CN111350028A - 一种用于电池模组缓冲隔热垫用的预氧丝纤维针刺毡及其生产工艺 - Google Patents

一种用于电池模组缓冲隔热垫用的预氧丝纤维针刺毡及其生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明属于针刺毡技术领域，尤其为一种用于电池模组缓冲隔热垫用的预氧丝纤维针刺毡及其生产工艺，所述针刺毡由预氧丝短切纤维经过高速针刺机针刺成型，本发明采用高速针刺机代替了低速针刺机的生产方法，减少了针刺过程中由于预氧丝纤维之间的空隙引起的回弹现象，从而提高了预氧丝纤维针刺毡的整体密度、机械强度和导热系数，本发明的预氧丝纤维针刺毡，与传统的预氧丝针刺毡相比，其在相同密度下的体积、机械力学性能、隔热性能，以及与气凝胶复合成气凝胶毡上有明显优势，仅毡的导热系数就能提高到0.02‑0.03W/m·K之间。

Description

一种用于电池模组缓冲隔热垫用的预氧丝纤维针刺毡及其生 产工艺
技术领域
本发明属于针刺毡技术领域，具体涉及一种用于电池模组缓冲隔热垫用的预氧丝纤维针刺毡及其生产工艺。
背景技术
针刺机是生产非织造布的一种主要机械设备，其功能是将经梳理成网后的一定宽度和重量的纤维积层，经过该机的三角植绒针的上下往复运动，使纤网相互缠结，达到加固的目的，从而生产出各种不同要求的针刺非织造布，预氧丝毡是将预氧丝短纤维经过梳理铺网后，再经过针刺机多道针刺而制成的毡。预氧丝毡具有很好的隔热效果、耐酸碱腐蚀、耐化学环境、耐气候性等优良的性能。同时，预氧丝毡具有很好的空隙效果、渗透性、延伸性，易于模压成型。
1、如图5所示，传统针刺机的托网板是固定不动的，纤维网在经过托网板后，刺针只有在纤维网行进的方向上做上下往复的穿刺交织的运动，所以经过传统针刺机生产出来的针刺毡，纤维之间只有在上下一个方向进行交织，纤维与纤维之间的抱合力的方向单一；
2、如图6所示，传统针刺机的刺针是固定方向的，刺针的三条棱边也是固定方向的，纤维网在行进过程中编制简单，支撑的针刺毡力学性能低下；
3、现有的预氧丝针刺毡都是经过低速针刺机生产出来的产品，纤维相互缠结度不高，机械和力学性能不好，导热系数仅为0.05w/m·K，和气凝胶复合后不能满足电池模组之间的缓冲和隔热作用。
发明内容
为解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供的一种用于电池模组缓冲隔热垫用的预氧丝纤维针刺毡，与传统的预氧丝针刺毡相比，其在相同密度下的体积、机械力学性能、隔热性能，以及与气凝胶复合成气凝胶毡上有明显优势，仅毡的导热系数就能提高到0.02-0.03W/m·K之间。
为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种用于电池模组缓冲隔热垫用的预氧丝纤维针刺毡生产工艺，生产工艺包括以下步骤：
S1、开松机对化纤原料进行开松或回料和边料的开松利用；
S2、给棉机将棉网以较高的均匀度提供给后道工序；
S3、梳理机对已开松的化纤原料进行混合梳理成连续的厚度均匀的一定克重的网状物，供后道工序使用；
S4、铺网机将梳理出来的单层纤维网，连续不断地折叠成一定宽度和厚度的网基，供给下道工序使用；
S5、高速针刺机将经梳理成网后的一定宽度和重量的纤维积层，经过刺针的上下往复运动，使纤网相互缠结，达到加固，制成针刺毡；
S6、卷曲机对经上道成型产品进行定长、计数，切边成卷。
作为本发明的一种用于电池模组缓冲隔热垫用的预氧丝纤维针刺毡生产工艺优选技术方案，包括S5提出的高速针刺机，高速针刺机包括机架，所述机架的工作台上设置有气缸，所述气缸的输出端连接有支架，所述支架上安装有滑动装置，所述滑动装置的顶部安装有托网板，所述托网板的上方安装有连接所述机架的升降架，所述升降架上安装有刺针装置。
作为本发明的一种用于电池模组缓冲隔热垫用的预氧丝纤维针刺毡生产工艺优选技术方案，所述滑动装置包括滑台、导杆、电动滑块、连杆和网板架，所述滑台安装在所述支架的上表面，所述滑台的内部对称贯穿有两个导杆，所述导杆上滑动连接有所述电动滑块，两个所述电动滑块之间通过所述连杆连接，所述连杆上连接有网板架，所述网板架的顶部连接有托网板。
