CN110079949A - 碳纤维原丝上油方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种碳纤维原丝上油方法,属于碳纤维原丝纺丝领域。包括下列步骤：聚合、凝固成型、水洗、热水牵伸、上油及干燥致密化，使用改性硅油或者非硅油剂对水洗牵引后的凝固丝条上油，上油过程中油剂存储在上油槽中，控制油剂浓度为1‑10%，油剂由循环泵输送至油剂喷头处，调整油剂喷头与丝束之间的距离1‑3mm，保证丝束含油率范围0.4‑2.0%，并根据含油率需求调整单束丝单头喷油剂量以保证含油率稳定，未吸附至丝束上的油剂流回循环槽中循环利用，上油后的丝条使用热辊进行干燥致密化；然后，蒸汽牵伸、热定型、原丝收集，得到成品原丝。本发明在上油过程中对给油量以及给油的均匀性进行控制，既可以提高上油效果，又节省油剂的用量。
Description
技术领域
本发明涉及碳纤维原丝纺丝领域，详细的讲是一种碳纤维原丝上油方法。
背景技术
众所周知：碳纤维原丝表面覆盖有一层油剂，这相当于原丝的外衣，使得原丝有一定的集束性、抗静电性等等，而且对原丝起到了保护作用，防止单丝粘连、纤维起毛。无论是原丝的存储，还是后续的氧化，甚至一部分的碳化过程中油剂这种保护作用都是一致有效的。
油剂的作用不可替代，这就对油剂的种类、稳定性、以及上油的方法提出了严格的要求，通常采用的方法是浸渍法以挤压的方式控制含油量，在挤压的过程中容易对纤维造成损伤，而且挤压的效果不好衡量，对上油的效果产生了一定的影响。
如何较好地控制上油，保证上油的稳定，进而保证上油效果的稳定，对原丝生产是很有必要的。
本发明的目的就在于克服现有技术的不足，提供一种碳纤维原丝上油方法, 原丝单丝上油均匀，节约用油，并且保证含油率稳定,在保证产品质量的情况下，提高上油可控性。
本发明采用如下技术解决方案：一种碳纤维原丝上油方法, 包括下列步骤：
a.聚合：采用丙烯腈和共聚单体在二甲基亚砜溶液中聚合，共聚单体可以为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、衣康酸、衣康酸铵、甲基丙烯酸异丁酯中的一种或多种；
b.凝固成型：纺丝液经纺丝计量泵输出，流经缓冲器，进入喷丝板组件后喷出，采用湿法或干湿法纺丝工艺，进入凝固液凝固成型为凝固丝条；
c.水洗：将凝固丝条水洗，水洗采用花辊拍打式水洗，水洗水流方向为逆流；
d.热水牵伸：将水洗后的凝固丝条在热水中进行1.2～4倍牵伸形成丝束；
f.上油及干燥致密化：使用改性硅油或者非硅油剂对水洗牵伸后的凝固丝条上油，上油过程中油剂存储在上油槽中，控制油剂浓度为1-10%，油剂由循环泵输送至油剂喷头处，调整油剂喷头与丝束之间的距离1-3mm，保证丝束含油率范围0.4-2.0%，并根据含油率需求调整单束丝单头喷油剂量以保证含油率稳定，未吸附至丝束上的油剂流回循环槽中循环利用，上油后的丝束使用热辊进行干燥致密化；
g.蒸汽牵伸：对干燥致密化的丝束使用饱和水蒸汽进行1.5～6倍牵伸形成丝束纤维；
h.热定型：使用饱和水蒸汽对丝束纤维进行热定型形成原丝；
i.原丝收集：采用卷绕机对原丝进行收集，得到成品原丝。
本发明的有益效果是，在上油过程中对给油量以及给油的均匀性进行控制，既可以提高上油效果，又节省油剂的用量。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1 为本发明上油方法的示意图。
图中 1.丝束，2.油剂喷头，3.油剂流，4.支架。
