专利名称：纤维预浸材料布制法的制作方法
技术领域：
本发明涉及复合材料(Polymeric Composite)的技术领域，特别是指一种纤维预 浸材料布制法。
背景技术：
顾名思义，复合材料由两种以上材质组合而成，主要是基材(Matrix)及补强材 (Reinforcements)，使合成的复合材料得到较佳机械强度，具备高强度、高劲度、质量轻、耐 腐蚀以及抗磨损等特性，而有取代金属材料的趋势，广泛应用在航天工业、汽车工业、船舶 工业、医疗以及运动器材等产业。已知的复合材料制造方法，有预浸材叠层、树脂转注成形、模压成形、缠绕成型、拉 挤成型和热压成型等多种制法，制作而成的复合材料是由高分子基材及纤维补强材组成。高分子的基材区分两大类如Nylon、ΡΡ、ΡΒΤ、ΡΡ0、PC、ABS, PVC等热塑性塑料 (Thermoplastic)，以及，如不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚树脂等热固性塑料(Thermoset)。 尤其是，热固性塑料在制造上是以液态树脂流动成形后，添加促进剂、触媒或以加热方式而 反应形成热固性树脂。作为补强材的纤维，承受主要负载，限制微裂纹延伸，并提高材料刚性与抗疲劳及 潜变性能等，故决定复合材料机械性质的主要因素是纤维。虽然纤维的种类繁多，但从形式 可区分有短纤、连续长纤、编织纤维、及粉状纤维等，通常是以连续长纤为主；若从材料则能 区分克维拉(Kevlar)纤维、玻璃纤维、碳化硅纤维、硼纤维及碳纤维等，而碳纤维目前应用 比较广泛。碳纤维一般是在高温下，以热分解的方式将预形体(!Precursor)碳化成纤维。预 形体的材质有聚丙烯睛(PAN)纤维、嫘萦(Rayon)及浙青(Pitch)等，并以PAN系列碳纤维 为目前商业化的主流，通常会以图1所示的流程编成纤维布材碳纤纱束(Roving) 10:捻制既定单丝含量的碳纤纱束，形式当然以长纤为佳；目 前的单丝含量是以K为单位，譬如IK代表1000根单丝，余者类推；材料编织11 将前步骤的碳纤纱束编织出纤维材料布；简单的说，就是以经纱、纬 纱或不同方向的纱编织出碳纤维材料布；树脂含浸12 将前步骤的纤维材料布含浸树脂成为碳纤编织预浸材料布；这种碳 纤编织预浸材料布经卷取器卷取成滚动条状，需置于控制的温度、湿度环境下胶化至部分 反应的阶段，此刻的树脂呈固体状称为B-stage。根据上述现有方法制作的碳纤编织预浸材料布，外观相当制式化，且重量设限，更 重要的是，纤维材料布含浸树脂时，因为面积大的缘故，如同图2、3所示，让树脂13无法完 全浸入纱束14的重叠处15，导致含浸不良率相当高，相对影响碳纤编织预浸材料布的机械 强度。有鉴于此，本发明人深入探讨先前技术的问题，并以多年从事相关产业研发与制 造的经验，积极寻求解决之道，终于成功地开发出本发明，以改善现有创作的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种纤维预浸材料布制法，其可提升纱束的 含浸良率，混编织出外观多变兼具强化机械强度的碳纤编织预浸材料布。为解决上述技术问题，本发明的技术解决方案是一种纤维预浸材料布制法，它包括碳纤纱束捻制所需单丝含量的碳纤纱束；树脂含浸将前步骤的碳纤纱束含浸树脂成为单方向碳纤预浸材料；裁切将前步骤的碳纤预浸材料裁切成需要的宽度；编织布纹依布纹需要，将前步骤的碳纤预浸材料编织成碳纤编织预浸材料布。所述碳纤纱束的形式是连续长纤。所述编织布纹步骤是以单一 K数的纱束编织碳纤编织预浸材料布。所述编织布纹步骤是以多种K数的纱束混编碳纤编织预浸材料布。采用上述方案后，由于粗纱在编织前先浸泡树脂，故碳纤纱束的含浸良率绝对高 于先前技术。其次，在编织布纹步骤，除了单一 K数的纱束织造纤维预浸材料布以外，尚能 采用混编方式织出所需布纹的纤维预浸材料布，例如1K、3K或不同宽度预浸料混编的碳纤 编织预浸材料布，不仅布重较轻，且机械强度相当于各K数纱束的综合，自然比先前技术更 为优异。而且，混编的碳纤编织预浸材料布，布纹外观亦较先前技术更具变化特性。
