TW494060B - Molding method of carbon fiber layer - Google Patents

Description

494060 五、發明說明（1) 古％ ί發明為一種碳纖維層之成型方法，係用以製成具有 问hi 2之一成型70件，其步驟包含a)提供一第一碳纖維層 # 一^ = 一第二碳纖維層，C)鋪設形成一複纖維層，d)提 ^氺4· ^裂置’以及e)進行加熱及施屋形成該成型元件。 二-M i明所提供的成型方&，即能達成具有實用性之二 層蚨纖維的成型功效。 _ ί又在台灣所使用的碳纖維多是仰賴進口，因為它與 斗：相較是具有材質輕及更高強度的優點，所以目前在民 方面^用途是可使用於運動器材中，比方說加在鋁合金

Uii:高爾夫球桿，5戈是加在塑膠内以形成碳纖維

X ，不：料(Carb〇n Flber Reinforced Plastic, CFRP 軍用t i ?腳ϊ車的輪胎。另因整捆的碳纖維亦能應用在 :用U ’其原料本身亦是一種被列為須嚴格控管的材 無一】=維雖然是能夠成型，㈣單-層次並 身不具有互補性效果而亦碎裂， V蜀二’；需與其他材質作結合才能用，如作表 強作業，.以防止裂縫開口之而用於橋樑裂縫之補 ，參閱第-圖Α及Β ’可見到目前碳纖維層之另一個用 途’疋用來製作一發音板1 0，其你力 -驅動器(Exciter)12 "4=—〇框=内，並利用 t八13。再由第二圖A所顯示之發音板 二：： 纖維層，在互相結合前是由上、φ 3的一個碳 上中及下等三層101，102, 10

第4頁 494060 五、發明說明、（2) ~ " -- (每層☆的厚度約0 · 1 mm )直接進行一次加熱、施壓，雖可 碳纖維複層丨〇7之成型，且中層102的纖維方向1〇5 獲

加 ，-.〜Ά 工 斗,，曰 A -V ,3«, ^ yj ISJ 1 UD 垂直於杉采11的縱向111，可使框架11之橫向11 2強度提高 一些’然對驅動器1 2而言，此碳纖維層1 〇 7在使用時卻不 免造成了發音板1 〇會有過重之虞，顯然不甚理想。 又第一圖A中的發音板10在成型時，是包含有一吸震 層108 ’其成分為高密度聚乙烯（111){)£：)，且在吸震層1〇8上 可以印表複數個花朵丨0 9。其藉助吸震層丨〇 8是可獲得較高 的阻尼（Damping)效果，而有利於低頻音之振出，但因增 設此吸震層1 08 ’勢將更加添了驅動器i 2 @負擔。又碳纖 維複層107的上層101及下層1〇3之纖維方向1〇4,1〇6是均與 的，向U1相平行’藉以擁有較好之剛性（即抗變 立：7 rress)較高）’而利於驅動器12之振出高 的Γ音板10雖有吸震層1G8之阻尼，其Damping 的效果依然太小，仍是較不利於低頻之振出。 0 ί ί 3第二圖B ’在第一圖A中發音板10的另-種型式 疋應用到二碳纖維層14，15先分別進行 之成型， ^ =用膠水16將二碳纖維層14，15黏結成一平面板片 及-i 1共需二道步驟（即二次碳纖維層的成型以 即可成型的模式來得繁i。遂比第二圖A只需一次加壓 請參閱第二圖C ’可以看出縱、橫二不同向之碳纖維 ’ @成型結S，因^縱向層j 8的方向i 8 i與橫向 層19的纖維方向191是互相正交的，在此只利用二層進行

第5頁 五、發明說明（3) 結合的情況下，因彼此纖維伸展的方向不同，致使各屛 面於承受應力日夺，所產生的彈力方向在彼此之間無法^ ^ -致，遂極易翹曲成-扭曲板片18〇，因而不具 ： 。此經日本ΤΟΗΟ及T〇RAY二家公司及國内交通大;;= 料實驗室之測試結果，皆—致表示二層不同 成紐曲，故欲使該二層得= 疋為不可此者。而目則在單一層之強度不足情況下， 進行成型的層數都是在三層^ ± ^ ^ 應用範圍。 禮（3 )以上，才具有較廣泛的 ^此，如何改善碳纖維複層之成型模 行一番嘗試後，終能獲得一種 I發月人進 有效解決先前技術的困難點夕卜# π =型方法’除了 層數為二層是屬可行。卜亦使仔碳纖維之最少成型 二纖二 ==擺設之碳纖維複層，* ，而得以節省發音板：::度足夠之二層碳纖維結構 本'發"明^一 ^ . θ 以使高強度之薄月姑料使用可成型之二碳纖維複層， 本發明“寻以最少化。 高強度之型ΐ: ϊ!成型方法，係用以製成具有 ，其具有―第土：件，其步驟包含a)提供一第一碳纖維層 有-第二纖維方、η:??提供-第二碳纖維層，其具 維層上以形成一複漩c屏设該第二碳纖維層於該第一碳纖 、’’ 、’、θ ，且該第二纖維方向係與該第一 五、發明說明（4) 纖維方向相

