碳纤维垫片及其结合方法技术

本发明专利技术公开了碳纤维垫片及其结合方法，其包含以多个纤维束交错编织而成的一碳纤维布，每个该纤维束由多个非连续纤维形成；本发明专利技术的碳纤维垫片具有耐高温、耐疲劳及高耐候的优点，且非连续纤维的结构编织，当局部的碳纤维断裂磨耗时，不会影响其他部分的非连续纤维，不易造成结构松脱或脱层的问题，以增加碳纤维垫片使用效能及时间。

【技术实现步骤摘要】
碳纤维垫片及其结合方法
本专利技术涉及一种碳纤维垫片，尤其涉及一种含有非连续性碳纤维的碳纤维垫片及其结合方法。
技术介绍
垫片对于许多的机械结构而言，是不可或缺的必要零件，例如用于锁合紧固、防止松脱的金属垫片、平垫片，又如用于迫紧防漏的弹簧垫圈/片，或组件转动所需套设的一转动垫片等等。钓鱼卷线器中的转动垫片即是范例之一，现有的钓鱼卷线器所使用的垫片因使用过程中，该转动垫片须承受极高的高速转动摩擦、或者甚至可能需要辅助制动，因此该转动垫片的耐磨耗性、自润性、耐高温性均有极高的要求。现阶段传统用于钓鱼卷线器或其他类似用途的垫片，主要为金属基或复材基两种，金属基有其热传导相对较优异的优势，但是在与其他零件使用配合上可能产生金属热胀冷缩等新的问题；复材基转动垫片则为使用多层连续纤维织布迭合形成，如图8所示，连续的纤维容易因为使用过程中因为局部纤维断裂，使得整体编织结构连带松脱或脱层，以致减少使用寿命。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术开发一种碳纤维垫片，其含有利用非连续的碳纤维编织而成的碳纤维垫片，当碳纤维垫片的非连续碳纤维局部磨损断裂时，不会影响其他碳纤维造成结构松脱或脱层，以增加使用效期。本专利技术提供一种碳纤维垫片，其包含以多个纤维束交错编织而成的一碳纤维布，每个该纤维束由多个非连续纤维形成。其中，碳纤维垫片是以至少两个的碳纤维布层迭而成，相邻的两个碳纤维布间设有一接着材，该接着材局部渗入或含浸于该碳纤维布的纤维间，该碳纤维垫片的外表面至少局部未渗有或未含浸该接着材。其中，该碳纤维布的碳化率介于10％～95％之间。其中，该接着材含浸于该碳纤维垫片间的含浸率介于40％～80％。其中，该接着材为热塑型树脂或热固型树脂，该非连续纤维为聚丙烯腈纤维碳化形成。其中，该热塑型树脂为聚酯类或聚砜类树脂，该热固型树脂为环氧树酯系列或酚醛系列树脂。其中，两该碳纤维布进一步与一支撑材形成一层迭结构，两该碳纤维布设于该层迭结构的外侧。其中，支撑材是该碳纤维布、薄纤布、玄武岩布或玻璃纤维布的任一或其组合。本专利技术进一步提供一种碳纤维垫片的结合方法，其步骤包含：(1)取至少两个碳纤维布，该碳纤维布是以多个纤维束交错编织而成，每个该纤维束由多个非连续纤维形成；(2)施予特定厚度的一接着材于该碳纤维布间并迭合；以及(3)将迭合后的该碳纤维布及该接着材结合形成该碳纤维垫片，该接着材局部渗入或含浸于该碳纤维布的纤维间，该碳纤维垫片的外表面至少局部未渗有或未含浸该接着材。上述该碳纤维垫片的结合方法，进一步包含该接着材以膜片迭层、涂布或喷洒的方式施于该碳纤维垫片上；迭合后的该碳纤维布及该接着材以热压方式结合形成该碳纤维垫片。透过上述说明可知，本专利技术具有以下优点：1.本专利技术的碳纤维垫片除了具有耐高温、耐疲劳及高耐候的优点外，设于最外层的该碳纤维垫片维持短纤维、非连续纤维外露的型态，使本专利技术在使用时，可具有相较于现有技术更佳的自润、耐磨耗的技术功效。2.本专利技术利用非连续的碳纤维编织而成，当局部的碳纤维断裂磨耗时，不会影响其他部分的非连续纤维，不易造成结构松脱或脱层的问题，增加使用效能及时间。3.本专利技术不同碳化率的该碳纤维垫片可广泛应用于各领域当中，例如高碳化率的碳纤维垫片可应用于汽车变速箱、钓鱼卷线器等齿轮需要高速传动的机构中，而中等碳化率的碳纤维垫片可应用于食品级机械等齿轮转速需求较低的机器中，取代一般齿轮间需添加润滑油而造成润滑油残留于食品中的问题，而较低碳化率的碳纤维垫片则可应用于转速更低的机械齿轮垫片或是螺琐之间的一般垫片。附图说明图1为本专利技术碳纤维垫片的SEM图；图2为本专利技术碳纤维垫片的SEM图；图3为本专利技术碳纤维垫片剖面的SEM图；图4为本专利技术碳纤维垫片剖面的SEM图；图5为本专利技术第二较佳实施的示意图；图6为本专利技术各样品在400℃下测得的TGA测试结果；图7为本专利技术各样品在500℃下测得的TGA测试结果；图8为现有连续碳纤维编织而成的碳纤维垫片示意图。符号说明：10碳纤维垫片11碳纤维布111纤维束1111非连续纤维20接着材30支撑材具体实施方式为能详细了解本专利技术的技术特征及实用功效，并可依照说明书的内容来实施，进一步以如图式所示的较佳实施例，详细说明如下。