專利名稱：碳纖維產(chǎn)品的表面處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及表面處理領(lǐng)域，更具體地，涉及一種處理碳纖維產(chǎn)品表面微孔隙的方法。
背景技術(shù)：
碳纖維(carbon fibre)具有碳材料的固有特性，又兼具紡織纖維的柔軟可加工性，是一種力學性能優(yōu)異的材料，具有廣闊的工程應用前景，凡體育器材、一般工業(yè)和航空工業(yè)等均已成熟地導入碳纖維材料應用。涂裝、轉(zhuǎn)印或其他的表面加工技術(shù)可實施于碳纖維材料或其復合材料所制成的產(chǎn)品表面，達到表面改造的目的。然而，碳纖維或其復合材料的外表面區(qū)域具有許多微孔洞穴，而致在材料外表面具有空隙容積，空氣或雜質(zhì)微粒存在于該空隙容積中。在涂裝或轉(zhuǎn)印等表面加工步驟實施之前，產(chǎn)品表面清潔、除微粒以及填補孔隙的前置處理作業(yè)是必須的，盡可能地減少表面缺陷，可使后續(xù)的涂裝加工或轉(zhuǎn)印加工有高品質(zhì)的表現(xiàn)。如圖1所示，一種現(xiàn)有的填補孔隙的技術(shù)，是在產(chǎn)品10表面涂布一薄膜11，以該薄膜11封閉產(chǎn)品表面的微孔隙12。但是從圖面上可知，微孔隙12的開口雖被薄膜11所封閉，但空隙容積仍在，空氣或微粒仍存在于微孔隙12中，與后續(xù)表面加工的加熱程序、涂裝或轉(zhuǎn)印材料產(chǎn)生交互作用。最常見的問題是，在涂裝或熱轉(zhuǎn)印加工制程中，產(chǎn)品經(jīng)加熱制程，微孔隙中的空氣受熱膨脹，使薄膜11、涂裝層或轉(zhuǎn)印膜13產(chǎn)生氣泡狀的凸起，如圖2所示，也可能沖破各膜層而形成破口，使加工表面有缺陷。一種關(guān)于處理碳纖維表面孔洞的技術(shù)，于中華人民共和國發(fā)明申請第02121070. 5 號中提出，該案的技術(shù)特征是利用射頻聚焦裝置，將碳纖維感應加熱，而在已形成的孔洞附近會由于孔洞的原因而造成磁力線壓縮，使溫度明顯升高；在此同時，將碳纖維所運動通過的石英管中制造一個乙炔氣體充斥的反應環(huán)境，乙炔裂解后生成碳原子沈積在碳纖維表面以及空洞處完成缺陷修補。上述在先申請適用于纖維束表面孔洞的補缺，但不適用于以碳纖維或其復合材料所制成的產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的，是為解決碳纖維或其復合材料的產(chǎn)品表面的微孔隙未得到有效填補而致后續(xù)加工表面產(chǎn)生缺陷的問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下設(shè)計方案 一種碳纖維產(chǎn)品的表面處理方法，它包括
孔隙修補步驟，將超音波導入一包含固形物微粒的水性介質(zhì)中，將固形物微粒擠入并充滿一碳纖維產(chǎn)品表面的微孔隙中。如上所述的碳纖維產(chǎn)品的表面處理方法，其中，它還包括一個實施于該孔隙修補步驟之前的洗凈步驟，將該碳纖維產(chǎn)品表面及該微孔隙中的雜質(zhì)通過液態(tài)清潔劑攜出與產(chǎn)品分1 °如上所述的碳纖維產(chǎn)品的表面處理方法，其中，所述洗凈步驟包括將超音波導入所述液態(tài)清潔劑中。如上所述的碳纖維產(chǎn)品的表面處理方法，其中，它還包括一個實施于該孔隙修補步驟之前的，使所述產(chǎn)品與所述包含固形物微粒的水性介質(zhì)接觸的步驟。