專利名稱：聚乙烯纖維增強復合材料的切片設備以及切片方法
技術領域：
本發明涉及 一 種切片設備，特別涉及 一 種巻狀高強高模聚乙烯(HSHMPE)纖維增強復合材料的切片設備。本發明還涉及一種巻狀 高強高模聚乙烯纖維增強復合材料的切片方法。
技術背景高強高模聚乙烯纖維(下文簡稱聚乙烯纖維)也稱超高分子量聚 乙烯(UHMWPE)纖維或者伸長鏈(ECPE)聚乙烯纖維，是指相對 分子質量在(l ~ 6)xl(^的聚乙烯，經紡絲-超拉伸后制成的超高分子質 量聚乙烯纖維。聚乙烯纖維是繼碳纖維、芳綸(Kevlar)纖維之后廣泛應用的高 性能纖維；高強高模聚乙烯纖維增強復合材料(下文簡稱聚乙烯纖維 增強復合材料)與其它纖維增強復合材料相比，具有質量輕、耐沖擊、 介電性能高等優點，在現代化戰爭和航空航天、海域防御、武器裝備 等領域發揮著舉足輕重的作用。同時，該纖維在汽車、船舶、醫療器 械、體育運動器材等領域亦有廣闊的應用前景。因此，聚乙烯纖維增 強復合材料自問世起就倍受重視，發展很快。聚乙烯纖維增強復合材料的制備過程往往涉及切片操作。眾所周知，經過前紡、后紡等工藝流程所得到的是呈巻狀的單層 復合材料(由一層聚乙烯纖維與基體材料復合而成)，為了得到具有足 夠強度以及模量的復合材料，需要將上述呈巻狀的單層復合材料切割 為規格適宜的片狀，繼而將多片上述單層復合材料疊置，并在適當的 溫度和壓力下使其復合為一個整體。現有技術中切片操作的做法是，首先將呈巻狀的聚乙烯纖維增強 復合材料展開預定的長度，然后由操作者用剪刀將其橫向剪斷，這樣 就得到 一 片大體為方形的聚乙烯纖維增強復合材料。顯然，上述現有技術中每一次操作僅能提供一 片聚乙烯纖維增強 復合材料，其生產效率很低，從而使切片操作成為限制整個生產過程生產效率提高的瓶頸；在生產自動化程度日益提高的今天，上述問題 顯得越來越嚴重。因此，如何提高聚乙烯纖維增強復合材料制備過程中切片操作的 效率，是本領域技術人員目前需要解決的技術問題。 發明內容本發明的目的是提供一種切片設備，用于切割巻狀高強高模聚乙 烯纖維增強復合材料，該設備可以顯著提高聚乙烯纖維增強復合材料 制備過程中切片操作的效率。本發明的另一目的是提供一種用于切割 巻狀高強高模聚乙烯纖維增強復合材料切片方法。為解決上述技術問題，本發明提供一種切片設備，用于切割巻狀高強高模聚乙烯纖維增強復合材料，包括基架；收巻輥，樞接于所 述基架并由所述基架支撐；緊固裝置，與所述收巻輥固定連接，用以 將所述巻狀高強高模聚乙烯纖維增強復合材料的末端固定連接于所述 收巻輥的外周面；切割裝置，能夠沿所述收巻輥的外周面并且在所述 收巻輥的軸向上移動。優選地，所述收巻輥包括中心轉軸以及至少三組輻條；每組輻條 均包括第一輻條和第二輻條，兩者分別固定連接于所述中心轉軸的兩 端，且大體與所述中心轉軸相垂直，所述第一輻條和第二輻條的末端 固定連接與所述中心轉軸相平行的橫桿；所述收巻輥通過所述中心轉 軸與所述基架樞接。優選地，所述第一輻條和第二輻條的末端設置連接孔，所述橫桿 通過所述連接孔以及設于其中的螺栓與所述第一輻條和第二輻條固定 連接。優選地，所述連接孔的橫截面為沿所述收巻輥徑向延伸的長圓 形，以便調整所述橫桿與所述中心轉軸的間距。優選地，任意 一 組輻條之間的橫桿進 一 步包括第 一 橫桿和第二橫 桿，兩者保持適當的間距；所述緊固裝置包括上述第一橫桿和第二橫 桿，以及分別設置于兩者兩端部的緊固螺栓；所述緊固螺栓同時貫穿 上述第一橫桿和第二橫桿，以便調整兩者的間距。