本发明涉及一种提高碳纤维毡针刺效率的方法，属于纺织加工技术领域。
背景技术：
碳纤维毡由于轴向强度和模量高，密度低、比性能高，无蠕变，非氧化环境下耐超高温，耐疲劳性好，耐酸碱、耐高温、不燃烧、抗氧化、隔音，x射线透过性好，良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等。碳纤维毡已在军事及民用工业的各个领域取得广泛应用。从航天、航空、汽车、电子、机械、化工、轻纺等民用工业到运动器材和休闲用品等。碳纤维增强的复合材料可以应用于飞机制造等军工领域、风力发电叶片等工业领域、电磁屏蔽除电材料、人工韧带等身体代用材料以及用于制造火箭外壳、机动船、工业机器人、汽车板簧和驱动轴等，球棒等体育领域。常规碳纤维毡的制作过程是将碳纤维经过开松梳理后进行铺网，用带有钩刺的刺针穿过若干层碳纤维网进行针刺，当刺针刺入碳纤维网时形成的碳纤维束穿过碳纤维网，纤维束在不同层碳纤维网之间贯穿，一方面增加了碳纤维网之间的层间强力，另一方面也使每层纤维网中的碳纤维由蓬松状态向密实状态转变，逐步形成具有层间强力的碳纤维毡。如中国专利公布号cn104999724a，公布日2015年10月28日，发明创造的名称为“一种碳纤维富氧丝针刺毡及其制备方法与应用”，该申请案公开了碳纤维富氧丝针刺毡主要分为经预针刺的单层网片组成的初预层、两层或以上的碳纤维富氧丝单层网布组成的高密层和经过针刺压光处理的碳纤维富氧丝主针面组成的热封层，其中初预层、高密层、热封层通过主刺机和对刺机四道复合工艺制成。其不足之处在于通过针刺形成碳纤维富氧丝针刺毡的过程中，由于碳纤维表面光滑，刺针钩刺形成纤维束时，部分碳纤维因摩擦系数小而导致纤维束形成效率低，导致针刺达到密实的效率较低；且由于碳纤维束摩擦力较小，导致其对碳纤维富氧丝针刺毡的层间强力增加不利。
技术实现要素：
针对上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种提高碳纤维毡针刺效率的方法，为了实现上述目的，其技术解决方案为：
一种提高碳纤维毡针刺效率的方法，所述的碳纤维网针刺是指在针刺台下方设置负压装置，经开松梳理和铺网后的碳纤维网以10-20m/min的输送速度通过针刺台上表面时，在负压装置的负压为0.1-10mpa的条件下对蓬松状的碳纤维网进行负压吸附，吸附后的碳纤维网向负压运行方向收缩，碳纤维网收缩的同时，处于针刺台上方的上针刺板刺针以1000-1500次/min的频率对收缩后的碳纤维网进行针刺，上针刺板刺针密度为2000-3000枚/m。
由于采用了以上技术方案，本发明是在不改变现有碳纤维毡针刺工艺的前提下，在负压条件下对经开松梳理和铺网后的碳纤维网进行针刺。负压装置的负压对蓬松状的碳纤维网进行负压吸附，由于负压装置的负压形成的气流使碳纤维网中碳纤维伏贴在针刺台上，碳纤维间的空隙减小，底层碳纤维网首先向负压方向收缩，然后上层的碳纤维网同底层碳纤维网依次逐渐向负压方向收缩，最终碳纤维网向负压运行方向整体收缩，体积密度增大，碳纤维网达到密实状态。碳纤维网收缩的同时，处于针刺台上方的上针刺板刺针对收缩后的碳纤维网进行针刺，由于碳纤维网在针刺前达到密实状态，单位体积内的碳纤维根数增多，碳纤维之间的摩擦力增大，当刺针对收缩后的碳纤维网针刺时，刺针下降带动碳纤维束中的碳纤维量增多，碳纤维量的增多和碳纤维间的摩擦力增大导致碳纤维束紧密且抱合力增强，从而使得碳纤维束的铆接作用加强，碳纤维网间的层间强力增大，且负压对碳纤维束负压吸附作用克服了碳纤维因表面摩擦系数小而导致碳纤维网针刺效率低的问题。