CN111347696A

CN111347696A - 碳纤维布生产工艺及其生产线

Info

Publication number: CN111347696A
Application number: CN202010171272.3A
Authority: CN
Inventors: 罗忠年
Original assignee: Wuxi Leai Machinery Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Wuxi Leai Machinery Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2020-03-12
Filing date: 2020-03-12
Publication date: 2020-06-30
Anticipated expiration: 2040-03-12
Also published as: CN111347696B

Abstract

本发明涉及碳纤维制品的技术领域，尤其是涉及一种碳纤维布生产工艺，步骤如下：导孔板进若干根纱；若干根纱等距地通过分纱梳；纱通过第一展纱装置；纱通过焚烧炉；纱通过第二展纱装置；纱进入浸胶槽；纱出浸胶槽后通过挤胶辊；纱通过烘干炉；纱依次通过预融炉、拉挤模具后成布；布通过牵引装置；布通过张力调节装置；收卷布。通过提高浸渍胶与纱的结合性能，使生产出的碳纤维浸渍布受揉搓或长时间使用后不会出现固化的胶粘剂成固渣状与碳纤维分离掉落；通过控制纱的张紧程度、浸渍胶的成分均匀、浸渍胶与纱的适量结合，提高了浸渍胶与纱的结合性能。

Description

碳纤维布生产工艺及其生产线

技术领域

本发明涉及碳纤维制品的技术领域，尤其是涉及一种碳纤维布生产工艺及其生产线。

背景技术

碳纤维一般不能直接做成产品，现有技术是将碳纤维丝织成布后，将碳纤维布浸入液体环氧树脂胶粘剂中，当碳纤维布完全浸吸环氧树脂后，再对其进行加热固化，制成的环氧树脂/碳纤维复合材料也就是人们常说的碳纤维浸渍布。

采用上述现有技术制成的碳纤维浸渍布，最大的缺点是碳纤维布与固化的胶粘剂结合性差，碳纤维浸渍布受揉搓或长时间使用后固化的胶粘剂容易成固渣状与碳纤维分离掉落。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种碳纤维布生产工艺，生产的碳纤维浸渍布受揉搓或长时间使用后不会出现固化的胶粘剂成固渣状与碳纤维分离掉落。

本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：一种碳纤维布生产工艺，步骤如下：

STEP1导孔板进若干根纱；

STEP2若干根纱等距地通过分纱梳；

STEP3纱通过第一展纱装置；

STEP4纱通过焚烧炉；

STEP5纱通过第二展纱装置；

STEP6纱进入浸胶槽；

STEP7纱出浸胶槽后通过挤胶辊；

STEP8纱通过烘干炉；

STEP9纱依次通过预融炉、拉挤模具后成布；

STEP10布通过牵引装置；

STEP11布通过张力调节装置；

STEP12收卷布。

通过采用上述技术方案，碳纤维纺成的纱在焚烧炉中烧掉多余毛羽后进入浸渍胶，然后通过挤胶辊挤掉多余浸渍胶（并使浸渍胶均匀地嵌入纱中），接着进入烘干炉烘干多余水分，再进入预融炉中预融纱中的浸渍胶，接着若干根纱在融化浸渍胶的粘连作用、拉挤模具的挤压作用下成型为碳纤维布。由于浸渍胶与纱结合性好，所以生产出的碳纤维浸渍布受揉搓或长时间使用后不会出现固化的胶粘剂成固渣状与碳纤维分离掉落。

本发明的目的还在于提供一种用于上述碳纤维布生产工艺的生产线：第一展纱装置包括第一蜗轮箱，第一蜗轮箱的水平输出轴垂直连接旋转板，旋转板垂直连接两根第一展纱辊，纱呈S形依次绕过两根第一展纱辊。

