CN103522721A

CN103522721A - 一种无纬布复合卷材连续生产方法

Info

Publication number: CN103522721A
Application number: CN201210483598.5A
Authority: CN
Inventors: 刘元坤; 刘阳; 吴中伟; 方心灵; 高虹; 张静; 李健; 潘智勇; 梁立; 赵耀; 樊凤彬; 傅丽强; 杨国; 张聪; 刘腾龙
Original assignee: BEIJING RATE NEW TECHNOLOGY CORP; Beijing Institute of Aerospace Testing Technology
Current assignee: BEIJING RATE NEW TECHNOLOGY CORP; Beijing Institute of Aerospace Testing Technology
Priority date: 2012-11-26
Filing date: 2012-11-26
Publication date: 2014-01-22
Anticipated expiration: 2032-11-26
Also published as: CN103522721B

Abstract

本发明涉及一种无纬布复合卷材连续生产方法，该复合卷材是通过两层单取向布呈90°方向正交叠合而成。通过在横向上同时放置五卷单向布卷，复合时大大提高生产效率；巧妙地在传送带上分为待裁切区、复合等待区、复合区，不存在间歇停止过程，有效提高了生产效率；中间复合采用一种新型胶黏剂配方和配比，确保复合时瞬间贴合牢固，简化生产工艺；传送带上采用带有规则排列的小孔的亚克力材质，采用负压吸风的方式将单取向布平整吸附在传送带上；传送带既为布料传送提供动力，又作为复合时的复合平台，创造性地一处多用，从而使得多门幅的无纬布连续生产成为现实。与目前现有技术相比，本发明具有全程自动控制系统，实现全程自动化连续生产。

Description

一种无纬布复合卷材连续生产方法

技术领域

本发明涉及一种复合卷材，属高分子复合材料制备领域，特别是涉及到一种无纬布复合卷材连续生产方法。

背景技术

无纬布是通过特殊的单向复合工艺制成，编织或机织布则是通过织机进行编织，纤维在编织过程中受到损伤，降低了纤维的原始力学性能。应变波在织物面上传播时，纤维的连接点对应变波进行反射和叠加，易造成纤维过度伸长而断裂，其防弹性能受到影响。无纬布避免了织物中存在的纤维弯曲，因此具有优良的物理机械性能，良好的动能吸收性，无“二次杀伤效应”。因此，无纬布这个形态结构具备良好的防弹性能，是目前世界上最先进的、应用最为广泛的防弹织物形态。

目前，在国内外生产无纬布的方式有两种：辊筒缠绕法和连续法。

辊筒缠绕法是单束纤维在一个预铺放好的薄膜的圆辊上螺旋线旋转，通过圆辊的转速和纤维束走线的线速度差异实现纤维的展开，经烘干定型后，将此层单向布沿圆辊母线切开，并调置为90°角度放置在圆辊表面上，将此布作为底层进行上述同样步骤的一种制作方法。这种方法的主要缺点是生产效率低，产品性能差异大，稳定性不高。

连续法，就是在生产线上实现单取向布和十字交叉层叠布生产两个步骤，目前国内单取向布连续生产的生产厂家较为普遍，但十字交叉层叠布的连续生产几乎为空白。绝大多数厂家采用的是半自动法，单取向布采用的是连续生产，十字交叉层叠布采用的是手工法生产。

美国专利5173138中公布了一种十字交叉层叠的制作方法，其中涉及到一个很关键的技术是将纤维丝束切断而不将纤维丝束的载体切开，根据它提到的制作工艺比较难实现。

中国专利201010583441.0中提及一种连续布的制作方法，其中涉及的是一种单取向布的生产方法，但是十字交叉层叠采用其所述的工艺缺陷较多，如层叠中会产生气泡、准确对位如何保证等会对产品性能产生影响。

