含有连续玻璃纤维的复合纤维制造设备制造技术

含有连续玻璃纤维的复合纤维制造设备，包括将玻璃液牵拉成玻璃纤维的玻璃纤维拉丝装置，所述玻璃纤维拉丝装置下方依次设有涂覆浸润剂的涂油辊、复合器、集束轮、拉丝机，还包括放置涤纶的多层纱架，所述纱架后依次设有调整涤纶纱线张力的张力器、汇聚涤纶纱线的整流器、分散涤纶纱线束的分离器，所述分离器位于复合器之上。本发明专利技术的有益效果：简化工艺设备，提高生产顺畅性，同时化纤进纱张力调节的引用，实用性更好，对烘制后的纱团定型效果更优良。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种含有连续玻璃纤维的复合纤维制造设备。
技术介绍
由于玻璃纤维增强树脂基体的复合材料具有轻质、高强、电绝缘、耐腐蚀等特点， 目前在汽车、航空航天、国防等领域得到广泛应用。特别是玻璃纤维增强热塑性树脂基体复 合材料，因其优异的冲击韧性、易修复、可二次成型、可回收等优良性能，近年来发展迅速， 逐渐取代了传统的热固性树脂基体复合材料的部分应用领域。玻璃纤维增强热塑性树脂基 体复合材料的发展将为传统金属材料提供轻质、高强的绝佳替代材料。初期的玻璃纤维增强热塑性树脂组合物是使用玻璃纤维短切原丝和热塑性树脂 颗粒混合挤出，然后经注塑成型，该方法也称为SFT工艺，其主要缺点是玻璃纤维含量相 对较低，同时由于纤维在挤出和注塑的过程中纤维有效残留长度低，因而最终的制品机械 性能不高。针对此问题，20世纪90年代起，一种新的LFT工艺逐步得到发展和推广，该工艺 中连续玻璃纤维经过充满热塑性树脂组合物的模具时迅速完成浸渍，再经冷却、切粒成长 度在12mm左右的粒料，该粒料可用来注塑或模压成型复合材料制品，由于玻璃纤维的最终 保留长度要大于SFT工艺，LFT工艺制得复合材料产品的机械性能相对要高，但是由于LFT 浸渍工艺的特殊性，要想同时获得良好的浸渍效果和高的生产效率是相当有难度的。为了在保证一定生产效率的前提下，改善热塑性树脂对玻璃纤维的浸渍效果，近 年来发展的化纤和玻璃纤维同时在线拉丝并在线复合而成的复合纤维(又称复合纱)解决 了这一难题，将玻璃纤维和化纤在拉丝阶段完成混合后形成丝束，可提供给客户直接用于 LFT粒料工艺以及拉挤、缠绕等各种工艺中，经过编织后也可适用于模压、真空袋压成型等 工艺。相对于在玻璃纤维与化纤分别拉制成型后再以丝束形式进行混和编织的混纺纱来 说，复合纤维是在玻璃纤维与化纤拉制过程中以单丝的形式在线混合，因而提供了更好的 玻璃纤维和化纤的混合均勻性，从而保证了复合材料成型过程中热塑性树脂对玻璃纤维的 良好浸润。专利CN101421197A和CN1412366A中介绍了复合纤维的成型方法玻璃纤维和 化纤分别从一多孔板流出，在集束前混合在一起，然后卷绕成纱团。在上述成型方法中，玻 璃纤维和化纤均是在线拉制，任何一种纤维拉制过程中出现的工艺问题将会影响复合纤维 的最终成型稳定性，因而复合纤维的成型会复杂化；而且玻璃纤维与化纤的拉制生产线存 在较大的结构差异，二者的联合使用也将增加复合纤维生产线的装配难度。此外，由于玻璃 纤维与化纤热收缩性能的巨大差别，干燥后的复合纤维纱团会因化纤的较大收缩而变得蓬 松，造成纱团结构不稳定、纱线退解困难。为解决该问题，上述专利分别采用了化纤超喂而 形成卷曲和高温热定型降低化纤收缩率的方法来降低化纤收缩对纱团稳定结构的影响，但 是其操控性不佳，质量波动大，而且装备复杂，成本较高。
技术实现思路
本技术的目的在于解决复合纤维生产过程的顺畅性问题及质量控制稳定上3存在的难点，提供了一种简化了工艺设备、提高生产顺畅性的含有连续玻璃纤维的复合纤 维制造设备。本技术的技术方案含有连续玻璃纤维的复合纤维制造设备，包括将玻璃液牵拉成玻璃纤维的玻璃纤 维拉丝装置，所述玻璃纤维拉丝装置下方依次设有涂覆浸润剂的涂油辊、复合器、集束轮、 拉丝机，其特征在于还包括放置涤纶的多层纱架，所述纱架后依次设有调整涤纶纱线张 力的张力器、汇聚涤纶纱线的整流器、分散涤纶纱线束的分离器，所述分离器位于复合器之 上。进一步，所述张力器是液态阻尼补偿张力器，包括基座、进线盘、补偿部件、调整杆 以及刻度盘。进一步，所述分离器是一均勻分布有多个瓷眼的多孔板。进一步，所述复合器是具有一凹口的酚醛树脂板。