CN112692953A - 一种植物纤维遮阳板及其制造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种植物纤维遮阳板及其制造工艺，包括由上至下设置的面料层、椰棕纤维丝基材，两者进行热压成型，所述的椰棕纤维丝基材是由从上至下设置的胶膜、混合纤维层、胶膜、无纺布经热压成型而成，混合纤维层由按照椰棕纤维：聚丙烯纤维=55％～65％：45％～35％混合，经过开松、梳理、层叠铺网、辊压加热定型而成，本发明采用椰棕纤维加PP材质组合板材替代现有的玻璃纤维材质板材，设计合理，成型后的遮阳板、顶篷具有较高的刚性和耐温性，且废料可以回收利用，易于分解，且具有高韧性，低VOC和抗菌防潮的效果、环保又健康。

Description

一种植物纤维遮阳板及其制造工艺
技术领域
本发明涉及一种植物纤维遮阳板及其制造工艺。
背景技术
汽车顶蓬及遮阳板一般安装于汽车车顶、天窗玻璃下部，起到隔热、隔音、遮光的效果，现有生产工艺采用聚氨酯PU复合基材由多层材料复合而成，经过加热复合、冷却定型、制成三明治板即基材，采用高压水切割设备对毛边及孔位进行切割，最终制成成品，其中的玻璃纤维采用玻璃原丝粘合乳液黏合剂加热固化后形成的原丝毡卷材、通过切割后进行叠加用于增强本体刚性及强度，该生产方法缺点在于生产中多种材料互相叠加，工艺较为复杂，产品的VOC值仍然较高，产品如有报废，玻璃纤维材料不容易回收、造成极大资源浪费，而且边角废料容易造成环境的污染。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出一种植物纤维遮阳板及其制造工艺。
本发明解决技术问题所采用的方案是，一种植物纤维遮阳板：包括由上至下设置的面料层、椰棕纤维丝基材，两者进行热压成型，所述的椰棕纤维丝基材是由从上至下设置的胶膜、混合纤维层、胶膜、无纺布经热压成型而成。
进一步的，所述混合纤维层由按照椰棕纤维：聚丙烯纤维=55％～65％：45％～35％混合，经过开松、梳理、层叠铺网、辊压加热定型而成，所述混合纤维层经辊压加热定型后厚度为5.25 mm~5.5 mm、克重为1100~1200g/㎡。
进一步的，所述胶膜为PE材质其熔点为180~200℃，无纺布为黑灰色面料用于避光，所述面料层的材料为水刺无纺布或者针刺无纺布，面密度60-150g/m²。
一种植物纤维遮阳板的制造工艺：
步骤1）椰棕纤维丝基材制造：先将椰棕纤维：聚丙烯纤维按照55％～65％：45％～35％混合成混合纤维，然后通过开松、梳理、层叠铺网、辊压加热定型形成混合纤维层；然后将混合纤维层送入烘箱烘烤定型，最后裁切形成椰棕纤维丝基材备用；
步骤2）材料组合：先将椰棕纤维丝基材经光波烘箱A与光波烘箱B烘烤后由输送机构输送置压力机内,将面料层卷材裁剪后由送料机构输送至压力机内并于椰棕纤维丝基材上方；
步骤3）遮阳板成型：压力机热压面料层与椰棕纤维丝基材,形成遮阳基板,成型好的遮阳基板退料输送至冲切成型模具中，冲切成遮阳板；
步骤4）顶篷成型：压力机热压面料层与椰棕纤维丝基材,形成顶篷基板,成型好的顶篷基板退料输送至热压模具中，形成顶篷基材，然后顶篷基材经输送机构输送至刀切成型治具中，刀切成顶篷。
进一步的，所述光波烘箱A的温度为100~120℃，烘烤时间为45~55s，所述光波烘箱B的温度为150~200℃，烘烤时间为45~55s。
进一步的，步骤3中的压力机采用一模二穴四柱油压机,压力机对面料层与椰棕纤维丝基材进行两次热压,第一次热压成型温度为18~28℃，成型压力为95~115kg/cm²，压合时间为35-45秒, 二次压制时间为2-3秒。
进一步的，步骤4中压力机采用一模一穴四柱油压机，压力机对面料层与椰棕纤维丝基材进行两次热压, 第一次热压成型温度为25~35℃，成型压力为100~125kg/cm²，压合时间为40~55秒，二次压制时间为2-3秒。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：采用椰棕纤维加PP材质组合板材替代现有的玻璃纤维材质板材，设计合理，成型后的遮阳板、顶篷具有较高的刚性和耐温性，且废料可以回收利用，易于分解，且具有高韧性，低VOC和抗菌防潮的效果、环保又健康。
