專利名稱：纖維復(fù)合材料制品結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種纖維復(fù)合材料制品結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
纖維復(fù)合材料——如碳纖維、玻璃纖維復(fù)合材料等，由于其重量輕且強(qiáng)度高，因此被廣泛地應(yīng)用于各種制品中，如網(wǎng)球、羽毛球球拍、曲棍球棒、棒壘球用球棒及自行車車架等等大都采用纖維復(fù)合材料。上述制品在以纖維復(fù)合材料成型后，通常要在其外表面涂覆一層涂料，如金油等，以保護(hù)纖維復(fù)合材料且增加美觀性。
然而，纖維復(fù)合材料雖然強(qiáng)度高、不易損壞，但韌性較差，以其制成的制品在使用時(shí)一但用力過猛，而令其外金油破裂，斷面或裂開部分即會(huì)有纖維刺刺出或纖維碎塊飛散，從而給使用者或周圍人群造成傷害。
針對上述不足，業(yè)者普遍采用的方式是在成型的纖維復(fù)合材料之外包裹一層碳布，再于碳布之外涂覆金油等涂料(如圖1、圖1A所示)。碳布是以碳纖維編織而成的布狀結(jié)構(gòu)，由于其編織密度較大，就象我們平常使用的布一樣，具有一定的韌性，因此上述制品包裹一層碳布后，在達(dá)到原有強(qiáng)度的前提下提高了韌性，即使金油裂開，也不易形成纖維刺或碎塊。但此種結(jié)構(gòu)的制品卻也存在一些缺陷，簡訴如下1、制造成本高；2、如果斷裂，其斷面或裂開部分也會(huì)有纖維刺刺出或纖維碎塊飛散，只不過比不包裹碳布時(shí)的發(fā)生率低；3、碳布等原材料緊缺，這也增加了成本；4、由于金油為透明體，碳布直接顯露于外，而碳布的圖案造型具有一定的局限性，使外觀不能滿足特殊的要求。
另外，有些業(yè)者在成型的纖維復(fù)合材料之外纏繞若干變化多樣的纖維絲，以增加美觀性，但纖維絲對纖維復(fù)合材料起不到任何保護(hù)作用。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種纖維復(fù)合材料制品結(jié)構(gòu)，其不但可提高制品的韌性，以防止纖維刺刺出或纖維碎塊飛散，且制造容易成本低。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是一種纖維復(fù)合材料制品結(jié)構(gòu)，其包括內(nèi)層纖維復(fù)合材料，在纖維復(fù)合材料之外包覆有一層熱塑彈性體。
該熱塑彈性體可為普通塑料、TPU層(顆粒或薄膜)、熱塑性硫化橡膠(Santoprenen rubber)、PET收縮膜或凝膠涂層(Gel-coat)。
采用上述方案后，由于本實(shí)用新型在纖維復(fù)合材料之外包覆了一層熱塑彈性體，該熱塑彈性體具有一定彈性及韌性，可避免產(chǎn)品受到外力沖擊產(chǎn)生斷裂時(shí)，常伴隨的纖維刺出、飛散等現(xiàn)象可能對使用者造成的傷害，并借此提升復(fù)合材料制品的韌性表現(xiàn)。此外，包覆熱塑彈性體的方法在行業(yè)內(nèi)是很成熟的方式，因此制造成本低，熱塑彈性體的取材也很容易方便。再者，熱塑彈性體的外觀造型非常容易改變，如采用不同圖案的薄膜、不同顏色的融熔塑料，即可輕易達(dá)到改變外觀的目的，從而可滿足各種需求。


圖1是習(xí)用纖維復(fù)合材料制品結(jié)構(gòu)示意圖；圖1A是圖1的局部放大圖；圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2A是圖2的局部放大圖；圖3是本實(shí)用新型成型法一的示意圖；圖4是本實(shí)用新型成型法三的示意圖；圖5是本實(shí)用新型成型法四的示意圖；圖6是本實(shí)用新型成型法五的示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖2、圖2A所示，本實(shí)用新型所述的纖維復(fù)合材料制品1由內(nèi)層纖維復(fù)合材料11及外層熱塑彈性體12組成。該纖維復(fù)合材料11與現(xiàn)有技術(shù)相同，可為樹脂——如環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂等，也可為碳纖維——如UD、2D woven等，還可為玻璃纖維。而熱塑彈性體12則可為普通塑料、TPU層(顆?；虮∧?、熱塑性硫化橡膠(Santoprenenrubber)、PET收縮膜或凝膠涂層(Gel-coat)等等。
