TWI569949B - A method of forming a continuous composite surface with a layer - Google Patents

Description

一體成型之連續式複合材料表面結合圖層之方法

本發明係與一種複合材料之製造方法有關，特別是指一種一體成型之連續式複合材料表面結合圖層之方法。

按，複合材料因為具有質輕、機械強度高以及耐腐蝕等特性，因此被廣泛的應用在各種產業製品，如造船、球拍、筆電外殼、手機外殼及自行車架等，且為了提升該複合材料之美觀性，通常該複合材料的表面更會利用噴塗的方式成型有一圖層，並於該圖層之外側再噴塗一層透明漆以保護該圖層不受破壞。

惟，因為該複合材料係由一編織纖維布灌注樹脂所構成，所以該複合材料之表面會因纖維束互相交疊而佈滿編織孔，導致該複合材料在噴塗該圖層之前，必須先經過補土整平以及底色塗裝等步驟，才能有效的將該圖層噴塗於該複合材料上，同時為了讓該透明漆之表面較為光滑，該透明漆還必須使用研磨劑進行表面打磨拋光，使得該複合材料之整體製程不僅費時費力，且非常耗能與不環保，故，如何研發一種不用經過補土整平、底色塗裝及打磨拋光，即可直接於該複合材料表面形成該圖層之方法，實有必要。

本發明之目的係在提供一種一體成型之連續式複合材料表面結合圖層之方法，其係不用經過補土整平、底色塗裝及打磨拋光等步驟，即可直接以一體成型之方式於複合材料表面結合圖層。

為達上述目的，本發明所提供之一體成型之連續式複合材料表面結合圖層之方法，其係包含有提供基質層步驟、成型圖層步驟、成型 保護層步驟、提供複合材料步驟、成型內皮層步驟、結合基質層與複合材料步驟以及完成成品步驟，其中，該提供基質層步驟係提供一基質層；該成型圖層步驟係將一預定圖案成型於該基質層上，使該基質層上形成有一圖層；而該成型保護層步驟係將一聚氨基甲酸酯所構成之透明之保護層成型於該基質層上，且至少覆蓋該圖層；該提供複合材料步驟係提供一複合材料；該成型內皮層步驟係於成型該保護層時，同時將一呈熔融狀態或塑性狀態之內皮層成型於該複合材料上；該結合基質層與複合材料步驟係於該內皮層尚未熟成硬化時，藉由該內皮層尚未熟成硬化之黏性，將該基質層結合於該內皮層上，從而使該基質層與該複合材料結合成一體；最後該完成成品步驟係將該保護層與該內皮層熟成硬化，使該基質層與該複合材料完全結合成一體，並使該複合材料表面結合有該圖層而完成成品。

本發明所提供之一體成型之連續式複合材料表面結合圖層之方法，透過上述提供基質層步驟、成型圖層步驟、成型保護層步驟、提供複合材料步驟、成型內皮層步驟、結合基質層與複合材料步驟以及完成成品步驟，使用者只要先將該圖層成型於該基質層，再將該保護層覆蓋於該基質層，之後再透過該內皮層將該基質層與該複合材料互相結合，便可於該複合材料表面形成有該圖層，藉此，不僅可有效改善習知複合材料製程需要進行補土整平與底色塗裝才能有效噴塗圖層之缺點，且因為該保護層係由聚氨基甲酸酯所構成，而能夠填補該基質層上凹凸不平處並形成一光滑平整之表面，所以使用者亦不需要對該保護層進行打磨拋光，從而使本發明與習知製程相較能夠達到縮短製程與節能減碳之效果。

10‧‧‧基質層

20‧‧‧圖層

30‧‧‧保護層

40‧‧‧內皮層

50‧‧‧複合材料

200‧‧‧刮刀

第1圖係本發明之流程圖。

第2圖係本發明之製程示意圖。

第3圖係本發明之成品組合立體圖。

第4圖係本發明之成品分解立體圖。

請參閱第1圖及第2圖所示，係為本發明之流程圖以及製程示意圖，其係揭露有一種一體成型之連續式複合材料表面結合圖層之方法，該一體成型之連續式複合材料表面結合圖層之方法係包含有下列步驟：提供基質層步驟：提供一基質層10，於本發明，該基質層10係選自布材或聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜之其中一種。

成型圖層步驟：將一預定圖案成型於該基質層10上，使該基質層10上形成有一圖層20，其中，該預定圖案係採用印刷或熱昇華轉印之其中一種方式直接成型於該基質層10上。

成型保護層步驟：將一透明之保護層30成型於形成有該圖層20之基質層10上，且至少覆蓋該圖層20，其中，該保護層30係選自含有NCO之異氰酸鹽聚合物與含有OH之羥化合物混合成之熱塑性聚氨基甲酸酯(TPU)，並將其灌注於該基質層10上，且覆蓋該圖層20，而後藉由一刮刀200塗佈該保護層30表面，俾使該保護層30於形成有該圖層20之基質層10上形成均勻的厚度，而可保護該圖層20不受汙染。