附图说明
下面结合附图对本发明专利进一步说明。
图1植物纤维遮阳板结构示意图；
图2本发明流程示意图；
图3开松梳理机生产时状态图；
图4层叠铺网、辊压、烘箱、裁切机、抓取设备的连接示意图；
图5抓取设备、光波烘箱A、光波烘箱B、压力机的连接示意图；
图6开松梳理机结构示意图；
图7铺网机、定形机结构示意图；
图8抓取设备结构示意图；
图9表皮送料机构结构示意图；
图10表皮平台结构示意图；
图11冲切成型模具结构示意图；
图12冲切成型模具俯视图；
图13刀口镶块A结构示意图；
图14遮阳基板结构示意图；
图15顶蓬基材结构示意图；
图16刀切成型治具结构示意图；
图17支撑座结构示意图；
图18拐形刀架结构示意图；
图19拐形刀架使用状态图。
图中：1-混合纤维；2-开松梳理机；3-铺网机；4-混合纤维层；5-胶膜；6-胶膜；7-无纺布；8-辊压机；9-定型机；11-烘箱；12-裁切机；13-抓取设备；14-椰棕纤维丝基材；15-光波烘箱A；16-光波烘箱B；17-压力机；18-送料机构； 20-面料层；21-入料轮；22-刺毛轮；23-前锡林；24-工作轮A；25-剥棉轮A；26-前剥削轮；27-前道夫轮；28-中间轮；29-主锡林；30-工作轮B；31-剥棉轮B；32-上道夫轮；33-下道夫轮；34-集棉辊；35-剥棉辊；36-平辊；37-三角漏底；38-上输送线；39-下输送线；40-主输送线；41-上平辊；42-下平辊；43-上层电镀辊调节机构，44-下层电镀辊调节机构，45-电镀辊调节机构；46-上层电镀伺服电机；47-下层电镀伺服电机；48-电镀伺服电机；49-光学尺A；50-光学尺B；51-气缸；52-吸板；53-基材升降平台；54-基材输送链条；55-固定钩；56-基材定位机构；57-基材压合机构；58-表皮送料机构；59-表皮平台；60-表皮输送带；61-外夹爪；62-内夹爪；63-冲切成型模具；64-下模；65-上摸；66-刀口镶块A；67-刀口镶块B；68-集料槽；69-遮阳基板；70-顶蓬基材；71-支撑座；72-机械手；73-定位座；74-凸缘部；75-下压气缸；76-拐形刀架；77-法兰；78-刀片。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
如图1-19所示，一种植物纤维遮阳板：包括由上至下设置的面料层、椰棕纤维丝基材，两者进行热压成型，所述的椰棕纤维丝基材是由从上至下设置的胶膜、混合纤维层、胶膜、无纺布经热压成型而成。
在本实施例中，所述混合纤维层由按照椰棕纤维：聚丙烯纤维=55％～65％：45％～35％混合，经过开松、梳理、层叠铺网、辊压加热定型而成，所述混合纤维层经辊压加热定型后厚度为5.25 mm~5.5 mm、克重为1100~1200g/㎡。
在本实施例中，所述胶膜为PE材质其熔点为180~200℃，无纺布为黑灰色面料用于避光，所述面料层的材料为水刺无纺布或者针刺无纺布，面密度60-150g/m²。
一种植物纤维遮阳板的制造工艺：
步骤1）椰棕纤维丝基材制造：先将椰棕纤维：聚丙烯纤维按照55％～65％：45％～35％混合成混合纤维1，然后将混合纤维通过喂棉系统送入开松机对椰棕纤维、聚丙烯颗粒进行开松，使其达到蓬松状态；然后蓬松状态的混合纤维至梳理机梳理成纤维棉网；通过铺网机3对纤维棉网进行铺网，对纤维棉网进行反复重叠形成混合纤维层4，将胶膜5+纤维层+胶膜6+无纺布7进行组合叠加后通过辊压机8压边，然后通过现有的定型机9进行加热定型镀，冷却至常温形成混合纤维层；然后将混合纤维层送入烘箱11烘烤定型，烘烤温度：120-150℃，烘烤时间60-120秒，低熔点纤维被融化，椰棕纤维紧紧结合在一起，出烘箱后在通过裁切机12进行裁切余料、形成椰棕纤维丝基材14备用，裁切幅宽均为：1350mm~1480 mm、根顶蓬裁切长度为：2160mm~2180mm，遮阳板裁切长度为：880mm~900mm；梳理时，需要将束状椰棕纤维梳理成单根纤维状混合PP纤维；所述开松、梳理、铺网均采用现有的开松梳理机2、铺网机；