通过采用上述技术方案，利用第一蜗轮箱输出轴的慢转速使旋转板缓慢旋转，从而微调两根第一展纱辊的高度，可调节纱在生产线中的张紧程度。

优选的，所述第二展纱装置包括第二蜗轮箱，第二蜗轮箱的竖直输出轴同轴连接丝杠，丝杠上配合连接螺母座，螺母座上设有水平的第二展纱辊，第二展纱辊的两侧各设有一根水平的第三展纱辊，纱呈S形依次绕过相邻的第二展纱辊和第三展纱辊。

通过采用上述技术方案，利用第二蜗轮箱输出轴的慢转速使旋丝杠缓慢旋转，丝杠驱动螺母座和第二展纱辊缓慢升降，而第二展纱辊两侧的第三展纱辊不动，所以可调节纱在生产线中的张紧程度。

优选的，所述浸胶槽连接胶液循环装置，浸胶槽内设有搅拌装置。

通过采用上述技术方案，可防止浸胶槽中浸渍胶的成分沉淀，使浸渍胶成分均匀，从而提高对纱的浸渍效果。

优选的，所述浸胶槽包括深池，深池两端各设一个浅池，浅池顶部与深池顶部相通。

通过采用上述技术方案，便于将深池中浸渍胶液面处趋于硬化的胶液推入浅池，降低硬化胶液对纱的影响。

优选的，所述胶液循环装置包括回流管、进胶管、循环胶筒，回流管的一端分三路分别连接深池底部、两个浅池底部，回流管的另一端连接循环胶筒；进胶管的一端连接深池底部，进胶管的另一端连接循环胶筒。

通过采用上述技术方案，浸渍胶沉于深池底部的成分和浅池中趋于硬化的胶液被抽入循环胶筒中处理后重新成为标准的浸渍胶。

优选的，所述拉挤模具包括底座，底座上设有压紧机构和一对楔形块，一对楔形块的斜面滑动配合，且其中一块楔形块位置固定，另一块楔形块活动，压紧机构用于将活动的楔形块压向底座，纱穿于活动的楔形块与底座之间。

通过采用上述技术方案，活动的楔形块相对于底座运动可调节对纱的挤压效果，也可调节纱受到的拉力。活动的楔形块与底座的间隙越小，则纱受到的挤压力度越大，纱受到的拉力越大；活动的楔形块与底座的间隙越大，则纱受到的挤压力度越小，纱受到的拉力越小。

优选的，所述预融炉与烘干炉连为一体，预融炉和烘干炉内均于纱的上方、下方设置高度可调的加热器。

通过采用上述技术方案，缩短了生产线的长度，也降低了生产成本。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过提高浸渍胶与纱的结合性能，使生产出的碳纤维浸渍布受揉搓或长时间使用后不会出现固化的胶粘剂成固渣状与碳纤维分离掉落；

2.通过控制纱的张紧程度、浸渍胶的成分均匀、浸渍胶与纱的适量结合，提高了浸渍胶与纱的结合性能。

附图说明

图1是碳纤维布生产线的正视图；

图2是碳纤维布生产线的俯视图；

图3是图1中A部放大图；

图4是图2中B部放大图；

图5是图1中C部放大图；

图6是图2中D部放大图；

图7是图1中E部放大图；

图8是拉挤模具的工作原理图。

图中，1、导孔板；2、分纱梳；3、第一展纱装置；4、焚烧炉；5、第二展纱装置；6、浸胶槽；7、挤胶辊；8、烘干炉；9、预融炉；10、拉挤模具；11、牵引装置；12、张力调节装置；13、第一蜗轮箱；14、旋转板；15、第一展纱辊；16、第二蜗轮箱；17、丝杠；18、螺母座；19、第二展纱辊；20、第三展纱辊；21、胶液循环装置；22、深池；23、浅池；24、回流管；25、进胶管；26、循环胶筒；27、底座；28、压紧机构；29、楔形块；30、加热器；31、计长辊；32、收卷辊；33、纱；34、布。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1、图2，为本发明公开的一种碳纤维布生产线，包括从头至尾依次布置的导孔板1、分纱梳2、第一展纱装置3、焚烧炉4、第二展纱装置5、浸胶槽6、挤胶辊7、烘干炉8、预融炉9、拉挤模具10、牵引装置11（牵引辊）、张力调节装置12（张力辊）、计长辊31、收卷辊32。