中国专利201010164828.2中公开了一种无纬布及其复合卷材的制作方法，根据它所提及的采用机械手方式实现十字交叉层叠复合，存在诸多难点，如机械手的对位精度控制、重复可靠性问题等，其中最为关键的是采用此种方式效率不高，设备造价昂贵导致实用性价比不高。

中国专利201210031549.8中公开了无纬布十字层叠复合连续生产系统，采用其所述的设备工艺，主要缺陷有如下：(1)此系统的实际生产为间歇式，中间存在暂停过程，大大影响了生产效率；(2)存在收底膜的环节，底膜为消耗品，重复使用次数有限，因此大大增加了实际生产成本；(3)激光裁切过程中激光光路竖直向上易造成安全隐患，另外激光光路往复可靠性有待验证，连续工作激光裁切稳定可靠性有待提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无纬布复合卷材连续生产方法，该方法能克服上述生产中存在的缺陷，并且能实现稳定连续化生产。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种无纬布复合卷材连续生产方法，其特征在于包括纵向和横向两个部分。

纵向结构是，从单取向布卷放卷1到最后的成品收卷16之间的放料路线上，依次有夹送辊2、导向辊3、上胶辊5、胶槽6、导向辊4、过辊7、敞口热风烘箱8、过辊9、抬起辊10、复合处11、抬起辊12、过辊13、夹送辊14、裁边刀15；其中复合处A下表面空腔是与负压风机32联通；

横向结构是，单取向布卷放卷21、22、23、24、25依次并排放出，经过夹送辊26，依次经过待裁区C，裁刀27，裁刀左右两端固定28，复合等待区B，复合区A，传送带29，30、31、32为负压风机。

一种无纬布复合卷材连续生产方法，其特征在于，所述的单取向布为高强高模超高分子量聚乙烯纤维或者芳纶纤维或者碳纤维中的一种。

一种无纬布复合卷材连续生产方法，其特征在于，所述的纵向放卷1、夹送辊2、14、上胶辊5、过辊9、13、裁边15、纵向收卷16、横向放卷21、22、23、24、25、夹送辊26、裁刀27、传送带29、负压风机30、31、32均与控制系统连接，控制系统中存储有工艺生产程序。

一种无纬布复合卷材连续生产方法，其特征在于，所述的横向放卷同时摆放五卷单取向布，并且摆放不在同一个平面上，相邻布卷在平面上的搭接为3mm。

一种无纬布复合卷材连续生产方法，其特征在于，所述的传送带29依次分为待裁区C、复合等待区B，复合区A。

一种无纬布复合卷材连续生产方法，其特征在于，所述的复合区A的负压风机32提供的的负压力值为-0.04～-0.01MPa。

一种无纬布复合卷材连续生产方法，其特征在于，所述的过辊9，13，抬起辊10，12，在纵横向复合完毕后，抬起辊抬起将复合完毕的布样抬高离开传送带29，待横向布完全进入复合区A时抬起辊10、13落下使得未复合的纵向布落下与横向布接触完成复合。

一种无纬布复合卷材连续生产方法，其特征在于，所述的裁刀27为机械圆刀，传送带上横跨安装一个直线导向槽，裁刀在导向槽上来回往复裁切运动。

一种无纬布复合卷材连续生产方法，其特征在于，所述的热风烘箱8为电加热棒加热或者红外加热管加热，并安装离心风机进行鼓吹热风，加热温度控制在75～120℃。

一种无纬布复合卷材连续生产方法，其特征在于，所述的对辊夹送辊14为一刚柔结合方式，其中钢辊是带有温度，温度控制在65～95℃。

一种无纬布复合卷材连续生产方法，其特征在于，所述的上胶辊中的胶黏剂是丁苯橡胶、丁腈橡胶或天然橡胶胶黏剂中的一种或两种，其中溶剂为乙酸乙酯、汽油、丙酮、丁酮、苯、甲苯中的一种或者两种，其中胶黏剂∶溶剂＝30∶70～10∶90(质量比)，上胶浓度为10％～30％。

