TW425350B - High tensile strength composite reinforcing bands and methods for making same - Google Patents

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經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 42535 0 A6 _____B6 五、發明説明（i) 抟術镅域 本發明係關於複合材料領域，特別是本發明有關於以複 合材料製成螺旋狀之強化帶及其製造方法。 枋衡背吾 一般延伸之管線系統係用於載送長距離之壓力氣體或液 體’在特定之環境下管線易腐蝕及因管線軸向上之髙速破 裂與巨大施力而產生損壊，多年以來，已有許多辦法產生 Μ修護管線之腐蝕部，並限制此管中之展性與腯化持鑛擴 散，其中一種方法係使用高抗拉強度複合材料之捲帶纗繞 於管上，使用此類複合帶Μ修護及強化管線之方法可見於 2 * 028，524號公告之加拿大申請案，而使用複合帶做為 防裂裝置以限制管線展延性擴敗之方法則可見於4，700， 7 52號美國專利•此二案之說明內容在此可供作參考。 在前述方法中所用之複合帶係由包封於樹脂内之連續式 高抗拉強度材料纖維所組成，但所用於製造複合帶之遇程 皆有其不同之缺點，其中一種過程中高抗拉強度纖維係膠 帶狀，其具有多條檨線將嫌維聚掮，横線朗由多條熱熔膠 定位，此種膠帶使用上之一項困難在於其無法密切地將嫌 維包封於樹胞塗層内，使用此帶之製程之另一問題為樹脂 凝結與乾化之熱能會令熱熔膠條熔化’留下穿透複合帶之 孔隙，孔隙如同通道一般使水可穿透並侵害嫌雄，長時間 則會令帶子老化。 為了克脹這些困難’本發明即以使用無横線銜接之各別 纖維之製程加Κ實驗，惟，曾做過使用各別嫌維之實驗製 - 3 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)f 4規格(210X297公釐) {請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· -打·

C 4-· 425350 A6 B6 五、發明説明（2 ) 程卻產生有波馘狀內、外表面之帶子，亦即製程中在埋續 嫌維内之位力使帶子於其長度方向各表面上產生不定向之 波峰與波谷紋*相鄰複合帶圈上之波峰輿波谷在安裝期間 而霈徑向對齊時會互相干涉，使得安裝過程更為困難。 此實驗複合帶之另一問題則有闞於帶子強化一結構物時 之功能，例如一般在安裝複合帶於管線上時，其霈於帶子 鑣鏡管上時塗膠於相鄰帶圈之間，此膠可令帶子在管路正 常揲作之極高流體壓力下不致鬆開，但使用此膠之問題在 於测試時當帶子已裝在模擬管路上時發生，這些問題包括 在同一底質上之相鄰帶圈之間難有適當之膠合，以及難有 快速且一致之膠凝率，另一問題為無法取得極薄且均匀之 膠層Μ減少相鄱帶圈之間之膠曆引起之影響。 緣是*其有必要改良用於製造高抗拉強度複合帶而有連 續式高抗拉強度級維於樹脂中之製法，另需有一棰當帶子 裝妥以強化一结構物時，可在相鄰帶圈之間形成強力黏接 之方法。 發明Μ谏 本發明可提供諸項需求。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 {請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經發規含有各別纖維之相鄰實驗複合帶圈間之不均等接 合強度並非來自帶子繞於結構物期間所塗之膠，而是來自 複合帶製成時所具備之皸褶表面，當帶子裝妥時.相鄰層 中之波峰與波谷係有不同之對齊方式，其中一例為相鄰層 中之接觸表面可”對位”，即一層上之波峰接合於相鄹層上 之波谷，故諸層接觸表面之間有連績式之接觸；另一例為 -4 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4規格(210x297公釐) 42535 0 . A6 —___B6 五、發明説明（3 ) ”不對位"之表面，即一層上之波峰對齊於相郾暦上之波峰 ，使諸曆之接觸表面僅在波峰處互接，而在波谷附近則諸 表面之間會有距離。由於各層上之波峰與波谷並無定向， 故在一表面上之所有波峰與波谷極不可能令接觸表面上之 所有波峰與波谷對位或不對位，較可徘的是一種狀況，其 中接觸表面上有些波峰與波谷對位，其他刖不對位，另外 有呰則在完全對位或完全不對位之間。 由於黏接強度係反比於膠層之厚度，複合帶相鄰圈間之 黏接強度即依相鄹圈接觸表面間之距離延伸度而定，相互 間之表面越近刖接合越強，且相互表面間距越遠則接合越 弱。藉本發明方法之實施，含各別嫌維之複合帶可用平姐 表面製成，使相鄰帶圈可用整個表面做連鑛式接觸，搛此 ，複合帶可於相鄰圈間使用薄膠層，以形成強力黏接，薄 膠画亦可容許均等之快速凝膠率，並減少相鄱帶圈間之眼 隔影響◊此外，帶子中所消除之波峰與波谷使其更易於若 干帶圈在安裝期間做徑向對齊。