CN201220495Y - 一种碳纤维复合结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型系提供一种碳纤维复合结构，其系以纤维层含浸的吸收环氧树脂而构成碳纤基材，然后于该碳纤基材二面各设置一具热可塑性的包覆层，透过热压，使之构成一复合的层状结构，令碳纤基材具有相当刚性，使包覆层能增加此层状结构物的韧性、可形变量、耐磨性及止滑性，足以克服传统碳纤维结构因韧性差、形变量及耐磨性不足，所造成在超过其刚性时易直接断裂形成锐面裂口及表面易受损的缺点。

Description

一种碳纤维复合结构

技术领域

本实用新型为一种碳纤维复合结构，具有不易断裂的安全性功能，且同时具有较佳的韧性、可形变量、耐磨性及止滑性等诸项优点。

背景技术

一般碳纤维是以纤维层含浸的吸收环氧树脂，使其表面具有微黏性，然后以一层或复数层模式，透过模具以高压及高温的方式予以成型出所需的产品形状，而得一刚性极佳的碳纤维产品。

碳纤维的优点就是轻量化、强度高、刚性佳因此乃被广泛的应用于航天工业、汽车工业、眼镜、3C电子产业..等等诸多工业产品，消费性产品领域内，惟其缺点在于韧性差、形变量不足，耐磨性及止滑性均不佳，尤其韧性差是最大的问题，就具体使用上，而以自行车工业举例而言，一般自行车铝合金车架在达到破坏强度时是不会直接断裂，但是碳纤维在达到破坏强度时是直接断裂成2节，而易形成伤害人体的断裂锐口，所以碳纤维大部分都用于减轻车体重量的用车，至于相对需受较大形变力的登山车或是越野车就比较少采用，此乃因碳纤维容易在受超过其刚性施力时发生断裂，致使在行进间发生危险性，因而造成其在相对设计上的困难度较高。

至于中国台湾专利M325278号『复合材料的自行车管、配件的表面结构』以及M275988号『纤维复合材料的自行车水壶座结构』，其主要是在改善碳纤维表面的缺失，其系在碳纤维表面设置一布层，使整体具有外观美丽、止滑性优良、表面耐磨的优点，可是此等结构的配置并不能强化碳纤维结构的韧性及增加其可变形量，并耐磨性及止防滑性仅依靠布层达成，显然仍有不足。

实用新型内容

因此，本实用新型的主要目的就是提供一种具有韧性、可形变量、耐磨性及止滑性更佳的碳纤维结构，不易断裂并使用安全。

为达此目的，本实用新型采如下方案：一种碳纤维复合结构至少包括：一碳纤基材；以及二具热可塑性的包覆层，该二包覆层系分别热压结合于碳纤基材二面，构成一复合的层状结构。

所述碳纤基材系以纤维层含浸吸收具热固性的环氧树脂而构成，该纤维层以交织而产生网孔；然后透过热压二包覆层而结合该碳纤基材。

二包覆层的熔融温度点较环氧树脂的玻璃转换温度点为高，控制热压温度介于包覆层的熔融转换温度点与环氧树脂玻璃转换温度点之间，使环氧树脂液化，令二包覆层得熔融的贯穿纤维层的网孔，令二包覆层与碳纤基材交错固结成一体。

所述二包覆层是选用TPU材质。

于二包覆层中可结合有加迭的碳纤基材。

采用了上述方案，本实用新型系以纤维层含浸的吸收环氧树脂而构成碳纤基材，然后于该碳纤基材二面各设置一具热可塑性的包覆层，透过热压，使环氧树脂达到其玻璃转换温度点，而令其与热可塑性包覆层构成一复合的层状结构，且使碳纤基材仍具有相当刚性，令包覆层能增加此层状结构物的韧性、可形变量、耐磨性及止滑性，能克服传统碳纤维结构，因刚性及可形变量不足，而造成容易断裂形成锐口的缺点，大大提升使用上的安全性，并因具有耐磨性及止滑性而可广泛的适用于各种产品。

