CN114086391A - 碳纤维束的处理方法 - Google Patents
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Abstract
一种碳纤维束的处理方法，其可以调整上浆纤维的适当集束性、收卷性与耐磨性。方法包含下列步骤：(i)涂布上浆剂于至少一碳纤维束上，其中该上浆剂包含热塑性树脂；(ii)热风干燥该碳纤维束；以及(iii)以红外线加热该碳纤维束，其中该红外线加热的加热温度等于或高于该热塑性树脂的熔点。
Description
技术领域
本发明关于一种碳纤维束的处理方法。
背景技术
目前的热塑性连续纤维补强复合材料(continuous fiber reinforcedthermoplastic composites,CFRTP)主要由碳纤维与热塑性树脂复合而成，其优点包含快速生产制造、可多样化加工成型、可回收再利用、低工艺能耗等，相当符合目前环保的趋势。
碳纤维具有优异的机械特性如高比强度与高比模量、耐高温、耐化学性、低摩擦系数与高导电性，因此碳纤维广泛地应用于复合材料领域如航空、航天、体育用品、土木建筑、电子产品、医疗器械等。然而在碳纤维的生产及加工之前必须先对碳纤维进行上浆，例如以树脂润湿碳纤维，否则所形成的复合材料中会出现孔洞，从而降低复合材料的力学性能。此外在碳纤维的生产及加工过程中，碳纤维经机械摩擦后容易产生毛羽及单丝断裂等现象，从而影响碳纤维的性能。
上浆剂能够形成保护膜以保护碳纤维的表面，增加碳纤维的耐磨性与集束性，从而得以提高碳纤维与树脂之间的接合强度。传统上用于碳纤维的上浆剂为未固化的环氧树脂，但是这些未固化的环氧树脂与热塑性树脂之间的兼容性通常不佳，从而影响复合材料的性能。进一步而言，上浆剂中的未固化的环氧树脂与低极性的热塑性树脂如聚烯烃(polyolefin)(例如聚丙烯(polypropylene)与聚乙烯(polyethylene))以及低反应性的官能基化工程树脂如聚苯硫醚(polyphenylene sulfide,PPS)与聚醚醚酮(poly-ether-ether-ketone,PEEK)的兼容性不佳，从而使得碳纤维与热塑性树脂之间存在接合性问题。
由上可知，为了提升碳纤维与热塑性树脂的接合性，可将上浆剂的种类从环氧树脂改选用为结构上较相近的热塑性树脂。然而由文献可知，热塑性树脂本身的长链使其反应性较低，从而降低碳纤维与热塑性树脂之间的接合性。
目前存在一种对热塑性树脂有良好接合性的共轭二烯为上浆剂，其可借由抑制挤出成形时碳纤维的起毛而提升量产性。虽然此类上浆剂因具有成膜性而得以提高碳纤维的集束性并抑制挤出成形时的起毛现象，但此类上浆剂的成膜性也会造成碳纤维各股的重叠部分分股困难而产生毛羽。
在其他以聚醚酰亚胺(polyetherimide,PEI)、聚酰亚胺(polyimide,PI)、聚芳醚酮(polyetherketoneketone,PAEK)为主要组成的上浆剂中，使用了二氮杂萘酮和4,4’-联苯二酚作为共聚单体单元的聚芳醚酮。但由于聚芳醚酮具有结晶性，而聚芳醚酮的结晶性会导致在连续生产碳纤维时造成碳纤维的硬挺性太高，从而使碳纤维无法正常收卷及分纱等丝束沾粘问题。
