TWI641633B - 成形材料及其製造方法與成形體的形成方法 - Google Patents

Abstract

本發明提出成形材料及其製造方法與成形體的形成方法。所述成形材料之製造方法包括提供物性不同的第一與第二矽生膠材料，並組合第一與第二矽生膠材料，以形成一成形材料。所述第一矽生膠材料具有第一熟化度、所述第二矽生膠材料具有第二熟化度，且第一與第二熟化度均小於或等於40%。

Description

成形材料及其製造方法與成形體的形成方法

本發明是有關於一種成形材料(molding material)的技術，且特別是有關於一種成形材料及其製造方法與成形體的形成方法。

現有軟性材料若需在不同區域具備不同物性，除了外層之軟性材料外，需在內部搭配其他部件(Parts)(如金屬或塑料)，進而達到不同區域有不同物性(例如：硬度、導電性、磁性、親水性、疏水性等特性)之需求。

然而在傳統製程中，若需在單一物件內不同區域具備不同物性的部件，則需經過多道製程才能完成，譬如多次硬化，且每次硬化都要放置具有不同物性的部件，才能形成最終所欲具有不同物性之物件。

本發明提供一種成形材料的製造方法，能減少使用其他部件藉以縮減組裝所需之空間，並可更精準達到所需之物性。

本發明另提供一種成形材料，其中至少兩個部位具有不同物性。

本發明再提供一種成形體的形成方法，能藉由單一步驟完成至少兩個部位具有不同物性的成形體而大幅簡化製程複雜度。

本發明的成形材料的製造方法包括提供物性不同的一第一矽生膠材料與一第二矽生膠材料，其中第一矽生膠材料具有第一熟化度、第二矽生膠材料具有第二熟化度，且第一與第二熟化度均小於或等於40%。然後，組合第一與第二矽生膠材料，以形成一成形材料。

在本發明的一實施例中，上述第一與第二熟化度中至少一者大於5%。

在本發明的一實施例中，上述第一與第二熟化度例如在10%~40%之間。

在本發明的一實施例中，在上述組合第一與第二矽生膠材料之後，還可進行加溫，以提升第一熟化度與第二熟化度的數值至一臨界範圍。

在本發明的一實施例中，上述臨界範圍為25%~35%。

在本發明的一實施例中，在上述組合第一與第二矽生膠材料之前，還可在第一或第二矽生膠材料中加入一異質物。

在本發明的一實施例中，上述異質物包括功能元件、機構件或纖維材料。

在本發明的一實施例中，上述組合第一與第二矽生膠材料的方法包括將第一矽生膠材料置於一載體，再在第一矽生膠材料周圍填覆上述第二矽生膠材料，並整平第一與第二矽生膠材料。

在本發明的一實施例中，上述組合第一與第二矽生膠材料的方法包括將第一矽生膠材料置於一載體，再去除部分第一矽生膠材料，於被去除區域內填入上述第二矽生膠材料，並整平第一與第二矽生膠材料。

在本發明的一實施例中，上述組合第一與第二矽生膠材料的方法包括去除部分第一矽生膠材料，以形成一中空區域，並將第二矽生膠材料置於一載體，然後對準第一矽生膠材料的中空區域與第二矽生膠材料，再在第二矽生膠材料周圍填覆第一矽生膠材料，並整平第一與第二矽生膠材料。

在本發明的一實施例中，上述組合第一與第二矽生膠材料的方法包括將第一矽生膠材料鋪平於一載體，再於第一矽生膠材料的預定區域內擠入上述第二矽生膠材料，並整平第一與第二矽生膠材料。

在本發明的一實施例中，在上述組合第一與第二矽生膠材料之前，還可在先分別整平第一與第二矽生膠材料，再去除部分第一矽生膠材料，以得到第一圖形，並去除部分第二矽生膠材料，以得到與第一圖形為互補圖形的第二圖形。

