本发明专利技术涉及一种织物加工用张力针辊高温炉设备及其应用。高温炉设备，包括加热炉以及加热炉内设有的多个可转动的张力针棍，所述的张力针棍间隔并排，转动方向与织物传输方向一致，使用时织物放置在张力针棍上。利用张力针棍连续传输织物，利用张力针棍上的张力针对织物均匀施加张力。该设备用于织物加工，具体操作为：将织物铺设在张力针棍上，然后启动收料机构、动力机构和加热炉，不断从加热炉的入口补入织物，完成织物连续加工。与现有技术相比，本发明专利技术在碳纤维织物、碳纤维毡的制备中，采用连续传输内构件装置，可以获经纬向均匀收缩、面密度均匀、宽幅面、经纬向的断裂强力高的碳纤维织物。纤维织物。纤维织物。
【技术实现步骤摘要】
一种织物加工用张力针辊高温炉设备及其应用
[0001]本专利技术涉及织物加工领域，具体涉及一种织物加工用张力针辊高温炉设备及其应用。
技术介绍
[0002]碳纤维织物、碳纤维毡、活性碳纤维织物、活性碳纤维毡、石墨化碳纤维织物、石墨化碳纤维毡在燃料电池电极、全钒氧化还原液流电池电极、单晶硅/多晶硅制造、吸附材料、医用保健材料诸多方面具有重要的应用价值，这些碳纤维材料是通过有机纤维(如聚丙烯腈纤维、粘胶纤维、酚醛纤维等)通过预氧化、碳化、活化、石墨化等生产工艺生产的。其中，碳纤维织物类制品是通过连续预氧化纤维的切断、纺纱、织布而形成有机织物，再进行碳化、活化、石墨化等工艺生产；碳纤维毡类制品是有机纤维或预氧化纤维经过针刺制毡、预氧化、碳化、活化、石墨化等工艺生产。
[0003]在碳纤维的实际应用中，其力学性能是非常重要的关键参数，另外对于碳纤维物性的均匀性也有有较高的要求。均匀的宽幅面在碳纤维织物、碳纤维毡在实际应用非常重要，特别是在产品销售是以面积计价、而非以重量计价的场合，均匀的宽幅面的碳纤维产品大幅度增加经济效益。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种显著提高碳纤维织物的力学性能和物性的织物加工用张力针辊高温炉设备及其应用。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0006]专利技术人发现，在现有连续化生产碳纤维织物、碳纤维毡等装置中，一般通过有机纤维入口给料控制、炉内导辊传输、出口牵伸设备等来完成，这样的话，只能在沿着炉内导辊传输的方向，即经向，对纤维施加一定张力，而在垂直于炉内导辊传输方向的两侧，即纬向，是没有张力的。这样获得的碳纤维织物、碳纤维毡存在经向、纬向的收缩率的差异大、经向、纬向的力学性能差异大，也不能获得宽幅面的碳纤维织物、碳纤维毡。
[0007]专利技术人认为，在连续碳纤维长丝或束丝的制备中，在牵伸张力作用下，可以使碳网平面转位重排，取向角缩小，取向度得到提高，从而使弹性模量得到提高，发现拉伸强度随着张力的增加而无明显规律。因此施加张力，可以对碳纤维的结构、力学性能等产生重要影响，提出如下具体方案：
[0008]一种织物加工用张力针辊高温炉设备，该设备包括加热炉以及加热炉内设有的多个可转动的张力针棍，也可以有圆棍，所述的张力针棍和圆棍间隔并排，转动方向与织物传输方向一致，使用时织物放置在张力针棍上。利用张力针棍连续传输织物，利用张力针棍上的张力针对织物均匀施加张力。
[0009]进一步地，所述的张力针棍由圆棍和均匀布设在圆棍表面的张力针组成，圆辊的外直径为40
‑
150mm，内径为30
‑
145mm，圆辊的轴心之间的间隔距离为50
‑
500mm；张力针的针
尖直径为0.05
‑
3mm，优选0.2
‑
1.2mm，张力针的长度为0.1
‑
20mm，优选0.5
‑
3.5mm。总之相邻的张力针棍之间的转动互不冲突。
[0010]进一步地，所述张力针的排布方式有平行、三角、菱形或其他排布，张力针之间的间隔为0.05
‑
50mm，优选0.5
‑
1.0mm。所述的张力针材质可以是金属、可以是陶瓷、氧化物等，根据用途确定材质。
[0011]进一步地，所述的张力针棍为一体成形结构。可以由车床加工直接形成，不是将针焊接在圆棍上，这样可以保证在加热过程中张力针棍的强度。张力针棍一定是耐高温材料，如图3。
[0012]进一步地，所述的加热炉按照织物传输方向依次设有升温段、恒温段和降温段；所述的升温段和恒温段内设有张力针棍，降温段内设有张力针棍和/或圆棍。
[0013]进一步地，所述的升温段、恒温段和降温段的长度之比为(3
‑
10):(2
‑
20):(5
‑
20)。
[0014]进一步地，该设备还包括用于牵引织物的收料机构，该收料机构位于加热炉外；该设备还包括用于向张力针棍提供补偿动力的动力机构；所述的加热炉的入口和出口采用迷宫密封。防止空气、氧气等进入炉内。牵引速度与张力针棍的线速度一致或者稍微小于张力针棍的线速度。
[0015]一种如上所述织物加工用张力针辊高温炉设备的应用，该设备用于织物加工，具体操作为：将织物铺设在张力针棍上，然后启动收料机构、动力机构和加热炉，不断从加热炉的入口补入织物，完成织物连续加工。
[0016]进一步地，所述的牵引速度与张力针棍的线速度为1
‑
300m/h，优选15
‑
25m/h，牵引速度不大于张力针棍的线速度；升温段的温度分布为：每1m距离递增升温50
