[发明专利]一种用于预浸料生产的连续纤维展纱设备及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种预浸料的生产设备及应用，尤其是涉及一种连续纤维预浸料生产中使用的可均匀展纱的设备及应用该设备制备预浸料的方法。

背景技术

连续纤维增强预浸料具有优良的机械性能，同时其较低的密度和可回收性符合节能环保的概念，在近年得到快速的发展。该材料可以通过模压的方法，加工成高强度的板材，并通过不同模具实现结构件的设计、制造。

预浸料良好的机械性能，是由基体树脂和增强纤维的浸渍作用所决定的，在其生产过程：展纱、浸渍、定型和卷绕中，展纱效果的好坏直接影响预浸料的性能参数。提高展纱效果的途径主要有两方面：增加树脂及纤维原料的相容性、展纱设备改良。

目前，预浸料的生产设备多被国外垄断，国内虽然积极发展，但技术仍不甚成熟。其中，专利CN101525848B公开了一种制备聚乙烯纤维单取向预浸带的生产线，其结构包括纱架、静电生成装置、静电消除装置、上胶装置和干燥装置。专利CN101439586A公开了一种连续纤维增强塑料预浸料的制造方法，通过将纤维纱束在模具中充分浸渍展开而生产高强的复合材料。专利CN101679654B公开了一种生产纤维增强模塑基材的方法。以上这些专利虽然公开了生产预浸料的相关装置，但对于展纱设备没有具体的说明。并且，大多数的设备只适用于生产单一性固定尺寸、固定纤维排布的预浸料，改变纤维排列往往需要重新穿纱，并不能在生产中直接进行。

因此，需要一种能够实现均匀展纱的预浸料生产设备。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能够进行均匀展纱用于预浸料生产的连续纤维展纱设备。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种用于预浸料生产的连续纤维展纱设备，其特征在于，该设备包括依次设置的纱架、排纱装置、静电消除装置、排纱条和牵引辊。

所述的纱架包括设有多个隔层的纱架架体、安装在纱架架体各隔层上的锭子、每层锭子前侧的齿嘴排纱板a，以及设置在锭子上的纤维卷。

所述的纱架架体上设置的隔层为1～10层，每层上安装1～100个锭子，所述的齿嘴排纱板a为带有均匀排纱通孔的板，所述的纤维卷中设有用于生产连续纤维增强预浸料的连续纤维。

所述的纱架架体上设置的隔层为3～5层，所述的齿嘴排纱板a的材质为金属或金属合金，优选钢。

所述的排纱装置由排纱架体、齿嘴排纱板b、固定螺钉组成，所述的齿嘴排纱板b通过固定螺钉固定在排纱架体上。

所述的排纱架体包括多层可插入齿嘴排纱板b的卡槽、固定在排纱架体的刻度尺和螺钉通孔，所述的齿嘴排纱板b为带有均匀排纱通孔的板，其位置可以在卡槽中左右移动，并由固定在排纱架体的刻度尺进行度量，通过固定螺钉固定。

所述的齿嘴排纱板b的材质为金属或金属合金，优选为钢。

所述的静电消除装置包括静电毛刷，所述的静电毛刷采用超导电碳纤维制成。

所述的排纱条为空隙均匀的向上的钉耙结构。

所述的牵引辊由上下两个导辊组成，所述的导辊为镜面辊。

一种用于预浸料生产的连续纤维展纱设备的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将纤维卷的纱线引出，穿过对应的齿嘴排纱板a的排纱通孔，进入到排纱装置；

(2)将从纱架的齿嘴排纱板a引出的纱线，对应穿过排纱装置的齿嘴排纱板b的通孔；按照生产要求，将齿嘴排纱板b的位置参照固定在排纱架体的刻度尺进行移动，通过固定螺钉进行固定；

(3)经过排纱装置排布的纱线，通过包含超导电碳纤维静电毛刷的静电消除装置后，在排纱条进行进一步展纱，并通过由上下两个镜面辊组成的牵引辊导入后续生产中。

与现有技术相比，本发明提供的可进行均匀展纱的展纱设备，适用于生产连续纤维预浸料的生产线使用。本发明通过纱架锭子前的齿嘴排纱板实现初步的排纱，再经过可调的多层齿嘴，可改变纤维纱排列方式，进一步实现均匀排纱。静电消除装置可以消除纤维纱摩擦产生的静电，减少断纱现象。排纱条将均匀排布的纱线规整到一起，并在此确定预浸料的宽度。经过导辊的牵引，完成均匀排纱。

附图说明

图1为本发明3层均匀展纱设备的示意图；

图2为本发明的3层排纱装置示意图；

图3为本发明的齿嘴排纱板a的示意图；

以上附图中：1，纱架；11，纱架架体；12，锭子；13，纤维卷；14，齿嘴排纱板a；15，排纱通孔；2，排纱装置；21，排纱架体；22，固定螺钉；23，刻度尺；24，齿嘴排纱板b；3，静电消除装置；4，排纱条；5，牵引辊。