[發(fā)明專利]擴(kuò)展非編織的紡織長(zhǎng)絲的絲束的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880009404.3
• 申請(qǐng)日: 2018-03-27
• 公開（公告）號(hào): CN110268112B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M·羅韋里尼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: M.A.E.股份公司
• 主分類號(hào): D02J1/18
• 分類號(hào): D02J1/18;B65H51/005;D06B3/02;D01D11/02
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11262
• 代理人: 曲鵬;王漪

一種用于擴(kuò)展非編織的紡織長(zhǎng)絲的絲束的方法，該長(zhǎng)絲優(yōu)選為化學(xué)或無機(jī)纖維，該方法包括：提供非編織的紡織長(zhǎng)絲的絲束(F)，該非編織的紡織長(zhǎng)絲的絲束(F)沿其自身主方向(A)延伸并且具有橫向于主方向的具有預(yù)定厚度(S)和預(yù)定寬度(W)的截面；沿行進(jìn)路徑(P)進(jìn)給絲束(F)以及擴(kuò)展絲束(F)，以增加絲束(F)的寬度(W)并減小絲束(F)的厚度，界定擴(kuò)展絲束(ST1、ST2)。擴(kuò)展絲束(F)的步驟包括將絲束(F)浸入浴(6)中，并在浴(6)中產(chǎn)生橫向于主方向(A)的橫穿絲束(F)的一系列橫向波動(dòng)，以便分離和并排放置單根長(zhǎng)絲，從而擴(kuò)展絲束(F)，其中，進(jìn)入浴(6)的絲束(F)和/或從浴(6)中取出的擴(kuò)展絲束(ST1、ST2)未被上漿。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于擴(kuò)展非編織(non-braided)的紡織長(zhǎng)絲的絲束的方法，該長(zhǎng)絲優(yōu)選化學(xué)或無機(jī)長(zhǎng)絲，更優(yōu)選碳纖維長(zhǎng)絲。

具體而言，本發(fā)明優(yōu)選地涉及一種用于在纏繞非編織的紡織長(zhǎng)絲的絲束以形成線圈之前將其擴(kuò)展的方法，或者涉及其在受益于絲束的增加的寬度的過程中的直接用途，例如舉例來說單線片材(single-thread sheets)(“預(yù)浸料”)的預(yù)浸漬系統(tǒng)(systems ofpre-impregnation)。

因此，本發(fā)明主要應(yīng)用于制造和加工用于增強(qiáng)復(fù)合材料的紡織纖維。

現(xiàn)有技術(shù)

事實(shí)上，在復(fù)合材料中使用增強(qiáng)纖維的絲束涉及其在片材中的均勻和定向分布，然后用隨后固化的樹脂浸漬。這種均勻分布通常包括1-24K絲束的織造(weave)或這種纖維絲束按照預(yù)定方向并排布置，然后在連續(xù)的層上以不同的定向交叉。

K是指構(gòu)成絲束的成千上萬根的纖維的數(shù)量。1-、3-、6-、12-或甚至24-K絲束被定義為“小絲束”，而較大絲束，例如由紡織前體纖維(textile precursor fibre)產(chǎn)生的碳纖維的典型的48-至1000-K絲束，被定義為“大絲束”。

在現(xiàn)有技術(shù)中，前體纖維的絲束越大，其生產(chǎn)越便宜。但是大絲束的最終用途，例如320K絲束，肯定不能夠延伸到織造厚度過大的增強(qiáng)片材，從而產(chǎn)生與最終用途不相容的材料浪費(fèi)。因此，這些纖維絲束的生產(chǎn)旨在用于有限的最終用途，在這些最終用途中，增強(qiáng)纖維于是被切成非常短的碎片(切碎)、磨碎或用于制造厚氈。

在現(xiàn)有技術(shù)中，出于經(jīng)濟(jì)原因以及最終產(chǎn)品的穩(wěn)定性原因，因此很難將制造商生產(chǎn)高支絲束的便利性與出于低支絲束(3-24K)的織造或并排放置而獲得的片材的均勻性和輕便性相結(jié)合，低支絲束(3-24K)的生產(chǎn)成本更高。

為此，事實(shí)上，多年來已經(jīng)開發(fā)了纖維加工系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以擴(kuò)展由制造商(也可能是在生產(chǎn)線中)制造的單個(gè)纖維絲束/使由制造商(也可能是在生產(chǎn)線中)制造的單個(gè)纖維絲束變寬，以允許減輕復(fù)合材料的比重并滿足上述要求。

根據(jù)構(gòu)成纖維擴(kuò)展作用的基礎(chǔ)的“物理”原理，已知的解決方案被分成不同的類別，下面顯示了其中的一些示例。

從美國(guó)文獻(xiàn)US 2014/0115848中已知第一個(gè)示例，其中絲束由于多個(gè)噴嘴的作用而擴(kuò)展，這些噴嘴橫向于絲束輸送壓縮空氣，使得單獨(dú)的空氣射流穿過絲束，以使單獨(dú)的纖維彼此隔開。

這種方法雖然實(shí)用，但對(duì)纖維具有很強(qiáng)的侵蝕性，因?yàn)闉榱藘?yōu)化擴(kuò)展效果而不會(huì)在單根纖維長(zhǎng)絲之間產(chǎn)生不希望的交織和扭曲(twists)，通常很難調(diào)節(jié)空氣射流的功率以及由此產(chǎn)生的且完全不可避免的湍流。

從文獻(xiàn)US 7536761中可以知道另一種解決方案，其中絲束的擴(kuò)展(這實(shí)際上相當(dāng)有限)是通過利用碳纖維的導(dǎo)電性獲得的。施加到與纖維接觸的電極的電壓產(chǎn)生電流，這使得纖維作為電阻，其快速加熱，降低了施加到其上的漿劑的“膠合”效應(yīng)，漿劑對(duì)熱敏感。由于熱漿劑導(dǎo)致纖維間的粘合效應(yīng)較低，因此加熱絲束更容易擴(kuò)展。

這種方法論除了允許非常有限的絲束擴(kuò)展之外，實(shí)施起來也很復(fù)雜，并且對(duì)纖維具有明顯的侵害性。