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 {請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明製程之另一儍點在於可在一規則底質上做徹底覆 層，並將高抗拉強度嫌維包封於樹脂內，且在複合物中不 致形成任何孔隙或通道，因此，樹脂可做為防護所包人之 級維不受因曝露於外界環境所造成潛在之楗械與化學破壞 ;甚者，本發明之製程使高品質之複合帶可用較大比例之 纖維來製成*藉K形成優越強度之複合帶。 本發明之一特性在提供一種製造具有若干圈高抗拉強度 複合材料之螺旋帶之方法|本發明之此方法包含K下步嫌 -5 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)曱4規格(210x297公釐) 4 2 5 3 5 0 A6 B6 五、發明説明（4) 經濟部中央標準局員Η消費合作杜印裝 ，進給若干連纜式高抗拉強度孅維通過一未乾化吠態之樹 脂浸盆，使潘維完全由樹脂包覆，Μ形成連續式之複合材 料薄片，複合薄Η放置於具有至少一平坦表面之半硬質鬆 釋薄Η裝置，因此薄片至少其中一表面貼牖於鬆釋薄片装 置，Κ形成一 ·ΙΙΗ，摧繞於一心軸而形成若干複合材 料叠圈，且薄片中之樹脂至少局部乾化呈固態，使疊圈圼 螺旋狀。當鬆釋薄Η裝置自複合薄Η移除時，即可形成一 具有至少一平坩表面之薄Η。 鬆釋薄片裝置最好有足夠硬度，使鬆釋薄片装置之至少 一平坦表面在捲鏡與乾化步驟期間不受複合薄片中之孅維 變形，且有足夠撓度可在捲嬈步驟期間均勻鼸繞於心軸。 鬆釋薄片裝置可具有至少二平坦表面，使得若干*圈中複 合材料之第一、二側其中一者接觸於鬆釋薄片裝置之一平 坦表面。鬆釋薄片裝置之硬度雖其依所用特殊材料之大範 圍而定》但其最好具有至少約0.00 5时之厚度，鬆釋薄Η 裝置雖可由具有適當硬度之任何薄片材製成，但Κ聚丙稀 、尼龍與米拉聚酯薄瞋鬆釋薄片為佳。 用於製成複合材料之高抗拉強度纖維最好為非金鼷旦不 導電之材料 > 例如該纖維可Κ是玻璃嫌維*最好是Ε類玻 璃纖維，該播維為各別之纖維且爾各有小於0.001时之直 徑，此處之”各別"係指孅維之間互無相闞且不含將若干嫌 雄聚攜之任佝横線或其他銜接装置。纖維圼束狀，每束包 含若干各別之纖維，此例中，其箱將孅維束鏡過一列曲行 棒，Μ展開及分隔嫌維束中之各別纖維於其進入樹脂浸盆 -6 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)甲4規格(210x297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝. 打· 線· 425350 Μ Α6 Β6 五、發明説明（5 ) 之前ρ 闬於製成複合材料之樹脂在固化時最好有彈性，其可選自由 聚酯樹_、乙烯_樹脂、聚亞胺酯樹脂、環氧樹脂、瀝青 琺瑯、焦煤琺瑯與類Μ物所姐成之族群中，其中Μ聚酯樹 脂、乙烯酯樹睹、聚亞胺酯樹脂及環氧樹脂為佳，而又Μ 異酞聚酯樹Β旨最理想。理想之複合物包含50¾至90Χ重量 之嫌維與10¾至5 0 5K重量之樹脂，最好為65¾至75ίί重蠆之嫌 維與25Χ至35Χ重最之樹腊，又Μ 70S!重量之播維與30¾重量 之樹脂較佳。 將缃維送遇樹腊浸盆之步驟可包含將嫌維通遇一位於樹 腊液内之棒，以大幅改變嫌維行進方向之步驟，以將嫌維 展開及互相分離* Μ利其完全由樹脂包覆；繼維通過楢賄 浸盆之前可先拉緊 > 拉緊係利用纖維繞過一組曲行棒•再 向前拉纖維進入樹脂浸盆。前述過程提供了 一種簡單而有 效之方式·Μ於螺旋方向製成具有高抗拉強度之螺旋形複 合帶。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本發明之另一特性在提供一種方法，其用於強化一袖向 延伸結構而抵制自該結構徑向向外之内力’本發明之方法 包含以下步驟，具備一具有若干圈高抗拉強度複合材料之 嫘旋帶，其中各圈具有至少一平坦表商，螺旋帶圈繞於结 構物且Μ膠防止諸圈相互移動於結構上。 圖式簡單說明 本發明主旨之完全瞭解與其多種優點可從參考Μ下之詳 细說明知之，該說明係配合於其相翮圖式，其中： -Ί - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)甲4規格(210X297公釐) (請先閎讀背面之注意事項再填寫本页) 42531¾ δJ丨0 2 0 7 1號專利申請案 Α7 中文說明書隊正頁（3 9年i 0月 五、發明説明（ί ) 福充 ,濟_|_ 一》··"**，·.—