如上所述的碳纖維產(chǎn)品的表面處理方法，其中，所述接觸的步驟是將所述產(chǎn)品浸泡于所述包含固形物微粒的水性介質(zhì)中。如上所述的碳纖維產(chǎn)品的表面處理方法，其中，它還包括一個實施于孔隙修補步驟之后的干燥步驟。如上所述的碳纖維產(chǎn)品的表面處理方法，其中，所述干燥步驟采用靜態(tài)干燥法。本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明的處理方法，是在碳纖維或其復合材料所制成的產(chǎn)品表面進行清洗步驟、孔隙修補步驟以及干燥步驟。清洗步驟是以超音波震蕩技術(shù)配合液態(tài)清潔劑，清除產(chǎn)品的表面微粒并移除在微孔隙中的雜質(zhì)。孔隙修補步驟也是以超音波震蕩技術(shù)將包括固形物微粒的水性介質(zhì)作用于產(chǎn)品的表面，并通過超音波的傳導及壓力，將固形物微粒擠入孔隙中。干燥步驟使產(chǎn)品表面的水性介質(zhì)揮發(fā)或蒸發(fā)，固形物微粒保持在孔隙中。采用本發(fā)明的處理方法，可以修補碳纖維或其復合材料所制的產(chǎn)品的表面孔隙， 消除空隙容積，使產(chǎn)品表面平整化，改善產(chǎn)品的表面性質(zhì)，使后續(xù)的表面加工改造易于實施進行，有效減少加工表面產(chǎn)生微洞或氣泡凸起等缺陷，提升產(chǎn)品品質(zhì)。


圖1是以現(xiàn)有技術(shù)在碳纖維或其復合材料的產(chǎn)品表面產(chǎn)生一薄膜以封閉微孔隙的微觀剖面示意圖。圖2是以薄膜封閉微孔隙導致后續(xù)的涂裝層或轉(zhuǎn)印膜產(chǎn)生氣泡狀凸起的微觀剖面示意圖。圖3為本發(fā)明方法流程圖。圖4為產(chǎn)品與固形物微粒水性介質(zhì)接觸步驟的微觀剖面示意圖。圖5為產(chǎn)品進行孔隙修補步驟的微觀剖面示意圖。圖6為以本發(fā)明將碳纖維或其復合材料的產(chǎn)品表面的微孔隙填實的微觀剖面示意圖。
具體實施例方式為便于說明本發(fā)明于上述發(fā)明內(nèi)容一欄中所表示的中心思想，現(xiàn)以具體實施例表達。實施例中各種不同物件是按適于說明的比例、尺寸、變形量或位移量而描繪，而非按實際元件的比例予以繪制。且以下的說明中，類似的元件是以相同的編號來表示。如圖3所示，本發(fā)明碳纖維或其復合材料所制的產(chǎn)品的表面處理方法，包括
液態(tài)清潔劑接觸步驟，使產(chǎn)品的表面充分與液態(tài)清潔劑接觸，所述的接觸手段是指將產(chǎn)品浸泡于液態(tài)清潔劑中；
洗凈步驟，將超音波導入液態(tài)清潔劑中，將產(chǎn)品表面附著的微粒以及沈積于表面微孔隙中的雜質(zhì)攜出，與產(chǎn)品分離；
固形物微粒水性介質(zhì)接觸步驟，如圖4所示，使經(jīng)洗凈步驟的產(chǎn)品20與含有固形物微粒30的水性介質(zhì)31充分接觸，所述的接觸手段是指將產(chǎn)品浸泡于該水性介質(zhì)31中；
孔隙修補步驟，如圖5所示，將超音波導入該水性介質(zhì)31中，通過高速震蕩力在水性介質(zhì)31中傳導，使水性介質(zhì)31分子間產(chǎn)生壓力變化，將固形物微粒30擠入并充滿產(chǎn)品20表面的微孔隙21中；
