[发明专利]碳纤维丝束成形装置及碳纤维丝束成形方法

说明书

本发明公开一种碳纤维丝束成形装置及碳纤维丝束成形方法，是在碳化纤维丝束时，使用感应加热及微波加热的方式，使纤维丝束的外部及内部都可受到均匀的加热，并且，本发明于微波加热后进行激光加热的步骤，能够针对纤维丝束内部进行加热，均匀碳化石墨化的功能，并藉后续半熟化含浸纤维束阶段予以卷收；本发明感应加热及微波加热的方式能够使纤维丝束整体均匀碳化，且相较传统加热的方式所耗费的时间短，不仅使纤维丝束外部及内部得以均匀碳化，更使整体纤维丝束碳化的速度加快。

技术领域

本发明是关于一种纤维丝束，特别是关于一种碳纤维丝束成形装置。本发明另关于碳纤维丝束成形方法。

背景技术

碳纤维丝束传统的成形，会先将原料挤压成丝状先进行碳化，请参阅图1，先将欲碳化的纤维丝束经过一除湿阶段110，而该除湿阶段110包含有一第一真空除湿步骤111、第一露点除湿步骤112、第二真空除湿步骤113及第二露点除湿步骤114，纤维丝束在经过前述的该除湿阶段110后，将去除纤维丝束内的水分，已达成干燥纤维丝束的目的；

该纤维丝束经过该除湿阶段110干燥后，再将纤维丝束进行一第一加热阶段120，该加热阶段120为电阻式加热或瓦斯加热，而该第一加热阶段120包含有一预升温步骤121、一第一加热步骤122及一第二加热步骤123，该预升温步骤121是将纤维丝束由室温加热至100℃，该第一加热步骤122是将纤维丝束由100℃加热至260℃，该第二加热步骤123是将纤维丝束由260℃加热至500℃，该第一加热阶段120能够使纤维丝束安定化。

再将碳化后的丝状原料予以上浆，浸入树脂中后烘干，使丝状原料外层包覆有一层树脂，而树脂总量占丝状原料的5％～6％，藉此防止丝状原料相互沾黏，最后再将包覆有树脂的丝状原料收卷，以供后续碳化使用。

而后，将安定化的纤维丝束进行一第二加热阶段130，该第二加热阶段130包含有一第三加热步骤131及一第四加热步骤132，该第三加热步骤131是将纤维丝束由500℃加热至1000℃，而该第四加热步骤132则是将纤维丝束由1000℃加热至1500℃，该第二加热阶段130则是将纤维丝束进行碳化。

最后，将碳化的纤维丝束进行一第三加热阶段140，该第三加热阶段140则包含一第五加热步骤141，该第五加热步骤141是将纤维丝束由1500℃加热至3000℃，使纤维丝束石墨化。

完成后的碳纤维丝束上浆备用，又能够根据不同的需求进行上胶，例如：利用树脂薄膜压合并加热碳纤维丝束，使树脂薄膜贴附于碳纤维丝束上、或是将碳纤维丝束浸入树脂中；藉此，使碳纤维丝束能够根据不同使用方式，以不同的方式上胶。

然而，前述纤维丝束整体碳化时间冗长，且其第一加热阶段、第二加热阶段及该第三加热阶段是以电阻式加热的方式加热，使纤维丝束由外部开始加热，而纤维丝束是由外部受热并从外部开始碳化，经由多个加热步骤后纤维丝束始完成碳化，却因为纤维丝束是从外部开始碳化，造成纤维丝束的内部碳化程度与外部不同，导致纤维丝束碳化不均，且因为纤维丝束的加热过程必须缓慢升温，从除湿阶段110到达第三加热阶段需历时5～10小时，才可使纤维丝束完成石墨化，造成前述纤维丝束碳化过程存在碳化程度不均及碳化时间冗长的问题。

有鉴于此，确有必要提供一种碳纤维丝束成形装置及碳纤维丝束成形方法，使纤维丝束均匀碳化，并使碳化时间缩短。

发明内容

本发明提供一种碳纤维丝束成形装置及碳纤维丝束成形方法，目的在于使纤维丝束能够均匀碳化，并上胶卷收备用。

本发明的另一个目的在于，使纤维丝束整体碳化时间缩短。

为解决前述问题，本发明为一种碳纤维丝束成形方法，包含：

一除湿步骤，将至少一纤维丝束干燥；

一感应加热步骤，将该至少一纤维丝束以感应加热的方法，将温度从室温加热至500℃，使该至少一纤维丝束稳定化；