利用共聚物薄膜提升脱模效果的处理方法

文档序号:4451701
利用共聚物薄膜提升脱模效果的处理方法
【专利摘要】本发明涉及一种利用共聚物薄膜提升脱模效果的处理方法,是应用于模具上,该处理方法是先将过氟烷基化物与强化材料混合成脱模剂,再将该脱模剂均匀地涂布于该模具的容置槽的内壁面;对该模具进行烘烤,以使该脱模剂能形成共聚物薄膜;然后,将多层复合材料依序置放至该模具中,以执行叠贴程序,使这些复合材料能结合成复合成品。由于,该过氟烷基化物与强化材料所形成的共聚物薄膜具有高耐磨、高抗沾粘及低摩擦的特性,因此,在将该复合成品由该容置槽中取出的情况下,该共聚物薄膜完全不仅不会沾粘于该复合成品上,且还能完全地保留于该容置槽中,无须每次进行叠贴程序前都需重新涂布该共聚物薄膜,以提升生产效率。
【专利说明】利用共聚物薄膜提升脱模效果的处理方法

【技术领域】
[0001]本发明涉及一种利用共聚物薄膜提升脱模效果的处理方法,尤指将过氟烷基化物与强化材料所形成的脱模剂涂布于模具上,并经由烘烤,以在模具中形成共聚物薄膜的处理方法。

【背景技术】
[0002]复合材料是一种将两种以上的原料(如:金属、陶瓷、高分子)结合而成一体的材料,由于其具有耐高温、高强度、高硬度、重量轻、耐腐蚀等特性,故近年来受到各行各业的青睐,而被大量运用在航空领域、医疗领域、运动器材领域及工业生产设备领域等不同层面上。
[0003]复合材料共包括两个部份:基材(matrix)及强化材(reinforcement),强化材多以颗粒、薄片、短纤维以及连续纤维的形式散布在基材内,且具有高刚性及高强度的物理特性,其中,又以纤维状的强化材最为普遍,但由于纤维状的强化材无法承担轴向的压力,故在无保护的状况下,纤维的表面很容易受到环境化学成分的侵蚀,而在表面产生缺陷,因此,强化材还必须与基材相结合,才能形成稳固耐用的结构。
[0004]常用的基材包括各种热固性与热塑性高分子材料,前者包括不饱和聚酯树脂(unsaturate dpolyester)、环氧树脂(epoxy)、酹醒树脂(phenolic)等,后者则包括聚丙烯(PP)、聚醚醚酮(PEEK)、尼龙(nylon)等。所谓的热固性,是指高分子一旦聚合成型后,由于高分子间具有程度不等的连结(cross-linking),故加温将无法使其熔化,而只会促使其分解;至于热塑性基材,是指高分子一旦聚合成型后,由于高分子的分子形状是偏向线性,且高分子间是以强度较弱的二次键键结,容许高分子间作相对的滑动,因此加温能使其熔化流动。
[0005]一般言,本领域技术人员多会通过“叠贴程序”,将多层复合材料结合成一体,叠贴程序的作法不一,常见的作法包括:手积层涂布及喷布法(hand lay-up and sprayplacement technique)、自动化纤维置放法(automatic fiber place-ment technique)、予页浸布积层成形(pre-1mpregnated tape laying method)、树脂转注成形(resin transfermolding, RTM)等,然而,无论使用何种方式,本领域技术人员在执行该叠贴程序前,都需先在模具内涂布脱模剂(又称离型剂),如此,在叠贴程序完成后,本领域技术人员才能顺利地将这些复合材料所形成的复合成品由该模具中取出,而不至于发生沾粘的问题。但是,过去使用的脱模剂,在叠贴程序完成后,虽然能使复合成品顺利地由模具中取出,但复合成品上却会沾附到部份的脱模剂,因此,在取出该复合成品后,本领域技术人员还须对该复合成品进行打磨,才能清除沾粘于该复合成品上的脱模剂,如此一来,不仅会大幅拖延生产流程,且还会影响到复合成品的品质与良率。