此外，经马来酸酐改质的聚丙烯类上浆剂虽能提高碳纤维与聚丙烯树脂之间的接合性，但此类上浆剂在加热干燥至其熔点再降温时会开始结晶，造成碳纤维束过硬及后续收卷问题。由于此类上浆剂会受干燥温度影响而形成结晶，从而影响碳纤维束的可加工性与展纱性，因此精准控制此类上浆剂的干燥温度相当重要。值得注意的是，传统的热风加热干燥设备的实际温度控制精准度不佳，仅要求除去水分，因此容易造成此类上浆剂的结晶问题。加工时的一些其他因素如线速、挤压辊压力、丝束张力、含浆率、上浆槽浓度、外在环境温湿度变化等也可能造成碳纤维束在烘干前后的含水率变化，使得在热风干燥时碳纤维束的表面实际温度发生变化，导致温度控制不佳且上浆剂出现不同程度的结晶，进而造成碳纤维束过硬及后续收卷问题，不利于碳纤维束的质量控制与后续加工。
本发明的目的是解决上述现有技术的问题，提供一种碳纤维束的制造方法，其中在热风烘干碳纤维后进一步搭配精准的红外线热处理，解决碳纤维的上浆剂结晶问题所造成的碳纤维毛羽及过硬现象，改善上浆剂成膜性过高所造成的碳纤维互相纠缠起毛问题，从而精确地控制碳纤维的硬挺性与集束性。
发明内容
本发明的一态样提供一种碳纤维束的处理方法。方法包含下列步骤：(i)涂布上浆剂于至少一碳纤维束上，其中上浆剂包含热塑性树脂；(ii)热风干燥碳纤维束；以及(iii)以红外线加热碳纤维束，其中红外线加热的加热温度等于或高于热塑性树脂的熔点。
在一或多个实施方式中，步骤(iii)的加热温度与热塑性树脂的熔点具有差值为5℃至50℃。
在一或多个实施方式中，热塑性树脂还包含将改质单体接枝于热塑性树脂上。
在一或多个实施方式中，改质单体包含聚烯烃系不饱和羧酸、聚烯烃系不饱和羧酸酯、聚烯烃系不饱和羧酸酐或其组合。
在一或多个实施方式中，改质单体的熔点高于热塑性树脂的熔点，且步骤(iii)的加热温度位于热塑性树脂的熔点与改质单体的熔点之间。
在一或多个实施方式中，步骤(iii)的加热温度高于改质单体的熔点。
在一或多个实施方式中，步骤(ii)的加热温度为70℃至120℃。
在一或多个实施方式中，步骤(iii)的加热温度为80℃至190℃。
在一或多个实施方式中，至少一碳纤维束包含复数个碳纤维束。
在一或多个实施方式中，在步骤(i)之后与步骤(ii)之前，还包含将碳纤维束分别置放于多个沟槽中，以使碳纤维束彼此分离。
具体实施方式
为了使本发明内容的叙述更加详尽与完备，下文针对了本发明内容的实施态样与具体实施例提出了说明性的描述；但这并非实施或运用本发明内容具体实施例的唯一形式。以下所公开的各实施例，在有益的情形下可相互组合或取代，也可在一实施例中附加其他的实施例，而无须进一步的记载或说明。在以下描述中，将详细叙述许多特定细节以使读者能够充分理解以下的实施例。然而，可在无此等特定细节的情况下实践本发明内容的实施例。
虽然下文中利用一系列的操作或步骤来说明在此公开的方法，但是这些操作或步骤所示的顺序不应被解释为本发明内容的限制。例如，某些操作或步骤可以按不同顺序进行及/或与其它步骤同时进行。此外，并非必须执行所有绘示的操作、步骤及/或特征才能实现本发明内容的实施方式。此外在此所述的每一个操作或步骤可以包含数个子步骤或动作。
本发明的一态样提供一种碳纤维束的处理方法。方法包含步骤(i)至步骤(iii)。步骤(i)包含涂布上浆剂于至少一碳纤维束上，其中上浆剂包含热塑性树脂。上述至少一碳纤维束可包含复数个碳纤维束。在一或多个实施方式中，碳纤维束包含但不限于聚丙烯腈系碳纤维、沥青系碳纤维及/或缧萦系碳纤维。在一实施方式中，碳纤维束为可提供优良的质量及生产性的聚丙烯腈系碳纤维。碳纤维的型态无特别限制，包含但不限于单丝直径为3μm至10μm的碳纤维束。每一碳纤维束中的碳纤维单丝根数无特别限制，可例如为1000至100000根。在一或多个实施方式中，在形成碳纤维强化复合材料时，可先对碳纤维束进行表面处理以提高碳纤维束与树脂的亲和性或接合性。表面处理包含但不限于将碳纤维束置于酸性或碱性电解液中以进行电解氧化处理，或对碳纤维束进行气相或液相的氧化处理。