Mt m. 層置入該成 型元件。 較佳者 碳纖維層及 成型元件之 板。 較佳者 DPE)，而該 當然， 纖維層之上 當然， 纖維層之下 該成型元件 在一平面味J 較佳者 ’所承受之 較佳者 係由一整體 當然， 中’而得用 今再從 層之成型方 步驟包含a) 平行，d)提供 型裝置内，同 ’該方法更包 該第二碳纖維 一震動能量’ ’該方法的第 震動能量來自 該方法更可以 表面，而使該 該方法更可以 表面，而使該 係經過一切割 叭上。 ’該方法中的 壓力為300psi ’該方法中的 碳纖維層直接 該方法中的複 於橋樑裂縫之 一主要技術的 法，係用以製 挺供一第一碳 裝i，以及e)將該複纖維 仃加熱及施壓，俾獲致該成 =—第一吸震層，係位於該第一 3 =間，用以阻尼（Damping)該 使该成型元件成為一第一發音 吸震層係為—高密度聚乙烯(Η 於二驅動器（EXciter) 乂 f 3第二吸震層，係位於該複 勹=元件成為一第二發音板。 第二吸震層，係位於該複 ΐ i元件成為一第三發音板，且 以使該第三發音板得裝設 成型元件之加熱溫度係為1 3 0 °C ’且持續成型的時間為6 0分鐘。 第碳纖維層及該第二碳纖維層 加以對摺而成。 纖維層係可以位於一混凝土薄板 一補強作業方面。 =向來看，本發明即一種碳纖維 成具有高強度之一成型元件，其 纖維層，其具有一第一纖維方向

五、發明說明（5) ，b)提供一第一山 嗖該坌-π w —兔纖維層，其具有一第二纖維方向，c )鋪 ，且該第二Γ層於該第—碳纖維層上以形成一複纖維層 將“=係與該第一纖維方向相平行’以及d) 卷然 等進行加熱及施壓，俾獲致該成型元件。 維層。加更包含提供一成型裝置’使該複纖 .、、、次施壓得以同時進行。 #输ί Γ若依照另外一個實施的觀點來看，本發明乃-種 ^ ’发丰之成型方法’係用以製成具有高強度之-成型元 ，其^驟包含a)提供一整體碳纖維層，其具有一整體 維方向，b)對摺該整體碳纖維層，以獲致一第一碳層 及一第二碳纖維層，且分別具有一第一纖維方向及一 纖維方向，c)鋪設該第二碳纖維層於該第一碳纖維層上: 形成—複纖維層，且該第二纖維方向係與該第一 相平行，d)提供一成型裝置，以及e)將該複纖維層置° 成型裝置内，同時進行加熱及施壓，俾獲致該成型-^ 較佳者，上述的方法更包含一第一吸震層 ：：； 第一碳纖維層及該第二碳纖維層之間，用以阻' 、々通 件之一震動能量，而使該成型元件成為一第—發j成型70 本發明經由上述構想的解說，即能觀察到二，。山 纖維層之成变方法’確實能二相同方向之碳纖維 = 形成碳纖維複層，並具有平坦表面的特色。為且接 ，本發明得藉由下述之較佳實施例及圖示而得=說明 解。 侍到一更加瞭 第一圖A :是先則技術之平面喇σ八的立體示杳 · 不葱圖；

494060 五、發明說明（6) 、 第一圖B :是第一圖A中的平面喇叭之另一面的立體示 意圖； 第二圖A :是第一圖A中發音板之各層結合前的立體示 意圖； 第二圖B :是第一圖A中發音板之另一型式的剖面示意 圖； 第二圖C :是二不同向之碳纖維層成型後的立體示意 圖； 第三圖：是本發明之碳纖維層的成型方法之較佳實施 例的各層次在互相結合前之立體示意圖； 第四圖：是第三圖中的複纖維層之立體示意圖； 第五圖：是第三圖中的成型元件之立體示意圖；以及 第六圖：是本發明之碳纖維層的成型方法之又一較佳 實施例之立體示意圖。 主要部分之代表符號： 10 ： 發音板 101 :上層 102 :中層 103 :下層 104, 1 0 5，1 0 6 :纖維方向 107 :碳識維複層 108 :吸震層 109 :花朵 11 : 框架 111 :縱向 112 :橫向 12 ： 驅動器 13 ·· 平面12刺 1 4，1 5 :碳纖維層 16 ： 膠水 17 ： 平面板片 18 ： 縱向層

