TWI583559B - The manufacturing method of composite board and its finished product - Google Patents

Description

複合板之製造方法及其成品

本發明係與一種複合板有關，特別是指一種可應用於運動器材的複合板。

按，一般習知應用於滑板、滑水板、滑雪板、衝浪板等各種板類運動的板材，以及球拍等運動器材，其通常係以木材、塑料或金屬等單一材料經切削、拼接、研磨等製程步驟製成成品。惟，本案發明人在長期從事相關領域之研製生產、測試使用與市場行銷之過程中發現，習知製作板材之製程係相當費工耗時，且製作該板材之優質木材等原物料取得不易，而以塑料所製成之成品結構強度又不足，以金屬材料所製成之成品重量又甚重，且金屬材料之加工又更是困難。有鑑於此，本案發明人在觀察到上述缺點後，認為習知板材實有進一步再改良之必要，而遂有本發明之產生。

鑑於習知板材具有重量太重、製程複雜、結構強度不足等弊端，本發明之目的係在提供一種複合板之製造方法及其成品，其製程工法簡易，可有效縮短工時，且更可製作出重量輕巧又結構強韌的成品。

為達上述目的，本發明所提供之複合板之製造方法，其步驟係包含有：內膽成型步驟、捲製纖維管步驟、裝置纖維管步驟、包覆纖維 材步驟、板體成型步驟，其中，於該內膽成型步驟係將至少一填充材料注入一第一模具中，使該填充材料固化形成一內膽，再將該內膽由該第一模具中取出，其中，該內膽係透過該第一模具形成有數個長槽孔；於該捲製纖維管步驟係將數個纖維材分別捲製成數個纖維管，再於該等纖維管中各置入一發泡材，並使該等纖維管之尺寸分別對應該等長槽孔之尺寸；於該裝置纖維管步驟係將該纖維管置入該內膽之長槽孔中；於該包覆纖維材步驟係於該內膽之外周側包覆一纖維材；於該板體成型步驟係將包覆有該纖維材之內膽置入一第二模具中，並將其加熱，使該等纖維管中的發泡材因受熱而發泡膨脹，並把該等纖維管撐開，而使該等纖維管由該內膽之長槽孔中推抵包覆該內膽之纖維材內側，並進一步使該纖維材及該等纖維管因高溫而熱融結合，並於冷卻後固化成型。

而本發明所提供之複合板，其係包含有：一內膽，其係概呈一板體，且設有數個長槽孔；數個強化肋，其皆概呈一管體，並於該等強化肋中各設有一發泡材，且該等強化肋係設於該內膽之長槽孔中；一包覆層，其係設於該內膽之外周側，並與該等強化肋相結合。

本發明所提供之複合板之製造方法及其成品，其係透過該內膽成型步驟、該捲製纖維管步驟、該裝置纖維管步驟、該包覆纖維材步驟、該板體成型步驟，先灌注該填充材料形成該內膽，再將該纖維管置入該內膽之長槽孔中，然後再於該內膽之外周側包覆該纖維材，即可熱融固化該纖維材與該纖維管而成型複合板成品，相較於習知需經切削、拼接、研磨等步驟製成板材成品之製造方法，本發明之製程利用原物料取得容易的該填充材料灌注形成該內膽，係具有工法簡易之優點，能有效縮短工時，達 經濟效益之增益。而該複合板成品熱融固化成型後，該內膽之長槽孔中的纖維管係可與該內膽外周側之纖維材相結合，從而形成一體之纖維結構，藉此，俾使該纖維管可形成該纖維材間的強化肋支撐結構，從而提升複合板之結構強度，以形成結構強韌的成品。此外，本發明利用填充材料與纖維材製成成品，係可大幅減輕成品重量，而使成品具有輕巧之優點。

