CN103568413A - 复合材料及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种复合材料及其制造方法，该复合材料的制造方法包括步骤先将一橡胶混合物混炼形成一橡胶胶料，待冷却至室温后静置，接着提供两个基布，其分别具有一第一表面及一第二表面，再来将该橡胶胶料涂布于该两个基布的其中之一的第一表面及第二表面上以形成一第一胶布，并将该橡胶胶料涂布于该两个基布的其中另一个第一表面上以形成一第二胶布，之后将该第一胶布及该第二胶布同时进行贴合及加硫程序，其中该第一胶布贴合于该第二胶布的基布的第二表面，以形成五层式结构的复合材料。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合材料及其制造方法，且特别是涉及一种具有较佳物性的五层式结构的复合材料及其制造方法。
背景技术
近年来，路上交通工具发展迅速，全球许多开发中或已开发国家开始大量应用大众运输交通工具。而为增加载客量，各种大众运输交通工具通常具有两节以上的连结式车厢，例如火车、电联车、捷运、大型两段连结式巴士（台湾目前无这种巴士，但欧美与大陆相当常见）、高速磁浮式列车等。
最早仅用挂勾方式连结各车厢，而现今为了让乘客方便在车厢与车厢间移动，车厢与车厢间设计成通道，因此需使用橡胶皮料所制成的连结伸缩缝来避免金属制成的车厢相互碰撞。
此外，由于现今社会发展快速，对大众运输交通工具的要求也更高，除原来诉求的便利性、速度、高效率外，在安全性的要求更是不容忽视，各国皆有大众运输工具在消防相关的安全法规。
一般应用的橡胶与织物的复合材料在物性强度上不足，且成品通常需要经过三次加工，包括先制作第一种复合材料，再制作第二种复合材料，接着将两种复合材料贴附组合。然而在贴合过程中所需的人工成本高昂，也需要较长的加工时间，且加硫后橡胶于接合时容易产生接着不良的情形。
有鉴于此，本发明提供一种应用于耐燃车厢连结伸缩缝（Gangwaysand bellows）的生产技术，以生产一种容易加工，强度更好，耐燃性更佳，更耐久的五层式结构的复合材料，可广泛应用在火车、电联车、捷运、大型两段连结式巴士、高速磁浮式列车等车厢间的连结伸缩缝；同时本发明也可应用在其他需高物性、耐燃性、耐久复合材料的物件。
发明内容
为了能够制造一种高强度、高加工性及高耐用性的复合材料，以改善一般橡胶与纺织物的复合材料在物性强度的不足，进而提升生产效率，同时达到降低人工成本的效果。本发明提供一种复合材料的制造方法，根据本发明的具体实施例，所述复合材料的制造方法包括以下的步骤：
首先，将一橡胶混合物混炼形成一橡胶胶料，待冷却至室温后静置；接着，提供两个基布，其分别具有一第一表面及一第二表面；再来，将该橡胶胶料涂布于该两个基布的其中之一的第一表面及第二表面上以形成一第一胶布，并将该橡胶胶料涂布于该两个基布的其中另一的第一表面上以形成一第二胶布；之后，将该第一胶布及该第二胶布同时进行贴合及加硫程序，其中该第一胶布贴合于该第二胶布的基布的第二表面。
根据上述的制造方法，本发明另提供一种复合材料，其包括一第一胶布及一第二胶布。其中，该第一胶布包含有一基布及二橡胶胶料，其中该基布具有相对的两个表面，且该二橡胶胶料分别设置于该基布的相对的两个表面，该第二胶布包含有一基布及一胶料，其中该基布设置于该第一胶布上，该橡胶胶料设置于该基布上且位于该第一胶布的相对处。
综上所述，本发明的制造方法通过将第一胶布与第二胶布同时进行贴合及加硫程序，在相同物性下，能够提升橡胶皮料的加工性、且能够有效降低加工难度及增加加工效率，进而降低生产成本、提升竞争优势及降低成品的不良率。再者，制成的复合材料依序为胶料-基布-胶料-基布-胶料之五层结构，从而较佳的物性。
以下通过具体实施例详加说明，使能更容易了解本发明的目的、技术内容及欲达成的效果。
附图说明
图1为本发明的复合材料的制造方法的步骤流程图；
图2为本发明的复合材料的制造方法中使用的机台流程图；以及
图3为本发明的复合材料的示意图。
【主要元件符号说明】
1复合材料
10A第一胶层
10B第二胶层
12橡胶胶料
14基布
20万马力混练机
22连续式橡胶压延机
24鼓式连续加硫机
具体实施方式
请参阅图1，本发明的复合材料的制造方法包括以下的步骤：首先，执行步骤S10，接着，执行步骤S12，再来，执行步骤S14，最后，执行步骤S16。以下将详细描述各步骤的具体技术内容。
