阅读说明：本技术 一种连续纤维增强预浸纱线的制造设备及制造工艺 (Manufacturing equipment and manufacturing process of continuous fiber reinforced prepreg yarns ) 是由 李新河 张相一 尹传仁 宋云东 刘卫亮 于 2018-06-28 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种连续纤维增强预浸纱线的制造设备及制造工艺,包括纱架,所述纱架上的连续纤维依次经过分丝梳、预加热装置、含浸压轮组和冷却装置,并最终收纳在收纱架上；所述树脂导向轮包括位于含浸压轮组输入侧的第一树脂导向轮和位于含浸压轮组输出侧的第二树脂导向轮,第一树脂导向轮用于固定胶膜纸前侧端部,第二树脂导向轮用于固定胶膜纸后侧端部,胶膜纸分别设置在连续纤维两侧并与连续纤维同步喂入含浸压轮组；该设备及工艺简单易行,精准控制树脂含量,减少不必要的浪费,浸渍效果好,生产速率快,保障了产品质量,同时对纤维性能影响较小,具有生产成本低等优点,适用于批量化生产,极大的降低缠绕制品的成本。(The invention relates to a manufacturing device and a manufacturing process of continuous fiber reinforced prepreg yarns, which comprises a creel, wherein continuous fibers on the creel sequentially pass through a yarn dividing comb, a preheating device, an impregnation pressing wheel set and a cooling device and are finally stored on a yarn collecting creel; the resin guide wheels comprise a first resin guide wheel positioned on the input side of the impregnation pressing wheel set and a second resin guide wheel positioned on the output side of the impregnation pressing wheel set, the first resin guide wheel is used for fixing the front side end part of the adhesive film paper, the second resin guide wheel is used for fixing the rear side end part of the adhesive film paper, and the adhesive film paper is respectively arranged on two sides of the continuous fibers and synchronously fed into the impregnation pressing wheel set with the continuous fibers; the equipment and the process are simple and easy to implement, the resin content is accurately controlled, unnecessary waste is reduced, the impregnation effect is good, the production speed is high, the product quality is guaranteed, meanwhile, the influence on the fiber performance is small, the production cost is low, and the like.)

一种连续纤维增强预浸纱线的制造设备及制造工艺

技术领域

本发明涉及预浸料制造技术领域，尤其涉及一种连续纤维增强预浸纱线的制造设备及制造工艺。

背景技术

目前国内碳纤维缠绕制品生产工艺主要为干法缠绕与湿法缠绕，浸胶是纤维缠绕工艺的重要环节，决定了缠绕纱的浸透程度、纤维强度和含胶量，其中含胶量对缠绕制品性能的影响很大。湿法缠绕工艺制品的含胶量不易控制，树脂浪费大；制作成本虽低，但操作环境差；制品中易形成气泡、空隙等质量缺陷。利用预浸带干法缠绕虽然树脂含量控制较好、操作环境好，但是预浸带干法预浸对增强材料要求严格，产品贮存条件苛刻，制造成本较高，造成缠绕制品的成本大幅增大；此外，预浸带干法缠绕制品的层间剪切强度较低。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种连续纤维增强预浸纱线的制造设备及制造工艺。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种连续纤维增强预浸纱线的制造设备，其特征在于：包括纱架、分丝梳、预加热装置、树脂导向轮、含浸压轮组、冷却装置和收纱架，所述纱架上的连续纤维依次经过分丝梳、预加热装置、含浸压轮组和冷却装置，并最终收纳在收纱架上；

所述树脂导向轮包括位于含浸压轮组输入侧的第一树脂导向轮和位于含浸压轮组输出侧的第二树脂导向轮，第一树脂导向轮用于固定胶膜纸前侧端部，第二树脂导向轮用于固定胶膜纸后侧端部，胶膜纸分别设置在连续纤维两侧并与连续纤维同步喂入含浸压轮组，胶膜纸表面的树脂层在含浸压轮组的含浸压轮挤压下与连续纤维接触。

