專利名稱：預(yù)應(yīng)力網(wǎng)布增強復(fù)合材料及其生產(chǎn)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于復(fù)合材料和其生產(chǎn)設(shè)備。
人類有史以來用布基材作為增強材料采用傳統(tǒng)的方法生產(chǎn)的復(fù)合材料及其制品，力學(xué)結(jié)構(gòu)不合理。背高科學(xué)，不經(jīng)濟。其縱向強度有余，橫向強度不足，如以塑編布、塑料不織布、帆布、維棉布、玻纖布和棉布等為增強材料的復(fù)合材料棚布以及多元樹脂共擠出復(fù)合薄膜等，這些復(fù)合材料以及布類的長型袋制品盛包裝物后，在裝、卸、搬、運過程中亦是袋長強度過剩，而袋寬強度不足，實驗證明袋寬受力是袋長受力的幾倍乃至20幾倍以上，這一現(xiàn)象尚未被人們普遍所認(rèn)識，為提高復(fù)合材料及袋制品以及布類袋制品的強度，往往都是提高材質(zhì)或同時加大布基材的經(jīng)、緯線纖度和密度，一直在驚人地浪費著70％以上的天然資源，如塑編布復(fù)膜(或內(nèi)襯)化肥袋、塑料不織布/紙復(fù)合袋、維棉布/紙復(fù)合水泥袋、各種集裝袋、麻袋、面袋及其它輕、中、重型包裝袋等；很多產(chǎn)品至今尚沒解決包裝不善問題，由于包裝破損給國家造成的損失上百億元，僅水泥一項每年包裝破損散失竟達(dá)5億元之多。其原因1、由于傳統(tǒng)復(fù)合設(shè)備的放卷機和收卷機的拉伸作用，在給布基材的經(jīng)線施加予應(yīng)力的狀態(tài)下與紙及其它基材復(fù)合，下機后紙及其它基材隨布基材一起收縮，使用時各基材同時一致受力，經(jīng)向強度高；2、傳統(tǒng)設(shè)備復(fù)合時，布基材經(jīng)線處于自然狀態(tài)，施加予應(yīng)力的經(jīng)線使緯線進(jìn)一步彎曲。復(fù)合后使用時各基材受力不一致。緯向強度低；3、傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的紙、塑膠膜和布類基材等，其縱向強度往往大于橫向強度；4、傳統(tǒng)的制袋方法一般都是以其經(jīng)向作袋長，以其緯向作袋寬，盛包裝物后袋長自身強度高而受力小，袋寬自身強度小而受力大。本實用新型的目的就在于得到力學(xué)結(jié)構(gòu)科學(xué)、經(jīng)濟、縱、橫向強度適應(yīng)使用時的受力要求，其袋制品盛包裝物后，自身縱、橫向強度與受力要求一致。各基材受力一致，性能好、用料少、強度大、成本低的予應(yīng)力網(wǎng)布增強復(fù)合材料及其袋制品。使復(fù)合材料和包裝科學(xué)化。



圖1、圖2、圖3為予應(yīng)力網(wǎng)布增強復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)示意圖，在圖中2為網(wǎng)布。1、4、3可為紙、塑料、金屬箔等等。

圖1、圖2、圖3都是在給網(wǎng)布2的經(jīng)、緯線(絲)施加予應(yīng)力直至其拉伸強度達(dá)到使用時的受力要求或接近其屈服強度時，采用粘合劑或直接采用塑膠(固化成薄膜)與紙類、金屬箔類以及其它基材復(fù)合制得，經(jīng)制袋即得其袋制品。網(wǎng)布2經(jīng)、緯線(絲)的材質(zhì)、纖度和密度以及紙、金屬箔及其它基材的材質(zhì)、規(guī)格和強度以及粘合劑和塑膠的材質(zhì)、性能等，均根據(jù)予應(yīng)力網(wǎng)布增強復(fù)合材料及其制品的使用性能的要求來選定。