本發明的成形材料是用上述製造方法製作，其中所述成形材料包括數個部位，且數個部位中的至少兩個具有不同的物性。

在本發明的另一實施例中，在上述成形材料的所述數個部位中的至少一個內包含一異質物。所述異質物包括功能元件、機構件或纖維材料。

本發明的成形體的形成方法，是對上述的成形材料進行塑形，再對塑形後的成形材料進行加溫至固化狀態。

在本發明的所有實施例中，上述物性包括硬度、顏色、導電、導磁性、比熱、親水性或疏水性。

基於上述，本發明藉由使用半熟化度的矽生膠材料來組成具有不同物性的成形材料，因此能減少使用其他部件進而縮減組裝所需之空間，並可更精準達到所需之物性。而且，本發明的成形材料還可藉由單一步驟即完成具有不同物性的成形體，故可大幅簡化製程複雜度。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

以下，將伴隨圖式詳細描述本發明的實施例。然而，這些實施例為例示性，且本發明揭露不限於此。圖式顯示實施例中所使用的方法、結構及/或材料的通常性特徵，並作為文字描述的補充。舉例來說，為了清楚起見，區域及/或結構的相對尺寸及位置可能縮小或放大。

而且，本文中的用語「第一」、「第二」…等是用來描述不同的材料、部位、區域及/或區塊，但是應理解這些材料、部位、區域及/或區塊並不限於上述用語。因此，以下所討論之第一材料、部位、區域或區塊可以被稱為第二材料、部位、區域或區塊，而不違背實施例的教示。

圖1是依照本發明的第一實施例的一種成形體的形成步驟圖。

在圖1中，成形體的形成步驟包括步驟100、步驟110與步驟120。在步驟100中包含成形材料的製造流程，步驟110則是對完成步驟100之後所得的成形材料進行塑形，以得到所需的形狀。然後在步驟120中，加溫塑形後的成形材料至固化(cured)狀態。由於本實施例中製作成形體的步驟簡單，所以跟既有技術相比，更為簡便與節省時間。

請繼續參照圖1，步驟100基本上包括提供第一矽生膠材料(步驟102a)與提供第二矽生膠材料(步驟102a)，並於之後組合第一矽生膠材料與第二矽生膠材料(步驟106)。所謂的「矽生膠」也可稱為「矽橡膠」或「矽半熟膠」，是指尚未完全硬化的矽膠材料。而且，第一與第二矽生膠材料分別具有第一熟化(硫化)度與第二熟化(硫化)度，所述第一與第二熟化度均需小於或等於40%，以便在步驟104中能順利將第一與第二矽生膠材料組合成為成形材料。在一實施例中，第一熟化度與第二熟化度中至少一者大於5%。在另一實施例中，第一與第二熟化度分別獨立為10%~40%。

上述矽生膠材料之「熟化度」是以扭力測試機來測量的。詳細而言，在將矽生膠材料的試片加溫烘烤的同時，施以一定的壓力並扭轉試片，將可得到烘烤時間與扭力之關係曲線，又稱為矽橡膠熟化曲線。當扭力值趨於穩定不再上升時，便是達到熟化完成的狀態。因此，「熟化度」=(扭力中間值-最低扭力值)/最高扭力值×100%，其中扭力中間值為(最大扭力值-最小扭力值)/2。

矽生膠材料的熟化度表現在外觀狀態則如下表一所示。

表一(熟化度:單位為%) <TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> </td><td> 流動狀態(liquid) </td><td> 牙膏狀態(paste) </td><td> 黏土、麵糰狀態 (dough) </td><td> 固化(cured) </td></tr><tr><td> 矽生膠(液態生膠) </td><td> 0%~5% </td><td> 大於5% 小於10% </td><td> 10%~40% </td><td> 大於40% </td></tr><tr><td> 矽生膠(團塊生膠) </td><td> - </td><td> 大於0% 小於10% </td><td> 10%~40% </td><td> 大於40% </td></tr></TBODY></TABLE>

本發明所使用的第一與第二矽生膠材料可根據需求調配或者使用市售產品；熟化度則可藉由烘烤時間來控制，譬如烘烤時間較短則熟化度較低；反之，烘烤時間較長則熟化度高。

在本實施例中，第一與第二矽生膠材料具有不同的物性，例如硬度、顏色、導電、導磁性、比熱、親水性或疏水性。至於物性的不同或差異，則可藉由添加不同添加物、改變矽生膠材料中的成分比例或者改變矽生膠材料中的硬化劑、觸媒等成分來達成，其中上述添加物例如色料、導電材料、導磁材料、導熱材料、親水材料、疏水材料等。其中，導電材料例如可為銅粉；導磁材料例如可為鐵粉；導熱材料例如可為石墨粉；親水材料例如可為纖維素粉；疏水材料例如可為蠟粉。