[0006]因此,发明人于是想到,是否能对已知的脱模剂进行改良?以使本领域技术人员在进行复合材料的叠贴程序时,能通过薄膜隔绝该复合材料与模具,以在完成该叠贴程序后,本领域技术人员能轻易地将该复合成品由模具中取出,并无须再次喷涂脱模剂,而可直接进行下一次的叠贴程序,故如何对脱模剂及已知的处理方式进行改良,以解决前述的诸多问题,即成为本发明在此想要解决的重要问题。


【发明内容】

[0007]有鉴于已知的脱模剂会沾附于复合材料的成品上,造成本领域技术人员在每次进行叠贴程序的前后,都必须再次喷涂脱模剂、并对复合成品进行打磨的问题,发明人凭借着多年来的实务经验及专业知识,经过多次的实验测试后,终于设计出一种利用共聚物薄膜提升脱模效果的处理方法,希望能改善已知技术的诸多问题。
[0008]本发明的一目的,是提供一种利用共聚物薄膜提升脱模效果的处理方法,该处理方法是应用于模具上,且包括下列步骤:将过氟烷基化物(Polyfluoroalkoxy)与强化材料混合成脱模剂;将该脱模剂涂布于该模具中容置槽的内壁面;对该模具进行烘烤,以使该脱模剂能在该容置槽的内壁面上形成一层共聚物薄膜;将多层复合材料依序放置于该容置槽中,并进行叠贴程序(lay up,又称铺层),使这些复合材料能结合成复合成品(例如:手机机壳、航空材料等)。如此,利用该过氟烷基化物与强化材料所形成形成的共聚物薄膜所具备的高耐磨、高抗沾粘及低摩擦特性,即能确保本领域技术人员将该复合成品由该容置槽中取出时,该共聚物薄膜完全不会沾粘于该复合成品上,且该共聚物薄膜仍能完全地保留于该容置槽中,以供后续再次利用,有效地节省了生产流程与人力成本。
[0009]如本发明所述的处理方法,其中对该模具进行烘烤的温度介于摄氏280?410度之间。
[0010]如本发明所述的处理方法,其中在涂布该脱模剂前,还须以摄氏360?400度的温度对该模具进行预热。
[0011]如本发明所述的处理方法,其中该强化材料为碳纤维。
[0012]如本发明所述的处理方法,其中该强化材料为石墨。
[0013]如本发明所述的处理方法,其中该强化材料为铜、二硫化钥或氧化铝。
[0014]如本发明所述的处理方法,其中该强化材料为氟化钙或陶瓷。
[0015]如本发明所述的处理方法,其中在进行该叠贴程序时,需将该模具置入压力炉中,且该压力炉内的温度介于摄氏80?150度、压力介于lkg/cm2?6kg/cm2、负压抽气强度为Iatm0
[0016]本发明的另一目的,是将平坦剂、密着剂及四氟乙烯混合成底层脱模剂,且将前述的脱模剂作为表层脱模剂,以借由该底层脱模剂的特性,增加该共聚物薄膜与该模具间的结合键结力,并提升该共聚物薄膜表面的平滑性。
[0017]其具体为:
[0018]一种利用共聚物薄膜提升脱模效果的处理方法,是应用于模具上,该模具上凹设有容置槽,且该处理方法包括下列步骤:
[0019]将过氟烷基化物与强化材料混合成表层脱模剂,且将四氟乙烯、硅烷共聚物及胺基硅烷共聚物混合成底层脱模剂,该过氟烷基化物占该表层脱模剂的重量百分比为80?95%,该强化材料占该表层脱模剂的重量百分比则为5?20% ;
[0020]将该底层脱模剂涂布于该容置槽的内壁面;
[0021]将该表层脱模剂涂布于该容置槽内对应于该底层脱模剂的位置;
[0022]对该模具进行烘烤,使该表层脱模剂与底层脱模剂能在该容置槽的内壁面上形成一层共聚物薄膜,该共聚物薄膜的耐磨系数介于0.04?0.1之间;及
[0023]将多层复合材料依序放至于该容置槽中,并进行叠贴程序,使这些复合材料能结合成复合成品,且在该复合成品由该容置槽中取出的情况下,该共聚物薄膜不会沾粘于该复合成品上。