100‧‧‧複合板成品

10‧‧‧內膽

11‧‧‧長槽孔

20‧‧‧纖維管

21‧‧‧發泡材

30‧‧‧纖維材

40‧‧‧強化肋

41‧‧‧發泡材

50‧‧‧包覆層

200‧‧‧第一模具

210‧‧‧第一容室

220‧‧‧凸肋

300‧‧‧第二模具

310‧‧‧第二容室

第1圖係本發明之流程圖。

第2圖係本發明之第一模具示意圖。

第3圖係本發明之內膽之頂視圖。

第4圖係本發明之纖維管之剖視圖。

第5圖係本發明之內膽裝置纖維管之剖視圖。

第6圖係本發明包覆纖維材之示意圖。

第7圖係本發明置入第二模具固化成型之示意圖。

第8圖係本發明之成品立體圖。

第9圖係本發明之成品剖視圖。

第10圖係本發明另一實施例之內膽之頂視圖。

第11圖係本發明第10圖之11端面剖視圖。

第12圖係本發明另一實施例之內膽裝置纖維管之剖視圖。

請參閱第1圖所示，係為本發明之流程圖，其係揭露有一種複合板之製造方法，該製造方法係包含有下列步驟：

內膽成型步驟：請配合參閱第2圖所示，首先準備一第一模具200，該第一模具200係具有一第一容室210，該第一容室210係凸設有數個凸肋220，且該等凸肋220係可縱向抵頂至該第一容室210之兩端，於本發明，該第一容室210係沿其長軸平行並間隔凸設有該等凸肋220，且該等凸肋220之橫向兩端與該第一容室210之內周壁係具有一預定空間，俾使該等凸肋220分別孤立於該第一容室210中，但此僅為一實施例，而非侷限本發明之實施態樣，該等凸肋220亦可沿該第一容室210之短軸凸設，抑或分別沿該第一容室210之長軸及短軸交錯設置。再將至少一填充材料注入該第一模具200之第一容室210中，於本發明，該填充材料係為PU發泡材，請同時配合參閱第3圖所示，該填充材料可於注入該第一容室210後，於該第一容室210中發泡並固化，並形成一對應該第一容室210內周壁之內膽10，且該內膽10之尺寸係略小於複合板成品之尺寸，而後再將該內膽10由該第一模具200之第一容室210中取出，該內膽10係對應該第一容室210內之凸肋220形成有數長槽孔11，於本發明，由於該等凸肋220係可縱向抵頂至該第一容室210之兩端，且該等凸肋220係沿該第一容室210之長軸孤立於該第一容室210中，並與該第一容室210之內周壁具有預定空間，是以該內膽10係形成有上下透空之該等長槽孔11，且該等長槽孔11係沿該內膽10之長軸平行開設於該內膽10中間，並與該內膽10之周緣具有預定之距離。

捲製纖維管步驟：請繼續參閱第3圖所示，並請同時配合參閱第4圖所示，利用數片狀纖維材分別捲製數纖維管20，並使該等纖維管20之尺寸分別對應該等長槽孔11之尺寸，其中，該等纖維管20之管長係 分別對應該等長槽孔11之長軸長，該等纖維管20之管寬係分別對應該等長槽孔11之長軸寬，而該等纖維管20之管厚係略小於該等長槽孔11之深度，於本發明，該等纖維管20之纖維材係可選擇為碳纖維，但此僅為一實施例，而非侷限本發明之實施態樣，該等纖維管20之纖維材亦可選擇為玻璃纖維，抑或其他可受熱固化成型，並具有質輕、結構強韌等特性之複合纖維。然再分別於該等纖維管20中各置入一發泡材21，其中，該發泡材21係為熱膨脹發泡材，其係可於受熱時發泡膨脹並固化成型。

裝置纖維管步驟：請再配合參閱第5圖所示，將該等纖維管20分別置入該內膽10之長槽孔11中，由於該等纖維管20之管長係分別對應該等長槽孔11之長軸長，且該等纖維管20之管寬係分別對應該等長槽孔11之長軸寬，因此該等纖維管20係可完全容置並略卡制於該內膽10之長槽孔11中，以填塞該內膽10之長槽孔11，且該等纖維管20之管厚係略小於該等長槽孔11之深度，是以可使該等纖維管20之上下兩側外管壁皆與該內膽10之上下兩表面具有一預定距離，而使該等纖維管20完全埋入該內膽10之長槽孔11中。

包覆纖維材步驟：請再繼續參閱第6圖所示，於該內膽10之外周側包覆一纖維材30，並使該纖維材30完全包覆該內膽10，於本發明，該纖維材30係可選擇為碳纖維，但此僅為一實施例，而非侷限本發明之實施態樣，該纖維材30亦可選擇為玻璃纖維，抑或其他可受熱固化成型，並具有質輕、結構強韌等特性之複合纖維。