另外，在步驟102a和102b之前，還可包括步驟104，在第一矽生膠材料以及/或是第二矽生膠材料中加入異質物。所述異質物例如功能元件(如電路、天線線圈等)、機構件(如定位銅柱、螺帽等)或纖維材料。

在步驟106之後，可選擇進行加溫(步驟108)，使第一與第二矽生膠材料的第一與第二熟化度的數值均提升至一臨界範圍，以便得到較好加工的成形材料，其中臨界範圍例如可為25%~35%。若第一與第二矽生膠的第一與第二熟化度的數值加溫至超過前述臨界範圍，後續進行加工時，成形材料可能會有內部結構崩解而無法對其塑形的危險。

若步驟106之後的第一與第二矽生膠的第一與第二熟化度的數值已經超過上述臨界範圍，則可省略步驟108。

圖2是依照本發明的第二實施例的一種成形材料的製造流程的步驟圖，其中使用與第一實施例相同的符號來代表相同的步驟。

請參照圖2，其中顯示的步驟102a、102b與108可參照第一實施例。至於步驟200~204則是組合第一與第二矽生膠材料(圖1之步驟106)的其中一例，且適用於第一與第二熟化度的數值均為大於0%且小於10%；或者適用於第一熟化度大於5%且第二熟化度在5%以下的情況。

在圖2中，先進行步驟102a、102b之後，將第一矽生膠材料置於一載體(步驟200)，而且可依需求利用工具(如刮刀或滾輪)將第一矽生膠材料整平。

接著，在第一矽生膠材料周圍填覆第二矽生膠材料(步驟202)。當第二矽生膠材料的熟化度小於5%，則需靜至一段時間待第二矽生膠材料流平。

隨後，整平第一與第二矽生膠材料(步驟204)，且所述整平可利用工具(如刮刀或滾輪)進行。

圖3是依照本發明的第三實施例的一種成形材料的製造流程的步驟圖，其中使用與第一、第二實施例相同的符號來代表相同的步驟。

請參照圖3，其中顯示的步驟102a、102b與108可參照第一實施例；步驟200和204可參照第二實施例。圖3中的步驟200、300、302和204是組合第一與第二矽生膠材料(圖1之步驟106)的其中一例，且適用於第一與第二熟化度的數值均為10%~40%、第一熟化度大於5%且第二熟化度在5%以下或者第一與第二熟化度中一個為10%~40%另一個小於10%且大於5%的情況。

在圖3中，進行步驟200之後，可依需求先利用工具(如刮刀或滾輪)將第一矽生膠材料整平或使第一矽生膠材料鋪滿載體，再去除部分第一矽生膠材料(步驟300)。

接著，於被去除區域內填入第二矽生膠材料(步驟302)。當第二矽生膠材料的熟化度小於5%，則需靜至一段時間待第二矽生膠材料流平。隨後，進行步驟204，整平第一與第二矽生膠材料。

圖4是依照本發明的第四實施例的一種成形材料的製造流程的步驟圖，其中使用與第一、第二實施例相同的符號來代表相同的步驟。

請參照圖4，其中顯示的步驟102a、102b與108可參照第一實施例；步驟204可參照第二實施例。圖4中的步驟400~406和204是組合第一與第二矽生膠材料(圖1之步驟106)的其中一例，且適用於第一熟化度為10%~40%以及第二熟化度小於10%且大於5%的情況。

在圖4中，進行步驟102a、102b之後，先去除部分第一矽生膠材料，以形成一中空區域(步驟400)。這個去除部分第一矽生膠材料的步驟400可在他處進行。

然後，將第二矽生膠材料置於一載體(步驟402)，且第二矽生膠材料可以只設置在特定區域內，而不須鋪滿整個載體，但本發明並不限於此。

之後，對準第一矽生膠材料的中空區域與第二矽生膠材料(步驟404)，再在第二矽生膠材料周圍填覆第一矽生膠材料(步驟406)。由於第二矽生膠材料的熟化度小於第一矽生膠材料，所以可接續步驟204，整平第一與第二矽生膠材料。

