CN108249222A - 中间相沥青碳纤维原丝的连续收丝方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及中间相沥青碳纤维原丝的连续收丝方法,具体步骤如下:原丝束按照放丝装置→导丝支撑轮→第一导辊→第二导辊→第三导辊→第四导辊→收丝装置的路线经过多个已设定好相对位置、朝向角度可调的导辊,控制好每个导辊角度,确保原丝束方向改变和所受摩擦力最小,最大程度降低原丝束弯曲程度;当原丝束经过第四导辊时,由于重物的作用,对原丝束施加一定的张力,既确保了系统张力的恒定,又使得放丝机的速度维持在一个范围内;该方法可消除静电对原丝束后续处理的影响,使原丝束集束性更好,外形更佳;原丝束强度损失小,无内部断裂、断头;可以得到任意长度的原丝连续长丝,满足生产和市场的需求。

Description

中间相沥青碳纤维原丝的连续收丝方法
技术领域
本发明属于碳纤维技术领域,尤其涉及一种中间相沥青碳纤维原丝的连续收丝方法。
背景技术
普通沥青只能制得低性能沥青碳纤维,强度一般低于1.0 GPa,模量低于100GPa;中间相沥青可制得高性能中间相沥青碳纤维,美国Amoco公司的K-1100强度3.2 GPa,模量963 GPa。
中间相沥青碳纤维连续长丝的制备极为困难,原丝强度很低,导致原丝的放丝和收丝非常困难;国内中间相沥青碳纤维原丝连续长丝和成品碳纤维连续长丝的制备尚未见公开报道。
国内目前有公开的碳纤维原丝收丝装置都是针对于聚丙烯腈原丝;与中间相沥青碳纤维原丝不同的是,聚丙烯腈原丝束具有一定强度,而中间相沥青碳纤维原丝强度很低。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:
中间相沥青碳纤维原丝的连续收丝方法,具体步骤如下:
步骤1):将中间相沥青碳纤维原丝束从放丝装置上退下来,经过一个导丝支撑轮到上油装置,上油装置对原丝束进行浸润;
步骤2):上油后的原丝束按照一定路线进入第一导辊,第一导辊比前面的导丝支撑轮的水平高度低,由导丝支撑轮到第一导辊的原丝束走向与水平面呈一定夹角;
步骤3):原丝束从第一导辊出来进入第二导辊,由第一导辊到第二导辊的原丝束走向与水平面呈一定夹角,第二导辊比第一导辊的水平高度高;
步骤4):原丝束从第二导辊出来进入第三导辊,由第二导辊到第三导辊的原丝束走向与水平面呈一定夹角,第二导辊与第三导辊的水平高度相同;
步骤5):原丝束从第三导辊出来进入第四导辊,第四导辊比第三导辊的水平高度高;第四导辊连接摇臂和张力传感器,对原丝束施加一定的张力,既要保证其内部取向又不能过大使其被全部或部分拉断;
步骤6):原丝束从第四导辊出来进入收丝装置,进行收丝。
优选的是,所述步骤1)上油装置包括喷淋器和油池,上方的喷淋器有油剂喷洒到原丝束上入油池。
优选的是,所述步骤2)第一导辊比前面的导丝支撑轮的水平高度低10cm,导丝支撑轮到第一导辊的水平距离为37cm,由导丝支撑轮到第一导辊的原丝束走向与水平面夹角为15°。
优选的是,所述步骤3)由第一导辊到第二导辊的原丝束走向与水平面夹角为15°,第一导辊到第二导辊的水平距离为115cm,第二导辊比第一导辊的水平高度高5cm。
优选的是,所述步骤4)由第二导辊到第三导辊的原丝束走向与水平面夹角为15°,第二导辊到第三导辊的水平距离为22cm。
优选的是,所述步骤5)第四导辊比第三导辊的水平高度高40cm;对原丝束施加张力为5-15g。
优选的是,所述步骤5)第四导辊连接的摇臂右端有触点,摇臂左端固定安装有竖杆,竖杆顶端设有第四导辊,竖杆底部吊装有重物;除去重物,摇臂左右重量相等,重物重量为5-15g。
优选的是,所述摇臂通过转轴连接在立柱顶部,摇臂可绕转轴左右摆动。
优选的是,所述步骤5)的张力传感器左侧设有两个感应点。