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300℃，优选为：每1m距离递增升温70
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150℃，直至与恒温段温度一致，恒温段的温度设定为750
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1200℃；加热炉内的气氛为氮气、水蒸气或氮气/水蒸气的混合气。
[0017]进一步地，所述的织物包括碳纤维织物、碳纤维毡、活性碳纤维织物、活性碳纤维毡、石墨化碳纤维织物或石墨化碳纤维毡。
[0018]制备的碳纤维织物、碳纤维毡、活性碳纤维织物、活性碳纤维毡、石墨化碳纤维织物、石墨化碳纤维毡等产品具有高的力学性能、高的面积得率、物性均匀等特点。也可用用来生产其他纤维织物。
[0019]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0020](1)本专利技术中，采用连续传输内构件装置，可以获经纬向均匀收缩、面密度均匀、宽幅面、经纬向的断裂强力高的碳纤维织物；
[0021](2)本专利技术中，使用连续传输内构件对碳纤维织物、碳纤维毡的多种物性具有显著的提升；
[0022](3)本专利技术中，张力辊上具有张力针，在纤维面料或纤维毡传输过程中，张力针随便扎入纤维面料或纤维毡，起到限定纤维自由活动空间，施加张力的作用，可以使在经纬向所施加的张力达到相同，收缩比相同，纤维面料或纤维毡的经纬向收缩均匀。
附图说明
[0023]图1为本专利技术高温炉设备示意图；
[0024]图2为本专利技术张力针与织物结合状态示意图；
[0025]图3为本专利技术张力针辊示意图(a)和实物图(b)。
具体实施方式
[0026]下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。
[0027]一种内置传输张力针辊内构件的高温炉设备，利用圆辊连续传输织物，利用圆辊上的张力针对织物均匀施加张力。张力针垂直均匀密布排列在圆辊表面，排布方式有平行、三角、菱形等多种方式，张力针之间的间隔为0.05
‑
50mm，优选0.1
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1.2mm。圆辊的外直径为40
‑
150mm，内径为30
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种织物加工用张力针辊高温炉设备，其特征在于，该设备包括加热炉以及加热炉内设有的多个可转动的张力针棍，所述的张力针棍间隔并排，转动方向与织物传输方向一致，使用时织物放置在张力针棍上。2.根据权利要求1所述的一种织物加工用张力针辊高温炉设备，其特征在于，所述的张力针棍由圆棍和均匀布设在圆棍表面的张力针组成，圆辊的外径为40
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150mm，内径为30
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145mm，圆辊的轴心之间的间隔距离为50
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500mm；张力针的针尖直径为0.05
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3mm，优选0.2
‑
1.2mm，张力针的长度为0.1
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20mm，优选0.5
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3.5mm。3.根据权利要求2所述的一种织物加工用张力针辊高温炉设备，其特征在于，所述张力针的排布方式有平行、三角或菱形排布，张力针之间的间隔为0.05
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50mm，优选0.5
‑
1.0mm。4.根据权利要求1所述的一种织物加工用张力针辊高温炉设备，其特征在于，所述的张力针棍为一体成形结构。5.根据权利要求1所述的一种织物加工用张力针辊高温炉设备，其特征在于，所述的加热炉按照织物传输方向依次设有升温段、恒温段和降温段；所述的升温段和恒温段内设有张力针棍，降温段内设有张力针棍和/或圆棍。6.根据权利要求5所述的一种织物加工用张力针辊高温炉设备，其特征在于，所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：乔文明，霍雨，李爱多，郭日凯，王际童，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：
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