因此，采用了本技术方案，负压先对蓬松状的碳纤维网进行吸附收缩使碳纤维网实现密实，减少了针刺的次数，提高了碳纤维毡的针刺效率，改善了碳纤维毡的成品质量，增加了碳纤维毡的体积密度及产品品质，降低了生产的成本。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的碳纤维毡负压针刺方法作进一步详细描述：一种提高碳纤维毡针刺效率的方法，该方法是在不改变现有碳纤维毡针刺工艺中的碳纤维开松梳理、碳纤维铺网、碳纤维网针刺工序，采用在针刺台下方设置负压装置，负压装置可采用真空泵或离心风扇，经开松梳理和铺网工序后的碳纤维网以10-20m/min的输送速度通过针刺台上表面时，在负压装置的负压为0.1-10mpa的条件下对蓬松状的碳纤维网进行负压吸附，吸附后的碳纤维网向负压运行方向收缩，碳纤维网收缩的同时，处于针刺台上方的上针刺板刺针以1000-1500次/min的频率对收缩后的碳纤维网进行针刺，上针刺板刺针密度为2000-3000枚/m。负压先对蓬松状的碳纤维网进行吸附收缩，使碳纤维网连接紧密，减少了针刺的次数，提高了碳纤维毡的针刺效率，从而改善了成品质量，增加了碳纤维毡的体积密度及产品品质，降低了生产的成本。
具体实施例
实施例1
碳纤维经开松梳理和铺网后的碳纤维网以10m/min的输送速度通过针刺台上表面时，在由真空泵产生的负压为0.1mpa的条件下对蓬松状的碳纤维网进行负压吸附，吸附后的碳纤维网向负压运行方向收缩，处于针刺台上方的上针刺板刺针以1000次/min的频率对吸附后的碳纤维网进行针刺，上针刺板刺针密度为2000枚/m。将经过负压针刺后的碳纤维毡进行切割称重。
实施例2
碳纤维经开松梳理和铺网后的碳纤维网以15m/min的输送速度通过针刺台上表面时，在由离心风扇产生的负压为0.1mpa的条件下对蓬松状的碳纤维网进行负压吸附，吸附后的碳纤维网向负压运行方向收缩，处于针刺台上方的上针刺板刺针以1200次/min的频率对吸附后的碳纤维网进行针刺，上针刺板刺针密度为2500枚/m。将经过负压针刺后的碳纤维毡进行切割称重。
实施例3
碳纤维经开松梳理和铺网后的碳纤维网以20m/min的输送速度通过针刺台上表面时，在由真空泵产生的负压为0.1mpa的条件下对蓬松状的碳纤维网进行负压吸附，吸附后的碳纤维网向负压运行方向收缩，处于针刺台上方的上针刺板刺针以1500次/min的频率对吸附后的碳纤维网进行针刺，上针刺板刺针密度为3000枚/m。将经过负压针刺后的碳纤维毡进行切割称重。
实施例4
碳纤维经开松梳理和铺网后的碳纤维网以20m/min的输送速度通过针刺台上表面时，在由真空泵产生的负压为5mpa的条件下对蓬松状的碳纤维网进行负压吸附，吸附后的碳纤维网向负压运行方向收缩，处于针刺台上方的上针刺板刺针以1500次/min的频率对吸附后的碳纤维网进行针刺，上针刺板刺针密度为3000枚/m。将经过负压针刺后的碳纤维毡进行切割称重。
实施例5
碳纤维经开松梳理和铺网后的碳纤维网以20m/min的输送速度通过针刺台上表面时，在由真空泵产生的负压为10mpa的条件下对蓬松状的碳纤维网进行负压吸附，吸附后的碳纤维网向负压运行方向收缩，处于针刺台上方的上针刺板刺针以1500次/min的频率对吸附后的碳纤维网进行针刺，上针刺板刺针密度为3000枚/m。将经过负压针刺后的碳纤维毡进行切割称重。
表1负压针刺后碳纤维毡与常规针刺工艺生产的碳纤维毡的体积密度对照表
由表1可知，由于负压对碳纤维网的作用，使针刺后的碳纤维毡体积密度增加，碳纤维毡更密实，随着负压装置的负压压力增大，碳纤维毡的体积密度增大。由此可知，负压提高了碳纤维毡的针刺效率，改善了碳纤维毡的针刺效果。