圖1 a係沿一黄驗螺旋帶相鄰圈在安装位置時所取之横截 面放大示意圖。 圖1 b係沿圖1實驗螺旋帶相鄰圈在另—安裝位置時所取 之横截面放大示意圖。 圖2係沿本發明螺旋帶相那圈所取之横截面放大示意圖 圖3係一螺旋帶之立體圈。 圃4係一流程圖，揭示一種用於製成本發明一螺旋帶實 例之過程。 圖5係一局部放大截面圖•揭示在製程期間之螺旋帶相 鄰圈。 圖6係一局部流程圖，揭示一種甩於捲繞本發明另一實 刺之螺旋帶之過程。 圖7係一使用本發明嫘旋帶賁例強化之结構物前視截斷 圖0 圖3係沿圖7之A-A線所取之横向截面示意圖。 圃9係一结構物之前視截斷示意圖，结構物上已裝有數 圈本發明之螺旋帶，但有部分帶子已予截除。 經濟部t夬樣隼局員工消費合作杜印裝 (请先聞请背责之注意事項再填寫本 圖10係一结構物之前視截斷圖，結構物上已裝有數圈本 發明之螺旋帶，以產生本發明另一實例之強化方式。 主要元件代表符號 10 纖維束 12 導引装置 13 進給小孔 14 浸盆 -8 - 本紙张尺度遑用中國國家標準（CNS > A4規格（2丨〇 X 297公釐） 7 7 A ho 月 案㈣ 請 9 申(8 利頁 專正 號修 η書 ο 丨 2 明 10〕·說 830 文 第5中 3 5 2 4

五、發明説明（ 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印製 16 樹脂 18. 20 ,22, 24 26 箭頭 28, 30 ,32 镅竞 34 , 36, 38禝合薄片 40 壓榨裝置 42 壓榨装置之底棒 44 壓榨裝置之頂棒 46 夾缝 48 複合薄片 50 梳齒裝置 52 指形件 54, 55 鬆釋薄片 56， 66, 70 , 78 箭頭 58 捲軸 60, 62,64 惰輪 72 刮刀 74 疊曆 76 心軸 80 鬆釋薄Η /複合薄片總成 82 壓力輪 84, 86 心袖突緣 87, 88鬆釋薄片/複合薄片總成之捲圈 90 螺旋帶 92 波峰 0 4 波谷 96 螺旋帶内端 98 螺旋帶外端 1.0 0 同向纖维 102 黏片 104, 122 结構 106 黏膠 110, 112, 114, 116, 118, 120 结構物上 124, 126 螺捲 轉向棒 實施本發明之較佳模式 本發明之方法係使用由一質輕且高抗拉強度材料製成之 連績式缴維，雖然從任何具有高抗拉強度之材料皆可做為 缴維 > 但其最好為非金屬且不導電者，闞於此點，則κ玻 8 a - 本紙張尺度適用ts國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） —I Heal i^i mf El ι^ϋ 1^1 ^^1 tl^— ml In ϋ^ϋ· eJ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 42535 Ο Α6

五、發明説明（7) 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 璃級維為佳，特別是E類玻璃級維，因為其成本較低，但 本發明仍涵蓋使用Μ其他高抗拉強度材料製成之纖維*例 如S類玻璃、R類玻璃及凱弗勒。該纖維呈獨自結構，即 其相互間並無相闞性•亦即纖維不含任何横線，熱熔膠或 任何其他連接件等會將若干嫌維集合在一起者，必要的是 各孅維之直徑小於約0.00〗时，纖維可成束狀，且各嫌维 耒無關於另束，其包含成千上百支各別纖維。 參閱圖4 ，若干纖維束10經導引裝置12而自包装中（圖 中未示）抽出，該装置具有若干進給小孔〗3可等引嫌雄束 1 〇，使其不致纒结且可正確對齊於同一方向上Μ利後纗之 處裡•纖維束之數屋係依待製成螺旋帶之寬度與厚度以及 帶中所需之纖維湘脂比而定。 由導引裝置12出來後*潘維束10抽過一容裝有樹脂16之 浸盆14，選擇合適之樹腊使用於本發明時應考最幾項要求 ，合適之樹脂最好呈可流動之未乾化狀態，其可完全塗覆 _雄束10中之各別纖維，且有足夠之黏度可填注於纖維間 之空隙*此種樹脂最奸亦可達成乾化固態而具有彈性記憶 性質，藉調整添加於樹脂之觸媒劑用量’則可控制樹脂乾 化成画態所需之時間，以利後述之成型步驟可進行之，而 樹脂仍在未乾化之潦體狀態° 遘用樹脂時應考量之另一因數為樹脂在乾化狀態中防護 所探纖維不受化學與機械損害之能力’關於此點’以複合 村料製之嫘旋帶來強化一結構之應用期間’螺旋帶内之纖 維大致為原有負載之構件，據此’乾化狀態中之樹脂最好 {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 打- ,線_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)甲4規格(210X297公釐) 4 2535 0 經濟部中夹標準局員工消費合作杜印焚 A6 _____B6 五、發明説明（8) 有足夠之強度及抗土壤潮濕，化學作用及其他瑁境因素所 致之老化，以免孅維受損及弱化。 同時最好是樹脂具有乾化狀態時之延展性與拉伸性，以 配合孅維之延展件與拉伸性，若纖維與樹脂之延展性與拉 伸性相差太大，刖在強化期間施加於螺旋帶之抗拉力會在 纖維與樹脂之間之介面產生剪力，破壊諸組成之介面结合 ，當此帶斷裂時，侵入物質如空氣與土中之酸與鹼等會迅 速侵入嫌維’造成破壞與弱化，藕由盡量匹配樹腊與孅维 之延展性與拉伸性，介面處之剪力可達最小，因而減小继 維與樹脂間斷開之可能性。 