本发明的上浆剂包含具有结晶性的高分子树脂，意即其在特定温度下会产生结晶而成膜。此类具有结晶性的高分子树脂包含热塑性树脂，例如聚烯烃、聚芳醚酮、聚酯、聚乙二醇、聚酰胺、聚苯硫醚或其一组合。聚烯烃包含但不限于聚丙烯、聚乙烯、乙烯与丙烯的共聚物、丙烯与1-丁烯的共聚物及/或乙烯、丙烯与1-丁烯的共聚物。聚酯包含但不限于聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯。聚酰胺包含但不限于聚邻苯二甲酰胺。
在一或多个实施方式中，热塑性树脂还包含接枝于热塑性树脂上的改质单体。改质单体可包含聚烯烃系不饱和羧酸、聚烯烃系不饱和羧酸酯、聚烯烃系不饱和羧酸酐或其一组合。聚烯烃系不饱和羧酸包含但不限于甲基丙烯酸(methacrylic acid)、马来酸(maleic acid)、富马酸(fumaric acid)、四氢酞酸(tetrahydrophthalic acid)、伊康酸(itaconic acid)、柠康酸(citraconic acid)、巴豆酸(crotonic acid)及/或异巴豆酸(isocrotonic acid)。聚烯烃系不饱和羧酸酯包含但不限于聚烯烃系不饱和羧酸的甲基、乙基或丙基的单酯或二酯。聚烯烃系不饱和羧酸酐包含但不限于纳迪克酸(nadicanhydride)、马来酸酐(maleic anhydride)及/或柠康酸酐(citraconic anhydride)。
在一或多个实施方式中，上浆剂可还包含添加剂，例如界面活性剂、平滑剂、乳化剂等，以使上浆剂形成乳液、悬浮体或溶液。在一或多个实施方式中，上浆剂可还包含水以调整热塑性树脂在上浆剂中的浓度，例如将热塑性树脂的浓度调整为0.1质量％～10质量％，以促进碳纤维束充分浸润于上浆剂中。上述浓度调整可以是一次性稀释或多次稀释。
在一实施方式中，可在上浆槽的入口和出口各设置至少一刻沟槽，并将碳纤维束置于刻沟槽的多个沟槽中以使碳纤维束彼此分离，借此可确保碳纤维束在进入上浆槽前及从上浆槽出来后通过刻沟槽，从而使碳纤维束的行进方向保持平行并确保碳纤维束良好分离。
接着执行步骤(ii)，对碳纤维束进行热风干燥。在一或多个实施方式中，可于空气或氮气环境中，将碳纤维束置于热风干燥机例如热风烘箱中，并于70℃至120℃下对碳纤维束进行热风干燥。热风干燥可移除上浆剂中的大部分水分。
在一实施方式中，可在热风干燥机的入口和出口各设置至少一刻沟槽，并将碳纤维束置于刻沟槽的多个沟槽中以使碳纤维束彼此分离，借此可确保碳纤维束在进入热风干燥机前及从热风干燥机出来后通过刻沟槽，从而使碳纤维束的行进方向保持平行并确保碳纤维束良好分离。
在一或多个实施方式中，为了避免上浆剂堆积在刻沟轮并减少碳纤维束经过刻沟轮时因摩擦而产生毛羽，可将刻沟轮的沟深设计为3mm以避免碳纤维束跨越刻沟轮的不同沟道。刻沟轮的沟道可设计为平底以避免改变碳纤维束的大小。刻沟轮的沟壁弯角可设计为直角以控制碳纤维束的行进方向并避免碳纤维束在行进时发生偏移。可对刻沟轮进行表面处理，包含但不限于喷附金钢砂以使得刻沟轮表面的算数平均粗度(roughnessaverage)为0.6～0.8及/或在刻沟轮表面镀上铬层。铬层的厚度可例如为0.08～0.1mm，而铬层的洛氏硬挺性(Rockwell scale)可例如为55～60HRC。