本专利技术包含由多个纤维束111交错编织而成的一碳纤维布11，每个该纤维束111由多个非连续纤维1111形成。较佳地，该多个经纬交错编织的该纤维束111以经纬方向上下交错编织而成，如图1～图4的电子显微镜(SEM)观察图所示。制造该碳纤维布11的制造方法一较佳实施例步骤如下：(1)取多个非碳化的非连续纤维予以捻合、抱合成束、成线；该非连续纤维可以是聚丙烯腈系列纤维。(2)将成束的该非碳化的非连续纤维以各种不同的编织纹路或形式编织成为一非碳化纤维布，该非碳化纤维布的编织方法不限定，但较佳以无梭编织形式，例如平织，由此降低该非碳化纤维布于形成该碳纤维垫片10后，于使用过程时产生横向剪切力的阻断传导效果，大幅降低使用破坏的问题。(3)将该非碳化纤维布以400℃～3500℃的温度范围碳化，形成一碳纤维布11，较佳地，该碳纤维布11的碳化率介于10％～95％。如图3～图4所示，本专利技术第一较佳实施例以上述制造方法所制得的该碳纤维布11两两迭合所形成的层迭结构，两两该碳纤维布11间利用一接着材20予以固定结合，该接着材20可以是热塑性树脂，如聚酯、聚砜等，或亦可为热固性树脂，如环氧树脂、酚醛树脂等。施作上述该碳纤维布11及该接着材20间的黏着、接着步骤时，可利用热压机以介于45～250公斤/平方公分的压力及≦350℃的温度，将该碳纤维布11与特定厚度的片状支撑材20迭合后热压黏合，使该接着材20局部含浸、渗入该碳纤维布11的纤维中，如图3～图4所示，并于该接着材20硬化(可为热硬化、热固化)后使两两该碳纤维布11结合并具备一定强度的结构刚性，减少脱层的问题；上述所谓的特定厚度的片状该支撑材20，该特定厚度是以该碳纤维布11的厚度、体积百分比及所欲达成的含浸率而控制，例如若欲达到该接着材20半含浸(40％～80％)于该碳纤维布之间，则可施予该碳纤维布40％～80vt％厚度的接着材，以涂布(Coating)、喷洒(Spray)或膜片热压层迭(FilmStacking)的方式，使该接着材20半含浸于该碳纤维布11的纤维间，以使本实施例设于最外层的该碳纤维布11维持短纤维、非连续纤维外露的型态，使用时，可具有相较于现有技术更佳的自润、耐磨耗、耐用的技术功效。在大量连续制造方面，可取成卷的该碳纤维布11与该支撑材20及另一该碳纤维布11，以一卷对卷(rolltoroll)贴合的制程方式，产生复层构造的该碳纤维垫片，其中，依据贴合对象的表面特性，可选择适当如上述的该接着材20。贴合过程较佳配合施予高温高压，可更进一步提升复层构造的该碳纤维布的结构性能。本步骤完成成卷的复层构造的该碳纤维布或连续片状材料，可进一步以冲压、裁剪等裁切方式形成该碳纤维垫片10。如图5所示，本专利技术第二较佳实施例两两该碳纤维布11之间，除该接着材20外，进一步以碳纤维布、接着材、支撑材、接着材及碳纤维布的顺序迭合一支撑材30，由于单一该碳纤维布11的厚度薄，使用时主要担负与其他机械零组件的润滑、摩擦功能，该支撑材20本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳纤维垫片，其特征在于，其包含以多个纤维束交错编织而成的一碳纤维布，每个所述纤维束由多个非连续纤维形成。

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维垫片，其特征在于，其包含以多个纤维束交错编织而成的一碳纤维布，每个所述纤维束由多个非连续纤维形成。2.如权利要求1所述的碳纤维垫片，其特征在于，其是以至少两个的碳纤维布层迭而成，相邻的两个碳纤维布间设有一接着材，所述接着材局部渗入或含浸于所述碳纤维布的纤维间，所述碳纤维垫片的外表面至少局部未渗有或未含浸所述接着材。3.如权利要求1或2所述的碳纤维垫片，其特征在于，所述碳纤维布的碳化率介于10％～95％之间。4.如权利要求1或2所述的碳纤维垫片，其特征在于，所述接着材含浸于所述碳纤维垫片间的含浸率介于40％～80％。5.如权利要求4所述的碳纤维垫片，其特征在于，所述接着材为热塑型树脂或热固型树脂，所述非连续纤维为聚丙烯腈纤维碳化形成。6.如权利要求5所述的碳纤维垫片，其特征在于，所述热塑型树脂为聚酯类或聚砜类树脂，所述热固型树脂为环氧树酯系列或酚醛系列树脂。7.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑益庆，赖俊翰，宋柏震，吴昌谋，赖玟佑，林柏均，
申请(专利权)人：昱程科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71