在考量過前述之要求後，適用於本發明之樹脂可選自由 聚醏樹脂、乙烯醏樹脂、聚亞胺_樹腊、環氧樹脂、瀝青 琺瑯及焦煤琺瑯所姐成之族群，這柴材料中又以聚酯樹脂 、乙烯酯樹脂、聚亞胺醏樹脂與環氧樹脂為佳，其他具有 類似於前述特質Η滿足所需之材料亦可，最理想之樹脂為 異呔酸聚醋樹脂*其由異肽酸聚酯基件與甲基嗣乙基過氣 化氪觸媒劑組成，Μ利樹脂膠結成固態•除了觸媒劑外， 其他習用之材料可添加於樹脂Κ取得特定之特性，諸添加 物包括樹脂抗紫外線劑、黏度控剌劑、對樹脂染色Κ做辨 識之顔料與類似者。 通過導引裝置12之前，嫌維束]0可通過一钼曲行棒或轉 阎棒18，各組18包含三支在一水平上間隔之棒20，22， 24，每組棒丨8用於導引裝置12中之一進給小孔13*因此* 一群孅維束10可進給於最頂部棒組18之棒20上，棒22下及 f請先聞讀背面之注意事項再填寫本页) _裝. •線. -10** 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)甲4規格（210X297公釐) 425350 A6 B6 經濟部中央標準局員Η消費合作杜印製 五、發明説明（9 ) 棒24上，然後通過導引裝置12中之頂列進給小孔13’其餘 嫌維10可用類似方式沿著其他棒组18中之棒20、22、 給，然後通過各列進給小孔]3。轉向棒1 8有雙重用途’第 一是當纖維柬10行經棒20、22、24時，其將先分離並展開 成較薄之嫌維，另一為轉向棒18與其後纗處琿步驟之結合 可施加一拉力於纖維束1 0上，限制住纖維束1 〇在整個處理 方向中之移動*如圖之箭頭26所示*此拉力令轉向棒I8下 游處之孅維拉緊，減少纖維中之波吠起伏，使纖維通過樹 腊盆14特可皂平行育線般對齊。如文後所逑者，若胞加遇 鼉之拉力於孅維上會造成品質不良之螺旋帶’利用調整各 姐18中之棒20、22、24水平間距，可調整纖維上所受拉力 ，棒距越近則辦維拉力越大，棒距越遠則嫌維拉力越小。 離閭引導裝置12後，孅維束10在進入樹_盆】4時會互相 趨近於一處，在樹脂盆W内時，纖維束10通過其中一組呈 階梯狀Η在樹脂液1 6Μ下之概延棒28、30、32，一部分纖 维1 0如通過上二列進給小孔1 3者即通過緬棒2 8下方’另部 分之纖維束10如通過中間二列進給小孔13者即通過_延棒 30下方，而最後之孅維束1 〇如通過下二列進給小孔1 3者即 通過輾延棒3 2下方，當繼維束1〇分別通過輾延棒28、30、 32下方時，其在行進方向上有戲劇性之轉變，會更加分關 而使樹脂1 6較易於穿透各纖維間且令纖維束飽和，另’轘 延棒28、30、32可確使纖維通遇樹脂16，且不僅是泮在其 表面。 當其分刖通過輾延棒28、30、32下方之後’塗有樹脂之 -11- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4規格(210x297公釐) {請先聞讀背面之注意事項真填寫本頁) .装· *打：·

•C •線· 4253 5 0 A6 B6 五、發明說明（1〇 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 嫌維形成複合薄Η 34、36、38狀，此係由同向伸遇一樹脂 型之多元化連繽缴維所矩成，當其自樹_盆〗4拉出時，薄 Η 34、36、38同時拉遇一颸榨裝置40，其包含一固定之底 棒42輿一榧接於橢架（躕中未示）之重力頂棒44，使棒44可 自由轉動，當薄）=| 34、36、38通過棒42、44間之夾缝46時 ’重力棒44之壓榨動作會令各纖維間之樹腊2 6增加其與級 維束之飽和度’多餘之樹脂自稱片搾出，各薄片凝固成單 一祷合薄Η ，薄片48可拉過一棟齒裝置50，其包含一垂直 伸過薄片48行進方向之長棒及若干横向於薄片寬度之上伸 指形件52,轉由谁給等最之連鑛嫌維於指形件52之間，椋齒 裝置50可確使鐮維均勻分佈於複合簿片48之整儷寬度。 向前柊出椋齒裝置50後，薄Η48即接觸並留置於一依箭 頭56方向而自一捲軸58送出之鬆釋材料連鑛薄Μ 54上，薄 Η 54分別以箭頭方向66、68、70轉過惰輪60、62、64，當 其接闱到鬆釋薄Η 54時*複合薄H 4S通過一 Κ橡膠或其他 合逋材料製成之刮刀72，刮刀72自複合薄片48榨出多餘之 樹脂〗(5，樹脂再冏到盆子1 4，薄Η通過刮刀7 2後其纖維中 之樹脂比例仍不變，複合薄Η 48需含50¾至90Χ重量之播維 及10¾罕50%爾景之樹脂，最好為65¾至75¾電最之嫌維及 25X至35¾重最之樹脂’理想的是70¾重量之纖維與30¾重量 之樹脂。 在刮刀72外，鬆釋薄Η 54驵複合薄Μ 48可如一叠躕74般 一起行進，隨後捲鐃於若干依箭顗78方向酒轉之心袖76上 • Κ製成含有不同磨搏合薄Η 48輿鬆釋薄Η 54捲鐃之總成 {請先聞讀背面之注意事項再瑱寫本頁) -装- •打· -12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)甲4規格(210x297公釐) 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 425350 A6 _ _B6_ 五，發明說明（11 ) 80。