CN2855731Y

CN2855731Y - 具有非接着亮面层的复合材料结构

Info

Publication number: CN2855731Y
Application number: CN 200520052165
Authority: CN
Inventors: 沈于文
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-10-17
Filing date: 2005-10-17
Publication date: 2007-01-10
Anticipated expiration: 2015-10-17

Abstract

本实用新型公开了一种具有非接着亮面层的复合材料结构，其包括数层纤维层相互以不同编织方式、方向以及材质而形成的复合材料纤维布、以及位于复合材料纤维布表面的一层亮面层，所述亮面层与复合材料纤维布一体成型，以非接着剂接着，藉以使复合材料表面更为光滑细致，以减少复合材料风阻力量或增加视觉感受等功能者。

Description

具有非接着亮面层的复合材料结构

技术领域：

本实用新型涉及一种具有非接着亮面层的复合材料结构。

背景技术：

目前复合材料已逐渐使用于各行各业上，惟复合材料于复合成型后，其表面十分的粗糙，因此，有人直接于该复合材料的表面另以贴合的方式，以接着剂粘合一层透明的胶层，但是，此结构形态实具有以下缺失，诸如：

1.其胶层与底层的复合材料结构特性不同：由于其胶层与复合材料在物理结构上的特性各有不同，因此，常有热胀冷缩的现象，造成表层的胶层与底层的复合材料产生不当的剥离现象，而相互脱离。

2.粘合质量不易控制：藉由接着剂胶合复合材料与胶层，接着层在气候的影响下，易变脆而失效，其表面上的胶层即极易脱落，而难以使胶层无法确实的固定于该底层的复合材料上。

实用新型内容：

本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有技术的上述不足，提供一种具有非接着亮面层的复合材料结构，即于复合材料表面直接成型出一体化的亮面层，不以接着剂进行接着，以具一体化高强度高亮度的功能。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种具有非接着亮面层的复合材料结构，其包括数层纤维层相互以不同编织方式、方向以及材质而形成的复合材料纤维布、以及位于复合材料纤维布表面的一层亮面层，其特点是：所述亮面层与复合材料纤维布一体成型，以非接着剂接着。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：于复合材料的纤维布的外缘表面上，以非接着剂接着的形式，一体成型出一透明亮面的亮面层，使纤维布表面的纹路得以直接呈现出来，并增加表面的亮度、光度以减少表面的风阻力量以及增进表面光滑美观度；同时可降低生产成本，更可使运用的产品具有平整、清洁、美观等优点。

附图说明：

图1是本实用新型一实施例的立体外观示意图。

图2是本实用新型另一实施例的立体外观示意图。

图3是本实用新型再一实施例的立体外观示意图。

图4是本实用新型的平面示意图，显示标帜为不同形态。

图5是本实用新型亮面层成型流程图。

图6是本实用新型亮面层配合模具成型实施分解示意图。

图7是本实用新型亮面层配合模具成型实施密封示意图。

图8是本实用新型亮面层以喷涂形态成型的流程图。

具体实施方式：

为能进一步了解本实用新型结构，特征及其它目的，兹以如后的较佳实施例附以图式详细说明如后，惟本图例所说明的实施例仅供说明之用，并非为专利申请上的唯一限制。

请配合参阅图1-图3所示，本实用新型一种具有非接着亮面层的复合材料结构，其具有多层相互叠合的复合材料纤维布10，其可分别多层编织方向不同或材料不同的纤维层(11、12、13)，再予以层叠而成，而其表面具有一层与其它纤维层(11、12、13)一体成型的亮面层20，其亮面层20与表面的纤维层13间无需已知的接着剂；而于亮面层20与纤维层13另可置入一具有各式花纹形态或标示形体的标帜30，其中，标帜30的厚度以及形态、材质可作不同的变化，如图1所示，为标帜的厚度较薄的，其材质可为纸质或薄金属；图2所示，为标帜厚度较厚的，其材质可为厚金属材质；图3所示，则可为标帜的不同的形态，而其可如图4所示，各标帜30可为不同的标示形状。