为使贵审查委员能进一步了解本实用新型的结构，特征及其它目的，兹附以较佳实施例的图式详细说明如后：

附图说明

图1系本实用新型碳纤基材及二包覆层尚未结合的示意图；

图2系本实用新型碳纤基材及二包覆层以模具热压结合的示意图；

图3系本实用新型的组合剖面示意图；

图4系本实用新型第二实施例示意图；

图5系本实用新型第三实施例示意图。

主要元件符号说明

10碳纤基材     11纤维层

12环氧树脂     20包覆层

具体实施方式

请参看图1至图3所示，本实用新型至少包括有：

一碳纤基材10，系以纤维层11含浸吸收具热固性的环氧树脂12构成；其纤维层11可采用克维拉纤维丝、玻璃纤维丝、碳纤维丝或尼龙纤维丝或其它由化学或矿物..等所形成的纤维丝，利用单一或混合的纤维丝予以交编而构成，亦可采用长纤或短纤交织构成，其端视客户需求而定，是以，该纤维层11会因交编或交织而产生网孔；以及

二具热可塑性的包覆层20，系分别对合于碳纤基材10二面，令该包覆层20与碳纤基材10是以热压方式而以面对面的结合，使该二包覆层20系采不溶入方式与碳纤基材10结合，据以构成复合的层状结构，且使碳纤基材10仍具有相当的刚性，至于二包覆层20则能增加此层状结构的韧性、可形变量、耐磨性及止滑性；再则，此包覆层20由于以热可塑性材质制造，亦可依需求而在其表面成型出所需的立体图样，据以有效增进该复合层状结构的立体外观可塑性，或依需求保持其外观的平整性；该包覆层20可由TPU、PVC、PE、NYLON、PET、ABS、PS、PBS、PC、PB、PP...等任一材质制造。

由上述的结构说明得知，本实用新型利用该二包覆层20具有相当良好的韧性、可形变量、耐磨性及止滑性特质，俾能克服传统碳纤维结构，因刚性及可形变量不足，而造成容易断裂形成锐口的缺点，大大提升使用上的安全性，并因具有耐磨性及止滑性而可广泛的适用于各种产品。

请参阅图4，其系本实用新型第二实施例，该实施例主要说明二包覆层20的熔融温度点较环氧树脂12的玻璃转换温度点为高，并控制热压温度使其介于包覆层20的熔融温度点与环氧树脂12玻璃转换温度点之间，其环氧树脂12便会液化成如水状般，令二包覆层20熔融的如岩浆状，而使其可贯穿纤维层11的网孔而至碳纤基材10另面，待冷却后，得令二包覆层20与碳纤基材10交错固结成一体，使两者的物性能充份的互补。

请参阅图5，其系本实用新型第三实施例，该实施例主要说明于二包覆层20中结合有二层加迭设置的碳纤基材10，藉由该层层加迭的碳纤基材10，而相应的增加此复合层状结构的整体强度及刚性。

综上所述，本实用新型藉由碳纤基材、二包覆层精心设计，使的相对于目前碳纤维结构而具有较佳的韧性、可形变量、耐磨性及止滑性，而为一相当杰出且优异的设计；其未见于刊物或公开使用，合于新型专利的申请要件，爰依法具文提出申请。惟以上所述者，仅为本实用新型的一较佳实施例而已，当不能以之限定本实用新型实施的范围，即大凡依本实用新型申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖的范围内。

Claims (5)

1、一种碳纤维复合结构，其特征在于：至少包括：一碳纤基材；以及

二具热可塑性的包覆层，该二包覆层系分别热压结合于碳纤基材二面，构成一复合的层状结构。

2、如权利要求1所述的一种碳纤维复合结构，其特征在于：碳纤基材系以纤维层含浸吸收具热固性的环氧树脂而构成，该纤维层以交织而产生网孔；透过热压二包覆层而结合该碳纤基材，并使碳纤基材具有刚性。

3、如权利要求2所述的一种碳纤维复合结构，其特征在于：二包覆层的熔融温度点较环氧树脂的玻璃转换温度点为高，并控制热压温度介于包覆层的熔融转换温度点与环氧树脂玻璃转换温度点之间，使环氧树脂液化，二包覆层得熔融的贯穿纤维层的网孔，令二包覆层与碳纤基材交错固结成一体。

4、如权利要求1或2所述的一种碳纤维复合结构，其特征在于：二包覆层是选用TPU材质。

5、如权利要求1或2所述的一种碳纤维复合结构，其特征在于：于二包覆层中结合有加迭的碳纤基材。

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