提供複合材料步驟：提供一複合材料50，於本發明，該複合材料50由一編織纖維布灌注可塑塑材所構成，而該編織纖維布係選自不織布、碳纖維布及玻璃纖維布之其中一種。

成型內皮層步驟：於成型該保護層30時，同時將一呈熔融狀態或塑性狀態之內皮層40成型於該複合材料50上，其中，該內皮層40係選自熱塑性聚氨酯(PU)、熱塑性聚氨基甲酸酯(TPU)或熱塑性環氧樹脂(EPOXY)之其中一種，並可選擇利用塗佈、射出成型或浸潤之其中一種方式，於該複合材料50上形成該內皮層40，以於該複合材料50上成型一保護膜。

結合基質層與複合材料步驟：於該內皮層40尚未熟成硬化時，該內皮層40仍係呈熔融狀態或塑性狀態，並可藉由該內皮層40尚未完全熟成硬化之黏性，將已形成有該圖層20之基質層10結合於該內皮層40 上，並使該保護層30係於最外側，即使該保護層30位於該基質層10結合該內皮層40之相對側，以將該基質層10結合於該內皮層40上，從而使該基質層10與該複合材料50結合成一體。

完成成品步驟：係採用加溫處理之方式，將該保護層30，以及該基質層10與該複合材料50之間的該內皮層40加溫而緩慢熟成硬化，俾使該基質層10與該複合材料50完全結合成一體，並使該複合材料50表面結合有該圖層20而完成成品，其中，於本發明係利用熱風將該保護層30及該內皮層40加溫而緩慢熟成硬化，此外，本發明還可視促進劑之不同與反應時間之不同，而選擇採用冷卻處理之方式，利用氣體對流及冷卻水使該保護層30及該內皮層40降溫而熟成硬化，值得一提的是，本發明係可視製造過程中該保護層30及該內皮層40的溫度，以及促進劑的種類與反應時間之差異，而選擇採用加溫處理或冷卻處理之方式，將該保護層30及該內皮層40熟成硬化，於該保護層30及該內皮層40熟成硬化後，係更進一步將結合成一體的該基質層10與該複合材料50進行裁切，以裁切成預定大小，其中，完成結合的該基質層10與該複合材料50之成品，其係可選擇藉由一裁切機直接裁切成預定大小之平板狀，或選擇由異型壓出成型之其中一種方式，以將該成品裁切成預定大小。

為供進一步瞭解本發明構造特徵、運用技術手段及所預期達成之功效，茲將本發明使用方式加以敘述，相信當可由此而對本發明有更深入且具體之瞭解，如下所述：請繼續參閱第1圖及第2圖所示，並請配合參閱第3圖及第4圖所示，透過上述步驟，使用者只要先將該圖層20利用熱昇華轉印或是印刷之方式直接成型於該基質層10，再將透明之該保護層30覆蓋於該基質層10，最後再將該基質層10與表面形成有該內皮層40之複合材料50一起進行熱壓成型，便可於該複合材料50表面形成有該圖層20，藉此，不僅可有效改善習知複合材料製程需要進行補土整平與底色塗裝才能有效噴塗圖 層之缺點，且因為該保護層30係由聚氨基甲酸酯所構成，而能夠填補該基質層10上凹凸不平處並形成一光滑平整之表面，所以使用者亦不需要對該保護層30進行表面打磨拋光，從而使本發明與習知製程相較能夠達到縮短製程與節能減碳之效果，此外，本發明更可藉此以連續式之製程完成表面結合有該圖層20之複合材料50，並使該複合材料50表面係為一體成型結合該圖層20，且無需使用任何催化劑即可完成成品。

值得一提的是，由於該保護層30係由聚氨基甲酸酯所構成，而具有耐高溫之特性，因此當該基質層10與該複合材料50一起進行熱壓成型時，不論是應用於平板熱壓製程，或是應用於管狀內壓膨脹製程，該保護層30皆可確保該圖層20不會受到破壞。