优选的是,所述张力感应器为F形,顶部和中间各有一个横杆,顶部横杆左端部设有感应点A,中部横杆左端部设有感应点B。
附图说明
图1是本实用新型的侧视结构示意图。
图2是本实用新型的俯视结构示意图。
图3是本实用新型的第四导辊局部放大示意图。
图中:1. 放丝装置,2.导丝支撑轮,3.第一导辊,4.第二导辊,5.第三导辊,6.第四导辊,7.收丝装置,8.原丝束,9.上油装置,91.喷淋器,92.油池,10.摇臂,101.重物,102.触点,103.竖杆,104.转轴,105.立柱,11.张力感应器,111.感应点A,112.感应点B。
本发明具有以下有益效果:
1. 该方法可消除静电对原丝束后续处理的影响,使原丝束集束性更好,外形更佳。
2. 得到的中间相沥青碳纤维原丝束强度损失小,无内部断裂,断头率为零。
3. 可以得到任意长度的中间相沥青碳纤维原丝连续长丝,从而使中间相沥青基碳纤维连续长丝的制备成为可能。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。
中间相沥青碳纤维原丝的连续收丝方法,具体步骤如下:
步骤1)上油: 将中间相沥青碳纤维原丝束从放丝装置1上退下来,经过一个导丝支撑轮2到上油装置9,上油装置9包括喷淋器91和油池92,原丝油剂由上方的喷淋器91将喷洒下来油剂喷洒到原丝束上入油池92,对原丝束进行浸润;使原丝束成型和集束性更好,同时消除后续处理工艺中静电的影响;
步骤2):上油后的中间相沥青碳纤维原丝束按照一定路线进入第一个导辊,该导辊比前面的导丝支撑轮的水平高度低10cm,导丝支撑轮2到第一导辊3的水平距离为37cm,由导丝支撑轮2到第一导辊3的原丝束8走向与水平面夹角为15°;
步骤3):原丝束从第一导辊出来进入第二个导辊,由第一导辊3到第二导辊4的原丝束8走向与水平面夹角15°,第一导辊3到第二导辊4的水平距离为115cm,第二导辊4比第一导辊3的水平高度高5cm;
步骤4): 原丝束8从第二导辊4出来进入第三导辊5,由第二导辊4到第三导辊5的原丝束8走向与水平面夹角15°,第二导辊4到第三导辊5的水平距离为22cm,第二导辊4与第三导辊5的水平高度相同;
步骤5)原丝束8从第三导辊5出来进入第四导辊6,第四导辊6比第三导辊5的水平高度高40cm;第四导辊6连接摇臂10和张力传感器11,重物101重量为5-15g,可对原丝束8施加5-15g的张力,这样既能保证其内部取向又不能过大使其被全部或部分拉断;
第四导辊连接的摇臂右端有触点102,摇臂10左端固定安装有竖杆103,竖杆顶端设有第四导辊6,竖杆底部吊装有重物101;除去重物,摇臂左右重量相等,重物重量为5-15g;摇臂10通过转轴104连接在立柱105顶部,摇臂10可绕转轴左右摆动;张力传感器左侧设有两个感应点感应点A111和B112;
步骤6)原丝束8从第四导辊6出来进入收丝装置7,进行收丝。
生产时,通过控制系统将放丝装置1和收丝装置7的线速度调为一致,原丝束8按照放丝装置1→导丝支撑轮2→第一导辊3→第二导辊4→第三导辊5→第四导辊6→收丝装置7的路线经过多个已设定好相对位置、朝向角度可调的导辊,控制好每个导辊角度,确保原丝束方向改变和所受摩擦力最小,最大程度降低原丝束弯曲程度;当原丝束8经过第四导辊6时,由于重物101的作用,摇臂10左侧下沉,右侧抬起,当右侧触点102位置到达张力传感器11的感应点A111位置时,张力传感器11向放丝装置1发出信号,使放丝装置1的放丝速度减慢;由于收丝装置7的收丝速度不变,导致收丝装置7的收丝速度大于放丝装置1的放丝速度,因此摇臂右侧下沉,左侧提升;当摇臂右侧触点102到达张力感应器感应点B112位置时,张力感应器向放丝装置1发出信号,使放丝装置1的放丝速度提高,大于收丝装置7的收丝速度,摇臂右侧提升,左侧下降;如此往复,既确保了系统张力的恒定,又使得放丝机的速度维持在一个范围内。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.中间相沥青碳纤维原丝的连续收丝方法,其特征在于,具体步骤如下:
