CN111113719A - 一种张力可调、低滞料量纤维浸渍模具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种张力可调、低滞料量纤维浸渍模具，包括进料模板、出料模板、上下模腔组合体以及浸渍张力杆；上下模腔体通过螺栓锁紧，模腔内的浸渍张力杆贴合在上下模腔内侧，通过改变上下模腔间距可以调节模腔内滞料量，沿纤维行进方向，通过改变浸渍杆的数量达到调节纤维浸渍张力的效果。本发明的纤维浸渍模具，可以对纤维浸渍流道的张力及模腔内滞料量进行调整，保证纤维快速充分浸渍，减少纤维浸渍过程中纤维损伤，能有效减少聚合物熔体在模腔内滞留时间。
Description
技术领域
本发明涉及模具领域，具体涉及一种张力可调、低滞料量纤维浸渍模具。
背景技术
长玻纤增强热塑性材料是一种比强度高，成型加工工艺简单，可回收利用的复合材料，现在已经广泛应用与汽车工业、化工环保、机械制造等行业。由于热塑性树脂熔体粘度高，通常情况下玻纤难以得到良好的浸渍效果，因此生产长玻纤增强热塑性材料的关键技术在于如何使玻纤与塑料熔体充分浸渍复合。目前主要的浸渍工艺有熔融浸渍法、溶液浸渍法、粉末浸渍法、混合纱浸渍法以及悬浮浸渍法等，在实际工业生产过程中，熔融浸渍法相对其他方法更为有效，也是目前研究最为成熟的技术路线。熔融浸渍法生产设备中的熔融浸渍模头属于关键控制性设备，其主要作用是将玻纤分散并与树脂熔体浸渍复合，并且熔融浸渍模头结构对玻纤浸渍效果起着关键作用。专利CN1827671A、CN 103847042A、CN109514889A、CN1021643C、US5783129、US5658513为比较典型的弯曲流道浸渍模头，利用弯曲流道的波峰与波谷给连续长玻纤施加张力进行分散，这种浸渍结构中波峰波谷位置固定，且无法调节张力，不同粘度的树脂难以共用同一台浸渍模头。专利CN 101152767A、US6251206、US948473、US6763869、US5798068中利用封闭熔体中设置圆形导丝辊，对熔体流道进行特殊设计强化熔体对玻纤的浸渍，此类模头熔体滞料量过多，且流道复杂，容易导致局部聚合物熔体滞留分解。
发明内容
针对上述技术问题，本发明公开了一种可调张力系统、低滞料量纤维浸渍模具，可对纤维浸渍张力及浸渍行程进行调整，同时可以调节模腔内滞料量，在保证纤维快速分散浸渍的同时减少熔体在模腔内滞留的时间。
为实现上述目的，本发明采用的具体技术方案如下：
一种张力可调、低滞料量纤维浸渍模具，包含进料模板、出料模板、上模腔组合体、下模腔组合体和浸渍张力杆；所述进料模板的中部预留一道狭缝通道，纤维通过狭缝通道进入模腔组合体；所述出料模板预留孔道与纤维出口对接，纤维在模腔组合体内部浸渍后，经过出料模板引出；所述浸渍张力杆为半剖圆形杆，一面为平面结构，固定于上下模腔组合体内腔表面；另一面为圆弧形，与纤维接触施加张力使其展开；通过增加或减少模腔内腔的张力杆数量调节纤维在模腔内部的浸渍张力。
所述的进料模板四周预留距离可调的定位槽口，对接上下模腔组合体的定位丝孔。所述的出料模板四周预留距离可调的定位槽口，对接上下模腔组合体的定位丝孔。
所述的进料模板中部预留狭缝通道，狭缝长度为100～1000mm，纤维通过狭缝通道进入模腔组合体内部。
所述上下模腔组合体长度为600～2000mm，宽度600～2000mm，内部空腔高度为10～100mm，上下腔体通过导柱进行配合后再进行紧固密封，上部腔体可以通过导柱上下移动从而改变上下腔体间的容积，从而调整热塑性树脂熔体进入腔体内的体积量。上下模腔组合体具备加热保温功能，控制温度范围为50～300℃。
所述上下模腔组合体的下部腔体内部设置一道狭缝流道，热塑性树脂熔体经此狭缝流道进入模腔内部。
所述浸渍张力杆半剖圆杆直径10～100mm，浸渍张力杆两端含有可拆卸定位结构，包括榫卯、定位销、螺栓等。通过调整张力杆的直径大小和张力杆之间的距离可以自由调整纤维在模腔内部浸渍张力。
所述的上、下模腔组合体下部腔体距离进料模板20～100mm处设置狭缝流道，狭缝流道宽度为1～20mm。
本发明的纤维浸渍模具，可以对纤维浸渍流道的张力及模腔内滞料量进行调整，保证纤维快速充分浸渍，减少纤维浸渍过程中纤维损伤，能有效减少聚合物熔体在模腔内滞留时间。
附图说明
图1为本发明的张力可调、低滞料量纤维浸渍模具的结构图。
图2为本发明的张力可调、低滞料量纤维浸渍模具沿纤维行进方向剖面图。其中，1-进料模板，2-上部模腔体，3-下部模腔体，4-出料模板，5-半剖圆形浸渍张力杆。
图3为进料模板结构图，11-定位槽口；12-进纱狭缝通道。
图4为上部模腔体结构图，21-模腔定位孔，22-模板定位孔。
图5为下部模腔体结构图，31-熔体进料狭缝通道，32-定位丝孔，33-定位导柱。
图6为出料模板结构图，41为定位槽口，42为出纱通道孔。
图7为半剖圆形浸渍张力杆结构图，51-张力杆定位孔。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但是不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对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。这都属于本发明的保护范围。