混合纤维进入开松梳理机，依次经过入料轮21、刺毛轮22、前锡林23、工作轮A24、剥棉轮A25、前剥削轮26、前道夫轮27、中间轮28、主锡林29、工作轮B30、剥棉轮B31、上道夫轮32、下道夫轮33，上道夫轮、下道夫轮后均设置有对应的集棉辊34、剥棉辊35、平辊36输出纤维棉网；混合纤维从入料轮进入，入料轮设置同向运行刺毛轮，入料轮针尖对着刺毛轮针尖方向相反,两轮之间速度差比例大，混合纤维在入料轮、刺毛轮的作用下起到开松作用；开松后的纤维送入前锡林，前锡林外周设置有三组工作轮A，工作轮A针尖对着前锡林针尖同向转动，两者在速度差别的状态下始终在拉扯纤维，然后通过工作轮A旁的剥棉轮A将纤维送回前锡林，剥棉轮A由于速度比工作轮A要快，剥棉轮A针尖对工作轮A针背，用于主动剥取过程剥棉轮A的椰棕纤维被前锡林带走，以此循环，然后前剥削轮持续将前锡林上纤维转移至前道夫轮，中间轮B将前道夫轮上纤维过渡至主锡林进行再次梳理，主锡林外周设置有五组工作轮B，工作轮B针尖对着主锡林针尖同向转动，两者在速度差别的状态下始终在拉扯纤维，然后通过工作轮B旁的剥棉轮B将纤维送回主锡林，由主锡林送至上道夫轮、下道夫轮，上道夫轮、下道夫轮每次从主锡林转移约55%~60%的纤维，另外40%~ 45% 被主锡林带回去重复梳理，上道夫轮、下道夫轮设置三角漏底37，三角漏底主要用于导向气流，使纤维与气流放行一致，同时三角漏底表面光滑可以用于控制飞花，然后上道夫轮与下道夫轮各自旁侧的集棉辊、剥棉辊、平辊进行纤维出网，纤维棉网部分通过位于上道夫轮旁的集棉辊、剥棉辊、平辊送入上输送线传输38，另一部通过位于下道夫轮旁的集棉辊、剥棉辊、平辊送入下输送线传输39，两层纤维棉网叠加后由主输送线40至铺网机；
铺网机包括上平辊41、下平辊42，纤维棉旁设置有两个胶膜卷材、无纺布卷材，两层的胶膜与无纺布一同通过上平辊、下平辊之间进行一次辊压，上平辊、下平辊均为压花辊，然后送入定形机；
定型机将一次辊压多层组合材料预加热成型，定型机通过伺服电机控制设备多处电镀辊调节产品厚度间隙；定型机输入端上设置上层电镀辊调节机构43，输出端上设置下层电镀辊调节机构44，定型机的顶部设置有电镀辊调节机构45，其中上层电镀辊调节机构通过上层电镀伺服电机46对上层间隙量进行控制,下层电镀辊调节机构通过下层电镀伺服电机47对下层间隙进行控制,电镀辊调节机构通过电镀伺服电机48对上/下层之间间隙进行控制、上层电镀辊组电子尺上距离（辊体上层间隙为0.1～1.5mm）、下层电镀辊组电子尺上距离（辊体下层间隙为0.1～1.5mm）、上/下层辊体电子尺距离（辊体上、下间隙为4.6～5.5mm），定型机上对应上层电镀辊调节机构、下层电镀辊调节机构、电镀辊调节机构分别设置有光学尺A49、光学尺B50、光学尺C，光学尺A用于测量上层辊体间距离、配合上层电镀伺服电机精确调整辊体前进/后退、并将数值反应在电子尺上（辊体上层间隙为0.1～1.5mm），光学尺B用于测量下层辊体间距离、配合下层电镀伺服电机精确调整辊体前进/后退、并将数值反应在电子尺上（辊体下层间隙为0.1～1.5mm），光学尺C用于测量上/下层辊体间距离、配合电镀伺服电机精确调整辊体上下间隙及顺时针速度、预先调整定型机间隙参数，并将数值反应在电子尺上（辊体上、下间隙为4.6～5.5mm），模温机温度55～65℃，纤维棉网经辊压加热定型为椰棕纤维丝基材，椰棕纤维丝基材厚度为5.25 mm~5.5 mm、克重为1100~1200g/㎡；
步骤2）材料组合：先通过现有的抓取设备13将椰棕纤维丝基材堆叠，然后由输送机构输送经光波烘箱A15与光波烘箱B16烘烤后再由输送机构输送置压力机内,然后将面料层20卷材裁剪后由送料机构18输送至压力机17内并于椰棕纤维丝基材上方；抓取设备为现有的机械吸盘，用于吸取椰棕纤维丝基材；送料机构可以为现有的链条传送带；
