CN1082982A

CN1082982A - 管状塑料复合材料自行车车架的制造方法

Info

Publication number: CN1082982A
Application number: CN 92110072
Authority: CN
Inventors: 尤景三
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-08-24
Filing date: 1992-08-24
Publication date: 1994-03-02

Abstract

一种管状塑料复合材料自行车车架的制造方法，该塑料复合材料是以热塑性塑料为基材，以长纤维物质为增强材料，其特征在于首先取用一耐高温且具有可挠性的内管，然后于该内管表面包覆至少一层热塑性塑料基材层以及一长纤维增强层，以形成一具有层合状外部层壳的管状物，再将该管状物置入一模具内并加热至温度达到该热塑性塑料基材层的熔点，在维持该温度的状态下，以压力递增的方式分段地将加压气体引入该管状物，最后，当该步骤进行一段时间后，冷却该模具，即可制成一弹性佳、强度高、且质量轻的自行车车架。

Description

本发明是关于自行车车架，特别是关于一种管状热塑性塑料复合材料自行车车架的制造方法。

目前管状的塑料复合材料自行车车架大部分是以热固性塑料为基材，以长纤维物质为增强材料，制造时是取用多张预浸热固性塑料（如环氧树脂）的长纤维织板依序叠置卷绕成层合状的管状物后，再置入模具内加压加热固化成型。该种管状自行车车架虽然具有质量轻、刚性高的优点，但是韧性较差，因此在骑用时并不舒服。再者，热固性塑料不易回收，容易造成环境污染。

因此，本发明的主要目的在于提供一种管状热塑性塑料复合材料自行车车架的制造方法，它是以热塑性塑料为基材，以长纤维物质为增强材料，因此制成品除了具有质量轻、刚性高的优点外，亦具有相当良好的韧性。

本发明的另一目的在于提供一种管状热塑性塑料复合材料自行车车架的制造方法，其塑料基材较容易回收。

本发明的再一目的在于提供一种管状热塑性塑料复合材料自行车车架的制造方法，其制成品单位厚度的层合数比通常的要多，因此可具有较高的强度。

因此，为达到前述目的，本发明的一种管状塑料复合材料自行车车架的制造方法是以热塑性塑料为基材，以长纤维物质为增强材料，其特征在于包括以下步骤，首先取用一耐高温且具有可挠性的内管，于该内管的表面至少包覆一层热塑性塑料基材层以及一层长纤维增强层，以形成一具有层合状外部层壳的管状物;然后将该管状物置入一具有车架形状模穴的模具内，以适当压力闭合该模具并以至少高于该热塑性塑料基材层熔点的温度对该模具加热，在加热进行时，以压力递增的方式分段地将加压气体引入该管状物内，最后冷却该模具，该管状物即可根据模穴的形状而成型为一管状的自行车车架。

由前述可知，本发明的制造方法是以热塑性材料为基材，因此制成品在韧性上可比以热塑性塑料为基材的要好，而且较容易回收。再者，各层的热塑性塑料是先预融熔呈液态然后再以分段加压的方式使其渗入各长纤维束之间，换言之，各层的热塑性塑料是先预融合为一体后再固化，因此可以更显出塑料复合材料的优点。另外，本发明的制造方法，是使各层合在各层基材融熔的状态下被分段加压，因此，它可以较多的层合数形成相同厚度的成品，因而成品在强度上比通常的要高。

下面列举一本发明的较佳实施例并配合附图作进一步的说明，其中：

图1为本发明一较佳实施例形成一具有层合状外部层壳的管状物的示意图。

图2为本发明一较佳实施例将管状物置入模具模穴内的示意图。

图3为本发明一较佳实施例将管状物置入模具后的剖面视图。

图4为本发明一较佳实施例制成品的立体图。

图5为本发明一较佳实施例中将长纤维束预先缠贴于一呈平伸状的热塑性塑料薄膜上的示意图。

图6为本发明一较佳实施例中以热塑性塑料薄管及长纤维织管依序套穿于一内管表面的示意图。

图7为本发明一较佳实施例中其各热塑性塑料基材层是以热塑性塑料带卷绕而成的示意图。

图8为本发明一较佳实施例中其各热塑性塑料基材层的表面呈网状的示意图。

参考各附图，本发明的一个较佳实施例是用来制造自行车车架中的把手杆。

首先取用一个以耐高温塑料材料（如硅橡胶）制成的内管（10），然后于该内管（10）表面依序卷绕一个第一、第二及第三热塑性塑料基材层（11）、（13）、（15）以及一个第一、第二长纤维增强层（12）、（14），以形成一具有层合状外部层壳（16）的管状物（20）。