在一或多个实施方式中，在进行步骤(ii)时，碳纤维束的张力设定为1000cN/tex至1500cN/tex。可通过张力计测定碳纤维束的张力。当碳纤维束的张力大于1500cN/tex时，会使碳纤维过度收缩，从而造成碳纤维的丝宽不足，并且碳纤维会过度摩擦辊轮而引起碳纤维的断丝或毛羽问题。另一方面，当碳纤维束的张力小于1000cN/tex时，会使碳纤维束无法定位或固定于刻沟轮的沟道中。控制碳纤维束的张力的方法包含但不限于通过控制前后刻沟轮的驱动速度比率来控制碳纤维束的张力。
接着执行步骤(iii)，以红外线加热碳纤维束。在一些实施方式中，步骤(ii)的加热温度与步骤(iii)的加热温度可以相同或不同，例如具有差值为0至40℃。在一实施方式中，步骤(iii)的加热温度为80℃至190℃。值得注意的是，红外线加热温度的控制取决于上浆剂的熔点，其中红外线加热的加热温度等于或高于热塑性树脂的熔点。在红外线加热的加热温度高于热塑性树脂的熔点的实施方式中，步骤(iii)的温度与热塑性树脂的熔点可具有差值为5℃至50℃，较佳为10℃至30℃，例如20℃或25℃。以红外线加热碳纤维束可调整碳纤维束的硬挺性。举例而言，若欲增加碳纤维束的硬挺性，步骤(iii)的温度需超过上浆剂的熔点。另一方面，若欲降低碳纤维束的硬挺性，则步骤(iii)的温度需低于上浆剂的熔点。
在热塑性树脂还包含接枝于热塑性树脂上的改质单体的一实施方式中，改质单体的熔点高于热塑性树脂的熔点，且步骤(iii)的加热温度可位于热塑性树脂的熔点与改质单体的熔点之间。然而在另一实施方式中，步骤(iii)的加热温度可高于改质单体的熔点，且步骤(iii)的温度与改质单体的熔点可具有差值为5℃至10℃。
步骤(iii)包含使用红外线干燥机例如红外线烘箱加热碳纤维束。在一些实施方式中，红外线干燥机中可例如使用卤素灯管以发出红外线加热碳纤维束。在一些实施方式中，红外线的波长较佳为2μm至4μm。在一实施方式中，在红外线干燥机后方设置梳棉器，并利用热风干燥机的最后一个刻沟轮与梳棉器进行丝道稳定，以避免碳纤维束互相摩擦而产生毛羽。在一实施方式中，热风干燥机的出口与红外线干燥机的入口之间的间距至少为1m，以避免热风干燥机与红外线干燥机的温度互相干扰及方便操作。步骤(iii)的滞留时间为30～90秒，较佳为50～60秒。
在步骤(iii)之后，方法还包含对碳纤维束进行收卷。在生产收卷及后续复合材料加工应用上，碳纤维束的硬挺性应介于50～100g，较佳介于70～90g。若碳纤维的硬挺性太高，会使碳纤维束难以收卷，在后续形成复合材料时不利展纱浸润。若碳纤维束的硬挺性太低，会使上浆剂的成膜性过低、使得上浆剂对碳纤维束的保护性不足，降低碳纤维束的集束性。
以下实验例用以详述本发明的特定态样，并使本领域技术人员得以实施本发明。然而以下的实验例并不用以限制本发明。
上浆液为高分子水性上浆液，在此为三井化学提供的聚烯烃系上浆液A与上浆液B。上浆液A与上浆液B具有热塑性树脂(熔点为80℃或100℃，依具体结构而定)以及接枝于热塑性树脂上的改质单体(熔点为100℃或130℃，依具体结构而定)。上浆液A与上浆液B的组成可参照中国台湾专利号TWI703246B，在此通过引用并入全文。碳纤维束采用台塑常规碳纤维规格TC24K-35R。在执行以下实验例之前，先在600℃、滞留时间180秒的条件下去除碳纤维束表面上原有的传统环氧树脂类上浆剂，再进行本发明的碳纤维束的处理方法。
