CN101725051B - 一次生产复合角度多层纤维布的方法及生产该纤维布的多轴预浸织布机 - Google Patents

Abstract

一种一次生产复合角度多层纤维布的方法，包括预设主轴、以非0度角进纱、缠绕进纱带、加热成型、冷却、卷收等步骤。由于进纱带是以非0度角进纱，经过缠绕后至少得到两层纱，且两层纱的角度不同，这样最后加热成型的纤维布就成为复合角度多层纤维布，而且只需一次加工即可生产而成，不需人工二次裁剪加工，因此可提高生产效率、材料利用率，生产出的产品平整度高、宽幅更宽。本发明还公开了一种生产该纤维布的织布机，主要包括纱架、孔板、展纱架、放离型纸装置、热压装置、冷却装置及收卷机；该织布机设有至少一组纱架、孔板及展纱架，且展纱架入纱角为非0度；此外，在展纱架与热压装置之间设有令非0度纱来回缠绕的缠绕装置。

Description

一次生产复合角度多层纤维布的方法及生产该纤维布的多轴预浸织布机

技术领域

本发明涉及一种纤维布的生产方法及纤维布的生产机械，尤指一种一次就可生产出复合角度且多层的纤维布，以及用于生产这种复合角度纤维布的新型多轴预浸织布机。 

背景技术

由于碳纤维、玻纤维的重量轻、强度高，目前有许多产品都使用碳纤或玻纤复合材料，一般统称为纤维布，例如自行车车架、网球球拍、曲棍球球棒等就是使用纤维复合布。而这些产品的加工，都是利用纤维复合布卷曲加工成型，纤维复合布的生产则是使用织布机。 

在以往织布机是将纱架上面的线通过孔板进入展纱架，与预浸过树脂的离型纸一起进入成型装置进而直接成型。对于传统织布机，由于只有一个进纱轴，即仅有一组展纱架及孔板、纱架，且该轴的中心面与主设备的中心面相同(这种传统织布机通常也被称为单轴预浸织布机)，因此所织出的纤维布都是0度且只有一层，而0度单层纱在实际加工管材时，由于所有的纱线都是一个方向，导致强度在某些方向不足。所以在实际生产过程中，需要将这种0度纱裁剪成角度纱，并折叠成多层，使每层纱形成交错的状态，即各层角度不同，得到多层复合角度纤维布，这种经裁剪折叠后得到的复合角度多层纤维布才能进行实际产品的加工。但是这种生产过程存在着诸多的缺点，其主要有以下几点： 

1.由于这种织布机只能织出0度纱，根本不能满足目前生产中的种种需要，给生产带来了很多不必要的麻烦； 

2.在生产过程中经常需要用到45度，以及一些别的角度纱，这时就必须从0度纱上面，通过人工的裁剪最终得到所需的角度纱，从而增加了不必要的劳动力； 

3.在人工裁剪过程中，0度纱不可能100％被裁成所需要的角度纱，材料的利用率下降，浪费率高，进而给环境带来了更多的压力； 

4.此外，在裁纱折叠中，往往在边角的地方会有凹凸不平等现象，平整度很低，给生产带来了很多不必要的麻烦； 

5.0度纱在裁剪成角度纱之后，宽幅变窄，无法得到所加工出纤维布的原有幅宽。 

综上所述，以现有的设备及生产方式，要得到复合角度多层纤维布就必须通过二次加工的方式，在0角度单层纱的基础上裁切出角度纱，然后再以单层纱折叠或多层纱层叠，这样才能得到复合角度多层纤维布。这种生产方法不但要利用人工，生产效率低下，且材料利用率也低，生产出的产品还具有平整度低、宽幅较窄的缺陷。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种一次就可生产出复合角度且多层纤维布的生产方法。 

本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种一次加工就可以织出任意复合角度且多层的纤维布的新型多轴预浸织布机。 