步骤1):将中间相沥青碳纤维原丝束(8)从放丝装置(1)上退下来,经过一个导丝支撑轮(2)到上油装置,上油装置(9)对原丝束(8)进行浸润;
步骤2):上油后的原丝束(8)按照一定路线进入第一导辊(3),第一导辊(3)比前面的导丝支撑轮(2)的水平高度低,由导丝支撑轮(2)到第一导辊(3)的原丝束(8)走向与水平面呈一定夹角;
步骤3):原丝束(8)从第一导辊(3)出来进入第二导辊(4),由第一导辊(3)到第二导辊(4)的原丝束(8)走向与水平面呈一定夹角,第二导辊(4)比第一导辊(3)的水平高度高;
步骤4):原丝束(8)从第二导辊(4)出来进入第三导辊(5),由第二导辊(4)到第三导辊(5)的原丝束(8)走向与水平面呈一定夹角,第二导辊(4)与第三导辊(5)的水平高度相同;
步骤5):原丝束(8)从第三导辊(5)出来进入第四导辊(6),第四导辊(6)比第三导辊(5)的水平高度高;第四导辊(6)连接摇臂(10)和张力传感器(11),对原丝束(8)施加一定的张力,既要保证其内部取向又不能过大使其被全部或部分拉断;
步骤6):原丝束(8)从第四导辊(6)出来进入收丝装置(7),进行收丝。
2.根据权利要求1所述的中间相沥青碳纤维原丝的连续收丝方法,其特征在于,所述步骤1)上油装置(9)包括喷淋器(91)和油池(92),上方的喷淋器(91)有油剂喷洒到原丝束(8)上入油池(92)。
3.根据权利要求1所述的中间相沥青碳纤维原丝的连续收丝方法,其特征在于,所述步骤2)第一导辊(3)比前面的导丝支撑轮(2)的水平高度低10cm,导丝支撑轮(2)到第一导辊(3)的水平距离为37cm,由导丝支撑轮(2)到第一导辊(3)的原丝束(8)走向与水平面夹角为15°。
4.根据权利要求1所述的中间相沥青碳纤维原丝的连续收丝方法,其特征在于,所述步骤3)由第一导辊(3)到第二导辊(4)的原丝束(8)走向与水平面夹角为15°,第一导辊(3)到第二导辊(4)的水平距离为115cm,第二导辊(4)比第一导辊(3)的水平高度高5cm。
5.根据权利要求1所述的中间相沥青碳纤维原丝的连续收丝方法,其特征在于,所述步骤4)由第二导辊(4)到第三导辊(5)的原丝束(8)走向与水平面夹角为15°,第二导辊(4)到第三导辊(5)的水平距离为22cm。
6.根据权利要求1所述的中间相沥青碳纤维原丝的连续收丝方法,其特征在于,所述步骤5)第四导辊(6)比第三导辊(5)的水平高度高40cm;对原丝束施加张力为5-15g。
7.根据权利要求1所述的中间相沥青碳纤维原丝的连续收丝方法,其特征在于,所述步骤5)第四导辊(6)连接的摇臂(10)右端有触点(102),摇臂(10)左端固定安装有竖杆(103),竖杆顶端设有第四导辊(6),竖杆底部吊装有重物(101);除去重物,摇臂左右重量相等,重物重量为5-15g。
8.根据权利要求7所述的中间相沥青碳纤维原丝的连续收丝方法,其特征在于,所述摇臂(10)通过转轴(104)连接在立柱(105)顶部,摇臂(10)可绕转轴(104)左右摆动。
9.根据权利要求1所述的中间相沥青碳纤维原丝的连续收丝方法,其特征在于,所述步骤5)
的张力传感器(11)左侧设有两个感应点。
10.根据权利要求9所述的中间相沥青碳纤维原丝的连续收丝方法,其特征在于,所述张力感应器(11)为F形,顶部和中间各有一个横杆,顶部横杆左端部设有感应点A(111),中部横杆左端部设有感应点B(112)。
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