板體成型步驟：請配合參閱第7圖所示，並請再配合參閱第6圖所示，準備一第二模具300，該第二模具300係具有一第二容室310， 且該第二模具300之第二容室310係略大於該第一模具200之第一容室210，該第二容室310係可供容置包覆有該纖維材30之內膽10，且該第二容室310之內周壁係對應複合板成品之外觀及尺寸。將包覆有該纖維材30之內膽10置入該第二模具300之第二容室310中，並將其加熱，請再配合參閱第3圖及第5圖所示，此時，該等纖維管20中的發泡材21因受熱而發泡膨脹，並把該等纖維管20撐開，而使該等纖維管20由該內膽10之長槽孔11中推抵包覆該內膽10之纖維材30內側，並進一步使該等纖維管20上下與包覆該內膽10之纖維材30熱融結合。請再配合參閱第8圖及第9圖所示，並請同時配合參閱第7圖所示，當冷卻降溫後，該等發泡材21固化成型，該等纖維管20及包覆該內膽10之纖維材30亦固化成型，且結合成一體之結構，俾使該等纖維管20形成該纖維材30間的強化支撐結構，而該纖維材30則對應該第二容室310之內周壁形成預定之複合板成品外觀及尺寸。

請繼續參閱第8圖及第9圖所示，係為本發明之成品立體圖以及成品剖視圖，其係揭露有該複合板成品100，該複合板成品100係包含有：

一內膽10，請配合參閱第3圖所示，該內膽10係以至少一填充材料製成，且概呈一板體，並設有數個上下透空之長槽孔11，於本發明，該內膽10係以PU發泡材所製成，且該內膽10之尺寸係略小於複合板成品100之尺寸，並沿該內膽10之長軸平行設有數長槽孔11，且與該內膽10之周緣具有預定之距離，但此僅為一實施例，而非侷限本發明之實施態樣，該等長槽孔11亦可沿該內膽10之短軸開設，抑或分別沿該內膽10之 長軸及短軸交錯設置。

數個強化肋40，請再配合參閱第4圖所示，該強化肋40係概呈一管體，並於管中設有一發泡材21，該強化肋40係設於該內膽10之長槽孔11中，且該強化肋40之管長係對應該長槽孔11之長軸長，該強化肋40之管寬係對應該長槽孔11之長軸寬，俾使該強化肋40可完全容置並略卡制於該內膽10之長槽孔11中，於本發明，該等強化肋40之纖維材係可選擇為碳纖維，但此僅為一實施例，而非侷限本發明之實施態樣，該等強化肋40之纖維材亦可選擇為玻璃纖維，抑或其他可受熱固化成型，並具有質輕、結構強韌等特性之複合纖維。

一包覆層50，其係設於該內膽10之外周側，且係完全包覆該內膽10，該包覆層50包覆該內膽10後係可對應預定之複合板成品100外觀及尺寸，該包覆層50並與該等強化肋40熱融結合成一體之結構，俾使該等強化肋40形成該包覆層50間的強化支撐結構，於本發明，該包覆層50係可選擇為碳纖維，但此僅為一實施例，而非侷限本發明之實施態樣，該包覆層50亦可選擇為玻璃纖維，抑或其他可受熱固化成型，並具有質輕、結構強韌等特性之複合纖維。

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，茲將本發明再詳加以敘述，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3圖至第6圖所示，該複合板之製造方法，其係依序透過該內膽成型步驟、該捲製纖維管步驟、該裝置纖維管步驟、該包覆纖維材步驟、該板體成型步驟，先灌注該填充材料形成該內膽10，再 將該纖維管20置入該內膽10之長槽孔11中，然後再於該內膽10之外周側包覆該纖維材30，最後再將其加熱，以熱融固化該纖維材30與該纖維管20，而成型複合板成品。因此，本發明之製程工法簡易，能有效縮短工時，而達經濟效益之增益。

值得一提的是，由於該第一模具200之第一容室210係略小於該第二模具300之第二容室310，因此可利用該等容室空間大小差異，使該內膽10成型後形成預留外側包覆該纖維材30之空間，俾使該內膽10於包覆該纖維材30後可形成預定之成品尺寸。

請繼續參閱第8圖及第9圖所示，並請配合參閱第3圖及第5圖所示，該複合板成品100熱融固化成型後，該內膽10之長槽孔11中的纖維管20係可與該內膽10外周側之纖維材30相結合，從而形成一體之纖維結構，藉此，俾使該等纖維管20可形成該纖維材30間的強化肋40支撐結構，從而提升複合板之結構強度，以形成結構強韌的成品，俾使該複合板不僅具有製程工法簡易之優點，且更具有強韌的結構，以克服習知塑料所製成之成品結構強度不足之問題。