在此捲鏡步驟中，一顒力輪82可頂載缌成8〇’以確使 層Η 74捲緊於心軸76上，一層鬆釋薄片54或類似之鬆釋塗 層在捲繞步驟之前可先鯓於心軸76，以利樹脂凝膠後可自 心軸移走總成80 ;當镰成80内徑相當於心岫7 6外徑時’心 軸76育徑可依所需用途之螺旋帶最小内徑而選定•心轴 76通常具有螺旋帶所安裝结構畜徑之一半。曆片74需在心 袖76上之一對間隔突緣84、86之間捲繞，Μ利界定出總成 8 0之寬度。 一目要求之賻Η 74圈數捲於心袖76時（一般為1〇至20圈 >，心軸76上之總成80藉橫於畏度方向截斷層Η而與其餘 層Μ 74分離，含有總成80之心袖即可收藏斷層片而與其餘 層片74分離，含有總成80之心袖即可收藏於大氣狀態下， 其間祷合薄Μ48中之樹賭16有部分乾化或凝膠成固態，使 總！成SO中之數圈呈螺旋狀，此凝膠時間係依添加於樹脂基 材之觸媒餚量而定；凝膠時樹脂因加熱於總成80而完全 乾化，例如在溫度100T至250T之熱風燫中者，以前述之 異肽務樹賭而言，加熱時間係呈階狀循瑁，其中總成80在 170°F罕180T之間加熱1小時，然後在250°F下加熱2小時 〇 當總成80中之樹脂16凝勝成相當之固態而複合材料不會 做永久變形時 > 缌成即可自心軸76移走，而構成樹腊暫留 區之總成側緣可裁掉，留下具有要求寬度之總成，總成 80之裁切緣再塗以樹脂16並令總成80進行最後之乾化循環 。當總成中之樹睹完全乾化時，鬆釋薄Η 54可抽走而留下 {請先閱讀背面之注意事項再填鸾本頁) *13™ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)甲4規格(210x297公; 425350 A6 _____ B6 五、發明説明（12) 經濟部中央標準局i工消費合作杜印製 具有若干圈複合材料之螺旋帶9〇，如_3所示。 將磨片74捲於心軸76之步驟期間，孅維在醑Η 74長度方 向之拉力可令驟Η捲緊，故心軸上之各圈賻片卽由後來之 捲_颸苜，由於阍Η74中之樹陏16在此捲繞輿稃中仍為流 體狀態，此壓榨動作易破壊複合薄Η 48表面，易言之，如 圖5 ，由於编維中之拉力而使鄉維易捲緊於心軸76上，缌 成80圈鏡88中之纖維在鬆釋薄片由不夠硬之材料製成時會 拖力令前圈8?總成中之鬆釋薄變形，因為此時捲圈 87梅合薄H48a中之樹脂仍未乾化，樹賄無法支持鬆釋薄 H 54a及防[h其變形，反之，樹賄會降伏於此力，堦成捲 圈87祷合薄片48a於畏度方向延伸出皸褶或波紋*當層片 74在心軸η上之捲鐃持鑲時，其後之各圈_片皆Μ相同方 式令前阍蹰Η變形，此表而皺褶在鬮la、lb之二圈螺旋帶 横截商中即以”波峰” 92及”波谷” 94表示p 祷合薄Η 48造成表面起皸之寒形可藉選用適當之鬆釋薄 Η 5 4來解決，即療用有相當硬度而在捲嬈步驟中不會變形 之鬆釋薄片54,總成80中之祷合薄片48圈則可用圖2所示 截商呈平ffl狀之表面，同時，鬆釋薄Η 54需有足夠撓性才 能在捲繞時均勻於心軸76上包繞成平滑之®形圈。就此而 言，合適之鬆釋薄Η可用米拉、聚丙烯、尼龍與類似之材 料，其不致於複合薄片48乾化後遇黏緊，a能承受凝穋階 段中樹脂16所生之熱K及最後階段中施加於璁成80之熱。 當然*鬆釋薄Η之剛性係依薄片成分及其厚度而定，例如 以米拉做為鬆釋簿Η材料畤，其厚度最好在〇 . 〇 〇 5至 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)甲4規格(210x297公釐) {請先閲讀背面之注意本項再填寫本页) •裝♦ •訂· r _線· 425350 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 A6 B6 五、發明説明（13) 0.010时之間，此外，理想之鬆釋薄片最好有至少一大致 平坻之表面，此處之”大致平坦”悔指鬆釋薄H54與螺旋帶 90圈之截面表面具有毎呎不超過〗/ 64时偏差度之表面平度 ，最伟之鬆釋Η平坦表面亦可具有精畑之觸面。 本發明處理期間，複合薄片48之表面呈平坦狀且配合於 與其接皤之鬆釋薄Η 54表面之细緻面，因此，將層片74捲 於心軸76之步驟應使搏合薄片48之二表面接醭於一較平且 相質之鬆釋薄Η表而，如_6所示，此可令梅合薄片48在 捲鏡步驟中夾置於二鬆釋薄Η54之平坦與精油表面之間而 達成之’惟較重要的是在二表而中使用單一鬆釋薄片之方 法其大致為平ffi目粗紋者》此方法中祷合薄Η48之一表面 偽配合於蹰Μ 74中鬆釋薄Η 54之對應表而，而搏合薄Μ 48之一表面係配合於曆片74中鬆釋薄片54之對應表面，而 複合薄Η 48之另一表而則在阍片74捲於心軸76時配含鬆釋 薄Η Ε5 4之相反表面。 