一种无纬布复合卷材连续生产方法，其特征在于，所述的无纬布/胶粘剂固含量重量比是95∶5～85∶15。

本发明中的优点：全程自动控制系统，可对工艺参数设定与实时调整，实现全程自动化控制连续生产。通过在横向上同时放置五卷单向布卷，复合时大大提高生产效率。巧妙地在传送带上有效分为三个区，待裁切区、复合等待区、复合区，实现真正意义上的连续，不存在间歇停止过程，有效提高了生产过程的连续性和生产效率。传送带既为布料传送提供动力，又作为复合时的复合平台，创造性地一处多用。由于成品是无纬布卷材形式，可以根据版型尺寸，量体裁衣，大大提高材料的利用率，减小产品的浪费，节省了原材料。

本发明中所用的胶粘剂是溶剂型胶黏剂，采用所述的配方和配比，中间复合时在热风烘干后胶黏剂瞬间产生较强的粘结力，复合层粘结力大小大于复合处负压大小，将横向布和纵向布牢固粘结，大大缩短了烘干时间，节约能源消耗，简化了复合生产工艺，提高了生产效率，节约了成本。

附图说明

图1是本发明纵向结构示意图。

图2是本发明横向结构示意图。

图3是成品布卷示意图。

图中，1是纵向放卷，2是夹送辊，3、4是导向辊，5是上胶辊，6是胶槽，7是过辊，8是敞口热风烘箱，9是过辊，10是抬起辊，11是复合处，12是抬起辊，13是过辊，14是夹送辊，15是裁边刀，16是纵向收卷，21、22、23、24、25是横向放卷，26是夹送辊，27是裁刀，28是裁刀左右两端固定，29是传送带，30、31、32为负压风机，A是复合区，B是复合等待区，C是待裁区

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明一种无纬布复合卷材连续生产方法包括纵向和横向两个部分，各自单独运动到复合处时，纵横向布采用胶黏剂复合在一起，实现无纬布卷材的连续生产。

如图1所示，将纵向单取向布卷从放卷1上放出后，经过夹送辊2，在导向辊3、4的作用下，上胶辊5将胶黏剂从胶槽6中辊涂到布面上，敞口烘箱8对上过胶液的单取向布进行烘干，烘干涂过胶的单取向布在传送带的正上方，此时横向单取向布到达复合处A处，抬起辊10、12落下，复合完毕，抬起辊10、12抬起，纵向单取向布料继续前进，前进的距离是横向单取向布五卷布的总幅宽，此时横向将待复合区B中的单取向布送至复合区A中，复合好的无纬布经过夹送辊14进行整型压实后达到裁边装置15，将纵向布的两侧布边进行修边整齐处理，随后收取在纵向收卷16上。

如图2所示，将横向五卷单取向布卷21、22、23、24、25同时放出后，经过夹送辊26，负压风机30、31、32此时打开，到达待裁区C，待起始料头送至待复合区B时，裁刀27对横向布进行裁切，设置横向布裁切的长度为纵向单取向布的幅宽，裁切完毕后达到复合区A，此时抬起辊10、12落下，与其正上方的纵向单取向布进行正交复合，复合完毕后，抬起辊10、12抬起，纵向继续走料前进，前进的距离是横向单取向布五卷布的总幅宽，处于待复合区B处的横向单取向布运行到复合处A，运行前进的距离是纵向单取向布的幅宽。后续重复前述的动作。

下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步的详细说明，但本发明不受实施条件的限制。依照本发明公开的内容，本领域的技术人员基本能实现本发明，本发明给出的条件有一定的范围，只要在该范围内均能实现同样的效果。

