碳纖維絲的擴絲裝置的製作方法

2023-10-09 10:12:34

專利名稱：碳纖維絲的擴絲裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種纖維加工裝置，尤其指一種碳纖維絲的擴絲裝置。
背景技術：
碳纖維是由元素碳構成的一種纖維材科，是由有機纖維經高溫(700 1000°C ) 碳化而成，含碳量高於90%的高分子纖維，其中含碳量高於99%的稱為石墨纖維。碳纖維 的軸向強度和模量高，無蠕變，耐疲勞性好，比熱及導電性介於非金屬和金屬之間，熱膨脹 係數小，耐藥品性好，纖維的密度低，X射線透過性好。碳纖維按原絲種類可分為聚丙烯腈 基、浙青基、粘膠基及酚醛基等，按力學性能則可分為通用型(GP)與高性能型(HP)兩類。 通用型碳纖維強度lOOOMPa、模量IOOGI^左右，高性能型碳纖維又可分為高強型(強度 2000MPa、模量250GPa)和高模型(模量在300GPa以上)。強度大於4000MPa者稱為超高強 型；模量大於450GI^者稱為超高模型。隨著航天和航空工業的發展，還出現了高強高伸型 (強度大於49000MPa、延伸度大於2% )新品種。現有一種為CN20092(^^868. X名稱為《一種大絲束碳纖維擴展裝置》的中國實 用新型專利公開了一種結構，其結構包括收捲筒、至少一對相切設置的加熱輥筒以及機架， 所述加熱輥筒與機架轉動連接，所述收捲筒由驅動裝置驅動轉動。所述的加熱輥筒優選為 2 10對，且相互間隔一定距離設置在所述機架上；所述各加熱輥筒的軸線與所述收捲筒 的軸線相互平行設置；所述加熱輥筒可由電機驅動轉動；該實用新型大絲束碳纖維擴展裝 置結構簡單，成本低廉，而且經其擴展後的碳纖維製成的製品厚度小、纖維利用率高，使碳 纖維的性能得到了充分發揮。但其缺點是這種裝置只能適用於大絲束碳纖維，而不適用對 小絲束碳纖維的擴寬，如寬度為6mm或小於6mm的碳纖維絲進行擴寬，更重要的是，這種裝 置擴寬後的碳纖維蓬鬆度不夠，難以提高碳纖維的浸潤性，複合後的產品剪切強度和剛性 強度較低，所以其結構還有待於改進。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是針對上述現有技術現狀而提供一種碳纖維絲 的擴絲裝置，其擴絲後的碳纖維絲具有浸潤性高，能有效提高複合產品的剪切強度和剛性 強度。本實用新型解決上述技術問題所採用的技術方案為本碳纖維絲的擴絲裝置，包 括依次設置的碳纖維絲放捲筒、加熱碳纖維絲的加熱裝置、擴寬裝置及能將碳纖維絲卷繞 於其上的收捲筒，收捲筒由電機驅動設置，其特徵在於在所述放捲筒上設置有當碳纖維絲 隨著收捲筒卷繞使碳纖維絲產生張緊力的張緊機構，所述加熱裝置為兩根間隔設置的帶電 金屬輥軸，當放捲筒上展開後的碳纖維絲繞過兩根帶電金屬輥軸時，碳纖維絲與兩根金屬 輥軸之間構成碳纖維絲髮熱的電流迴路。作為改進，所述擴寬裝置為擴寬板，在該擴寬板上設置有寬度大於碳纖維絲寬度 的擴寬通孔，當碳纖維絲經加熱裝置加熱後穿過擴寬通孔時，進入擴寬通孔後的碳纖維絲上表面與擴寬板的底面相接觸，而從擴寬通孔中穿出後的碳纖維絲下表面與擴寬板的上表 面相接觸。作為改進，所述擴寬裝置為兩根平行設置的轉軸，當碳纖維絲經加熱裝置加熱後 穿過兩根轉軸之間時，進入前的碳纖維絲上表面與第一根轉軸的底面相接觸，而進入後穿 出的碳纖維絲下表面與第二根轉軸上表面相接觸。再改進，所述張緊機構為壓輥，該壓輥的輥面與卷繞有碳纖維絲的放捲筒相切設 置在一起，且該壓輥的一端與連杆一端可轉動設置，而連杆的另一端與設置有扭簧的轉動 軸連接在一起。與現有技術相比，本實用新型採用加熱裝置為兩根間隔設置的帶電金屬輥軸，當 放捲筒上展開後的碳纖維絲繞過兩根帶電金屬輥軸時，碳纖維絲與兩根金屬輥軸之間構成 碳纖維絲髮熱的電流迴路。這種經兩根金屬輥軸加熱後的碳纖維絲，其加熱速度快且溫度 穩定性好，經擴寬後的碳纖維絲，其蓬鬆度高，所謂蓬鬆度是指擴寬後的碳纖維絲中的絲條 更薄、相互間空間更大，從而有效地提高了碳纖維絲的浸潤性，使複合產品的剪切強度和剛 性強度大幅度增加，達到應用碳纖維絲性能更好的目的。

