TWI751174B

TWI751174B - 增強纖維布、防護板及製備防護板的方法

Info

Publication number: TWI751174B
Application number: TW106121004A
Authority: TW
Inventors: 曾凱熙
Original assignee: 曾凱熙
Priority date: 2017-06-23
Filing date: 2017-06-23
Publication date: 2022-01-01
Also published as: TW201905260A

Abstract

本發明的增強纖維布包含數個增強纖維，各增強纖維包含數個單絲，各單絲由一芯材及一外殼構成，該外殼環繞成形於該芯材之周圍，且該外殼之熔化溫度低於該芯材之熔化溫度，各單絲的外殼與一鄰接的單絲的外殼相貼靠連接。本發明的增強纖維布僅需直接進行加熱及塑型處理，即能製得一具有良好耐衝擊性的防護板，故所述增強纖維布係兼具有能製得一具有良好耐衝擊性的防護板及降低防護板的製程複雜度及成本之優點。

Description

增強纖維布、防護板及製備防護板的方法

本發明係關於一種增強纖維布、防護板及製備防護板的方法。

由於物品於使用或運送經常會因受外力而毀損，以及運動員於訓練或比賽中經常會因受外力而受傷，現有技術提供了多種的防護用品，例如：行李箱、護具等，供人們依用途進行選擇。

然而，現有技術的防護用品是將單一種材料[如：聚丙烯(polypropylene)]製作為片狀材料，再將數個片狀材料編織成編織布，然後將數個編織布疊合後進行塑型所製成。由於現有技術的防護用品為單一種材料所製成，故其耐衝擊性有限。當現有技術的防護用品受到較大的外力撞擊時，將會破裂損壞而失去保護作用，進而造成物品的損壞及運動員的傷害。

雖然，為提高現有技術的防護用品的耐衝擊性，現有技術進一步添加一強化膜於兩相鄰的編織布之間後，再進行塑型以獲得所述防護用品。但強化膜的使用反倒提高了製程複雜度及成本。

本發明之一目的在於提供一種增強纖維布，該增強纖維布能直接經過塑型而製得一具有良好耐衝擊性的防護板，並能降低防護板的製程複雜度及成本。

為達到前述發明目的，本發明所採取的一技術手段為令所述增強纖維布包含：數個增強纖維，各增強纖維包含數個單絲，各單絲由一芯材及一外殼構成，該外殼環繞成形於該芯材之周圍，且該外殼之熔化溫度低於該芯材之熔化溫度，各單絲的外殼與一鄰接的單絲的外殼相貼靠連接。

基於上述的技術手段，所述增強纖維布係能直接經過簡單的加熱及塑型處理製得一具有良好耐衝擊性的防護板，而無需另外使用強化膜，故所述增強纖維布係兼具有能製得一具有良好耐衝擊性的防護板及降低防護板的製程複雜度及成本之優點。

本發明之另一目的在於提供一種防護板，該防護板係具有良好耐衝擊性。

為此，本發明所採取的另一技術手段為令所述防護板，其係由前述的增強纖維布所製得，其中包含：一基材，其由所述增強纖維的單絲的外殼製成；以及數個相互間隔設置於該基材內的強化部，各強化部包含有數個所述芯材，且，所述基材緊密地包覆所述芯材。

基於上述的技術手段，本發明無需使用強化膜，所述防護板即能具有良好結構強度並抵檔外力的衝擊。

本發明之再一目的在於提供一種製備所述防護板的方法，係具有低製程複雜度及成本之優點。

為此，本發明所採取的再一技術手段為令製備所述防護板的方法，其步驟包含：提供一由前述增強纖維布所製成的原布料；加熱該原布料以使所述外殼熔化，從而獲得一熔化的原布料；以及塑型該熔化的原布料以獲得所述防護板。

較佳的是，提供該由前述增強纖維布所製成的原布料之步驟包含：將數個前述增強纖維布重疊以獲得該原布料之步驟。

藉由使用前述增強纖維布作為原料，所述製備所述防護板的方法僅需藉由簡單的加熱及塑型步驟即能製得所述防護板，而無需額外添加強化膜，故所述製備所述防護板的方法係兼具有製程簡單及成本低廉之優點。