如图3所示，导孔板1上镶嵌12个内径10mm的陶瓷圈作为导纱孔，每个导纱孔中穿一根碳纤维纺成的纱33。分纱梳2由若干根直径5mm的不锈钢钢棒竖直排列构成，相邻钢棒间隔10mm，每根纱33从相邻钢棒间穿过。

如图3、图4所示，第一展纱装置3由第一蜗轮箱13、旋转板14和两根第一展纱辊15构成。第一蜗轮箱13的输出轴（呈水平状）与旋转板14垂直连接，旋转板14与两根第一展纱辊15垂直连接，两根第一展纱辊15关于第一蜗轮箱13的输出轴对称，纱33呈S形绕过两根第一展纱辊15。利用第一蜗轮箱13输出轴的慢转速使旋转板14缓慢旋转，从而微调两根第一展纱辊15的高度，可调节纱在生产线中的张紧程度。

如图5、图6所示，第二展纱装置5由第二蜗轮箱16、丝杠17、螺母座18、一根第二展纱辊19、两根第三展纱辊20构成。第二蜗轮箱16的输出轴（呈竖直朝下状）同轴连接丝杠17，丝杠17上螺接螺母座18，第二展纱辊19水平设于螺母座18上，第二展纱辊19的两侧各设一根水平的第三展纱辊20。第三展纱辊20的位置固定，第二展纱辊19能够跟随螺母座18上下移动，纱33呈S形依次绕过相邻的第二展纱辊19和第三展纱辊20。利用第二蜗轮箱16输出轴的慢转速使旋丝杠17缓慢旋转，丝杠17驱动螺母座18和第二展纱辊19缓慢升降，而第二展纱辊19两侧的第三展纱辊20不动，所以可调节纱在生产线中的张紧程度。

如图1所示，浸胶槽6外具有胶液循环装置21，浸胶槽6内具有搅拌装置（如搅拌叶片），胶液循环装置21包括回流管24、进胶管25、循环胶筒26。浸胶槽6由三部分组成：位于中央的深池22、位于深池22两端的浅池23。浅池23顶部与深池22顶部相通，便于将深池22中浸渍胶液面处趋于硬化的胶液推入浅池23，降低硬化胶液对纱的影响。回流管24的一端分三路分别连接深池22底部、两个浅池23底部，回流管24的另一端连接循环胶筒26；进胶管25的一端连接深池22底部，进胶管25的另一端连接循环胶筒26。

搅拌装置可防止浸胶槽6中浸渍胶的成分沉淀，使浸渍胶成分均匀，从而提高对纱的浸渍效果。浸渍胶沉于深池22底部的成分和浅池23中趋于硬化的胶液被抽入循环胶筒26中处理后重新成为标准的浸渍胶。

如图1所示，炉窑靠近进纱端的部分为烘干炉8，炉窑靠近出纱端的部分为预融炉9。炉窑内于纱的上方、下方均设置高度可调的加热器30。

如图1所示，拉挤模具10由底座27、压紧机构28（即快速压钳）和一对楔形块29（详细结构见图8）组成。

如图8所示，这对楔形块29的斜面滑动配合，且其中一块楔形块29固定于底座27上，另一块楔形块29可活动。压紧机构28的压头压在活动的楔形块29上，用于将该楔形块29压向底座27，纱33穿于活动的楔形块29与底座27之间。活动的楔形块29相对于底座27运动可调节对纱的挤压效果，也可调节纱受到的拉力。活动的楔形块29与底座27的间隙越小，则纱受到的挤压力度越大，纱受到的拉力越大；活动的楔形块29与底座27的间隙越大，则纱受到的挤压力度越小，纱受到的拉力越小。