優選地，所述中'"、轉軸的任意 一 端固定連接搖動臂。優選地，所述基架進一步包括與所述收巻輥具有適當間距的放巻輥支座；安放入所述》文巻輥支座時，》文巻輥正對所述收巻輥且兩者相平行。優選地，所述基架進一步包括設于所述收巻輥上方的滑板，所述滑板具有沿所述收巻輥軸向設置的滑槽；所述切割裝置卡接于所述滑 槽中，從而能夠沿所述滑槽滑動。本發明還提供一種切片方法，用于切割巻狀高強高模聚乙烯纖維 增強復合材料，包括以下步驟I )將待切片的巻狀高強高模聚乙烯纖維增強復合材料的自由端 固定連接于收巻輥的外周面；2)旋轉所述收巻輥至少720度，從而使所述收巻輥的外周面至 少纏繞兩層所述巻狀高強高模聚乙烯纖維增強復合材料；烯纖維增強復合材^料切斷。口 、 " 口 一. 、 7 ^ 優選地，所述步驟l)和步驟2)之間還包括以下步驟II )調整纏繞有巻狀高強高模聚乙烯纖維增強復合材料的放巻輥 的位置，使其與所述收巻輥相平行。相對上述背景技術，本發明所提供的用于切割巻狀高強高模聚乙 烯纖維增強復合材料的切片設備，包括基架、收巻輥、緊固裝置以及切割裝置，所述收巻輥樞接于所述基架并由所述基架支撐；所述緊固 裝置與所述收巻輥連接，用以將所述巻狀高強高模聚乙烯纖維增強復 合材料的末端固定連接于所述收巻輥的外周面；所述切割裝置能夠沿先將待切片的巻狀高強高模聚乙烯纖維增強復合材料的自由端固定連 接于所述收巻輥的外周面，然后旋轉所述收巻輥至少720度，從而使 所述收巻輥的外周面至少纏繞兩層所述巻狀高強高模聚乙烯纖維增強 復合材料；最后通過所述切割裝置沿所述收巻輥的軸向將其外周面所 纏繞的巻狀高強高模聚乙烯纖維增強復合材料切斷。這樣， 一次切割6操作即可以得到至少兩片所述聚乙烯纖維增強復合材料，切片操作的效頻率因此將得到顯著得提高。
圖1為本發明所提供切片設備一種具體實施方式
的結構示意圖； 圖2為本發明所提供收巻輥一種具體實施方式
的結構示意圖； 圖3為本發明所提供緊固裝置一種具體實施方式
的結構示意圖； 圖4為本發明所提供收巻輥另一種具體實施方式
的側視示意圖； 圖5為本發明所提供切片方法一種具體實施方式
的流程圖； 圖6為本發明所提供切片方法另一種具體實施方式
的流程圖。
具體實施方式
本發明核心是提供一種切片設備，用于切割巻狀高強高模聚乙烯 纖維增強復合材料，該設備可以顯著提高聚乙烯纖維增強復合材料制 備過程中切片操作的效率。本發明的另 一核心是提供一種用于切割巻 狀高強高模聚乙烯纖維增強復合材料切片方法。為了使本技術領域的人員更好地理解本發明方案，下面結合附圖 和實施方式對本發明作進一步的詳細說明。請參考圖1,圖1為本發明所提供切片設備一種具體實施方式
的 結構示意圖。在一種具體實施方式
中，本發明所提供的切片設備包括基架1, 基架1可以由金屬或合金材料焊接而成。所述切片設備還包括收巻輥 2,收巻輥2樞接于基架1上，并由基架l支撐；具體地說，可以由基 架1的收巻輥支座11支撐收巻輥2的中心轉軸21，兩者的連接位置 設置軸承，從而使收巻輥2可以相對于收巻輥支座11轉動。收巻輥2可以是柱體，其底面可以是圓形、橢圓形或者正多邊形 其外周面可以用來纏繞所述高強高模聚乙烯纖維增強復合材料。請同時參考圖2，圖2為本發明所提供收巻輥一種具體實施方式
的結構示意圖。在一種具體實施方式
中，本發明所提供的收巻輥2包括中心轉軸 21以及成組設置的輻條。所述輻條至少包括三組，每組輻條均包括第一輻條22和第二輻條23。第一輻條22和第二輻條23分別固定連接于中心轉軸21的兩 端，且兩者大體上與中心轉軸21相垂直。在圖2所示具體實施方式
