TWI542748B - Composite woven fabric and its preparation method - Google Patents

Description

複合材料編織布及其製法

本發明係涉及一種布料，尤指一種複合材料編織布及其製法。

一般以碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維或其他高韌性纖維編織而成的複合材料編織布包括有單層的平織布或斜織布、單層的單向編織布或是多層的多向編織布，所述的編織布通常用於可攜式電子產品的外殼以提供足夠的強度保護。

請參閱圖5所示，平織布50為以複數股經向纖維51與複數股緯向纖維52分別以0度/90度交錯編織而成，平織布50製作成本較低，但由於單層的平織布50結構強度較低，需相互堆疊結合後才可達到較大強度，但是堆疊結合後卻易產生翹曲現象，且由於平織布50結構較緊密因此較缺乏彈性，受力時容易產生應力集中現象，導致受力處的結構容易受到破壞。

請參閱圖6所示，單向編織布60是將複數股纖維61以單一方向排列編織而成，由於結構較為鬆散因此在編織完後需以綁線62固定或是以樹脂浴浸，且多以二至八層的單向編織布60相互堆疊結合才可達到足夠強度，然而，堆疊結合後亦容易產生翹曲現象。

請參閱圖7所示，多向編織布70多為以複數股第一纖維71和複數股第二纖維72以負45度/45度或是以其他多個角度相疊合排列後，再以綁線73固定而成的多層結構，雖然可以以多個編織方向以解決翹曲問題，但是製作成本卻較高。

由於可攜式電子產品大多訴求成本低、厚度薄以及強度足夠等功能，雖然平織布50以及單向編織布60的製造成本較低，且可藉由堆疊結合後產生較大強度，但堆疊後卻容易產生翹曲以及厚度較厚不易達到調控產品厚度的需求的問題，且平織布50所受的應力不易分散，結構亦較易受到破壞，而多向編織布70雖可藉由多向編織解決翹曲問題，但製作成本卻較高，因此所述編織布皆不易達到可攜式電子產品的功能訴求。

為解決現有編織布不易達到運用於可攜式電子產品的功能訴求的問題，本發明的主要目的在於提供一種可解決目前技術問題的複合材料編織布及其製法。

為達上述目的，本發明提供一種複合材料編織布，其包括有：一第一編織布；以及一X編織布，其結合於該第一編織布的一側面，該X編織布包括多數個第一方向區、多數個第二方向區、多數股緯向纖維以及多數股經向纖維，其中，各該第一方向區與各該第二方向區呈交錯排列，各股緯向纖維呈緯向相鄰排列，各股經向纖維呈經向相鄰排列，各股經向纖維以疊 於多數股緯向纖維的上側後穿置疊於多數股緯向纖維的下側連續地和緯向纖維呈相互交疊，且各股相鄰的經向纖維依序地以位移至少一股緯向纖維的方向排列並呈漸次上移或下移，各該第一方向區與各該第二方向區的交接處形成一編織中心點，各該經向纖維以該編織中心點呈輻射狀排列。

所述之複合材料編織布，其進一步包括一第二編織布，其結合於該X編織布異於該第一編織布的另一側面。

所述之複合材料編織布，其中經向纖維和緯向纖維可以為碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維。

所述之複合材料編織布，其中各股經向纖維是以疊於兩股緯向纖維的上側後穿置疊於兩股緯向纖維的下側和緯向纖維呈相互交疊，且各股相鄰的經向纖維依序地以位移一股緯向纖維的方向排列。

所述之複合材料編織布，其中該X編織布包括兩個第一方向區與兩個第二方向區，且具有一編織中心點。

所述之複合材料編織布，其中該X編織布包括八個第一方向區與八個第二方向區，且具有五個編織中心點。

為達上述目的，本發明提供一種複合材料編織布的製法，其包括有：製備第一編織布、X編織布以及第二編織布；以及將X編織布結合於第一編織布與第二編織布之間； 其中，X編織布是以各股經向纖維以依序跳過多數股緯向纖維的方式，和多數股緯向纖維形成相互交疊的編織狀態，而相鄰的經向纖維又依序以位移至少一股緯向纖維的方式和緯向纖維編織，X編織布便以各股經向纖維的排列方向形成有編織中心點的X編織結構。

所述之複合材料編織布的製法，其進一步包括：製備第二編織布；以及將第二編織布結合於X編織布，使X編織布結合於第一編織布與第二編織布之間。

所述之複合材料編織布的製法，其中經向纖維與緯向纖維可以為碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維所製成。

所述之複合材料編織布的製法，其中X編織布是以各股經向纖維以依序疊於兩股緯向纖維上側後穿置疊於兩股緯向纖維下側的方式，和複數股緯向纖維形成相互交疊的編織狀態，而相鄰的經向纖維又依序以位移一股緯向纖維的方式呈漸次上移或下移。

