TWM642530U - 回收碳纖維與回收塑膠纖維之複合材結構 - Google Patents

Abstract

本創作之複合材結構包含有一基層以及複數回收碳纖維，基層呈片狀並包含有相互交纏的複數回收熱塑性塑膠纖維，各回收碳纖維呈直線狀且分布於基層中與各回收熱塑性塑膠纖維嵌接；各回收碳纖維的長度係短於各回收熱塑性塑膠纖維的長度。藉此，本創作所提供的回收碳纖維能更容易嵌接於回收熱塑性塑膠纖維而成為可回收加工的複合材結構，並藉以製得具高強度且不易翹曲的成型品，從而達到回收環保的目的。

Description

回收碳纖維與回收塑膠纖維之複合材結構

本創作係關於一種以回收纖維為主的環保材料，尤指可製成具有高強度的纖維增強製品的複合材結構。

以塑膠纖維基材與碳纖維補強材所形成之複合材料，因機械強度優異、重量輕、耐熱且耐腐蝕等諸多優勢，而被廣泛應用於航空、飛機、船舶、汽車、運動用品等不同用途之零組件。其中，由於材料強度與輕量化的考量，通常以連續長碳纖維作為補強材料的選擇，而長碳纖維在材料的補強上須具有特定的方向性，透過預先定位長碳纖維的走向，而能達到複合材料所需的強化效果，因此，可被有序排列之連續長碳纖維結構實屬必要。

然而，將碳纖維作為補強材料使用的習知技術中，當製作立體形狀之成型品時，須將具有碳纖維補強材之複合材料製成具有一定幅寬的片材，而於成形前必然得裁切多餘的邊角廢料，然而，這些未被使用的邊角廢料多屬於短碳纖維，短碳纖維因長短不一且纖維走向不易控制，因此難以回收再利用，也導致製程中所產生的複合材廢棄物與日俱增，而複合材廢棄物的處理大多採用掩埋或焚燒的方式處置。然而，掩埋的土地成本較高，而焚燒方式會產生空氣汙染的問題，甚至會釋放有害物質，對於現今環境更造成二次污染的負面影響。

有鑑於上述缺失，本創作之主要目的在於提供一種回收碳纖維與回收塑膠纖維之複合材結構，其能製得具高強度之成型品外，更能達到回收再利用之環保目的。

為達成上述目的，本創作所提供之複合材結構包含有一基層以及複數回收碳纖維，該基層呈片狀並包含有相互交纏的複數回收熱塑性塑膠纖維，各該回收碳纖維呈直線狀且分布於該基層中與該等回收熱塑性塑膠纖維嵌接；各該回收碳纖維的長度係短於各該回收熱塑性塑膠纖維的長度。

藉由上述技術特徵，本創作之複合材結構能成功將不易回收再利用之該等回收碳纖維更容易地與該等回收熱塑性塑膠纖維相互嵌接，除了能製得具高強度之成型品外，更能達到回收環保的目的，並提高該等回收碳纖維再利用的價值。

較佳地，各該回收熱塑性塑膠纖維，係自聚丙烯、聚碳酸酯、聚醯胺-6、聚醯胺-66、聚苯硫醚、聚醚醚酮所組成之群組中所選出的一種或多種材料。

較佳地，各該回收碳纖維的長度係介於10~180mm之間。如此，各該回收碳纖維能更容易地與各該回收熱塑性塑膠纖維相互嵌接。

較佳地，各該回收碳纖維經針軋方式與各該回收熱塑性塑膠纖維嵌接。如此，能夠使各該回收碳纖維與各該回收塑膠纖維之間的嵌接強度提升。

較佳地，各該回收碳纖維以及各該回收熱塑性塑膠纖維皆以不具方向性的方式排列。如此，由本創作之複合材結構所製得之成型品具有不易翹曲且高材料強度的優點。

申請人首先在此說明，於整篇說明書中，包括以下介紹的實施例以及申請專利範圍的請求項中，有關方向性的名詞皆以圖式中的方向為基準。其次，在以下將要介紹之實施例以及圖式中，相同之元件標號，代表相同或近似之元件或其結構特徵。

