《一步法成型玻璃纖維連續原絲氈生產工藝》是江蘇九鼎新材料股份有限公司於2012年11月16日申請的專利，該專利的公布號為CN102926133A，申請公布日為2013年2月13日，發明人是顧清波、姜鵠、胡林、曹正兵、顧宏梅、趙建元、彭斌。
《一步法成型玻璃纖維連續原絲氈生產工藝》其創新點在於所述步驟為：玻璃液通過熔化爐流出被拉成連續纖維原絲，纖維原絲經塗油器、分束器後分成若干束原絲，原絲繞經到導絲輥後進入拋絲機構，在拋絲機構的連續擺動下，原絲拋擲在下方移動的傳送帶上，形成覆蓋整個傳送頻寬度的原絲氈，原絲氈通過傳送帶連續不斷的進入烘箱烘乾，烘乾後由卷繞裝置卷繞起來。採用該方法製得玻璃纖維連續原絲氈，耗能低、產量大、生產成本低，其原絲之間利用相互的交搭力學連鎖作用以及少量粘結劑粘合而成，具有各向同性、導流性好，耐沖刷、覆模性好、機械強度高、易排出氣泡等優點，被廣泛套用於拉擠、模壓、纏繞、手糊、真空成型等玻璃鋼成型工藝中。
2017年12月11日，《一步法成型玻璃纖維連續原絲氈生產工藝》獲得第十九屆中國專利優秀獎。
基本介紹
- 中文名：一步法成型玻璃纖維連續原絲氈生產工藝
- 申請人：江蘇九鼎新材料股份有限公司
- 申請日：2012年11月16日
- 申請號：201210461214X
- 公布號：CN102926133A
- 公布日：2013年2月13日
- 發明人：顧清波、姜鵠、胡林、曹正兵、顧宏梅、趙建元、彭斌
- 地址：江蘇省南通市如皋市中山路1號
- 分類號：D04H3/004(2012.01)I、D04H3/02(2012.01)I、D04H3/12(2012.01)I
- 代理機構：北京一格智慧財產權代理事務所
- 代理人：滑春生
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
玻璃纖維連續原絲氈是一種新型玻纖無紡增強基材，其由於具有各向同性、導流性好，耐沖刷、覆模性好、機械強度高、易排出氣泡等優點，被廣泛套用於拉擠、模壓、纏繞、手糊、真空成型等玻璃鋼成型工藝，用該基材增強的纖維增強塑膠製品廣泛套用於航天航空、化工防腐、汽車、船艇、體育器材、建材、電子、電器、娛樂器具等領域。
2012年前中國玻璃纖維連續原絲氈採用兩步法成型工藝，其先拉拉制好原絲筒，然後運往紗架，引入拋絲成型機成型。該種工藝具有生產靈活，隨開隨停，更換品種方便的優點。但存在一定的問題：耗能較高、成型均勻性差，粘結不良等問題。
發明內容
專利目的
該發明要解決的技術問題是提供一種產量大、成本低的一步法成型玻璃纖維連續原絲氈生產工藝。
技術方案
《一步法成型玻璃纖維連續原絲氈生產工藝》其創新點在於所述工藝步驟為：所述工藝步驟還包括以下步驟：
a、拋絲：原絲束繞經導絲輥後進入拋絲機構，在拋絲機構的往復循環的拋絲動作下，原絲束拋擲在下方移動的傳送帶上，形成覆蓋整個傳送頻寬度的原絲氈；
b、預烘乾：原絲氈通過傳送帶連續不斷的進入溫度為50℃—250℃的烘箱進行預烘乾；
c、粘結劑施加：通過簾幕式帶抽吸功能的裝置將聚酯乳劑或聚酯粉乳混合粘結劑/通過撒粉裝置將聚酯粉劑粘結劑以0.5-10Wt%量（粘結劑占成品氈的比例）的均勻噴灑在氈坯上；
d、固化：帶有粘結劑的氈坯被傳送帶以5-25米/分鐘的速度傳動輸送到80℃—250℃固化爐中進行烘乾固化（固化爐長度5-40米）；
e、冷卻：以5℃—30℃的水為冷卻介質，在5-25米/分鐘線速度旋轉的金屬滾筒對氈進行冷卻，冷卻面接觸長度1-5米；
f、壓實：傳遞速度為5-25米/分鐘，由一對旋轉的金屬輥對氈施加1000-10000牛/2米的壓力使氈平順；
g、縱切：裁除氈兩邊的毛邊，同時把氈縱向分切成滿足客戶對氈的寬度要求；