在前述過程之後卽製成一具有若干同心圈高抗拉強度複 合物之蟋旋帶90 *參藺園3 ，螺旋帶9〇包含一具有内端 96之最内閹、一具有外端98之最外圈及若干中間圈•裼合 物需包含螺捲方向Κ乾化樹脂包封大量連鏞式高杭拉強 度材料之連纗吠態，國3中之同向纖維雖槪以平行之縱向 線100表示，事實上相鄰二燫100之間距代表了黻百或數千 根縱向娥維，螺旋帶90之圈數有彈性記憶，即可施力捲開 帶子但此力除去後則帶子會回到原來之螺旋狀，諸圈之禪 性最奸可使帶子W—大於帶重之力壓成螺旋狀，故當Μ外 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) ___-15- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)甲4規格（210x297公釐) 42535 〇 Α6 _________Β6 五、發明說明（l4) 綞濟部中央標竿局員Η消費合作社印製 端㈣懸掛時帶子__旋狀。ϋ注意的是，帶之表面並 _觼紋’ a罕少有—帶I笔平傾&，如圖2所示，最奸二 個帶面皆為平w狀，最理想之帶小為在檐截面中每呎不超 過1 /64时鵂差麽之表商平度，昆表面之波紋（即表而皴摺 )不趙遇〇·ί)〇3时，此外，最理想之帶子表面應有以輪蹰計 測得之約12.5撒吋之結構表而。 以則述方法製成之梭旋帶可用來強化軸向伸長結構之內 力破壞’例如此顆結锇可包含擄戧皞力潦餺之膂镍，儲檐 ，高顒儲铺，強化之海凝土橋支杵以及其他在袖向延伸& 有掙向向外之内力存在之結構。使用時，結構物承受相當 大之内壓如瓦斯输送管中，可將一或多個螺旋帶9〇捲鏡於 結構物上*使帶子之阑數皆在同一中心，如圖7、8，此強 化技術包含將一黏Η〗〇2貼於結構104外表面之首先步驟 ’此合濟之黏Η102可為長方形之封閉式乙烯片而具有接 合膝於其兩側’在撰擇h合调膠饜1 〇 6可在装上螺旋帶 90之刖先貼在結構104之緣面，將外端98黏接於黏片1〇2 即可使螺旋帶90於開始時就貼t結構而螺旋帶90係 乘育於结構物之袖向；外端98固定後，螺旋帶90可藉同時 解開並繞在結構104上而裝妥，第一圈繞上结構物104之 後，該圈之外表商塗辟106，目螺旋帶90繼鑲纗繞W形成 下〜_，此次圈之外表面塗上黏睽〗06後再去形成另一阇 ，依此持簡下去盲到如鬮7所示般將輅個螺旋帶90皆用在 結構104上而形成一棬H0，其中帶手90之内端96令之接 鷗於捲Π0之底圈’捲1Ϊ0最奸包含荦少5圈’最好約8圈之 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)甲4規格(210x297公釐) (請先閑讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝· •打：_

C ，線. 425350 A6 B6 五、發明説明（15) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ί累旋帶90。 合適用於裝置螺旋帶90之黏睽可見於07/942831號”修_ 管路之方法”美國电請案所示者’此案可供做參考’隨言 之，該黏膠通常有初期流體狀Α有適當之黏度以利於使用 及黏接，安裝完成後則會乾化變硬且呈黏緊狀’乾化狀態 中之膠最奸能柢抗長期外曝所造成之衰退，此方面最理想 之膠包含甲某丙烯酸基本成分與用於乾化基本成分之過氧 化顦觴媒削*成分以適當比例混合，產生有適當乾化時間 可完成安奘過程之黏勝。 當螺旋销90諸圈已鏡於结構物1〇4時，複合物之彈性可 令諸圈緊顒於其上及於結構物之外表而上，只要整倨螺旋 帶90已裝妥，利用一木塊或類似物輕敲圈剧直到捲醑110 各制緣互相對齊為，此項對齊極為做到，因為螺旋帶 90圈並沒有會鄉結及限制横向柊動之槌褶，利用機械装置 可使捲唇〗丨〇更加緊，肓到捲層110之最内圈谢底接觸於 结構104之外表而為止，在此加緊期間，相鄰圈間之膠層 106仍為未乾之流鵂狀態•其有如滴滑劑般達成諸圈之加 緊。當捲層110上緊時，在其越來越緊時多餘之膠即從圈 間鼷出，由於螺旋帶90有平坦表面，故相郯圈間之接觸面 可檷接近而R有微最之_〗〇6會留在諸表面間，結果’強 力黏接可將相郯捲靨110圈牢接°更有甚考，螺旋帶90之 结構表而可供黏躊對帶圈之黏接，不需將膠106塗於捲臍 U 0之#後一圈，例如一或多條嫌維帶可園於捲廣〗1 0外 而將棬層固定，肓到圈與阍間之檨〗〇6乾化到充分之黏接 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)f 4規格(210乂297公幻 (請先閑讀背面之注意事項再填寫本頁) 425350

