CN103935052B - 一种制备连续纤维织物增强热塑性树脂的设备 - Google Patents
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Abstract
本发明属于复合材料制备领域，涉及一种制备连续纤维织物增强热塑性树脂的设备。该设备包括依次设置的放卷装置、张力控制装置、静电消除及预加热装置、复合装置、成型装置和收卷装置，其中所述的静电消除及预加热装置设置于张力控制装置和复合装置之间。与现有技术相比本申请提供的一种制备连续纤维织物增强热塑性聚氨酯复合软布的设备，该设备工艺简单，连续化操作方便，生产过程中无任何污染，与现有技术相比，纤维与树脂的粘结效果更好，不易剥离，且表观效果更清晰。
Description
技术领域
本发明属于复合材料制备领域，涉及一种制备连续纤维织物增强热塑性树脂的设备。
背景技术
热塑性聚氨酯（TPU）具有各种优异的性能，如综合机械性能良好、抗水解、抗微生物侵蚀性能有益，耐热，耐低温，耐化学腐蚀，尤其突出的是耐磨性能，使其在做一些表观外层制品上具有很大的优势，使其在薄膜和片材，管材，鞋底和鞋帮等鞋材料，电线电缆光缆护套，拉链片和高档塑料表带、表壳以及潜水表、礼品表等系列，机械制品（如汽车部件、机械轴承、滚轮等）等方面具有广泛的应用。另一方面TPU的硬度度可调，从邵氏65A-75D可变化，可根据软硬度的需求来制备不同种类的产品，应用于不同的领域，如日常生活中的皮包是软质的仿真皮材质的聚氨酯，鞋底用聚氨酯材料为硬度较高的TPU等。
TPU良好的耐磨性在外观件上使用起来非常具有优势。皮包皮衣的外表层很多采用TPU材料来作为仿皮层的高档材料使用，柔软耐磨，穿着起来舒适大方，不易变形，皮质细腻光滑，但是TPU材质在制作花纹材质方面比较单一，只能简单的变化表层的颜色，且穿着久了易导致表层颜色的脱落，本文采用一种新的设备和方法制备TPU复合软布，采用不同种类的纤维布和方格布作为中间层夹在两层TPU薄膜之间，可变换不同的颜色和花纹色彩。采用不同种类的纤维布和方格布紧凑的纤维相交织形成的纤维布美观大方，与很多树脂复合作为表观材料，既大方又典雅，简单均一的纹路更凸显高档。而TPU又具有很好的耐磨性和手感光滑等特性，且TPU的软硬度可调，在一定范围内变化，可制备不同软硬度的复合软布，满足不同的需求。但是目前还没有将TPU与玻纤布两者结合制备复合软布的相关专利。
发明内容
本发明的目的在于为克服现有技术的缺陷而提供一种制备连续纤维织物增强热塑性树脂（复合布）的设备。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种制备连续纤维织物增强热塑性树脂的设备，该设备包括依次设置的放卷装置、张力控制装置、静电消除及预加热装置、复合装置、成型装置和收卷装置，其中所述的静电消除及预加热装置设置于张力控制装置和复合装置之间。
所述的放卷装置主要包括有固定于离地面一定的距离的放卷辊，所述的放卷辊上设有连续纤维织物。
所述的张力控制装置包括张力辊组，所述的张力辊组由三个张力辊按照等边三角形三个顶点的位置均匀排列，三个张力辊不仅可以再生产过程中提高连续纤维增强织物的张力，而且还可以让其均匀平行排列，减少纤维丝束之间水平间隙（连续纤维丝束）和使纤维织物表面更加光滑平整，有利于避免浸渍过程中起毛的现象，且避免纤维织物产生扭曲和变形；三个张力辊依次固定在不同的支撑架上。
所述的静电消除及预加热装置包括依次设置的静电消除器及预加热器，连续纤维织物经过张力辊之后不可避免的会因为摩擦而引起静电，会使织物表面起毛，特别是连续纤维束，影响制品的生产，因此在纤维织物进入加热装置之前要对其进行消除静电处理，通过静电消除装置来实现。消除静电后，连续纤维织物进入预加热器进行预热。保证纤维进入热的树种当中不至于使其表层树脂因为遇到冷的纤维织物而导致结晶，且可提高生产效率。
