碳纖維生產中靜電的消除方法
【專利摘要】本發明是一種碳纖維生產中靜電的消除方法，其特點是，包括：在放絲工序采用超聲波霧化水，亦可加入濃度為0.1%的除靜電劑，利用振蕩頻率為1.7MHz或2.4MHz的超聲波電子高頻震蕩，將液態水分子結構打散而產生自然飄逸的水霧，同時在霧化過程中將釋放大量的負離子消除原絲所帶的靜電荷；在預氧化工序采用空氣離子發生器將220V變成≥3KV高電壓通過空氣離子發生器上的數個小電極針，在針尖周圍產生電暈，電暈對壓縮空氣進行放電從而產生離子束，離子束對準帶電的原絲束，進而靜電荷被中和，摩擦產生的靜電被消除。其方法科學合理，消除靜電效果好，生產安全，能夠提高碳纖維產品質量。
【專利說明】碳纖維生產中靜電的消除方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及消除靜電的方法，是一種碳纖維生產中靜電的消除方法。
【背景技術】
[0002]碳纖維是三大高科技新材料之一，用途極其廣泛。碳纖維生產線是由諸多生產設備所組成，生產過程中，經過放絲、預氧化、低溫碳化、高溫碳化，再經過表面處理、上膠、烘干、收絲等工序，所生產的成軸的纖維絲，稱之為碳纖維產品。
[0003]生產碳纖維的原料稱之為原絲，即聚丙烯腈(PAN)纖維，俗稱“腈綸”。是一種由大分子組成的有機物。在生產過程中，原絲在經過放絲和預氧化工序時，經與放絲機放卷和各個導輥以及幾個預氧化爐導輪機組的導輥和的摩擦，以及爐內熱循環風與絲束的摩擦，都會產生大量的靜電荷，其最大電勢強度為230 KV之多。隨著生產的運行，則不斷產生、積累的大量靜電所造成的危害是:
一是易發生火災:此時，在氧化爐中運行的原絲有220多公斤，隨著各個氧化爐爐溫的不斷升高，原絲在爐內也不停的做著環化、氧化和脫氫的放熱反應。積累到一定量的靜電在瞬間放電時產生的高溫熱能量，會點燃正在進行放熱反應的原絲，發生火災；
二是發生摩擦斷絲:一束12K原絲是由1.2萬根7 μ m直徑的單絲組成，通常這根絲束直徑為2?3mm左右，但在靜電(同種靜電荷相互排斥)作用下，這束絲直徑會變大到10mm左右。在爐內本應間隔有序運行的纖維絲束，由于靜電的原因，變大直徑的絲束會相互相疊壓，且在爐內循環熱風的作用下絲束間相互摩擦、糾纏，造成傷絲、斷絲，致使碳纖維力學指標和外觀質量急劇下降。
[0004]國內、外碳纖維生產中靜電的消除方法大體上兩種:一種是將各個導輥良好的接地，這種方法雖然可以導掉部分靜電荷，但由于原絲是不良導體，所以還是有相當大部分靜電存留；二種是在放絲工序后，進氧化爐前安放一個浸絲槽，用水浸濕原絲，這種方法雖可將放絲機產生的靜電除掉，但解決不了在氧化爐生產中產生的靜電，并且，還額外增加了為烘干原絲所造成的能源消耗。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是，克服現有技術的不足，提供一種方法科學合理，消除靜電效果好，生產安全，能夠提高碳纖維產品質量的碳纖維生產中靜電的消除方法。
[0006]本發明的目的是由以下技術方案來實現的:一種碳纖維生產中靜電的消除方法，其特征是，它包括以下內容:
I)在放絲工序消除放絲機原絲上的靜電
采用超聲波霧化水，亦可加入濃度為0.1%的除靜電劑，利用振蕩頻率為1.7MHz或2.4MHz的超聲波電子高頻震蕩，將液態水分子結構打散而產生自然飄逸的水霧，同時在霧化過程中將釋放大量的負離子消除原絲所帶的靜電荷；具體是，在放絲機與預氧化爐之間置有不銹鋼結構的霧化室，霧化室除絲束進出口外呈封閉狀，絲束進出口側配有可調節開口大小的調節裝置，操作側和驅動側均安裝有可開啟活門，活門上安裝有透明玻璃，便于工藝操作及觀察，下部安裝有噴霧系統的噴霧口，霧氣由下向上噴出，冷凝水由四壁經底板噴霧口返回超聲波霧化發生器；水霧化采用四臺超聲波霧化發生器，每兩臺為一組，兩組交替使用，通過PLC進行時序控制，噴霧量可調節，單臺加濕量12Kg/h，所輸出的霧粒直徑為1-10 μ，最大相對濕度為99%,霧化水使用軟化水或經過處理的水；
2)預氧化工序消除摩擦產生的靜電
由導輪機組的各個導輥將放絲機送過來的有序原絲束送入6臺氧化爐進行預氧化處理，通過均勻有控的熱循環風來控制爐溫，采用空氣離子發生器將220V變成彡3KV高電壓，3KV高電壓通過空氣離子發生器上的數個小電極針，在針尖周圍產生電暈，電暈對壓縮空氣進行放電從而產生離子束，離子束對準帶電的原絲束，進而靜電荷被中和，摩擦產生的靜電被消除。