五、發明説明（16) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 在特定用途中，其可能需要強化一軸向畏度大於單一螺 旋帶90曹度之結構，此例中如鬮9所示有若干螺旋帶90可 裝在结構物t，以形成若干椿驛n 2、n 4、】〗6、】t 8、 120可覆Μ —湃當轴向_度之結構，各捲層丨”叫^可形 成捲曆no形式，雖然所示之棬厣U2_12〇係以側緣万相靠 近，捲阍間之真庄接觸即非必要，反2 ,结構物可藉以小 間隙安裝之捲厣112-〗20做瑭當強化p 前沐諸狀浣中結構物之内壓明鼦小於瓦斯綸送管中所發 規者，怛對強化度之要求並不需随之增大，例如由強化混 凝土構成之橘支杵強化例子中欲強化此種結構時，如圖 10所不’可用—或多條螺旋帶90以相反方向繾繞於結構物 上*如前述強化结構物104之技術者，一類似於黏片1〇2之 黏Η (圖中未示丨可先从一傾斜角度將螺旋帶9〇之外端98黏 接於結構物122上，在塗一層膠（如黏膠]〇6者）於结構 1 22之外表而後，螺旋帶90同時鬆捲且以螺旋方式嬈於結 構物，各圈帶90枏鄰接於前---圈，Μ形成第一螺捲124 ， 必要時在所有拔旋帶9 0皆用在結構1 2 2上>1後，第二條嫘 旋帶90可依枏同方式再鑭繞上，第二黏Η貼於螺捲124上 *通常第二螺旋帶90可裝成螺捲1 26狀，且其各圈螺旋方 向係反向於捲〗2 4中之各圈者，其他螺旋帶可依需要裝上 多構成幾_螺捲，再者，螺旋帶90之平坦表面使帶孑可装 在結構122上，而R有一薄膠膜留在螺捲124與结構122 外表而之間Μ及螺捲]26與嫘捲1 24之間，利用限定黏_ -18- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)甲4規格(210 X297公釐) (請先聞讀背面之注意事項再瑱寫本頁) .装_ •訂… r •線· 425350 A6 B6 五、發明説明：17) 形成薄_狀，使諸組件之間得有強力之黏接形成。 本發明於夂内雖Μ特殊宵洌介紹之，但應瞭解的是諸實 冽揮為犋示本發明之_理與應用而已，因此，在不脫離本 發明定義於申請範園内之精神與節培下•仍有多棰寒化可 用於掼示本案，甚者，靡知的是本發明係為涵蓋申請範圖 Μ内及本女所述諸特性之併合者。 工業h之應用價堉 本發明之方法可提供高杭拉強度之複合強化帶，其在修 復管路腐蝕部分上及.強化管路以限制其展延擴張與晩化之 特點上.，皆較習知之強化帶為優越。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 _ 1 9 _ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（210x297公釐)

Claims (1)

1. 第83102071號專利申講案 4 2 %m. t專利範圍修正本（89年10月） A8 B8 C8 D8

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   利範圍 1 · 一種用於製造具有若干圈高抗拉強 ，該方法之特擞在具有以下 流體狀態且乾化呈固體狀態 位強度之纖维且圼纖維束吠 間並無關連之各別缴維，其 若干纖維束*以將該缴維柬 方向通 之方法 乾化呈 式高抗 千相互 通過該 *將該 之該樹 複合材 .料薄片 置，使 度複合材料之摞旋帶 步驟，具蔺一具有未 之樹脂 各該 經由 分隔成 過呈未 該繼維完全由該樹脂包 、二側 之半硬 各別之纖維依一進給 脂浸盆，使 料之連續式薄片且具有第一 故置於具有至少一平 該薄片第一 薄片装置之至少一 、二勸至 平坦表面 上形成若 少局部乾 於一心軸以於心軸 複合材料薄片中至 干圈圼螺旋狀，將該鬆釋薄 出，使該複合材料薄片第一 一在截面槪呈平坦 坦表面 少其中 而形成 干圈叠 化該樹 片裝置 、二側 之一者 一 β片 之該複 脂成固 自該複 至少其 具備 孅维束 列間隔 該各別 乾化流 覆*而 ，將該 性鬆釋 貼觸於 |將壘 合材料 態I Μ 合材料 中之― 一連缜 包含若 構件而 之纖維 體狀態 彤成該 複合材 薄片裝 該鬆釋 片捲繞 ，在該 令該若 薄片抽 者具有 ---------.4—ί. (請先閲讀背面之注意事項再填疼本百) 2 . 根據申 之至少 材料薄 之撓性 根據申 具有至 根據申 裝置係 請專利範圍 一平坦表面 片中之纖维 可均勻鱺繞 請專利範画 少0.005吋 請專利範圍 以尼龍製成 狀之表面 第1項之 在捲繞與 變形，且 於心釉上 第1項之 之厚度。 方法*其中該鬆釋薄片装置 乾化步驟期間並不受該複合 其在捲縝步驟期間尚有足狗 而圼平滑弧形狀。 方法，其中該鬆釋薄片裝置 第3項之方法，其特徵在該鬆釋薄片 本紙張尺度逍用中國《家媒準（CNS ) Α4说格（210X297公釐） 42535 0 Α8 Β8 C8 m 經濟部肀央樣率局貝工消費合作社印4t 六、申請專利範圍 5 ·根據申讅專利範圍第3項之方法，其中該鬆釋薄片装置 係Μ米拉製成。 6.根據申請專利範圍第I或3項之方.法，其中該複合材料 薄片第一、二側至少其中之一者具有12, 5微时之表面精 度。 7 ·根據申請專利範圔第1項之方法，其中該鬆釋薄片裝置 具有至少二平坦表面，使得呈若干圈層之該禝合材料薄 片第一、二俩各接觸於該鬆釋薄片裝置其中一平坦表面 〇 8. 