图1是流程图，表现现有纤维预浸材料布的制作步骤；图2是平面图，表现依图1流程所编织成纤维预浸材料布的局部放大情形；图3是平面图，表现图2画图部位有关纱束重叠处的含浸情形；图4是流程图，表现本发明纤维预浸材料布一较佳实施例的制作步骤；图5是平面图，表现依图4流程所编织成纤维预浸材料布的局部放大情形；图6是平面图，表现图5画图部位有关纱束重叠处的含浸情形。主要元件符1
现有技术10碳纤纱束13树脂本发明20碳纤纱束50编织布纹62重叠处
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详述。请参阅图4，例举纤维预浸材料布的制作方法包括
H兑明:
11材料编织 14纱束
12树脂含浸 15 重叠处
30树脂含浸 60树脂
切喷 裁纱
O 1
4 6
碳纤纱束20 捻制所需单丝含量的碳纤纱束；当然，碳纤纱束的形式，自然以长纤 为佳。树脂含浸30 将前步骤的碳纤纱束含浸树脂成为单方向碳纤预浸材料；这项步骤 是让粗纱先浸泡树脂，提高每根纱束的含浸良率。裁切40 将前步骤的碳纤预浸材料裁切成需要的宽度。编织布纹50 依布纹需要，将前步骤的碳纤预浸材料编织成碳纤编织预浸材料 布；这项步骤织造的纤维预浸材料布，除了单一 K数的预浸纱束编织以外，还可采用多种K 数预浸纱束混编所需布纹的纤维布材，不仅混编的碳纤编织预浸材料布重量轻，而且机械 强度及布纹的外观变化也比先前技术更为优异。根据本实施例混编的碳纤编织预浸材料布，经卷取器卷取成滚动条状，不仅展示 独特的布纹设计，而且含浸情形就像图5、6所示，树脂60会包住交叉状纱束61的重叠处 62，相对提升碳纤编织预浸材料布的含浸良率。以此布料制造的车架或前叉等自行车零件， 甚至于手提式计算机的外壳等，皆能强化其机械强度并减轻完成品的总重。上述实施例仅为说明本发明，非为限制本发明。熟习此技艺者从上述实施例衍生 的各种变化、修改与应用均在本发明的范畴内。
权利要求
1.一种纤维预浸材料布制法，其特征在于它包括 碳纤纱束捻制所需单丝含量的碳纤纱束；树脂含浸将前步骤的碳纤纱束含浸树脂成为单方向碳纤预浸材料； 裁切将前步骤的碳纤预浸材料裁切成需要的宽度；编织布纹依布纹需要，将前步骤的碳纤预浸材料编织成碳纤编织预浸材料布。
2.依据权利要求1所述的纤维预浸材料布制法，其特征在于所述碳纤纱束的形式是 连续长纤。
3.依据权利要求1所述的纤维预浸材料布制法，其特征在于所述编织布纹步骤是以 单一 K数的纱束编织碳纤编织预浸材料布。
4.依据权利要求1所述的纤维预浸材料布制法，其特征在于所述编织布纹步骤是以 多种K数的纱束混编碳纤编织预浸材料布。
全文摘要
本发明公开了一种纤维预浸材料布制法，将所需单丝含量的碳纤纱束，含浸树脂成为单方向碳纤预浸材料，再裁切成需要的宽度，然后，依布纹需要编织成碳纤编织预浸材料布。这种制法可以提升纱束的含浸良率，混编织出外观多变兼具强化机械强度的纤维布材。
文档编号D06H7/00GK102115952SQ20091026686
公开日2011年7月6日 申请日期2009年12月31日 优先权日2009年12月31日
发明者陈育玄 申请人:胜捷复材科技股份有限公司