1 8 1 :纖維方向 1 9 1 :纖維方向 五、發明說明（乃 180 :扭曲板片 19 :橫向層 2 0 ·成型元件 21 :第—碳纖維層 22 :第一纖維方向 2 31 ·左側緣 2 5 ·複纖維層 252 :下表面Q 261 :第-發音板 28 :第三吸震層 29 :混凝土薄板 2 11 :左側緣 23 :第二碳纖維層 24 :第二纖維方向 2 5 1 ·上表面 2 6 :第一吸震層 27 :第二吸震層 281 :第三發音板 〇月參閱苐三圖 第 圖， 方法，係用以制Π 出一種碳纖維層之成型 含a)提供-第一碳纖維層21…=件：’其步驟包 b)提；-第二碳纖維層23,其；J!第；方向22’ 層25，且第二纖維方輯與-複纖維 ，同時iSH將複纖維層25置入該成型裝置内 ^進仃加熱及施壓，俾形成第五圖中之成 雖然在第四圖中的複纖維層25係為—平 實務上亦可以做成一曲率固定牛，仁在 …而且實用性不限定在示 在任何需要高強度的碳纖維層材料上。此複纖維層25與 1 一圖C所顯不的縱、橫向二碳纖維層18，〗9不同、因為在正 第〗0頁 五、發明說明（8) 常的室溫狀態下，雜總μ -,,^ ^ 後纖維層25並不會由平面元件自行翹曲 成如扭曲板片18〇那樣的情況。 也曲 屉％又if法於一次成型之時，更可以包含有一第—吸震 以It日；£&、立於第一碳纖維層2 1及第二碳纖維層23之間，用 以阻尼成型元件2〇夕# 用 第一發立_〗震動能量，而使成型元件20成為一 '里式，不僅能免除另行黏貼第二圖中& 膠水16之動作，而b丄， 叫τ的 9R 1舌县加私姑—加上第一吸震層26之後的第一發音柘 • 第一圖A中的碳纖維複層107輕得多，其Dam ing的效果亦較佳。 六^amp〜 私二匕f白吸震層26係為一高密度聚乙烯(HDPE)，而哕貧 然，本方法於一次成型之時， ）。當 心係位於複纖維層25之上表面251，二 為-四層結構的第二發音板（圖中未示 成 v欠”時，可再包含-第三吸讓，係位4::在 25之：表；252上，而使成型元件2。成為第五圖=維層 層結構的第三發音板281，且成型元件2〇係可以的一五 割動作，而使第三發音板281得裝設在_ =過一切 一圖Β中標號為1 3者）上。 丁囬利°八（如第 又本發明中的成型元件2〇之加熱溫度係 承受之壓力為300psi，且持續成型的時間為6〇分铲f，所 不具有第二圖A中的中層碳纖維1〇2，。其 里。雖然 層21及第二碳纖維層22係可以改由一整體碳纖碳纖維 未不出）直接加以對摺而成。請來閱第^ 層（圖中 “閲第，、圖’複纖維層25

494060 型層數來位於一混凝土 圖中的第一吸震層26， 得用於橋樑裂縫之一補 要技術的方向來看，本 係用以製成具有南強度 供一第一碳纖維層21， 一第二碳纖維層23，其 二碳纖維層2 3於第一碳 且第二纖維方向24係與 複纖維層24同時進行加 時的方法更包含提供一 及施壓得以同時進行。 另外一傭實施的觀點來 方法，係用以製成具有 含a)提供一整體碳纖維 摺該整體碳纖維層，以 纖維層2 3 (如依第三圖 相連接者），且分別具 方向2 4，c)鋪設第二碳 成一複纖維層2 5，且第 相平行，d)提供一成型 成型裝置内，同時進行 此方法亦包含一第一吸 第二碳纖維層2 3之間， 看，本發 高強度之 層，其具 獲致一第 所示，二 有一第一 纖維層23 二纖維方 裝置，以 加熱及施 震層26， 用以阻尼 五、發明說明（9) 係可以最少的成 間未裝設在第三 尼效果者），而 今再從一主 層之成型方法， 其步驟包含a)提 方向22，b)提供 向2 4，c)鋪設第 一複纖維層2 5， 平行，以及d)將 成型元件20。此 維層2 5之該加熱 我們若依照 碳纖維層之成型 件20，其步驟包 纖維方向，b)對 層21及一第二碳 緣211及231應為 2 2及一第二纖維 纖維層21上以形 第一纖維方向2 2 纖維層2 5置入該 致該成型元件。 一碳纖維層21及 薄板29中（亦即中 其係不需要具有阻 強作業方面。 發明即一種碳纖維 之一成型元件20， 其具有一第一纖維 具有一第二纖維方 纖維層21上以形成 第一纖維方向2 2相 熱及施壓，俾形成 成型裝置，使複纖 明乃一種 一成型元 有一整體 一碳纖維 者之左側 纖維方向 於第一碳 向24係與 及e)將複 壓，俾獲 係位於第 該成型元

