碳纤维原丝的水洗装置及其水洗方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种碳纤维原丝的水洗装置及其水洗方法，水洗装置借由在水洗槽中设置隔板，以分隔温控装置及碳纤维原丝，故可精确控制清洗水的温度，并借由控制水洗槽中的喷嘴来加强碳纤维原丝的水洗效果。加强碳纤维原丝的水洗效果。加强碳纤维原丝的水洗效果。

【技术实现步骤摘要】
碳纤维原丝的水洗装置及其水洗方法


[0001]本专利技术是关于一种碳纤维原丝的水洗装置及其水洗方法，特别是关于一种包含喷嘴的碳纤维原丝的水洗装置及其水洗方法。

技术介绍

[0002]碳纤维是一种具有高强度的纤维材料，其中又以聚丙烯腈(PAN)基碳纤维的市场占有率最大。聚丙烯腈基碳纤维是由聚丙烯腈前驱体纤维制得。聚丙烯腈前驱体纤维的生产包含聚合、过滤、凝丝、水洗、干燥致密及牵伸等工艺。在纺丝过程中，纺丝原液在凝丝时经过纺丝嘴进入凝丝液中，然而由于纺丝原液与凝丝液之间有浓度差，故纺丝原液中的溶剂向凝丝液扩散，同时凝丝液中的水会通过初生纤维的皮层向纤维内部渗透。经过此双扩散的过程，纺丝原液会凝固而形成初生纤维。由于初生纤维中仍含有一定浓度的溶剂，故须将初生纤维导入水洗装置，以进行纤维表面及内部的溶剂清洗作业。
[0003]在聚丙烯腈前驱体纤维的生产过程中，水洗是一个重要的步骤，其主要目的是降低纤维中的残存溶剂。若水洗效果不佳，溶剂残留量高，则纤维易在后续干燥致密过程中产生单纤融着，进而导致毛羽及断丝等缺陷。再者，也可能在后期氧化过程中有融断等生产异常的情况，且于后续加工作制作成碳纤复材时，将造成树脂含浸不均、碳纤复材物性下降及外观不佳等问题。
[0004]然而，若为了提升水洗效果而增加用水量，消耗的清洗水量愈大时，蒸汽用量及废水排放量也会相应地增加，则会大幅增加生产成本。
[0005]有鉴于此，亟须提供一种碳纤维原丝的水洗装置，以在不耗费大量清洗水的状况下，有效地提升纤维的水洗效果。
专利技术内容
[0006]本专利技术的一态样是提供一种碳纤维原丝的水洗装置，其借由在水洗槽中设置隔板，以分隔温控装置及碳纤维原丝，故可精确控制清洗水的温度，并利用控制喷嘴来加强碳纤维原丝的洗净效果。
[0007]本专利技术的另一态样是提供一种碳纤维原丝的水洗方法，其借由将碳纤维原丝通过上述态样的水洗装置来进行水洗操作。
[0008]根据本专利技术的一态样，提供一种碳纤维原丝的水洗装置，其包括复数个水洗槽。水洗槽沿着碳纤维原丝的生产方向串接配置。每一个水洗槽包含槽体、隔板、复数个传动滚轮、复数个导丝板、至少一个喷嘴、温控装置、多孔板及泵。槽体配置以容纳清洗水，其具有入丝端及出丝端。出丝端具有进水口与溢流口。隔板配置以将槽体分隔成上部及下部。前述进水口设于下部，且前述溢流口设于上部。传动滚轮设于上部的顶区域，且其配置以移动碳纤维原丝。导丝板设于上部，且在传动滚轮之间。碳纤维原丝在导丝板上方移动。喷嘴设于上部，且在入丝端及出丝端之间。喷嘴配置以自下方朝碳纤维原丝喷水。温控装置设于下部，且配置以控制清洗水的温度。多孔板设于出丝端并连接隔板。泵连接槽体与每一个喷
嘴。清洗水自进水口流入槽体，并流经温控制装置与多孔板，以进入上部。
[0009]根据本专利技术的一实施例，上述每一个水洗槽还包含设于上部且靠近入丝端的温度计。
[0010]根据本专利技术的一实施例，每一个水洗槽包含1至5个喷嘴。
[0011]根据本专利技术的一实施例，上述清洗水在上部的流动方向与碳纤维原丝的生产方向相反。
[0012]根据本专利技术的一实施例，上述清洗水自水洗槽的一者的溢流口流入水洗槽的另一者的进水口，且前述水洗槽的一者的入丝端串接另一者的出丝端。
[0013]根据本专利技术的一实施例，上述每一个喷嘴与碳纤维原丝的距离为2cm至5cm。
[0014]根据本专利技术的一实施例，上述喷嘴的喷水量为50L/hr至100L/hr。
[0015]根据本专利技术的一实施例，上述喷嘴的喷洒压力为1kg/cm2至2kg/cm2。
[0016]根据本专利技术的一实施例，上述泵连接槽体的上部。
[0017]根据本专利技术的另一态样，提供一种碳纤维原丝的水洗方法，其将碳纤维原丝通过上述态样的水洗装置。沿着碳纤维原丝的生产方向，水洗槽的温度是递升的。
[0018]应用本专利技术的碳纤维原丝的水洗装置，借由在水洗槽中设置隔板，以分隔温控装置及碳纤维原丝，故可精确控制清洗水的温度，并借由控制喷嘴来加强碳纤维原丝的水洗效果。
