连续纤维的除胶装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种除胶装置，特别涉及一种连续纤维的除胶装置，属于碳纤维表面处理技术领域。


背景技术：

2.碳纤维原丝在出厂前会在表面涂覆有机胶，使得碳纤维表面光滑，容易缠绕。但是胶质层的存在不利于在碳纤维表面进行金属涂覆或树脂复合，纤维的涂层表面呈惰性，如果不对其进行表面处理而直接使用，无法获得高性能的复合材料。因此，在连续碳纤维复合前，必须对碳纤维表面进行除胶处理，常用的除胶方法有两种，分别是液相氧化法和气相氧化法。
3.液相氧化法是将碳纤维浸泡在强氧化剂溶液中，该方法处理后碳纤维上残留的药液或电解质物质等而品质下降，气相氧化法是将碳纤维置于马弗炉或其他加热容器内，在氧化或空气气氛下加热到一定温度，保温一定时间后去除碳纤维表面胶质的方法。改方法除胶效率特别低，除胶不均匀，不利于连续化生产，对碳纤维表面不可避免地造成一定的损伤，降低纤维力学性能，从而影响后续金属基或树脂基与碳纤维复合。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的在于提供一种连续纤维的除胶装置，以克服现有技术中的不足。
5.为实现前述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案包括：
6.本实用新型实施例提供了一种连续纤维的除胶装置，包括：
7.展丝高压腔室，其具有可供纤维连续通过的纤维入口和纤维出口；
8.加热单元，其至少用于对通过展丝高压腔室内部的纤维进行加热处理；
9.气流吹扫单元，其与所述展丝高压腔室连接，并至少用于向所述展丝高压腔室内提供吹扫气流；
10.展丝气孔板，其设置在所述气流吹扫单元的气流出口与纤维在展丝高压腔室内的运动轨迹之间，所述气流吹扫单元提供的吹扫气流能够穿过所述展丝气孔板上的多个气孔对位于所述展丝气孔板下方的纤维进行吹扫，所述吹扫气流足以使所述纤维在径向上展开。
11.与现有技术相比，本实用新型的优点包括：
12.1)本实用新型实施例提供的一种连续纤维的除胶装置，结构简单，使用和操作简便，连续碳纤维在气流展丝的同时进行高温除胶，纤维丝束展开呈扁平状，可实现大丝束的均匀除胶；
13.2)本实用新型实施例提供的一种连续纤维的除胶装置，在除胶过程中，碳纤维只有径向方向上的运动，且采用无摩擦的气流展丝，可以避免在除胶过程中不会损伤碳纤维。
附图说明
14.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1是本实用新型一典型实施案例中提供的一种连续纤维的除胶装置的结构示意图。
具体实施方式
16.鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本实用新型的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
17.本实用新型实施例提供的一种连续纤维的除胶装置，使得碳纤维在高温除胶时呈展平状，调控合适的展丝气流与除胶温度，可以在较低的断丝率下，提高除胶效率，解决后续连续碳纤维与金属基或树脂基界面粘结性差的问题。
18.本实用新型实施例提供了一种连续纤维的除胶装置，包括：
19.展丝高压腔室，其具有可供纤维连续通过的纤维入口和纤维出口；
20.加热单元，其至少用于对通过展丝高压腔室内部的纤维进行加热处理；
21.气流吹扫单元，其与所述展丝高压腔室连接，并至少用于向所述展丝高压腔室内提供吹扫气流；