实施例1：去浆的碳纤维束在线速1.0m/分钟下，降低上浆张力至800cN，浸入浓度3.2％的A浆液约36秒，经过挤压轮去除多余上浆剂与水分。在烘箱120℃、烘干3分钟；再用红外线加热器以100℃处理0.9分钟。所得碳纤维束的集束性可、毛羽性佳、硬挺性为90g。
实施例2：去浆的碳纤维束在线速1.0m/分钟下，上浆张力800cN，浸入浓度3.2％的A浆液约36秒，经过挤压轮去除多余上浆剂与水分。在烘箱120℃、烘干3分钟，再用红外线加热器以90℃处理0.9分钟。所得碳纤维束的集束性可、毛羽性佳、硬挺性为84g。
实施例3：去浆的碳纤维束在线速1.0m/分钟下，上浆张力1000cN，浸入浓度3.2％的A浆液约36秒，经过挤压轮去除多余上浆剂与水分。在烘箱100℃、烘干3分钟，再用红外线加热器以100℃处理0.9分钟。所得碳纤维束的集束性可、毛羽性佳、硬挺性为91g。
实施例4：去浆的碳纤维束在线速1.0m/分钟下，上浆张力1000cN，浸入浓度3.2％的A浆液约36秒，经过挤压轮去除多余上浆剂与水分。在烘箱100℃、烘干3分钟，再用红外线加热器以140℃处理0.9分钟。所得碳纤维束的集束性太高、毛羽性佳、硬挺性为141g。
实施例5：去浆的碳纤维束在线速1.0m/分钟下、1000cN张力下，浸入浓度3.2％的B浆液约36秒，经过挤压轮去除多余上浆剂与水分。在烘箱100℃、烘干3分钟，再用红外线加热器以100℃处理0.9分钟。所得碳纤维束的集束性可、毛羽性佳、硬挺性为75g。
实施例6：去浆的碳纤维束在线速1.0m/分钟下、1000cN张力下，浸入浓度3.2％的B浆液约36秒，经过挤压轮去除多余上浆剂与水分。在烘箱120℃、烘干3分钟，再用红外线加热器以110℃处理0.9分钟。所得碳纤维束的集束性可、毛羽性佳、硬挺性为85g。
实施例7：去浆的碳纤维束在线速1.0m/分钟下、1000cN张力下，浸入浓度3.2％的B浆液约36秒，经过挤压轮去除多余上浆剂与水分。在烘箱100℃、烘干3分钟，再用红外线加热器以120℃处理0.9分钟。所得碳纤维束的集束性可、毛羽性佳、硬挺性为98g。
实施例8：去浆的碳纤维束在线速1.0m/分钟下、1000cN张力下，浸入浓度3.2％的B浆液约36秒，经过挤压轮去除多余上浆剂与水分。在烘箱100℃、烘干3分钟，再用红外线加热器以140℃处理0.9分钟。所得碳纤维束的集束性太高、毛羽性佳、硬挺性为152g。
比较例1：去浆的碳纤维束在线速0.6m/分钟下，浸入浓度3.2％的A浆液约60秒，经过挤压轮去除多余上浆剂与水分。在烘箱100℃、烘干5分钟。所得碳纤维束的集束性可、毛羽性良好、硬挺性为80g。
比较例2：去浆的碳纤维束在线速1.0m/分钟下，浸入浓度3.2％的A浆液约36秒，经过挤压轮去除多余上浆剂与水分。在烘箱100℃、烘干3分钟。所得碳纤维束的集束性差、毛羽性不佳、硬挺性15g。仅去除水分，但温度未达结晶成膜，造成毛羽性、硬挺性不良。
比较例3：去浆的碳纤维束在线速0.6m/分钟下，浸入浓度3.2％的A浆液约60秒，经过挤压轮去除多余上浆剂与水分。在烘箱120℃、烘干5分钟。所得碳纤维束的集束性高、毛羽性良好、硬挺性为113g。
比较例4：去浆的碳纤维束在线速1.0m/分钟下，降低上浆张力至800cN减少摩擦，浸入浓度3.2％的A浆液约36秒，经过挤压轮去除多余上浆剂与水分。在烘箱120℃、烘干3分钟。所得碳纤维束的集束性差、毛羽性不佳、硬挺性30g。烘干后滞留时间未有足够结晶成膜，造成毛羽性、硬挺性不良。