上述碳纤维布生产线的生产工艺流程为：

STEP1导孔板1进若干根纱；

STEP2若干根纱等距地通过分纱梳2；

STEP3纱通过第一展纱装置3；

STEP4纱通过焚烧炉4；

STEP5纱通过第二展纱装置5；

STEP6纱进入浸胶槽6；

STEP7纱出浸胶槽6后通过挤胶辊7；

STEP8纱通过烘干炉8；

STEP9纱依次通过预融炉9、拉挤模具10后成布；

STEP10布通过牵引装置11；

STEP11布通过张力调节装置12；

STEP12收卷布。

碳纤维纺成的纱在焚烧炉4中烧掉多余毛羽后进入浸渍胶，然后通过挤胶辊7挤掉多余浸渍胶（并使浸渍胶均匀地嵌入纱中），接着进入烘干炉8烘干多余水分，再进入预融炉9中预融纱中的浸渍胶，接着若干根纱在融化浸渍胶的粘连作用、拉挤模具10的挤压作用下成型为碳纤维布。由于浸渍胶与纱结合性好，所以生产出的碳纤维浸渍布受揉搓或长时间使用后不会出现固化的胶粘剂成固渣状与碳纤维分离掉落。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种碳纤维布生产工艺，其特征在于，步骤如下：

STEP1导孔板（1）进若干根纱（33）；

STEP2若干根纱等距地通过分纱梳（2）；

STEP3纱通过第一展纱装置（3）；

STEP4纱通过焚烧炉（4）；

STEP5纱通过第二展纱装置（5）；

STEP6纱进入浸胶槽（6）；

STEP7纱出浸胶槽（6）后通过挤胶辊（7）；

STEP8纱通过烘干炉（8）；

STEP9纱依次通过预融炉（9）、拉挤模具（10）后成布（34）；

STEP10布通过牵引装置（11）；

STEP11布通过张力调节装置（12）；

STEP12收卷布。

2.一种用于权利要求1所述的碳纤维布生产工艺的生产线，其特征在于：所述第一展纱装置（3）包括第一蜗轮箱（13），第一蜗轮箱（13）的水平输出轴垂直连接旋转板（14），旋转板（14）垂直连接两根第一展纱辊（15），纱呈S形依次绕过两根第一展纱辊（15）。

3.根据权利要求2所述的生产线，其特征在于：所述第二展纱装置（5）包括第二蜗轮箱（16），第二蜗轮箱（14）的竖直输出轴同轴连接丝杠（17），丝杠（17）上配合连接螺母座（18），螺母座（18）上设有水平的第二展纱辊（19），第二展纱辊（19）的两侧各设有一根水平的第三展纱辊（20），纱呈S形依次绕过相邻的第二展纱辊（19）和第三展纱辊（20）。

4.根据权利要求2所述的生产线，其特征在于：所述浸胶槽（6）连接胶液循环装置（21），浸胶槽（6）内设有搅拌装置。

5.根据权利要求4所述的生产线，其特征在于：所述浸胶槽（6）包括深池（22），深池（22）两端各设一个浅池（23），浅池（23）顶部与深池（22）顶部相通。

6.根据权利要求5所述的生产线，其特征在于：所述胶液循环装置（21）包括回流管（24）、进胶管（25）、循环胶筒（26），回流管（24）的一端分三路分别连接深池（22）底部、两个浅池（23）底部，回流管（24）的另一端连接循环胶筒（26）；进胶管（25）的一端连接深池（22）底部，进胶管（25）的另一端连接循环胶筒（26）。

7.根据权利要求2所述的生产线，其特征在于：所述拉挤模具（10）包括底座（27），底座（27）上设有压紧机构（28）和一对楔形块（29），一对楔形块（29）的斜面滑动配合，且其中一块楔形块（29）位置固定，另一块楔形块（29）活动，压紧机构（28）用于将活动的楔形块（29）压向底座（27），纱穿于活动的楔形块（29）与底座（27）之间。

8.根据权利要求2所述的生产线，其特征在于：所述预融炉（9）与烘干炉（8）连为一体，预融炉（9）和烘干炉（8）内均于纱的上方、下方设置高度可调的加热器（30）。