專利名稱：一種預氧纖維織物碳化生產設備系統的制作方法
技術領域：
一種預氧纖維織物碳化生產設備系統技術領域[0001]本實用新型涉及一種織物碳化的生產設備系統。
背景技術：
[0002]預氧絲是將高性能的聚丙烯腈纖維的熱縮性線形大分子鏈轉化為非塑性耐熱梯形結構，使其在碳化溫度下不溶不燃、保持纖維形態，熱力學處于穩定形態的纖維，最后經碳化轉化為具有亂層石墨結構的碳纖維。目前較多使用的是碳纖維或石墨纖維的小絲束或大絲束經過織造和整理制得碳纖維產品，用于航天、航空、電子、機械、化工、防火、體育器材等諸多領域。以具有可紡性的預氧絲(單纖維)為原料進行紡紗、織造、染整，然后再進行碳化處理得到碳纖維紡織面料，可用于防火服飾、防火內飾(汽車內飾、船舶內飾)、醫藥衛生等，進一步擴大碳纖維的應用范圍和領域。然而目前國內外預氧纖維織物的碳化工藝設備發展不成熟，只能用于低等級用途。發明內容為了克服現有技術工藝的不足，本實用新型提供了一種預氧纖維織物碳化生產設備系統，該設備系統能夠制造出含碳量高的碳纖維織物面料。[0004]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是將可紡性預氧纖維進行紡紗織造形成預氧纖維織物后，再對織物進行碳化處理使纖維轉化為具有亂層石墨結構的碳纖維織物。[0005]整個系統按照預氧纖維織物碳化過程的溫度控制分為三段，每段設置一個碳化爐，每段四個區，共12個區；碳化爐內的預氧纖維織物沿碳化爐內導布及張力單元形成的路線運行；碳化爐內依據預氧纖維織物運行線路分為第一區、第二區、第三區、第四區這四個區，每個區內設置充排氮單元、加熱單元、溫控單元；所述的溫控單元控制每個區內溫度均勻；所述的加熱單元控制預氧纖維織物的含濕量；所述的充排氮單元控制氮氣的流向、 流速、流量；導布及張力單元控制織物的張力、速度。[0006]工藝步驟為將預氧纖維織物送入耐高溫的碳化爐內，沿爐內導布及張力單元形成的路線運行；預氧纖維織物在每個段區的具體工藝參數控制如下[0007]第一段溫度范圍為300-450°C[0008]第一區330-35(TC[0009]第二區360-380°C[0010]第三區400-42(TC[0011]第四區430-450°C[0012]織物張力[0013]經向張力HO-I6OKG[0014]緯向張力40-60KG[0015]充氮量換氣次數180-220次/小時[0016]織物運行速度0. 8-1. 2米/分[0017]第二段溫度范圍為450-600°C[0018]第一區480-50(TC[0019]第二區515-530O[0020]第三區560-580O[0021]第四區580-600°C[0022]織物張力[0023]經向張力140-160KG[0024]緯向張力40-60KG[0025]充氮量換氣次數180-22 0次/小時[0026]織物運行速度0· 8-1. 2米/分[0027]第三段溫度范圍為600-750°C[0028]第一區630-65(TC[0029]第二區660-680O[0030]第三區710-720O[0031]第四區730-750°C[0032]織物張力[0033]經向張力HO-I6OKG[0034]緯向張力40-60KG[0035]充氣量換氣次數280-320次/小時[0036]織物運行速度0· 8-1. 2米/分[0037]利用本工藝設備系統碳化后的氧纖維織物含碳量可達80-90 %。而目前普通工藝碳化后的氧纖維織物含碳量為40-50%。[0038]本實用新型的有益效果是本實用新型預氧纖維織物的碳化工藝設備系統，制造出含碳量高的碳纖維織物面料。可用于體育用品、耐火材料甚至是航空航天民用等低質高強材料。