本发明实施例中采用的主要原料如下：

芳纶单取向预浸料布，公司自产，牌号LTUD-1，幅宽1205mm，克重75g/m²；

天然乳胶胶黏剂，北京万润橡胶原料有限公司，牌号泰国进口三棵树，固含量61％，氨含量0.72％；

丁苯乳胶，上海立深行国际贸易公司，Nipol LX437B，固含量47.5％；

丁腈乳胶，上海立深行国际贸易公司，Nipol 1571H，固含量40.0％；

有机溶剂，市售

实施例1

如图1所示，将纵向单取向布卷从放卷1上放出后，经过夹送辊2，在导向辊3、4的作用下，上胶辊5将胶黏剂从胶槽6中辊涂到布面上，本实施例中的胶粘剂是按照天然乳胶胶黏剂∶丁苯乳胶∶130#汽油＝15∶15∶70(质量比)，并将浓度调配至20％；敞口热风烘箱8对上过胶液的单取向布进行烘干，烘箱的温度为105℃，烘干涂过胶的单取向布在传送带的正上方，此时横向单取向布到达复合处A处，抬起辊10、12落下，复合完毕，抬起辊10、12抬起，纵向单取向布料继续前进，前进的距离是横向单取向布五卷布的总幅宽。如图2所示，此时横向将待复合区B中的单取向布送至复合区A中，此时抬起辊10、12落下在复合处A进行纵横向复合，负压风机32提供的负压为-0.03MPa，同时裁刀27对横向布进行下一幅的裁断，横向单取向布所运行的距离为纵向单取向布的幅宽，复合好的无纬布经过夹送辊14进行整型压实，夹送辊14中的钢辊温度90℃，而后达到裁边装置15，将纵向布的两侧布边进行修边整齐处理，随后收取在纵向收卷16上，得到无纬布复合卷材产品。

实施例2

如图1所示，将纵向单取向布卷从放卷1上放出后，经过夹送辊2，在导向辊3、4的作用下，上胶辊5将胶黏剂从胶槽6中辊涂到布面上，本实施例中的胶粘剂是按照天然乳胶胶黏剂∶丁苯乳胶∶丁腈乳胶130#汽油＝15∶20∶65(质量比)，并将浓度调配至25％；敞口热风烘箱8对上过胶液的单取向布进行烘干，烘箱的温度为95℃，烘干涂过胶的单取向布在传送带的正上方，此时横向单取向布到达复合处A处，抬起辊10、12落下，复合完毕，抬起辊10、12抬起，纵向单取向布料继续前进，前进的距离是横向单取向布五卷布的总幅宽。如图2所示，此时横向将待复合区B中的单取向布送至复合区A中，此时抬起辊10、12落下在复合处A进行纵横向复合，负压风机32提供的负压为-0.02MPa，同时裁刀27对横向布进行下一幅的裁断，横向单取向布所运行的距离为纵向单取向布的幅宽，复合好的无纬布经过夹送辊14进行整型压实，夹送辊14中的钢辊温度80℃，而后达到裁边装置15，将纵向布的两侧布边进行修边整齐处理，随后收取在纵向收卷16上，得到无纬布复合卷材产品。

实施例3

如图1所示，将纵向单取向布卷从放卷1上放出后，经过夹送辊2，在导向辊3、4的作用下，上胶辊5将胶黏剂从胶槽6中辊涂到布面上，本实施例中的胶粘剂是按照天然乳胶胶黏剂∶丁苯乳胶∶丁腈乳胶∶甲苯∶130#汽油＝10∶5∶5∶15∶65(质量比)，并将浓度调配至12％；敞口热风烘箱8对上过胶液的单取向布进行烘干，烘箱的温度为120℃，烘干涂过胶的单取向布在传送带的正上方，此时横向单取向布到达复合处A处，抬起辊10、12落下，复合完毕，抬起辊10、12抬起，纵向单取向布料继续前进，前进的距离是横向单取向布五卷布的总幅宽。如图2所示，此时横向将待复合区B中的单取向布送至复合区A中，此时抬起辊10、12落下在复合处A进行纵横向复合，负压风机32提供的负压为一0.01MPa，同时裁刀27对横向布进行下一幅的裁断，横向单取向布所运行的距离为纵向单取向布的幅宽，复合好的无纬布经过夹送辊14进行整型压实，夹送辊14中的钢辊温度95℃，而后达到裁边装置15，将纵向布的两侧布边进行修边整齐处理，随后收取在纵向收卷16上，得到无纬布复合卷材产品。