椰棕纤维丝基材出料后会传送至抓取设备内，抓取设备包括气缸51，气缸下端安装有固定板，固定板下活动连接有具有若干个吸盘的吸板52，可通过丝杆等方式驱动吸板横向滑移，吸板用于抓取椰棕纤维丝基材，抓取设备旁侧设置有基材升降平台53，基材升降平台其表面采用不锈钢材质平板，基材升降平台下端通过两组气缸进行升降，基材升降平台的前后两侧分别设置有基材输送链条54，两条基材输送链条组成链条传送带，基材输送链条上布置有若干竖直向上的固定钩55，基材输送链条延伸至成型模具的成型腔，基材输送链条的外侧设置有至少一个基材定位机构56，且还设置有至少一个用以将定位后的基材向下压紧在固定钩上的基材压合机构57，基材升降平台在初始位置时，基材升降平台与基材输送链条同高，抓取设备将椰棕纤维丝基材放置基材升降平台与基材输送链条上，接着基材升降平台上升，基材定位机构将基材居中定位，基材压合机构下压将椰棕纤维丝基材固定在基材输送链条的固定钩上，同时基材升降平台与基材压合机构同时回位；基材输送链条将椰棕纤维丝基材输送至光波烘箱A内进行预热；
面料层卷材通过表皮送料机构58进行传送，表皮送料机构包括表皮平台59，表皮平台上设置有表皮输送带60，表皮输送带延伸至成型模具的成型腔，所述表皮输送带上沿其长度方向布置有用以固定表皮外边缘的外夹爪61，表皮平台的中部设置有用以带动表皮伸入外夹爪的内夹爪62，内夹爪可沿着表皮输送带的输送方向在表皮平台上移动；所述内夹爪带动表皮向成型模具拉动，直至表皮的两边缘完全进入外夹爪，此时所述外夹爪夹紧表皮，所述内夹爪松开表皮，表皮输送带经外夹爪将表皮输送至成型模具的成型腔内；
步骤3）遮阳板成型：压力机热压面料层与椰棕纤维丝基材,形成遮阳基板69,成型好的遮阳基板退料输送至冲切成型模具63中，冲切成遮阳板；冲切设备模具采用一模一穴；冲切设备内含下模64、上摸65，刀口镶块A66固定下模、刀口镶块B67固定上模、冲切设备设置集料槽68，集料槽用于收集冲切后碎削；作业时将压合后的遮阳板基材放入冲切下模刀口镶块A上端，冲切压力为160±20kg/cm²，压合时间为3~4秒，取出成品遮阳板继续抓取遮阳板基材，逆时针旋转90度，将遮阳板基材放入冲切下模刀口镶块A上端，冲切压力为150±15kg/cm²，压合时间为3~4秒；
步骤4）顶篷成型：压力机热压面料层与椰棕纤维丝基材,形成顶篷基板70,成型好的顶篷基板退料输送至热压模具中，形成顶篷基材，然后顶篷基材经输送机构输送至刀切成型治具中，刀切成顶篷；所述刀切成型治具包括位于中间的矩形环状的支撑座71，所述支撑座有凸起用以与顶篷配合的凸缘部74；支撑座的左方设置有用定位座73，定位座上开设有与顶篷前端边沿配合的定位槽，支撑座的前方、后方和右方分别设置有用以支撑汽车顶篷的支撑块，切割平台上还设置有用以压紧汽车顶篷的转角下压气缸75，支撑座上设置有机械手72，机械手的端部安装有拐形刀架76，拐形刀架上端通过法兰77和螺钉连接于机械手端部，拐形刀架下端安装有刀片78，刀片采用真空热处理和零下200度冰锻处理，所述刀片硬度HRC大于64，硬度是普通刀具的5倍，刀片厚度为1mm，确保足够利度，且可快速一次割断基材不留痕迹，可大幅度提高成品切割的精准度并可防止成品在切割时产生毁坏的情况，不仅可加快成品切割的速度、增加效率，同时还可节省制造成本，将顶蓬基材放置支撑座上端、由凸缘部与定位座进行支撑、作动转角下压气缸将顶蓬基材夹紧，机械手根据程式设定对顶蓬基材进行切割，切割完毕后打开转角下压气缸，将成品顶蓬放置台车。
在本实施例中，所述光波烘箱A为预热，光波烘箱A的温度为100~120℃，烘烤时间为45~55s，所述光波烘箱B的温度为150~200℃，烘烤时间为45~55s。
在本实施例中，步骤3中的压力机采用一模二穴四柱油压机,压力机对面料层与椰棕纤维丝基材进行两次热压,第一次热压成型温度为18~28℃，成型压力为95~115kg/cm²，压合时间为35-45秒, 二次压制时间为2-3秒；二次压合将椰棕纤维丝基材内部分气体排出、避免基材温度过高、成型后由送料机构自动将成型后遮阳基板退出。
在本实施例中，步骤4中压力机采用一模一穴四柱油压机，压力机对面料层与椰棕纤维丝基材进行两次热压, 第一次热压成型温度为25~35℃，成型压力为100~125kg/cm²，压合时间为40~55秒，二次压制时间为2-3秒；二次压制时间为2-3秒，二次压合将顶篷基板内部分气体排出、避免基材温度过高、成型后由送料机构自动将成型后顶篷基板退出。
