一种平铺双向碳纤维布织造设备及方法与流程

本发明涉及工业用布纺织，具体涉及一种平铺双向碳纤维布织造设备及方法。

背景技术：

1、碳纤维布经各种相应的后处理具有相应的优异性能，获得广泛应用。为适于不同的应用，碳纤维布的结构也在不断创新，申请公布号为cn102418188a、授权公告号为cn206953704u等专利文献均涉及到不同结构的碳纤维布，申请公布号为cn102912523a的专利文献不但涉及碳纤维布的结构还涉及其应用。目前碳纤维布的织造设备多采用以双剑杆织机（例如进口的多尼尔剑杆织机）为基础再根据碳纤维布的不同结构加上一些辅助构件构成，双剑杆织机主要由送经、开口、投梭、打纬、卷取等机构组成，其中送经机构包括经轴和筒子架, 织造中经轴经纱采用径向退绕、筒子架经纱采用轴向退绕方式进行送经；在开口部分均以所有经丝穿入综丝孔的形式进行开口，投梭部分由剑杆勾入由织机的储纬器送入的纬纱进行投梭的形式进行投纬，卷取部分按照纬密由织机的卷布辊转动卷取。

2、由于碳纤维丝束是扁平丝，用其织造出的优质碳纤维布特别是双向碳纤维布，其碳纤维扁平丝束在布面应当是扁平平整无毛丝，一旦碳纤维布的扁平丝侧翻出现毛丝现象则会使得经后处理的碳纤维布材料的各项技术指标大打折扣。然而，现有织造碳纤维布的设备和织造方法，由于在织造过程中，经向上碳纤维丝从筒子架上轴向退绕下来会旋转和侧翻，并且所有经纱都需经过综丝提上沉下形成开口让纬纱穿过，并经过钢筘剧烈打击，难免会出现扁平丝侧翻而出现毛丝；纬向上扁平的碳纤维丝从储纬器输出也存在重叠、侧翻而起毛丝的现象，从而严重影响织造出的碳纤维布的品质，进而影响以碳纤维布为基体经后处理加工出的产品的技术性能。因此，对现有双向碳纤维布织造设备及织造方法进行改进，是业内亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是：提供一种改进的平铺双向碳纤维布的织造设备以及利用该设备织造出扁平平整无毛丝的高品质双向碳纤维布的织造方法，解决现有设备和方法织造出的碳纤维布普遍存在毛丝品质不高的技术问题。

2、本发明的技术方案是：本发明的平铺双向碳纤维布织造设备，包括双剑杆织机和筒子架，上述双剑杆织机具有经向织轴、综框、钢筘、上剑杆、下剑杆、送纬机构、卷取机构，双剑杆织机的送纬机构保留一套作为玻璃纤维送纬机构，上述上剑杆具有上接纬剑和上送纬剑，下剑杆具有下接纬剑和下送纬剑，其结构特点是：还包括用于将纬向碳纤维丝束扁平无侧翻无毛丝地输送给双剑杆织机的碳纤维送纬机构，设于上述筒子架和双剑杆织机之间用于各根经向碳纤维丝束增加并统一张力使各根经向碳纤维丝束无伸缩地经过上述钢筘以便织造的张力组合辊架。

3、进一步的方案是：上述碳纤维送纬机构包括支架，可旋转且可拆卸地设于上述支架上绕载有纬向碳纤维丝束的碳纤维纬向筒子，可主动旋转地设于支架上用于牵引纬向碳纤维丝束运动的定向定长盘，可主动旋转地设于支架上且分别设于上述定向定长盘的下方两侧用于提升纬向碳纤维丝束张力和改变运动方向的第一张紧轮和第二张紧轮；使用时，纬向碳纤维丝束从碳纤维纬向筒子上沿径向方向退绕下来后依次经过第一张紧轮、定向定长盘和第二张紧轮后，送入双剑杆织机的下剑杆的下送纬剑具有的钳口中。

4、进一步的方案是：工作过程中，上述碳纤维送纬机构的定向定长盘旋转一周，碳纤维送纬机构送出的纬向碳纤维丝束的长度即为所织造的平铺双向碳纤维布的筘幅加上废边所需的长度。

5、进一步的方案是：上述筒子架上设有若干根筒子安装杆，碳纤维经向筒子可沿径向转动地设于筒子安装杆上；工作时，满载经向碳纤维丝束的碳纤维经向筒子沿径向旋转，使得经向碳纤维丝束沿径向退绕下来。

6、进一步的方案是：上述碳纤维经向筒子的两侧各设有一个轴承，碳纤维经向筒子通过两个轴承与一根筒子安装杆可转动连接。

7、进一步的方案是：上述张力组合辊架包括架体和设于上述架体上的若干根张力辊，上述张力辊包括主动辊和从动辊。

8、进一步的方案是：上述张力辊为外周涂有聚氨酯胶的阻尼张力辊。

9、进一步的方案是：上述玻璃纤维送纬机构包括安装架，可旋转且可拆卸地设于上述安装架上绕载有纬向玻璃纤维丝的玻璃纤维纬向筒子，设于安装架上用于输出纬向玻璃纤维丝的储纬器；使用时，储纬器运动后将纬向玻璃纤维丝送入双剑杆织机。