第12頁 494060 五、發明說明（ίο) 、 件之一震動能量，而使成型元件20成為一第一發音板261 〇 綜上所述，本發明確能以一新穎的設計，藉由二片同 向擺設之碳纖維層，即得以達成最少的成型層數之目的。 並且所運用的一作業模式，僅需直接進行二層碳纖維之一 次成型，即可有效的縮短流程，而極適合工業上之生產。 故凡熟習本技藝之人士，得任施匠思而為諸般修飾，然皆 不脫如附申請專利範圍所欲保護者。

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Claims (1)

1. 494060 89107034 六、申請專利範圍 1 . 種碳纖 成型元件 a) 提供 b) 提供 一第 一第 c )鋪設該第 成一複纖維 型方法，係用以製成具有高強度之一 含： 一碳纖維層，其具有一第一纖維方向； 層，其具有一第二纖維方向； 層使其緊鄰於該第一碳纖維層上以形 第二纖維方向係與該第一纖維方向相 維層之成 其步驟包 二碳纖維 二碳纖維 層，且該 平行； d)將該 件。 2 ·如申 係用於 3. 如申 加熱溫 型的時 4. 如申 層及該 成。 5 ·如申 位於一 面。 以及 複纖維層同時進行加熱及施壓，俾獲致該成型元 請專 一發 請專 度係 間為 請專 第二 利範圍第1項所述之方法，其中該複碳纖維層 音平板。 利範圍第 為 1 3 0 〇C 6 0分鐘。 利範圍第 碳纖維層 1項所述之方法，其中該成型元件之 所承受之壓力為300psi，且持續成 1項所述之方法，其中該第一碳纖維 係由一整體碳纖維層直接加以對摺而 請專利範圍第 混凝土薄板中 6 . —種碳纖維層之成 件，其包括步 成型元 a)提供 層，其 一第一碳纖維 中該第一碳纖 1項所述之方法，其中該複纖維層係 ，而得用於橋樑裂縫之一補強作業方 型方法，係用以製成具有高強度之一 驟： 層、一第一吸震層與一第二碳纖維 維層與該第二碳纖維層分別具有一第

   第15頁 494060 ww^ 案號 89107034 年 月 曰 修正 六、申請專利範圍 一纖維方向與一第二纖維方向； b) 依序層疊該第一碳纖維層、該第一吸震層與該第二纖維 層，俾使該該第二碳纖維層之第二纖維方向與該第一碳纖 維層之該第一纖維方向相平行，以形成一複纖維層；以及 c) 將該複纖維層同時進行加熱及施壓，俾獲致該成型元 件。 7.如申請專利範圍第6項所述之方法，其中該第一吸震層 係為一高密度聚乙烯（HDPE)。 8 .如申請專利範圍第6項所述之方法，更包含一第二吸震 層，係位於該複纖維層之上表面。 9. 如申請專利範圍第8項所述之方法，更包含一第三吸震 層，係位於該複纖維層之下表面，而使該成型元件成為一 發音板，且該成型元件係經過一切割動作，以使該發音板 得裝設在一平面,°八上。 10. 如申請專利範圍第6項所述之方法，更包含提供一成型 裝置，使該複纖維層之該加熱及施壓得以同時進行。 1 1 . 一種礙纖維層，其係應用於一平面味〗σ八之一發音平 板，其包括： 一第一碳纖維層，其具有一第一纖維方向；以及 一第二碳纖維層，緊鄰於該第一碳纖維層上且具有一第二 纖維方向與該第一纖維方向相平行。 1 2. —種碳纖維層，其係應用於一平面喇之一發音平 板，其包括： 一第一碳纖維層，其具有一第一纖維方向

   第16頁 494060 案號89107034 年 修正 六、申請專利範圍 一第二碳纖維層，設於該第一碳纖維層上且具有一第二纖 維方向與該第一纖維方向相平行；以及 一第一吸震層，介於該第一碳纖維層與該第二碳纖維層之 間，用以阻尼該發音平板之一震動能量。 1 3 .如申請專利範圍第1 2項所述之碳纖維層，其中該第一 吸震層係為一高密度聚乙烯（HDPE)。 1 4.如申請專利範圍第1 2項所述之碳纖維層，更包含一第 二吸震層，係位於該複纖維層之上表面。 1 5 .如申請專利範圍第1 2項所述之碳纖維層，更包含一第 三吸震層，係位於該複纖維層之下表面。

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