为解决上述技术问题，本发明的技术解决方案是： 

一种一次生产复合角度多层纤维布的方法，该生产方法包括下述步骤： 

1)预设主轴：以纤维布成型中心面为主轴； 

2)以非0度角进纱：即以主轴为基准，将纤维布原料纱以偏离 主轴一定角度的方式进纱； 

3)缠绕进纱带：来回缠绕纱带，并使缠绕后的纱带两边缘平行于主轴； 

4)加热成型：将缠绕后的纱带与预浸有树脂的离型纸一起进行加热后成型； 

5)冷却：将加热成型后的纤维布进行冷却处理； 

6)卷收：将最后成型的纤维布卷收起来。 

所述步骤2)中，设置一组进纱轴，或者设置多个进纱轴；设置多个进纱轴时，每个进纱轴的进纱角各不相同。 

所述生产方法在非0度角进纱的基础上，再设置一组0度角进纱轴。 

一种一次生产复合角度多层纤维布的新型多轴预浸织布机，主要包括纱架、孔板、展纱架、放离型纸装置、热压装置、冷却装置及收卷机，放于纱架上的线通过孔板进入展纱架形成纱带，与预浸有树脂的离型纸一起经热压装置压缩成型，再经冷却装置冷却后由收卷机收取；其中该织布机设有至少一组纱架、孔板及展纱架，且展纱架入纱角为非0度，入纱角即为展纱架中心面与设备中心面的夹度；此外，在展纱架与热压装置之间设有令非0度纱来回缠绕的缠绕装置。 

所述缠绕装置为两根平行于设备中心面且主向相向的丝杆，由展纱架进入的非0度纱依次绕于两根丝杆上。 

所述织布机还设置有一组入纱角为0度的纱架、孔板及展纱架。 

所述织布机设有三组纱架、孔板及展纱架，其中一组设于设备的中心面处，即入纱角为0度，另外两组分设于设备的两侧，入纱角为非0度。 

所述展纱架下方设有可用来调整其入纱角的导轨。 

所述丝杆的下方一端设有支撑座，形成一端支撑一端悬空的状 态，且悬空端位于出纱一端。 

所述缠绕装置与热压装置之间设有具冲压辊的输送装置；所述放离型纸装置设有上下两个，下层放离型纸装置的离型纸预浸有树脂；所述冷却装置之后设有可将上方离型纸收起的收离型纸装置；所述收离型纸装置之后设有可在纱带上方放置一层薄膜的放薄膜装置，之后还设有可将纱带进行覆膜的牵引橡胶辊。 

采用上述生产方法及织布机所生产出的纤维布，由于进纱带是以非0度角度方式进纱，经过缠绕后至少得到两层纱，且两层纱的角度肯定不同，形成复合角度，这样最后加热成型的纤维布就成为复合角度多层纤维布，而且只需一次加工即可生产而成，不需人工二次裁剪加工，因此可大幅提高生产效率、材料利用率，生产出的产品平整度高、宽幅更宽。 

具体而言，本发明优点主要有以下几点： 

1.本发明可以设置两轴、三轴，或者更多轴，甚至仅设置一个非0度角进纱轴，本发明的织布机还可象传统那样一轴用，因此能够织出0度、20度、45度等一些所有需要的多角度纱，方便了在生产过程中，得角度纱难的问题；只要通过调整入纱角的大小就可以织出任何所需要的纱，还可以织出各种不同角度重叠的预浸布； 

2.在以往要得到角度纱要通过人工去裁剪，浪费不必要的劳动力，同时效率又低，而本发明一步到位，减少了很多劳动力，明显的提高生产效率； 

3.本发明一步织成想要的角度纱，在裁剪过程当中基本上利用率可以达到100％，很大的程度上减少了材料方面的浪费率，而且生产出来的布幅宽有多大，就可得到多大幅宽的角度纱，具有大幅宽的特点； 

4.本发明所织出的纱经过几次压缩得到角度纱，解决人工裁剪 叠纱过程中凹凸不平的问题，大大的提高角度纱的平整度，从而提高角度纱的性能，提高产品的性能； 

5.由于所述织布机中间的设备与两端的设备是各自独立的，从而可以得到角度纱层数不一样的复合布，给生产带来了很大的便利。 

此外，利用本发明所生产出来的预浸纤维复合布加工出的复合产品也具有下述优点： 

一.增加所加工产品的安全强度，因为该纤维布具有大幅宽、多角度、复合角度、连续生产的优点，可改善各种复合产品的韧性、扭力、钢性，减少过多重叠，防止应力集中而出现断裂等安全问题。 