值得一提的是，相較於習知需經切削、拼接、研磨等步驟製成板材成品之製造方法，本發明之製程工法簡易，能有效縮短工時，而達經濟效益之增益。且該複合板係利用原物料取得容易的該填充材料灌注形成該內膽10，係可克服習知優質木材等原物料取得不易之問題。而利用該等纖維管20形成該纖維材30間的強化肋40支撐結構，則可克服習知塑料所製成之成品結構強度不足之問題，並形成結構強韌的成品。且該複合板利用填充材料與纖維材製成成品，相較於習知利用金屬材料或木材所製成 之成品，係可大幅減輕成品重量，而使成品具有輕巧之優點，從而克服習知以金屬材料製成成品重量甚重之問題。

請繼續參閱第10圖至第12圖所示，係為本發明另一實施例之內膽之頂視圖、11端面剖視圖以及內膽裝置纖維管之剖視圖，其與前述實施例不同之處係在於該等長槽孔11係延伸並貫穿該內膽10之周緣，且該內膽10於該等長槽孔11之內壁係設有數個連接肋12，而該等纖維管20則可分別對應該等長槽孔11，以供置設於該等長槽孔11中。

茲，再將本發明之特徵及其可達成之預期功效陳述如下：本發明之複合板之製造方法，其係可透過簡易的製程工法有效縮短工時，俾達經濟效益之增益，且更可利用原物料取得容易的填充材料灌注形成該內膽10，而克服習知原物料取得不易之問題。

本發明之複合板之成品，其係可使該內膽10長槽孔11中的纖維管20與該內膽10外周側之纖維材30相結合，而使該纖維管20形成該纖維材30間的強化支撐結構，以提升複合板之結構強度，從而形成重量輕巧又結構強韌的成品。

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。

100‧‧‧複合板成品

10‧‧‧內膽

40‧‧‧強化肋

41‧‧‧發泡材

50‧‧‧包覆層

Claims (10)

1. 一種複合板之製造方法，其步驟係包含有：內膽成型步驟：準備一第一模具中，該第一模具係具有一第一容室，將至少一填充材料注入該第一模具之第一容室中，使該填充材料固化形成一內膽，再將該內膽由該第一模具中取出，其中，該內膽係透過該第一模具形成有數個上下透空之長槽孔；捲製纖維管步驟：將數個纖維材分別捲製成數個纖維管，再於該等纖維管中各置入一遇熱會發泡膨脹之發泡材，並使該等纖維管之尺寸分別對應該等長槽孔之尺寸；裝置纖維管步驟：將該等纖維管置入該內膽之長槽孔中；包覆纖維材步驟：於該內膽之外周側包覆一纖維材；板體成型步驟：準備一第二模具中，該第二模具係具有一第二容室，且該第二模具之第二容室係略大於該第一模具之第一容室，將包覆有該纖維材之內膽置入該第二模具之第二容室中，並將其加熱，使該纖維材及該纖維管因高溫而熱融結合，並於冷卻後固化成型。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之複合板之製造方法，其中，於該內膽成型步驟中，該第一模具之第一容室係凸設有數個凸肋，而該填充材料係注入該第一模具之第一容室中，並透過該等凸肋使該內膽形成有該等長槽孔。
3. 依據申請專利範圍第1項所述之複合板之製造方法，其中，於該內膽成型步驟中，該填充材料可為PU發泡材，而於該捲製纖維管步驟中，係利用一片狀纖維材捲製成該纖維管，且該纖維管之纖維材係為碳纖維或玻 璃纖維，而於該包覆纖維材步驟，該纖維材係為碳纖維或玻璃纖維。
4. 一種複合板，其係包含有：一內膽，其係概呈一板體，且設有數個上下透空之長槽孔；數個強化肋，其皆概呈一管體，並於該等強化肋中各設有一發泡材，且該等強化肋係設於該內膽之長槽孔中；一包覆層，其係設於該內膽之外周側，並與該等強化肋相結合。
5. 依據申請專利範圍第4項所述之複合板，其中，該內膽於該等長槽孔之內壁係設有至少一連接肋。
6. 依據申請專利範圍第4項所述之複合板，其中，該等強化肋之長係對應該等長槽孔之長軸長，該等強化肋之寬係對應該等長槽孔之長軸寬。
7. 依據申請專利範圍第4項所述之複合板，其中，該包覆層係完全包覆該內膽。
8. 依據申請專利範圍第4項所述之複合板，其中，該包覆層係與該等強化肋因熱融而結合成一體。
9. 依據申請專利範圍第4項所述之複合板，其中，該等長槽孔係相互平行。
10. 依據申請專利範圍第4項所述之複合板，其中，該內膽係為PU發泡材，該強化肋係為碳纖維或玻璃纖維，而該發泡材係為熱膨脹發泡材，該包覆層係為碳纖維或玻璃纖維。