中，第一輻條22位于中心轉軸21的左 端，第二輻條23位于中心轉軸21的右端；應當指出，兩者的區別僅 在于設置位置，其它方面可以完全相同。在圖2所示具體實施方式
中，所述輻條包括六組，如前所述，設 置三組或者三組以上的輻條都是可以的。中心轉軸21左、右兩端的輻條最好均勻設置。如圖2所示，中 心轉軸21的左端具有六根第一輻條22，因此，相鄰的第一輻條22之 間最好均成六十度夾角；此時，中心轉軸21右端的第二輻條23也應 當均勻分布。顯然，收巻輥2包括三組輻條的情況下，相鄰的第一輻 條22、第二輻條23之間最好均成一百二十度夾角。如前所述，每組所述輻條均包括位于中心轉軸21左、右兩端的 第一輻條22和第二輻條23，可以在兩者的端部之間設置橫桿24;橫 桿24顯然應當平行于中心轉軸21，其作用是支撐所述高強高模聚乙 烯纖維增強復合材料。橫桿24的數目與所述輻條的組數相等；圖2 所示具體實施方式
具有六根橫桿24。圖2所示具體實施方式
中的收巻輥2本質上是一個框架，但其功 能與呈柱體的收巻輥相同；在此情況下，所述收巻輥2的"外周面" 系指橫桿24背向中心轉軸21的外表面。橫桿24背向中心轉軸21的 外表面可以是弧形面。收巻輥2以其中心轉軸21與基架1的收巻輥支座11樞接，因此， 可以進一步在中心轉軸21的任意一端固定連接搖動臂4，通過轉動搖 動臂4即可以使收巻輥2繞其中心轉軸21自轉。采用手動的方式驅動 收巻輥2自轉較為靈活、準確，操作也很方便。當然，也可以通過電機帶動收巻輥2自轉，具體實現方式本文不 再贅述。本發明所提供的切片設備還包括緊固裝置。請參考圖3,圖4為本發明所提供緊固裝置一種具體實施方式
的 結構示意圖。在一種具體實施方式
中，本發明所提供的緊固裝置設置于任意一組輻條的第一輻條22和第二輻條23之間，所述緊固裝置具體包括第 一橫桿241和第二橫桿242，兩者均平行于收巻輥2的中心轉軸21。 第一橫桿241和第二橫桿242應當保持適當的間距，且兩者的兩端部 分別設置緊固螺栓5以及緊固螺帽6;緊固螺栓5同時貫穿第一橫桿 241和第二橫桿242。第一橫桿241和第二橫桿242應當具有適當的彈性，因此旋動緊 固螺帽6即可以調整第一橫桿241和第二橫桿242的間距。實際上，第一橫桿241和第二橫桿242作為一個整體實現了橫桿 24的功能，即，可以用第一橫桿241和第二一黃桿242替代任意一個斗黃 桿24。可以首先將所述巻狀高強高模聚乙烯纖維增強復合材料的末端 置入第 一橫桿241和第二橫桿242之間的間隙中，然后通過旋動緊固 螺帽6縮小上述間隙，即可將所述巻狀高強高模聚乙烯纖維增強復合 材料的末端固定連接于收巻輥2的外周面，因此，收巻輥2轉動時所 述高強高模聚乙烯纖維增強復合材料就可以纏繞于其外周面。本發明所提供的切片設備還包括切割裝置(圖中未示出)。所述切割裝置的具體形態并無過多限制，只要其能夠沿收巻輥2 的外周面并且在收巻輥2的軸向上移動位置即可。具體地說，所述切 割裝置可以是常規的剪刀，由操作者直接操作；所述切割裝置也可以 是常規的電動切割機，能夠在預定的軌道上移動。還請參考圖1,可以在收巻輥2的上方設置滑板3,滑板3通過 支架13支撐，從而保持其位置。滑板3的中部設有滑槽31，滑槽31 沿收巻輥2的軸向設置。可以將上述切割裝置卡接于所述滑槽31中，從而所屬切割裝置 在外力的驅動下可以沿收巻輥2的軸向往復運動。