申请/专利权人：湖南东映碳材料科技有限公司

申请日：2019-04-29

公开（公告）日：2021-05-07

公开（公告）号：CN110093670B

主分类号：D01D5/096(20060101)

分类号：D01D5/096(20060101);D01D7/00(20060101);D01F9/00(20060101);D01F9/145(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.05.07#授权;2019.08.30#实质审查的生效;2019.08.06#公开

摘要：本发明公开了一种中间相沥青连续纺丝过程中断头的复原方法，该复原方法的实现主要集中在上油集束工序。该工序用到的装置包括上油辊、油槽和集束轮，断头复原用到的装置主要为带变频电机的驱动辊。经喷丝板连续挤出的初纺沥青纤维先经转动的上油辊连续均匀上油，再经集束轮进行集束，集束后再经卷绕机进行卷绕，熔融纺丝过程中产生的断头被连续卷绕到带变频电机的驱动辊上，通过调节变频电机的转速进行断头丝径的细化控制，确保断头丝径与主流纤维丝径保持一致，再通过滑轨平移驱动辊使其靠近主流丝束，再用手将断丝拨移到主流丝束中，也即完成了纺丝过程中断头的复原。本发明采用的断头复原方法操作简单，极易在工业化生产中推广使用。

主权项：1.一种中间相沥青连续纺丝过程中断头的复原方法，该复原方法的实现主要集中在上油集束工序，该工序用到的装置包括上油辊（2）、油槽（3）和集束轮（7），断头复原用到的装置主要为带变频电机（4）的驱动辊（6）及与其相连的滑轨（5），其特征在于包括以下几个步骤：步骤（1）：将充分熔融的中间相沥青通过多孔喷丝板（1）连续挤出成纤；步骤（2）：将初纺沥青纤维经转动的上油辊（2）连续均匀上油，再经集束轮（7）进行集束，集束后再经卷绕机（8）进行卷绕；步骤（3）：把熔融纺丝过程中产生的断头连续卷绕到驱动辊（6）上，通过调节变频电机（4）的转速进行断头丝径的细化控制；步骤（4）：通过调节变频电机（4）的转速获得一系列不同直径的断头沥青纤维；步骤（5）：采用扫描电子显微镜检测上述断头沥青纤维丝径的大小，建立断头纤维丝径与电机转速之间的函数关系，也即D=kv+y，其中常数k的值为1000μm·rpm，常数y的值为5μm，电机转速v的取值范围为50~500rpm，纤维丝径D的取值范围为7~25μm；依据该函数关系便快速实现断头纤维丝径与主流纤维束丝径保持一致；步骤（6）：确保断头丝径与主流纤维丝径保持一致后，通过滑轨（5）平移驱动辊（6）使其靠近主流丝束，再用手将断丝拨移到主流丝束中，也即完成了纺丝过程中断头的复原。

