一种双层单向布的制备系统、方法及其制得的双层单向布技术方案

本发明专利技术提供的双层单向布制备系统、方法，以整幅的离型基材作为衬底，通过对离型基材表面施胶再转移到聚合物条带上形成单向布，大大减小了单向布生产过程中聚合物条带的行进距离，从根本上避免了由于条带传输引起的单向布缝隙或搭接重叠等缺陷；采用水性聚氨酯或水性环氧树脂等水性胶黏剂可以通过烘干水分得到超薄的胶膜，降低单向布产品中的含胶量，从而提高由单向布制得的防弹板的防弹性能；在收卷之前设置剥离辊可以避免单向布卷材长期储存后离型基材难以剥离；制得的双层单向布中，较薄的单向布可增加防弹板的交织率，提高防弹板的防弹性能；相比于单层单向布，第一条带层和第二条带层在横向上相互错开的双层单向布在剥离离型基材后，两层聚合物条带之间可对彼此起到一定的支撑作用，避免了单向布横向撕裂和弯折的问题。弯折的问题。弯折的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种双层单向布的制备系统、方法及其制得的双层单向布


[0001]本专利技术涉及一种双层单向布的制备系统、制备方法及通过该方法制备的双层单向布，具体涉及一种超高分子量聚乙烯单向布的制备系统、制备方法及通过该方法制备的双层单向布。

技术介绍

[0002]单向布，指在一个方向(通常是经向，也有纬向单向织物)具有大量的纺织纱或无捻粗纱，在另一方向只有少量并且通常是细的纱，布的全部强度都在一个方向上的一种纺织物。
[0003]主要有如下三种类型：
[0004]1、机织单向布，一般为经向单向布，主要用于建筑桥梁的抗震修复和加固补强，如单向碳纤维布。
[0005]2、缝编单向布，专用设备将纤维纱线按一个方向排列，用聚酯纱线缝编而成的织物，主要用于航空航天工业和船舶工业，也有用于建筑加固和体育器材。
[0006]3、无纬单向布，实际是一种预浸片材，是用特殊设备将纤维按一个方向排列整齐0度90度交叉铺放2层及以上，用树脂粘合而成，或者复合一层薄膜或离型纸甚至是纤维网格，主要用于体育运动器材，如高尔夫球杆，鱼杆等，也用于防弹领域，主要原料为芳纶和超高分子量聚乙烯。
[0007]单向布用于制品有如下特点：
[0008]减振效果好，膨胀系数小，骨架轻，变形小，而被广泛应用在航空工业，如雷达罩、电子设备舱、发动机外壳、发动机叶片、舱门、直升飞机的浆叶等；船舶工业，如帆船、快艇、深海鱼船、救生船等；用于体育用品，如渔杆、滑雪板、冰球杆等；用于化学行业，如立体卧式储罐、管道、工作台等；用于医疗行业，如夹板、绷带、人工呼吸器等；用于军事工业，如防护甲、大口径火炮、坦克负重轮等；其他行业，如建筑上用的增强预制件，剑杠织机上用的剑杠、剑带等。
[0009]应用于防弹领域的超高分子量聚乙烯材料主要有两种形式，一种是纤维形态，一种是条带形态。纤维单向布生产工艺主要包括展丝
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表面处理
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浸胶
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干燥等工艺制备。而超高分子量聚乙烯条带具有二维物理形态，并且限于目前的生产工艺水平，较难直接获得适用于防弹制品的宽幅(比如大于1000mm宽度)条带，需要通过拼接生产条带单向布。
[0010]应用于防弹领域的超高分子量聚乙烯单向布通常在其一面或两面涂布有胶膜，将涂布有胶膜的单向布交叉层叠之后进行热压，可得到超高分子量聚乙烯层压板，胶膜在其中起到胶黏剂的作用，使相邻两层单向布紧密结合在一起。如中国专利CN105620008A所描述的传统涂胶方式，是将若干宽度较窄的超高分子量聚乙烯条带开卷后以肩并肩拼宽的方式得到未粘合的单层单向布，再将所述单层单向布经输送辊传输至涂胶设备，通过涂胶设备在单层单向布的一面涂布胶液，之后将涂过胶的单向布送至烘箱以烘干胶液，使得单向布表面形成一层胶膜，最后将两层带有胶膜的单向布在横向上交错并粘合在一起，得到双
层单向布。上述方式是目前行业比较成熟的工艺路径，属于“微凹涂布”范畴，工艺相对简单，操作方便。但上述工艺存在工艺路径偏长(主要涉及烘箱干燥)、占地面积大、车速慢等缺点，条带在长距离的输送过程中，产品的拼接精度难以控制，极容易出现缝隙/搭接的现象，造成产品中存在缺陷。
[0011]对于超高分子量聚乙烯单向布层压制得的防弹产品而言，层压板的交织程度越高，则层压板的防弹性能越好，因此，制备层压板的单向布的厚度越薄，则层压得到的相同尺寸的层压板的单向布层数就越多，交织程度就越高。然而，层压过程中需要给每一层单向布上涂覆一层胶黏剂，随着单向布层数的增加，若仅单向布的厚度在减小，而每层单向布上的胶层厚度(即施胶量)不变时，则层压板中的胶黏剂含量就会上升。层压板中胶黏剂含量的提升会对层压板的防弹性能造成较大影响，因此单向布上的施胶量不宜过高。然而低施胶量又存在工艺上的困难，涂布行业中常用的流延涂布的胶液粘度过大，难以涂布得到低面密度的胶层，胶液施加于单向布表面时易团聚成液珠，造成胶面不均匀，这些都会对粘合性能产生不利影响。

