专利名称：碳纤维产品的表面处理方法
技术领域：
本发明涉及表面处理领域，更具体地，涉及一种处理碳纤维产品表面微孔隙的方法。
背景技术：
碳纤维(carbon fibre)具有碳材料的固有特性，又兼具纺织纤维的柔软可加工性，是一种力学性能优异的材料，具有广阔的工程应用前景，凡体育器材、一般工业和航空工业等均已成熟地导入碳纤维材料应用。涂装、转印或其他的表面加工技术可实施于碳纤维材料或其复合材料所制成的产品表面，达到表面改造的目的。然而，碳纤维或其复合材料的外表面区域具有许多微孔洞穴，而致在材料外表面具有空隙容积，空气或杂质微粒存在于该空隙容积中。在涂装或转印等表面加工步骤实施之前，产品表面清洁、除微粒以及填补孔隙的前置处理作业是必须的，尽可能地减少表面缺陷，可使后续的涂装加工或转印加工有高品质的表现。如图1所示，一种现有的填补孔隙的技术，是在产品10表面涂布一薄膜11，以该薄膜11封闭产品表面的微孔隙12。但是从图面上可知，微孔隙12的开口虽被薄膜11所封闭，但空隙容积仍在，空气或微粒仍存在于微孔隙12中，与后续表面加工的加热程序、涂装或转印材料产生交互作用。最常见的问题是，在涂装或热转印加工制程中，产品经加热制程，微孔隙中的空气受热膨胀，使薄膜11、涂装层或转印膜13产生气泡状的凸起，如图2所示，也可能冲破各膜层而形成破口，使加工表面有缺陷。一种关于处理碳纤维表面孔洞的技术，于中华人民共和国发明申请第02121070. 5 号中提出，该案的技术特征是利用射频聚焦装置，将碳纤维感应加热，而在已形成的孔洞附近会由于孔洞的原因而造成磁力线压缩，使温度明显升高；在此同时，将碳纤维所运动通过的石英管中制造一个乙炔气体充斥的反应环境，乙炔裂解后生成碳原子沈积在碳纤维表面以及空洞处完成缺陷修补。上述在先申请适用于纤维束表面孔洞的补缺，但不适用于以碳纤维或其复合材料所制成的产品。
发明内容
本发明的主要目的，是为解决碳纤维或其复合材料的产品表面的微孔隙未得到有效填补而致后续加工表面产生缺陷的问题。为实现上述目的，本发明采用以下设计方案 一种碳纤维产品的表面处理方法，它包括
孔隙修补步骤，将超音波导入一包含固形物微粒的水性介质中，将固形物微粒挤入并充满一碳纤维产品表面的微孔隙中。如上所述的碳纤维产品的表面处理方法，其中，它还包括一个实施于该孔隙修补步骤之前的洗净步骤，将该碳纤维产品表面及该微孔隙中的杂质通过液态清洁剂携出与产品分1 °如上所述的碳纤维产品的表面处理方法，其中，所述洗净步骤包括将超音波导入所述液态清洁剂中。如上所述的碳纤维产品的表面处理方法，其中，它还包括一个实施于该孔隙修补步骤之前的，使所述产品与所述包含固形物微粒的水性介质接触的步骤。如上所述的碳纤维产品的表面处理方法，其中，所述接触的步骤是将所述产品浸泡于所述包含固形物微粒的水性介质中。如上所述的碳纤维产品的表面处理方法，其中，它还包括一个实施于孔隙修补步骤之后的干燥步骤。如上所述的碳纤维产品的表面处理方法，其中，所述干燥步骤采用静态干燥法。本发明的有益效果是
本发明的处理方法，是在碳纤维或其复合材料所制成的产品表面进行清洗步骤、孔隙修补步骤以及干燥步骤。清洗步骤是以超音波震荡技术配合液态清洁剂，清除产品的表面微粒并移除在微孔隙中的杂质。孔隙修补步骤也是以超音波震荡技术将包括固形物微粒的水性介质作用于产品的表面，并通过超音波的传导及压力，将固形物微粒挤入孔隙中。干燥步骤使产品表面的水性介质挥发或蒸发，固形物微粒保持在孔隙中。采用本发明的处理方法，可以修补碳纤维或其复合材料所制的产品的表面孔隙， 消除空隙容积，使产品表面平整化，改善产品的表面性质，使后续的表面加工改造易于实施进行，有效减少加工表面产生微洞或气泡凸起等缺陷，提升产品品质。
图1是以现有技术在碳纤维或其复合材料的产品表面产生一薄膜以封闭微孔隙的微观剖面示意图。图2是以薄膜封闭微孔隙导致后续的涂装层或转印膜产生气泡状凸起的微观剖面示意图。图3为本发明方法流程图。图4为产品与固形物微粒水性介质接触步骤的微观剖面示意图。图5为产品进行孔隙修补步骤的微观剖面示意图。图6为以本发明将碳纤维或其复合材料的产品表面的微孔隙填实的微观剖面示意图。