粘合劑可以是水溶性、熱溶性的或溶劑型的。塑膠為PE、PP、EVA、PVC、PS、PA、PC、ABS、MBS、EEA等高分子聚合物、共聚物和共混物、離子聚合物及其它成膜樹膠。網(wǎng)布2的材料可以是新、舊、次、廢或等外的棉、麻、蠶、玻璃或石棉等天然纖維或化學(xué)纖維，網(wǎng)布2也可以是天維纖維相互間、化學(xué)纖維相互間混紡或混合織物、網(wǎng)狀交織物或不織物。
由于網(wǎng)布在予應(yīng)力網(wǎng)布增強復(fù)合材料及其制品中的增強作用得到了充分利用，對紙類、金屬箔類等其它基材的材質(zhì)要求比相應(yīng)降低，因此比傳統(tǒng)的布增強復(fù)合材料及其制品，節(jié)約布原料70％以上，節(jié)約紙、金屬箔、合成樹脂和塑料等其它基材原料也都在50％以上。可取代傳統(tǒng)的復(fù)合材料及其制品，如PE(或PP)/塑編布PE(或PP)/塑料不織布、PE(或PP)/帆布、紙/PP(或PP)/塑編布(或不織布)、維棉布/紙等及其化肥、化工原料、水泥等粉粒物料的包裝袋，以及加內(nèi)襯化肥塑編袋、麻袋、布面粉袋、谷糧袋、集裝袋等。如用來包裝水泥，不僅質(zhì)輕、美觀、透氣性能好、強度高、不磨手、堆垛性好，而且節(jié)約木漿紙50％以上，其成本低于傳統(tǒng)的四層紙袋，可基本解決水泥的包裝破損問題。又如用來包裝化肥，不僅成本低，性能好，網(wǎng)布采用棉、麻或玻纖等，從而提高了塑編袋無法比擬的耐候性。
予應(yīng)力網(wǎng)布增強復(fù)合材料及其制品由于質(zhì)輕、選用適宜的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)，其抗拉、撕裂、沖擊、針孔、熱封等強度高，電絕緣、隔熱、隔氣、隔音、抗氧、防日曬、抗蝕、防雨水、耐候性、耐油和酸堿以及著色等綜合性能好、在軍事工業(yè)中有其更為顯巨而廣泛的用途，如軍事器械的包裝與覆蓋、音波屏蔽、導(dǎo)彈的覆蓋防護(hù)材料、外涂防火涂料的夾層充氣營、庫房等。
也可用作農(nóng)用薄膜和溫室大棚，由于其強度高、透光性能好，可取代傳統(tǒng)的農(nóng)用薄膜和溫室大棚。
予應(yīng)力網(wǎng)布復(fù)合增強材料及其制品選用適宜的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)，其保鮮及保香性能好。還可用于谷糧、油料、藥材、可可、咖啡、茶葉、胡椒各種種子、干菜等農(nóng)副產(chǎn)品，奶粉、蛋白質(zhì)、糕點等食品以及顏料、染料等化工產(chǎn)品等粉粒物料的輕、中、重型包裝。由于其具有防雨水、防日曬、防蟲蛀和隔氣、耐候性好等性能，可進(jìn)行真空包裝，取代傳統(tǒng)的室內(nèi)倉儲方法，可在任意天氣下露天倉包儲存，比瑞士等國的VPS倉包儲存成本更低，效果更好。只是國內(nèi)傳統(tǒng)屋倉儲存噸糧(100元以上)造價的1/10，是傳統(tǒng)筒倉儲存噸糧(200元以上)造價的1/20。
生產(chǎn)予應(yīng)力網(wǎng)布增強復(fù)合材料的設(shè)備分為采用塑膠淋膜復(fù)合和采用粘合劑復(fù)合兩種。
一、采用塑膠淋膜復(fù)合生產(chǎn)予應(yīng)力網(wǎng)布增強復(fù)合材料的設(shè)備及工藝流程的示意圖如圖6所示，主要包括網(wǎng)布自動糾偏機構(gòu)、將網(wǎng)布2的經(jīng)緯線(絲)拉伸的予應(yīng)力裝置、淋膜裝置和復(fù)合裝置。