作为本发明的一种用于电池模组缓冲隔热垫用的预氧丝纤维针刺毡生产工艺优选技术方案，所述滑动装置还包括辅滑块，所述辅滑块对称设置在所述电动滑块的两侧，所述辅滑块套设在所述导杆的外壁且与所述托网板的下表面连接，所述托网板与所述导杆之间通过所述辅滑块滑动连接。
作为本发明的一种用于电池模组缓冲隔热垫用的预氧丝纤维针刺毡生产工艺优选技术方案，所述刺针装置包括刺针电机、旋转盘和刺针，所述刺针电机安装在所述升降架的顶部，所述刺针电机的输出端连接有所述旋转盘，所述旋转盘的另一端连接所述刺针，所述刺针与所述刺针电机之间通过所述旋转盘转动连接，转动角度为180°。
作为本发明的一种用于电池模组缓冲隔热垫用的预氧丝纤维针刺毡生产工艺优选技术方案，所述升降架与所述机架之间连接有用于升降的升降气缸。
作为本发明的一种用于电池模组缓冲隔热垫用的预氧丝纤维针刺毡生产工艺优选技术方案，所述升降架上安装有至少为一个的所述刺针装置。
作为本发明的一种用于电池模组缓冲隔热垫用的预氧丝纤维针刺毡生产工艺优选技术方案，所述托网板的上表面放置有待加工的针刺毡纤网。
作为本发明的一种用于电池模组缓冲隔热垫用的预氧丝纤维针刺毡生产工艺优选技术方案，所述机架与前道的铺网机和后道的卷取机之间通过传动辊组进行针刺毡工件的输送。
本发明第二方面提供一种根据上述生产工艺制备的用于电池模组缓冲隔热垫用的预氧丝纤维针刺毡，针刺毡由预氧丝短切纤维经过高速针刺机针刺成型。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明针刺机托网板夹持着纤维网在经过针刺机后，不但可以朝原来毡布行进的方向输送纤维网，同时还可以向垂直于毡布的左右两边的方向，进行Z字型行进运动，此时纤维网在做向前，且走Z字型行进轨迹，就可以使纤维网内部出现Z字方向上的交织。
2、本发明的刺针在上下做编织的运动时，进行180°旋转，此时刺针的三条棱边也随之旋转，使纤维在毡体内部的编织更加复杂，从而提高毡的力学性能。
3、本发明的预氧丝纤维针刺毡，与传统的预氧丝针刺毡相比，其在相同密度下的体积、机械力学性能、隔热性能，以及与气凝胶复合成气凝胶毡上有明显优势，仅毡的导热系数就能提高到0.02-0.03W/m·K之间。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明的高速针刺机改进结构示意图；
图2为本发明中的高速针刺机侧视结构示意图；
图3为本发明中的滑动装置结构示意图；
图4为本发明中的刺针装置结构示意图；
图5为本发明中的原针刺机结构示意图；
图6为本发明中的原针刺机侧视结构示意图；
图中：1、机架；2、气缸；3、支架；4、滑动装置；41、滑台；42、导杆；43、电动滑块；44、连杆；45、网板架；46、辅滑块；5、托网板；6、升降架；7、刺针装置；71、刺针电机；72、旋转盘；73、刺针。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种用于电池模组缓冲隔热垫用的预氧丝纤维针刺毡生产工艺，生产工艺包括以下步骤：
S1、开松机对化纤原料进行开松或回料和边料的开松利用；
S2、给棉机将棉网以较高的均匀度提供给后道工序；
S3、梳理机对已开松的化纤原料进行混合梳理成连续的厚度均匀的一定克重的网状物，供后道工序使用；
S4、铺网机将梳理出来的单层纤维网，连续不断地折叠成一定宽度和厚度的网基，供给下道工序使用；
S6、高速针刺机将经梳理成网后的一定宽度和重量的纤维积层，经过刺针的上下往复运动，使纤网相互缠结，达到加固，制成针刺毡；
S7、卷曲机对经上道成型产品进行定长、计数，切边成卷。
需要说明的是：针刺毡由预氧丝短切纤维经过高速针刺机针刺成型，针刺毡生产工艺流程为加料→开松→混棉→梳理→铺网→针刺→卷取；预氧丝纤维是制作碳纤维环节的中间产品，其价格比碳纤维低，但具有碳纤维的诸多优点，预氧丝极限氧指数大于45％，本身具有很高的阻燃性，同时还具有优良的热稳定性，在燃烧中纤维无软化收缩、无熔滴，属准不燃产品，预氧丝隔热效果好，耐酸碱腐蚀、耐化学环境、耐辐射性能好，具有适宜的纺织加工性能，预氧丝毡是将预氧丝短纤维经过梳理铺网后，再经过针刺机多道针刺而制成的针刺毡。预氧丝毡具有很好的隔热效果、耐酸碱腐蚀、耐化学环境、耐气候性等优良的性能，同时，预氧丝毡具有很好的空隙效果、渗透性、延伸性，易于模压成型。
