CN106782910A - 一种热塑性绞合型复合芯生产工艺 - Google Patents

一种热塑性绞合型复合芯生产工艺 Download PDF

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徐静
魏静
陈涛
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Abstract

本发明公开了一种热塑性绞合型复合芯生产工艺，包括以下步骤：步骤一：玻纤、碳纤与热塑性纤维混杂编织成管状纤维束；步骤二：管状纤维束经过拉挤直接冷却得到普通复合芯股线；步骤三：管状纤维束经过拉挤、螺旋冷却形成螺旋形复合芯股线；步骤四：螺旋形复合芯股线与普通复合芯股线一起绞合成热塑性绞合型复合芯。本发明的工艺通过碳纤、玻纤和热塑性纤维混杂编织，可使得热塑性纤维在整体纤维束中均匀分布，便于提高拉挤质量，螺旋冷却可有效的获得具有一定绞合节距的螺旋形股线，这种股线将使得绞合而成的热塑性复合芯在截断以后仍能处于各自所在的位置，不松股、散开，因此可较好的实现热塑性绞合型复合芯的制造。

Description

一种热塑性绞合型复合芯生产工艺
技术领域
本发明涉及一种热塑性绞合型复合芯生产工艺。
背景技术
碳纤维复合芯可有效的替代钢芯作为电缆加强芯。当前碳纤维复合芯主要为内层碳纤维+环氧树脂，外层玻璃纤维+环氧树脂结构，随着复合芯弯曲性能的要求，这一结构有着先天的缺陷，因此绞合型复合芯应运而生。同时，目前出于环保和节能的要求，碳纤维回收成为一种趋势，热塑性复合芯与热固性复合芯相比，热塑性复合芯的碳纤维更容易回收利用。CN201310120661.3公开的《一种绞合型复合芯及其制造方法》，其制造方法主要针对热固性树脂，且实施比较困难，同时热塑性拉挤与热固性拉挤树脂特性上有着本质的区别。因此，针对热塑性绞合型复合芯，其生产工艺必要有所改进。
发明内容
本发明的目的是提供一种易于实施的热塑性绞合型复合芯生产工艺。
实现本发明目的的技术方案是一种热塑性绞合型复合芯生产工艺，包括以下步骤：
步骤一：玻纤、碳纤与热塑性纤维混杂编织成管状纤维束；
步骤二：管状纤维束经过拉挤直接冷却得到普通复合芯股线；
步骤三：管状纤维束经过拉挤、螺旋冷却形成螺旋形复合芯股线；
步骤四：螺旋形复合芯股线与普通复合芯股线一起绞合成热塑性绞合型复合芯。
所述步骤一中，将碳纤维与热塑性纤维编织成管状混杂纤维束，然后在管状混杂纤维束外表面编织玻璃纤维与热塑性纤维。
所述步骤一中，碳纤维与热塑性纤维编织时，所有碳纤维同向，热塑性纤维与碳纤维异向并均匀分布于碳纤维之间的间隙中；玻璃纤维与热塑性纤维编织时，所有玻璃纤维同向，热塑性纤维与玻璃纤维异向并均匀分布于玻璃纤维之间的间隙中。
所述步骤二的具体方法为：
A、放线：将步骤一得到的管状纤维束从放线架中放出；
B、预热：对管状纤维束进行预热；
C、加热：通过拉挤加热模具将管状纤维束中的热塑性纤维熔融，同时使得碳纤维与玻璃纤维伸展；
D、直线冷却；
E、收线：将所获得的普通复合芯股线进行收线上盘。
所述步骤二中，B步中的预热采用激光或者红外或者对流烘箱进行；C步中拉挤加热模具的加热段形状为锥形，并逐渐变细，在加热结束位置其直径接近所需要的普通复合芯股线的直径；所述D步的冷却所采用模具形状为圆柱形，冷却后普通复合芯股线的温度低于热塑性纤维的玻璃化转变温度。
所述步骤三的具体方法为：
A、放线：将步骤一得到的管状纤维束从放线架中放出；
B、预热：对管状纤维束进行预热；
C、加热：通过拉挤加热模具的加热段将管状纤维束中的热塑性纤维熔融，同时使得碳纤维与玻璃纤维伸展；
D、螺旋冷却：冷却所采用模具形状为螺旋形；其螺旋形状根据绞合节距进行设计；冷却后芯棒的温度低于热塑性纤维的玻璃化转变温度；
E、收线：将所获得的螺旋形复合芯股线收线上盘。
所述步骤三中，B步中的预热采用激光或者红外或者对流烘箱进行；C步中拉挤加热模具形状为锥形，并逐渐变细，在加热结束位置其直径接近所需要的普通复合芯股线的直径。
所述步骤四的具体方法为：中间一根为普通复合芯股线，无扭转角度，外部为螺旋形复合芯股线，绞合时进行退扭。
所述步骤四中，所述外部股线为一层或者多层。
本发明采用了上述技术方案后，具有以下的积极的效果：本发明的工艺通过碳纤、玻纤和热塑性纤维混杂编织，可使得热塑性纤维在整体纤维束中均匀分布，便于提高所拉挤股线的质量，螺旋冷却可有效的获得具有一定绞合节距的螺旋形股线，这种股线将使得绞合而成的热塑性复合芯在截断以后仍能出于各自所在的位置，不松股、散开，因此可较好的实现热塑性绞合型复合芯的制造。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1为本发明的流程示意图。
具体实施方式
(实施例1)
见图1，本实施例的热塑性绞合型复合芯生产工艺，包括以下步骤：
