CN103343444A - 一种碳纤维的超声波展纤方法 - Google Patents

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CN103343444A CN2013101871895A CN201310187189A CN103343444A CN 103343444 A CN103343444 A CN 103343444A CN 2013101871895 A CN2013101871895 A CN 2013101871895A CN 201310187189 A CN201310187189 A CN 201310187189A CN 103343444 A CN103343444 A CN 103343444A
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马丕波
蒋高明
高哲
缪旭红
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Abstract

本发明涉及一种碳纤维的超声波展纤方法，属于纺织加工与纺织机械领域。其技术方案为用导纱辊将碳纤维束导入装有超声波发生器与化学溶液的容器内，其中碳纤维束在容器内还要经过两对及以上相切的导纱辊牵伸作用。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

一种碳纤维的超声波展纤方法
技术领域
本发明涉及一种碳纤维的超声波展纤方法，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；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；中国专利CN201704481U提出了一种对碳纤维进行加热展纤的装置；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。这些专利都是采用加热与挤压相结合的展纤方法，由于加热的作用，使纤维结构发生改变，从而该类方法展纤的碳纤维力学性能下降较大，严重影响了碳纤维的使用，同时该类方法速度较慢，效率较低。
超声波可以产生声空化作用，能够产生瞬间的冲击压，引起分子的高速运动，常用来处理与改性纤维材料的表面性能。本专利采用导纱辊将碳纤维束导入装有超声波发生器与化学溶液的容器内，其中碳纤维束在容器内还要经过两对及以上相切的导纱辊牵伸作用。通过对超声波频率范围、溶液类型与浓度、碳纤维束在溶液中的牵伸速度的控制，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，本发明提出一种使用高强度和高功率超声波并结合化学溶液对碳纤维束进行展纤的方法，同时该方法能大幅度提高展纤速度。
技术方案
将碳纤维束通过装有化学溶液的容器中，所述化学溶液为氢氧化钠、次氯酸钠、过氧化氢、硅氧烷偶联剂、乙醇中的一种或几种的混合溶液；同时容器内有超声波发生器进行作用，超声波功率为100W-5000W，超声波频率为10kHz-200kHz；碳纤维束在化学溶液中通过两对及以上相切导纱辊的牵伸作用，牵伸速度为0.01m/s-10m/s。
所述氢氧化钠溶液的浓度为5wt％-40wt％。
所述次氯酸钠溶液的浓度为5wt％-70wt％。
所述过氧化氢溶液的浓度为5wt％-60wt％。
所述硅氧烷偶联剂溶液的浓度为1wt％-10wt％。
所述乙醇溶液的浓度为5wt％-60wt％。
由于使用高强度和高功率超声波结合化学溶液的方法，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的超声波展纤方法示意图。
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是本发明的一种基于超声波技术对碳纤维进行展纤方法示意图：1-1与1-2为容器，其中1-1是容器盖子，可以打开便于绕纱；2-1，2-2与2-3是容器内的超声波发生器；3-1是化学溶液。碳纤维束退绕后沿箭头方向运动，经过导纱辊5-1与6-1到达溶液中，经过相切导纱辊7-1与7-2，7-3与7-4，7-5与7-6进行牵伸作用，然后由导纱辊6-2与5-2作用沿着箭头方向导出容器。碳纤维束在超声波与相切导纱辊共同作用下展平。
实施例1采用浓度为15wt％的氢氧化钠溶液，超声波功率为2000W，超声波频率为100kHz，溶液中相切牵伸导纱辊为3对，牵伸速度为0.8m/s对碳纤维束进行展纤。
实施例2采用浓度为30wt％的乙醇溶液，超声波功率为2500W，超声波频率为160kHz，溶液中相切牵伸导纱辊为2对，牵伸速度为1.5m/s对碳纤维束进行展纤。
实施例3采用浓度为20wt％的过氧化氢溶液，超声波功率为1500W，超声波频率为160kHz，溶液中相切牵伸导纱辊为3对，牵伸速度为1.2m/s对碳纤维束进行展纤。

Claims (10)