比较例5：去浆的碳纤维束在线速1.0m/分钟下，降低上浆张力至800cN减少摩擦，浸入浓度3.2％的A浆液约36秒，经过挤压轮去除多余上浆剂与水分。在烘箱140℃、烘干3分钟。所得碳纤维束的集束性太高、毛羽性可、硬挺性127g。烘干后结晶成膜，硬挺性太高。
比较例6：去浆的碳纤维束在线速1.0m/分钟下，降低上浆张力至800cN减少摩擦，浸入浓度3.2％的A浆液约36秒，经过挤压轮去除多余上浆剂与水分。在烘箱160℃、烘干3分钟。所得碳纤维束的集束性太高、毛羽性可、硬挺性151g。烘干后结晶成膜良好，硬挺性太高。
比较例7：去浆的碳纤维束在线速1.0m/分钟下，降低上浆张力至800cN减少摩擦，浸入浓度3.2％的A浆液约36秒，经过挤压轮去除多余上浆剂与水分。在烘箱160℃、烘干3分钟、再用红外线加热器以100℃处理0.9分钟。所得碳纤维束的集束性太高、毛羽性可、硬挺性155g。烘干后结晶成膜良好，硬挺性太高。
比较例8：去浆的碳纤维束在线速1.0m/分钟下，浸入浓度3.2％的B浆液约36秒，经过挤压轮去除多余上浆剂与水分。在烘箱100℃、烘干3分钟。所得碳纤维束的集束性差、毛羽性不佳、硬挺性37g。仅去除水分，但温度未达结晶成膜，造成毛羽性、硬挺性不足。
比较例9：去浆的碳纤维束在线速1.0m/分钟下，浸入浓度3.2％的B浆液约36秒，经过挤压轮去除多余上浆剂与水分。在烘箱120℃、烘干3分钟。所得碳纤维束的集束性高、毛羽性可、硬挺性110g。热烘箱温度太高，已经浆液以全部结晶成膜，红外线加热器无调整空间。
上述实施例与比较例的相关处理条件与测试结果分别记载于表一与表二。上浆剂的熔点是以示差扫描量热仪(Differential Scanning Calorimetry,DSC)测量。碳纤维束在热风烘干前后及红外线热处理前后的含水率计算方式为含水率＝(W1-W2)/W2*100％，其中W1为上浆挤压后的湿碳纤维束重量，W2为在105℃下除水30分钟后的碳纤维束重量。碳纤维束的丝束温度是通过使用红外线热显像仪于热风烘箱上层出口测得，可使用品牌FLIR(厂商Teledyne FLIR LLC)C3或更高阶等级设备。含浆率(SPU,sizing pick-up)的计算方式为含浆率＝(W3-W4)/W4*100％，其中W3为卷取长度为1m的碳纤维束的重量，W4为将所卷取的碳纤维束置于400℃高温炉40分钟后再冷却秤重所得到的数值。
磨耗性可通过收集碳纤维束的毛羽来判断，其检测方式为在出纱张力600cN的条件下，使待测碳纤维束经过7颗无特殊表面处理、无传动的金属滚轮并行进30米，并于出口设置上下至少两片海绵垫以收集碳纤维束因磨损产生的毛羽，将累积的毛羽于105℃下烘干40分钟后秤重，其中毛羽的重量单位为mg。
碳纤维的硬挺性测试方式是将碳纤维铺在由两个平台所构成的间隙上方，施加力以弯折碳纤维，并纪录碳纤维成功被弯折时所需的力量(单位：g)即为碳纤维硬度。
实施例1至实施例8在热风烘干碳纤维束后进一步搭配红外线热处理，其中红外线加热的加热温度等于或高于热塑性树脂的熔点。由表一可见，实施例1至实施例8具备良好的集束性，没有磨耗性问题，且硬挺性适中，从而有利于后续收卷及碳纤维束的质量控制与后续加工。