[0024]如本发明所述的处理方法,其中该四氟乙烯占该底层脱模剂的重量百分比为85?95%,且该底层脱模剂的粒径介于0.1?0.5微米之间。
[0025]如本发明所述的处理方法,其中对该模具进行烘烤的温度介于摄氏280?410度之间。
[0026]如本发明所述的处理方法,其中在涂布该脱模剂前,还须以摄氏360?400度的温度对该模具进行预热。
[0027]如本发明所述的处理方法,其中该强化材料为碳纤维。
[0028]如本发明所述的处理方法,其中该强化材料为石墨。
[0029]如本发明所述的处理方法,其中该强化材料为铜、二硫化钥或氧化铝。
[0030]如本发明所述的处理方法,其中该强化材料为氟化钙或陶瓷。
[0031]如本发明所述的处理方法,其中在进行该叠贴处理时,需将该模具置入压力炉中,且该压力炉内的温度介于摄氏80?150度、压力大小介于lkg/cm2?6kg/cm2、负压抽气强为 latrn。

【专利附图】

【附图说明】
[0032]图1是本发明的处理方法的第一优选实施例示意图;
[0033]图2是本发明的处理方法的第一优选实施例流程图;及
[0034]图3是本发明的处理方法的第二优选实施例示意图。
[0035]主要元件符号说明
[0036]模具.........1、3
[0037]容置槽.........10
[0038]共聚物薄膜.........11
[0039]底层脱模剂.........31
[0040]表层脱模剂.........32
[0041]复合材料.........M

【具体实施方式】
[0042]以下通过具体实施例详细说明本发明的实施过程和产生的有益效果,旨在帮助阅读者更好地理解本发明的实质和特点,不作为对本案可实施范围的限定。
[0043]本发明是一种利用共聚物薄膜提升脱模效果的处理方法,主要是应用于复合材料的叠贴程序上,使多层复合材料经由叠贴程序,结合成复合成品后,该复合成品能顺利地由该模具中取出,而不至于与模具相互沾粘。由于,根据不同的复合材料及应用领域的差异,本领域技术人员可自行选择叠贴程序的不同的实施方式,且本发明的技术重点,是在于脱模的处理,而非改良叠贴程序,故在后文中即不另行详述该叠贴程序的细部步骤,在此事先说明。
[0044]请参阅图1及图2所示,本发明的处理方法是应用于模具I中,该模具I上凹设有容置槽10,本发明的处理方法包括下列步骤:
[0045](201)将过氟烧基化物(PolyfIuoroalkoxy,又名:四氟乙烯-全氟烧氧基乙烯基醚共聚物、可溶性聚四氟乙烯、PFA)与强化材料(如:碳纤维、石墨、铜、氧化铝、陶瓷等)混合成脱模剂(杜邦858G-210);其中,该过氟烷基化物的重量百分比占该脱模剂的80?95 %,该强化材料的重量百分比则占该脱模剂的5?20 %,且该强化材料的粒径介于0.1?0.5微米之间;
[0046](202)将该脱模剂均匀地涂布于该容置槽10的内壁面;
[0047](203)对该模具I进行烘烤,以使该脱模剂能在该容置槽10的内壁面上形成一层共聚物薄膜11,该共聚物薄膜11的厚度介于10?50纳米之间;及
[0048](204)将多层复合材料M依序放置于该容置槽10中,并进行叠贴程序(lay up,又称铺层),使这些复合材料M能结合成复合成品(例如:手机机壳、航空材料等)。