请参阅图2及3，在步骤S10中，将一橡胶混合物混炼形成一橡胶胶料12，待冷却至室温后静置一段时间。具体而言，所述橡胶混合物以万马力混炼机20在介于摄氏120至140度之间的温度下，使用5分钟的时间进行混炼，且待混练完成后，需冷却至式温存放至少12小时才可进行下一生产流程。
具体而言，橡胶混合物的组成成分包括100重量份（Parts per hundredsof rubber；PHR）的主胶、20至40重量份的填充剂、40至70重量份的难燃剂、10至20重量份的加工油及3至8重量份的功能性细粉，且投料的顺序依序为主胶、填充剂、加工油、难燃剂和功能性细粉。在本具体实施例中，主胶选自氯化聚乙烯，但所述主胶的种类并不限定。在一变化实施例中，为配合设计成不同强度的复合材料1，作为主胶的氯化聚乙烯还可配合天然橡胶（NR）、苯乙烯丁二基橡胶（SBR）、氯磺化橡胶（CSM）、氯丁基橡胶（CR）、丁基橡胶（IIR）或耐油胶（NBR）以形成不同的胶种。
另外，填充剂为20至40重量份的轻质碳酸钙，40至70重量份的难燃剂的组成成分包括20至40重量份的氢氧化铝及20至30重量份的有机耐燃剂，3至8重量份的功能性细粉的组成成分包括1至3重量份的抗氧化剂及2至5重量份的硫化剂。附带一提的是，PHR单位代表每百份橡胶含量中添加物的百分含量，例如20PHR即代表每100g或kg单位的橡胶中添加20g或kg单位的添加物。
在步骤S12中，提供两个基布14，其各具有一第一表面及一第二表面。具体而言，两个基布14均为聚酯纤维布（Polyester），但所述两个基布14的种类并不限定，或者两个基布14可视需求选择聚酯布、尼龙布、棉布、聚酯尼龙混纺纱布、其他不同组成纤维的混纺梭织布、平织布、横纹、格子布、斜纹布、缇花布、N/T交织布、色纱交织布、塔夫塔、牛津布或缎纹布。必须提及的是，所述复合材料1的制造方法中，可以先进行步骤S10再进行步骤S12，也可以先进行步骤S12再进行步骤S10，或同时进行步骤10及步骤12。
在步骤S14中，将橡胶胶料12涂布于两个基布14的其中之一的第一表面及第二表面以形成一第一胶布10A；并将橡胶胶料12分别涂布于两个基布的其中另一的第一表面以形成一第二胶布10B。具体而言，先将步骤S10中混炼形成的橡胶胶料12涂布于一基布14的第一表面及第二表面上，再经由一连续式橡胶压延机22压延形成第一胶布10A，且收卷后定为A卷，并将所述橡胶胶料12涂布于另一基布14的第一表面上，再经由一连续式橡胶压延机22压延形成第二胶布10B，且收卷后定为B卷。
在步骤S16中，将第一胶布10A及第二胶布10B同时进行贴合及加硫程序，且第一胶布10A贴合于第二胶布10B的基布14的第二表面。具体而言，将步骤S14中制备的A卷及B卷依序放置于鼓式连续加硫机24（ROTOCURE）的卷入架上；需注意的是，当A卷拉开时，第一胶布10A的任一橡胶胶料12的表面朝上皆可，但B卷拉开时，第二胶布10B的基布14的表面必须朝下。当进行卷入时，使B卷和A卷由上而下重叠并同时进行贴合及加硫程序，其中排列方式由上而下即为胶料-基布-胶料-基布-胶料。
更详细地说，所述五层结构的复合材料1在介于摄氏150至180度的温度下，以每分钟0.3至0.5码的产速及每平方厘米90至120公斤的压力下进行加硫程序，当加硫完成后即制成本发明的复合材料1。
复参阅图3，利用上述的制造方法，本发明得以提供一种复合材料1，其包括一第一胶布10A及一第二胶布10B。其中，第一胶布10A包含有一基布14及二橡胶胶料12，基布14具有相对的两个表面，且二橡胶胶料12分别设置于基布14的相对两个表面；第二胶布10B包含有一基布14及一橡胶胶料12，基布14设置于第一胶布10A上，橡胶胶料12设置于基布14上且位于该第一胶布10A的相对处。
综上所述，本发明相较于传统的复合材料具有下列的优点：
1、本发明的制造方法通过将第一胶布与第二胶布同时进行贴合及加硫程序，在相同物性下，能够提升橡胶皮料的加工性、且能够有效降低加工难度及增加加工效率，进而降低生产成本、提升竞争优势及降低成品的不良率。
2、本发明采用氯化聚乙烯与适当组分的橡胶填充剂、耐燃剂、加工油及功能性细粉等配合材料混炼制作出的橡胶胶料贴合在聚酯纤维布上，以此最新技术制作成五层式（T5）结构的复合材料，其具有更佳的强度、耐燃性、加工性及耐久度等，可广泛应用在火车、电联车、捷运、大型两段连结式巴士或高速磁浮式列车等车厢间的连结伸缩缝，也可应用在其它需高物性、耐燃性、耐久橡胶皮料的物件。