其中，前述的复合材料纤维布10中的各纤维层(11、12、13)可视不同的用途而以不同的材料以及编织的方向为之，其中，该复合材料纤维布10的材质选自一碳纤维复合材料、一克拉(Kevler)纤维复合材料、一玻璃纤维复合材料、一染色纤维复合材料以及一混编(Hybrid)纤维复合材料中的任一种。

该复合材料纤维布10包含数层含浸基材树脂(Matrix Resin)的纤维(Fiber)，使用形式可为湿积层(Wet lay-up)及预浸布(Prepreg)方式；而其含浸基材树脂(Matrix Resin)的纤维(Fiber)在重量的百分比上约在三十至六十的比例，约为一般含浸纤维内含的基材树脂量的一至三倍左右的含量。

前述的含浸基材树脂选自一热固性树脂(Thermosetting Resin)与一热塑性树脂(Thermoplastic Resin)中的一种。

前述的预浸布的编织方式选自一单方向(Unidirectional)排列方式、一平织方式(Plain Weave)、一缎织方式(Satin Weave)、一斜纹织方式(Twill Weave)以及一多方向织方式(Multi-axial Weave)中的一种。

而亮面层20一体成型的形成方式包括：压力成型法以及喷涂法等至少两种方式。

其中，压力成型法，如图5所示，其依序包括以下步骤：

首先，a.提供未固化的复合材料41：即将前述的复合材料纤维布10予以浸渍含浸基材树脂后叠合成各纤维层(11、12、13)形成整体的材料层叠结构；

b.提供对象于该复合材料上42：是将预固着的对象即为前述的标帜30放置在该未固化的复合材料的表面部分。如图6所示，可将该对象标帜30放置在成型模具50的模穴51表面，在填入该未固化的复合材料复合材料纤维布10时，该物件标帜30即位于该未固化的复合材料纤维布10的表面部分；其中，该成型模具50的模穴51经细致化表面处理，该细致化表面处理则包含了表面抛光处理或表面硬化处理；常用的表面抛光处理包含了机械研磨抛光(MechanicalPolishing)、化学抛光(Chemical Polishing)或化学/机械混合抛光(Chemical-Mechanical Polishing，CMP)等方式，以抛光该金属模材的表面，藉以形成一表面抛光金属模材(Polished Mold)；至于表面硬化处理则可选自表面镀铬膜处理、表面镀钛膜处理、表面渗碳处理以及表面渗氮处理等方式之一，以强化该金属模材的强度与硬度。

该标帜30可为标签、标帜、文字样板或图案样板等常见于产品表面的商标或标记，且一般而言，其材质可为金属、塑料、高分子发泡体、金属发泡体、陶瓷材料或是其它复合材料等；此外，该对象的型态为薄膜、薄片或薄板；当然，其表面亦可具有一表面处理层(例如：胶层)。

c.共同固化成型43：然后，固化上述的内含标帜30未固化复合材料纤维布10；该标帜30藉以固着于该复合材料纤维布10上，并与该复合材料纤维布10共同固化成型(Co-cured Forming)为所欲产品，而于整体共同固化成型的过程中，可藉由复合材料纤维布10贴近模具50模穴51表面部份的压力成负压的形态而另一面则具有高压的形态，使其表层自然一体成型出由复合材料纤维布10内含多余之含浸基材树脂之亮面层20，其亮面层20藉由含浸基材树脂的流动以及整体环境正负压力变化导引，使于整体的表面自然一体成型而出，直接以含浸基材树脂透明度与光亮度形成一具有高透明度以及表面亮度的亮面层20。

其中，该标帜30与该复合材料纤维布10藉由模压制造(PressMolding)、真空成型(Vacuum Forming)、吹气成型(Blow Molding)、热膨胀模造(Thermal Expansion Molding)、三明治成型(SandwichStructural forming)或缠绕成型(Filament Winding)等方式而于常温至1600℃的温度范围及真空至100大气压力的压力范围中共同固化成型，同时完成复合材料的固化以及标签、标帜、文字样板与图案样板等的固着。