[0049]如此,由于该过氟烷基化物与强化材料所形成的共聚物薄膜11具有高耐磨(耐磨系数为0.04?0.1之间)、高抗沾粘及低摩擦的特性,因此,在本领域技术人员将该复合成品由该容置槽10中取出之后,该共聚物薄膜11完全不会沾粘于该复合成品上,且该共聚物薄膜11仍能完全地保留于该容置槽10中,解决了已知处理方式中,本领域技术人员必须在每次执行叠贴程序前,先喷一次脱模剂,并在完成叠贴制程后,需再对复合成品进行打磨,以消除沾粘于该复合成品上的离型剂的繁琐动作,进而有效地节省时间与人力成本。发明人经实际测试后发现,本发明的处理方法所形成的共聚物薄膜11,至少在十次的叠贴程序中,维持该模具10的良好脱模性能。
[0050]此外,根据不同的应用层面及复合材料,本领域技术人员还能自行选用不同的强化材料,以强化或凸显出适合的物理特性,该强化材料的种类及能对该共聚物薄膜形成的特性如下所述:
[0051](I)石墨:在应用于电子相关产业的封装作业时,为了避免产生静电而毁损电子元件,可利用石墨将静电导出,进而避免复合成品受静电影响而破坏品质;
[0052](2)碳纤维:碳纤维能提升该共聚物薄膜的结构紧密性与硬度,同时,还能在该复合成品上形成碳纤维的纹路,以增加美观;
[0053](3)铜、二硫化钥、氧化铝:添加铜粉、二硫化钥或氧化铝能进一步增加该共聚物薄膜的耐磨度,以延长该共聚物薄膜的耐用性及使用寿命 '及
[0054](4)氟化钙、陶瓷:添加氟化钙或陶瓷能提升该共聚物薄膜的表面密度及光滑性,进而改善该复合成品的光泽度。
[0055]另外,在本实施例中,在本领域技术人员涂布该脱模剂前,还能先以360?400度的温度对该模具I进行加温,且涂布完成后,对该模具I进行烘烤的温度介于摄氏380?410度之间,以使该过氟烷基化物与强化材料能形成该共聚物薄膜,且该共聚物薄膜11的热膨收缩系数介于10?14X (10-4XK-1),其中K代表温度单位(摄氏)。此外,在进行该叠贴程序时,该模具I需置放于压力炉中,以将该复合材料成型为高密度结构及高强度抗拉伸的复合成品,该压力炉内的成型成化参数为:温度介于摄氏80?150度、压力介于lkg/cm2?6kg/cm2、负压抽气强度latm。
[0056]请参阅图3所示,是本发明的第二优选实施例,该实施例的作法与前述实施例有些许不同:首先,将过氟烷基化物与强化材料混合成表层脱模剂32 (杜邦858G-210);同时,将硅烷共聚物作为平坦剂、胺基硅烷共聚物则作为密着剂,且将该平坦剂、密着剂与四氟乙烯混合成底层脱模剂31 (杜邦420G-703),其中,该四氟乙烯的重量百分比占该底层脱模剂31的85?95%;然后,先将该底层脱模剂31涂布于模具3的内壁面上,再将该表层脱模剂32涂布于该模具3中对应于该底层脱模剂31的位置上。
[0057]承上,在依序涂布完该底层脱模剂31及表层脱模剂32后,对该模具3进行加热,以在该模具3的内壁面上形成共聚物薄膜。本实施例与前述实施例相比,主要是多涂布了一层底层脱模剂31,以借由该底层脱模剂31的特性,增加该共聚物薄膜与该模具3间的结合键结力,并提升该共聚物薄膜表面的平滑性,且影响材料(即,复合材料的基材)于模具中的流动速路及其粘度,使本领域技术人员能更轻易地将该复合成品由该模具中取出。
[0058]在此要特别提到的是,本发明的第一优选实施例中所提及的共聚物薄膜特性、强化材料的材质、预热程序、烘烤条件及压力炉,都可应用于本发明的第二优选实施例的处理方法中,且该模具的构型也不以图1及图3所绘制的构型为限,本领域技术人员可依实际需求进行调整,并予说明。
[0059]以上所述,仅为本发明的若干优选实施例,但是,本发明的技术特征并不局限于此,凡相关【技术领域】的人士在参酌本发明的技术内容后,所能轻易想到的等效变化,均应不脱离本发明的保护范畴。
【权利要求】
