專利名稱：具高界面強(qiáng)度纖維復(fù)合材料的物件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于纖維復(fù)合材料的物件，特別是一種具高界面強(qiáng)度纖維復(fù)合材料的物件。
如


圖1所示，以纖維復(fù)合材料制成的鞋材9包括纖維復(fù)合材料91及包覆在纖維復(fù)合材料91特定位置的橡膠制接合材92。其中，纖維復(fù)合材料91系采用纖維編織或疊置而成，并且在各纖維間滲透有環(huán)氧樹脂。
為了增進(jìn)兩者結(jié)合后的強(qiáng)度，采用以下兩種方式1、首先將纖維復(fù)合材料91表面拋粗、清洗，再于拋粗的表面涂布膠水，當(dāng)膠水尚未凝固前將接合材92黏接在纖維復(fù)合材料91表面。
2、同樣將纖維復(fù)合材料91表面拋粗、清洗、上膠，然后將表面具有膠水的纖維復(fù)合材料91置放在射出成型機(jī)中成型，在成型時由于射出的原料呈高溫熔融液態(tài)，因此可熔解膠水，使纖維復(fù)合材料91和接合材92接合。
但無論使用那一種結(jié)合方式，由于一般膠水和環(huán)氧樹脂屬于不同性質(zhì)的材料，而且環(huán)氧樹脂與由橡膠、PU、耐隆等材料制成的接合材92間的接合性又不佳，因此在接合后，膠水和環(huán)氧樹脂間或者環(huán)氧樹脂與接合材92間容易產(chǎn)生剝離的現(xiàn)象，造成纖維復(fù)合材料91無法與接合材92形成較佳的接合強(qiáng)度。
探討原因，產(chǎn)生以上缺失的主要原因在于以往纖維復(fù)合材料91的表面都是由環(huán)氧樹脂構(gòu)成，但環(huán)氧樹脂與膠水、其他的塑膠或橡膠材料間的結(jié)合性又不理想所致。
本實(shí)用新型包括預(yù)定形狀的纖維復(fù)合材料及結(jié)合于纖維復(fù)合材料的接合材；纖維復(fù)合材料包括由纖維材料構(gòu)成的基布層及填含于基布層的纖維間隙間并黏結(jié)纖維的樹脂部；填含樹脂部后的基布層具有第一表面；填含樹脂部后的基布層第一表面上以熱壓方式黏結(jié)設(shè)有為熱塑性聚氨酯彈性體的第一薄膜層。
其中填含樹脂部后的基布層第一表面下方間隔設(shè)置第二表面層，并于第二表面層上以熱壓方式黏結(jié)設(shè)有為熱塑性聚氨酯彈性體的第二薄膜層。
樹脂部為環(huán)氧樹脂部。
由于本實(shí)用新型包括預(yù)定形狀的纖維復(fù)合材料及結(jié)合于纖維復(fù)合材料的接合材；纖維復(fù)合材料包括由纖維材料構(gòu)成的基布層及填含于基布層的纖維間隙間并黏結(jié)纖維的樹脂部；填含樹脂部后的基布層具有第一表面；填含樹脂部后的基布層第一表面上以熱壓方式黏結(jié)設(shè)有為熱塑性聚氨酯彈性體的第一薄膜層。制造時，先將基布層、樹脂部及第一薄膜層結(jié)合形成預(yù)定形狀的纖維復(fù)合材料；然后將預(yù)定形狀的纖維復(fù)合材料直接置放入射出成型機(jī)模具內(nèi)進(jìn)行射出接合材，即可在纖維復(fù)合材料上預(yù)定位置射出成型橡膠等接合材；射出成型的同時，由于纖維復(fù)合材料的填含樹脂部后的基布層第一表面貼附與為橡膠等接合材間容易以化學(xué)鍵相結(jié)合的第一薄膜層，因此在射出成型的過程中，高溫融熔橡膠會同時熱熔第一薄膜層，并使纖維復(fù)合材料能夠藉由第一薄膜層而與接合材以較多化學(xué)鍵穩(wěn)固結(jié)合，產(chǎn)生較佳的接合強(qiáng)度。結(jié)合強(qiáng)度高、結(jié)合牢固，從而達(dá)到本實(shí)用新型的目的。
圖2、為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意剖視圖。