藉由上述的技術手段，本發明可達到下列功效增進：

1.本發明以該第一編織布作為基底結合於該X編織布，藉由該X編織布的製法可編織成具有高強度的編織中心點的X編織結構，各該經向纖維與各該緯向纖維以該編織中心點為中心呈X形輻射狀，因此雖然該X編織布以經緯相接的緊密方式編織而成，但是由該編織中心點輻射出去的四個編織方向確可提高該X編織布的彈性，使該X編織 布所受的應力可分散，結構不易受到破壞，且不易產生翹曲現象，亦可達到和現有堆疊成多層的平織布或是單向編織布同樣的強度，因此可有效降低整體厚度；另外，該X編織布只需控制各股經向纖維即可進行編織，因此製造成本較低，藉此，本發明可達到運用於可攜式電子產品的功能訴求。

2.本發明可視需求在X編織布的另一側結合第二編織布，或是結合有複數層X編織布。

《本發明》

10‧‧‧第一編織布

20、20A‧‧‧X編織布

21‧‧‧第一方向區

22‧‧‧第二方向區

23‧‧‧緯向纖維

24‧‧‧經向纖維

25‧‧‧編織中心點

30‧‧‧第二編織布

《先前技術》

50‧‧‧平織布

51‧‧‧經向纖維

52‧‧‧緯向纖維

60‧‧‧單向編織布

61‧‧‧纖維

62‧‧‧綁線

70‧‧‧多向編織布

71‧‧‧第一纖維

72‧‧‧第二纖維

73‧‧‧綁線

圖1為本發明第一較佳實施例之立體分解圖。

圖2為本發明第一較佳實施例之局部放大圖。

圖3為本發明第一較佳實施例的X編織布織法示意圖。

圖4為本發明第二較佳實施例之立體分解圖。

圖5為現有堆疊的單層雙向編織布結構示意圖。

圖6為現有堆疊的單層單向編織布結構示意圖。

圖7為現有多層多向編織布結構示意圖。

為能詳細瞭解本發明的技術特徵及實用功效，並可依照說明書的內容來實現，玆進一步以如圖式所示的較佳實施例，詳細說明如后：本發明所提出的複合材料編織布的較佳實施例如圖1所示，包括一第一編織布10、一X編織布20以及一第二編織布30，其中：該第一編織布10與該第二編織布30可為平織布、斜織布或是單向編織布，該X編織布20結合於該 第一編織布10與該第二編織布30之間，該X編織布20與該第一編織布10和該第二編織布20之間可為以樹脂預浸熟成硬化的方式結合，該第一編織布10與該第二編織布20是作為該X編織布20的結合基底；或是，可視強度需求採用多層X編織布20結合於該第一編織布10與該第二編織布30之間；或是，該第二編織布30亦可不設置，只要以該第一編織布10作為該X編織布20的結合基底即可；請參閱圖2及圖3所示，該X編織布20包括兩第一方向區21、兩第二方向區22、複數股緯向纖維23以及複數股經向纖維24，其中，各該第一方向區21與各該第二方向區22呈交錯排列，亦即，各該第一方向區21分別位於圖2的左上區塊以及右下區塊，各該第二方向區22分別位於圖2的右上區塊以及左下區塊，各股緯向纖維23呈緯向相鄰排列，各股經向纖維24呈經向相鄰排列；其中，位於各該第一方向區21內的經向纖維24以疊於兩股緯向纖維23的上側後穿置疊於兩股緯向纖維23的下側之連續交替的方式和各股緯向纖維23形成相互交疊的狀態，且各股相鄰的經向纖維24依序地以位移一股緯向纖維23的方向排列，使各該第一方向區21呈現由左上往右下的編織狀態；其中，位於各該第二方向區22內的經向纖維24亦以疊於兩股緯向纖維23的上側後穿置疊於兩股緯向纖維23的下側之下連續交替的方式和各股緯向纖維23形 成相互交疊的狀態，且各股相鄰的經向纖維24依序地以位移一股緯向纖維23的方向排列，使各該第二方向區22呈現由右上往左下的編織狀態，藉此，各該第一方向區21與各該第二方向區22呈現X形編織結構；其中，各股經向纖維24以及各股緯向纖維23可以為碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維等有機纖維、無機纖維、化學纖維或其他高強度纖維，以客製編織成不同強度需求的X編織布。

藉此，各該第一方向區21及各該第二方向區22的交接處形成一高強度的編織中心點25，由於各股經向纖維24與各股緯向纖維23是以經緯相接的方式編織而成，故該X編織布20的結構相當緊密，且各該經向纖維24與各該緯向纖維23以該編織中心點25為中心呈輻射編織狀，因此可藉由該編織中心點25輻射出去的四個編織方向提高該X編織布20的彈性，使應力不易集中且避免翹曲問題的產生，因此本發明可較現有編織布增強10%GPa的強度；另外，由於該X編織布20以單層結構便可達到和現有堆疊成多層的平織布或是單向編織布同樣的強度，因此整體的厚度較薄，較易達到調控產品厚度的需求，且只需要以編織跳板控制各股經向纖維24的編織動作便可完成編織，因此製造成本比多層的多向編織布低；再者，由於該X編織布20是以複合材料編織而成，故可針對所應用產品的受力狀況，設計成不同的編織方向使用不同材質的纖維，以達客製化需求。

