CN101177846A - 新型无纬布及复合ud型材的制备方法 - Google Patents

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王依民
倪建华
周成程
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Ningbo Rongyi Chemical Fiber Science and Technology Co Ltd
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Ningbo Rongyi Chemical Fiber Science and Technology Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种新型无纬布及复合UD型材的制备方法，包括步骤：(1)在丝束架的进丝张力箱上装上恒定的静电发生器；(2)丝束平行铺展，进入浸胶槽后，在铺辊上由雾化喷胶装置对无纬布进行上下面上胶；(3)对无纬布双面平行刮刀处理表面胶；(4)无纬布形成后的牵引用链式平行输送，进行平行切割或转换叠复，形成多层结构的UD复合板。本发明的方法是质量稳定的连续化生产方法，且生产成本低，制备的UD型材具有质量均匀、纤维受力均匀、上胶率整体均匀等特点。

Description

新型无纬布及复合UD型材的制备方法
技术领域
本发明属高分子复合材料的制备领域，特别是涉及一种新型无纬布及其复合UD型材的制备方法。
背景技术
采用高性能纤维，如碳纤维、芳纶、高强高模聚乙烯纤维制作无纬布及复合型材，主要用于防弹、防刺等安全防护材料，因此其品质的稳定性是十分重要的。
US.4.916.000和US5.149.391，中国专利03109121.0，03158881.6，公开了几种制作方法，其主要缺陷：①缺乏对丝束的静电、张力的有效均匀控制，导致铺丝不均匀；②上胶工序导致胶层不均匀；③没有回收聚集装置，不仅污染车间环境，有害一线工人健康，而且增加生产成本；④采用曲辊圆筒输送和卷取，导致复合UD型材的面层之间容易形成内应力以及端复合型材变形和损伤，影响最终制品的性能，特别是防弹、防刺材料的安全性。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型无纬布及复合UD型材的制备方法，该方法克服上述现有技术的缺陷，是一种有利于质量稳定的连续化生产方法。
本发明的新型无纬布及复合UD型材的制备方法，包括下列步骤：
(1)在丝束架的进丝张力箱上装上恒定的静电发生器；
(2)丝束平行铺展，进入浸胶槽后，在铺辊上由雾化喷胶装置对无纬布进行上下面上胶；
(3)对无纬布双面平行刮刀处理表面胶；
(4)无纬布形成后的牵引用链式平行输送，进行平行切割或转换叠复，形成多层结构的UD复合板。
所述步骤(2)中的铺丝速度是30-60m/min；
所述的无纬布是聚乙烯纤维、芳纶纤维、聚丙烯腈基碳纤维；
所述的上胶剂是丁钠胶、丁苯胶、热塑性PVA，上胶浓度20％-30％；
所述的无纬布/上胶剂重量比是80∶20；
所述的喷雾压力是0.1 8-0.22Kg/cm2。
本发明中在丝束架的进丝张力箱上装上恒定的静电发生器，其作用和原理是当几十束丝条平行进入一个同水平线的张力筘时，由于受到相同恒定的静电作用，单纤之间就会铺开，而且单纤之间的隔距相对均匀。而现有技术中，用摩擦辊产生静电而促使丝条分散铺展的方法是一种强制性的机械摩擦，横向分丝隔距不均匀，纵向运动也难以恒定，并且强制性的摩擦也可能损伤纤维。
本发明中在铺辊上由雾化喷胶装置对无纬布进行上下面上胶，其作用是雾化胶不仅可补充上胶，提高均匀性，而且还可表面喷涂其它增加功能的有机或无机粉体材料，以提高无纬布的抗蠕变性、耐热性和抗冲击性，特别是对高强高模聚乙烯纤维UD型材来说。对无纬布双面平行刮刀处理表面胶，有利正、反两布面胶粘的平整和布面胶层的均匀性。
本发明中丝束集束架，主要由陶瓷圈组成组成，使每一股丝束均匀穿过，减少磨擦造成纤维的损伤。然后将丝束引入张力架，其作用是进一步平衡丝束之间的张力并使其受力一致。丝束钢筘平行铺展，而铺展效果由钢筘连接的一组静电发生器来保证。静电的强弱调节是根据丝束铺展的间隙和宽度来确定的。均匀铺展开的丝束由牵引辊送入浸胶槽，再引入铺丝辊形成UD板。铺丝辊前端由上下两只喷雾咀均匀再次向UD板喷胶或其他助剂。铺丝辊的后端有平行排立的2只刮胶器，其作用是对UD板的胶粘剂层进行平整处理，防止胶层凹陷、起泡。热定型辊上方安装罩式回收器，将热定型UD板时胶粘剂挥发形成的气体冷凝回收，再由冷凝桶收集并回用。最后由链式将UD板平行输送和垂直切割，以避免现有技术中圆辊卷取时曲率半径的不同形成UD板内应力不同。
本发明的有益效果：
(1)在连续化铺丝中形成稳定的张力及恒定的静电，使丝束纤维均匀分散，从而保证最终制品中纤维均匀分布，从而确保UD板中纤维的均匀受力；
(2)两次上胶，特别是浸浴糟后碾辊前的双面喷雾涂胶和刮胶不仅提高粘结强度，而且保证宽门幅的UD板上胶率的整体均匀性；
(3)在热定型辊上方安装回收系统，将胶粘剂在固化时挥发的溶剂气体连续收集后进行回收处理，不仅保证车间环境，有利于一线操作人员的健康，而且还可回收溶剂，降低生产成本；
(4)摒弃了圆辊式卷取，采用平行链式输送及切割，根据不同产品的需要制备平行复合UD型材，从而保证复合多层无纬布UD型材质量的均匀性。
附图说明
图1是本发明的装置，1是集束架，2是张力架，3是静电发生器，4是牵引辊，5是上浆槽，6是刮浆刀，7是定型辊，8是回收、抽吸，9是冷凝器，10是接受桶，11是平行输送，12是平行卷取。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
原料是高强高模聚乙烯纤维、规格1000D/240f，集束筒数60只。胶粘剂是丁钠胶(市售)；上胶浓度是20％，喷雾压力是0.18Kg/cm2；铺丝速度是30m/min，平行复合层是60层；纤维/胶粘剂重量比是80/20。测得UD型材V50＝589m/s。
实施例2
原料是芳纶纤维，规格800D/200f，集束筒数，40只，胶粘剂是丁苯胶(市售)；浸胶浓度是30％，喷雾压力是0.18Kg/cm2；铺丝速度是30m/min，平行复合：层60层，纤维/胶粘剂重量比是80/20。测得UD型材V50＝550m/s。
实施例3
原料是聚丙烯腈基碳纤维，600D/100f，集束筒数是30只，胶粘剂是热塑性PVA(市售)；溶胶浓度是25％，喷雾压力是0.18Kg/cm2；铺丝速度是30m/min，平行复合层是60层，纤维/胶粘剂重量比是80/20。测得UD型材V50＝538m/s。