網(wǎng)布自動糾偏機構(gòu)由電動吸邊器、探邊器、緯線校正器、網(wǎng)布托板和其上方的懸空壓板組成。網(wǎng)布前進(jìn)時經(jīng)電動吸邊器粗糾偏，由探邊器精糾偏。緯線校正器使網(wǎng)布的緯線(絲)垂直于經(jīng)線(絲)。網(wǎng)布從其托板和懸空板間進(jìn)入予應(yīng)力復(fù)合裝置，保證布夾都能準(zhǔn)確夾住網(wǎng)布2。
將網(wǎng)布2的經(jīng)、緯線(絲)拉伸的予應(yīng)力裝置分兩部分(即左、右兩部分)，每部分均由道軌10和在道軌10上往復(fù)循環(huán)的閉合鏈8所構(gòu)成，且在閉合鏈8上裝有夾布夾(圖4所示)。
予應(yīng)力裝置可為一新型布夾拉幅裝置。新型布夾拉幅裝置由布夾(圖4所示)、十字軸(圖5所示)和拉幅道軌10組成。布夾(圖4)和十字軸(圖5)連接成閉合鏈，閉合鏈既可在水平面上轉(zhuǎn)動自如，也可在垂直方向上轉(zhuǎn)動自如。新型布夾拉幅裝置在工段(圖6所示)給網(wǎng)布2的緯線(絲)施加予應(yīng)力，到I段和II段的連接處使網(wǎng)布的緯線(絲)和經(jīng)線(絲)的拉伸到其拉伸強度達(dá)到其使用時的受力要求或接近其屈服強度，給經(jīng)線(絲)施加予應(yīng)力是由新型布夾拉幅裝置前的經(jīng)向張力機構(gòu)和收卷機構(gòu)進(jìn)行的。在II段，施加給經(jīng)、緯線(絲)的予應(yīng)力不變。新型布夾拉幅裝置由一調(diào)速電機拖動，收卷機構(gòu)由一力矩電機拖動。
淋膜機構(gòu)由淋膜頭9所構(gòu)成，且安裝在復(fù)合輥5和壓輥6接觸處的前上方。淋膜頭9中塑膠由塑膠擠出機供給，塑膠擠出機由調(diào)速電機拖動。
復(fù)合機構(gòu)主要由壓輥6和壓下壓輥6下方的復(fù)合輥5所構(gòu)成，其作用是把網(wǎng)布2的經(jīng)、緯線(絲)在被施加予應(yīng)力的狀態(tài)下與紙(圖6中1和3)或其它基材復(fù)合在一起制得如
圖1、2、3所示的予應(yīng)力網(wǎng)布增強復(fù)合材料。復(fù)合機的動力源是新型布夾拉幅機主傳動軸輸出扭矩。
采用塑膠淋膜復(fù)合生產(chǎn)予應(yīng)力網(wǎng)布增強復(fù)合材料的主要工藝有基材輸送、網(wǎng)布經(jīng)緯線施加予應(yīng)力，在此狀態(tài)下擠出熔融塑膠淋膜，將網(wǎng)布與紙或金屬箔、合成樹脂、塑料薄膜等基材行行復(fù)合，再收卷起來，這幾道工序在予應(yīng)力網(wǎng)布增強復(fù)合材料的生產(chǎn)設(shè)備上都是連續(xù)自動進(jìn)行的。
采用塑膠淋膜復(fù)合生產(chǎn)予應(yīng)力網(wǎng)布增強復(fù)合材料袋制品的生產(chǎn)設(shè)備是把圖8中20-31部分直接續(xù)裝在圖6的6后面即可復(fù)合直至制袋一次完成。即圖6中的復(fù)合材料12經(jīng)牽引29、張力導(dǎo)輥31、印刷機的商標(biāo)印刷輥20和套色印刷輥21印刷后，經(jīng)芯板22和抽筒時涂膠裝置23、24、25涂膠成型為袋筒32。經(jīng)裁切機26裁切成筒袋27再經(jīng)縫紉機縫合成糊底制成予應(yīng)力網(wǎng)布增強復(fù)合材料包裝袋制品。