本發明所提出的複合材料編織布的製法的較佳實施例為：製備第一編織布、X編織布以及第二編織布，再將X編織布結合於第一編織布與第二編織布之間；其中，X編織布是以各股經向纖維以依序跳過兩股緯向纖維的方式，和複數股緯向纖維形成相互交疊的編織狀態，而相鄰的經向纖維又依序以位移一股緯向纖維的方式和緯向纖維編織，X編織布以各股經向纖維的編織方向形成有編織中心點的X編織結構；另外，X編織布可以製備為單層或是多層，亦可省略第二編織布，而只以X編織布結合於第一編織布的一側。

本發明第二較佳實施例請參閱圖4所示，該X編織布20A亦是結合於該第一編織布10與該第二編織布30之間，該X編織布20A包括八個第一方向區21、八個第二方向區22、複數股緯向纖維23以及複數股經向纖維24，各該第一方向區21與各該第二方向區22交錯排列，使該X編織布20A呈現五個X形編織結構，藉此本發明以五個編織中心點25，增強多點強度、提昇整體的抗張力量，使本發明可平穩地運用於可攜式電子產品的板材。

而本發明第二較佳實施例的製法大致和第一較佳實施例的製法相同，惟X編織布以各股經向纖維的編織狀態形成有五個編織中心點的X編織結構。

以上所述，僅是本發明的較佳實施例，並非對本發明作任何形式上的限制，任何所屬技術領域中具有 通常知識者，若在不脫離本發明所提出技術特徵的範圍內，利用本發明所揭示技術內容所作出局部更動或修飾的等效實施例，並且未脫離本發明的技術特徵內容，均仍屬於本發明技術特徵的範圍內。

10‧‧‧第一編織布

20‧‧‧X編織布

30‧‧‧第二編織布

Claims (10)

1. 一種複合材料編織布，其包括有：一第一編織布；以及一X編織布，其結合於該第一編織布的一側面，該X編織布包括多數個第一方向區、多數個第二方向區、多數股緯向纖維以及多數股經向纖維，其中，各該第一方向區與各該第二方向區呈交錯排列，各股緯向纖維呈緯向相鄰排列，各股經向纖維呈經向相鄰排列，各股經向纖維以疊於多數股緯向纖維的上側後穿置疊於多數股緯向纖維的下側連續地和緯向纖維呈相互交疊，且各股相鄰的經向纖維依序地以位移至少一股緯向纖維的方向排列並呈漸次上移或下移，各該第一方向區與各該第二方向區的交接處形成一編織中心點，各該經向纖維以該編織中心點呈輻射狀排列。
2. 如請求項1所述之複合材料編織布，其進一步包括一第二編織布，其結合於該X編織布異於該第一編織布的另一側面。
3. 如請求項2所述之複合材料編織布，其中經向纖維和緯向纖維可以為碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維。
4. 如請求項3所述之複合材料編織布，其中該X編織布包括兩個第一方向區與兩個第二方向區，且具有一編織中心點。
5. 如請求項3所述之複合材料編織布，其中該X編織布包括八個第一方向區與八個第二方向區，且具有五個編織中心點。
6. 如請求項1至5中任一項所述之複合材料編織布，其中各股經向纖維是以疊於兩股緯向纖維的上側後穿置疊於兩股緯向纖維的下側和緯向纖維呈相互交疊，且各股相鄰的經向纖維依序地以位移一股緯向纖維的方向排列。
7. 一種複合材料編織布的製法，其包括有：製備第一編織布、X編織布以及第二編織布；以及將X編織布結合於第一編織布與第二編織布之間；其中，X編織布是以各股經向纖維以依序跳過多數股緯向纖維的方式，和多數股緯向纖維形成相互交疊的編織狀態，而相鄰的經向纖維又依序以位移至少一股緯向纖維的方式和緯向纖維編織，X編織布便以各股經向纖維的排列方向形成有編織中心點的X編織結構。
8. 如請求項7所述之複合材料編織布的製法，其進一步包括：製備第二編織布；以及將第二編織布結合於X編織布，使X編織布結合於第一編織布與第二編織布之間。
9. 如請求項8所述之複合材料編織布的製法，其中經向纖維與緯向纖維可以為碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維所製成。
10. 如請求項7、8或9所述之複合材料編織布的製法，其中X編織布是以各股經向纖維以依序疊於兩股緯向纖維上側後穿置疊於兩股緯向纖維下側的方式，和複數股緯向纖維形成相互交疊的編織狀態，而相鄰的經向纖維又依序以位移一股緯向纖維的方式呈漸次上移或下移。