CN103334192B - 一种碳纤维展纤装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种通过控制碳纤维束在加热辊上接触面积的方法来调控碳纤维束的受热，同时在导纱辊碾压作用下对碳纤维束进行展纤。本发明通过加热面积的控制能使碳纤维束受热更加均匀，使碳纤维束变得更轻薄，展纤效果更好。采用本发明的技术方案后，碳纤维束可以明显展宽展薄，同时碳纤维强力损失小，质量可靠。

Description

一种碳纤维展纤装置
技术领域
本发明涉及一种碳纤维展纤装置，属于纺织加工与纺织机械领域。
技术背景
近年来随着风电与汽车行业的快速发展，碳纤维增强树脂基复合材料得到了长足进步。其中作为增强体的碳纤维主要包括碳纤维预浸料与碳纤维织物两种。无论是碳纤维预浸料还是碳纤维织物，其织物越薄，单位面积质量越小，其物理性能偏差越小，力学性能越优异。因为越轻薄的碳纤维生产的产品才会更轻薄，并且性能更好，所以对销售前的碳纤维束与织造前的碳纤维束一般都要经过展纤工序。
目前对碳纤维的展纤主要为热碾法，即通过加热的导纱辊或压辊。通过加热作用使上浆剂熔融，同时通过导纱辊或压辊的挤压作用使碳纤维束变平变薄。中国专利CN102776646A公开了一种加热的展纤装置；中国专利CN201581163U提出了一种利用加热滚筒及机架对大丝束碳纤维进行展纤的方法，通过相切的加热滚筒对碳纤维进行展纤；中国专利CN101805950A公开了一种利用加热导纱辊对碳纤维束进行展纤的方法，通过固定位置的加热辊对碳纤维进行展纤；中国专利CN201704481U提出了一种对碳纤维进行加热展纤的装置，通过使用加热辊和可加热的调节加热辊的距离来实现对碳纤维的展宽；中国专利CN201553873U提出了一种对多轴向经编机0°经纱通过加热的过渡辊装置，通过对加热棒温度的控制对碳纤维上浆剂进行熔融。这些专利都是通过对加热辊的加热温度或通过调节加热辊与碳纤维纱线的距离对碳纤维纱线的展纤温度进行控制。因为碳纤维纱线并不是均匀平铺而是类似椭圆无规则排列成纱线，这样上述加热方法对碳纤维束的受热容易不均匀，比如碳纤维束两侧较薄的地方上浆剂已经完全熔融而中间较厚的部分上浆剂还没完全熔融，这样碳纤维展纤效果受到严重影响。
本发明采用一种通过控制碳纤维束在加热辊上接触面积的方法来调控碳纤维束的受热，同时在导纱辊碾压作用下对碳纤维束进行展纤。本发明通过加热面积的控制能使碳纤维束受热更加均匀，使碳纤维束变得更轻薄，展纤效果更好，。
发明内容
要解决的技术问题
为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种通过控制加热面积对碳纤维束进行展纤的方法，该方法可使碳纤维束更宽更薄，同时该方法能大幅度提高展纤速度。
技术方案
本发明由两组导纱辊装置与一组碳纤维展纤装置组成，其中导纱辊装置包括两个支架与两对相切导纱辊；碳纤维展纤装置包括一个大尺寸加热辊、第一导纱辊、第二导纱辊、第三导纱辊、第四导纱辊、导纱辊支架和安装导纱辊支架的固定支架。其中第一导纱辊与第二导纱辊、第三导纱辊与第四导纱辊可以分别在其支架上移动，调节碳纤维与加热辊的接触面积；安装导纱辊的支架又可以分别在其固定支架上移动，便于移开导纱辊支架从而易于在加热辊上绕纱，同时可以调节与加热辊的接触程度；导纱辊装置中支架上有孔槽，相切导纱辊可以在支架不同孔槽上移动，从而控制纱线张力。