实施例2
图1为本发明的高速针刺机改进结构示意图；
图2为本发明中的高速针刺机侧视结构示意图；
图3为本发明中的滑动装置结构示意图；
图4为本发明中的刺针装置结构示意图；
本发明用于实现预氧丝纤维针刺毡生产工艺的高速针刺机如图1-4所示，高速针刺机包括机架1，机架1的工作台上设置有气缸2，气缸2的输出端连接有支架3，支架3上安装有滑动装置4，滑动装置4的顶部安装有托网板5，托网板5的上方安装有连接机架1的升降架6，升降架6上安装有刺针装置7；
滑动装置4包括滑台41、导杆42、电动滑块43、连杆44和网板架45，滑台41安装在支架3的上表面，滑台41的内部对称贯穿有两个导杆42，导杆42上滑动连接有电动滑块43，两个电动滑块43之间通过连杆44连接，连杆44上连接有网板架45，网板架45的顶部连接有托网板5；
滑动装置4还包括辅滑块46，辅滑块46对称设置在电动滑块43的两侧，辅滑块46套设在导杆42的外壁且与托网板5的下表面连接，托网板5与导杆42之间通过辅滑块46滑动连接(辅滑块46用于辅助托网板5与导杆42之间的滑动，增加滑动部提升滑动稳定性)；
刺针装置7包括刺针电机71、旋转盘72和刺针73，刺针电机71安装在升降架6的顶部，刺针电机71的输出端连接有旋转盘72，旋转盘72的另一端连接刺针73，刺针73与刺针电机71之间通过旋转盘72转动连接，转动角度为180°。
需要说明的是：针刺机为高速针刺机，将传统针刺机的低速电机更换成高速电机，提高刺针穿透纤维网的次数，使得纤维交织次数更多；
1、机架1的支架3顶部安装滑台41，两滑台41夹持的导杆42上滑动连接电动滑块43，电动滑块43在导杆42上左右往复做直线位移，带动连杆44连接的网板架45左右往复滑动，进而带动托网板5在导杆42上做左右方向的位移，托网板5上夹持的纤维网做Z字型行进运动，改造后的托网板5夹持着纤维网在经过高速针刺机后，不但可以朝原来毡布行进的方向输送纤维网，同时还可以向垂直于毡布的左右两边的方向，进行Z字型行进运动，此时纤维网在做向前，且走Z字型行进轨迹，就可以使纤维网内部出现Z字方向上的交织，纤维与纤维之间的抱合力的方向多样，提升针刺毡的性能。
2、刺针电机71带动旋转盘72连接的刺针73旋转，刺针73在上下做编织的运动时，进行180°旋转，此时刺针73的三条棱边也随之旋转，使纤维在毡体内部的编织更加复杂，从而提高毡的力学性能。
本实施例中，升降架6与机架1之间连接有用于升降的升降气缸；升降气缸输出端活塞杆连接升降架6，在进行工作时，活塞杆顶伸复位带动升降架6在机架1上高度的调整，进而控制升降架6上安装的刺针装置对纤维网进行穿刺。
本实施例中，升降架6上安装有至少为一个的刺针装置7；刺针装置7为三个，三个刺针装置7等距安装，对纤维网的不同位置进行穿刺。
本实施例中，托网板5的上表面放置有待加工的针刺毡纤网；针刺毡纤网为预氧丝纤维材质的纤维网，放置在托网板5上进行托举针刺。
本实施方案中，将待加工的预氧丝纤维材质的纤维网放置在托网板5上，网板架45通过电动滑块43在导杆42上滑动带动托网板5左右位移，托网板5上夹持的纤维网做Z字型行进运动，此时纤维网在做向前，且走Z字型行进轨迹，就可以使纤维网内部在针刺后出现Z字方向上的交织，纤维与纤维之间的抱合力的方向多样，提升针刺毡的性能，刺针73在上下升降穿刺纤维网过程中，刺针电机71带动旋转盘72连接的刺针73旋转，此时刺针73的三条棱边也随之旋转，使纤维在毡体内部的编织更加复杂，从而提高毡的力学性能。
实施例3
图2为本发明中的高速针刺机侧视结构示意图；
本发明提供高速针刺机上针刺毡的传输示例，机架1与前道的铺网机和后道的卷取机之间通过传动辊组进行针刺毡工件的输送；待加工的针刺毡经铺网机铺网后经传动辊组输送至高速针刺机的托网板5上，经后端卷取机的传动辊组牵引，针刺毡沿托网板5前进，进行针刺毡的传输，在传输过程中，针刺毡经高速针刺机进行针刺成型。