請參閱圖1，本創作之複合材結構1具有一基層10以及複數回收碳纖維14。

基層10為片狀材料，並包含有相互交纏的複數回收熱塑性塑膠纖維12，在本實施例中，各回收熱塑性塑膠纖維12係自聚丙烯、聚碳酸酯、聚醯胺-6、聚醯胺-66、聚苯硫醚、聚醚醚酮所組成之群組中所選出的一種或多種材料所製成。

各回收碳纖維14呈直線狀地分布於基層10，且各回收碳纖維14之長度係短於該等回收熱塑性塑膠纖維12的長度，在本實施例中，各回收碳纖維14的長度係介於10~180mm之間，使該等回收碳纖維14能更容易地嵌接於該等回收熱塑性塑膠纖維12。此外，該回收碳纖維14與該等回收熱塑性塑膠纖維12皆以不具方向性的排列方式相互嵌接。

另一方面，各回收碳纖維14藉由針軋方式與各回收熱塑性塑膠纖維12嵌接，因纖維之間相互拉扯的作用力，使得該等回收碳纖維14無法脫離該等回收熱塑性塑膠纖維12進而使嵌接的強度提升。此外，上述之針軋製程方式不僅簡單操作且完全不需使用黏著劑，即可形成具有回收碳纖維14與回收熱塑性塑膠纖維12之複合材結構1，後續再透過客戶需求，單獨將具有回收碳纖維14與回收熱塑性塑膠纖維12之複合材結構1進行模具成型的加熱、加壓製程，即可形成具高強度的纖維增強製品，達到將回收熱塑性塑膠纖維12與回收碳纖維14真正導入回收再製之環保目的。

由上述可知，本創作之複合材結構1所提供的該等回收碳纖維14呈直線狀且其長度短於該等回收熱塑性塑膠纖維12的長度，使該等回收碳纖維14能更容易地嵌接於該等回收熱塑性塑膠纖維12；此外，該等回收熱塑性塑膠纖維12與該等回收碳纖維14皆以不具方向性的方式排列，並透過針軋製程而相互嵌接，藉此，本創作之複合材結構1的優勢在於，當後續用於各種模具成形製程時，能因上述結構特性而使得製得之成型品更不易翹曲，且具有強度高、重量輕以及美觀性等優點，並能達成可回收再利用的環保特性。

最後，必須再次說明，本創作於前揭實施中所揭露的構成元件，僅為舉例說明，並非用來限制本案之範圍，其他等效元件的替代或變化，亦應為本案之申請專利範圍所涵蓋。

1:複合材結構 10:基層 12:回收熱塑性塑膠纖維 14:回收碳纖維

圖1為本創作之複合材結構的結構示意圖。

1:複合材結構

10:基層

12:回收熱塑性塑膠纖維

14:回收碳纖維

Claims (5)

1. 一種回收碳纖維與回收塑膠纖維之複合材結構，包含有： 一基層，呈片狀，該基層包含有相互交纏的複數回收熱塑性塑膠纖維；以及 複數回收碳纖維，各該回收碳纖維呈直線狀，且分布於該基層中與該等回收熱塑性塑膠纖維嵌接；各該回收碳纖維的長度係短於各該回收熱塑性塑膠纖維的長度。
2. 如請求項1所述之回收碳纖維與回收塑膠纖維之複合材結構，其中各該回收熱塑性塑膠纖維，係自聚丙烯、聚碳酸酯、聚醯胺-6、聚醯胺-66、聚苯硫醚、聚醚醚酮所組成之群組中所選出的一種或多種材料。
3. 如請求項1所述之回收碳纖維與回收塑膠纖維之複合材結構，其中各該回收碳纖維的長度係介於10~180mm之間。
4. 如請求項3所述之回收碳纖維與回收塑膠纖維之複合材結構，其中各該回收碳纖維經針軋方式與各該回收熱塑性塑膠纖維嵌接。
5. 如請求項4所述之回收碳纖維與回收塑膠纖維之複合材結構，其中各該回收碳纖維以及各該回收熱塑性塑膠纖維皆以不具方向性的方式排列。

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