茲，再將本發明之特徵及其可達成之預期功效陳述如下：本發明之一體成型之連續式複合材料表面結合圖層之方法，透過提供基質層步驟、成型圖層步驟、成型保護層步驟、提供複合材料步驟、成型內皮層步驟、結合基質層與複合材料步驟以及完成成品步驟，使用者只要先將該圖層成型於該基質層，再將該保護層覆蓋於該基質層，之後再透過該內皮層將該基質層與該複合材料互相結合，便可於該複合材料表面形成有該圖層，藉此，不僅可有效改善習知複合材料製程需要進行補土整平與底色塗裝才能有效噴塗圖層之缺點，且因為該保護層係由聚氨基甲酸酯所構成，而能夠填補該基質層上凹凸不平處並形成一光滑平整之表面，所以使用者亦不需要對該保護層進行打磨拋光，從而使本發明與習知製程相較能夠達到縮短製程與節能減碳之效果。

綜上所述，本發明在同類產品中實有其極佳之進步實用性，同時遍查國內外關於此類結構之技術資料，文獻中亦未發現有相同的構造存在在先，是以，本發明實已具備發明專利要件，爰依法提出申請。

惟，以上所述者，僅係本發明之一較佳可行實施例而已，故舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等效結構變化，理應包含在 本發明之專利範圍內。

10‧‧‧基質層

20‧‧‧圖層

30‧‧‧保護層

40‧‧‧內皮層

50‧‧‧複合材料

200‧‧‧刮刀

Claims (10)

1. 一種一體成型之連續式複合材料表面結合圖層之方法，其係包含有：提供基質層步驟：提供一基質層；成型圖層步驟：將一預定圖案成型於該基質層上，使該基質層上形成有一圖層；成型保護層步驟：將一透明之保護層成型於該基質層上，且至少覆蓋該圖層；提供複合材料步驟：提供一複合材料，且該複合材料由一編織纖維布灌注可塑材所構成；成型內皮層步驟：於成型該保護層時，同時將一呈熔融狀態或一塑性狀態之內皮層成型於該複合材料上；結合基質層與複合材料步驟：於該內皮層尚未熟成硬化時，該內皮層仍係為熔融狀態或塑性狀態，而可藉由該內皮層尚未完全熟成硬化之黏性，將該基質層結合於該內皮層上，從而使該基質層與該複合材料結合成一體；完成成品步驟：將該保護層與該內皮層熟成硬化，使該基質層與該複合材料完全結合成一體，並使該複合材料表面結合有該圖層而完成成品；藉此，本發明可以連續式之製程完成表面結合有該圖層之複合材料，並使該複合材料表面係為一體成型結合該圖層，且無需使用任何催化劑即可完成成品。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之一體成型之連續式複合材料表面結合圖層之方法，其中，於該成型保護層步驟，於該保護層成型於該基質層上之後，更包含藉由一刮刀進一步塗佈該保護層表面，俾使該保護層形成均勻的厚度，而該保護層係選自含有NCO之異氰酸鹽聚合物與含有OH之羥化合物混合成之熱塑性聚氨基甲酸酯(TPU)。
3. 依據申請專利範圍第1項所述之一體成型之連續式複合材料表面結合圖層之方法，其中，該基質層係選自布材及聚對苯二甲酸乙二酯(PET) 膜之其中一種。
4. 依據申請專利範圍第1項所述之一體成型之連續式複合材料表面結合圖層之方法，其中，該預定圖案係採用印刷及熱昇華轉印之其中一種方式成型於該基質層上。
5. 依據申請專利範圍第1項所述之一體成型之連續式複合材料表面結合圖層之方法，其中，該編織纖維布係選自碳纖維布及玻璃纖維布之其中一種。
6. 依據申請專利範圍第1項所述之一體成型之連續式複合材料表面結合圖層之方法，其中，該內皮層係選自熱塑性聚氨酯(PU)、熱塑性聚氨基甲酸酯(TPU)及熱塑性環氧樹脂(EPOXY)之其中一種。
7. 依據申請專利範圍第1項所述之一體成型之連續式複合材料表面結合圖層之方法，其中，於該成型內皮層步驟係選擇利用塗佈、射出成型及浸潤之其中一種方式於該複合材料上形成該內皮層。
8. 依據申請專利範圍第1項所述之一體成型之連續式複合材料表面結合圖層之方法，其中，於該完成成品步驟中，更採用冷卻處理使該基質層與該複合材料結合成一體。
9. 依據申請專利範圍第1項所述之一體成型之連續式複合材料表面結合圖層之方法，其中，於該完成成品步驟中，更採用加溫處理使該基質層與該複合材料結合成一體。
10. 依據申請專利範圍第1項所述之一體成型之連續式複合材料表面結合圖層之方法，其中，於該完成成品步驟係進一步將結合成一體的該基質層與該複合材料進行裁切，以裁切成預定大小，並選擇藉由一裁切機直接裁切成預定大小之平板狀及異型壓出成型之其中一種方式，俾將完成結合的該基質層與該複合材料之成品裁切成預定大小。