技术实现思路

[0012]为解决上文中提到的问题，本专利技术提出了一种双层单向布的制备系统、制备方法及通过该方法制备的双层单向布，可有效缩短单向布的工艺路线长度，避免未粘合的单层单向布在输送过程中出现缝隙或搭接重叠等缺陷。
[0013]本专利技术涉及一种单向布的制备系统，其特征在于，包括依次设置的热转移胶膜制备单元，第一层单向布贴合单元和第二层单向布贴合单元；
[0014]所述热转移胶膜制备单元包括离型基材放卷设备，第一涂胶设备和烘干设备；
[0015]所述第一层单向布贴合单元包括第一条带放卷设备，第一条带处理设备，第一胶膜贴合设备，第二涂胶设备和烘干设备；
[0016]所述第二层单向布贴合单元包括第二条带放卷设备，第二条带处理设备，第二胶膜贴合设备。
[0017]可选的，所述第一胶膜贴合设备包括第一热辊和第一冷却辊，所述第二胶膜贴合设备包括第二热辊和第二冷却辊。
[0018]先在离型基材表面制备热转移胶膜，再通过第一胶膜贴合设备将放卷后的条带复合于离型基材上，相比于传统的单向布制造方法，这种形式将条带的涂胶和烘干工序转移到了离型基材上，大大减小了条带的传输距离，避免了条带在传输过程中发生横向位移造成的搭接重叠或缝隙等缺陷；离型基材能约束贴合在其表面的条带的横向位置，进一步防止条带发生横向位移。同样的，在完成第一层单向布与离型基材的贴合后，再在第一层单向布的表面涂布胶液并烘干，之后再贴合第二层单向布，同样避免了第二层条带在传输过程中发生横向位移造成的搭接重叠或缝隙等缺陷，第一层单向布同样能约束贴合在其表面的条带的横向位置，进一步防止第二层条带发生横向位移。由此，两层单向布缝隙或重叠等缺陷都得到了控制，有效提高了单向布的生产质量。
[0019]其中，在胶液涂布设备后设置烘干设备是为了排除胶液中的水分形成胶膜，降低胶膜的厚度。条带表面处理设备可增加聚合物条带与胶膜之间的结合力，便于后期使用过程中离型基材与胶膜分离的同时胶膜能与聚合物条带牢固结合。设置热辊是为了使热塑性
胶在受热的同时对其施加一定的压力，从而能使胶膜与聚合物条带紧密结合，当胶膜与聚合物条带的粘合能力大于胶膜与离型基材的粘合能力时，剥离离型基材时胶膜将会留在聚合物条带上。
[0020]可选的，所述涂胶设备包括胶槽、胶辊和刮刀，胶槽中设置有胶液，胶辊的一部分浸没于胶液中。
[0021]可选的，所述离型基材的宽度与最终产品单向布的宽度相同。
[0022]可选的，所述水性聚氨酯胶黏剂为复配式水性聚氨酯胶黏剂。
[0023]单一组分的水性聚氨酯胶黏剂对低表面能材质的粘接效果不佳，且力学性能和耐候性能往往也无法满足要求，因此本专利技术中采用复配式水性聚氨酯胶黏剂，以提高粘接效果、力学性能和耐候性等。
[0024]可选的，所述水性聚氨酯胶黏剂的固含量为20～80％，优选30～60％。
[0025]可选的，所述制备系统还包括收卷设备，所述第二胶膜贴合设备与收卷辊之间设置有剥离本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双层单向布的制备系统，其特征在于，包括依次设置的热转移胶膜制备单元，第一层单向布贴合单元和第二层单向布贴合单元；所述热转移胶膜制备单元包括离型基材放卷设备，第一涂胶设备和烘干设备；所述第一层单向布贴合单元包括第一条带放卷设备，第一条带处理设备，第一胶膜贴合设备，第二涂胶设备和烘干设备；所述第二层单向布贴合单元包括第二条带放卷设备，第二条带处理设备，第二胶膜贴合设备。2.根据权利要求1所述的一种双层单向布的制备系统，其特征在于，所述涂胶设备包括胶槽、胶辊和刮刀，胶槽中设置有胶液，胶辊的一部分浸没于胶液中。3.根据权利要求1所述的一种双层单向布的制备系统，其特征在于，所述制备系统还包括收卷设备，所述第二胶膜贴合设备与收卷设备之间设置有剥离辊。4.一种双层单向布的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：离型基材从所述离型基材放卷设备上放卷，由传输辊输送至第一涂胶设备进行胶液涂布；步骤2：将涂布过胶液的离型基材输送至烘干设备对胶液进行烘干，在离型基材表面形成第一层胶膜；步骤3：第一条带放卷设备同时释放多个卷材，通过第一胶膜贴合设备将条带贴合至涂胶后的离型基材上，得到单层单向布；步骤4：对单层单向布的聚合物条带面涂布胶液，并烘干；步骤5：第二条带放卷设备同时释放多个聚合物卷材，通过第二胶膜贴合设备将条带贴合于单层单向布的涂胶面，得到双层单向布；步骤6：将贴合后的双...

【专利技术属性】
技术研发人员：满长阵，朱坤艳，张键明，张豪，李东亮，时志鹏，赵鹏，史睢宁，吕振亚，
申请(专利权)人：郑州中远防务材料有限公司，
类型：发明
国别省市：