CN107458035B - 一种复合材料的制造工艺、制造设备及其复合中底板 - Google Patents
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Abstract
本发明具体涉及复合材料制造技术领域，尤其涉及一种复合材料的制造工艺，该制造工艺通过针刺技术将表层的面纤维层和底层的底纤维层的纤维融溶导入中层的湿的纸浆层中，从而将面纤维层、湿的纸浆层和底纤维层融溶固化形成一体结构，使得通过该工艺形成的复合材料不仅具有纸板的硬度，还兼具纤维的韧性和透气性；还涉及用于该工艺的制造设备，结构简单，自动化程度高，性能优异，能够极大简化复合材料的制造工艺；进一步地，还涉及一种复合中底板，本发明的复合中底板的各层材料之间不易剥离，兼具透气、耐撕、耐折的综合性优异性能，适用范围广。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料制造技术领域，特别是涉及一种复合材料的制造工艺、制造设备及其复合中底板。
背景技术
复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观或微观上组成具有新性能的材料，各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。
与传统材料相比，复合材料在冲击强度、疲劳强度和断裂韧性方面都有突出表现，因其具有优异的综合性能，目前已逐步替代了很多的传统材料，应用到广泛的各个技术领域。
现有的复合材料为了加强上述优异性能，往往会采用热压膨胀、添加固化胶水等将各种材料进行黏合或缝制，由此往往会造成复合材料的僵硬化，不够透气，其硬度和耐折度得不到很好的平衡；进一步地，采用上述方法进行材料黏合制成的复合材料，各层材料之间也容易剥离，出现脱层的现象，而多次的综合制造也使得复合材料的制作工艺较为复杂，造价偏高。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种能够有效提高复合材料透气性，综合性能较高的复合材料的制造工艺、制造设备及其复合中底板。
本发明所采用的技术方案是：
一种复合材料的制造工艺，包括如下步骤
(1)预制材料：将面纤维层、湿的纸浆层和底纤维层从上到下依次平铺放置；
(2)准备针刺：在面纤维层和底纤维层的外侧分别设置针头相向的穿刺针；
(3)针刺：通过针头相向设置的穿刺针相互运动，将面纤维层和底纤维层的纤维融溶导入湿的纸浆层，形成复合中底板。
其中，所述面纤维层和底纤维层的外侧设置有至少两组不同直径的穿刺针，不同直径的穿刺针分别设置在不同的工位段，预制材料依次通过不同直径的穿刺针所在工位段。
优选的，所述面纤维层和底纤维层的外侧设置有大、中、小三组不同直径的穿刺针，大直径的穿刺针所在工位为第一工位段，中直径的穿刺针所在工位为第二工位段，小直径的穿刺针所在工位为第三工位段。
进一步地，还包括有步骤(4)压平：将完成针刺的复合中底板进行压平、抽真空吸水处理。
再进一步地，在步骤(1)预制材料前，还包括制作纸浆层，首先将纸浆打融、然后进行吸水、滤干以及液压，形成湿的纸浆层。
优选的，所述面纤维层和底纤维层可以采用棉纤或化纤梳松整平成形。
优选的，在步骤(3)中，针刺的频率为300-500次/分钟。
一种制造设备，包括有湿的纸浆层输送滤网轨道、面纤维层输送轨道和底纤维层输送轨道，所述湿的纸浆层输送滤网轨道位于面纤维层输送轨道和底纤维层输送轨道之间，所述湿的纸浆层输送滤网轨道、面纤维层输送轨道和底纤维层输送轨道的出料端设置有压合装置，所述压合装置的下一工位设置有至少两组不同直径的穿刺针，两组不同直径的穿刺针分别位于不同的工位，穿刺针所在工位后设置有整平工位，所述整平工位设置有复合整平装置。
一种复合中底板，包括有面纤维层、纸浆层和底纤维层，所述面纤维层和底纤维层的纤维通过针刺融溶导入纸浆层并与纸浆层复合固定。
优选的，所述面纤维层和底纤维层由棉纤或化纤梳松整平成形制成。
本发明的有益效果为：
本发明所述的一种复合材料的制造工艺，通过在湿的纸浆层的两侧分别设置面纤维层和底纤维层，并通过针刺技术将面纤维层和底纤维层的纤维融溶导入湿的纸浆层中，从而将面纤维层、湿的纸浆层和底纤维层融溶固化形成一体结构，使得通过该工艺形成的复合材料不仅具有纸板的硬度，还兼具纤维的韧性和透气性，相互融溶形成的复合材料不仅透气、具有耐撕、耐折，且不易剥离的优异性能。