22.展丝气孔板，其设置在所述气流吹扫单元的气流出口与纤维在展丝高压腔室内的运动轨迹之间，所述气流吹扫单元提供的吹扫气流能够穿过所述展丝气孔板上的多个气孔对位于所述展丝气孔板下方的纤维进行吹扫，所述吹扫气流足以使所述纤维在径向上展开。
23.在一具体实施方式中，所述加热单元包括设置在所述展丝高压腔室内部的多个发热源。
24.在一具体实施方式中，该多个发热源组合形成多个发热源组，所述展丝气孔板设置在其中两个发热源组之间，其中，每一发热源组包括沿纤维的输送方向依次间隔设置的多个发热源。
25.在一具体实施方式中，所述纤维在展丝高压腔室内的运动轨迹位于所述展丝气孔板和一组发热源组之间。
26.在一具体实施方式中，所述展丝高压腔室形成在一箱体内部，所述箱体包括相对设置的底板和盖板，所述底板和盖板之间具有相对设置的第一端板和第二端板，其中，所述第一端板、第二端板上分别对应设置有所述的纤维入口、纤维出口，所述发热源设置在所述底板和盖板上。
27.在一具体实施方式中，所述发热源包括加热灯管。
28.在一具体实施方式中，所述气流吹扫单元包括空气压缩机，所述空气压缩机经一导气管与所述展丝高压腔室相连接，所述导气管的一端伸入所述展丝高压腔室内部并形成有所述的气流出口。
29.在一具体实施方式中，所述展丝气孔板与所述展丝高压腔室的内壁固定连接，其
中，所述纤维入口、纤维出口对应设置在所述展丝气孔板与位于底板上的发热源之间的区域。
30.在一具体实施方式中，所述展丝气孔板具有多个沿厚度方向贯穿所述展丝气孔板的气孔，所述气孔的孔径为0.5-3mm，相邻两个气孔之间的间隙为2-5mm。
31.在一具体实施方式中，所述气孔包括圆形气孔。
32.在一具体实施方式中，所述的除胶装置还包括：放卷辊和牵引辊，所述放卷辊和牵引辊分别对应设置在所述箱体的两端，所述牵引辊至少用于使所述放卷辊上的纤维连续通过所述展丝高压腔室。
33.在一具体实施方式中，所述的除胶装置还包括收卷辊，所述收卷辊至少用于收集自展丝高压腔室内输出的脱胶后的纤维，其中，所述牵引辊设置在所述收卷辊和纤维出口之间。
34.如下将结合附图以及具体实施案例对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明，除非特别说明的之外，本实用新型实施例中的加热灯管、空气压缩机等均可以采用本领域技术人员已知的。
35.请参阅图1，一种连续纤维的除胶装置，包括沿纤维的输送方向依次设置的放卷辊10、具有展丝高压腔室6的箱体和牵引辊11，所述具有展丝高压腔室6的箱体包括相对设置的底板4、盖板2以及相对设置的第一端板和第二端板，第一端板和第二端板设置在所述底板和盖板之间且与所述底板和盖板固定连接，所述第一端板、第二端板上分别对应设置有所述的纤维入口8、纤维出口9，
36.所述底板4和盖板2的内侧上均固定设置有多个加热灯管3，该多个加热灯管沿纤维12的输送方向依次间隔设置，以及，所述展丝高压腔室6的外部还设置有空气压缩机1，所述空气压缩机1经一导气管5与所述展丝高压腔室6相连接，所述导气管5的一端伸入所述展丝高压腔室6内部并形成有所述的气流出口，所述展丝高压腔室6的内部还设置有展丝气孔板7，所述展丝气孔板7设置在所述气流出口与位于底板4上的多个加热灯管3之间，所述纤维12能够自所述展丝气孔板7与位于底板4上的多个加热灯管3之间连续通过，所述气体压缩机1提供的吹扫气流能够穿过所述展丝气孔板7上的多个气孔对位于所述展丝气孔板7下方的纤维12进行吹扫，所述吹扫气流足以使所述纤维在径向上展开。
37.在本实施例中，所述箱体为规则的方形箱体，所述箱体和导气管5均为耐高温的材质，例如不锈钢等。