上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。
如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述上对零部件进行区别如没有另行声明外，上述词语并没有特殊的含义。
本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接( 例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构( 例如使用铸造工艺一体成形制造出来) 所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。
另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系例如“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制，且上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的形状。
本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (7)

1.一种植物纤维遮阳板，其特征在于：包括由上至下设置的面料层、椰棕纤维丝基材，两者进行热压成型，所述的椰棕纤维丝基材是由从上至下设置的胶膜、混合纤维层、胶膜、无纺布经热压成型而成。
2.根据权利要求1所述的一种植物纤维遮阳板,其特征在于：所述混合纤维层由按照椰棕纤维：聚丙烯纤维=55％～65％：45％～35％混合，经过开松、梳理、层叠铺网、辊压加热定型而成，所述混合纤维层经辊压加热定型后厚度为5.25 mm~5.5 mm、克重为1100~1200g/㎡。
3.根据权利要求2所述的一种植物纤维遮阳板,其特征在于：所述胶膜为PE材质其熔点为180~200℃，无纺布为黑灰色面料用于避光，所述面料层的材料为水刺无纺布或者针刺无纺布，面密度60-150g/m²。
4.一种植物纤维遮阳板的制造工艺，采用如权利要求3所述的一种植物纤维遮阳板,其特征在于：
步骤1）椰棕纤维丝基材制造：先将椰棕纤维：聚丙烯纤维按照55％～65％：45％～35％混合成混合纤维，然后通过开松、梳理、层叠铺网、辊压加热定型形成混合纤维层；然后将混合纤维层送入烘箱烘烤定型，最后裁切形成椰棕纤维丝基材备用；
步骤2）材料组合：先将椰棕纤维丝基材经光波烘箱A与光波烘箱B烘烤后由输送机构输送置压力机内,将面料层卷材裁剪后由送料机构输送至压力机内并于椰棕纤维丝基材上方；
步骤3）遮阳板成型：压力机热压面料层与椰棕纤维丝基材,形成遮阳基板,成型好的遮阳基板退料输送至冲切成型模具中，冲切成遮阳板；
步骤4）顶篷成型：压力机热压面料层与椰棕纤维丝基材,形成顶篷基板,成型好的顶篷基板退料输送至热压模具中，形成顶篷基材，然后顶篷基材经输送机构输送至刀切成型治具中，刀切成顶篷。
5.根据权利要求4所述的一种植物纤维遮阳板的制造工艺,其特征在于：所述光波烘箱A的温度为100~120℃，烘烤时间为45~55s，所述光波烘箱B的温度为150~200℃，烘烤时间为45~55s。
6. 根据权利要求4所述的一种植物纤维遮阳板的制造工艺,其特征在于：步骤3中的压力机采用一模二穴四柱油压机,压力机对面料层与椰棕纤维丝基材进行两次热压,第一次热压成型温度为18~28℃，成型压力为95~115kg/cm²，压合时间为35-45秒, 二次压制时间为2-3秒。
7. 根据权利要求4所述的一种植物纤维遮阳板的制造工艺,其特征在于：步骤4中压力机采用一模一穴四柱油压机，压力机对面料层与椰棕纤维丝基材进行两次热压, 第一次热压成型温度为25~35℃，成型压力为100~125kg/cm²，压合时间为40~55秒，二次压制时间为2-3秒。
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