Claims

1.一种无纬布复合卷材连续生产方法，其特征在于：包括纵向和横向两个部分，

纵向结构是，从单取向布卷放卷1到最后的成品收卷16之间的放料路线上，依次有夹送辊2、导向辊3、上胶辊5、胶槽6、导向辊4、过辊7、敞口热风烘箱8、过辊9、抬起辊10、复合处11、抬起辊12、过辊13、夹送辊14、裁边刀15；其中复合处A下表面空腔是与负压风机32联通；横向结构是，单取向布卷放卷21、22、23、24、25依次并排放出，经过夹送辊26，依次经过待裁区C，裁刀27，裁刀左右两端固定28，复合等待区B，复合区A，传送带29，30、31、32为负压风机。

2.根据权利要求1所述的一种无纬布复合卷材连续生产方法，其特征在于：

所述的单取向布为高强高模超高分子量聚乙烯纤维或者芳纶纤维或者碳纤维中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种无纬布复合卷材连续生产方法，其特征在于：

所述的纵向放卷1、夹送辊2、14、上胶辊5、过辊9、13、裁边15、纵向收卷16、横向放卷21、22、23、24、25、夹送辊26、裁刀27、传送带29、负压风机30、31、32均与控制系统连接，控制系统中存储有工艺生产程序。

4.根据权利要求1所述的一种无纬布复合卷材连续生产方法，其特征在于：

所述的横向放卷同时摆放五卷单取向布，并且摆放不在同一个平面上，相邻布卷在平面上的搭接为3mm。

5.根据权利要求1所述的一种无纬布复合卷材连续生产方法，其特征在于：

所述的传送带29依次分为待裁区C、复合等待区B，复合区A。

6.根据权利要求1所述的一种无纬布复合卷材连续生产方法，其特征在于：

所述的复合区A的负压风机32提供的负压力值为-0.04～-0.01Mpa。

7.根据权利要求1所述的一种无纬布复合卷材连续生产方法，其特征在于：

所述的过辊9，13，抬起辊10，12，在纵横向复合完毕后，抬起辊抬起将复合完毕的布样抬高离开传送带29，待横向布完全进入复合区A时抬起辊10、13落下使得未复合的纵向布落下与横向布接触完成复合。

8.根据权利要求1所述的一种无纬布复合卷材连续生产方法，其特征在于：

所述的裁刀27为机械圆刀，传送带上横跨安装一个直线导向槽，裁刀在导向槽上来回往复裁切运动。

9.根据权利要求1所述的一种无纬布复合卷材连续生产方法，其特征在于：

所述的热风烘箱8为电加热棒加热或者红外加热管加热，并安装离心风机进行鼓吹热风，加热温度控制在75～120℃。

10.根据权利要求1所述的一种无纬布复合卷材连续生产方法，其特征在于：所述的对辊夹送辊14为一刚柔结合方式，其中钢辊是带有温度，温度控制在65～95℃。

11.根据权利要求1所述的一种无纬布复合卷材连续生产方法，其特征在于：所述的上胶辊中的胶黏剂是丁苯乳胶、丁腈乳胶或天然乳胶胶黏剂中的一种或两种，其中溶剂为乙酸乙酯、汽油、丙酮、丁酮、苯、甲苯中的一种或者两种，其中胶黏剂∶溶剂＝30∶70～10∶90(质量比)，上胶浓度为10％～30％。

12.根据权利要求1所述的一种无纬布复合卷材连续生产方法，其特征在于：所述的无纬布/胶粘剂固含量重量比是95∶5～85∶15。