全文数据：一种中间相沥青连续纺丝过程中断头的复原方法技术领域本发明属于高性能中间相沥青基炭纤维连续长丝制备技术领域，具体涉及一种中间相沥青连续纺丝过程中断头的复原方法，用于减少离散进一步提升沥青纤维的品质。背景技术高性能中间相沥青基炭纤维具有高导热、高模量特性，特别适用于昼夜温差大的太空环境，用它作为增强体可以制备出热膨胀系数为零的各种结构型和功能型复合材料，已成为解决外层空间结构及功能复合材料不可或缺的关键增强体。在高性能中间相沥青基炭纤维连续长丝的制备过程中，熔融纺丝过程是非常重要的一环，尤其是对中间相沥青炭石墨纤维的微观结构起到了决定性的作用，而后续的预氧化、碳化及石墨化过程仅是对其的进一步修饰与完善。除此之外，沥青纤维的丝径、连续长度、缺陷结构、纤维丝径的离散度、断丝率等均由熔融纺丝过程决定。中间相沥青的纺丝相较于其它化学纤维纺丝而言，其纺丝难度更大，主要体现在首先对纺丝沥青原料的综合性能包括中间相含量、软化点、热稳定性、流变性能、灰分含量等要求较高；其次其纺丝温度更高通常要在320℃以上，对热媒的性质要求更为苛刻；再次初纺沥青纤维非常脆弱，手一碰就断经不起过多的牵伸和折腾，众多因素导致目前沥青纺丝很难实现数小时一根不断的连续纺丝。目前对于断丝的处理通常是用手将断丝直接合拢到主流纤维中，而断丝未经牵伸直接合拢到主流纤维中会导致丝径偏粗、离散偏大、一致性和稳定性降低，品质无法保证。基于此，如何开发一种针对沥青纤维连续纺丝过程中断头的复原方法就显得尤为迫切，这对于进一步提升纺丝的表观稳定性，继而提高沥青纤维的品质也具有重要的意义，而目前关于这方面的专利或文献报道却较为少见。发明内容本发明的目的是提供一种中间相沥青连续纺丝过程中断头的复原方法。该方法的技术特点是利用高速卷绕细化的原理，在上油集束的过程中，把纤维断头连续卷绕到带变频电机的驱动辊上，通过调节变频电机的转速进行断头丝径的细化控制，确保断头丝径与主流纤维丝径保持一致，再通过滑轨平移驱动辊使其靠近主流丝束，再用手将断丝拨移到主流丝束中，也即完成了纺丝过程中断头的复原。本发明采用的断头复原方法操作简单，极易在工业化生产中推广使用。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种中间相沥青连续纺丝过程中断头的复原方法，该复原方法的实现主要集中在上油集束工序，该工序用到的装置包括上油辊、油槽和集束轮，断头复原用到的装置主要为带变频电机的驱动辊及与其相连的滑轨，其特征在于包括以下几个步骤：步骤1：将充分熔融的中间相沥青通过多孔喷丝板连续挤出成纤；步骤2：将初纺沥青纤维经转动的上油辊连续均匀上油，再经集束轮进行集束，集束后再经卷绕机进行卷绕；步骤3：把熔融纺丝过程中产生的断头连续卷绕到驱动辊上，通过调节变频电机的转速进行断头丝径的细化控制；步骤4：通过调节变频电机的转速获得一系列不同直径的断头沥青纤维；步骤5：采用扫描电子显微镜检测上述断头沥青纤维丝径的大小，建立断头纤维丝径与电机转速之间的函数关系，也即D＝kv+y，其中常数k的值为1000μm·rpm，常数y的值为5μm，电机转速v的取值范围为50～500rpm，纤维丝径D的取值范围为7～25μm；依据该函数关系便可以快速实现断头纤维丝径与主流纤维束丝径保持一致；步骤6：确保断头丝径与主流纤维丝径保持一致后，通过滑轨平移驱动辊使其靠近主流丝束，再用手将断丝拨移到主流丝束中，也即完成了纺丝过程中断头的复原。所述的喷丝板的孔数通常为500孔、1000孔或2000孔。所述的上油辊的形状为圆柱形，表面采用犁地处理，具体尺寸为：ф70×500mm；转速为50～80rmin。所述的集束轮最小处间距不超过1mm。所述的驱动辊的尺寸为：ф100×100mm；转速为200～500rmin；表面采用犁地处理。所述的滑轨采用的是2根尺寸为ф20×150mm的圆形金属棒。本发明具有以下优点：1、该断头复原方法所用到的装置简单易得，操作方便；2、将熔融纺丝过程中产生的断头通过连续卷绕到带变频电机的驱动辊上，通过调节变频电机的转速进行断头丝径的细化控制，即可实现断头丝径与主流纤维丝径保持一致，大幅度提高纤维丝束的品质。下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为本发明的的结构示意图。附图标记说明:1—喷丝板；2—上油辊；3—油槽；4—变频电机；5—滑轨；6—驱动辊；7—集束轮；8—卷绕机；具体实施方式实施例1本实施例为本发明的一个具体实施方式，具体为以下步骤：步骤1：将充分熔融的中间相沥青通过500孔喷丝板连续挤出成纤；步骤2：将初纺沥青纤维经转动速度为50rmin的上油辊连续均匀上油，再经集束轮进行集束，集束后再经卷绕速度为50rmin的卷绕机进行卷绕；步骤3：把熔融纺丝过程中产生的断头连续卷绕到驱动辊上，通过调节变频电机的转速进行断头丝径的细化控制；步骤4：通过调节变频电机的转速获得一系列不同直径的断头沥青纤维；步骤5：依据函数关系D＝kv+y，断头丝径为15μm时所需的电机转速为100rpm，以此快速实现断头纤维丝径与主流纤维束丝径保持一致；步骤6：确保断头丝径与主流纤维丝径保持一致后，通过滑轨平移驱动辊使其靠近主流丝束，再用手将断丝拨移到主流丝束中，也即完成了纺丝过程中断头的复原。实施例2本实施例为本发明的一个具体实施方式，具体为以下步骤：步骤1：将充分熔融的中间相沥青通过1000孔喷丝板连续挤出成纤；步骤2：将初纺沥青纤维经转动速度为60rmin的上油辊连续均匀上油，再经集束轮进行集束，集束后再经卷绕速度为100rmin的卷绕机进行卷绕；步骤3：把熔融纺丝过程中产生的断头连续卷绕到驱动辊上，通过调节变频电机的转速进行断头丝径的细化控制；步骤4：通过调节变频电机的转速获得一系列不同直径的断头沥青纤维；步骤5：依据函数关系D＝kv+y，断头丝径为10μm时所需的电机转速为200rpm，以此快速实现断头纤维丝径与主流纤维束丝径保持一致；步骤6：确保断头丝径与主流纤维丝径保持一致后，通过滑轨平移驱动辊使其靠近主流丝束，再用手将断丝拨移到主流丝束中，也即完成了纺丝过程中断头的复原。以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