步骤一：玻纤、碳纤与热塑性纤维混杂编织成管状纤维束；将碳纤维与热塑性纤维编织成管状混杂纤维束，编织时所有碳纤维同向，热塑性纤维与碳纤维异向并均匀分布于碳纤维之间的间隙中；然后在管状混杂纤维束外表面编织玻璃纤维与热塑性纤维，编织时所有玻璃纤维同向，热塑性纤维与玻璃纤维异向并均匀分布于玻璃纤维之间的间隙中；
步骤二：管状纤维束经过拉挤直接冷却得到普通复合芯股线；
A、放线：将步骤一得到的管状纤维束从放线架中放出；
B、预热：对管状纤维束进行预热；预热采用激光或者红外或者对流烘箱进行；
C、加热：通过拉挤加热模具将管状纤维束中的热塑性纤维熔融，同时使得碳纤维与玻璃纤维伸展；拉挤加热模具形状为锥形，并逐渐变细，在加热结束位置其直径接近所需要的普通复合芯股线的直径；
D、直线冷却；冷却所采用模具形状为圆柱形，冷却后普通复合芯股线的温度低于热塑性纤维的玻璃化转变温度；
E、收线：将所获得的普通复合芯股线进行收线上盘；
步骤三：管状纤维束经过拉挤、螺旋冷却形成螺旋形复合芯股线；
A、放线：将步骤一得到的管状纤维束从放线架中放出；
B、预热：对管状纤维束进行预热；预热采用激光或者红外或者对流烘箱进行；
C、加热：通过拉挤加热模具将管状纤维束中的热塑性纤维熔融，同时使得碳纤维与玻璃纤维伸展；拉挤加热模具形状为锥形，并逐渐变细，在加热结束位置其直径接近所需要的普通复合芯股线的直径；
D、螺旋冷却：冷却所采用模具形状为螺旋形；其螺旋形状根据绞合节距进行设计；冷却后芯棒的温度低于热塑性纤维的玻璃化转变温度；
E、收线：将所获得的螺旋形复合芯股线收线上盘；
步骤四：螺旋形复合芯股线与普通复合芯股线一起绞合成热塑性绞合型复合芯。中间一根为普通复合芯股线，无扭转角度，外部为螺旋形复合芯股线，外部可以为一层或者多层，外部为一层时采用六根螺旋形复合芯股线，绞合时进行退扭。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种热塑性绞合型复合芯生产工艺，其特征在于包括以下步骤：
步骤一：玻纤、碳纤与热塑性纤维混杂编织成管状纤维束；
步骤二：管状纤维束经过拉挤直接冷却得到普通复合芯股线；
步骤三：管状纤维束经过拉挤、螺旋冷却形成螺旋形复合芯股线；
步骤四：螺旋形复合芯股线与普通复合芯股线一起绞合成热塑性绞合型复合芯。
2.根据权利要求1所述的一种热塑性绞合型复合芯生产工艺，其特征在于：所述步骤一中，将碳纤维与热塑性纤维编织成管状混杂纤维束，然后在管状混杂纤维束外表面编织玻璃纤维与热塑性纤维。
3.根据权利要求2所述的一种热塑性绞合型复合芯生产工艺，其特征在于：所述步骤一中，碳纤维与热塑性纤维编织时，所有碳纤维同向，热塑性纤维与碳纤维异向并均匀分布于碳纤维之间的间隙中；玻璃纤维与热塑性纤维编织时，所有玻璃纤维同向，热塑性纤维与玻璃纤维异向并均匀分布于玻璃纤维之间的间隙中。
4.根据权利要求1所述的一种热塑性绞合型复合芯生产工艺，其特征在于：所述步骤二的具体方法为：
A、放线：将步骤一得到的管状纤维束从放线架中放出；
B、预热：对管状纤维束进行预热；
C、加热：通过拉挤加热模具将管状纤维束中的热塑性纤维熔融，同时使得碳纤维与玻璃纤维伸展；
D、直线冷却；
E、收线：将所获得的普通复合芯股线进行收线上盘。
5.根据权利要求4所述的一种热塑性绞合型复合芯生产工艺，其特征在于：所述步骤二中，B步中的预热采用激光或者红外或者对流烘箱进行；C步中拉挤加热模具的加热段形状为锥形，并逐渐变细，在加热结束位置其直径接近所需要的普通复合芯股线的直径；所述D步的冷却所采用模具形状为圆柱形，冷却后普通复合芯股线的温度低于热塑性纤维的玻璃化转变温度。
6.根据权利要求1所述的一种热塑性绞合型复合芯生产工艺，其特征在于：所述步骤三的具体方法为：
A、放线：将步骤一得到的管状纤维束从放线架中放出；
B、预热：对管状纤维束进行预热；
C、加热：通过拉挤加热模具将管状纤维束中的热塑性纤维熔融，同时使得碳纤维与玻璃纤维伸展；
D、螺旋冷却：冷却所采用模具形状为螺旋形；其螺旋形状根据绞合节距进行设计；冷却后芯棒的温度低于热塑性纤维的玻璃化转变温度；
E、收线：将所获得的螺旋形复合芯股线收线上盘。
7.根据权利要求6所述的一种热塑性绞合型复合芯生产工艺，其特征在于：所述步骤三中，B步中的预热采用激光或者红外或者对流烘箱进行；C步中拉挤加热模具的加热段形状为锥形，并逐渐变细，在加热结束位置其直径接近所需要的普通复合芯股线的直径。
8.根据权利要求1所述的一种热塑性绞合型复合芯生产工艺，其特征在于：所述步骤四的具体方法为：中间一根为普通复合芯股线，无扭转角度，外部为螺旋形复合芯股线，绞合时进行退扭。
9.根据权利要求1所述的一种热塑性绞合型复合芯生产工艺，其特征在于：所述步骤四中，所述外部股线为一层或者多层。
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