[0007]所述超聲波霧化發生器的型號為AZS-12。
[0008]所述空氣離子發生器的型號為SJ-H180A。
[0009]本發明的碳纖維生產中靜電的消除方法具有方法科學合理，消除靜電效果好，生產安全，能夠提高碳纖維產品質量。經檢測，在冬季比較干燥時，碳纖維生產線易產生靜電的放絲工序和預氧化工序的靜電值均在20V以下，確保了生產安全運行，同時大大提高了產品質量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1為放絲工序的工裝示意圖；
圖2為預氧化工序的工裝示意圖。
【具體實施方式】
[0011]下面利用附圖和實施例對本發明作進一步說明。
[0012]參照圖1和圖2，本發明的碳纖維生產中靜電的消除方法，包括以下內容:
2在放絲工序消除放絲機原絲上的靜電
采用超聲波霧化水，亦可加入濃度為0.1%的除靜電劑，利用振蕩頻率為1.7MHz或
2.4MHz的超聲波電子高頻震蕩，將液態水分子結構打散而產生自然飄逸的水霧，同時在霧化過程中將釋放大量的負離子消除原絲所帶的靜電荷；具體是，在放絲機與預氧化爐之間置有不銹鋼結構的霧化室，霧化室除絲束進出口外呈封閉狀，絲束進出口側配有可調節開口大小的調節裝置，操作側和驅動側均安裝有可開啟活門，活門上安裝有透明玻璃，便于工藝操作及觀察，下部安裝有噴霧系統的噴霧口，霧氣由下向上噴出，冷凝水由四壁經底板噴霧口返回超聲波霧化發生器；水霧化采用四臺超聲波霧化發生器，每兩臺為一組，兩組交替使用，通過PLC進行時序控制，噴霧量可調節，單臺加濕量12Kg/h，所輸出的霧粒直徑為1-10 μ，最大相對濕度為99%,霧化水使用軟化水或經過處理的水；
2)預氧化工序消除摩擦產生的靜電
由導輪機組的各個導輥將放絲機送過來的有序原絲束送入6臺氧化爐進行預氧化處理，通過均勻有控的熱循環風來控制爐溫，采用空氣離子發生器將220V變成彡3KV高電壓，3KV高電壓通過空氣離子發生器上的數個小電極針，在針尖周圍產生電暈，電暈對壓縮空氣進行放電從而產生離子束，離子束對準帶電的原絲束，進而靜電荷被中和，摩擦產生的靜電被消除。
[0013]所述超聲波霧化發生器采用型號為AZS-12市售產品。
[0014]所述空氣離子發生器采用型號為SJ-H180A市售產品。
【權利要求】
1.一種碳纖維生產中靜電的消除方法，其特征是，它包括以下內容: 1)在放絲工序消除放絲機原絲上的靜電 采用超聲波霧化水，亦可加入濃度為0.1%的除靜電劑，利用振蕩頻率為1.7MHz或2.4MHz的超聲波電子高頻震蕩，將液態水分子結構打散而產生自然飄逸的水霧，同時在霧化過程中將釋放大量的負離子消除原絲所帶的靜電荷；具體是，在放絲機與預氧化爐之間置有不銹鋼結構的霧化室，霧化室除絲束進出口外呈封閉狀，絲束進出口側配有可調節開口大小的調節裝置，操作側和驅動側均安裝有可開啟活門，活門上安裝有透明玻璃，便于工藝操作及觀察，下部安裝有噴霧系統的噴霧口，霧氣由下向上噴出，冷凝水由四壁經底板噴霧口返回超聲波霧化發生器；水霧化采用四臺超聲波霧化發生器，每兩臺為一組，兩組交替使用，通過PLC進行時序控制，噴霧量可調節，單臺加濕量12Kg/h，所輸出的霧粒直徑為1-10 μ，最大相對濕度為99%,霧化水使用軟化水或經過處理的水； 2)預氧化工序消除摩擦產生的靜電 由導輪機組的各個導輥將放絲機送過來的有序原絲束送入6臺氧化爐進行預氧化處理，通過均勻有控的熱循環風來控制爐溫，采用空氣離子發生器將220V變成彡3KV高電壓，3KV高電壓通過空氣離子發生器上的數個小電極針，在針尖周圍產生電暈，電暈對壓縮空氣進行放電從而產生離子束，離子束對準帶電的原絲束，進而靜電荷被中和，摩擦產生的靜電被消除。
2.根據權利要求1所述的碳纖維生產中靜電的消除方法，其特征是，所述超聲波霧化發生器的型號為AZS-12。
3.根據權利要求1所述的碳纖維生產中靜電的消除方法，其特征是，所述空氣離子發生器的型號為SJ-H180A。
【文檔編號】H05F3/06GK104451962SQ201410578560
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年10月23日 優先權日:2014年10月23日
【發明者】韓健, 解治友, 陳麗巖, 張永明, 常海波, 邱立君, 寧臣, 徐海龍, 周游, 李雪飛 申請人:吉林方大江城碳纖維有限公司