反观比较例1-6及比较例8-9在热风烘干碳纤维后完全没有后续红外线热处理，从表一可见其集束性大致不佳，部分比较例具有磨耗性问题且硬挺性过低或过高，不利于后续收卷及碳纤维束的质量控制与后续加工。另比较例7在热风烘干碳纤维束虽有后续红外线热处理，但比较例7的热风烘干温度过高(160℃)，造成碳纤维束的硬挺性非常高，不利于后续加工。
表一
表二
表一与表二中的集束性是以每10mm的平均丝宽的碳纤维束的硬度进行评估，单位为g/10mm。集束性>12g/mm可视为集束性太高(以“◎+”表示)，会造成碳纤维展纱困难问题。集束性为10～12g/mm可视为集束性高(以“◎”表示)，会出现碳纤维展纱不易问题。集束性为6～9g/mm表示集束性可(以“○”表示)，有利于后续加工处理及应用。集束性<6g/mm表示集束性差(以“X”表示)，不利于后续应用。
综上所述，本发明提供一种碳纤维束的制造方法，其中在热风烘干碳纤维后进一步搭配精准的红外线热处理，解决了碳纤维的上浆剂结晶问题所造成的碳纤维毛羽及过硬现象，改善上浆剂成膜性过高所造成的碳纤维互相纠缠起毛问题，从而精确地控制碳纤维的硬挺性与集束性。
前述内容概述若干实施例或实例的特征，以使得本领域技术人员可较佳理解本发明的态样。本领域技术人员应理解，他们可容易地使用本发明作为设计或修改用于执行本文所介绍的实施方式相同目的及/或达成相同优点的其他工艺及结构的基础。本领域技术人员应同时认识到，这些的等效构造并不偏离本发明的精神及范畴，且其可在不偏离本发明的精神及范畴的情况下于本文中进行各种变化、替换及变更。
Claims (10)
1.一种碳纤维束的处理方法，其特征在于，包含下列步骤：
(i)涂布上浆剂于至少一碳纤维束上，其中该上浆剂包含热塑性树脂；
(ii)热风干燥该碳纤维束；以及
(iii)以红外线加热该碳纤维束，其中该红外线加热的加热温度等于或高于该热塑性树脂的熔点。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，其中该步骤(iii)的该加热温度与该热塑性树脂的该熔点具有差值为5℃至50℃。
3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，还包含将改质单体接枝于该热塑性树脂上。
4.根据权利要求3所述的处理方法，其特征在于，其中该改质单体包含聚烯烃系不饱和羧酸、聚烯烃系不饱和羧酸酯、聚烯烃系不饱和羧酸酐或其组合。
5.根据权利要求4所述的处理方法，其特征在于，其中该改质单体的熔点高于该热塑性树脂的该熔点，且该步骤(iii)的该加热温度位于该热塑性树脂的该熔点与该改质单体的该熔点之间。
6.根据权利要求4所述的处理方法，其特征在于，其中步骤(iii)的该加热温度高于该改质单体的该熔点。
7.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，其中该步骤(ii)的该加热温度为70℃至120℃。
8.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，其中该步骤(iii)的该加热温度为80℃至190℃。
9.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，其中该至少一碳纤维束包含复数个碳纤维束。
10.根据权利要求9所述的处理方法，其特征在于，在步骤(i)之后与步骤(ii)之前，还包含将该些碳纤维束分别置放于多个沟槽中，以使该些碳纤维束彼此分离。
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