[發明專利]連續纖維增強熱塑性樹脂熔融浸漬設備的分束裝置及其使用方法有效

申請號：	201310750490.2	申請日：	2013-12-31
公開（公告）號：	CN103660321A	公開（公告）日：	2014-03-26
發明（設計）人：	周曉東;郭兵兵;方立;劉偉;陳杰;李春忠;張玲	申請（專利權）人：	華東理工大學
主分類號：	B29C70/50	分類號：	B29C70/50;B29C70/54
代理公司：	上海新天專利代理有限公司 31213	代理人：	俞瀅
地址：	200237 ***	國省代碼：	上海;31
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摘要：
搜索關鍵詞：	連續纖維增強塑性樹脂熔融浸漬設備束裝及其使用方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及一種連續纖維增強熱塑性樹脂浸漬裝置中的分束設備。此外，本發明還涉及多股纖維并行進入模頭時的分束方法。

背景技術

連續纖維增強熱塑性樹脂是一種纖維沿粒子方向單向分布的增強復合材料，該材料在制備過程中可選擇不同工藝生產出長纖維增強粒料和連續纖維增強預浸帶材料。

長纖維粒料具有高強度、高剛度、尺寸穩定、抗疲勞、低翹曲、耐蠕變、使用溫度高等優點，能夠大幅度提高樹脂材料的力學性能，擴展其應用范圍。連續纖維增強的預浸帶材料可應用于熱塑性復合材料的纏繞成型，拉擠成型，自動鋪帶，自動鋪絲等成型工藝中。因此，無論是在通用塑料，工程塑料，還是特種工程塑料領域都有著廣闊的應用前景。

連續纖維增強熱塑性樹脂材料的力學性能與增強纖維的性能和含量；纖維在樹脂內的分散情況；樹脂基體的性能；以及纖維與樹脂基體的界面結合狀態都有直接關系。目前長玻纖材料被應用到汽車、機械、電器、航空航天等領域，例如，汽車中的前端組件、保險杠、儀表盤、車門模塊等都廣泛采用了長纖維材料。

連續纖維增強熱塑性復合材料的技術關鍵是要解決纖維在樹脂中的浸漬和完全分散問題。目前已經有與連續/長纖維增強熱塑性復合材料的浸漬設備及浸漬工藝相關的專利發表出來，但是這些專利并沒有很好地解決纖維出現斷纖時如何不影響正常生產的情況下進行修復并恢復正常生產的問題。無論采用波浪形，還是導絲輥形式的浸漬結構，都是讓連續纖維束經過一個充滿高壓熔體的模頭，在波峰與波谷，導絲輥上方與下方反復張緊，并與接觸點摩擦，使得連續纖維均勻展開，并與熔融樹脂接觸，浸漬。但是連續纖維束在與分散結構接觸時，其內部每根纖維的受力是不同的，因此，在摩擦接觸的過程中，受力過大的纖維單絲就會折斷，進而在模頭內部造成斷纖，隨著時間的積累，會導致阻塞浸漬通道，最終造成纖維斷紗，影響生產。

專利CN1037679公開了一種連續纖維增強熱塑性復合材料的浸漬模具，其特征是利用正弦曲線狀的浸漬流道對纖維進行浸漬。并沒考慮進纖中斷的問題。專利CN101913255A公開了一種連續纖維增強熱塑性樹脂復合材料的浸漬模具，其在模頭內部安裝了圓盤展開器，纖維在展開器的作用下被分散展開，但是在生產過程中纖維、樹脂與圓盤展開器之間的摩擦會導致部分碎纖維滯留在圓盤之間的空隙中，長期積累必然會導致纖維束的斷裂，影響正常生產。專利CN102367003中介紹了一種連續長纖維增強熱塑性塑料的浸漬方法，模頭中設置有并列的多條流道，每個浸漬流道是獨立的，纖維束浸漬時互不影響。在這種結構中一旦斷纖發生，也必須中斷生產，影響生產的連續性。

綜上所述，現有技術存在以下問題：

(1)在連續生產過程中，纖維需要連續不斷地進入模頭，而纖維由于前期在分散輥，烘道，及入口處的摩擦作用下，容易出現斷裂，而出現斷裂后，需停機調整，對連續生產造成了影響。

(2)而采用多束纖維同時進入同一個通道的辦法，可以部分解決斷纖再接的問題，但是，多束纖維進入同一通道會導致纖維束之間的重疊，而大大降低纖維束的分散均勻程度，對浸漬過程不利。

發明內容

為了解決上述纖維出現斷裂需停機修正、接續后纖維進入浸漬模頭分散不均的問題，本發明提供了一種續纖維增強熱塑性樹脂樹脂浸漬裝置中的分束設備及方法。

具體方案如下：

一種連續纖維增強熱塑性樹脂熔融浸漬設備的分束裝置，其特征在于，包括

一進纖部件，該進纖部件為一包括一入口和一出口的腔體；

一分纖維束部件，該分纖維束部件可固定于所述進纖部件內，將腔體在入口側分隔為兩個或多個獨立纖維分束通道，及一在出口側的、由該兩個或多個獨立纖維分束通道匯合而成的扁平匯合通道。

較佳的，所述分纖維束部件將進纖部件腔體分隔為一Y型通道。

較佳的，所述匯合通道為一扁平匯合通道以使相鄰并列的獨立纖維分束通過,該扁平匯合通道高度同獨立纖維分束的直徑相適應。

較佳的，所述分纖維束部件一端為尖銳端，另一端為半圓形以將并行鄰接的纖維束分隔成獨立纖維束。