圖5是依照本發明的第五實施例的一種成形材料的製造流程的步驟圖，其中使用與第一實施例相同的符號來代表相同的步驟。

請參照圖5，其中顯示的步驟102a、102b與108可參照第一實施例。圖5中的步驟500~504是組合第一與第二矽生膠材料(圖1之步驟106)的其中一例，且適用於第一與第二熟化度的數值均為大於0%且小於10%的情況。

在圖5中，進行步驟102a、102b之後，將第一矽生膠材料鋪平於一載體(步驟400)，且所述鋪平可利用工具(如刮刀或滾輪)進行並可使第一矽生膠材料鋪滿載體。

接著，於第一矽生膠材料的預定區域內擠入第二矽生膠材料(步驟502)，並整平第一與第二矽生膠材料(步驟504)，且所述整平可利用工具(如刮刀或滾輪)進行。

圖6是依照本發明的第六實施例的一種成形材料的製造流程的步驟圖，其中使用與第一實施例相同的符號來代表相同的步驟。

請參照圖6，其中顯示的步驟102a、102b、106與108可參照第一實施例，且第六實施例適用於第一與第二熟化度的數值均為10%~40%的情況。

在圖6中，進行步驟102a、102b之前，先分別整平第一與第二矽生膠材料(步驟600a、600b)，再去除部分第一矽生膠材料，以得到第一圖形(步驟602a)，並去除部分第二矽生膠材料，以得到第二圖形(步驟602b)。在本實施例中，第二圖形與第一圖形為互補圖形，因此後續於步驟106中，能在一載體上依循互補圖形的位置直接組合第一圖形與第二圖形，並利用工具(如刮刀或滾輪)整平第一與第二矽生膠材料，而得到所需的成形材料。

圖7是依照本發明的第八實施例的一種成形材料的示意圖。

請參照圖7，成形材料700是可採用上述實施例製作，且可組合上述實施例中得不同步驟來製作。所述成形材料700包括數個部位702、704和706，且數個部位702、704和706中的至少兩個具有不同的物性，如硬度不同、顏色不同、導電性不同、導磁性不同、比熱不同、親水性不同或疏水性不同。此外，不同部位的大小也可不相同，例如部位704比部位702小但比部位706大；或者與部位702的厚度t1和部位704的厚度t1相比，部位706的厚度t3較小。在另一實施例中，在成形材料700的部位702、704和706中的至少一個可含有異質物(未繪示)，如功能元件(如電路、天線線圈等)、機構件(如定位銅柱、螺帽等)或纖維材料。

綜上所述，本發明使用具有不同物性的半熟化度的矽生膠材料，因此能以簡便的步驟組成具有不同物性的成形材料，減少使用其他部件並可縮減組裝所需之空間。另外，本發明的成形材料藉由單一步驟即可製作出具有不同物性的成形體，故可大幅簡化製程複雜度並節省製程時間。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100：成形材料的製造流程 102a：提供第一矽生膠材料 102b：提供第二矽生膠材料 104：加入異質物 106：組合第一與第二矽生膠材料 108：加溫 110：塑形 120：加溫塑形後的成形材料至固化狀態 200：將第一矽生膠材料置於一載體 202：在第一矽生膠材料周圍填覆第二矽生膠材料 204、504：整平第一與第二矽生膠材料 300、400：去除部分第一矽生膠材料 302：於被去除區域內填入第二矽生膠材料 402：將第二矽生膠材料置於一載體 404：對準第一矽生膠材料的中空區域與第二矽生膠材料 406：在第二矽生膠材料周圍填覆第一矽生膠材料 500：將第一矽生膠材料鋪平於一載體 502：於第一矽生膠材料的預定區域內擠入第二矽生膠材料 600a：整平第一矽生膠材料 600b：整平第二矽生膠材料 602a：去除部分第一矽生膠材料，以得到第一圖形 602b：去除部分第二矽生膠材料，以得到第二圖形 700：成形材料 702、704、706：部位 t1、t2、t3：厚度

圖1是依照本發明的第一實施例的一種成形體的形成步驟圖。 圖2是依照本發明的第二實施例的一種成形材料的製造流程的步驟圖。 圖3是依照本發明的第三實施例的一種成形材料的製造流程的步驟圖。 圖4是依照本發明的第四實施例的一種成形材料的製造流程的步驟圖。 圖5是依照本發明的第五實施例的一種成形材料的製造流程的步驟圖。 圖6是依照本發明的第六實施例的一種成形材料的製造流程的步驟圖。 圖7是依照本發明的第八實施例的一種成形材料的示意圖。