综上所述，本发明的预氧丝纤维针刺毡，与传统的预氧丝针刺毡相比，其在相同密度下的体积、机械力学性能、隔热性能，以及与气凝胶复合成气凝胶毡上有明显优势，仅毡的导热系数就能提高到0.02-0.03W/m·K之间。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于电池模组缓冲隔热垫用的预氧丝纤维针刺毡生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、开松机对化纤原料进行开松或回料和边料的开松利用；
S2、给棉机将棉网以较高的均匀度提供给后道工序；
S3、梳理机对已开松的化纤原料进行混合梳理成连续的厚度均匀的一定克重的网状物，供后道工序使用；
S4、铺网机将梳理出来的单层纤维网，连续不断地折叠成一定宽度和厚度的网基，供给下道工序使用；
S5、高速针刺机将经梳理成网后的一定宽度和重量的纤维积层，经过刺针的上下往复运动，使纤网相互缠结，达到加固，制成针刺毡；
S6、卷曲机对经上道成型产品进行定长、计数，切边成卷。
2.根据权利要求1所述的一种用于电池模组缓冲隔热垫用的预氧丝纤维针刺毡生产工艺，其特征在于：包括S5提出的高速针刺机，所述高速针刺机包括机架(1)，所述机架(1)的工作台上设置有气缸(2)，所述气缸(2)的输出端连接有支架(3)，所述支架(3)上安装有滑动装置(4)，所述滑动装置(4)的顶部安装有托网板(5)，所述托网板(5)的上方安装有连接所述机架(1)的升降架(6)，所述升降架(6)上安装有刺针装置(7)。
3.根据权利要求2所述的一种用于电池模组缓冲隔热垫用的预氧丝纤维针刺毡生产工艺，其特征在于：所述滑动装置(4)包括滑台(41)、导杆(42)、电动滑块(43)、连杆(44)和网板架(45)，所述滑台(41)安装在所述支架(3)的上表面，所述滑台(41)的内部对称贯穿有两个导杆(42)，所述导杆(42)上滑动连接有所述电动滑块(43)，两个所述电动滑块(43)之间通过所述连杆(44)连接，所述连杆(44)上连接有网板架(45)，所述网板架(45)的顶部连接有托网板(5)。
4.根据权利要求3所述的一种用于电池模组缓冲隔热垫用的预氧丝纤维针刺毡生产工艺，其特征在于：所述滑动装置(4)还包括辅滑块(46)，所述辅滑块(46)对称设置在所述电动滑块(43)的两侧，所述辅滑块(46)套设在所述导杆(42)的外壁且与所述托网板(5)的下表面连接，所述托网板(5)与所述导杆(42)之间通过所述辅滑块(46)滑动连接。
5.根据权利要求4所述的一种用于电池模组缓冲隔热垫用的预氧丝纤维针刺毡生产工艺，其特征在于：所述刺针装置(7)包括刺针电机(71)、旋转盘(72)和刺针(73)，所述刺针电机(71)安装在所述升降架(6)的顶部，所述刺针电机(71)的输出端连接有所述旋转盘(72)，所述旋转盘(72)的另一端连接所述刺针(73)，所述刺针(73)与所述刺针电机(71)之间通过所述旋转盘(72)转动连接，转动角度为180°。
6.根据权利要求5所述的一种用于电池模组缓冲隔热垫用的预氧丝纤维针刺毡生产工艺，其特征在于：所述升降架(6)与所述机架(1)之间连接有用于升降的升降气缸。
7.根据权利要求6所述的一种用于电池模组缓冲隔热垫用的预氧丝纤维针刺毡生产工艺，其特征在于：所述升降架(6)上安装有至少为一个的所述刺针装置(7)。
8.根据权利要求7所述的一种用于电池模组缓冲隔热垫用的预氧丝纤维针刺毡生产工艺，其特征在于：所述托网板(5)的上表面放置有待加工的针刺毡纤网。
9.根据权利要求8所述的一种用于电池模组缓冲隔热垫用的预氧丝纤维针刺毡生产工艺，其特征在于：所述机架(1)与前道的铺网机和后道的卷取机之间通过传动辊组进行针刺毡工件的输送。
10.一种根据权利要求1至9任一项制备的用于电池模组缓冲隔热垫用的预氧丝纤维针刺毡，针刺毡由预氧丝短切纤维经过高速针刺机针刺成型。
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