所述的静电消除器通过支撑架固定于地面，静电消除器的上表面与连续纤维织物的下表面接触，以消除纤维表面的静电。
其中所述的静电消除器固定在其中一个张力辊的后面，且与该张力辊在同一条水平面上。
所述的预加热器包括上加热框和下加热框，所述的上加热框和下加热框的后面通过合页连接，所述的上加热框前方中间部位安装有拉手，通过上下拉动拉手打开预加热器查看其中的连续纤维织物。
所述的上加热框装有陶瓷片或加热灯管或电阻丝，所述的下加热框装有陶瓷片或加热灯管或电阻丝，通过陶瓷片或加热灯管或电阻丝来对连续纤维织物进行预加热处理。
所述的预加热装置的上加热框和下加热框通过支撑架分别固定在连续纤维织物的上、下表面的位置处。
所述的复合装置位于静电消除及预加热装置后，包括两个螺杆挤出机、一对压辊、加热箱和放卷辊，其中两个螺杆挤出机上下放置，螺杆挤出机的中间穿过有连续纤维织物。
所述的两个螺杆挤出机的模头与连续纤维织物的宽度一致，分别提供聚氨酯薄膜，经过预处理的连续纤维织物在经过两个挤出处，与上下两层聚氨酯薄膜复合，在上下两个压辊的辊压作用下粘结在一起形成中间为连续纤维织物上下表面为热塑性聚氨酯的连续纤维织物增强热塑性树脂（复合布）。
所述的位置在上的压辊为橡胶辊，所述的位置在下的压辊为钢棍，其中钢棍内通有冷却水。
所述的加热箱与放卷辊需同时使用，当需要制备单面为普通纺织材料（内衬材料）的情况下，可以在上述的复合软布的下面再复合上另一层内衬材料，从而使复合软布形成为一种有内衬的连续纤维织物增强热塑性树脂（复合布）。
所述的成型装置包括有三个垂直放置的成型辊，中间的成型辊为橡胶辊，上下两个成型辊为钢棍，且位置在下的成型辊中通有冷却水冷却。橡胶辊主要是可以更好更均匀的控制复合软布的厚度，以及有效的排除其中的气泡等，以制备表观效果优异的连续纤维织物增强热塑性树脂（复合布）。通过以上三个成型辊之后，使浸渍有热塑性树脂的连续纤维增强织物的结晶或冷却至热塑性树脂玻璃化转变温度以下，得到复合布或有内村材料的复合布。
所述的收卷装置包括收卷辊，经成型冷却后的连续纤维织物复合布缠绕在收卷辊上，收卷辊的转速高于前面成型装置三个辊的转速，以使复合布在成型过程中有足够的张力维持其平整。收卷辊由电机来控制起转速，整套装置固定于地面上，通过收卷辊的转动使复合布或有内村材料的复合布缠绕在收卷辊上，以使与前面的装置成为一体。
所述的放卷辊中的辊筒为金属圆形滚筒。
所述的复合装置的加热箱和放卷辊是一个整体，在需要制备具有内衬材料的复合软布时，则需要采用这部分的组件。
所述的收卷组件控制整个纤维织物在生产过程中的速度并调节纤维织物所受张力大小。
与现有技术相比本申请提供的一种制备连续纤维织物增强热塑性聚氨酯复合软布的设备，操作简单，连续化生产方便，生产过程中无任何污染，且得到的复合布没有任何的气泡，表面光滑平整，纤维的纹路清晰，表层TPU便于清洗，纤维与树脂的粘结效果更好，不易剥离。可用于高档箱包，鞋帽等方面。
附图说明
图1为本发明实施例中制备连续纤维织物增强热塑性树脂的装置示意图。
图2为图1所示装置的局部示意图。
图3为本发明实施例中连续纤维织物增强热塑性树脂的截面结构示意图。
图4为本发明实施例中有内衬材料的连续纤维织物增强热塑性树脂的截面结构示意图。
附图标注：
1放卷辊， 2连续纤维织物，
3张力辊组， 32,33,34张力辊，
4静电消除装置，
5预加热器， 6螺杆挤出机，
7螺杆挤出机， 8聚氨酯薄膜，
9聚氨酯薄膜，
10上压辊， 11下压辊，
12加热箱，
13聚氨酯复合布， 14放卷辊，
15内衬材料， 16成型辊，
17成型辊， 18成型辊，
