一種三維預成型復合纖維及其加工工藝制造技術

一種三維預成型復合纖維及其加工工藝，本發明專利技術涉及紡織技術領域；它包含0°層、短切紗層、+45°層、90°層、導流夾心層、?45°層、面層；所述的0°層、短切紗層、+45°層、90°層、導流夾心層、?45°層、面層由上至下依次設置。其能夠大大提高玻纖/碳纖機織物的穩定性，同時還能夠提高其拉伸強度，抗曲強度也較高，產品合格率大大提升，實用性更強。

【技術實現步驟摘要】
一種三維預成型復合纖維及其加工工藝
本專利技術涉及紡織
，具體涉及一種三維預成型復合纖維及其加工工藝。
技術介紹
纖維增強材料是一種新型復合材料，具有輕質高強、耐腐蝕、保溫、絕緣、隔音、防水等優良性能。傳統成型工藝是一種開模手工工藝，生產效率低、成本高、環境污染嚴重、對人體傷害大、制品性能差：樹脂和纖維結合效果差，易產生氣泡、干斑等多種缺陷，嚴重影響制品的力學性能。隨著社會對節能降耗、提高工效、環境友好等提出的高要求，促進了樹脂基復合材料的成型工藝的不斷發展，特別是近年來高速發展的樹脂傳遞模塑工藝（RTM）、真空輔助樹脂轉移模塑工藝（VARTM）、樹脂浸漬模塑成型工藝（SCRIMP）等閉模成型工藝，對纖維增強材料提出了更高的要求，其中最重要的是樹脂在充模過程中的流速和流道的影響，要盡量采用滲透率高、對樹脂浸潤性好的織物。中空導流纖維層狀物增強材料就是適應這一要求而開發的新品種。目前，玻纖/碳纖機織單向布其穩定性較差，產品合格率也較低，不能夠滿足目前工藝成品的需求，亟待改進。
技術實現思路
本專利技術的目的在于針對現有技術的缺陷和不足，提供一種結構簡單，設計合理、使用方便的三維預成型復合纖維及其加工工藝，其能夠大大提高玻纖/碳纖機織物的穩定性，同時還能夠提高其拉伸強度，抗曲強度也較高，產品合格率大大提升，實用性更強。為實現上述目的，本專利技術采用的技術方案是：它包含0°層、短切紗層、+45°層、90°層、導流夾心層、-45°層、面層；所述的0°層、短切紗層、+45°層、90°層、導流夾心層、-45°層、面層由上至下依次設置。進一步地，所述的0°層、+45°層、90°層、-45°層為增強纖維材料層，可以為高性能玻纖、碳纖、芳綸等。進一步地，所述的導流夾心層為有機纖維針刺或化學粘合氈。進一步地，所述的短切紗層為高性能玻璃纖維短切紗。進一步地，所述的面層為玻纖薄氈、短切氈、連續氈、碳氈、聚酯氈、高強高抗沖玻璃纖維布、玻纖/芳綸/碳纖機織布等。進一步地，所述的導流夾心層的制備過程中在合成纖維中均勻共混低熔點纖維后，通過梳理、鋪網、牽伸、預針刺或化學粘合成氈，后采用合適的定型工藝形成具有豐富空隙結構特征和形態的導流夾芯材料，進一步提升導流性能，縮短充模時間（導流速率），導流速率≤120s。本專利技術的生產工藝如下：將玻纖/碳纖薄氈或短切玻纖等、導流夾芯材料、軸向織物（雙軸向、三軸向、四軸向）、玻纖或玻纖/碳纖或玻纖/芳綸機織單向布等材料按需要組合后，通過改進的縫編機構，在花盤驅動特制的梳節曲線運動下，帶動特制的槽針和針芯相互運動使縫編線多向多維穿過各組合材料，形成相互牢固纏結的線圈，將各組合材料一次縫編而成三維預成型體。采用上述結構后，本專利技術有益效果為：本專利技術所述的三維預成型復合纖維及其加工工藝，將連續纖維束、非織造氈、紗線或布、夾芯導流氈按照一定的規律定位分布在三維空間，形成一個整體的、具有特定結構、性質和形態的纖維集合體網絡結構；貫穿空間各個方向的纖維提供了增強結構的整體性和穩定性，顯著提高了材料的層間性能和抗沖擊損傷能力；同時利用纖維集合體廣譜孔隙結構形貌、可大范圍調控纖維體積含量和纖維取向分布的特征，形成多樣化的結構形態，實現對復合材料結構和性能調控。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本專利技術的結構示意圖。