本技术的技术构思，首先，经过熔融后的玻璃液经玻璃纤维拉丝装置的矩形 漏板由喷丝头流出，并被牵拉成玻璃纤维，后经喷雾水快速冷却，通过石墨涂油辊涂覆上浸 润剂；同时，纱架上的涤纶(PET)成品丝，分多束被牵拉并通过张力器，缓冲较大的牵引力 和补偿较小的牵引力，从而使涤纶纱线分布更为平整、张力更加均勻。经张力调节后的涤 纶纱线通过整流器进行汇聚，整流器能够使张力调节处理过的涤纶丝束以一定方向进行整 合，并汇聚成片状，汇聚后的涤纶丝束经过分离器被进一步分散，再通过具有一凹口的酚醛 树脂板，即复合器，通过复合器时与受浸润剂处理过的玻璃纤维进行复合。此外，涤纶纱线 在与玻璃纤维进行复合时具有相同的线速度，两者牵引速度的相同降低了因速度差异而引 起的生产不稳定性。然后，经过复合的玻纤与涤纶经过集束轮进行集合成一束，通过拉丝机 转动牵弓I，卷绕成复合纤维纱团。本技术所述的含有连续玻璃纤维的复合纤维制造方法中，玻璃纤维在经过涂 油辊时，其表面被均勻涂敷上一薄层浸润剂组合物，该组合物在经过高温干燥后具有较好 的成膜性能和较强的粘结性能，能确保玻璃纤维和涤纶纱线粘附在一起形成复合纤维束。本技术所述的含有连续玻璃纤维的复合纤维制造设备中，涤纶纱团摆放位置 会受限于玻璃纤维实际生产车间的空间布局。要生产较大线密度，往往需要数十个丝团，不 同的丝团摆放，出丝角度也不同。其牵引的张力会由于出纱角度的不同而大小不一，从而造 成后期复合纱成型不良，纱束结合性变差，影响束面平整度。因此，进纱角度α (进入整流 器前后的涤纶丝束间的夹角)的范围应当控制在0飞0°之间，否则交叉角变大将会使丝束 摩擦阻力变大，也会使牵引力过大，从而不易于稳定的生产。而从纱团摆放来看，为了更好 的与后面的整流器以及玻璃纤维拉丝装置流畅组合在一起，其高度不宜过高，整流器摆放 也应具备一定高度，其范围在1.5 2. Om之间，这样才能尽量保持与复合器的较小高度差， 从而提高进纱的顺畅性。所述张力器为一液态阻尼补偿张力器，通过调节纱线在补偿瓷棒间的行走路线来 控制纱线牵引过程中的张力，并用阻尼油来降低张力波动。改善了涤纶纱线由于进纱角度 不同而引起的张力不均勻问题，张力值应控制在15 300CN之间，从而确保涤纶纱线在复合 纤维中分布均勻、结构稳定。本技术所述的设备所拉制玻璃纤维的直径为1广33μπι，优选16 4μπι;涤纶成品丝的直径在10 40 μ m,优选20 30 μ m。为尽量降低化纤收缩对纱团结构的影响，涤纶成品丝的沸水收缩率需控制在3% 以内。满足此要求的其他热塑性纤维材料均可通过上述方法及装备来与玻璃纤维混合在 一起得到复合纤维，包括聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸丁酯(PBT)、聚酰胺(PA)、聚苯硫醚 (PPS)纤维等以及上述热塑性纤维的两个或多个的组合。为适应玻璃纤维生产车间的布局，所使用涤纶丝纱团数目为圹42个，优选614 个；涤纶丝的线密度为56 lOOOdtex，优选167 500dtex。通过改变纱架1上被牵引化纤 纱团的数量以及所选涤纶丝的线密度，可控制复合纱中玻璃纤维与涤纶丝的相对质量，其 比值在85 15 10 :90，优选80:20 30:70。所制备复合纤维的线密度为400 2600tex，优选 80(T2400tex。本技术采用离线化纤复合在线玻纤技术，有效避免化纤生产过程中容易出现 的各种质量及生产问题，保障了化纤的稳定性；同时，优化了化纤进纱工艺，通过进纱张力 的调节，使得化纤在整个复本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．含有连续玻璃纤维的复合纤维制造设备，包括将玻璃液牵拉成玻璃纤维的玻璃纤维拉丝装置，所述玻璃纤维拉丝装置下方依次设有涂覆浸润剂的涂油辊、复合器、集束轮、拉丝机，其特征在于：还包括放置涤纶的多层纱架，所述纱架后依次设有调整涤纶纱线张力的张力器、汇聚涤纶纱线的整流器、分散涤纶纱线束的分离器，所述分离器位于复合器之上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张毓强，曹国荣，张志坚，龚颖，卢志强，钱宇卿，
申请(专利权)人：巨石集团有限公司，
类型：实用新型
国别省市：33[中国|浙江]