10、一种平铺双向碳纤维布织造方法，采用前述的平铺双向碳纤维布织造设备实施，包括以下步骤：

11、第一步，经向丝束准备：

12、①将玻璃纤维丝整经在双剑杆织机的经向织轴上；

13、②将各根经向玻璃纤维丝按顺序一根一综依次穿入综框具有的综丝孔后，牵引至钢筘；

14、③将各碳纤维经向筒子安装在筒子架上，将经向碳纤维丝束从各碳纤维经向筒子上沿径向退绕下来，经过张力组合辊架并避开综框具有的综丝后在上剑杆和下剑杆之间直接牵引至钢筘，且将经向碳纤维丝束与经向玻璃纤维丝按一根比一根排列，然后依次将相邻的一根经向玻璃纤维丝和一根经向碳纤维丝束插入钢筘的同一筘齿内，如此重复至全部经向丝束准备完毕；

15、第二步，纬向丝束准备：

16、①将玻璃纤维送纬机构具有的玻璃纤维纬向筒子装于玻璃纤维送纬机构具有的安装架上，将从玻璃纤维纬向筒子上退绕下来的纬向玻璃纤维丝经过玻璃纤维送纬机构具有的储纬器送入上剑杆的上送纬剑具有的钳口中；

17、②将碳纤维送纬机构设有的碳纤维纬向筒子设于碳纤维送纬机构设有的支架上，将从碳纤维纬向筒子上沿径向运动退绕下来的纬向碳纤维丝束依次经过碳纤维送纬机构设有的第一张紧轮、定向定长盘和第二张紧轮后，送入下剑杆的下送纬剑具有的钳口中，完成纬向丝束准备动作；

18、第三步，投梭、打纬、卷取织造：

19、第一梭：所有经向碳纤维丝束由后向前运动且不作上下运动，由综框将经向玻璃纤维丝向下沉，在经向碳纤维丝束下侧和经向玻璃纤维丝上侧形成的开口中，由下剑杆的下送纬剑将纬向碳纤维丝束送至织造门幅中间与下接纬剑交接，并由下接纬剑将纬向碳纤维丝束牵引运动至所织造的另一端布边并被废边夹住，然后打纬织造；

20、第二梭：所有经向碳纤维丝束由后向前运动且不作上下运动，由综框将经向玻璃纤维丝向上提，在经向玻璃纤维丝下侧与经向碳纤维丝束上侧之间形成的开口中，由上剑杆的上送纬剑将纬向玻璃纤维丝送至织造门幅中间与上接纬剑交接并由上接纬剑将纬向玻璃纤维丝牵引运动至所织造的另一端布边并被废边夹住，然后打纬织造；如此完成平铺双向碳纤维布的一个单元织造；

21、重复前述第一和第二梭的动作循环织造，双剑杆织机的卷取机构按照纬密工艺要求不断卷取织造出的平铺双向碳纤维布。

22、本发明具有积极的效果：（1）本发明的平铺双向碳纤维布的织造设备以现有的双剑杆织机为基础，通过包括经向上改进筒子架的筒子结构以及加设张力组合辊架，纬向上加装包括定向定长盘在内的碳纤维送纬机构等改进设计，使得采用本发明的织造设备能够织造出无侧翻、无毛丝的高品质碳纤维布，并且设备的改动在现有基础上容易实现且改进成本不高。（2）本发明的平铺双向碳纤维布的织造方法，采用平铺形织造因而织造方法相对简单，织造过程中经向碳纤维丝束从筒子架的碳纤维经向筒子上沿径向方向而非如现有技术中沿轴向方向退绕下来，由于没有轴向旋转运动因而扁平的碳纤维丝不会侧翻，退绕下来的各根经向碳纤维丝束经过张力组合辊架张力均匀地从钢筘的筘齿内穿过直达织机具有的前梁，运动中作往前运动，不再如现有技术中穿入综丝孔因而没有上下运动，从而使得经向碳纤维丝束在整个织造过程中不会侧翻起毛丝；纬向碳纤维丝束从碳纤维纬向筒子上沿扁平方向径向退绕并被主动旋转且定长的定向定长盘卷取后再被双剑杆织机的下剑杆钳住，因此纬向碳纤维丝束也不会侧翻起毛丝；投梭的下剑杆和上剑杆以一根从定向定长盘卷取的纬向碳纤维丝束、一根从储纬器卷取的纬向玻璃纤维丝一根一根地投梭循环送纬打纬织造，而不采用现有技术中的上剑杆和下剑杆一起投梭的方式；经向和纬向碳纤维丝束平铺后被经向和纬向玻璃纤维丝捆扎牢固；玻璃纤维丝虽然也易起毛，但在本发明的织造方法中由于其运动轨迹极其简单不会起毛。采用本发明织造出平铺双向碳纤维布无侧翻、无毛丝，张力均匀，超薄牢固，物理指标无任何损失，用户可方便地以其为基材进行诸如造型上树脂等后处理，以制作出所需的应用材料。