附图说明
[0019]根据以下详细说明并配合附图阅读，使本揭露的态样获致较佳的理解。需注意的是，如同业界的标准作法，许多特征并不是按照比例绘示的。事实上，为了进行清楚讨论，许多特征的尺寸可以经过任意缩放。
[0020]图1为绘示根据本专利技术一些实施例的水洗槽的示意图。
具体实施方式
[0021]承上所述，本专利技术提供一种碳纤维原丝的水洗装置及其水洗方法，其借由在水洗槽中设置隔板，以分隔温控装置及碳纤维原丝，故可精确控制清洗水的温度，并借由控制水洗槽中的喷嘴来加强碳纤维原丝的水洗效果。
[0022]本专利技术提供的碳纤维原丝的水洗装置包含多个水洗槽，其沿着碳纤维原丝的生产方向串接配置。清洗水由碳纤维原丝所经过的最后一个水洗槽中补入清洗水，然后沿生产方向的反方向依序流经各水洗槽。在一些实施例中，水洗装置包含8至12个水洗槽。在一些实施例中，各水洗槽的位置呈梯度设置，换言之，第一个水洗槽的高度最低，然后依序升高。再者，沿着碳纤维原丝的移动方向，水洗槽内的温度是逐渐上升的。
[0023]请参阅图1，其为绘示根据本专利技术一些实施例的水洗槽100的示意图。水洗槽100包含用以容纳清洗水的槽体110。槽体110具有入丝端110a及出丝端110b。须理解的是，碳纤维原丝CF沿生产方向A自入丝端110a进入水洗槽100，再由出丝端110b离开水洗槽100。槽体110在入丝端110a一侧还具有进水管116及溢流管118。如上所述，水洗槽100自溢流管118流出的清洗水会经由前一个水洗槽的进水口流入槽中，其中水洗槽100的入丝端110a串接前一个水洗槽的出丝端110b。再者，最后一个水洗槽的进水管116可用以补充清洗水。
[0024]水洗槽100还包含隔板120，其配置以将槽体110分隔成上部112及下部114。再者，隔板120在靠近出丝端110b一侧连接多孔板170。多孔板170配置以使清洗水可由下部114流至上部112。
[0025]在一些实施例中，上述进水管116设于下部114，而溢流管118设于上部112。水洗槽100在上部112的顶区域设有多个传动滚轮130，传动滚轮130配置以引导碳纤维原丝CF。传动滚轮130的数量可根据水洗槽100的尺寸而改变。在一些实施例中，可设置2至3个传动滚轮130。如图1所示，传动滚轮130可例如逆时针转动，以引导碳纤维原丝CF朝出丝端110b移动。须注意的是，传动滚轮130的底部位置须低于槽体110内的水位高度B，以确保碳纤维原丝CF在水位下移动。补充说明的是，碳纤维原丝CF在进入及离开水洗槽100时仍会接触到空气。
[0026]水洗槽100还包含设于上部112的导丝板140，且其设在传动滚轮130之间。碳纤维原丝CF在经过水洗槽100时，在受喷洒水流冲洗后可能会有扭转的现象，然而扭转不利于碳纤维原丝CF的清洗，且可能造成碳纤维原丝CF的丝束本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维原丝的水洗装置，其特征在于，包括：复数个水洗槽，其中该些水洗槽沿该碳纤维原丝的生产方向串接配置，且每一该些水洗槽包含：槽体，配置以容纳清洗水，具有入丝端与出丝端，入丝端具有进水口与溢流口；隔板，配置以将该槽体分隔成上部及下部，其中该进水口设于该下部，且该溢流口设于该上部；复数个传动滚轮，设于该上部的顶区域，其中该些传动滚轮配置以移动该碳纤维原丝；复数个导丝板，设于该上部，且在该些传动滚轮之间，其中该碳纤维原丝在该些导丝板上方移动；至少一喷嘴，设于该上部，且在该入丝端及该出丝端之间，其中该至少一喷嘴配置以自下方朝该碳纤维原丝喷水；温控装置，设于该下部，其中该温控装置配置以控制该清洗水的温度；多孔板，设于该出丝端并连接该隔板；以及泵，连接该槽体与该至少一喷嘴的每一者，其中该泵配置以泵送该清洗水至每一该至少一喷嘴；其中该清洗水自该进水口流入该槽体，并流经该温控装置与该多孔板，以进入该上部。2.根据权利要求1所述的水洗装置，其特征在于，每一该些水洗槽还包含：温度计，设于该上部，且...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈敬文，蔡坤晔，洪家祺，周玟汝，黄龙田，
申请(专利权)人：台湾塑胶工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：