二.减少复合产品生产成本：因为可减少纤维布的材料用量，减少离型纸、覆膜用量一倍以上，减少边角料浪费，减少折叠角度的人工费。 

三.可以改变传统复合材料产品结构，提高产品安全性，减轻重量：如钓鱼杆、高尔夫球杆、滑雪杆等杆状的用品。 

四.特别是大型用品制造：如风力发电机叶片、飞机机身、舰船、下水管道、轻型桥梁等需求大幅宽、多角度、复合角度、连续性预浸纤维布的产品，将产生显著的经济益，安全系数。 

附图说明

图1是本发明织布机的侧视图； 

图2是本发明织布机的俯视图； 

图3是本发明织布机丝杆缠绕处的正面示意图； 

图4是本发明织布机丝杆缠绕处的反面示意图； 

图5是本发明织布机丝杆缠绕后双层线的结构示意图； 

图6是本发明织布机丝杆支撑示意图； 

图7是本发明生产方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详述。 

本发明涉及一种一次就可生产出复合角度且多层纤维布的生产方法，该生产方法包括下述步骤(如图7所示)： 

1)预设主轴：以纤维布成型中心面为主轴； 

2)以非0度角进纱：即以主轴为基准，将纤维布原料纱以偏离主轴一定角度的方式进纱； 

3)缠绕进纱带：来回缠绕纱带，并使缠绕后的纱带两边缘平行于主轴； 

4)加热成型：将缠绕后的纱带与预浸有树脂的离型纸一起进行加热后成型； 

5)冷却：将加热成型后的纤维布进行冷却处理； 

6)卷收：将最后成型的纤维布卷收起来。 

通过上述步骤所生产出的纤维布，由于进纱带是以非0度角度方式进纱，经过缠绕后至少得到两层纱，且两层纱的角度肯定不同，形成复合角度，这样最后加热成型的纤维布就成为复合角度多层纤维布。 

另外，上述的步骤2)，可以设置一组进纱轴，也可以设置多个进纱轴，设置多个进纱轴时，每个进纱轴的进纱角都可各不相同。 

此外，在非0度角进纱的基础上，还可以再设置一组0度角进纱轴，从而得到多种复合角度的纤维布。 

本发明还涉及一种用于生产复合角度多层纤维布的新型多轴预浸织布机，利用上述生产方法及该织布机可以织出多种复合角度且多层的预浸纤维复合布。如图1、2所示，其为本发明织布机的较佳实施例，本实施例以45度三层纱为例说明。所述的织布机包括纱架1、 孔板2、展纱架3、缠绕装置4、放离型纸装置5、输送装置6、热压装置7、冷却装置8、收离型纸装置9、放薄膜装置10、牵引橡胶辊11及收卷机12。其中： 

所述的纱架1用于放置纱线，纱线穿过孔板2上的孔形成较密的纱带，再经过展纱架3使纱带进一步平整，形成紧密排列的纱带。本实施例设有三组纱架1、孔板2及展纱架3(即三个进纱轴)，其中一轴设于设备的中心面处，即入纱角为0度，另外两轴分设于设备的两侧，并使入纱角呈45度，所谓入纱角即为展纱架中心面与设备的中心面的夹度，图中所示的α角。所述展纱架3通过其下方的导轨31来调整入纱角。 

所述缠绕装置4在本实施例中即为两根平行于设备中心面且主向相向的丝杆41，为得到更好的进纱效果，在丝杆41的下方一端设有支撑座42，形成一端支撑一端悬空的状态(如图6所示)，且悬空端位于出纱一端。由上下两侧展纱架3进入的45度纱线依次绕在两根丝杆41上，而从中间展纱架3进入的0度纱则经过两根丝杆41的中间。具体缠绕方式如图3至5所示，下方展纱架3上的纱(如图中虚线所示)进入丝杆41时位于下方，绕过其对侧丝杆41后变为位于上方，再绕过下方丝杆41后又位于下方，以此类推；而中间的0度纱则放于下面展纱架上来的纱上方(图中未示出)；上方展纱架3上的纱(如图中实线所示)绕上丝杆41，放于最上方，其缠绕方式与下方进入的纱相反；三层纱叠在一起，绕着丝杆41一起向前做匀速直线运动。这种左右对称进纱方式，各层纱不交差，有别于以往纺织格子布及纺织格子角度布，纺织格子布的两层纱的各纱线需要交差，而对于纤维布来说，由于纤维较粗，使用经纬交差的方式，在经纬线相交点处易断裂。 