本发明所述用于复合材料的制造工艺的制造设备，结构简单，自动化程度高，性能优异，能够极大简化复合材料的制造工艺，生产效率高，减少人工操作，降低操作风险。
本发明所述的复合中底板，各层材料之间不易剥离，兼具透气、耐撕、耐折的综合性优异性能，适用范围广。
附图说明
图1为本发明所述的一种用于复合材料的制造工艺的制造设备的结构示意图。
图2为本发明一种复合中底板的结构示意图。
附图标记：
1——面纤维层输送轨道 2——湿的纸浆层输送滤网轨道
3——底纤维层输送轨道 4——压合装置
5——第一工位段 6——第二工位段
7——第三工位段 8——复合整平装置
11——面纤维层 21——纸浆层
31——底纤维层。
具体实施方式
下面将结合附图1-2对本发明作进一步的说明。
本发明所述的一种复合材料的制造工艺，包括如下步骤
(1)预制材料：将面纤维层11、湿的纸浆层21和底纤维层31从上到下依次平铺放置；
(2)准备针刺：在面纤维层11和底纤维层31的外侧分别设置针头相向的穿刺针；
(3)针刺：通过针头相向设置的穿刺针相互运动，将面纤维层11和底纤维层31的纤维融溶导入湿的纸浆层，形成复合中底板。
本发明所述的一种复合材料的制造工艺，通过在湿的纸浆层21的两侧分别设置面纤维层11和底纤维层31，并通过针头相向设置的穿刺针的对向运动，将面纤维层11和底纤维层31的纤维融溶导入湿的纸浆层21中，从而将面纤维层11、湿的纸浆层21和底纤维层31融溶固化形成一体结构，由于纤维与纸浆融合，从而使得通过该工艺形成的复合中底板不仅具有纸板的硬度，还兼具纤维的韧性和透气性，相互融溶形成的复合材料不仅透气、还兼具耐撕、耐折、且不易剥离的优异性能。
其中，所述面纤维层11和底纤维层31的外侧设置有至少两组不同直径的穿刺针，不同直径的穿刺针分别设置在不同的工位段，预制材料依次通过不同直径的穿刺针所在工位段。
本发明所述的复合材料的制造工艺，至少设置有两个针刺的工位段，每个工位段设置的穿刺针的直径大小不一，首先预制材料先通过直径较大的穿刺针所在工位段，然后再进入直径较小的穿刺针所在工位段，使得面纤维层11和底纤维层31的纤维与湿的纸浆层21充分融溶固定，进一步增强了本发明的优异性能。
优选的，所述面纤维层11和底纤维层31的外侧设置有大、中、小三组不同直径的穿刺针，大直径的穿刺针所在工位为第一工位段5，中直径的穿刺针所在工位为第二工位段6，小直径的穿刺针所在工位为第三工位段7。
在具体实施过程中，作为较为优选的实施方式，本发明设置了三组穿刺工位段，分别采用了三组不同大小直径的穿刺针，预制材料首先进入第一工位段5，通过大直径的穿刺针将面纤维层11、底纤维层31和湿的纸浆层21之间的纤维打散，进行初步融合；然后再进入第二工位段6，采用中直径的穿刺针进行进一步的穿刺融溶，还能起到初步压合的作用；最后进入第三工位段7，采用小直径的穿刺针进行补充穿刺融溶，加强巩固面纤维层11、底纤维层31和湿的纸浆层21之间的融合度，进一步强化本发明的实用性。
进一步地，还包括有步骤(4)压平：将完成针刺的复合中底板进行压平、抽真空吸水处理。本发明在完成穿刺融溶之后，为进一步得到可直接使用的复合中底板，本发明还设置有压平步骤，将完成穿刺融溶的复合中底板进行压平、抽真空吸水处理，从而得到高强度、耐折且不易剥离的复合中底板。
再进一步地，在步骤(1)预制材料前，还包括制作湿的纸浆层21，首先将纸浆打融、然后进行吸水、滤干以及液压，形成湿的纸浆层21。为使得本发明的穿刺融溶过程更加顺畅，本发明直接与制作湿的纸浆层21的工序步骤结合，湿的纸浆层21的制作包括打融、吸水、滤干以及液压步骤，最终形成的湿的纸浆层21可直接用于制作预制材料进行穿刺融溶，工序之间衔接顺畅，湿的纸浆层21更容易与面纤维层11和底纤维层31进行融溶，进一步强化了本发明的实用性。
优选的，所述面纤维层11和底纤维层31可以采用棉纤或化纤梳松整平成形。本发明优先的面纤维层11和底纤维层31可以是棉纤或化纤梳松整平成形制成，进一步增强本发明的穿刺工艺的顺畅性。