在卷绕时，可在该内管（10）内套穿一金属棒（用图1中的1表示），以便于施工。各该热塑性塑料基材层（11）、（13）、（15）可用呈平伸状的聚酰胺（尼龙）剪裁而成，而各该长纤维增强层（12）、（14）则可用长度在0.1～10m或者更长的碳纤维、硼纤维或玻璃纤维制成。在实际制造上，可将长纤维束（2）预先贴覆于一呈平伸状的热塑性塑料薄膜（3）上（如图5所示）而形成一薄板，然后再卷绕于该内管（10）的表面上。另外，亦可用三条热塑性塑料薄管（21）、（23）、（25）以及二条长纤维织管（22）、（24）依序套穿于该内管（10）的表面上（如图6所示）。再者，前述各热塑性塑料基材层（11）、（13）、（15）亦可用热塑性塑料带（30）卷绕而成（如图7所示）。而且，为了使各该热塑性塑料基材层（11）、（13）、（15）在加温后更快地呈融熔状态，亦可以使其表面呈网状（如图8所示）。

该管状物（20）制成后，将其置入一模具（22）的模穴（24）内，该模穴（24）具有与自行车把手杆相同的形状，然后则以适当压力闭合该模具（22）并将其加热至220℃，同时，将一压力为1-3kg/cm²的第一道加压气体引入该管状物（20）内部。此时，各该热塑性塑料基材层（11）、（13）、及（15）将呈融熔状态并被迫压而均匀地渗入各该长纤维增强层（12）、（14）的各长纤维束间。当前述步骤进行约5分钟后，再将一压力为5-10kg/cm²的第二道加压气体（如图3箭头所示）引入该管状物（20）内，一方面使融熔的热塑性塑料可以更完全地渗入各长纤维束之间，另一方面则迫使各该长纤维增强层（12）、（14）紧密地贴合于该模穴（24）的穴壁上。当然，在实际制造时，亦可视需要再增加一压力比第二道加压气体大（例如10-15kg/cm）的第三道加压气体，用以将各层更紧密的结合在一起。

当完成前述各步骤后，将该模具（22）冷却，以使充斥于各长纤维束间的融熔热塑性塑料固化，于是，当打开该模具（22）时即可得到一完整的自行车把手杆（40）。

由前述可知，本发明的制造方法是以热塑性塑料为基材，在成品上当然具有较佳的韧性，而且只要加温即可将其回收再用，因而不会污染环境。再者，各层合间的热塑性塑料基材是融合在一起而且是用内压将各长纤维增强层紧密地相互结合在一起，换言之，在相同厚度下，根据本发明制造方法所制成的成品将具有较多的层合数，因此其在强度上当然比相同厚度的常用者要高。

Claims

1、一种塑料复合材料自行车车架的制造方法，它是以热塑性塑料为基材，以长纤维物质为增强材料，其特征在于它包括如下步骤：

a.取用一耐高温且具有可挠性的内管；

b.于该内管表面上依序卷覆至少一层热塑性塑料基材层，以及一层长纤维增强层而形成一具有层合状外部层壳的管状物；

c.将该管状物置于一具有车架形状模穴的模具内；

d.以至少高于该热塑性塑料基材层熔点的温度对该模具加热；

e.在维持前述温度的状态下，以压力递增的方式分段地将加压气体引入该管状物；

f.在前述步骤进行一预定时间后，冷却该模具，即可得到一根据该模穴形状成型的自行车车架。

2、根据权利要求1所述的自行车车架的制造方法，其中该长纤维增强层及该热塑性塑料基材层是先用长纤维束预先缠贴于一热塑性塑料薄膜上而形成一薄板，然后再将该薄板卷覆于该内管的表面上。

3、根据权利要求1所述的自行车车架的制造方法，其中该热塑性塑料基材层是由热塑性塑料薄管所形成的。

4、根据权利要求1所述的自行车车架的制造方法，其中该长纤维增强层是由长纤维织管所形成的。

5、根据权利要求1所述的自行车车架的制造方法，其中该热塑性塑料基材层的表面是呈网状的。