由于所述熱塑彈性體12具有一定彈性及韌性，將其包覆于纖維復(fù)合材料制品的外部后，可避免產(chǎn)品受到外力沖擊產(chǎn)生斷裂時(shí)，常伴隨的纖維刺出、飛散等現(xiàn)象可能對使用者造成的傷害，并借此提升復(fù)合材料制品的韌性表現(xiàn)。
另外，本實(shí)用新型的成型容易，成本低。以下簡訴幾種常用的成型方法一、拉擠成型法(protrusion，如圖3所示)將以成型好的纖維復(fù)合材料11半成品送入具有融熔塑料的模具2中，當(dāng)冷卻送出后，即在纖維復(fù)合材料11之外均勻包覆一層熱塑彈性體12——如TPU包覆層。此種成型方法適合于截面形狀一致的產(chǎn)品，如曲棍球棒及復(fù)材管件等。
二、熱融收縮膜包覆法即將熱融收縮膜——如TPU薄膜、PET收縮膜，經(jīng)熱融收縮包覆于已成型好的纖維復(fù)合材料11外表面，即成型為熱塑彈性體12。此方法對于截面形狀不規(guī)則的制品來說，易出現(xiàn)包覆不嚴(yán)的現(xiàn)象，因此適合于截面形狀一致的產(chǎn)品。
三、浸漬法(dip method，如圖4所示)將以成型好的纖維復(fù)合材料11半成品放入融熔塑料——如TPU融熔液中，當(dāng)半成品取出，融熔塑料冷卻后，即在其外包覆一層熱塑彈性體12。此方法要求融熔塑料在常壓下有良好的流動(dòng)性。而此方法適合產(chǎn)品截面形狀變化較大者，如棒壘球用球棒、自行車前叉等產(chǎn)品。
四、薄膜熱融包覆法(如圖5所示)即將薄膜狀的熱塑彈性體12包覆于纖維復(fù)合材料11之外，再熱融成型?？刹捎孟铝蟹绞?1)薄膜與未成型的纖維復(fù)合材料同時(shí)加熱成型；(2)將薄膜貼附于成型好的纖維復(fù)合材料11外再行熱融包覆；(3)選用適合的Gel-coat涂于模具內(nèi)，再放入未成型的纖維復(fù)合材料一起成型。
五、射出包覆(如圖6所示)即將還未成型好的纖維復(fù)合材料放入模具中，再將融熔狀態(tài)的熱塑彈性體以射出成型的方式與纖維復(fù)合材料一起成型。此方法適合于融熔后粘度較高的塑料顆粒——如Santoprenen rubber顆粒，且需借助射出成型機(jī)的壓力方可均勻包覆于產(chǎn)品外部。
上述成型方法均是行業(yè)中制造此類產(chǎn)品通常采用的方法，而本實(shí)用新型并不局限于上述方法，只要在以纖維復(fù)合材料成型的制品之外包覆一層熱塑彈性體，而無論以何方式成型，均應(yīng)落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種纖維復(fù)合材料制品結(jié)構(gòu)，其包括內(nèi)層纖維復(fù)合材料，其特征在于在纖維復(fù)合材料之外包覆有一層熱塑彈性體。
2.如權(quán)利要求1所述的纖維復(fù)合材料制品結(jié)構(gòu)，其特征在于該熱塑彈性體為普通塑料。
3.如權(quán)利要求1所述的纖維復(fù)合材料制品結(jié)構(gòu)，其特征在于該熱塑彈性體為TPU層。
4.如權(quán)利要求1所述的纖維復(fù)合材料制品結(jié)構(gòu)，其特征在于該熱塑彈性體為熱塑性硫化橡膠。
5.如權(quán)利要求1所述的纖維復(fù)合材料制品結(jié)構(gòu)，其特征在于該熱塑彈性體為PET收縮膜。
6.如權(quán)利要求1所述的纖維復(fù)合材料制品結(jié)構(gòu)，其特征在于該熱塑彈性體為凝膠涂層。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種纖維復(fù)合材料制品結(jié)構(gòu)，其包括內(nèi)層纖維復(fù)合材料，在纖維復(fù)合材料之外包覆有一層熱塑彈性體。該熱塑彈性體具有一定彈性及韌性，可避免產(chǎn)品受到外力沖擊產(chǎn)生斷裂時(shí)，常伴隨的纖維刺出、飛散等現(xiàn)象可能對使用者造成的傷害，并借此提升復(fù)合材料制品的韌性表現(xiàn)。
文檔編號B32B27/12GK2868670SQ20052012074
公開日2007年2月14日 申請日期2005年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月14日
發(fā)明者沈文振 申請人:廈門新凱復(fù)材科技有限公司