所述含浸压轮包括对称分布在连续纤维两侧的至少两组。

所述含浸压轮采用具有导热油或电阻丝加热结构的中空加热辊。

所述含浸压轮外部采用红外辐射加热。

所述预加热装置的前侧和后侧分别设有用于连续纤维通过的开口，预加热装置内部采用电阻丝加热结构或红外辐射加热结构。

所述预加热装置内部还设有若干张力辊，且连续纤维以S形结构依次经过所述张力辊。

所述冷却装置包括冷却板，连续纤维在冷却板表面通过。

所述冷却板内部设有用于制冷介质流通的冷却通道。

所述冷却板的前后侧还设有限位辊，连续纤维在限位辊和冷却板之间通过。

所述冷却板上部还设有与其连接的保温箱，保温箱内部相对密闭且其前侧和后侧分别设有用于连续纤维通过的开口。

所述保温箱上还设有与保温箱内部连通的冷气通道。

还包括了定型模具，所述定型模具位于冷却装置前侧或后侧，连续纤维穿过定型模具的成型孔设置。

所述收纱架设置的恒温室内。

一种连续纤维增强预浸纱线的制造工艺，其特征在于，包括以下各步骤：

预加热：对纱架上送出的连续纤维进行预加热，加热温度为50-150℃，加热时间为1-60min；

浸渍：将胶膜纸包覆在连续纤维两侧表面并喂入含浸压轮组，喂入速度为1-30m/s，胶膜纸表面的树脂层在含浸压轮组的含浸压轮挤压下与连续纤维接触用于将树脂浸渍至连续纤维内，含浸压轮间隙为0.3-10mm，压力大小为0-100kg/N；

冷却：对完成浸渍的连续纤维进行冷却，冷却温度为0-30℃，冷却时间为1-60min；

收纳：将连续纤维在恒温室通过收纱架收纳，恒温室温度为0-20℃。

所述树脂层的厚度为0.1-2.5mm。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

该设备及工艺简单易行，精准控制树脂含量，减少不必要的浪费，浸渍效果好，生产速率快，保障了产品质量，同时对纤维性能影响较小，具有生产成本低等优点，适用于批量化生产，极大的降低缠绕制品的成本。

利用连续纤维S形分布经过预加热装置用于延长加热、加压历程，以提高树脂对纤维的浸渍效果，取得了较好的预期技术效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为连续纤维增强预浸纱线制造设备的结构示意图。

图2为胶膜纸制造设备的结构示意图。

图1中：1纱架、2连续纤维、3分丝梳、4预加热装置、5张力辊、6第一树脂导向轮、7胶膜纸、8含浸压轮组、9含浸压轮、10第二树脂导向轮、11收纱架、12定型模具、13恒温室、14、恒温装置、15第一冷却板、16输送辊；

图2中：17第一胶膜纸导向轮、18树脂胶槽、19加热辊轮、20第二冷却板、21胶层隔离膜、22收卷轮、23压轮、24第二胶膜纸导向轮。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

根据附图1所示：一种连续纤维增强预浸纱线的制造设备，包括纱架1、分丝梳3、预加热装置4、树脂导向轮、含浸压轮组8、冷却装置和收纱架11，所述纱架1上的连续纤维2依次经过分丝梳3、预加热装置4、含浸压轮组8和冷却装置，并最终收纳在收纱架11上；

所述树脂导向轮包括位于含浸压轮组8输入侧的第一树脂导向轮6和位于含浸压轮组8输出侧的第二树脂导向轮10，第一树脂导向轮6用于固定胶膜纸7前侧端部，用于将胶膜纸7喂入含浸压轮组8，第二树脂导向轮10用于固定胶膜纸7后侧端部，用于对连续纤维2两侧剥离的胶膜纸7进行收集，同时第二树脂导向轮10前侧还设有用于辅助收集胶膜纸7的输送辊16，胶膜纸7分别设置在连续纤维2两侧并与连续纤维2同步喂入含浸压轮组8，胶膜纸7表面的树脂层在含浸压轮组8的含浸压轮9挤压下与连续纤维2接触，使胶膜纸7、连续纤维2、胶膜纸7依次分布并构成三明治结构，通过胶膜纸7分别对连续纤维2两侧进行浸渍。