权利要求：1.一种中间相沥青连续纺丝过程中断头的复原方法，该复原方法的实现主要集中在上油集束工序，该工序用到的装置包括上油辊2、油槽3和集束轮7，断头复原用到的装置主要为带变频电机4的驱动辊6及与其相连的滑轨5，其特征在于包括以下几个步骤：步骤1：将充分熔融的中间相沥青通过多孔喷丝板1连续挤出成纤；步骤2：将初纺沥青纤维经转动的上油辊2连续均匀上油，再经集束轮7进行集束，集束后再经卷绕机8进行卷绕；步骤3：把熔融纺丝过程中产生的断头连续卷绕到驱动辊6上，通过调节变频电机4的转速进行断头丝径的细化控制；步骤4：通过调节变频电机4的转速获得一系列不同直径的断头沥青纤维；步骤5：采用扫描电子显微镜检测上述断头沥青纤维丝径的大小，建立断头纤维丝径与电机转速之间的函数关系，也即D＝kv+y，其中常数k的值为1000μm·rpm，常数y的值为5μm，电机转速v的取值范围为50～500rpm，纤维丝径D的取值范围为7～25μm；依据该函数关系便快速实现断头纤维丝径与主流纤维束丝径保持一致；步骤6：确保断头丝径与主流纤维丝径保持一致后，通过滑轨5平移驱动辊6使其靠近主流丝束，再用手将断丝拨移到主流丝束中，也即完成了纺丝过程中断头的复原。2.如权利要求1所述的一种中间相沥青连续纺丝过程中断头的复原方法，其特征在于：步骤1所述的喷丝板1的孔数通常为500孔、1000孔或2000孔。3.如权利要求1所述的一种中间相沥青连续纺丝过程中断头的复原方法，其特征在于：步骤2所述的上油辊2的形状为圆柱形，表面采用犁地处理，具体尺寸为：ф70×500mm；转速为50～80rmin。4.如权利要求1所述的一种中间相沥青连续纺丝过程中断头的复原方法，其特征在于：步骤2所述的集束轮7最小处间距不超过1mm。5.如权利要求1所述的一种中间相沥青连续纺丝过程中断头的复原方法，其特征在于：步骤3所述的驱动辊6的直径为：ф20～60mm；表面采用犁地处理。6.如权利要求1所述的一种中间相沥青连续纺丝过程中断头的复原方法，其特征在于：步骤4所述的滑轨5采用的是2根尺寸为ф20×150mm的圆形金属棒。

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