采用塑膠淋膜復(fù)合的予應(yīng)力網(wǎng)布增強復(fù)合材料袋制品的主要工藝有基材輸送，網(wǎng)布的經(jīng)、緯線施加予應(yīng)力，塑膠熔融擠出，淋膜復(fù)合，牽引，印刷，抽筒成型，裁切等。由一臺電機拖動塑膠擠出機，其余各工序均由同一臺電機拖動；或給網(wǎng)布緯線(絲)施加予應(yīng)力的布夾拉幅機由一臺電機拖動，塑膠擠出機由一臺電機拖動，而復(fù)合機、牽引、印刷裁切等由同一電機拖動，雖電機拖動方式不同，但上述全部工序在采用塑膠淋膜復(fù)合的予應(yīng)力網(wǎng)布增強復(fù)合材料袋制品設(shè)備上都是同步連續(xù)自動進(jìn)行的。
二、采用粘合劑復(fù)合生產(chǎn)予應(yīng)力網(wǎng)布增強復(fù)合材料及制品的設(shè)備及工藝流圖如圖7、圖8所示。
生產(chǎn)予應(yīng)力網(wǎng)布增強復(fù)合材料的設(shè)備主要由放卷裝置、網(wǎng)布糾偏機構(gòu)、予應(yīng)力裝置、涂膠裝置、復(fù)合裝置所構(gòu)成，此外還可裝有予應(yīng)力過渡裝置弧形烘干器、切邊器、針輥等。
予應(yīng)力裝置可以是布夾拉幅機，它可以由傳統(tǒng)的布夾拉幅機改制，也可以是由十字軸組成新布夾拉幅裝置。它分成兩部分，每部分均由道軌10和在道軌10上往復(fù)循環(huán)的閉合鏈8所構(gòu)成，且閉合鏈8上裝有夾布夾(圖4)。因此閉合鏈8也稱為布夾鏈。傳統(tǒng)的布夾拉幅機改制后如圖7，夾布夾和布夾鏈結(jié)構(gòu)不變，所不同的是拉幅機分兩個工作段其I為擴幅段，II為等幅段，圖7道軌10空檔加寬，使圖8中的涂膠輥13、復(fù)合輥5等的軸承座安裝其上，道軌10亦可在一定范圍內(nèi)調(diào)幅。用以適應(yīng)網(wǎng)布幅寬的變化。當(dāng)夾住網(wǎng)布2兩邊的布夾鏈沿圖7中I段的道軌時行時給網(wǎng)布2的緯線(絲)施加予應(yīng)力直至達(dá)到使用時的受力要求或接近其屈服強度時進(jìn)入II段。在II段運行時其予應(yīng)力保持不變。
涂膠裝置分兩部分、其一由上膠槽14、半浸在上膠槽14上的涂膠膠輥13，和涂膠輥13近似相切接觸的壓輥6所構(gòu)成，有時還加有涂膠厚薄調(diào)節(jié)輥等。其作用是給圖8中的基材(紙)3和網(wǎng)布2同時涂膠，生產(chǎn)透氣性予應(yīng)力網(wǎng)布增強復(fù)合材料及袋制品時，只給網(wǎng)布2涂膠，或此涂膠部分不用。其二由上膠槽16、半浸在上膠槽16內(nèi)的內(nèi)浸膠輥15和內(nèi)浸膠輥15相切接觸的涂膠輥18所構(gòu)成。涂膠輥18根據(jù)復(fù)合材料透氣性不同要求可為外花鍵輥，也可為光輥。
復(fù)合機構(gòu)由壓輥6和在壓輥6下方的復(fù)合輥5所構(gòu)成，在圖7、圖8中，復(fù)合輥5有三個。它們可為一般鋼輥，也可為內(nèi)熱鋼輥，壓輥6也為三個。壓輥6的結(jié)構(gòu)為鋼芯外表面包橡膠，橡膠外表面有一層聚四氟乙稀或其鍍層，壓輥6和復(fù)合輥5是近似相切接觸。其作用是把行進(jìn)予應(yīng)力裝置中II段的網(wǎng)布2和上、下基材(紙)復(fù)合在一起，且起烘干作用。
予應(yīng)力過渡裝置安裝在圖8中的復(fù)合輥5的兩端與予應(yīng)力裝置道軌10之間，其作用是使網(wǎng)布2在與紙或其它基材復(fù)合、烘干的全過程中施加其緯線(絲)上的予應(yīng)力保持不變。