38.在本实施例中，多个加热灯管3组合形成了两组，该两组加热灯管3分别固定设置在底板4和盖板2上，每一组加热灯管都包含多个加热灯管；需要说明的是，该加热灯管当然也可以设置在诸如第一端板、第二端板的其他箱体结构的内壁上，并且，所述加热灯管也可以不设置在箱体的内壁上而悬空或经支撑架设置在箱体内部的展丝高压腔室6内。
39.在本实施例中，所述展丝高压腔室6内部具有高压环境，且所述展丝高压腔室6具有良好的保温效果，其中的底板4和盖板2均为保温的材质或者具有保温结构等。
40.可以理解的，本实施例中以加热灯管3作为热源对经过展丝高压腔室6内部的纤维进行加热处理，本领域技术人员当然还可以采用其他的加热机构作为热源，在此不再详述；当然，也可以采用鼓风机等能够提供高压吹扫气流的其他装置代替气体压缩机。
41.在本实施例中，所述展丝气孔板7与所述展丝高压腔室6的内壁固定连接，其中，所
述纤维入口8、纤维出口9对应设置在所述展丝气孔板7与位于底板4上的加热灯管3之间的区域。
42.在本实施例中，所述展丝气孔板7位沿展丝高压腔室6内部的一平面方向延伸设置，所述展丝气孔板7具有多个沿厚度方向贯穿所述展丝气孔板的气孔，可以理解为，所述展丝气孔板7为一多孔板，所述展丝气孔板7上的气孔的形状可以有多种选择，作为优选方案之一，所述气孔的形状可以是圆形，所述气孔的孔径为0.5-3mm，相邻两个气孔之间的间隙为2-5mm。
43.在本实施例中，所述的除胶装置还包括收卷辊，所述收卷辊至少用于收集自展丝高压腔室6内输出的脱胶后的纤维12，其中，所述牵引辊11设置在所述收卷辊和纤维出口9之间。
44.在本实施例中，本实用新型实施例提供的一种连续纤维的除胶装置的工作原理和过程至少包括：以多个加热灯管3将展丝高压腔室6的内部温度加热至400-600℃，使放卷辊10上的连续纤维12自纤维入口8进入并连续通过展丝高压腔室6，连续纤维12经牵引辊11的牵拉下自纤维出口9输出；
45.在展丝高压腔室6内部，气体压缩机1经导气管5自靠近盖板2的上部区域向展丝高压腔室6内部输入吹扫气流，所述吹扫气流经展丝气孔板7分割后对位于其下方的连续纤维进行吹扫，以使连续纤维沿径向或宽度方向展开，同时，展丝高压腔室6内的多个加热灯管3对展开后的纤维表面进行氧化除胶，除胶后的纤维由牵引辊11将其从箱体的纤维出口9牵引出去，最后可收卷备用，也可搭配电镀或结合树脂制备连续碳纤维复合材料的生产线；其中，所述纤维包括单丝数量为1k-48k的碳纤维丝束，碳纤维中单丝的直径6-8μm。
46.在本实施例中，所述箱体的长度为2-5m，牵引速度为0.5-2m/min，除胶时间为1-10min。
47.本实用新型实施例提供的一种连续纤维的除胶装置，主要用于除去碳纤维表面的环氧树脂层，在使用过程中，其工作温度需达到400℃以上的高温，只有纤维出、入口与外界相通，其余部分均是相对密闭的独立空间，展丝气孔板上的孔小且多，展丝高压腔室能够提供一个比较大的正压，使得吹出的气流范围小但力度大，从而可以针对性地将纤维吹开。
48.本实用新型实施例提供的一种连续纤维的除胶装置，结构简单，使用和操作简便，连续碳纤维在气流展丝的同时进行高温除胶，纤维丝束展开呈扁平状，可实现大丝束的均匀除胶。
49.本实用新型实施例提供的一种连续纤维的除胶装置，在除胶过程中，碳纤维只有径向方向上的运动，且采用无摩擦的气流展丝，可以避免在除胶过程中不会损伤碳纤维。
50.应当理解，上述实施例仅为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。