Claims (6)

1.新型无纬布及复合UD型材的制备方法，包括下列步骤：
(1)在丝束架的进丝张力箱上装上恒定的静电发生器；
(2)丝束平行铺展，进入浸胶槽后，在铺辊上由雾化喷胶装置对无纬布进行上下面上胶；
(3)对无纬布双面平行刮刀处理表面胶；
(4)无纬布形成后的牵引用链式平行输送，进行平行切割或转换叠复，形成多层结构的UD复合板。
2.根据权利要求1所述的新型无纬布及复合UD型材的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中的铺丝速度是30-60m/min。
3.根据权利要求1所述的新型无纬布及复合UD型材的制备方法，其特征在于：所述的无纬布是聚乙烯纤维、芳纶纤维或聚丙烯腈基碳纤维。
4.根据权利要求1所述的新型无纬布及复合UD型材的制备方法，其特征在于：所述的上胶剂是丁钠胶、丁苯胶或热塑性PVA，上胶浓度20％-30％。
5.根据权利要求1所述的新型无纬布及复合UD型材的制备方法，其特征在于：所述的无纬布/上胶剂重量比是80∶20。
6.根据权利要求1所述的新型无纬布及复合UD型材的制备方法，其特征在于：所述的喷雾压力是0.18-0.22Kg/cm2。
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