1.一种利用共聚物薄膜提升脱模效果的处理方法,是应用于模具上,该模具上凹设有容置槽,该处理方法包括下列步骤: 将过氟烷基化物与强化材料混合成脱模剂,该过氟烷基化物占该脱模剂的重量百分比为80?95%,该强化材料占该脱模剂的重量百分比则为5?20% ; 将该脱模剂涂布于该容置槽的内壁面; 对该模具进行烘烤,使该脱模剂能在该容置槽的内壁面上形成一层共聚物薄膜,该共聚物薄膜的耐磨系数介于0.04?0.1之间,厚度则介于10?50纳米之间;及 将多层复合材料依序放置于该容置槽中,并进行叠贴程序,使这些复合材料能结合成复合成品,且在该复合成品由该容置槽中取出的情况下,该共聚物薄膜不会沾粘于该复合成品上。
2.如权利要求1所述的处理方法,其中对该模具进行烘烤的温度介于摄氏280?410度之间。
3.如权利要求2所述的处理方法,其中在涂布该脱模剂前,还须以摄氏360?400度的温度对该模具进行预热。
4.如权利要求3所述的处理方法,其中该强化材料为碳纤维。
5.如权利要求3所述的处理方法,其中该强化材料为石墨。
6.如权利要求3所述的处理方法,其中该强化材料为铜、二硫化钥或氧化铝。
7.如权利要求3所述的处理方法,其中该强化材料为氟化钙或陶瓷。
8.如权利要求4、5、6或7所述的处理方法,其中在进行该叠贴程序时,需将该模具置入压力炉中,且该压力炉内的温度介于摄氏80?150度、压力介于lkg/cm2?6kg/cm2、负压抽气强度为latm。
9.一种利用共聚物薄膜提升脱模效果的处理方法,是应用于模具上,该模具上凹设有容置槽,且该处理方法包括下列步骤: 将过氟烷基化物与强化材料混合成表层脱模剂,且将四氟乙烯、硅烷共聚物及胺基硅烷共聚物混合成底层脱模剂,该过氟烷基化物占该表层脱模剂的重量百分比为80?95%,该强化材料占该表层脱模剂的重量百分比则为5?20% ; 将该底层脱模剂涂布于该容置槽的内壁面; 将该表层脱模剂涂布于该容置槽内对应于该底层脱模剂的位置; 对该模具进行烘烤,使该表层脱模剂与底层脱模剂能在该容置槽的内壁面上形成一层共聚物薄膜,该共聚物薄膜的耐磨系数介于0.04?0.1之间;及 将多层复合材料依序放置于该容置槽中,并进行叠贴程序,使这些复合材料能结合成复合成品,且在该复合成品由该容置槽中取出的情况下,该共聚物薄膜不会沾粘于该复合成品上。
10.如权利要求9所述的处理方法,其中该四氟乙烯占该底层脱模剂的重量百分比为85?95%,且该底层脱模剂的粒径介于0.1?0.5微米之间。
11.如权利要求10所述的处理方法,其中对该模具进行烘烤的温度介于摄氏280?410度之间。
12.如权利要求11所述的处理方法,其中在涂布该脱模剂前,还须以摄氏360?400度的温度对该模具进行预热。
13.如权利要求12所述的处理方法,其中该强化材料为碳纤维。
14.如权利要求12所述的处理方法,其中该强化材料为石墨。
15.如权利要求12所述的处理方法,其中该强化材料为铜、二硫化钥或氧化铝。
16.如权利要求12所述的处理方法,其中该强化材料为氟化钙或陶瓷。
17.如权利要求13、14、15或16所述的处理方法,其中在进行该叠贴处理时,需将该模具置入压力炉中,且该压力炉内的温度介于摄氏80?150度、压力大小介于lkg/cm2?6kg/cm2、负压抽气强度为latm。
【文档编号】B29C33/58GK104511987SQ201410176980
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2014年4月29日 优先权日:2013年10月8日
【发明者】张正宽, 郭智亭, 林仁尉, 郑锡和 申请人:及成企业股份有限公司
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