁通道；所述蛇形扁通道两端开口外分别设置有外部导引辊；所述蛇形扁通道内部上端拐角处分别设置内部导引辊，下端拐角处分别设置弹胶烘干辊；胶带从蛇形扁通道的一端经外部导引辊引导进入蛇形扁通道，并依次经内部导引辊和弹胶烘干辊的交替导引后从蛇形扁通道的另一端穿出；所述弹胶烘干辊将胶液脉冲式弹至胶带一面后使其初步烘干定型。

35、其中，所述弹胶烘干辊包括中心轴、间距套设在中心轴外的中间筒以及多个锐角弯折板；所述中间筒与中心轴之间通过若干连接支撑杆固定连接；所述中间筒靠近两侧的外圆周面上设置有多组对称支耳；相邻两组对称支耳之间的中间筒上分别开设有排气缝；经加热的惰性气流从中心轴与中间筒之间的空间通入，并通过排气缝向外喷出；所述锐角弯折板包括弧面板体和与弧面板体连接的倾斜板体；所述锐角弯折板与支耳之间连接有连杆；所述连杆一端与锐角弯折板的弧面板体中部固定连接，另一端通过强力扭簧铰接在支耳上；静力状态下，各弧面板体首尾依次相触，整体形成圆筒状，防止烘干用气流大量喷出；所述倾斜板体位于圆筒状外侧；所述倾斜板体靠近尾部的外表面开设有凹槽用于暂存胶液；一固定设置的导胶板位于弹胶烘干辊斜上方；所述导胶板下端的位置刚好与倾斜板体形成干涉，且所述导胶板倾斜设置以方便将胶液导入凹槽内；一空心板状的供胶体位于导胶板上方，胶液从供胶体下端开缝泄露至导胶板的导胶面上。

36、其中，所述蛇形扁通道上端拐角处分别设置有出风口，下端拐角处分别设置有漏胶口；所述蛇形扁通道下端拐角处上方两边的蛇形扁通道内，在胶带布胶一面的一侧的蛇形扁通道内壁上开设有向上的出风细缝；所述出风细缝与出风口之间的蛇形扁通道内壁上还设置有弧形凸起内壁；所述出风细缝与弧形凸起内壁圆滑衔接；经加热加压的惰性气流从出风细缝吹出，贴附弧形凸起内壁向上流动。

37、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

38、1、纳米技术改良的美纹纸胶带的优点包括：

39、强度和耐久性显著提高：由于纳米加强层的加入，该纳米技术改良的美纹纸胶带具有显著更高的拉伸强度和耐久性。纳米碳管或纳米纤维的使用大大增强了胶带的结构完整性，使其更适合用于要求高强度和耐久性的应用，如重载包装或长期使用在恶劣环境下。

40、优越的附着力：改良后的胶粘层设计采用沿胶带长度方向平行排列的多条横向条纹状分布，这不仅提高了胶带的附着力，还增加了其在不同表面(如粗糙、光滑或不规则表面)上的附着性。

41、灵活性和可调性增加：纳米加强层和特殊设计的胶粘层结合，为美纹纸胶带提供了极高的灵活性和可调性。用户可以更容易地根据特定需要切割或调整胶带，同时保持其基础性能。

42、节约成本:虽然纳米材料的加入可能会增加单位成本，但由于其高强度和耐久性，整体使用成本降低。因为改良后的胶带不容易破损或失去粘性，从而减少了更频繁的替换需求。并且使用纳米碳管或纳米纤维的高强度和耐久性意味着胶带的使用寿命更长，从而减少了废物生成和更频繁的替换，具有一定的环境友好性。

43、应用范围拓宽：由于其强度、耐久性和附着力的显著提升，纳米技术改良的美纹纸胶带能够应用于更多高端和特殊需求场景，如航空、医疗器械、汽车制造和精密电子产品等。

44、2、本发明的胶带卷取装置的优点包括：

45、平衡性能优越：平衡机构的数量和分布均匀性确保了设备在运行过程中的稳定性。拉伸部件和顶位部件的设计进一步增强了设备的平衡性能。特别是拉伸弹簧和下压弹簧的使用，提供了额外的弹性和稳定性。

46、调位准确，操作灵活：通过升降气缸、移动控制部件等，能够精确地调整胶带卷取的位置和张力；调位电机和驱动调位齿轮的合作，以及联动齿带和联动齿轮的设计，实现了设备的平稳和快速调位。卷曲电机与驱动锥齿轮的设计使卷取过程更加精确，降低了出错率。转动控制部件(包括调角电机、调角驱动齿轮等)使得装置能够在多个方向和角度上进行微调，进一步提高了灵活性和适应性。

47、安装和更换方便：通过安装环和转动环的设计，辊轴机构能够快速、准确地安装到位。通过定位杆和限位块，安装过程更加安全可靠。

48、总的来说，通过综合应用各种先进的机械设计和控制技术，胶带卷取装置不仅提高了作业的精度和效率，还具有很高的稳定性和适应性。其设计细节，如平衡机构、调位机构和安装机构等，都充分体现了该设备在多个方面的优越性能和广泛的应用潜力。

49、3、本发明的弹胶烘干装置的优点包括：

50、节约空间：该弹性烘干装置采用蛇形扁通道，因此在相同占地面积下具有更多的有效烘干长度，不仅能够节约厂房空间，而且蛇形扁通道将热风限制在通道内流动，并可以通过出风口回收惰性气体再循环利用，因此还能够加快烘干速度，保障烘干过程中胶液不易被氧化，降低烘干成本。

51、实现横向条纹状分布的胶粘层：创新性的设计了弹性烘干辊，不仅可以实现辊的导引张拉作用，带动胶带前进，而且巧妙利用了这份张拉作用，利用胶带在弹性烘干辊表面的挤压力带动接触部位的锐角弯折板旋转，从而漏出开口使热风能够喷出对接触部位的胶带上被弹射成条状粘附的胶粘液进行热烘干定型；这一过程中巧妙利用了自然产生的动作和力，不需要感应器件即可自动完成，稳定性和灵活性高；并且还利用导胶板与转动到特定位置的锐角弯折板的干涉作用使锐角弯折板克服扭簧的扭力旋转，并在这一过程中利用其自身的导胶作用将胶液步入凹槽内，而在导胶板与锐角弯折板解除干涉时使其在回复的旋转动量下如投石车般将胶液弹飞至胶带上，从而形成横向条纹分布；并且还巧妙利用了弹胶烘干辊的旋转过程中，条纹状胶液受与胶带接触的倾斜板体的阻挡和分隔，并在分隔的过程中刚好如前述的那样出热风烘干定型，再经过多个弹性烘干辊的错位上胶，即可可控的形成不同分布密度的条纹胶线，实现其在不同表面(如粗糙、光滑或不规则表面)上优越的附着性。

52、高效烘干：出风细缝以及弧形凸起内壁的设置巧妙的利用康达效应，使惰性气体的热气流附着弧形凸起内壁向上流动，不仅不会直接吹拂胶带表面的未完全固化的胶液使其变形，而且能够对胶带表面施加一定的风压，有效抵消了未完全固化的胶液在重力作用下向下流动或变形的情况发生；同时还能高效的实现热烘干作用，同时也方便回收循环利用惰性气体。