干燥步驟，如圖6所示，以靜態(tài)干燥法(例如烘干法或室溫干燥法)使產(chǎn)品表面的水性介質(zhì)揮發(fā)或蒸發(fā)，使固形物微粒30保持充滿于微孔隙21中。上述含有固形物微粒的水性介質(zhì)，是經(jīng)由將固形物微粒30與水性介質(zhì)21相混的混粉作業(yè)而得，固形物微?？蔀橄嗤椒秶虿煌椒秶２捎貌煌椒秶绦挝镂⒘５膬?yōu)點是產(chǎn)品表面不同高寬深比的微孔洞、溝隙可由不同粒徑范圍的固形物微粒填充，以確保每一個微孔洞或溝隙均被填實。固形物微?？蔀樘?、石墨或高分子等耐熱固形材料。本發(fā)明上述步驟使碳纖維或其復合材料所制的產(chǎn)品的表面微孔隙獲得填實修補， 消除表面的空隙容積，特別有助于后續(xù)的產(chǎn)品涂裝加工或轉(zhuǎn)印加工制程，避免存在于空隙容積中的空氣或雜質(zhì)微粒因加工熱程膨脹而使加工層膜產(chǎn)生氣泡或破孔的問題，從而使涂裝層或轉(zhuǎn)印層在細微平整性也有高品質(zhì)表現(xiàn)，提高產(chǎn)品品質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種碳纖維產(chǎn)品的表面處理方法，其特征在于，它包括孔隙修補步驟，將超音波導入一包含固形物微粒的水性介質(zhì)中，將固形物微粒擠入并充滿一碳纖維產(chǎn)品表面的微孔隙中。
2.如權(quán)利要求1所述的碳纖維產(chǎn)品的表面處理方法，其特征在于，它還包括一個實施于該孔隙修補步驟之前的洗凈步驟，將該碳纖維產(chǎn)品表面及該微孔隙中的雜質(zhì)通過液態(tài)清潔劑攜出與產(chǎn)品分離。
3.如權(quán)利要求2所述的碳纖維產(chǎn)品的表面處理方法，其特征在于，所述洗凈步驟包括將超音波導入所述液態(tài)清潔劑中。
4.如權(quán)利要求1所述的碳纖維產(chǎn)品的表面處理方法，其特征在于，它還包括一個實施于該孔隙修補步驟之前的，使所述產(chǎn)品與所述包含固形物微粒的水性介質(zhì)接觸的步驟。
5.如權(quán)利要求4所述的碳纖維產(chǎn)品的表面處理方法，其特征在于，所述接觸的步驟是將所述產(chǎn)品浸泡于所述包含固形物微粒的水性介質(zhì)中。
6.如權(quán)利要求1所述的碳纖維產(chǎn)品的表面處理方法，其特征在于，它還包括一個實施于孔隙修補步驟之后的干燥步驟。
7.如權(quán)利要求6所述的碳纖維產(chǎn)品的表面處理方法，其特征在于，所述干燥步驟采用靜態(tài)干燥法。
全文摘要
一種碳纖維產(chǎn)品的表面處理方法，是在碳纖維或其復合材料所制成的產(chǎn)品表面進行清洗步驟、孔隙修補步驟以及干燥步驟。清洗步驟是以超音波震蕩技術(shù)配合液態(tài)清潔劑，清除產(chǎn)品的表面微粒并移除在微孔隙中的雜質(zhì)?？紫缎扪a步驟也是以超音波震蕩技術(shù)將包括固形物微粒的水性介質(zhì)作用于產(chǎn)品的表面，并通過超音波的傳導及壓力，將固形物微粒擠入孔隙中。干燥步驟使產(chǎn)品表面的水性介質(zhì)揮發(fā)或蒸發(fā)，固形物微粒保持在孔隙中。采用本發(fā)明的處理方法，可以修補碳纖維或其復合材料所制的產(chǎn)品的表面孔隙，消除空隙容積，使產(chǎn)品表面平整化，改善產(chǎn)品的表面性質(zhì)，使后續(xù)的表面加工改造易于實施進行，有效減少加工表面產(chǎn)生微洞或氣泡凸起等缺陷，提升產(chǎn)品品質(zhì)。
文檔編號D06M23/08GK102587151SQ201110004699
公開日2012年7月18日 申請日期2011年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月11日
發(fā)明者黃國城 申請人:鍇興工業(yè)股份有限公司