纤维复合材料排水器的制造方法
【专利摘要】本实用新型关于一种纤维复合材料排水器，其包含纤维复合材料外夹套管；纤维复合材料内夹套管；及软质纤维布。相较于传统金属排水器，本创作的纤维复合材料排水器不仅易于安装，且可施用于不平整的面材上，避免因不平整施用面与排水器间的空隙产生的漏水问题。本实用新型的纤维复合材料排水器也具有无重金属污染、防水、耐气候及耐震等特性。
【专利说明】纤维复合材料排水器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种纤维复合材料排水器。
【背景技术】
[0002]一般建筑物或道路常受材料老化或如地震等天然灾害，产生结构性或非结构性的龟裂现象，尤其是在排水系统的排水口附近最为常见。结构性龟裂现象易导致建筑物漏水并使建筑物结构损坏加剧。传统排水器使用的主要材料为重金属“铅”，如图1所示，其常因焊接用的锡线I受酸雨腐蚀破损，而释出至水或土壤中，造成环境上难以弥补的损害。此夕卜，现有技术的传统金属排水器的修补需要专业人员施工，不仅耗时费工且施工困难，一般大众难以自行换装。
[0003]为解决上述环境及实施上的问题，本实用新型提出一种施工简便且具有耐水、耐气候且耐震的纤维复合材料排水器，一般人士可在无需专业人员协助下自行换装。本实用新型的纤维复合材料排水器可施用于不平整的面材上，避免以往因不平整施用面与排水器间的空隙所导致的漏水问题。
实用新型内容
[0004]本实用新型的主要目的是提供一种纤维复合材料排水器，其包含:纤维复合材料外夹套管、纤维复合材料内夹套管及软质纤维布。
[0005]为达上述目的，本实用新型涉及一种纤维复合材料排水器(如图2中的10)，其包含纤维复合材料外夹套管11 ;纤维复合材料内夹套管12 ;及软质纤维布13，其中以所述的软质纤维布面中心点为基准，所述的软质纤维布以冲切成多瓣，优选为6至12瓣方式，通过树脂接着剂，将所述的多瓣夹于所述的纤维复合材料外夹套管及所述的纤维复合材料内夹套管之间，使得所述的软质纤维布以与所述的纤维复合材料外夹套管及所述的纤维复合材料内夹套管垂直的方式接着。
[0006]“纤维复合材料”是经用纤维补强以树脂为基材的复合材料(fiber reinforcedresin composition),常用的纤维复合材料包含碳纤维、玻璃纤维、玄武岩及克维拉(Kevlar)纤维等。
[0007]碳纤维具有高强度、高模数、比重小、耐热性极好、热膨胀系数小、导热系数大、耐腐蚀性、导电性佳、与树脂结合性佳等特性。因碳纤维所具有的如纤维般的柔曲性，其易于编织加工和缠绕成型，可与树脂结合制成具有轻、强及刚特性的碳纤维复合材料。碳纤维复合材料的刚性(单位重量的模数)为传统金属钢的3.6倍，其强度(单位重量下的强度)高达钢的7倍。近年来，碳纤维复合材料常用于航天、军事与航空运输载具中取代传统金属，以达减重的效果，其也广泛应用于网球拍、高尔夫杆球或脚踏车等运动器材产业及风力叶片、电动车、桥梁、建筑补强等领域中。单方向碳纤维预浸布具有很高的纤维机械性质、适于多种加工成型法、操作性佳及易于叠层与最佳化角度排列设计等优点，因此广泛应用于运动器材与3C产品等各种碳纤维复合材料产品中。单方向连续性碳纤维预浸布的制备方式通过在含浸机上，将单方向连续性碳纤维含浸于树脂液中，所述的树脂系统的一部分进行反应。所述的树脂系统虽有一部分进行反应，但其在室温下反应速率非常缓慢，反应时间可达数天至数周，可通过后续加热步骤完成树脂反应。
[0008]玻璃纤纤具有低价格与高冲击性能的优点，但其模数较低且耐候性较差。克维拉(Kevlar)纤维具有比重轻、柔软、冲击性佳的优点，常用于防刀、防弹与耐摩擦产品，但其抗紫外线差，不宜用于室外用途。
