一种适用于碳纤维丝束集束的导辊组合制造技术

一种适用于碳纤维丝束集束的导辊组合，在碳纤维丝束预氧化阶段，丝束在预氧炉内走“S”形，需要通过导辊多次进行反转导向，采用峰部与谷部圆滑连接的预氧化集束辊；在石墨纤维丝束石墨碳化阶段，采用谷部具有一定宽度的光轴段的石墨碳化集束辊，将丝束在各自的沟槽内展平，便于丝束在高温环境下快速炭化及在后序的工序中与各种液体充分浸润；本导辊组合通过纤维材料丝束在炭化过程的不同阶段，选用沟槽形状不同的导辊对丝束进行“强制隔离”，降低了丝束与辊面的摩擦，减少了丝束表面的磨损，避免了丝束并丝现象，为生产符合要求的高性能碳纤维产品提供保障

【技术实现步骤摘要】
一种适用于碳纤维丝束集束的导辊组合


[0001]本技术涉及碳纤维制备领域，特别是一种适用于碳纤维丝束集束的导辊组合
。

技术介绍

[0002]现有技术在碳纤维原丝进行碳化过程时，先用不含金属离子的纯净水将碳纤维集束，然后在
180
～
280℃
空气中进行预氧化，这一过程主要是使聚丙烯腈在热和氧的作用下，发生脱氢
、
环化，制得预氧丝
。
再在
300
～
1000℃
及
1100
～
1600℃
惰性气氛中进行高
、
低温炭化，在此过程中，预氧丝在高温下进一步发生分解，主链和侧链进一步断裂，最后构成含碳量为
95%
以上具有乱层石墨结构的高性能碳纤维
。
如果再在
2000
～
3000℃
惰性气氛中以
1.01
～
1.06
的牵伸比进行拉伸，就可制得具有三维有序的石墨结构的石墨纤维
。
制得的碳纤维和石墨纤维丝束要经过许多牵伸辊和导丝辊来输送
。
[0003]在输送过程中，由于碳纤维丝束是细长的，丝束与辊面会产生摩擦，造成丝束表面受到损伤，同时丝束两侧会出现离散并交叉产生并丝现象，导致纤维材料的强度和刚度的降低，因此必须设计新结构的导辊，保证纤维材料的强度和刚度
。