优选的，在步骤(3)中，针刺的频率为300-500次/分钟。在本发明中，针刺的频率可以根据材料选择的不同进行针刺频率的选择，本发明较为优选的频率为300-500次/分钟。
一种制造设备，包括有湿的纸浆层输送滤网轨道2、面纤维层输送轨道1和底纤维层输送轨道3，所述湿的纸浆层输送滤网轨道2位于面纤维层输送轨道1和底纤维层输送轨道3之间，所述湿的纸浆层输送滤网轨道2、面纤维层输送轨道1和底纤维层输送轨道3的出料端设置有压合装置4，所述压合装置4的下一工位设置有至少两组不同直径的穿刺针，两组不同直径的穿刺针分别位于不同的工位，穿刺针所在工位后设置有整平工位，所述整平工位设置有复合整平装置8。
本发明所述的制造设备配合复合材料的制造工艺设置，结构简单，自动化程度高；作为优选的实施方式，本发明在针刺阶段总共设置有三个工位，分别为第一工位段5、第二工位段6、第三工位段7，通过三个工位段不同大小直径的穿刺针进行针刺运动，使得制成的复合材料性能优异，本发明能够极大简化复合材料的制造工艺，生产效率高，减少人工操作，降低操作风险。
一种复合中底板，包括有面纤维层11、纸浆层21和底纤维层31，所述面纤维层11和底纤维层31的纤维通过针刺融溶导入纸浆层21并与纸浆层21复合固定。
本发明所述的复合中底板，含有面纤维层11、纸浆层21和底纤维层31，其面纤维层11和底纤维层31与纸浆层21之间完全融溶固定，无需额外添加任何的融合剂或者其它方式进行固定，各层材料之间不易剥离，兼具透气、耐撕、耐折的综合性优异性能，适用范围广。
优选的，所述面纤维层11和底纤维层31由棉纤或化纤梳松整平成形制成。本发明所述的面纤维层11和底纤维层31采用棉纤或化纤梳松整平成形制成，更加适用于制鞋行业，尤其适合于鞋底的底板。
以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种复合材料的制造工艺，其特征在于：包括如下步骤(1)预制材料：将面纤维层、湿的纸浆层和底纤维层从上到下依次平铺放置；
(2)准备针刺：在面纤维层和底纤维层的外侧分别设置针头相向的穿刺针；
(3)针刺：通过针头相向设置的穿刺针相互运动，将面纤维层和底纤维层的纤维融溶导入湿的纸浆层，形成复合中底板；
所述面纤维层和底纤维层的外侧设置有至少两组不同直径的穿刺针，不同直径的穿刺针分别设置在不同的工位段，预制材料依次通过不同直径的穿刺针所在工位段。
2.根据权利要求1所述的一种复合材料的制造工艺，其特征在于：所述面纤维层和底纤维层的外侧设置有大、中、小三组不同直径的穿刺针，大直径的穿刺针所在工位为第一工位段，中直径的穿刺针所在工位为第二工位段，小直径的穿刺针所在工位为第三工位段。
3.根据权利要求1所述的一种复合材料的制造工艺，其特征在于：还包括有步骤(4)压平：将完成针刺的复合中底板进行压平、抽真空吸水处理。
4.根据权利要求1所述的一种复合材料的制造工艺，其特征在于：在步骤(1)预制材料前，还包括制作湿的纸浆层，首先将纸浆打融、然后进行吸水、滤干以及液压，形成湿的纸浆层。
5.根据权利要求1所述的一种复合材料的制造工艺，其特征在于：所述面纤维层和底纤维层采用棉纤或化纤梳松整平成形。
6.根据权利要求1所述的一种复合材料的制造工艺，其特征在于：在步骤(3)中，针刺的频率为300-500次/分钟。
7.一种用于权利要求1-6任意一项复合材料的制造工艺的制造设备，其特征在于：包括有湿的纸浆层输送滤网轨道、面纤维层输送轨道和底纤维层输送轨道，所述湿的纸浆层输送滤网轨道位于面纤维层输送轨道和底纤维层输送轨道之间，所述湿的纸浆层输送滤网轨道、面纤维层输送轨道和底纤维层输送轨道的出料端设置有压合装置，所述压合装置的下一工位设置有至少两组不同直径的穿刺针，两组不同直径的穿刺针分别位于不同的工位，穿刺针所在工位后设置有整平工位，所述整平工位设置有复合整平装置。
8.一种采用权利要求1-6任意一项复合材料的制造工艺的复合中底板，其特征在于：包括有面纤维层、纸浆层和底纤维层，所述面纤维层和底纤维层的纤维通过针刺融溶导入纸浆层并与纸浆层复合固定。
9.根据权利要求8所述的一种复合中底板，其特征在于：所述面纤维层和底纤维层由棉纤或化纤梳松整平成形制成。
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