[發明專利]連續長纖維增強熱塑性樹脂成型用的熔融浸漬機頭及方法

無效

• 申請號: 201210363729.6
• 申請日: 2012-09-26
• 公開（公告）號: CN102848489A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 陳春華;李永華;羅忠富;錢永紅;王大中;葉南飚;吳博
• 申請（專利權）人: 金發科技股份有限公司;上海金發科技發展有限公司
• 主分類號: B29B15/14
• 分類號: B29B15/14
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 黃磊

技術領域

本發明涉及熱塑性樹脂成型技術領域，特別涉及一種連續長纖維增強熱塑性樹脂成型用的熔融浸漬機頭及方法。

背景技術

目前，用于熱塑性樹脂成型的設備多種多樣，但針對連續長纖維增強熱塑性樹脂的熔融浸漬設備中，常常由于機頭的結構不夠合理而使得連續長纖維束得不到均勻的熔體浸漬效果，從而影響產品質量。

公開號為JP2002307432A的專利申請中公開了一種長纖維浸潤裝置，該裝置是在纖維束牽引方向的下側設計有樹脂注入口，每個獨立的樹脂注入口與相對應的纖維束緊密貼合，樹脂自下而上的穿透玻纖；熔融的樹脂由一流道注射入樹脂與纖維束的貼合模腔中。在這個裝置中，熔體在樹脂注入口與纖維的接觸面的模腔里的熔體壓力很難分配均一，纖維束難以得到均一的浸漬效果；在熔體自下而上的穿透纖維束前，纖維束也未進行開松及伸展，熔體不能有效的穿透纖維束的間隙。

公開號為WO0051807A的專利申請中公開了一種十字型機頭，該機頭包括流動型腔，與流動型腔相連接的多個模具型腔，其中模具型腔的流體流動可以調整，纖維束沿各模具型腔的軸向運動。各個模具型腔可通過單獨的徑向圓柱活塞模調節熔體流量。熔體從流動型腔的一端統一進入，另一端密閉，如需清洗時可打開。但該機頭在熔體分配時，熔體壓力會有一定的損失，靠近熔體進入端的熔體壓力必然比遠離熔體進入端的大；該機頭雖然設置了圓柱形活塞模用來來調節熔體壓力，但每個模具流道的熔體流量不均衡，可能會引起產品纖維含量不一致的情況。且該機頭實際操作繁瑣，在應用過程中麻煩。

公開號為WO2007059806的專利申請公開的裝置中，熔體沿軸向進入注射輥，注射輥的圓弧面上開口小孔，熔體經過小孔并穿透與注射輥圓弧面緊密貼合的纖維束。但該機頭中也存在熔體壓力分配不均衡的問題，會造成纖維浸漬效果不均一。

公開號為CN101856872A的專利申請提出了將預熱的連續纖維帶導入交錯可開合雙擠出模頭組，該交錯可開合雙擠出模頭組包括第一擠出模頭、第二擠出模頭和軌道運動裝置，連續纖維帶與第一擠出模頭接觸并產生與纖維帶平面相垂直的滲透壓力，使熔融的熱塑性樹脂對連續纖維帶的一側進行預浸漬，連續纖維帶的另一側與第二擠出模頭接觸并產生同樣的滲透壓力，使熔融的熱塑性樹脂對連續纖維帶的另一側進行再浸漬。但實驗證明，該設備用于多根連續纖維同時浸漬時，也難以保證每根纖維的浸漬均勻性。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種連續長纖維增強熱塑性樹脂成型用的熔融浸漬機頭，該機頭的使用可使得連續長纖維束浸漬效果均衡，生產穩定，產品的成品率也較高。

本發明的另一目的在于提供一種通過上述熔融浸漬機頭實現的連續長纖維增強熱塑性樹脂成型用的熔融浸漬方法。

本發明的技術方案為：一種連續長纖維增強熱塑性樹脂成型用的熔融浸漬機頭，熔融浸漬機頭內部設有熔體分配流道和浸漬流道，熔體分配流道的各個出料口通過出料輥與浸漬流道連接；浸漬流道的兩端分別設置供連續長纖維束進出用的入口通道和出口通道，入口通道與出料輥之間設置至少一組張力輥，出口通道與出料輥之間設置至少一組張力輥。其中，出料輥用于連接熔體分配流道和浸漬流道，起到過渡作用。

所述熔體分配流道為多級分支的結構形式，包括多級的分支流道，各級的分支流道均為圓柱形流道。該結構的熔體分配流道可保證熱塑性樹脂熔體均勻穩定地進入浸漬流道，使熔體穿透后的連續長纖維束得到均衡的浸漬效果。

所述各級分支流道的直徑為5~100mm，位于同一級的分支流道直徑相等。

所述熔體分配流道設于浸漬流道一側的下方。

所述出料輥的外表面為圓弧面，出料輥的中部為扇形通道，扇形通道頂部設有多個出料孔，各出料孔分別垂直于連續長纖維束；出料輥的圓弧面直徑為5~200mm，出料孔直徑為1~10mm。該結構的出料輥，其外表面可與連續長纖維束緊密貼合，而多個出料孔與連續長纖維束垂直設置，可保證熔體對連續長纖維束的均勻浸漬。

所述入口通道的橫截面為圓形、橢圓形或矩形；當橫截面為圓形或橢圓形時，橫截面的半徑為2~20mm；當橫截面為矩形時，橫截面的寬度和高度為2~20mm。

所述出口通道的橫截面為矩形或圓形；當橫截面為矩形時，橫截面的寬度和高度為2~5mm；當橫截面為圓形時，橫截面的半徑為2~5mm。出口通道的橫截面形狀也可根據所需長纖維增強熱塑性樹脂的形狀進行預定設置。

所述浸漬流道的橫截面為矩形或梯形，浸漬流道橫截面的寬度和高度分別為100~2000mm。

所述張力輥的外圓半徑為5~50mm。