树脂基复合结构及其制造方法技术

本发明专利技术是揭示一种树脂基复合结构及其制造方法。树脂基复合结构的制造方法包含下列步骤。准备一预浸布，其中预浸布包含一环氧树脂‑碳纤维复合材料。覆盖一热熔融材料于预浸布的一表面上。执行一压模固化制程以令热熔融材料与预浸布熔融，其中压模固化制程包含：于一第一温度加热以令热熔融材料熔化、软化及完全与预浸布熔融；以及于一第二温度加热热熔融材料以固化热熔融材料而形成一树脂基复合结构。借此，所形成的树脂基复合结构具有无缺陷的表面且无须额外的缺陷移除制程，可大幅简化制程复杂度及降低制造成本。

Resin-based Composite Structure and Its Manufacturing Method

【技术实现步骤摘要】
树脂基复合结构及其制造方法
本专利技术是关于一种复合结构及其制造方法；更特别言之，本专利技术是关于一种具有环氧树脂-碳纤维复合材料及可与此环氧树脂-碳纤维复合材料完全熔融的热熔融材料的树脂基复合结构及其制造方法。
技术介绍
环氧树脂-碳纤维复合材料已被广泛使用于各种工业，此是因其具有例如：轻量、高刚性以及高机械强度等优越的材料性质。已知此种环氧树脂-碳纤维复合材料需经一压模固化制程以得到最终的产品(例如：自行车车架、自行车零组件或交通载具本体等)。然而，此种复合材料中，当经过压模固化制程后，通常伴随表面缺陷的产生。此表面缺陷经常导致不良的产品外观以及产品的功能失效。图1是绘示以已知压模固化制程所制成的一预浸布200的数种表面缺陷的示意图。已知以环氧树脂-碳纤维复合材料所制成的预浸布200，当经过压模固化制程后，经常形成数种表面缺陷。例如于图1中，可看到孔洞210以及不均匀表面220的形成，此是肇因于压模固化制程中，环氧树脂与模具间的空气被锁住而无法排出。再者，于压模固化制程后，残留的离型剂230亦导致针孔状缺陷240的产生。因此，后续必须执行相当耗时的缺陷移除制程，例如：补土步骤、磨修步骤及喷涂底漆步骤等，且补磨作业需要往复多次始能达成对外观均匀度的要求。另外一种方式是将一排气层于压模固化制程前覆盖于预浸布200上以协助排气，通常选取碳丝纤维或玻璃纤维材质作为此排气层。然而，此种材质可能因空孔率过高而无法排除被锁住于其内的空气，致使表面缺陷仍然存在，甚至难以进行后续加工。后续亦出现有以树脂转注成型(RTM)等方法来确保环氧树脂-碳纤维复合材料的均匀表面的形成。然而，此种方法提供了过多树脂(树脂含量常在40～60％)，虽然在产品外观有较优良的品质，但是不利于制造要求轻量化的环氧树脂-碳纤维复合材料的产品(期望树脂含量小于35％)。再者，无论是在树脂转注成型或是以预浸布200压模固化的方法中，皆需要离型剂230的使用，于执行压模固化制程后，残留的离型剂230以及杂质经常仍形成于产品的表面上，致使后续的物理或化学的缺陷移除制程仍无法省略，而此缺陷移除制程仍伴随有造成产品表面损坏的可能性。因此，仍需要发展无须离型剂230及额外的缺陷移除制程，即可形成高品质的表面外观的新颖的材料及制造方法。
技术实现思路
本专利技术是提供一种树脂基复合结构及其制造方法，此是使用新颖的热熔融材料与预浸布熔融而形成树脂基复合结构。此种树脂基复合结构具有无缺陷的平滑表面，且无须后续复杂的缺陷移除制程。于本专利技术一实施方式中，揭示一种树脂基复合结构的制造方法，其包含：准备一预浸布，其中预浸布包含一环氧树脂-碳纤维复合材料；覆盖一热熔融材料于预浸布的一表面上；以及执行一压模固化制程以令热熔融材料与预浸布熔融，压模固化制程包含：于一第一温度加热以令热熔融材料熔化、软化以及完全与预浸布熔融；及于一第二温度加热热熔融材料以固化热熔融材料而形成树脂基复合结构；其中第一温度小于第二温度。于上述实施方式的树脂基复合结构的制造方法中，第一温度的范围可由70℃至150℃。于上述实施方式的树脂基复合结构的制造方法中，第二温度的范围可由120℃至180℃。于上述实施方式的树脂基复合结构的制造方法中，于压模固化制程中，热熔融材料于室温下为固态，于第一温度后由固态转换成胶态，而于第二温度后由胶态转换成固态。于上述实施方式的树脂基复合结构的制造方法中，热熔融材料的一黏度随第一温度升高至第二温度而降低。于上述实施方式的树脂基复合结构的制造方法中，还包含：于压模固化制程前，执行一热预压制程以将热熔融材料压合于预浸布的表面。于上述实施方式的树脂基复合结构的制造方法中，还包含：控制热熔融材料与预浸布的环氧树脂的一浸渍比例以控制树脂基复合结构的一透气度。于上述实施方式的树脂基复合结构的制造方法中，还包含：控制热熔融材料的一厚度以控制树脂基复合结构的一硬度。于上述实施方式的树脂基复合结构的制造方法中，热熔融材料的厚度被控制于一面积克重范围内以增加树脂基复合结构的硬度，其中面积克重范围为5g/m2至30g/m2。于上述实施方式的树脂基复合结构的制造方法中，热熔融材料可由一树脂基高分子化合物制成。于上述实施方式的树脂基复合结构的制造方法中，热熔融材料可由一聚酰胺共聚物、一聚酯共聚物或一苯氧树脂制成。于上述实施方式的树脂基复合结构的制造方法中，还包含：使用树脂基复合结构制成一自行车车架或一自行车零组件。于本专利技术另一实施方式中，揭示一种树脂基复合结构，其包含一预浸布以及一热熔融材料。预浸布包含一环氧树脂-碳纤维复合材料。热熔融材料与预浸布熔融。其中热熔融材料于一第一温度时被熔化、软化以及完全与预浸布熔融，于一第二温度时被固化形成树脂基复合结构，且第一温度小于第二温度。于上述实施方式的树脂基复合结构中，热熔融材料可由一树脂基高分子化合物制成。于上述实施方式的树脂基复合结构中，热熔融材料可由一聚酰胺共聚物、一聚酯共聚物或一苯氧树脂制成。于上述实施方式的树脂基复合结构中，热熔融材料的一型态可为一不织布、一编织布或一薄膜。于上述实施方式的树脂基复合结构中，热熔融材料可与一短纤维复合材料混合形成不织布。于上述实施方式的树脂基复合结构中，热熔融材料可由一热塑性材料制成。于上述实施方式的树脂基复合结构中，热熔融材料于室温下为固态，于第一温度后由固态转换成胶态，而于第二温度后由胶态转换成固态。于上述实施方式的树脂基复合结构中，热熔融材料的一黏度随第一温度升高至第二温度而降低。附图说明图1是绘示以已知压模固化制程所制成的一预浸布的数种表面缺陷的示意图；图2A是绘示依据本专利技术一实施例的树脂基复合结构的制造方法的流程示意图；图2B是绘示依据本专利技术另一实施例的树脂基复合结构的制造方法的流程示意图；图3是绘示以图2A或图2B的制造方法所制成的一种树脂基复合结构的示意图；图4A是绘示于图2A或图2B的制造方法中所使用的热熔融材料的结构示意图；图4B是绘示图4A中的热熔融材料的结构的显微放大示意图；图5是绘示热熔融材料及预浸布的黏度于压模固化制程中随温度变化的比较图；图6A是绘示以树脂基复合结构所制成的自行车车架于未执行压模固化制程前的外观示意图；图6B是绘示图6A中的自行车车架于执行压模固化制程后的外观示意图；图7A是绘示一碳纱覆盖于一预浸布上于未执行压模固化制程前的示意图；图7B是绘示图7A中的碳纱于执行压模固化制程后与预浸布熔融的示意图；图7C是绘示本专利技术的热熔融材料覆盖于一预浸布上于未执行压模固化制程前的示意图；以及图7D是绘示图7C中的热熔融材料于执行压模固化制程后与预浸布熔融的示意图。具体实施方式于下列的描述中，将参照所附附图说明本专利技术的具体实施例。许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，这些实务上的细节不应该用以限制本专利技术。亦即，在本专利技术部分实施例中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些已知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示；并且重复的元件将可能使用相同的编号表示。请参照图2A。图2A是绘示依据本专利技术一实施例的树脂基复合结构的制造方法的流程示意图。本专利技术所揭示的树脂基复合结构的制造方法，包含：步骤S101、步骤S102及步骤S103。步骤S101是准备一预浸布，其中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种树脂基复合结构的制造方法，其特征在于，包含：准备一预浸布，其中该预浸布包含一环氧树脂‑碳纤维复合材料；覆盖一热熔融材料于该预浸布的一表面上；以及执行一压模固化制程以令该热熔融材料与该预浸布熔融，该压模固化制程包含：于一第一温度加热以令该热熔融材料熔化、软化以及完全与该预浸布熔融；及于一第二温度加热该热熔融材料以固化该热熔融材料而形成该树脂基复合结构；其中该第一温度小于该第二温度。