h、清理：將毛邊、廢纖維、殘留粘結劑清理乾淨；
i、分卷；根據客戶和/或包裝要求將連續生產出的氈分捲成一定長度和直徑的單卷氈。
進一步地，所述拋絲機構的拉輪線速度800-4000米/分鐘，拋絲機構的拋絲輪往復擺動角度範圍為±60°內。進一步地，所述傳送帶移動速度、烘箱傳送帶速度均為5-25米/分鐘。進一步地，所述連續纖維單絲的直徑為9-24微米。進一步地，所述拋絲機構垂直於傳送帶運動方向將玻璃纖維拋到傳送帶上，該傳送帶位於拉絲輪的下方。
改善效果
《一步法成型玻璃纖維連續原絲氈生產工藝》的優點在於：採用該方法製得玻璃纖維連續原絲氈，耗能低、產量大、生產成本低，一條生產線年產4000噸連續氈。其原絲之間利用相互的交搭力學連鎖作用以及少量粘結劑粘合而成，密度在150-1200克/平方米，厚度0.2-5毫米之間，具有各向同性、導流性好，耐沖刷、覆模性好、機械強度高、易排出氣泡等優點，被廣泛套用於拉擠、模壓、纏繞、手糊、真空成型等玻璃鋼成型工藝中。
附圖說明
圖1為該發明玻璃纖維連續原絲氈生產用拋絲機構主視圖。
圖2為該發明玻璃纖維連續原絲氈生產用拋絲機構側視圖。
附圖說明
權利要求
1.《一步法成型玻璃纖維連續原絲氈生產工藝》主要為玻璃纖維拉制-從貴金屬漏板出來後，玻璃纖維通過帶有浸潤劑的塗油輥被拉絲輪拉成纖維原絲，然後通過集束器形成原絲束，每束原絲由30-60根連續纖維單絲集成，其特徵在於：所述工藝步驟還包括以下步驟：
a、拋絲：原絲束繞經導絲輥後進入拋絲機構，在拋絲機構的往復循環的拋絲動作下，原絲束拋擲在下方移動的傳送帶上，形成覆蓋整個傳送頻寬度的原絲氈；
b、預烘乾：原絲氈通過傳送帶連續不斷的進入溫度為50℃—250℃的烘箱進行預烘乾；
c、粘結劑施加：通過簾幕式帶抽吸功能的裝置將聚酯乳劑或聚酯粉乳混合粘結劑/通過撒粉裝置將聚酯粉劑粘結劑以0.5-10Wt%量（粘結劑占成品氈的比例）的均勻噴灑在氈坯上；
d、固化：帶有粘結劑的氈坯被傳送帶以5-25米/分鐘的速度傳動輸送到80℃—250℃固化爐中進行烘乾固化（固化爐長度5-40米）；
e、冷卻：以5℃—30℃的水為冷卻介質，在5-25米/分鐘線速度旋轉的金屬滾筒對氈進行冷卻，冷卻面接觸長度1-5米；
f、壓實：傳遞速度為5-25米/分鐘，由一對旋轉的金屬輥對氈施加1000-10000牛/2米的壓力使氈平順；
g、縱切：裁除氈兩邊的毛邊，同時把氈縱向分切成滿足客戶對氈的寬度要求；
h、清理：將毛邊、廢纖維、殘留粘結劑清理乾淨；
i、分卷；根據客戶和/或包裝要求將連續生產出的氈分捲成一定長度和直徑的單卷氈。
2.根據權利要求1所述的一種一步法成型玻璃纖維連續原絲氈生產工藝，其特徵在於：所述拋絲機構的拉輪線速度800-4000米/分鐘，拋絲機構的拋絲輪往復擺動角度範圍為±60°內。
3.根據權利要求1所述的一種一步法成型玻璃纖維連續原絲氈生產工藝，其特徵在於：所述傳送帶移動速度、烘箱傳送帶速度均為5-25米/分鐘。
4.根據權利要求1所述的一步法成型玻璃纖維連續原絲氈生產工藝，其特徵在於：所述連續纖維單絲的直徑為9-24微米。
5.根據權利要求1所述的一步法成型玻璃纖維連續原絲氈生產工藝，其特徵在於：所述拋絲機構垂直於傳送帶運動方向將玻璃纖維拋到傳送帶上，該傳送帶位於拉絲輪的下方。
實施方式
實施例1
例如用於拉擠工藝的一步法成型玻璃纖維連續原絲氈LPM450-185，克重為450克/平方米，寬度185厘米，卷長240米，厚度0.48毫米。
該實施例中，玻璃液由玻璃料熔融形成，經塗油輥表面塗覆浸潤劑（由矽烷偶聯劑、聚酯成膜劑和潤滑劑組成）。粘結劑為聚酯型粉劑粘結劑（可以為粉劑或乳劑或粉乳混合粘結劑，以上均為市售），熔化爐有20工位，沿傳送帶移動方向對稱交叉分布。
