[发明专利]在衬里上固化粗纱和树脂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在衬里(liner，内衬)上固化粗纱和树脂的方法。

背景技术

复合气瓶的制造是具有最高的技术标准和安全标准的非常完善的技术。无论采用何种类型的纤维和树脂，通常都需要使用固化炉，其取决于树脂浴槽(resin bath)的适用期和树脂与硬化剂混合的精度。另一方面，需要在满足具有最小利润率的极具竞争性的价格、节约能源、以及使用可重复的恒定的树脂与硬化剂的混合物的条件下，更快地制造复合气瓶。

在现今的缠绕加工工艺中，是将粗纱引入树脂浴槽，该树脂浴槽大多数情况下是双层壁的浴槽，从而将树脂和硬化剂的混合物保持为低温，以便延长适用期。该适用期在大多数情况下约为30分钟，并且仅在该时间段内将恒量的树脂混合物粘到粗纱上。对树脂浴槽进行再填注或者将其改变为具有新的树脂混合物的新的树脂浴槽是需要耗费一定时间的。

另一方面，现今所用的树脂还可利用诸如灯泡、SMT LED或者常规的发光LED等光源来固化。使用光进行固化具有适用期无限制、不需要固化炉、降低能耗的优点。发光LED是环境友好的，发光LED可被调节为与树脂的固化波长精确匹配，并且固化处理可直接地在缠绕机上完成，而不会增加循环时间。

发明内容

因此，提供一种利用光和导光的柔性长度的缠绕轴，以高的生产速度在衬里上以树脂固化粗纱的方法，该缠绕轴配备有光源，在缠绕加工期间，从该衬里的内部射出的光束均匀分布到已被树脂结合粗纱上。该方法包括以下步骤：(a)在通过缠绕程序将已结合的粗纱放置在衬里上之前，利用树脂浴槽中的光固化树脂将粗纱结合；(b)在通过缠绕程序将结合的粗纱放置在衬里上之前，使用至少一个缠绕机将粗纱进行结合，以及将粗纱围绕衬里进行缠绕。

本发明包括以下将结合附图详细描述的若干新颖的特征及多个部件的组合，应理解的是，在不背离本发明的范围并且不丧失本发明的任何优点的情况下，可以对本发明做出多种细节上的变化。

具体实施方式

一种在衬里上固化粗纱和树脂的方法。以下，本说明书将参照本发明的优选的实施例来描述本发明。然而，应理解的是，将该说明书限定于本发明的优选的实施例，仅是为便于对本发明的论述，并且可以预期的是，本领域技术人员可以在不背离所附权利要求的范围的情况下，设计出各种不同的变型和等同物。

概括而言，本发明涉及在纤维缠绕加工期间对复合气瓶的光固化(紫外线和波长在430nm以上的光)，该光固化利用位于树脂浴槽之后的固化光源，或者利用在缠绕加工期间复合气瓶内部的固化光。固化光束从UV灯泡、UV LED、具有430nm以上波长的LED传播到位于衬里内部的导光的柔性长度的缠绕轴，并直接照射到粗纱上，或者从配备有光源的缠绕轴直接照射到粗纱上。

本方法包括将缠绕轴插入塑料衬里，该塑料衬里的一端固定在缠绕机上，用于阀的内衬插入物构成了第二个固定点，并且第三个固定点在位于底部的衬里的内侧或者衬里底部的外侧。通过本方法，缠绕轴上的固化光处于衬里的中心，在缠绕加工期间衬里上的粗纱的固化从衬里的内侧开始向衬里外侧的粗纱的方向进行。粗纱层之后的粗纱层被逐渐固化，这导致在缠绕加工结束之后获得完全固化的复合气瓶。通过本方法，气瓶可以从固化缠绕机上移除，并当作成品来处理，省去了对固化炉的投资，并且最重要的是，由于快速的光固化可以减少树脂的挥发，并且由于光源距机器操作者很远，因此通过使用430nm以上的固化光，不需要对操作者进行保护，并且也不会危害机器操作者的健康。

现在参照图1，其示出了位于衬里内侧的导光的、长度可变的缠绕轴，并且在图2中缠绕轴配备有光源。以下的描述包含了对如附图中所示出的本发明的多种特征的参考标记。

本发明提供一种以高的生产速度在衬里(4)上固化具有树脂的粗纱的方法，该方法利用光(1)和导光的、长度可变的缠绕轴(3)，缠绕轴(3)配备有光源(3a)，在缠绕加工期间，从衬里的内侧射出的光束(7)均匀分布到已被树脂(5)结合的粗纱上。在通过缠绕程序将已结合的粗纱(5)放置在衬里上之前，树脂浴槽(6)中的光固化树脂将粗纱(2)结合。所有的缠绕机(8)以或多或少地相同的方式将粗纱(5)结合，并且通过执行特定的程序而围绕衬里(4)缠绕粗纱。

使用塑料内部衬里(4)作为用于复合气瓶和压力容器的纤维缠绕的芯材。这些气瓶被用于压缩天然气(CNG)的第4类气瓶，或者可作为现有的LPG(液化石油气)钢制气瓶的替代品。复合气瓶固化处理过程从塑料衬里内侧以放置在该塑料衬里上的第一股粗纱开始。

通过本发明，具有塑料衬里(4)的复合气瓶的缠绕加工与树脂的适用期无关，这是因为固化处理是利用光来启动的，省去了固化炉。由于光源距操作者非常远，并且由于快速的光固化而减少了树脂的挥发，因此通过光(的固化)对机器的操作者没有伤害。在缠绕循环完成之后，复合气瓶被固化，并且可被从缠绕机上移除并运送到存储区或者进行其它加工处理。