所述含浸压轮9包括对称分布在连续纤维2两侧的三组，三组含浸压轮9依次对胶膜纸7和连续纤维2两侧进行挤压，使胶膜纸7内侧表面的树脂充分浸渍到连续纤维2内部；其中，所述含浸压轮9采用具有导热油的中空加热辊，在对胶膜纸7和连续纤维2的挤压过程中，可以通过含浸压轮9同步进行加热。

所述预加热装置4的前侧和后侧分别设有用于连续纤维2通过的开口，预加热装置4内部采用电阻丝加热结构，用于保持预加热装置4内部环境温度；所述预加热装置4内部还设有若干张力辊5，且连续纤维2以S形结构依次经过所述张力辊5，通过张力辊5用于保持连续纤维2的张紧状态。

所述冷却装置包括第一冷却板15，第一冷却板15的前后侧还设有限位辊，连续纤维2在限位辊和第一冷却板15之间进入和离开第一冷却板15，使连续纤维2在第一冷却板15表面通过，且连续纤维2与第一冷却板15之间的距离可控，第一冷却板15内部设有用于制冷介质流通的冷却通道，通过制冷介质控制第一冷却板15的表面温度用于保障连续纤维2的冷却效果。

该制造设备还包括了定型模具12，所述定型模具12位于第一冷却板15后侧，连续纤维2穿过定型模具12的成型孔设置，成型孔可以设置成不同高度的矩形结构或其它截面为异型结构，用于对浸渍后的连续纤维2输出的截面形状进行控制，连续纤维2的截面形状根据使用需求选择。

所述收纱架11设置的恒温室13内，通过恒温室13控制收纱工序的环境温度，恒温室13内部设有恒温装置14，恒温装置14可以采用恒温空调机组，使连续纤维2具备稳定的贮存环境。

根据附图1所示：一种连续纤维增强预浸纱线的制造工艺，其特征在于，包括以下各步骤：

预加热：对纱架上送出的连续纤维进行预加热，加热温度为50-150℃，加热时间为1-60min；

浸渍：将胶膜纸包覆在连续纤维两侧表面并喂入含浸压轮组，喂入速度为1-30m/s，胶膜纸表面的树脂层在含浸压轮组的含浸压轮挤压下与连续纤维接触用于将树脂浸渍至连续纤维内，含浸压轮间隙为0.3-10mm，压力大小为0-100kg/N，树脂层的厚度为0.1-2.5mm；

冷却：对完成浸渍的连续纤维进行冷却，冷却温度为0-30℃，冷却时间为1-60min；

收纳：将连续纤维在恒温室通过收纱架收纳，恒温室温度为0-20℃。

根据附图2所示：用于胶膜纸7的制造设备，包括第一胶膜纸导向轮17、树脂胶槽18、加热辊轮19、第二冷却板20、胶层隔离膜21、收卷轮22、压轮23和第二胶膜纸导向轮24，胶膜纸首先经过第一胶膜纸导向轮17、三个相互配合的加热辊轮19，并在加热辊轮19上部通过树脂胶槽18在胶膜纸涂上树脂层，然后由第二冷却板20对胶膜纸进行冷却，在压轮23和第二胶膜纸导向轮24配合作用下将胶层隔离膜21覆在胶膜纸的树脂层表面，最终通过收卷轮22对胶膜纸进行收纳储存，该胶膜纸在连续纤维2增强预浸纱线的制造设备中使用。以上所述仅为本发明的优先实施方式，只要以基本相同手段实现本发明的目的技术方案，都属于本发明的保护范围之内。