【技术特征摘要】
2018.02.08 US 62/628,2551.一种树脂基复合结构的制造方法，其特征在于，包含：准备一预浸布，其中该预浸布包含一环氧树脂-碳纤维复合材料；覆盖一热熔融材料于该预浸布的一表面上；以及执行一压模固化制程以令该热熔融材料与该预浸布熔融，该压模固化制程包含：于一第一温度加热以令该热熔融材料熔化、软化以及完全与该预浸布熔融；及于一第二温度加热该热熔融材料以固化该热熔融材料而形成该树脂基复合结构；其中该第一温度小于该第二温度。2.根据权利要求1所述的树脂基复合结构的制造方法，其特征在于，该第一温度的范围由70℃至150℃。3.根据权利要求1所述的树脂基复合结构的制造方法，其特征在于，该第二温度的范围由120℃至180℃。4.根据权利要求1所述的树脂基复合结构的制造方法，其特征在于，于该压模固化制程中，该热熔融材料于室温下为固态，于该第一温度后由固态转换成胶态，而于该第二温度后由胶态转换成固态。5.根据权利要求4所述的树脂基复合结构的制造方法，其特征在于，该热熔融材料的一黏度随该第一温度升高至该第二温度而降低。6.根据权利要求1所述的树脂基复合结构的制造方法，其特征在于，还包含：于该压模固化制程前，执行一热预压制程以将该热熔融材料压合于该预浸布的该表面。7.根据权利要求1所述的树脂基复合结构的制造方法，其特征在于，还包含：控制该热熔融材料与该预浸布的该环氧树脂的一浸渍比例以控制该树脂基复合结构的一透气度。8.根据权利要求1所述的树脂基复合结构的制造方法，其特征在于，还包含：控制该热熔融材料的一厚度以控制该树脂基复合结构的一硬度。9.根据权利要求8所述的树脂基复合结构的制造方法，其特征在于，该热熔融材料的该厚度被控制于一...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋耀墩，张智凯，林敬尧，
申请(专利权)人：巨大机械工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71