技术实现思路

[0004]本技术所要解决的是针对现有技术的不足，提供一种结构设计简单
、
加工时丝束与辊面摩擦少且不会产生并丝现象的用于碳纤维丝束集束的导辊组合
。
[0005]本技术要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，一种适用于碳纤维丝束集束的导辊组合，包括预氧化集束辊和石墨碳化集束辊；预氧化集束辊包括导辊本体Ⅰ，导辊本体Ⅰ外圆周面设有多个等间距排布的圆弧形沟槽，圆弧形沟槽设有圆弧形凹陷的谷部Ⅰ，与谷部Ⅰ相邻的对应导辊本体Ⅰ则设置为圆弧形凸起的峰部Ⅰ；峰部Ⅰ设有往相邻谷部Ⅰ延伸的延伸端，谷部Ⅰ设有往相邻峰部Ⅰ延伸的延伸端，峰部Ⅰ延伸端与谷部Ⅰ延伸端圆滑连接；石墨碳化集束辊包括导辊本体Ⅱ，导辊本体Ⅱ外圆周面设有多个等间距排布的梯形沟槽，梯形沟槽设有凹陷的谷部Ⅱ，与谷部Ⅱ相邻的对应导辊本体Ⅱ则设置为凸起的峰部Ⅱ；峰部Ⅱ中段设置为光轴段Ⅰ，光轴段Ⅰ两端设有往相邻谷部Ⅱ延伸的弧形连接面Ⅰ，弧形连接面Ⅰ圆滑连接有往谷部Ⅱ延伸的连接坡面；谷部Ⅱ中段设置为光轴段Ⅱ，光轴段Ⅱ两端设有往相邻峰部Ⅱ延伸的弧形连接面Ⅱ，弧形连接面Ⅱ与连接坡面另一端圆滑连接
。
[0006]上述用于碳纤维丝束集束的导辊组合，预氧化集束辊峰部Ⅰ顶点至谷部Ⅰ底点距离为丝束直径2‑4倍
。
[0007]上述用于碳纤维丝束集束的导辊组合，预氧化集束辊峰部Ⅰ和谷部Ⅰ的圆弧半径为丝束直径的1‑2倍
。
[0008]上述用于碳纤维丝束集束的导辊组合，石墨碳化集束辊峰部Ⅱ光轴段Ⅰ表面至谷部Ⅱ光轴段Ⅱ表面的距离为丝束直径2‑4倍
。
[0009]上述用于碳纤维丝束集束的导辊组合，石墨碳化集束辊谷部Ⅱ光轴段Ⅱ宽度为丝
束直径的1‑3倍
。
[0010]上述用于碳纤维丝束集束的导辊组合，石墨碳化集束辊峰部Ⅱ与谷部Ⅱ的弧形连接面Ⅰ和弧形连接面Ⅱ曲率为
0.5
‑
1。
[0011]上述用于碳纤维丝束集束的导辊组合，石墨碳化集束辊的一个梯形沟槽内两个连接坡面形成的倾斜夹角为
20
‑
24
°
。
[0012]本技术与现有技术相比，本导辊组合通过纤维材料丝束在炭化过程的不同阶段，选用沟槽形状不同的导辊对丝束进行“强制隔离”，降低了丝束与辊面的摩擦，减少了丝束表面的磨损，避免了丝束并丝现象，为生产符合要求的高性能碳纤维产品提供保障
。
附图说明
[0013]图1为预氧化集束辊结构示意图；
[0014]图2为石墨碳化集束辊结构示意图；
[0015]图3为图1中
A
的局部放大图；
[0016]图4为图2中
I
的局部放大图；
[0017]图中
1.
导辊本体Ⅰ，
2.
圆弧形沟槽，
3.
谷部Ⅰ，
4.
峰部Ⅰ，
5.
导辊本体Ⅱ，
6.
梯形沟槽，
7.
峰部Ⅱ，
8.
谷部Ⅱ，
9.
连接坡面，
71.
光轴段Ⅰ，
72.
弧形连接面Ⅰ，
81.
光轴段Ⅱ，
82.
弧形连接面Ⅱ。
具体实施方式
[0018]以下进一步描述本技术的具体技术方案，为使本技术实施例的目的
、
技术方案和优点更加清楚，以便于本领域的技术人员进一步地理解本技术，下面将结合本技术实施例，对本技术实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例，而不构成对其权利的限制
。
基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围
。
[0019]实施例1，参考图1和图2，一种适用于碳纤维丝束集束的导辊组合，包括预氧化集束辊和石墨碳化集束辊
。
[0020]预氧化集束辊包括导辊本体Ⅰ1
，导辊本体Ⅰ1
外圆周面设有多个等间距排布的圆弧形沟槽2，圆弧形沟槽2设有圆弧形凹陷的谷部Ⅰ3
，与谷部Ⅰ3
相邻的对应导辊本体Ⅰ1
则设置为圆弧形凸起的峰部Ⅰ4。
[0021]峰部Ⅰ4
设有往相邻谷部Ⅰ3
延伸的延伸端，谷部Ⅰ3
设有往相邻峰部Ⅰ4
延伸的延伸端，峰部Ⅰ4
延伸端与谷部Ⅰ3
延伸端圆滑连接
。
[0022]实施例2，实施例1所述的用于碳纤维丝束集束的导辊组合中，参考图3和图4，石墨碳化集束辊包括导辊本体Ⅱ5
，导辊本体Ⅱ5
外圆周面设有多个等间距排布的梯形沟槽6，梯形沟槽6设有凹陷的谷部Ⅱ8
，与谷部Ⅱ8
相邻的对应导辊本体Ⅱ5
则设置为凸起的峰部Ⅱ7。
[0023]峰部Ⅱ7
中段设置为光轴段Ⅰ71
，光轴段Ⅰ71
两端设有往相邻谷部Ⅱ8
延伸的弧形连接面Ⅰ72
，弧形连接面Ⅰ72
圆滑连接有往谷部Ⅱ8
延伸的连接坡面
9。
[0024]谷部Ⅱ8
中段设置为光轴段Ⅱ81
，光轴段Ⅱ8本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种适用于碳纤维丝束集束的导辊组合，其特征在于：包括预氧化集束辊和石墨碳化集束辊；预氧化集束辊包括导辊本体Ⅰ，导辊本体Ⅰ外圆周面设有多个等间距排布的圆弧形沟槽，圆弧形沟槽设有圆弧形凹陷的谷部Ⅰ，与谷部Ⅰ相邻的对应导辊本体Ⅰ则设置为圆弧形凸起的峰部Ⅰ；峰部Ⅰ设有往相邻谷部Ⅰ延伸的延伸端，谷部Ⅰ设有往相邻峰部Ⅰ延伸的延伸端，峰部Ⅰ延伸端与谷部Ⅰ延伸端圆滑连接；石墨碳化集束辊包括导辊本体Ⅱ，导辊本体Ⅱ外圆周面设有多个等间距排布的梯形沟槽，梯形沟槽设有凹陷的谷部Ⅱ，与谷部Ⅱ相邻的对应Ⅱ则设置为凸起的峰部Ⅱ；峰部Ⅱ中段设置为光轴段Ⅰ，光轴段Ⅰ两端设有往相邻谷部Ⅱ延伸的弧形连接面Ⅰ，弧形连接面Ⅰ圆滑连接有往谷部Ⅱ延伸的连接坡面；谷部Ⅱ中段设置为光轴段Ⅱ，光轴段Ⅱ两端设有往相邻峰部Ⅱ延伸的弧形连接面Ⅱ，弧形连接面Ⅱ与连接坡面另一端圆滑连接
。2.
根据权利要求1所述的适用于碳纤维丝束集束的导辊组合，其特征在于：所述预氧化集束辊峰部Ⅰ顶点至谷部Ⅰ底点距离为丝束直径2‑4倍
。3.

【专利技术属性】
技术研发人员：刘兴苗，张斯纬，于素梅，朱延松，郑江文，
申请(专利权)人：江苏鹰游纺机有限公司，
类型：新型
国别省市：