弧形烘干器，如圖7中的33、圖8中的33位置。其弧形截面均垂直于復(fù)合材料前進(jìn)方向，電或蒸汽加熱。其作用是烘干予應(yīng)力網(wǎng)布增強復(fù)合材料，若粘合劑干燥較快。此裝置也可以不要。
切邊器如圖7中的11圖8中的11所示，其作用是切去已復(fù)合好的復(fù)合材料12兩邊的多余部分。
17是支架，上述裝置裝配在支架17上。
針輥如圖8中的29。由針板和外花鍵輥組成。其作用是給予應(yīng)力網(wǎng)布增強復(fù)合材料針刺微孔，使其透氣、產(chǎn)品不要求透氣性時不用此針輥。
予應(yīng)力網(wǎng)布增強復(fù)合材料的主要工藝有網(wǎng)布自動糾偏，網(wǎng)布的經(jīng)線和緯線施加予應(yīng)力到一定要求時，涂膠，復(fù)合，烘干，切邊等。這幾道工序都是在圖8中的電機19的拖動下在予應(yīng)力網(wǎng)布增強復(fù)合材料的生產(chǎn)設(shè)備上連續(xù)自動進(jìn)行的。
生產(chǎn)予應(yīng)力網(wǎng)布增強復(fù)合材料包裝袋的設(shè)備及工藝流程示意圖如圖8所示。
生產(chǎn)予應(yīng)力網(wǎng)布增強復(fù)合材料包裝袋的設(shè)備主要包括前面所述生產(chǎn)予應(yīng)力網(wǎng)布增強復(fù)合材料的設(shè)備和印刷機、抽筒成型器、裁邊機等如圖8所示。
印刷機主要由圖8中的商標(biāo)印刷輥20和套色印刷輥21組成，20和21均沿順時針方向旋轉(zhuǎn)。其作用是將予應(yīng)力網(wǎng)布增強復(fù)合材料套印二色商標(biāo)。
抽筒成型器主要由圖8中的筒芯胎具22、涂膠裝置23、24、2 5等組成。其作用是在裁切機26的帶動下，把印刷后的予應(yīng)力網(wǎng)布增強復(fù)合材料經(jīng)其抽筒成型為一定折經(jīng)的袋筒32。
裁切機20的作用是按標(biāo)準(zhǔn)尺寸將袋筒32裁切成所要求的筒袋27。
生產(chǎn)予應(yīng)力網(wǎng)布增強復(fù)合材料包裝袋的主要工藝有上述的各工序和牽引(圖8中的29)、同步張力(圖8中的28)、印刷、抽筒成型和裁切等，這些工序都是由一臺電機(圖8中的19)拖動；或上述中的各工序和牽引工序由一臺電機拖動，而同步張力、印刷、抽筒成型和裁切等由另一臺電機拖動；或上述中的布夾拉幅機由一臺電機拖動。而上述中的涂膠、復(fù)合、針刺等工序和牽引、印刷、抽筒成型、裁切等由另一臺電機拖動；或上述中的布夾拉幅機由一臺電機拖動，而上述中的涂膠、復(fù)合、針刺等工序和張力同步、牽引由另一臺電機拖動，印刷、抽筒成型、裁切等由第三臺電機拖動均可。雖拖動方式不同，但生產(chǎn)予應(yīng)力網(wǎng)布增強復(fù)合材料包裝袋圖8中的各道工序，都是在圖8所示的生產(chǎn)設(shè)備上連續(xù)同步自動進(jìn)行的。完成這些工序后再經(jīng)縫紉機縫合或糊底即可得到予應(yīng)力網(wǎng)布增強復(fù)合材料包裝袋制品。
下面簡述一下其工作過程，復(fù)合材料基材紙1、3和網(wǎng)布2經(jīng)自動糾偏裝置后。進(jìn)入予應(yīng)力裝置，對網(wǎng)布2的經(jīng)、緯線施加予應(yīng)力，然后增加復(fù)合材料基材紙1、3和網(wǎng)布一同進(jìn)入由13、14、15、16、18組成涂膠裝置，進(jìn)行涂膠，涂膠后由壓輥6和復(fù)合輥5進(jìn)行復(fù)合、(且加熱)。再由弧形烘干器17進(jìn)行烘干。經(jīng)過20、21的套色印刷，然后由22、23、24、25的成筒，再經(jīng)27裁切，就成水泥包裝袋材，再經(jīng)過縫紉機縫合即成為正式水泥包裝袋了。
