【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及复合材料生产领域，具体涉及一种单向纤维增强预浸料的生产线和生产方法。
技术介绍
1、预浸料是指将树脂基体与增强材料预先混合，并经过特定工艺加工而成的、具有特定宽度和厚度的、可供进一步加工成型用的复合材料制品。通常，预浸料呈片状或带状，其生产一般是用树脂基体浸渍短切纤维、连续纤维或织物，制成以树脂为基体、以连续纤维或织物为增强体的复合材料。其中，作为增强体的短切纤维、连续纤维或织物中，连续纤维由于纤维单向排列，纤维取向性好，因此制得的预浸料能更充分地利用纤维的力学性能。
2、而现有技术中，以连续纤维为增强体的预浸料生产流程长而复杂，如专利文件cn110087847a和cn212223269u中，均采用纱架退绕纱线卷，将多根纱线通过导丝架排列，再将纱线展丝铺平，然后才能向单向平铺的纤维施加树脂以制备预浸料。上述将纱线展丝为纤维的步骤工序繁琐且复杂，且在实际生产中，收束的纱线很难再次展开为均匀且平行排列的纤维单丝，相互缠结的纤维会降低纤维性能的利用率，且造成预浸料厚度变厚、均匀性变差，从而对预浸料的力学性能造成不利影响。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术提供了一种单向纤维增强预浸料的生产线，以及单向纤维增强预浸料的生产方法，具体方案如下：
2、一种单向纤维增强预浸料的生产线，其特征在于，包括依次设置的纺丝单元，纤维处理单元，施胶单元，以及在各个单元之间设置的若干个用于传输纤维的传输辊，其中纺丝单元包括喷丝头，所述喷丝头上设置有多个喷丝孔，
3、所述排列辊实际上是一根传输辊，其作用在于将喷丝头喷出的纤维排列在辊面上，使纤维在辊面上形成一个单向纤维平面，平面中的纤维平行排列。所述直接相连是指生产线上设备的前后位置关系，二者之间除传输机构外没有其他加工单元，并不限定为两设备之间必然有具体的物理接触。具体到本专利技术，直接相连指纤维处理单元和施胶单元之间没有额外的设备，纤维通过纤维处理单元处理之后，直接输送至施胶单元。
4、所述在排列方向上相错开，是指喷丝孔在排列方向上孔与孔相错开，使喷丝孔喷出的纤维单丝之间没有重叠，进而使得喷丝板喷出的纤维单丝能不交错地平铺在一个导丝辊上。
5、进一步的，喷丝孔的排列宽度小于排列辊和传输辊的长度。所述喷丝孔的排列宽度是指喷丝孔在喷丝头上形成的排列图案中，在排列辊的轴线方向上的最大宽度。
6、进一步的，所述纺丝单元为纤维素纤维纺丝单元，所述纤维素纤维纺丝单元的喷丝头为喷丝板，所述纤维素纤维纺丝单元还包括凝固浴，所述纤维处理单元的排列辊设置于凝固浴内。
7、进一步的，所述纤维处理单元包括纤维水洗装置。
8、可选的，所述纤维处理单元包括纤维烘干装置。所述烘干装置不限定为加热烘干，真空干燥或气流干燥等可用于干燥纤维的设备也可作为本专利技术所述的烘干装置。
9、可选的，所述纤维处理单元包括至少一对纤维挤压辊，且不包括纤维烘干装置。
10、进一步的，所述施胶单元包括胶槽和胶液挤出装置，所述胶液挤出装置设置有一狭缝。
11、进一步的，所述施胶单元还包括-胶液烘干装置。所述胶液烘干装置不限定为加热烘干，真空干燥或气流干燥等可用于干燥胶液的设备也可作为本专利技术所述的烘干装置。
12、进一步的，所述的施胶单元还包括烘干后的压辊装置。
13、一种单向纤维增强预浸料的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：
14、(1)纺丝：纺丝装置通过喷丝孔纺得多条纤维单丝；
15、(2)纤维处理：所述多条纤维单丝落在排布辊上，形成一个单向纤维薄层；
16、(3)施胶：所述纤维薄层经传输辊输送至施胶单元进行施胶，形成纤维增强树脂的连续带状预浸料；
17、进一步的，所述单向纤维增强预浸料的生产方法还包括通过收卷设备将连续带状预浸料收卷的步骤。
18、进一步的，所述步骤(1)的纺丝步骤中，纤维单丝为纤维素纤维。
19、进一步的，所述步骤(2)的纤维处理步骤中，还包括纤维薄层的水洗步骤。
20、可选的，所述步骤(2)的纤维处理步骤中，经水洗步骤后，包括纤维薄层的烘干步骤。