以下配合圖式及本發明之較佳實施例進一步闡述本發明為達預定發明目的所採取的技術手段。

請參閱圖1至3所示，本發明的增強纖維布10係由數個增強纖維11編織而成，各增強纖維11由數個單絲12所構成，該等單絲12聚集成束，換言之，各增強纖維11為由數個單絲12所構成的單絲束；各單絲12呈圓形長條狀且由一芯材121及一外殼122所構成，該芯材121呈圓形長條狀，該外殼122環繞成形於該芯材121之周圍，且該外殼122之熔化溫度低於該芯材121之熔化溫度，各單絲12的外殼122與一鄰接的單絲12的外殼122相貼靠連接。此外，各增強纖維為大抵呈圓條狀。

於一較佳實施例中，該芯材121為聚丙烯共聚物或聚丙烯均聚物所製成，該外殼122為聚乙烯共聚物、聚乙烯均聚物、聚丙烯共聚物或聚丙烯均聚物所製成；精確來說，用於製備該外殼122的聚乙烯共聚物、聚乙烯均聚物、聚丙烯共聚物及聚丙烯均聚物之熔化溫度低於用於製備該芯材121的聚丙烯共聚物及聚丙烯均聚物；換言之，用於製備該外殼122的聚乙烯共聚物、聚乙烯均聚物、聚丙烯共聚物及聚丙烯均聚物依序為低熔化溫度的聚乙烯共聚物、低熔化溫度的聚乙烯均聚物、低熔化溫度的聚丙烯共聚物及低熔化溫度的聚丙烯均聚物，而用於製備該芯材121的聚丙烯共聚物及聚丙烯均聚物則依序為高熔化溫度的聚丙烯共聚物及高熔化溫度的聚丙烯均聚物。於一較佳實施例中，該芯材121之熔化溫度介於160°C至180°C之間，該外殼122之熔化溫度介於120°C至140°C之間。於一較佳實施例中，增強纖維布10係由所述增強纖維11編織與數個補強纖維混織而成，所述補強纖維之材質不同於所述增強纖維11，所述補強纖維可為芳綸纖維。

請參閱圖4及5所示，本發明的防護板20由所述增強纖維布10製成，該防護板20包含有一基材21及數個強化部22，該基材21由該等單絲12的外殼122製成，該等強化部22相互間隔設置於該基材21內，該等強化部22包含有數個所述芯材121，各芯材121的熔點高於該基材21的熔點。於一較佳實施例中，所述防護板20的厚度為0.3毫米(mm)至2 mm。於一較佳實施例中，請參閱圖6所示，該防護板20還包含有一裝飾層23，該裝飾層23貼合於該基材21之表面，且該裝飾層23為聚乙烯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚苯乙烯或環己二醇共聚聚酯所製成。

請參閱圖7所示，本發明的製備所述防護板20之方法包含：提供一由所述增強纖維布10所製成的原布料之步驟S1；加熱該原布料以使所述外殼122熔化，從而獲得一熔化的原布料之步驟S2；以及塑型該熔化的原布料以獲得所述防護板20之步驟S3。於一較佳實施例中，該原布料為一所述增強纖維布10；於另一較佳實施例中，該原布料係由數個所述增強纖維布10疊合而成。

製備例1 防護板之製備

將數個增強纖維布10重疊以獲得一原布料。之後，令紅外線以加熱溫度為160°C與加熱時間為3分鐘之條件，加熱該原布料以使所述增強纖維布10的增強纖維11之單絲12的外殼122熔化，從而獲得一熔化的原布料。接著，將該熔化的原布料置入一常溫模具並令一加壓機對該熔化的原布料施予6MPa之壓力達1分鐘後，進行脫模並獲得一防護板20。

於本製備例中，各增強纖維布10的單絲12之外殼122的熔化溫度為150°C，各增強纖維布10的單絲12之芯材121的熔化溫度為170°C，且該防護板20之厚度為1 mm。

製備例2 防護板之製備

本製備例的防護板20之製備與製備例1防護板20之製備概同，惟本製備例改用鹵素燈加熱該原布料以獲得該熔化的原布料。

製備例3 防護板之製備

將數個增強纖維布10重疊以獲得一原布料。之後，將該原布料置入一模具後，令該模具以加熱溫度為200 °C與加熱時間為1 分鐘之條件，加熱該原布料以使所述增強纖維布10的增強纖維11之單絲12的外殼122熔化，從而獲得一熔化的原布料。接著，令一加壓機對該熔化的原布料施予6 MPa之壓力達20秒至40秒後，進行脫模並獲得一防護板20。

於本製備例中，各增強纖維布10的單絲12之外殼122的熔化溫度為150°C，各增強纖維布10的單絲12之芯材121的熔化溫度為170°C，且該防護板20之厚度為0.6 mm。