圖3、為本實(shí)用新型纖維復(fù)合材料分解結(jié)構(gòu)示意立體圖。
圖4、為本實(shí)用新型制造流程圖。
圖5、為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意立體圖(為釘鞋鞋底)。
圖6、為圖5中A-A剖視圖。
接合材2為由橡膠、PU、耐隆等材料制成。
如圖3的示，纖維復(fù)合材料1包括基布層11、填含于基布層11的纖維間隙間并黏結(jié)纖維的環(huán)氧樹脂部12及設(shè)置于基布層11上、下的第一、二薄膜層13、14。
基布層11系由纖維編織或疊置而成，疊置的層數(shù)系依需要而定。環(huán)氧樹脂部12系滲透于基布層11的各纖維間，藉以結(jié)合纖維。填含環(huán)氧樹脂部12后的基布層11形成位于上、下方且間隔設(shè)置的第一、二表面121、122。
第一、二薄膜層13、14系由熱塑性聚氨酯彈性體(thermplastic urethaneelastomer，以下簡稱TPU)所構(gòu)成。第一、二薄膜層13、14分別穩(wěn)固的結(jié)合于填含環(huán)氧樹脂部12后的基布層11第一、二表面121、122上。
如圖4所示，第一、二薄膜層13、14的結(jié)合方式為在環(huán)氧樹脂部12和基布層11結(jié)合的過程中，但尚未熱壓凝固定型前，將第一、二薄膜層13、14鋪設(shè)在填含環(huán)氧樹脂部12后的基布層11的第一、二表面121、122上，然后整體加以熱壓成型，就可以結(jié)合成為本實(shí)用新型的纖維復(fù)合材料1。
在設(shè)計上，為TPU薄膜層13、14可全面性的貼合于第一、二表面121、122上，也可部分貼合于第一、二表面121、122上。即第一、二薄膜層13、14貼附的面積及位置系依據(jù)需要而定，沒有特別限制。
制造時，先將基布層11、環(huán)氧樹脂部12及兩薄膜層13、14結(jié)合形成纖維復(fù)合材料1；然后將預(yù)定形狀的纖維復(fù)合材料1直接置放入射出成型機(jī)模具內(nèi)進(jìn)行射出接合材2，即可在纖維復(fù)合材料1上預(yù)定位置射出成型橡膠材質(zhì)的接合材2。接合材2除了可為橡膠外，亦可為PU、耐隆等其他塑膠材料。
在射出成型的同時，由于纖維復(fù)合材料1的填含環(huán)氧樹脂部12后的基布層11第一、二表面121、122上分別貼附與橡膠間容易以化學(xué)鍵相結(jié)合的第一、二薄膜層13、14，因此在射出成型的過程中，高溫融熔橡膠會同時熱熔第一、二薄膜層13、14，并使纖維復(fù)合材料1能夠藉由第一、二薄膜層13、14而與接合材2穩(wěn)固的結(jié)合，產(chǎn)生較佳的接合強(qiáng)度。在設(shè)計上，由于第一、二薄膜層13、14與PU、耐隆等塑膠材料同樣容易以較多化學(xué)鍵結(jié)合，因此無論接合材2采用何種材料都可以達(dá)到預(yù)期的效果。
而在接合的方式上，除了以射出的方式將接合材2結(jié)合于纖維復(fù)合材料1上外，亦可以膠水貼合的方式將接合材2結(jié)合于纖維復(fù)合材料1上。當(dāng)以膠水作為結(jié)合介質(zhì)時，由于一般膠水與為TPU的第一、二薄膜層13、14屬于同性質(zhì)材質(zhì)，因此兩者間的結(jié)合效果會較以往佳。
如圖5、圖6所示，本實(shí)用新型為需要組裝釘子的釘鞋鞋底，其包括預(yù)定形狀的纖維復(fù)合材料1及多數(shù)個可供釘子安裝并且結(jié)合于纖維復(fù)合材料1底面的接合材2。
接合材2為由塑膠材料制成的圓形中空狀，其內(nèi)部埋設(shè)螺母20。
纖維復(fù)合材料1包括基布層11、填含于基布層11的纖維間隙間并黏結(jié)纖維的環(huán)氧樹脂部12及熱壓黏結(jié)在填含環(huán)氧樹脂部12基布層11底部的第一薄膜層13。