附圖標記說明：0°層1、短切紗層2、+45°層3、90°層4、導流夾心層5、-45°層6、面層7。具體實施方式下面結合附圖對本專利技術作進一步的說明。參看如圖1所示，本具體實施方式采用的技術方案是：它包含0°層1、短切紗層2、+45°層3、90°層4、導流夾心層5、-45°層6、面層7；所述的0°層1、短切紗層2、+45°層3、90°層4、導流夾心層5、-45°層6、面層7由上至下依次設置。進一步地，所述的0°層1、+45°層3、90°層4、-45°層6為增強纖維材料層，可以為高性能玻纖、碳纖、芳綸等。進一步地，所述的導流夾心層5為有機纖維針刺或化學粘合氈。進一步地，所述的短切紗層2為高性能玻璃纖維短切紗。進一步地，所述的面層7為玻纖薄氈、短切氈、連續氈、碳氈、聚酯氈、高強高抗沖玻璃纖維布、玻纖/芳綸/碳纖機織布等。進一步地，所述的導流夾心層5的制備過程中在合成纖維中均勻共混低熔點纖維后，通過梳理、鋪網、牽伸、預針刺或化學粘合成氈，后采用合適的定型工藝形成具有豐富空隙結構特征和形態的導流夾芯材料，進一步提升導流性能，縮短充模時間（導流速率），導流速率≤120s。本專利技術的生產工藝如下：將玻纖/碳纖薄氈或短切玻纖等、導流夾芯材料、軸向織物（雙軸向、三軸向、四軸向）、玻纖或玻纖/碳纖或玻纖/芳綸機織單向布等材料按需要組合后，通過改進的縫編機構，在花盤驅動特制的梳節曲線運動下，帶動特制的槽針和針芯相互運動使縫編線多向多維穿過各組合材料，形成相互牢固纏結的線圈，將各組合材料一次縫編而成三維預成型體。采用上述結構后，本專利技術有益效果為：本專利技術所述的三維預成型復合纖維及其加工工藝，將連續纖維束、非織造氈、紗線或布、夾芯導流氈按照一定的規律定位分布在三維空間，形成一個整體的、具有特定結構、性質和形態的纖維集合體網絡結構；貫穿空間各個方向的纖維提供了增強結構的整體性和穩定性，顯著提高了材料的層間性能和抗沖擊損傷能力；同時利用纖維集合體廣譜孔隙結構形貌、可大范圍調控纖維體積含量和纖維取向分布的特征，形成多樣化的結構形態，實現對復合材料結構和性能調控。以上所述，僅用以說明本專利技術的技術方案而非限制，本領域普通技術人員對本專利技術的技術方案所做的其它修改或者等同替換，只要不脫離本專利技術技術方案的精神和范圍，均應涵蓋在本專利技術的權利要求范圍當中。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種三維預成型復合纖維及其加工工藝，其特征在于：它包含0°層、短切紗層、+45°層、90°層、導流夾心層、?45°層、面層；所述的0°層、短切紗層、+45°層、90°層、導流夾心層、?45°層、面層由上至下依次設置。

【技術特征摘要】
1.一種三維預成型復合纖維及其加工工藝，其特征在于：它包含0°層、短切紗層、+45°層、90°層、導流夾心層、-45°層、面層；所述的0°層、短切紗層、+45°層、90°層、導流夾心層、-45°層、面層由上至下依次設置。2.根據權利要求1所述的一種三維預成型復合纖維及其加工工藝，其特征在于：所述的0°層、+45°層、90°層、-45°層為增強纖維材料層，可以為高性能玻纖、碳纖、芳綸等。3.根據權利要求1所述的一種三維預成型復合纖維及其加工工藝，其特征在于：所述的導流夾心層為有機纖維針刺或化學粘合氈。4.根據權利要求1所述的一種三維預成型復合纖維及其加工工藝，其特征在于：所述的短切紗層為高性能玻璃纖維短切紗。5.根據權利要求1所述的一種三維預成型復合纖維及其加工工藝，其特征在于：所述的面層為玻纖薄氈、短切氈、連續...

【專利技術屬性】
技術研發人員：宣維棟，張從勇，朱忠裕，鞠志成，
申請(專利權)人：常州天馬集團有限公司原建材二五三廠，
類型：發明
國別省市：江蘇,32