19有内村材料的复合布， 20收卷辊。
27上加热框， 28下加热框，
29陶瓷片或加热灯管或电阻丝，
30陶瓷片或加热灯管或电阻丝，
31拉手。
具体实施方式
下面结合附图所示实施例进一步说明本发明。
实施例1
一种制备连续纤维织物增强热塑性树脂的设备，如图1所示，该设备包括依次设置的放卷装置、张力控制装置、静电消除及预加热装置、复合装置、成型装置和收卷装置，其中所述的静电消除及预加热装置设置于张力控制装置和复合装置之间。
放卷装置主要包括有固定于离地面一定的距离的放卷辊1，放卷辊1上设有连续纤维织物2。
张力控制装置包括张力辊组3，张力辊3由三个辊32,33,34按照等边三角形三个顶点的位置均匀排列，三个张力辊不仅可以再生产过程中提高连续纤维增强织物的张力，而且还可以让其均匀平行排列，减少纤维丝束之间水平间隙连续纤维丝束和使纤维织物表面更加光滑平整，有利于避免浸渍过程中起毛的现象，且避免纤维织物产生扭曲和变形；三个张力辊依次固定在不同的支撑架上。
静电消除及预加热装置包括依次设置的静电消除器4及预加热器5，连续纤维织物2经过张力辊32，33，34之后不可避免的会因为摩擦而引起静电，会使织物表面起毛，特别是连续纤维束，影响制品的生产，因此在纤维织物进入加热装置之前要对其进行消除静电处理，通过静电消除装置来实现。消除静电后，连续纤维织物进入预加热器进行预热。保证纤维进入热的树种当中不至于使其表层树脂因为遇到冷的纤维织物而导致结晶，且可提高生产效率。静电消除器4通过支撑架固定于地面，静电消除器4的上表面与连续纤维织物2的下表面接触，以消除纤维表面的静电。
其中静电消除器4固定在张力辊34的后面，且与张力辊34在同一条水平面上。
如图2所示，预加热器5包括上加热框27和下加热框28，上加热框27和下加热框28的后面通过合页连接，上加热框27前方中间部位安装有拉手31，通过上下拉动拉手31打开预加热器5查看其中的连续纤维织物2。
上加热框27装有陶瓷片或加热灯管或电阻丝29，下加热框28装有陶瓷片或加热灯管或电阻丝30，通过陶瓷片或加热灯管或电阻丝29，30来对纤维织物2进行预加热处理。预加热装置的上加热框27和下加热框28通过支撑架分别固定在连续纤维织物2的上、下表面的位置处。
复合装置位于静电消除及预加热装置后，包括两个螺杆挤出机6，7、一对压辊10，11、加热箱12和放卷辊14，其中两个螺杆挤出机6，7上下放置，螺杆挤出机6，7的中间穿过有连续纤维织物2。
螺杆挤出机6，7的模头与连续纤维织物2的宽度一致，分别提供聚氨酯薄膜8，9，经过预处理的连续纤维织物2在经过两个挤出处，与上下两层聚氨酯薄膜8,9复合，在压辊10，11的辊压作用下粘结在一起形成中间为连续纤维织物上下表面为热塑性聚氨酯复合布13。
压辊10为橡胶辊，压辊11为钢棍，其中钢棍内通有冷却水。
加热箱12与放卷辊14需同时使用，当需要制备单面为普通纺织材料内衬材料的情况下，可以在上述的复合软布的下面再复合上另一层内衬材料，从而使复合软布形成为一种有内衬的复合布。
成型装置包括有三个垂直放置的成型辊16，17，18，中间的成型辊17为橡胶辊，上下两个成型辊16，18为钢棍，且成型辊18中通有冷却水冷却。橡胶辊主要是可以更好更均匀的控制复合软布的厚度，以及有效的排除其中的气泡等，以制备表观效果优异的复合布。通过以上三个成型辊之后，使浸渍有热塑性树脂的连续纤维增强织物的结晶或冷却至热塑性树脂玻璃化转变温度以下，得到复合布13，如图3所示。
收卷装置包括收卷辊20，经成型冷却后的连续纤维织物复合布缠绕在收卷辊上，收卷辊20的转速高于前面成型装置三个辊的转速，以使复合布在成型过程中有足够的张力维持其平整。收卷辊20由电机来控制起转速，整套装置固定于地面上，通过收卷辊的转动使复合布13或有内村材料的复合布19缠绕在收卷辊上，以使与前面的装置成为一体。
