[实用新型]一种人造透光石材用增强型光纤垫布及其制备装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种人造透光石材用增强型光纤垫布及其制备装置，属于光纤制造技术领域。 

背景技术

自上世纪末匈牙利人实用新型透光混凝土的制造技术以来，人造透光石材因具备可透自然光、传输近距物体图像、艺术展示天然纹理等优点，不断被世人青睐而应用于高档建筑与装饰领域。目前，应用于人造透光石材的透光材料主要有三种：石英光纤、塑料光纤和钠钙硅玻璃棒或碎块。如专利号CN102166780B提及的光纤为一种有机质多模石英光纤，其直径50μm/125μm，外层用聚乙烯或聚四氟乙烯涂敷，并通过2D或3D编织方法将光纤编成纤维布；专利号CN102848451A提及光纤为直径0.5—1.5mm的塑料光纤，并采用棉线将其编织成单层光纤布，光纤间距3-6mm；行业内还有人直接采用玻璃碎棒填充石材等等。分析以上提及的透光材料，在实际应用中存在一些问题，直接影响人造透光石材的性能和应用推广，表现在：1、石英光纤，数值孔径小(0.22-0.37)，其受光和发射光角度小，不利于光线采集，视觉效果不佳。且石英光纤通常直径粗(100um-1000um)，表层涂有机层，与人造石材不利于形成较高结合力。另石英光纤虽具有高透过率，但人造石材使用光纤短(10mm-300mm)，不易体现石英光纤低损耗的光学优势，且石英价格昂贵，不利于应用推广；2、塑料光纤为有机材质，长时间会老化，不仅影响光透过率，还会影响人造石材内部强度，出现裂砖或倒塌的安全隐患；3、为制作石材方便，虽考虑将光纤制成了光纤布，但其制造方法主要是将直径较粗的光纤直接或依托各种支架构成石材“龙骨”，或用棉线、纤维等固定较粗直径的光纤形成纤维布，存在光纤间距大，不可能形成连贯的线发光，发光造型机械局限，随意性差，不能很好展现人造透光石材的艺术或天然纹理。 

实用新型内容

为了克服现有技术中透光材料与人造石材结合力差、不利于光线采集、发光不连续、 不耐老化等缺陷，本实用新型提供了一种人造透光石材用增强型光纤垫布及其制备装置。 

为解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案： 

一种人造透光石材用增强型光纤垫布，包括径向光纤片，径向光纤片上设有两道以上穿插于径向光纤片中、并将径向光纤片缝合为一体的纬向缝合玻璃纤维线；径向光纤片由两束以上的玻璃光纤束径向紧密连续排列而成，玻璃光纤束由两根以上的玻璃光纤单丝径向紧密连续排列而成，玻璃光纤单丝直径为30μm-70μm，玻璃光纤单丝表面设有化学增强层；径向光纤片至少一端的端部有长度不大于50mm的定型段。 

上述定型段指通过胶粘剂或机械夹持或玻璃纤维线，将径向光纤片的某一段整体紧密定型、连为一体。上述人造透光石材用增强型光纤垫布可收卷至圆筒上，定型段的设置保证了收卷时光纤布不松散。 

上述人造透光石材用增强型光纤垫布耐老化、使用寿命长，与人造石材有着很好的结合力，发光自然连续，并可显著增强石材强度。 

优选，径向光纤片的两端及中间均有长度不大于50mm的定型段。这样不仅提高了垫布的连接强度，而且能增强石材的强度。 

优选，径向光纤片的宽为30-100cm，厚为1-5mm；纬向缝合玻璃纤维线的直径为0.8-2mm。这样既方便使用，又能保证垫布的强度。 

化学增强层由偶联剂和成膜剂的混合溶液喷涂或浸渍而成。 

上述偶联剂优选硅烷偶联剂，成膜剂优选为耐碱增强成膜剂。 

优选，纬向缝合玻璃纤维线与径向光纤片垂直，相邻两道纬向缝合玻璃纤维线之间的间距为4-8cm。 

进一步优选，化学增强层由KH-560和油类衍生物1140混合的酒精溶液制备而成，其中，酒精溶液中KH-560的质量含量为0.1-5％、油类衍生物1140的质量含量为0.1-10％。 

申请人经研究发现，上述化学增强层的设置不仅使玻璃光纤单丝的强度、耐碱性有了显著的提升，而且易与无机或有机物连接。 

上述纤垫布是由玻璃光纤经向紧密连续排列成一定厚度和宽度的光纤片，再经纬向缝合玻璃纤维线纬向间距性穿引固定而成，具体织造方法有人工织造和机械织造。 

人工织造方法是用纬向缝合玻璃纤维线纬向人工缝制固定光纤片，具体方法优选：包括顺序相接的如下步骤： 

①将玻璃光纤单丝径向紧密连续排列成玻璃光纤束，再将玻璃光纤束径向紧密连续排列成径向光纤片； 

②通过胶粘剂或机械夹持或玻璃纤线缝合的方式在径向光纤片至少一端的端部制备长度不大于50mm的定型段； 

③通过纬向缝合玻璃纤维线沿径向光纤片的纬向缝合径向光纤片，即得。