Claims (17)

1. 一種成形材料的製造方法，包括：提供物性不同的一第一矽生膠材料與一第二矽生膠材料，其中該第一矽生膠材料具有一第一熟化度、該第二矽生膠材料具有一第二熟化度，且該第一熟化度與該第二熟化度均小於或等於40%；組合該第一矽生膠材料與該第二矽生膠材料，以形成一成形材料；以及組合該第一矽生膠材料與該第二矽生膠材料之後，進行加溫，以提升該第一熟化度與該第二熟化度的數值至一臨界範圍。
2. 如申請專利範圍第1項所述的成形材料的製造方法，其中該第一熟化度與該第二熟化度中至少一者大於5%。
3. 如申請專利範圍第1項所述的成形材料的製造方法，其中該第一熟化度與該第二熟化度在10%~40%之間。
4. 如申請專利範圍第1項所述的成形材料的製造方法，其中該臨界範圍為25%~35%。
5. 如申請專利範圍第1項所述的成形材料的製造方法，其中組合該第一矽生膠材料與該第二矽生膠材料之前，更包括在該第一矽生膠材料或該第二矽生膠材料中加入一異質物。
6. 如申請專利範圍第5項所述的成形材料的製造方法，其中該異質物包括功能元件、機構件或纖維材料。
7. 如申請專利範圍第1項所述的成形材料的製造方法，其中組合該第一矽生膠材料與該第二矽生膠材料的方法包括：將該第一矽生膠材料置於一載體；在該第一矽生膠材料周圍填覆該第二矽生膠材料；以及整平該第一矽生膠材料與該第二矽生膠材料。
8. 如申請專利範圍第1項所述的成形材料的製造方法，其中組合該第一矽生膠材料與該第二矽生膠材料的方法包括：將該第一矽生膠材料置於一載體；去除部分該第一矽生膠材料；於被去除區域內填入該第二矽生膠材料；以及整平該第一矽生膠材料與該第二矽生膠材料。
9. 如申請專利範圍第1項所述的成形材料的製造方法，其中組合該第一矽生膠材料與該第二矽生膠材料的方法包括：去除部分該第一矽生膠材料，以形成一中空區域；將該第二矽生膠材料置於一載體；對準該第一矽生膠材料的該中空區域與該第二矽生膠材料；在該第二矽生膠材料周圍填覆該第一矽生膠材料；以及整平該第一矽生膠材料與該第二矽生膠材料。
10. 如申請專利範圍第1項所述的成形材料的製造方法，其中組合該第一矽生膠材料與該第二矽生膠材料的方法包括：將該第一矽生膠材料鋪平於一載體；於該第一矽生膠材料的預定區域內擠入該第二矽生膠材料；以及整平該第一矽生膠材料與該第二矽生膠材料。
11. 如申請專利範圍第1項所述的成形材料的製造方法，其中組合該第一矽生膠材料與該第二矽生膠材料之前更包括：分別整平該第一矽生膠材料與該第二矽生膠材料；去除部分該第一矽生膠材料，以得到第一圖形；以及去除部分該第二矽生膠材料，以得到第二圖形，且該第二圖形與該第一圖形為互補圖形。
12. 如申請專利範圍第1項所述的成形材料的製造方法，其中該物性包括硬度、顏色、導電、導磁性、比熱、親水性或疏水性。
13. 一種成形材料，是用如申請專利範圍第1~12項中任一項所述的成形材料的製造方法製作，其中所述成形材料包括多數個部位，且所述多數個部位中的至少兩個具有不同的物性。
14. 如申請專利範圍第13項所述的成形材料，其中該物性包括硬度、顏色、導電、導磁性、比熱、親水性或疏水性。
15. 如申請專利範圍第13項所述的成形材料，更包括一異質物，包含於所述多數個部位中的至少一個內。
16. 如申請專利範圍第15項所述的成形材料，其中該異質物包括功能元件、機構件或纖維材料。
17. 一種成形體的形成方法，包括：對如申請專利範圍第13~16項中任一項所述的成形材料進行塑形；以及加溫塑形後的該成形材料至固化狀態。