以下详述张力可调、低滞料量纤维浸渍模具设计及组合方法。根据本文所公开的概念和技术，浸渍模具是由进料模板1，上部模腔体2，下部模腔体3，出料模板4，半剖圆形浸渍张力杆5所组装而成。模腔内张力通过半剖圆形浸渍张力杆5的直径及间距进行调节，模腔内的滞料量通过上部模腔体1与下部模腔体3沿导柱33上下移动进行调节。
在所示实施方式，图1所示如本文所公开的长纤维模具上下二等角轴视图，图2为上下二等角轴视图剖面视图。
如图3所示，进料模板1通过定位槽口11与上下模腔定位孔22、32对接，用螺栓或定位销紧固；12-进纱狭缝通道位于进料模板1几何尺寸中部，成几何轴对称设置。
在所示实施方式中，如图4所示，上部模腔2的定位孔21与下部模腔3通过定位导柱33配合，上部模腔2在导柱孔21侧边分别设计2.0cm高度的凸台23。如图5所示，下部模腔在导出33侧边设计2.0cm深度凹槽34。上部模腔2可以沿定位导柱33上下移动，从而调节上部模腔2与下部3的上下间距，上下部模腔通过上模腔凸台23与下部模腔凹槽34咬合密封。当上部模腔与下部模腔长度与宽度均为50cm，间距调整至2.0cm时，模腔内空间为5000cm3，即熔体从进料狭缝通道31流入上下模腔封闭空腔内的最大体积为5000cm3，此时模腔组合方式的最大滞料量为5000cm3。当上部模腔与下部模腔间距调整至1.5cm时,上下模腔封闭空腔内的最大体积为3750cm3,即模腔组合方式的最大滞料量为3750cm3。根据各种实施方式，上下部模腔间距从1.0到10cm，其他间距是可能的并且被考虑。应该理解，这些实施方式是说明性的，并且不应该解释为以任何方式进行限制。
在其他实施方式中，如图6所示，出料模板4通过定位槽口41与上下模腔定位孔22、32对接，用螺栓或定位销紧固。出纱通道孔42位于出料板4中部，成几何轴对称分布。
在其他实施方式中，如图7所示，上部模腔内部设置3根直径为15mm的浸渍张力杆5，张力杆定位孔51通过螺栓或定位销与上模腔进行定位紧固，下部模腔内部设置4根直径为15mm浸渍张力杆5，张力杆定位孔51通过螺栓或定位销与下部模腔进行定位紧固。玻璃纤维从进料狭缝通道12进入模腔内部后依次经过浸渍张力杆表面，最终从出料模板4的出纱通道孔42引出。此时模腔组合方式玻纤受到的张力角最大为540°。在一些实施方式中，上部模腔设施2根直径为15mm浸渍张力杆5，下部模腔设置3根直径为15mm浸渍张力杆5，此时模腔组合方式玻纤受到的张力角最大为360°。根据各种实施方式，浸渍张力杆的数目或直径是可能的并且被考虑。应该理解，这些实施方式是说明性的，并且不应该解释为以任何方式进行限制。
本发明还可以有其它实施方式，凡采用同等替换或等效变换形成的技术方案均在本发明要求保护的范围之内。
Claims (8)
1.一种张力可调、低滞料量纤维浸渍模具，其特征在于：包含进料模板、出料模板、上模腔组合体、下模腔组合体和浸渍张力杆；所述进料模板的中部预留一道狭缝通道，纤维通过狭缝通道进入模腔组合体；所述出料模板预留孔道与纤维出口对接，纤维在模腔组合体内部浸渍后，经过出料模板引出；所述浸渍张力杆为半剖圆形杆，一面为平面结构，固定于上下模腔组合体内腔表面；另一面为圆弧形，与纤维接触施加张力使其展开；通过增加或减少模腔内腔的张力杆数量调节纤维在模腔内部的浸渍张力。
2.根据权利要求1所述的一种张力可调、低滞料量纤维浸渍模具，其特征在于：所述的进料模板四周预留距离可调的定位槽口，对接上下模腔组合体的定位丝孔；所述的出料模板四周预留距离可调的定位槽口，对接上下模腔组合体的定位丝孔。
3.根据权利要求1所述的一种张力可调、低滞料量纤维浸渍模具，其特征在于：所述的进料模板中部预留狭缝通道，狭缝长度为100～1000mm，纤维通过狭缝通道进入模腔组合体内部。
4.根据权利要求1所述的一种张力可调、低滞料量纤维浸渍模具，其特征在于：所述上下模腔组合体长度为600～2000mm，宽度600～2000mm，内部空腔高度为10～100mm，上下腔体通过导柱进行配合后再进行紧固密封，上部腔体可以通过导柱上下移动从而改变上下腔体间的容积，从而调整热塑性树脂熔体进入腔体内的体积量。
5.根据权利要求1所述的一种张力可调、低滞料量纤维浸渍模具，其特征在于：上、下模腔组合体具备加热保温功能，控制温度范围为50～300℃。
6.根据权利要求1所述的一种张力可调、低滞料量纤维浸渍模具，其特征在于：所述上、下模腔组合体的下部腔体内部设置一道狭缝流道，热塑性树脂熔体经此狭缝流道进入模腔内部。
7.根据权利要求1所述的一种张力可调、低滞料量纤维浸渍模具，其特征在于：所述浸渍张力杆半剖圆杆直径10～100mm，浸渍张力杆两端含有可拆卸定位结构，包括榫卯、定位销、螺栓。
8.根据权利要求1所述的一种张力可调、低滞料量纤维浸渍模具，其特征在于：所述的上、下模腔组合体的下部腔体距离进料模板20～100mm处设置狭缝流道，狭缝流道宽度为1～20mm。
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