所述支架为安装相切导纱辊的支架，支架上有两列平行孔槽，其中孔槽为圆形或方形。
所述大尺寸加热辊由两部分组成，内部为普通辊筒，外部为加热环。
所述导纱辊支架包括两组，每组包含两个导纱辊。
所述导纱辊支架具有滑槽，所述导纱辊端部装有螺钉，螺钉穿过滑槽从而可以移动并可以固定。
所述固定支架包括两组，每组包含一组导纱辊支架。
所述固定支架具有滑槽，所述导纱辊支架背部装有螺钉，螺钉穿过滑槽从而可以移动并可以固定。
本发明使用调节两个导纱辊的距离来控制碳纤维束的受热面积，从而实现碳纤维束的展纤，随着两个导纱辊距离的增大，碳纤维的受热面积就增大，在一定温度受热作用时碳纤维束两侧上浆剂先熔融，碳纤维束在经过加热辊时，碳纤维束中间较厚部分的上浆剂也能充分熔融，同时碳纤维束受到四个导纱辊的碾压作用，使碳纤维单丝在一定范围自由移动、充分重新排列，所以该方法可以把碳纤维束展平，可以极大增强碳纤维束的展纤效果，使得碳纤维束更轻薄，力学性能更好，同时还可以提高碳纤维束的展纤速度，提高生产效率。
同时本发明的优点在于，碳纤维束采用本发明方法所用设备投资费用低、发明成本低、操作简单、展纤效果好，尤其碳纤维力学性能损失小，同时本发明还可以大幅度提高展纤速度，提高生产效率。
附图说明
附图1本发明的一种碳纤维展纤装置示意图。
具体实施方式
下面结合附图1对本发明做进一步详细阐述，见附图1。
附图1是本发明的一种碳纤维展纤装置示意图：碳纤维束(8-1)经过由第一支架(9-1)上第一导纱辊(11-1)与第二导纱辊(11-2)组成的第一对相切导纱辊的作用导入碳纤维展纤装置中的第三导纱辊(5-2)，碳纤维束绕过加热辊(1-1)及其加热环(2-1)后，通过第四导纱辊(5-1)与第五导纱辊(5-3)，由第六导纱辊(5-4)牵伸到第二支架(9-2)上由第七导纱辊(11-3)与第八导纱辊(11-4)组成的第二对相切导纱辊，然后进行后道工序加工；其中碳纤维束在进行展纤时，通过调节第四导纱辊(5-1)与第三导纱辊(5-2)的距离及第五导纱辊(5-3)与第六导纱辊(5-4)的距离来控制碳纤维束在加热辊上的受热面积；导纱辊第一支架(3-1)可以沿第二固定支架(6-1)与第一固定支架(6-2)移动，导纱辊第二支架(3-2)可以沿第三固定支架(6-3)与第四固定支架(6-4)移动，通过移动可以调节第四导纱辊(5-1)、第三导纱辊(5-2)、第五导纱辊(5-3)、第六导纱辊(5-4)与加热环(2-1)的距离从而控制碳纤维束所受的压力，同时导纱辊第一支架(3-1)与导纱辊第二支架(3-2)的移动还可以方便碳纤维束的绕纱。
所述导纱辊装置中第一支架(9-1)与第二支架(9-2)上分别有第一孔槽(10-1)、第二孔槽(10-2)、第三孔槽(10-3)与第四孔槽(10-4)，由第一导纱辊(11-1)与第二导纱辊(11-2)组成的第一对相切导纱辊和由第七导纱辊(11-3)与第八导纱辊(11-4)组成的第二对相切导纱辊可以在支架不同孔槽上移动，从而控制纱线张力。
所述第一支架(9-1)与第二支架(9-2)为安装相切导纱辊的支架，支架上有两列平行孔槽，其中孔槽为圆形或方形。
所述大尺寸加热辊由两部分组成，内部为加热辊(1-1)，外部为加热环(2-1)。