放卷辊1中的辊筒为金属圆形滚筒。
加热装置12与放卷14是一个整体部分，如图4所示，如需要制备单面为普通纺织材料（内衬材料，图4中的15）的情况下，可以在上述的复合软布的下面复合上另一层内衬材料15，从而是复合软布形成有内村材料的复合布19。
收卷组件控制整个纤维织物在生产过程中的速度并调节纤维织物所受张力大小。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种制备连续纤维织物增强热塑性树脂的设备，其特征在于：该设备包括依次设置的放卷装置、张力控制装置、静电消除及预加热装置、复合装置、成型装置和收卷装置，其中所述的静电消除及预加热装置设置于张力控制装置和复合装置之间；
所述的张力控制装置包括张力辊组（3），所述的张力辊组（3）由第一张力辊（32）、第二张力辊（33）和第三张力辊（34）按照等边三角形三个顶点的位置均匀排列；
所述的静电消除及预加热装置包括依次设置的静电消除器（4）及预加热器（5）；
所述的预加热器（5）包括上加热框（27）和下加热框（28），其中所述的上加热框（27）和下加热框（28）的后面通过合页连接；所述的上加热框（27）前方中间部位安装有拉手（31），通过上下拉动拉手（31）打开预加热器（5）查看其中的连续纤维织物（2）；
所述的上加热框（27）装有第一陶瓷片或加热灯管或电阻丝（29），所述的下加热框（28）装有第二陶瓷片或加热灯管或电阻丝（30）；
所述的上加热框（27）和所述的下加热框（28）通过支撑架分别固定在连续纤维织物（2）的上表面、下表面的位置处；
所述的成型装置包括有三个垂直放置的第一成型辊（16）、第二成型辊（17）和第三成型辊（18），中间的第二成型辊（17）为橡胶辊，第一成型辊（16）和第三成型辊（18）为钢辊，且第三成型辊（18）中通有冷却水。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：所述的放卷装置包括放卷辊（1），所述的放卷辊（1）上设有连续纤维织物（2）；其中所述的放卷辊（1）中的辊筒为金属圆形滚筒。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：所述的静电消除器（4）通过支撑架固定于地面，静电消除器（4）的上表面与连续纤维织物（2）的下表面接触；所述的静电消除器（4）固定在第三张力辊（34）的后面，且与第三张力辊（34）在同一条水平面上。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：所述的复合装置位于静电消除及预加热装置后，包括第一螺杆挤出机（6）、第二螺杆挤出机（7）、上压辊（10）、下压辊（11）、加热箱（12）和放卷辊（14），其中第一螺杆挤出机（6）和第二螺杆挤出机（7）上下放置，第一螺杆挤出机（6）和第二螺杆挤出机（7）的中间穿过有连续纤维织物（2）；
其中所述的第一螺杆挤出机（6）和第二螺杆挤出机（7）的模头与连续纤维织物（2）的宽度一致。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于：所述的上压辊（10）为橡胶辊，所述的下压辊（11）为钢辊，其中钢辊内通有冷却水。
6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：所述的收卷装置包括收卷辊（20），经成型冷却后的连续纤维织物增强热塑性树脂缠绕在收卷辊上。
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