當(dāng)各塑膠制成的接合材2黏結(jié)在纖維復(fù)合材料1的底部時，由于接合材2與TPU材料制成的第一薄膜層13間的化學(xué)鍵接合容易，因此接合后的接合性極佳。制造時以射出成型的方式將各接合材2結(jié)合于纖維復(fù)合材料1的底部。
實(shí)際測試時，射出成型接合材2的圓柱體底面積直徑若是20mm，在拉力測試時將拉桿螺接在螺帽20內(nèi)并進(jìn)行拉力測試，測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，圓柱體的接合材2可以承受80～130kg的拉力，即接合材2與纖維復(fù)合材料1間極難脫離，強(qiáng)力破壞會造成螺母20脫落，但接合材2與纖維復(fù)合材料1間的接合強(qiáng)度沒有影響。而無界面薄膜層的以往鞋底在相同條件下，只能夠承受低于20kg的拉力。因此本實(shí)用新型確實(shí)可產(chǎn)生較佳的接合強(qiáng)度。
在設(shè)計上，本實(shí)用新型亦可為包括預(yù)定形狀纖維復(fù)合材料及結(jié)合于纖維復(fù)合材料上接合材的高爾夫球袋、筆記型電腦外殼、移動式電話外殼。
如上所述，本實(shí)用新型的纖維復(fù)合材料為在填含環(huán)氧樹脂部基布層的表面適當(dāng)位置貼附至少一層由TPU材料制成的薄膜層的設(shè)計，并以接合材結(jié)合于纖維復(fù)合材料上以構(gòu)成為鞋子、高爾失球袋、手機(jī)外殼或筆記型電腦物件的本實(shí)用新型，可因TPU薄膜層的設(shè)計，與為橡膠、PU、耐隆等材質(zhì)的接合材間產(chǎn)生極佳的結(jié)合穩(wěn)固性，不僅構(gòu)造新穎，更具高界面強(qiáng)度的功效。
權(quán)利要求1.一種具高界面強(qiáng)度纖維復(fù)合材料的物件，它包括預(yù)定形狀的纖維復(fù)合材料及結(jié)合于纖維復(fù)合材料的接合材；纖維復(fù)合材料包括由纖維材料構(gòu)成的基布層及填含于基布層的纖維間隙間并黏結(jié)纖維的樹脂部；填含樹脂部后的基布層具有第一表面；其特征在于所述的填含樹脂部后的基布層第一表面上以熱壓方式黏結(jié)設(shè)有為熱塑性聚氨酯彈性體的第一薄膜層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具高界面強(qiáng)度纖維復(fù)合材料的物件，其特征在于所述的填含樹脂部后的基布層第一表面下方間隔設(shè)置第二表面層，并于第二表面層上以熱壓方式黏結(jié)設(shè)有為熱塑性聚氨酯彈性體的第二薄膜層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具高界面強(qiáng)度纖維復(fù)合材料的物件，其特征在于所述的樹脂部為環(huán)氧樹脂部。
專利摘要一種具高界面強(qiáng)度纖維復(fù)合材料的物件。為提供一種結(jié)合強(qiáng)度高、結(jié)合牢固的具纖維復(fù)合材料的物件，提出本實(shí)用新型，它包括預(yù)定形狀的纖維復(fù)合材料及結(jié)合于纖維復(fù)合材料的接合材；纖維復(fù)合材料包括由纖維材料構(gòu)成的基布層及填含于基布層的纖維間隙間并黏結(jié)纖維的樹脂部；填含樹脂部后的基布層具有第一表面；填含樹脂部后的基布層第一表面上以熱壓方式黏結(jié)設(shè)有為熱塑性聚氨酯彈性體的第一薄膜層。
文檔編號B29C70/10GK2571572SQ0225976
公開日2003年9月10日 申請日期2002年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月28日
發(fā)明者蕭登波 申請人:天疆實(shí)業(yè)股份有限公司