由上述可見，所述增強纖維布10係由所述增強纖維11所製成，由於各增強纖維11由數個所述單絲12所構成，且各單絲12之外殼122之熔化溫度低於各單絲12之芯材121之熔化溫度，故所述增強纖維布10可直接加熱至各單絲12之外殼122熔化，而各單絲12之芯材121未熔化，並塑型為所述防護板20。其中，所述增強纖維11的單絲12之外殼122熔化並結合固化為所述防護板20的基材21，所述防護板20的基材21緊密地包覆所述增強纖維11的單絲12之芯材121。由於各單絲12之芯材121於製備所述防護板20時並未熔化，故各單絲12之芯材121強度並未減弱，從而能提升所述防護板20整體結構強度。

因此，本發明之增強纖維布10係能直接經過簡單的加熱及塑型處理製得一具有良好耐衝擊性的防護板20，而無需另外使用強化膜，故能降低所述防護板20的製程複雜度及成本。

10‧‧‧增強纖維布11‧‧‧增強纖維12‧‧‧單絲121‧‧‧芯材122‧‧‧外殼20‧‧‧防護板21‧‧‧基材22‧‧‧強化部23‧‧‧裝飾層S1、S2、S3‧‧‧步驟

圖1為本發明的增強纖維布之側視剖面示意圖；圖2為本發明的增強纖維布之增強纖維的斷面示意圖；圖3為本發明的增強纖維布之增強纖維的單絲的斷面示意圖；圖4為本發明的一較佳實施例的防護板的側視剖面示意圖；圖5為圖4的部份放大圖；圖6為本發明的一較佳實施例的防護板的側視剖面示意圖；以及圖7為本發明的製備防護板的方法的流程圖。

10‧‧‧增強纖維布

11‧‧‧增強纖維

Claims

一種增強纖維布，其中包含：數個增強纖維，各增強纖維包含數個單絲，各單絲由一芯材及一外殼構成，該外殼環繞成形於該芯材之周圍，且該外殼之熔化溫度介於120℃至140℃之間，該芯材之熔化溫度介於160℃至180℃之間，各單絲的外殼與一鄰接的單絲的外殼相貼靠連接；其中該芯材為聚丙烯共聚物或聚丙烯均聚物所製成，該外殼為聚乙烯共聚物、聚乙烯均聚物、聚丙烯共聚物或聚丙烯均聚物所製成。
一種防護板，其係由如請求項1所述的增強纖維布所製得，其中包含：一基材，其由所述增強纖維的單絲的外殼製成；以及數個相互間隔設置於該基材內的強化部，各強化部包含有數個所述芯材。
如請求項2所述的防護板，其中包含有一裝設層，該裝飾層設置於該基材的表面。
如請求項3所述的防護板，其中該裝飾層為聚乙烯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚苯乙烯或環己二醇共聚聚酯所製成。
一種製備如請求項2至4中任一項所述的防護板的方法，其步驟包含：提供一增強纖維布所製成的原布料，該增強纖維布包含數個增強纖維，各增強纖維包含數個單絲，各單絲由一芯材及一外殼構成，該外殼環繞成形於該芯材之周圍，且該外殼之熔化溫度介於120℃至140℃之間，該芯材之熔化溫度介於160℃至180℃之間，各單絲的外殼與一鄰接的單絲的外殼相貼靠連接；其中該芯材為聚丙烯共聚物或聚丙烯均聚物所製成，該外殼為聚乙烯共聚物、聚乙烯均聚物、聚丙烯共聚物或聚丙烯均聚物所製成；加熱該原布料以使所述外殼熔化，從而獲得一熔化的原布料；以及塑型該熔化的原布料以獲得所述防護板。
如請求項5所述的防護板的方法，其中提供該由該增強纖維布所製成的原布料之步驟包含：將數個增強纖維布重疊以獲得該原布料之步驟。
如請求項5或6所述的防護板的方法，其中：加熱該原布料以使所述外殼熔化，從而獲得一熔化的原布料之步驟包含：將該原布料置入一模具之步驟；以及令該模具加熱該原布料以使所述增強纖維布的增強纖維之單絲的外殼熔化，從而獲得該熔化的原布料之步驟；以及塑型該熔化的原布料以獲得所述防護板之步驟包含加壓塑型該熔化的原布料獲得該防護板之步驟。
如請求項5或6所述的防護板的方法，其中塑型該熔化的原布料以獲得所述防護板之步驟包含：將該熔化的原布料置入一模具中之步驟；以及加壓塑型該熔化的原布料獲得該防護板之步驟。