[发明专利]展宽碳纤维丝束上浆、捻纱工艺、设备及应用

权利要求书

1.一种展宽碳纤维丝束上浆、捻纱工艺，其特征在于：其包括以下步骤，

提供来料规格为1～48K的展宽碳纤维丝束；

上浆，将展宽碳纤维丝束通过表面平滑的罗拉挤压展平，浸入液态上浆剂中，再通过罗拉挤压去除碳纤维丝束内多余的浆液；

捻纱，对上浆后展宽碳纤维丝束绕展宽碳纤维丝束中心轴线方向旋转加捻成螺旋形状或圆柱形状的丝束；

烘干，将上浆且加捻后的碳纤维丝束送入烘箱烘干；

其中所述上浆步骤和捻纱步骤的先后顺序可以相互颠倒；所述展宽碳纤维丝束上浆、捻纱工艺得到的碳纤维加捻丝束应用于3D打印含浆膜碳纤维的异形结构或垫纱机构制备含浆膜碳纤维的预制体；

所述上浆剂组分选自丙烯酸酯类、聚乙烯醇类、不饱和聚酯类、聚醚醚酮和经十二胺改性环氧树脂中的一种或几种的组合；

所述捻纱步骤中，捻度为展宽碳纤维丝束来料规格K数的10～100倍，其中，捻度单位为捻回数/米。

2.如权利要求1所述的展宽碳纤维丝束上浆、捻纱工艺，其特征在于：所述展宽碳纤维丝束来料规格为1～12K，包括以下步骤，

上浆，将展宽碳纤维丝束通过表面平滑的罗拉挤压展平，浸入液态上浆剂中，再通过罗拉挤压去除碳纤维丝束内多余的浆液；

捻纱，对上浆后展宽碳纤维丝束绕展宽碳纤维丝束中心轴线方向旋转加捻成螺旋形状或者圆柱形状的丝束；

烘干，将上浆并加捻后的碳纤维丝束送入烘箱烘干。

3.如权利要求1所述的展宽碳纤维丝束上浆、捻纱工艺，其特征在于：所述展宽碳纤维丝束为24～48K，包括以下步骤，

捻纱，对碳纤维丝束绕展宽碳纤维丝束中心轴线方向旋转加捻成螺旋或圆柱形状的丝束；

上浆，将展宽碳纤维丝束浸入液态上浆剂中，再挤压去除碳纤维丝束内多余的浆液；

烘干，将上浆且加捻后的碳纤维丝束送入烘箱烘干。

4.一种展宽碳纤维丝束上浆、捻纱设备，针对权利要求2所述的展宽碳纤维丝束上浆、捻纱工艺，其特征在于：包括导纱罗拉(1)、上浆槽(2)、浸没辊(3)、压浆罗拉(4)、握持罗拉(5)、第一握持旋转罗拉(6)、第二握持旋转罗拉(7)、烘箱(8)和卷料辊(9)，其中，

导纱罗拉(1)，牵引展宽碳纤维丝束来料；

上浆槽(2)，内部盛放上浆剂；

浸没辊(3)，引导从导纱罗拉(1)过来的展宽碳纤维丝束来料浸没在液态上浆剂中；

压浆罗拉(4)，对从浸没辊(3)过来的展宽碳纤维丝束进行挤压，去除碳纤维丝束内多余的上浆剂；

握持罗拉(5)，牵引从压浆罗拉(4)过来的展宽碳纤维丝束；

第一握持旋转罗拉(6)，对从握持罗拉(5)过来的展宽碳纤维丝束绕展宽碳纤维丝束中心轴线方向旋转加捻成扁平的螺旋状丝束；

第二握持旋转罗拉(7)，对从第一握持旋转罗拉(6)过来的碳纤维丝束绕展宽碳纤维丝束中心轴线方向进一步旋转加捻成圆柱形的螺旋状丝束，第二握持罗拉(7)与第一握持罗拉(6)的旋转方向相同；

烘箱(8)，对从第二握持旋转罗拉(7)过来的碳纤维丝束加热，固化上浆剂；

卷料辊(9)，对从烘箱(8)过来的碳纤维丝束收卷。