具体实施方式
本发明上油方法是采用油剂喷淋的方式，上油装置主要由上下两层油剂喷头2和支架4组成，上油的过程实现单束丝控制，即油剂流3从油剂喷头2喷出后直接双向喷到丝束1上，油剂喷头2可以采用孔状出口，有雾化效果避免对丝束1的损伤，未吸附至丝束上的油剂流回循环槽中循环利用，循环槽中存储的油剂经过循环泵输送到喷头处用于上油喷淋。油剂浓度调节循环槽的浓度进行控制，喷油量通过调节油剂喷头2的流量进行控制。
实施例一：
按照原丝的制备主要包括下列步骤进行聚合、凝固成型、水洗、热水牵伸、上油及干燥致密化、蒸汽牵伸、热定型、原丝收集，得到成品原丝。
在上油过程中，采用本发明所述的喷淋上油方式，在循环槽中配置油剂，控制油剂浓度5%，油剂经过循环泵输送至油剂喷头处，油剂喷头与丝束之间的距离为1mm，按照所需含油率1%理论计算，100m纺丝速度，原丝线密度为0.35g/m，单束丝单头喷油剂量为3.5g/min，测得原丝含油率为0.93%。
实施例二：按照原丝的制备主要包括下列步骤进行聚合、凝固成型、水洗、热水牵伸、上油及干燥致密化、蒸汽牵伸、热定型、原丝收集，得到成品原丝。
在上油过程中，采用本发明所述的喷淋上油方式，在循环槽中配置油剂，控制油剂浓度5%，油剂经过循环泵输送至油剂喷头处，油剂喷头与丝束之间的距离为1.5mm，按照所需含油率1 %理论计算，100m纺丝速度，原丝线密度为1.2g/m，单束丝单头喷油剂量为1.2g/min，测得原丝含油率为0.91%。
实施例三：按照原丝的制备主要包括下列步骤进行聚合、凝固成型、水洗、热水牵伸、上油及干燥致密化、蒸汽牵伸、热定型、原丝收集，得到成品原丝。
在上油过程中，采用本发明所述的喷淋上油方式，在循环槽中配置油剂，控制油剂浓度5%，油剂经过循环泵输送至油剂喷头处，油剂喷头与丝束之间的距离为2mm，按照所需含油率1 %理论计算，100m纺丝速度，原丝线密度为2.4g/m，单束丝单头喷油剂量为2.4g/min，测得原丝含油率为0.95%。
Claims (1)
1. 一种碳纤维原丝上油方法, 其特征在于，包括下列步骤：
a.聚合：采用丙烯腈和共聚单体在二甲基亚砜溶液中聚合，共聚单体可以为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、衣康酸、衣康酸铵、甲基丙烯酸异丁酯中的一种或多种；
b.凝固成型：纺丝液经纺丝计量泵输出，流经缓冲器，进入喷丝板组件后喷出，采用湿法或干湿法纺丝工艺，进入凝固液凝固成型为凝固丝条；
c.水洗：将凝固丝条水洗，水洗采用花辊拍打式水洗，水洗水流方向为逆流；
d.热水牵伸：将水洗后的凝固丝条在热水中进行1.2～4倍牵伸形成丝束；
f.上油及干燥致密化：使用改性硅油或者非硅油剂对水洗牵伸后的凝固丝条上油，上油过程中油剂存储在上油槽中，控制油剂浓度为1-10%，油剂由循环泵输送至油剂喷头处，调整油剂喷头与丝束之间的距离1-3mm，保证丝束含油率范围0.4-2.0%，并根据含油率需求调整单束丝单头喷油剂量以保证含油率稳定，未吸附至丝束上的油剂流回循环槽中循环利用，上油后的丝束使用热辊进行干燥致密化；
g.蒸汽牵伸：对干燥致密化的丝束使用饱和水蒸汽进行1.5～6倍牵伸形成丝束纤维；
h.热定型：使用饱和水蒸汽对丝束纤维进行热定型形成原丝；
i.原丝收集：采用卷绕机对原丝进行收集，得到成品原丝。
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