具體工藝為：
a、原絲束的製作：玻璃液在1250℃——1350℃高溫的熔化爐中熔化，通過560孔貴金屬漏板流出並牽拉成連續纖維原絲，纖維原絲經塗油輥常規塗覆浸潤劑後，再由分束器分成若干束原絲，每束原絲由40根單絲組成，單絲的直徑控制為18微米；
b、拋絲：原絲束繞經導絲輥後進入拋絲機構，拋絲機構的結構，如圖1、2所示，包括可自轉的拉輪1和拋絲輪2，在拉輪1圓周面上均勻分布有若干縫隙3，該縫隙3沿拉輪1圓周面軸向延伸，拋絲輪2安裝在拉輪1內，與拉輪1形成一個類似內齒輪副結構，拋絲輪2外表面設定有可從拉輪1內嵌入並伸出拉輪1縫隙的輻射型凸起4，拋絲輪2可沿拉輪1內弧面作一定夾角的擺動。在拋絲機構的拋絲輪往復循環的拋絲動作下，原絲束被一個往復回合緊挨著另一撥往復回合地拋擲在下方移動的傳送帶上。為了控制拋絲的均勻度和相鄰的原絲之間的密度，拋絲機構的拉輪線速度為1100-1200米/分鐘（該實施例中線速度為1160米/分鐘），拋絲機構的拋絲輪往復擺動角度範圍為±60°內，傳送頻寬度220厘米，使原絲氈均勻、整齊、且密度相對一致地覆蓋整個傳送帶；
c、預烘乾：玻璃纖維原絲經過拋絲機構均勻拋灑在傳送帶上，傳送帶以9.25米/分鐘的速度把原絲氈輸送到預烘乾機，把原絲中的水分預烘乾，預烘乾機長度為5米，烘乾溫度80℃；
d、粘結劑施加：通過簾幕式帶抽吸功能的裝置（該裝置為公知設備，這裡不再贅述）在原絲氈上均勻噴灑聚酯粘結劑，粘結劑的用量（質量）與原絲氈質量比為2%，粘結劑在常溫下呈霧狀噴撒在原絲氈的表面；
e、烘乾固化：原絲氈通過傳送帶以9.25米/分鐘的速度勻速進入烘箱烘乾，烘箱分4個區，每個區的烘箱長度均為5米，烘乾溫度分別為溫度，80℃，110℃，125℃，65℃，使粘結劑固化，起到粘結纖維單絲的作用；採用分段烘乾固化的優點是對粘結劑分別進行脫水、熔融、固化成膜、穩定；
f、冷卻：以25℃的水為冷卻介質通過旋轉線速度為9.2米/分鐘的金屬滾筒對氈進行冷卻，冷卻接觸面長度為2米；
g、壓實：由一對旋轉的金屬輥對氈施加6000牛/2米的壓力使氈平順，具有一定的密實性，保持氈厚度均勻；
h、裁邊：將氈的毛邊裁掉。
i、清理：將毛邊、廢纖維、殘留粘結劑清理乾淨；
j、分切：將連續氈分切成長度為240米/卷；
k、製得的玻璃纖維連續原絲氈質量各項參數為質量450±5%克/平方米，厚度0.48毫米，寬度為185厘米。
根據一步法成型玻璃纖維連續原絲氈生產工藝生產出玻璃纖維連續原絲氈的拉伸強度可以達到100牛/75毫米以上，而短切氈只有40牛/150毫米，在拉擠工藝中，玻璃纖維連續原絲氈根據型材要求分切成所需要的寬度，隨表面氈、玻璃纖維紗一起經浸膠槽後進入模具，能夠經受拉擠生產線上的牽引力而不會斷裂。在RTM工藝中，玻璃纖維連續原絲氈鋪設在模腔後閉合模具在注射進入樹脂，樹脂沿著纖維方向迅速流通到模腔內的各個位置並且保持玻璃纖維連續原絲氈形狀不變，而採用傳統的短切氈，樹脂注入後迅速衝散纖維，破壞了預先鋪設進去的氈的形狀，無法成型。
實施例2
該實施例與實施例1基本相同，區別點：d步驟粘結劑施加：通過撒粉裝置（該裝置為公知設備，這裡不再贅述）在原絲氈上均勻噴灑熱熔性聚酯粘結劑，粘結劑的用量（質量）與原絲氈質量比為3.5%，粘結劑在常溫下呈粉末狀噴撒在原絲氈的表面。
烘乾固化：原絲氈通過傳送帶以9.25米/分鐘的速度勻速進入烘箱烘乾，烘箱分4個區，每個區的烘箱長度均為5米，烘乾溫度分別為溫度，120℃，150℃，150℃，80℃，使粘結劑固化，起到粘結纖維單絲的作用。採用分段烘乾固化的優點是對粘結劑分別進行熔融、固化成膜、穩定。
榮譽表彰
2017年12月11日，《一步法成型玻璃纖維連續原絲氈生產工藝》獲得第十九屆中國專利優秀獎。