具體如何實現上述 卡接、如何驅動所述切割裝置屬于現有技術的內容，本文不再贅述。9切片操作時，首先將待切片的巻狀高強高模聚乙烯纖維增強復合 材料的自由端通過所述緊固裝置固定連接于收巻輥2的外周面，然后 旋轉收巻輥2至少七百二十度，從而使收巻輥2的外周面至少纏繞兩層所述巻狀高強高模聚乙烯纖維增強復合材料；最后通過所述切割裝 置沿收巻輥2的軸向將其外周面所纏繞的巻狀高強高模聚乙烯纖維增 強復合材料切斷。這樣， 一次切割操作即可以得到至少兩片所述聚乙 烯纖維增強復合材料，切片操作的效頻率因此將得到顯著得提高。 可以進一步對上述切片設備進行改進。請參考圖4，圖4為本發明所提供收巻輥另一種具體實施方式
的 側視示意圖。如前所述，第一輻條22的末端與橫桿24的一端固定連接。具體 地，可以在第一輻條22的末端設置連接孔221,連接孔221中進一步 設置螺栓222;第一輻條22通過連接孔221以及螺栓222于橫桿24 固定連接。第二輻條23與橫桿2的連接方式與此相同。這種連接方式 拆裝操作比較簡單、方便。為了能夠適應不同切片尺寸的要求，最好能夠調整收巻輥2外周 面的半徑或者周長。為此，可以進一步將連接孔221的一黃截面設為沿收巻輥2徑向(圖 4中箭頭所示方向)延伸的長圓形，以方便地調整橫桿4與中心轉軸 21的間距(該間距實際上就是螺栓222與中心轉軸21的間距)，從而 滿足不同的切片尺寸要求。此外，如圖1所示，還可以在基架1上進一步設置放巻輥支座12, 以便支撐所述高強高模聚乙烯纖維增強復合材料的放巻輥。放巻輥支 座12中安力丈入力欠巻輥時，所述i文巻輥應當正對收巻輥2且與收巻輥2 相平行，這樣可以確保在收巻輥2的收巻過程中，所述高強高模聚乙 烯纖維增強復合材料能夠平展地纏繞在收巻輥2的外周面。請參考圖5,圖5為本發明所提供切片方法一種具體實施方式
的 流程圖。在 一 種具體實施方式
中，本發明所提供的用于切割巻狀高強高模聚乙烯纖維增強復合材料的切片方法，包括以下步驟步驟Sll，將待切片的巻狀高強高模聚乙烯纖維增強復合材料的 自由端固定連接于收巻輥的外周面。步驟S12，旋轉所述收巻輥至少720度，從而使所述收巻輥的外周面至少纏繞兩層所述巻狀高強高模聚乙烯纖維增強復合材料。模聚乙烯纖維增強復合材料切斷。通過本發明所提供的切片方法， 一 次切割操作即可以得到至少兩 片所述聚乙烯纖維增強復合材料，切片操作的效頻率因此將得到顯著得提南。請參考圖6，圖6為本發明所提供切片方法另一種具體實施方式
的流程圖。在另 一種具體實施方式
中，本發明所提供的用于切割巻狀高強高 模聚乙烯纖維增強復合材料的切片方法，包括以下步驟步驟S21，將待切片的巻狀高強高模聚乙烯纖維增強復合材料的 自由端固定連接于收巻輥的外周面。步驟S22，調整纏繞有巻狀高強高模聚乙烯纖維增強復合材料的 放巻輥的位置，使其與所述收巻輥相平行。步驟S23,旋轉所述收巻輥至少720度，從而使所述收巻輥的外 周面至少纏繞兩層所述巻狀高強高模聚乙烯纖維增強復合材料。步驟S24，沿所述收巻輥的軸向將其外周面所纏繞的巻狀高強高 模聚乙烯纖維增強復合材料切斷。以上對本發明所提供的用于切割巻狀高強高模聚乙烯纖維增強 復合材料切片設備和切片方法進行了詳細介紹。本文中應用了具體個 例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用 于幫助理解本發明的方法及其核心思想。應當指出，對于本技術領域 的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以對本發 明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權利要求的保 護范圍內。