所述导纱辊支架包括导纱辊第一支架(3-1)与导纱辊第二支架(3-2)，每组包含两个导纱辊，其分别为第四导纱辊(5-1)，第三导纱辊(5-2)与第五导纱辊(5-3)，第六导纱辊(5-4)。
所述导纱辊第一支架(3-1)具有第一支架滑槽(4-1)，导纱辊第二支架(3-2)具有第二支架滑槽(4-2)，所述导纱辊端部装有螺钉，螺钉穿过滑槽从而可以移动并可以固定。
所述固定支架包括两组：第二固定支架(6-1)与第一固定支架(6-2)与第三固定支架(6-3)与第四固定支架(6-4)，每组包含一组导纱辊支架。
所述固定支架具有第一固定支架滑槽(7-1)与第二固定支架滑槽(7-2)与第三固定支架滑槽(7-3)与第四固定支架滑槽(7-4)，所述导纱辊支架背部装有螺钉，螺钉穿过滑槽从而可以移动并可以固定。

Claims (6)

1.一种碳纤维展纤装置，其特征在于，碳纤维束(8-1)经过由第一支架(9-1)上第一导纱辊(11-1)与第二导纱辊(11-2)组成的第一对相切导纱辊的作用导入碳纤维展纤装置中的第三导纱辊(5-2)，碳纤维束绕过加热辊(1-1)及其加热环(2-1)后，通过第四导纱辊(5-1)与第五导纱辊(5-3)，由第六导纱辊(5-4)牵伸到第二支架(9-2)上由第七导纱辊(11-3)与第八导纱辊(11-4)组成的第二对相切导纱辊，然后进行后道工序加工；其中碳纤维束在进行展纤时，通过调节第四导纱辊(5-1)与第三导纱辊(5-2)的距离及第五导纱辊(5-3)与第六导纱辊(5-4)的距离来控制碳纤维束在加热辊上的受热面积；导纱辊第一支架(3-1)可以沿第二固定支架(6-1)与第一固定支架(6-2)移动，导纱辊第二支架(3-2)可以沿第三固定支架(6-3)与第四固定支架(6-4)移动，通过移动可以调节第四导纱辊(5-1)、第三导纱辊(5-2)、第五导纱辊(5-3)、第六导纱辊(5-4)与加热环(2-1)的距离从而控制碳纤维束所受的压力，同时导纱辊第一支架(3-1)与导纱辊第二支架(3-2)的移动还可以方便碳纤维束的绕纱。
2.如权利要求1所述的碳纤维展纤装置，其特征在于，展纤装置中含有加热辊(1-1)及加热环(2-1)。
3.如权利要求1所述的碳纤维展纤装置，其特征在于，碳纤维束由第一支架(9-1)上第一导纱辊(11-1)与第二导纱辊(11-2)组成的第一对相切导纱辊的作用导入碳纤维展纤装置中。
4.如权利要求1或3所述的碳纤维展纤装置，其特征在于，第一支架(9-1)与第二支架(9-2)上分别有两列平行孔槽，其中孔槽为圆形或方形。
5.如权利要求1所述的碳纤维展纤装置，其特征在于，导纱辊第一支架(3-1)具有第一支架滑槽(4-1)，导纱辊第二支架(3-2)具有第二支架滑槽(4-2)，所述第三导纱辊、所述第四导纱辊、所述第五导纱辊、所述第六导纱辊端部装有螺钉，螺钉穿过滑槽从而可以移动并可以固定。
6.如权利要求1所述的碳纤维展纤装置，其特征在于，第二固定支架(6-1)具有第一固定支架滑槽(7-1)；第一固定支架(6-2)具有第二固定支架滑槽(7-2)；第三固定支架(6-3)具有第三固定支架滑槽(7-3)；第四固定支架(6-4)具有第四固定支架滑槽(7-4)；所述导纱辊第一支架(3-1)与导纱辊第二支架(3-2)背部装有螺钉，螺钉穿过滑槽从而可以移动并可以固定。
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