具体实施例方式为便于说明本发明于上述发明内容一栏中所表示的中心思想，现以具体实施例表达。实施例中各种不同物件是按适于说明的比例、尺寸、变形量或位移量而描绘，而非按实际元件的比例予以绘制。且以下的说明中，类似的元件是以相同的编号来表示。如图3所示，本发明碳纤维或其复合材料所制的产品的表面处理方法，包括
液态清洁剂接触步骤，使产品的表面充分与液态清洁剂接触，所述的接触手段是指将产品浸泡于液态清洁剂中；
洗净步骤，将超音波导入液态清洁剂中，将产品表面附着的微粒以及沈积于表面微孔隙中的杂质携出，与产品分离；
固形物微粒水性介质接触步骤，如图4所示，使经洗净步骤的产品20与含有固形物微粒30的水性介质31充分接触，所述的接触手段是指将产品浸泡于该水性介质31中；
孔隙修补步骤，如图5所示，将超音波导入该水性介质31中，通过高速震荡力在水性介质31中传导，使水性介质31分子间产生压力变化，将固形物微粒30挤入并充满产品20表面的微孔隙21中；
干燥步骤，如图6所示，以静态干燥法(例如烘干法或室温干燥法)使产品表面的水性介质挥发或蒸发，使固形物微粒30保持充满于微孔隙21中。上述含有固形物微粒的水性介质，是经由将固形物微粒30与水性介质21相混的混粉作业而得，固形物微粒可为相同粒径范围或不同粒径范围。采用不同粒径范围固形物微粒的优点是产品表面不同高宽深比的微孔洞、沟隙可由不同粒径范围的固形物微粒填充，以确保每一个微孔洞或沟隙均被填实。固形物微粒可为碳、石墨或高分子等耐热固形材料。本发明上述步骤使碳纤维或其复合材料所制的产品的表面微孔隙获得填实修补， 消除表面的空隙容积，特别有助于后续的产品涂装加工或转印加工制程，避免存在于空隙容积中的空气或杂质微粒因加工热程膨胀而使加工层膜产生气泡或破孔的问题，从而使涂装层或转印层在细微平整性也有高品质表现，提高产品品质。
权利要求
1.一种碳纤维产品的表面处理方法，其特征在于，它包括孔隙修补步骤，将超音波导入一包含固形物微粒的水性介质中，将固形物微粒挤入并充满一碳纤维产品表面的微孔隙中。
2.如权利要求1所述的碳纤维产品的表面处理方法，其特征在于，它还包括一个实施于该孔隙修补步骤之前的洗净步骤，将该碳纤维产品表面及该微孔隙中的杂质通过液态清洁剂携出与产品分离。
3.如权利要求2所述的碳纤维产品的表面处理方法，其特征在于，所述洗净步骤包括将超音波导入所述液态清洁剂中。
4.如权利要求1所述的碳纤维产品的表面处理方法，其特征在于，它还包括一个实施于该孔隙修补步骤之前的，使所述产品与所述包含固形物微粒的水性介质接触的步骤。
5.如权利要求4所述的碳纤维产品的表面处理方法，其特征在于，所述接触的步骤是将所述产品浸泡于所述包含固形物微粒的水性介质中。
6.如权利要求1所述的碳纤维产品的表面处理方法，其特征在于，它还包括一个实施于孔隙修补步骤之后的干燥步骤。
7.如权利要求6所述的碳纤维产品的表面处理方法，其特征在于，所述干燥步骤采用静态干燥法。
全文摘要
一种碳纤维产品的表面处理方法，是在碳纤维或其复合材料所制成的产品表面进行清洗步骤、孔隙修补步骤以及干燥步骤。清洗步骤是以超音波震荡技术配合液态清洁剂，清除产品的表面微粒并移除在微孔隙中的杂质。孔隙修补步骤也是以超音波震荡技术将包括固形物微粒的水性介质作用于产品的表面，并通过超音波的传导及压力，将固形物微粒挤入孔隙中。干燥步骤使产品表面的水性介质挥发或蒸发，固形物微粒保持在孔隙中。采用本发明的处理方法，可以修补碳纤维或其复合材料所制的产品的表面孔隙，消除空隙容积，使产品表面平整化，改善产品的表面性质，使后续的表面加工改造易于实施进行，有效减少加工表面产生微洞或气泡凸起等缺陷，提升产品品质。
文档编号D06M23/08GK102587151SQ201110004699
公开日2012年7月18日 申请日期2011年1月11日 优先权日2011年1月11日
发明者黄国城 申请人:锴兴工业股份有限公司