權利要求
1、一種切片設備，用于切割卷狀高強高模聚乙烯纖維增強復合材料，其特征在于，包括基架；收卷輥，樞接于所述基架并由所述基架支撐；緊固裝置，與所述收卷輥固定連接，用以將所述卷狀高強高模聚乙烯纖維增強復合材料的末端固定連接于所述收卷輥的外周面；切割裝置，能夠沿所述收卷輥的外周面并且在所述收卷輥的軸向上移動。
2、 如權利要求1所述的切片設備，其特征在于，所述收巻輥包括中心轉軸以及至少三組輻條；每組輻條均包括第一輻條和第二輻條， 兩者分別固定連接于所述中心轉軸的兩端，且大體與所述中心轉軸相 垂直，所述第一輻條和第二輻條的末端固定連接與所述中心轉軸相平行的橫桿；所述收巻輥通過所述中心轉軸與所述基架樞接。
3、 如權利要求2所述的切片設備，其特征在于，所述第一輻條 和第二輻條的末端設置連接孔，所述橫桿通過所述連接孔以及設于其 中的螺栓與所述第一輻條和第二輻條固定連接。
4、 如權利要求3所述的切片設備，其特征在于，所述連接孔的 橫截面為沿所述收巻輥徑向延伸的長圓形，以便調整所述橫桿與所述 中心轉軸的間距。
5、 如權利要求2所述的切片設備，其特征在于，任意一組輻條 之間的橫桿進一步包括第 一橫桿和第二橫桿，兩者保持適當的間距； 所述緊固裝置包括上述第 一橫桿和第二橫桿，以及分別設置于兩者兩 端部的緊固螺栓；所述緊固螺栓同時貫穿上述第 一橫桿和第二橫桿， 以便調整兩者的間距。
6、 如權利要求2所述的切片設備，其特征在于，所述中心轉軸 的任意一端固定連接搖動臂。
7、 如權利要求2所述的切片設備，其特征在于，所述基架進一支座時，放巻輥正對所述收巻輥且兩者相平行。
8、 如權利要求1至7任一項所述的切片設備，其特征在于，所述基架進一步包括設于所述收巻輥上方的滑板，所述滑板具有沿所述收巻輥軸向設置的滑槽；所述切割裝置卡接于所述滑槽中，從而能夠 沿所述滑槽滑動。
9、 一種切片方法，用于切割巻狀高強高模聚乙歸纖維增強復合 材料，包括以下步驟I )將待切片的巻狀高強高模聚乙烯纖維增強復合材料的自由端 固定連接于收巻輥的外周面；2)旋轉所述收巻輥至少720度，從而使所述收巻輥的外周面至 少纏繞兩層所述巻狀高強高模聚乙烯纖維增強復合材料；烯纖維增強復合材已料切斷。。、、。,、；'、 Z
10、 如權利要求9所述的切片方法，其特征在于，所述步驟l) 和步驟2)之間還包括以下步驟II )調整纏繞有巻狀高強高模聚乙烯纖維增強復合材料的放巻輥 的位置，使其與所述收巻輥相平行。
全文摘要
本發明公開了一種用于切割卷狀高強高模聚乙烯纖維增強復合材料的切片設備和切片方法。所述切片設備包括基架、樞接于所述基架的收卷輥、用以將所述復合材料的末端固定連接于所述收卷輥的外周面的緊固裝置以及切割裝置。所述切片方法首先將所述復合材料的自由端固定連接于收卷輥的外周面，接著旋轉所述收卷輥至少七百二十度，最后沿所述收卷輥的軸向將其外周面所纏繞的復合材料切斷。這樣，一次切割操作即可以得到至少兩片所述復合材料，切片操作的效頻率因此將得到顯著的提高。
文檔編號B65H75/04GK101590656SQ20081009776
公開日2009年12月2日 申請日期2008年5月27日 優先權日2008年5月27日
發明者周成程 申請人:寧波榮溢化纖科技有限公司