圖1為實用新型實施例的結構示意圖；圖2是圖1中擴寬板的放大圖。
具體實施方式
以下結合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述如圖1和圖2所示，本實施例的碳纖維絲的擴絲裝置，包括依次設置的碳纖維絲放 捲筒1、加熱碳纖維絲3的加熱裝置、擴寬裝置及能將碳纖維絲3卷繞於其上的收捲筒6，收 捲筒6由電機7驅動設置。在所述放捲筒1上設置有當碳纖維絲3隨著收捲筒6卷繞使碳 纖維絲3產生張緊力的張緊機構，該張緊機構為壓輥2，該壓輥2的輥面與卷繞有碳纖維絲 3的放捲筒1相切設置在一起，且該壓輥2的一端與連杆21 —端可轉動設置，而連杆21的 另一端與設置有扭簧的轉動軸22連接在一起。加熱裝置為兩根間隔設置的帶電金屬輥軸 4，當放捲筒1上展開後的碳纖維絲3繞過兩根帶電金屬輥軸4時，碳纖維絲3與兩根金屬 輥軸4之間構成電流迴路，由於碳纖維絲3內部的電阻使碳纖維絲3發熱而升溫，從而實現 碳纖維絲3加熱的目的。上述擴寬裝置為擴寬板5，在該擴寬板5上設置有寬度大於碳纖維絲3寬度的擴 寬通孔53，當碳纖維絲3經加熱裝置加熱後穿過擴寬通孔53時，進入擴寬通孔53後的碳 纖維絲上表面31與擴寬板5的底面51相接觸，而從擴寬通孔53中穿出後的碳纖維絲下表 面32與擴寬板5的上表面52相接觸。當然，上述的擴寬裝置也可採兩根平行且間隔設置 的轉軸(圖中未畫出)，當碳纖維絲3經加熱裝置加熱後穿過兩根轉軸之間空間時，進入空 間後的碳纖維絲上表面31與第一根轉軸的底面相接觸，而從兩根轉軸之間空間中穿出後 的碳纖維絲下表面32與第二根轉軸上表面相接觸。顯然，上述的擴寬裝置也可採兩根平行 相切設置的轉軸，當碳纖維絲3經加熱裝置加熱後穿過兩根轉軸之間的相切面時，進入相 切面後的碳纖維絲上表面31與第一根轉軸的底面相接觸，而從相切面中穿出後的碳纖維絲下表面32與第二根轉軸上表面相接觸。具體選擇哪一種可按設計的要求而定。
權利要求1.一種碳纖維絲的擴絲裝置，包括依次設置的碳纖維絲放捲筒(1)、加熱碳纖維絲(3) 的加熱裝置、擴寬裝置及能將碳纖維絲C3)卷繞於其上的收捲筒(6)，收捲筒(6)由電機 (7)驅動設置，其特徵在於在所述放捲筒(1)上設置有當碳纖維絲C3)隨著收捲筒(6)卷 繞使碳纖維絲C3)產生張緊力的張緊機構，所述加熱裝置為兩根間隔設置的帶電金屬輥軸 G)，當放捲筒(1)上展開後的碳纖維絲C3)繞過兩根帶電金屬輥軸時，碳纖維絲(3) 與兩根金屬輥軸(4)之間構成碳纖維絲( 發熱的電流迴路。
2.根據權利要求1所述的擴絲裝置，其特徵在於所述擴寬裝置為擴寬板(5)，在該擴 寬板( 上設置有寬度大於碳纖維絲(3)寬度的擴寬通孔(53)，當碳纖維絲C3)經加熱裝 置加熱後穿過擴寬通孔(5 時，進入擴寬通孔(5 後的碳纖維絲上表面(31)與擴寬板 (5)的底面(51)相接觸，而從擴寬通孔(53)中穿出後的碳纖維絲下表面(32)與擴寬板(5) 的上表面(5 相接觸。
3.根據權利要求1所述的擴絲裝置，其特徵在於所述擴寬裝置為兩根平行設置的 轉軸，當碳纖維絲C3)經加熱裝置加熱後穿過兩根轉軸之間時，進入前的碳纖維絲上表面 (31)與第一根轉軸的底面相接觸，而進入後穿出的碳纖維絲下表面(3 與第二根轉軸上 表面相接觸。
4.根據權利要求1至3中任一權利要求所述的擴絲裝置，其特徵在於所述張緊機構 為壓輥0)，該壓輥O)的輥面與卷繞有碳纖維絲(3)的放捲筒(1)相切設置在一起，且該 壓輥O)的一端與連杆—端可轉動設置，而連杆的另一端與設置有扭簧的轉動 軸0 連接在一起。
專利摘要一種碳纖維絲的擴絲裝置，包括依次設置的碳纖維絲放捲筒(1)、加熱碳纖維絲(3)的加熱裝置、擴寬裝置及能將碳纖維絲(3)卷繞於其上的收捲筒(6)，收捲筒(6)由電機(7)驅動設置，其特徵在於在所述放捲筒(1)上設置有當碳纖維絲(3)隨著收捲筒(6)卷繞使碳纖維絲(3)產生張緊力的張緊機構，所述加熱裝置為兩根間隔設置的帶電金屬輥軸(4)，當放捲筒(1)上展開後的碳纖維絲(3)繞過兩根帶電金屬輥軸(4)時，碳纖維絲(3)與兩根金屬輥軸(4)之間構成碳纖維絲(3)發熱的電流迴路。與現有技術相比，本實用新型擴寬後的碳纖維絲，具有蓬鬆度高，使複合產品的剪切強度和剛性強度大幅度增加，達到應用碳纖維絲性能更好的目的。
文檔編號D02J1/22GK201842924SQ20102058805
公開日2011年5月25日 申請日期2010年11月3日 優先權日2010年11月3日
發明者周惠明 申請人:舟山市岱山飛舟新材料有限公司