[发明专利]一种碳纤维展宽设备和工艺

说明书

技术领域

本发明涉及高性能纤维技术处理和生产领域，特别是涉及一种碳纤维展宽设备和工艺。

背景技术

碳纤维是一种高性能纤维，具有强度高、比重轻的优点，在航空航天、汽车、新能源、医疗、体育用品行业具有广泛的应用。目前碳纤维在制备成品是需要编织或制成预浸料，目前碳纤维都是以丝束形式，每一丝束含有数K、甚至几十K（1K既是1千）的单丝，特别是对于大丝束的碳纤维，在编织和生产预浸料时，如果丝束不能充分展平，不仅导致织物相对来说很厚，力学性能偏差较大，特别是铺覆性能很差，使得后道制件的质量也得不到很好的保障，而且做预浸料时，树脂不能充分浸透纤维，导致干纱、脱料等不良，严重束缚了碳纤维纱线在高端领域的应用。碳纤维织物的测试表明，织物越薄，单位面积质量越小，其物理性能偏差越小，铺覆的操作性也越好。同时丝束越大，价格也越便宜，因此利用丝束较大的碳纤维，如果能够使之进一步展宽，可以使丝变薄，强度提高，同时丝束的展开可以使纤维和树脂的结合性能更好，可以大幅度提高复合材料的性能。

CN201310187187.6公开了一种碳纤维展纤装置，介绍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方法。CN201310304461.3介绍一种用于碳纤维丝束的展宽装置，该展宽装置主要利用特殊的吸头装置和激光感应器的反馈调节作用使丝束分析展宽。CN201410361476.8碳纤维振动展纤装置，该发明通过加热和振动装置来提高展纱效果。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种碳纤维展宽设备。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种碳纤维展宽设备，包括依次设置的加热辊、展纱辊以及展宽辊组件，所述的展纱辊的外周面上分布有凹凸状颗粒；所述的展宽辊组件包括展宽定位辊、压轮，所述的展宽定位辊上具有允许碳纤维展开设定宽度的缺口槽，所述的压轮压在所述的缺口槽内，碳纤维从所述的缺口槽和压轮之间通过。

优选地，所述的展纱辊依次设置有多个，多个所述的展纱辊外周面分布的凹凸状颗粒大小不相同。

进一步优选地，多个所述的展纱辊外周面分布的凹凸状颗粒大小从前往后依次减小。

优选地，所述的展纱辊上的凹凸状颗粒表面进行有陶瓷化处理。

优选地，所述的展纱辊上的温度为60-80℃。

优选地，所述的展宽定位辊上具有多个所述的缺口槽，每个所述的缺口槽内设置有所述的压轮。

优选地，所述的加热辊依次设置有多个。

进一步优选地，所述的加热辊包括第一加热辊、第二加热辊，所述的第一加热辊的加热温度为55-65℃，所述的第二加热辊的加热温度为75-80℃。

本发明的另一个目的是提供一种碳纤维展宽工艺。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种碳纤维展宽的工艺，包括：

（1）、对碳纤维进行加热，使碳纤维表面的上浆剂熔融；

（2）、加热后的碳纤维通过所述的展纱辊后均匀展开；

（3）、展开后的碳纤维经过所述的展宽定位辊的缺口槽与压轮之间，被展开到所述的缺口槽设定的宽度。

优选地，在（1）中，对碳纤维加热至60-80℃；在（2）中，所述的展纱辊上的温度为60-80℃。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：

通过本发明的设备和工艺可以制得超薄的碳纤维丝束，有利于制得低克重的编织布或预浸料；同时该设备及方法易于在线展纱，生产效率更高。

附图说明

附图1为本实施例中展宽设备的示意图；

附图2为本实施例中展纱辊的立体图；

附图3为本实施例中展宽定位辊和压轮的立体图。

其中：10、第一加热辊；11、第二加热辊；2、展纱辊；20、凹凸状颗粒；3、展宽定位辊；30、缺口槽；4、压轮。

具体实施方式

下面结合附图及实施案例对本发明作进一步描述：

如图1所示的一种碳纤维展宽设备，包括依次设置的加热辊、展纱辊2以及展宽辊组件。其中：

加热辊依次设置有多个，在本实施例中：加热辊包括第一加热辊10、第二加热辊11。