權(quán)利要求1予應(yīng)力網(wǎng)布增強復(fù)合材料，由復(fù)合在一起的二層以上基材構(gòu)成，其特征在于，在基材層間具有經(jīng)、緯向予應(yīng)力的網(wǎng)布復(fù)合在其中。
2一種生產(chǎn)予應(yīng)力網(wǎng)布增強復(fù)合材料的設(shè)備，它具有放卷裝置、自動糾偏裝置、支架17，其特征在于a含有將網(wǎng)布2的經(jīng)、緯線(絲)拉伸的予應(yīng)力裝置，予應(yīng)力裝置分兩部分，每部分均由道軌10和在道軌10上往復(fù)循環(huán)的閉合鏈8所構(gòu)成。且閉合鏈8上裝有夾布夾，b含有給復(fù)合材料的基材涂膠(或淋膜)的涂膠(或淋膜)裝置，c含有將二層以上的基材復(fù)合的復(fù)合機構(gòu)，復(fù)合機構(gòu)由壓輥6和壓輥6下方的復(fù)合輥5構(gòu)成。
3如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于復(fù)合輥5可為一般鋼輥，也可為內(nèi)熱鋼輥，壓輥6的結(jié)構(gòu)為鋼芯外表面包橡膠，橡膠外表面有一層聚四氟乙稀或其鍍層，兩輥是近似相切接觸。
4如權(quán)利要求2所述的設(shè)備。其特征在于淋膜機構(gòu)由淋膜頭9所構(gòu)成，且安裝在復(fù)合輥5和壓輥6接觸處的前上方。
5如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于涂膠裝置由上膠槽16、半浸在上膠槽16的內(nèi)浸膠輥15和內(nèi)浸膠輥15相切接觸的涂膠輥18所構(gòu)成。
6如權(quán)利要求5所述的設(shè)備。其特征在于涂膠輥18可為外花鍵輥，也可為光輥。
7如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于涂膠裝置由兩部分所構(gòu)成，其一由上膠槽14；半浸在上膠槽14上的涂膠輥13，和與涂膠輥13近似相切接觸的壓輥6所構(gòu)成，其二由上膠槽16、半浸在上膠槽16內(nèi)的內(nèi)浸膠輥15和內(nèi)浸膠輥15相切接觸的涂膠輥18所構(gòu)成。
8如權(quán)利要求7所述的設(shè)備。其特征在于涂膠輥18可為外花鍵輥，也以為光輥。
專利摘要本實用新型屬于復(fù)合材料和其設(shè)備領(lǐng)域。本實用新型的目的是獲得力學(xué)結(jié)構(gòu)科學(xué)，經(jīng)濟，性能好，強度高，用料少，成本低的預(yù)應(yīng)力網(wǎng)增強復(fù)合材料及其從原材料到復(fù)合材料直至及制成品一次自動完成的設(shè)備預(yù)應(yīng)力網(wǎng)布增強復(fù)合材料的主要技術(shù)特征是在網(wǎng)布的經(jīng)緯線(絲)施加預(yù)應(yīng)力的狀態(tài)下與紙或塑膠膜、金屬箔及其它基材復(fù)合制得，它可以廣泛使用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防(軍事)、醫(yī)藥、交通運輸、建筑等各行各業(yè)。
文檔編號B32B33/00GK2033739SQ8721681
公開日1989年3月8日 申請日期1987年12月30日 優(yōu)先權(quán)日1987年12月30日
發(fā)明者張璽鈞 申請人:張璽鈞