以上所述者，仅为本发明一优选实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，故举凡依本发明申请专利范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的申请专利范围内。
Claims (12)
1.一种复合材料的制造方法，其特征在于，包括以下的步骤：
将一橡胶混合物混炼形成一橡胶胶料，待冷却至室温后静置；
提供两个基布，其分别具有一第一表面及一第二表面；
将所述橡胶胶料涂布于所述两个基布的其中一个的第一表面及第二表面上以形成一第一胶布，并将所述橡胶胶料涂布于所述两个基布的其中另一个的第一表面上以形成一第二胶布；以及
对所述第一胶布及所述第二胶布同时进行贴合及加硫程序，其中所述第一胶布贴合于所述第二胶布的基布的第二表面。
2.根据权利要求1所述的复合材料的制造方法，其特征在于，所述橡胶混合物的组成成分包括：
（A）100重量份的主胶；
（B）20至40重量份的填充剂；
（C）40至70重量份的难燃剂；
（D）10至20重量份的加工油；以及
（E）3至8重量份的功能性细粉。
3.根据权利要求2所述的复合材料的制造方法，其特征在于，所述主胶为氯化聚乙烯及氯化聚乙烯配合天然橡胶、苯乙烯丁二基橡胶、氯磺化橡胶、氯丁基橡胶、丁基橡胶或耐油胶所形成的胶种的其中之一。
4.根据权利要求2所述的复合材料的制造方法，其特征在于，所述20至40重量份的填充剂为20至40重量份的轻质碳酸钙，所述40至70重量份的难燃剂的组成成分包括20至40重量份的氢氧化铝及20至30重量份的有机耐燃剂，所述10至20重量份的加工油为可塑剂，所述3至8重量份的功能性细粉的组成成分包括1至3重量份的抗氧化剂及2至5重量份的硫化剂。
5.根据权利要求1所述的复合材料的制造方法，其特征在于，所述橡胶胶料为由所述橡胶混合物通过万马力混炼机在介于摄氏120至140度之间的温度下使用5分钟的时间进行混炼所形成。
6.根据权利要求1所述的复合材料的制造方法，其特征在于，所述两个基布中的每一个均为聚酯纤维布、尼龙布、棉布、聚酯尼龙混纺纱布、混纺梭织布、平织布、横纹、格子布、斜纹布、缇花布、N/T交织布、色纱交织布、塔夫塔、牛津布或缎纹布。
7.根据权利要求1所述的复合材料的制造方法，其特征在于，所述第一胶布为通过连续式橡胶压延机将所述橡胶胶料涂布于所述两个基布的所述其中一个的第一表面及第二表面所形成，所述第二胶布为通过连续式橡胶压延机将所述橡胶胶料涂布于所述两个基布的所述其中另一个的第一表面所形成。
8.根据权利要求1所述的复合材料的制造方法，其特征在于，所述第一胶布及所述第二胶布通过一鼓式连续加硫机进行贴合程序，且在介于摄氏150至180度的温度下，以每分钟0.3至0.5码的产速及每平方厘米90至120公斤的压力下同时进行加硫程序。
9.一种复合材料，其特征在于，包括：
一第一胶布，其包含有一第一基布及一橡胶胶料，其中所述第一基布具有相对的两个表面，且所述橡胶胶料分别设置于所述第一基布的相对的所述两个表面；以及
一第二胶布，其包含有一第二基布及所述橡胶胶料，其中所述第二基布设置于所述第一胶布上，所述橡胶胶料设置于所述第二基布上且位于与所述第一胶布相对的位置处。
10.根据权利要求9的复合材料，其特征在于，所述橡胶胶料由橡胶混合物混炼形成，所述橡胶混合物的组成成分包括：
（A）100重量份的主胶；
（B）20至40重量份的填充剂；
（C）40至70重量份的难燃剂；
（D）10至20重量份的加工油；以及
（E）3至8重量份的功能性细粉。
11.根据权利要求10所述的复合材料，其特征在于，所述主胶为氯化聚乙烯及氯化聚乙烯配合天然橡胶、苯乙烯丁二基橡胶、氯磺化橡胶、氯丁基橡胶、丁基橡胶或耐油胶所形成的胶种的其中之一。
12.根据权利要求10所述的复合材料，其特征在于，所述20至40重量份的填充剂为20至40重量份的轻质碳酸钙，所述40至70重量份的难燃剂的组成成分包括20至40重量份的氢氧化铝及20至30重量份的有机耐燃剂，所述10至20重量份的加工油为可塑剂，所述3至8重量份的功能性细粉的组成成分包括1至3重量份的抗氧化剂及2至5重量份的硫化剂。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20140212 |