[0039]圖I為本實用新型工藝設備系統原理圖。[0040]圖中1.第一段，2.第二段，3.第三段，4.碳化爐，5.第一區，6.第二區，7.第三區，8.第四區，9.充排氮單元，10.加熱單元，11.溫控單元，12.導布及張力單元，13.織物運行線路。
具體實施方式
[0041]本實用新型工藝設備的具體實施例如附圖所示，具體工藝步驟為[0042]整個預氧纖維織物碳化過程按溫度分為三段，每段設置一個碳化爐，每段四個區， 共12個區。[0043]將預氧纖維織物送入耐高溫的碳化爐內，沿爐內導布及張力單元形成的路線運行；爐內依據織物運行線路分為第一區、第二區、第三區、第四區這四個區，每個區內設置充排氮單元、加熱單元、溫控單元；溫控單元控制每個區內溫度均勻；加熱單元控制預氧絲織物的含濕量；充排氮單元控制氮氣的流向、流速、流量；導布及張力單元控制織物的張力、 速度。[0044]預氧纖 維織物在每個段區的具體工藝參數控制如下[0045]第一段溫度范圍為300-450°C[0046]第一區338°C[0047]第二區376°C[0048]第三區414°C[0049]第四區450O[0050]織物張力[0051]經向張力I5OKG[0052]緯向張力50KG[0053]充氮量換氣次數200次/小時[0054]織物運行速度I米/分[0055]第二段溫度范圍為450-600°C[0056]第一區488O[0057]第二區526°C[0058]第三區564°C[0059]第四區600°C[0060]織物張力[0061]經向張力150KG[0062]緯向張力50KG[0063]充氮量換氣次數200次/小時[0064]織物運行速度I米/分[0065]第三段溫度范圍為600-750°C[0066]第一區638°C[0067]第二區676°C[0068]第三區714°C[0069]第四區75(TC[0070]織物張力[0071]經向張力150KG[0072]緯向張力50KG[0073]充氮量換氣次數300次/小時[0074]織物運行速度I米/分[0075]利用本工藝碳化后的氧纖維織物含碳量可達80-90%。[0076]本實用新型不局限于上述實施例，任何在本實用新型披露的技術范圍內的等同構思或者改變，均列為本實用新型的保護范圍。
權利要求1. 一種預氧纖維織物碳化生產設備系統，其特征在于整個系統按照預氧纖維織物碳化過程的溫度控制分為三段，每段設置一個碳化爐(4)，每段四個區，共12個區；碳化爐(4) 內的預氧纖維織物沿碳化爐內導布及張力單元(12)形成的路線運行；碳化爐內依據預氧纖維織物運行線路分為第一區(5)、第二區(6)、第三區(7)、第四區(8)這四個區，每個區內設置充排氮單元(9)、加熱單元(10)、溫控單元(11);所述的溫控單元(11)控制每個區內溫度均勻；所述的加熱單元(10)控制預氧纖維織物的含濕量；所述的充排氮單元(9)控制氮氣的流向、流速、流量；導布及張力·單元(12)控制織物的張力、速度。
專利摘要一種預氧纖維織物碳化生產設備系統，將可紡性預氧纖維進行紡紗織造形成預氧纖維織物后，再對織物進行碳化處理使纖維轉化為具有亂層石墨結構的碳纖維織物。整個系統按照預氧纖維織物碳化過程的溫度控制分為三段，每段設置一個碳化爐(4)，每段四個區，共12個區；碳化爐(4)內的預氧纖維織物沿碳化爐內導布及張力單元(12)形成的路線運行；碳化爐內依據預氧纖維織物運行線路分為第一區(5)、第二區(6)、第三區(7)、第四區(8)這四個區，每個區內設置充排氮單元(9)、加熱單元(10)、溫控單元(11)；利用本工藝設備系統碳化后的氧纖維織物含碳量可達80-90％。
文檔編號D06C7/04GK202786776SQ20122038510
公開日2013年3月13日 申請日期2012年7月26日 優先權日2012年7月26日
發明者劉洪斌 申請人:大連圣海紡織有限公司