1.一种碳纤维的超声波展纤方法，其特征在于，用导纱辊(5-1，6-1)将碳纤维束(4-1)导入装有超声波发生器(2-1，2-2，2-3)与化学溶液(3-1)的容器(1-1，1-2)内，其中碳纤维束在容器内还要经过两对及以上相切的导纱辊(7-1与7-2，7-3与7-4，7-5与7-6)牵伸作用。本发明可将碳纤维束明显展宽展薄，同时碳纤维强力损失小，质量可靠。 
2.如权利1所述的碳纤维的超声波展纤方法，其特征在于，所述容器内装有超声波发生装置。 
3.如权利1所述的碳纤维的超声波展纤方法，其特征在于，所述容器内装有化学溶液。所述化学溶液为氢氧化钠、次氯酸钠、过氧化氢、硅氧烷偶联剂、乙醇中的一种或几种的混合溶液。 
4.如权利1所述的碳纤维的超声波展纤方法，其特征在于，所述容器内装有两对及以上相切的导纱辊。 
5.如权利1或2所述的超声波发生器，其特征在于，超声波功率为100W-5000W，超声波频率为10kHz-200kHz。 
6.如权利1或3所述的碳纤维的超声波展纤方法，其特征在于，所述氢氧化钠溶液的浓度为5wt％-40wt％。 
7.如权利1或3所述的碳纤维的超声波展纤方法，其特征在于，所述次氯酸钠溶液的浓度为5wt％-70wt％。 
8.如权利1或3所述的碳纤维的超声波展纤方法，其特征在于，所述过氧化氢溶液的浓度为5wt％-60wt％。 
9.如权利1或3所述的碳纤维的超声波展纤方法，其特征在于，所述硅氧烷偶联剂溶液的浓度为1wt％-10wt％。 
10.如权利1或3所述的碳纤维的超声波展纤方法，其特征在于，所述乙醇溶液的浓度为5wt％-60wt％。 
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105000428A (zh) * 2015-07-15 2015-10-28 北京昂林贸烽科技有限公司 一种用于扩展纤维束的设备及其工艺方法
CN105734871A (zh) * 2016-04-01 2016-07-06 三河市浩运盛跃碳纳米科技有限公司 纤维处理系统和处理碳纳米管纤维的方法
CN106744008A (zh) * 2017-03-07 2017-05-31 天津昂林贸烽高新材料有限公司 一种纤维合并扩展设备
CN110552113A (zh) * 2018-06-05 2019-12-10 航宸石家庄新材料科技有限公司 一种碳纤维编织布的制造方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5511395A (en) * 1993-11-22 1996-04-30 Ishikawa Prefecture Carbon fiber fabric spreading apparatus having a freely rotatable endless belt
JP2002227053A (ja) * 2001-02-01 2002-08-14 Hiroharu Oishibashi 拡繊システム
US20030057585A1 (en) * 2000-01-12 2003-03-27 Kiyotsugu Tanaka Production device and method for opened fiber bundle and prepreg production method
JP2006070370A (ja) * 2004-08-31 2006-03-16 Hiroharu Oishibashi 拡繊装置
US20070101564A1 (en) * 2005-11-04 2007-05-10 Karl Mayer Malimo Textilmaschinenfabrik Gmbh Device and method for spreading a carbon fiber hank
CN201704481U (zh) * 2010-04-19 2011-01-12 常州市宏发纵横新材料科技有限公司 碳纤维加热展纤装置
CN102628212A (zh) * 2012-04-06 2012-08-08 武汉理工大学 基于超声强化的碳纤维表面处理方法
CN102851940A (zh) * 2012-08-30 2013-01-02 西北工业大学 一种超声波增强的碳纤维表面液态化学改性的方法
CN202702807U (zh) * 2012-07-18 2013-01-30 北京昂林贸烽高新材料有限公司 宽幅纤维展宽排布设备

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5511395A (en) * 1993-11-22 1996-04-30 Ishikawa Prefecture Carbon fiber fabric spreading apparatus having a freely rotatable endless belt
US20030057585A1 (en) * 2000-01-12 2003-03-27 Kiyotsugu Tanaka Production device and method for opened fiber bundle and prepreg production method
JP2002227053A (ja) * 2001-02-01 2002-08-14 Hiroharu Oishibashi 拡繊システム
JP2006070370A (ja) * 2004-08-31 2006-03-16 Hiroharu Oishibashi 拡繊装置
US20070101564A1 (en) * 2005-11-04 2007-05-10 Karl Mayer Malimo Textilmaschinenfabrik Gmbh Device and method for spreading a carbon fiber hank
CN201704481U (zh) * 2010-04-19 2011-01-12 常州市宏发纵横新材料科技有限公司 碳纤维加热展纤装置
CN102628212A (zh) * 2012-04-06 2012-08-08 武汉理工大学 基于超声强化的碳纤维表面处理方法
CN202702807U (zh) * 2012-07-18 2013-01-30 北京昂林贸烽高新材料有限公司 宽幅纤维展宽排布设备
CN102851940A (zh) * 2012-08-30 2013-01-02 西北工业大学 一种超声波增强的碳纤维表面液态化学改性的方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105000428A (zh) * 2015-07-15 2015-10-28 北京昂林贸烽科技有限公司 一种用于扩展纤维束的设备及其工艺方法
CN105734871A (zh) * 2016-04-01 2016-07-06 三河市浩运盛跃碳纳米科技有限公司 纤维处理系统和处理碳纳米管纤维的方法
CN106744008A (zh) * 2017-03-07 2017-05-31 天津昂林贸烽高新材料有限公司 一种纤维合并扩展设备
CN106744008B (zh) * 2017-03-07 2023-09-15 天津昂林贸烽高新材料有限公司 一种纤维合并扩展设备
CN110552113A (zh) * 2018-06-05 2019-12-10 航宸石家庄新材料科技有限公司 一种碳纤维编织布的制造方法

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