21、可选的，所述步骤(2)的纤维处理步骤中，经水洗步骤后，包括纤维薄层压榨步骤，用于压榨出纤维薄层内的水分，且不包括烘干步骤。
22、可选的，所述步骤(3)的施胶步骤中，将热塑性树脂悬浮液(气相或液相)或水性热固性树脂通过狭缝施加于纤维薄层上，随后将树脂烘干。
23、一种复合材料，其特征在于，采用如上述生产线或上述方法制得的预浸料叠放复合制备。
24、有益效果：
25、本专利技术提供的单向纤维增强预浸料的生产线中，纺丝单元纺得的纤维单丝经纤维处理单元平铺为彼此不缠结的纤维薄层后，将纤维处理单元直接与施胶单元相连，使得纤维薄层能够直接施胶制备单向纤维增强预浸料。相比于常规的预浸料生产过程，省去了纤维收束、卷绕、退绕、排列、展丝等设备，大大节省了预浸料的设备投入。
26、相应的，本专利技术提供的单向纤维增强预浸料的生产方法中，将纺得的纤维直接铺成单向排列的纤维薄层，然后施胶制得单向纤维增强预浸料，省去了常规生产过程中的纤维收束、卷绕、退绕、排列、展丝等工序，大大缩短了生产流程，提高了生产效率。此外，本专利技术的方案中直接排列纤维薄层的方式，相比于常规步骤中先收束再展丝的方式，得到的纤维薄层均一性更好，纤维之间没有缠结，纤维取向性更好，使得制得的预浸料更薄、且纤维性能的利用率更高，进而提高了预浸料的力学，性能。
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1.一种单向纤维增强预浸料的生产线，其特征在于，包括依次设置的纺丝单元，纤维处理单元，施胶单元，以及在各个单元之间设置的若干个用于传输纤维的传输辊，其中纺丝单元包括喷丝头，所述喷丝头设置有多个喷丝孔，纤维处理单元包括一个排列辊，且不包括纤维收卷装置；所述喷丝头上的喷丝孔在排列辊的轴线方向上彼此错开，纤维处理单元与施胶单元直接相连。
2.根据权利要求1所述的生产线，其特征在于，所述喷丝头上喷丝孔的排列宽度小于排列辊和传输辊的长度。
3.根据权利要求1所述的生产线，其特征在于，所述纺丝单元为纤维素纤维纺丝单元，所述纤维素纤维纺丝单元的喷丝头为喷丝板；所述纤维素纤维纺丝单元还包括凝固浴，所述纤维处理单元的排列辊设置于凝固浴内。
4.根据权利要求3所述的生产线，其特征在于，所述纤维处理单元包括纤维水洗装置。
5.根据权利要求4所述的生产线，其特征在于，所述纤维处理单元包括纤维烘干装置。
6.根据权利要求4所述的生产线，其特征在于，所述纤维处理单元包括至少一对纤维挤压辊，且不包括纤维烘干装置。
7.根据权利要求6所述的
8.一种单向纤维增强预浸料的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的生产方法，其特征在于，所述步骤(1)的纺丝步骤中，纤维单丝为纤维素纤维，所述步骤(1)的纺丝步骤包括如下具体步骤：
10.一种复合材料，其特征在于，采用如权利要求1-7任一项所述生产线或权利要求8-9任一项所述方法制得的预浸料叠放复合制备。
...【技术特征摘要】
1.一种单向纤维增强预浸料的生产线，其特征在于，包括依次设置的纺丝单元，纤维处理单元，施胶单元，以及在各个单元之间设置的若干个用于传输纤维的传输辊，其中纺丝单元包括喷丝头，所述喷丝头设置有多个喷丝孔，纤维处理单元包括一个排列辊，且不包括纤维收卷装置；所述喷丝头上的喷丝孔在排列辊的轴线方向上彼此错开，纤维处理单元与施胶单元直接相连。
2.根据权利要求1所述的生产线，其特征在于，所述喷丝头上喷丝孔的排列宽度小于排列辊和传输辊的长度。
3.根据权利要求1所述的生产线，其特征在于，所述纺丝单元为纤维素纤维纺丝单元，所述纤维素纤维纺丝单元的喷丝头为喷丝板；所述纤维素纤维纺丝单元还包括凝固浴，所述纤维处理单元的排列辊设置于凝固浴内。
4.根据权利要求3所述的生产线，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋前前，吴光楠，苗冰洁，
申请(专利权)人：包头中远生物基新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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