其中，以真空成型为例，共同固化成型43的具体步骤，可结合图7所示再配合整体的流程：

(1).真空密封材料包覆整体430：将成型模具50与前述的复合材料纤维布10以及标帜30利用一真空包封材料52予以包覆后，如图7所示，则藉由该真空成型设备60进行抽真空处理，以及检测该真空包封材料52的包覆确实性；

(2).共同固化431：将包覆完成的该成型模具50与该等预浸布材质的复合材料纤维布10与标帜30共同送进一加热炉(Oven)或一同时可加热的压力釜(Autoclave)中内进行固化成型(Cure/Consolidation)，并配合所使用的预浸布材质的固化温度-压力-时间的条件与其真空成型条件以调整其于固化制程中所需的制程条件，使其固化成型；最后将已固化成型的复合材料(即胚件)经拆去真空包封材料52脱模，其标帜30即可直接与复合材料纤维布10硬化后的成品结合成一体。

藉由前述的一体成型方法即可于复合材料纤维布10以及标帜30自然形成一亮面层20，惟当该亮面层20有所瑕疵时，其可进行修补作业45，其包括以下工序：

喷涂450：以相同的含浸基材树脂予以喷涂于整体的表面亮面层20的损害之处，待其干燥后，即可；

再固化451：亦可将含浸基材树脂直接涂抹于整体表面缺陷处，依前述方式再行固化。

而前述的亮面层20亦可以喷涂方式制作，如图8所示，其流程依序包括：

a.提供未固化的复合材料41：

b.提供对象于该复合材料上42：

前述两程序与压力成型法方式相同，而不同的在于后续程序，包括：

c.合模加压加热46：于前述成型模具50上方另以一形态相对的模具予以合模并加压加热，即可固化该复合材料纤维布10以及标帜30；

d.脱模半成品47：脱模即可将前述固化的半成品取出；

e.喷涂成型亮面层48：由于其半成品的表面尚属非光滑面的形态，因此可均匀喷涂上含浸基材树脂材质的结构至一定的厚度；

f.干燥成品49：待该喷涂于整体表面的材料干燥硬化后，即完成成品，且于其表面上形成一亮面层20。

由上述说明可知，本实用新型的亮面层20均为于复合材料纤维布10或标帜30一体成型时直接于表面成型而出，并无接着剂的使用，可确实的将亮面层20固着于其表面上，形成如一体般的结构形态，除可降低生产成本之外，更可使运用的产品具有平整、清洁、美观等优点。

Claims

1.一种具有非接着亮面层的复合材料结构，其包括数层纤维层相互以不同编织方式、方向以及材质而形成的复合材料纤维布、以及位于复合材料纤维布表面的一层亮面层，其特征在于：所述亮面层与复合材料纤维布一体成型，以非接着剂接着。

2.根据权利要求1所述的具有非接着亮面层的复合材料结构，其特征在于：所述复合材料纤维布可为一碳纤维复合材料、一克拉纤维复合材料、一玻璃纤维复合材料、一染色纤维复合材料以及一混编纤维复合材料中的任一种。

3.根据权利要求2所述的具有非接着亮面层的复合材料结构，其特征在于：所述复合材料纤维布包含数层含浸基材树脂的纤维，使用形式可为湿积层及预浸布方式；而其含浸基材树脂的纤维占重量百分比的30-60，为一般含浸纤维内含的基材树脂量的一至三倍的含量。

4.根据权利要求3所述的具有非接着亮面层的复合材料结构，其特征在于：所述含浸基材树脂为一热固性树脂与一热塑性树脂中的一种。

5.根据权利要求3所述的具有非接着亮面层的复合材料结构，其特征在于：所述预浸布的编织方式为一单方向排列方式、一平织方式、一缎织方式、一斜纹织方式以及一多方向织方式中的任一种。