根據申請專利範圍第7項之方法 > 其中該鬆釋薄片裝置 包含二鬆釋薄Η，各片具有至少一平坦表面，而陔放置 步驟包含故置該複合材料薄片之步驟，使複合材料薄片 第一、二側其中之一者貼觸於其中鬆釋薄片之平坦表面 並使該複合材料薄片第一、二側其中另一者貼觸於另 一鬆釋薄片之平坦表面》Μ形成該璺片。 9. 根據申請専利範圍第1項之方法，其中該樹脂在乾化固 態時圼彈性。 10. 根據申請專利範圍第9項之方法，其中該樹脂係選自由 聚酯樹脂、乙烯酯樹脂、聚亞胺酯樹脂與環氧樹脂姐成 之族群中。 π.根據申.請專利範圍第ίο項之方法，其中該樹脂包含一異 肽酸聚酯樹脂。 12.根據申請專利範圃第1或10項之方法，其中該高抗拉強 度潘維包含非金靨纖維。 13·根據申請專利範圍第12項之方法，其中該高抗拉強度纖 ~ 2 - (請先聞讀背面之注意事項再填窝本頁) 訂 本紙尺度適用t國國家梯準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 經濟部_央樣準局属工消费合作社印裝 A842535 0 ll ^ D8六、申請專利範圍 維係非導電性。 14, 根據申請專利範圍第12項之方法’其中該纖维包含玻璃 纖維。 15. 根據申請專利範圍第14項之方法’其中該玻璃纖維包含 E類玻璃纖维。 1 6 .根據申請專利範圍第1項之方法*其中各該纖維具有小 於0.001时之直徑° 17. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中該複合材料薄Η 包含50¾至90!Κ重量之嫌維及10¾至503!重量之樹脂。 18. 根據申請專利範圍第17項之方法，其中該複合材料薄片 包含65X至75¾重董之纖維及25¾至35¾重量之樹脂。 19. 根據申請專利範圍第18項之方法*其中該複合材料薄片 包含70¾重量之繼維及30S：重量之樹脂。 20. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中進給該纖維通過 該樹脂浸盆之步驟包含將該纖維捲繞過一設於该樹脂内 之構件之步驟，藉此改變該纖維之進給方向。 21. 根據申請專利範圍第1項之方法，其另一特徵在具有進 給該纖維通過該樹脂浸盆之前先拉緊該纖維之步驟。 22·根據申請專利範圍第21項之方法，其中該拉緊步驟包含 將該纖維通過一列間隔件以限制該纖雄在進給方向移動 之步驟。 23. 根據申請專利範圍第1項之方法，其另一特徴在具有導 引該複合材料薄片通過一含有若干枚間隔遞齒之梳齒装 置之步驟，以利該纖維之均等部分移過各該間隔。 24. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中該心軸包含一對 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本纸張尺度逡用十Η國家揉率（CNS > A4洗格（210X297公釐） Α8 BS C8 D8 425350 六、申請專利範圍 間隔預定距離之徑向延伸突緣，而該蠹片即於該突緣間 之心軸上捲繞，使該複合材料薄片形成一大致相等於該 預定距離之寛度。 25. 根據申請專利範圍第1項之方法，其另—特戡在具有加 熱該複合材料薄片於100 T至250T間以完全乾化該樹脂 之步驟。 26. ~種利用申讅専利範圍第1項之方法製成之高抗拉強度 複合帶。 27. —種利甩申請專利範圍第9項之方法製成之高抗拉強度 複合帶。 28，一種利用申請專利範圍第14項之方法製成之高抗拉強度 複合帶。 29. —種利用申請專利範圍第17項之方法製成之高抗拉強度 複合帶_。 ' 30. —種用於強化一軸向延伸结構而抵制自該结構徑向向外 之内力之方法，該方法之特徴在具有K下步驟，具備一 具有若干圈高抗拉強度複合材料之螺旋帶，其中各圈具 有至少~在横截面概圼平坦狀之表面*將若干圈之該螺 旋捲繞於該结.構上，在捲繞步驟之同時，塗上一層黏膠 於該相鄰圈之間。 31. —種用於強化一具有徑向向外之内力之袖向延伸结構之 方法，該方法之特徴在具有K下步驟，具備一複合材料 帶*其構成一螺旋之内端與外端，並有若干彈性圈可圈 圍及接合該结構，各圈具有一內表面與一外表面，可抵 於相鄰圈之對應表面*各圈之内、外表面至少其中之一 -4 - 本纸張Λ度適用中國國家梂準（CNS )Λ4规格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本页) 訂 經濟部中央梯率局貝工消費合作社印裴 425350 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 者具有一在横截面槪呈平坦狀之表面•該複合材料包含 若干由樹脂包封之連續式高抗拉強度纖維，並伸過該螺 旋而平行於螺旋方向，將該、合材料帶捲繞於該徑向延 伸之結構上，在該捲繞歩驟之同時*塗上一層黏膠於該 相鄰圈之間。 {請先W讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中夬棣隼局員工消費合作社印装 5 本纸張尺度逍用中《β家揉準（CNS ) Α4规格（210X297公釐）