所述的放离型纸装置5、输送装置6、热压装置7、冷却装置8、 纸离型纸装置9、放薄膜装置10、牵引橡胶辊11及收卷机12均与现有设备相同，不再赘述。 

本发明的工作流程为： 

一、在工作开始前通过先调整两导轨31上面的展纱架3，进而得到调整入纱角的目的，使上下展纱架3的入纱角达到45度； 

二、通过原先放于纱架1上面的纱穿过孔板2形成较密的纱带，再经过展纱架3使其纱带进一步平整，形成紧密排列的纱带； 

三、经过上面处理后紧密排列的纱带绕上两根带有一定相同速度的丝杆41，经过丝杆41的旋转运动，和在拉力做用下，纱带向前运动，在此过程中，中间展纱架3的纱带进入两丝杆41中间，再将下面展纱架3的纱带绕上两根丝杆41放在中间纱带上方，形成下层纱，同理，上面展纱架3上的纱带也绕上两丝杆41，形成上层纱，通过以两丝杆41为两边界进行缠绕，如图2至图5所示，再通过收卷机12的牵引力向前运动，三层纱带形成角度不一、互相叠加、密集的纱带； 

四、为了防潮，防油，将产品隔离，在上下两层放上离型纸，下层离型纸需预浸树脂，同三层纱形成的纱带，经过输送装置6上面的冲压辊进行牵引辊压压缩，形成较平整的纱带，再通过输送装置6向前运动进入热压装置7进一步加热压缩成型； 

五、成型后的纱带进入冷却装置8，进行冷却之后，收取上面一层离型纸，同时放下一层薄膜，薄膜与纱带进行覆膜橡胶辊压，再同下层离型纸一同由收卷机12收取，这样即得到所要的产品45度三层预浸纤维复合布。

Claims (6)

1.一种一次生产复合角度多层纤维布的多轴预浸织布机，主要包括纱架、孔板、展纱架、放离型纸装置、热压装置、冷却装置及收卷机，放于纱架上的线通过孔板进入展纱架形成纱带，与预浸有树脂的离型纸一起经热压装置压缩成型，再经冷却装置冷却后由收卷机收取；

其特征在于：该织布机设有至少一组纱架、孔板及展纱架，且展纱架入纱角为非0度，入纱角即为展纱架中心面与设备中心面的夹度；此外，在展纱架与热压装置之间设有令非0度纱来回缠绕的缠绕装置；该缠绕装置为两根平行于设备中心面且主向相向的丝杆，由展纱架进入的非0度纱依次绕于两根丝杆上。

2.如权利要求1所述一次生产复合角度多层纤维布的多轴预浸织布机，其特征在于：所述织布机还设置有一组入纱角为0度的纱架、孔板及展纱架。

3.如权利要求1所述一次生产复合角度多层纤维布的多轴预浸织布机，其特征在于：所述织布机设有三组纱架、孔板及展纱架，其中一组设于设备的中心面处，即入纱角为0度，另外两组分设于设备的两侧，入纱角为非0度。

4.如权利要求1所述一次生产复合角度多层纤维布的多轴预浸织布机，其特征在于：所述展纱架下方设有可用来调整其入纱角的导轨。

5.如权利要求1所述一次生产复合角度多层纤维布的多轴预浸织布机，其特征在于：所述丝杆的下方一端设有支撑座，形成一端支撑一端悬空的状态，且悬空端位于出纱一端。

6.如权利要求1所述一次生产复合角度多层纤维布的多轴预浸织布机，其特征在于：所述缠绕装置与热压装置之间设有具有冲压辊的输送装置；所述放离型纸装置设有上下两个，下层放离型纸装置的离型纸预浸有树脂；所述冷却装置之后设有可将上方离型纸收起的收离型纸装置；所述收离型纸装置之后设有可在纱带上方放置一层薄膜的放薄膜装置，该放薄膜装置之后还设有可将纱带进行覆膜的牵引橡胶辊。

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