[0009]所述的纤维复合材料外夹套管及所述的纤维复合材料内夹套管是由编织纤维布或单向纤维布中的纤维相夹O度至90度范围内的任意角度叠层后并硬化所形成。所述的特定角度优选为90度。
[0010]本实用新型的软质纤维布可以二维方向碳纤维纱的碳纤维织物或玻璃纤维物为原料，其中可依所需承受的强度、震度及天候需求选择碳纤维布规格为3K(1K=1000根单丝)或12Κ碳纤维纱。所述的碳纤维布依组织设计，以剑桅式织布机交织成碳纤维织物。例如12Κ碳纤维纱可织成厚度0.6mm,重量每米平方600g的织物。厚度需求比较薄时可用3K碳纤维纱，织成厚度0.2mm,重量每米平方200g的织物。若无特殊需求时，一般多使用具有优选强度的12K碳纤维纱所织成的厚度0.6mm的碳纤维织物。
[0011]本实用新型的软质纤维布上可另外贴有薄膜，其中所述的薄膜可为热塑性聚脲酯(thermoplastic polyurethane, TPU)、聚碳酸酯、聚氯乙烯或聚乙烯。软质纤维布上贴有TTO者，称为TPU软质纤维布，如图6中的131。相比于软质纤维布，TPU软质纤维布具有防水效果。如图6所示，为避免TPU软质纤维布与内外夹套管的接着效果受TPU层影响，在TPU软质纤维布与内外夹套管的接着处(A)不贴上TPU层，B为贴上TPU层且可供之后冲切呈多瓣处。
[0012]换言之，所述的纤维复合材料外夹套管及所述的纤维复合材料内夹套管是由编织纤维布或单向纤维布中的纤维相夹特定角度的方式叠层并硬化后所形成。
[0013]优选地，所述的特定角度为90度。
[0014]优选地，所述的多瓣为6-12瓣。
[0015]优选地，所述的树脂接着剂为环氧树脂、压克力树脂或乙烯基酯树脂。
[0016]优选地，所述的软质纤维布上另外贴有薄膜。
[0017]优选地，所述的薄膜为热塑性聚脲酯、聚碳酸酯、聚氯乙烯或聚乙烯。
[0018]优选地，所述的复合纤维材料为碳纤维、玻璃纤维、玄武岩及克维拉纤维。
[0019]本实用新型的有益效果为:本发明包含软质碳纤维布的碳纤维复合材料排水器可施用于不平整的面材上，如地势不平、裂缝或弯角等，不仅可克服传统金属排水器所无法解决的施工难处，且可减少以往因施用面不平整所导致的漏水问题。此外，本发明的排水器与底漆及树脂结合性佳，可一并修补裂缝，兼具防水、耐天候及耐震等特性。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为传统铅质排水管组的示意图。
[0021]图2为本实用新型的纤维复合材料排水器的示意图。
[0022]图3为本实用新型的纤维复合材料外夹套管的示意图。
[0023]图4为本实用新型的纤维复合材料内夹套管的示意图。[0024]图5为本实用新型的软质纤维布的示意图。
[0025]图6为本实用新型的TPU软质纤维布的示意图。
[0026]图7为本实用新型的经组装后纤维复合材料排水器的示意图。
[0027]图8为本实用新型的纤维复合材料内夹套管制造流程图。
[0028]图9为本实用新型的纤维复合材料排水器组装流程图。
[0029]图10为本实用新型的纤维复合材料排水器施工流程图。
【具体实施方式】
[0030]以下以碳纤维预浸布说明本实用新型的包含纤维复合材料外夹套管、纤维复合材料内夹套管及软质纤维布的排水器(如图3至5及7所示)以及其制造流程，如图8及9所示。
[0031]1、碳纤维复合材料内外夹套管制造方法
[0032]⑷预型制造方法:
[0033](I)准备具长纤维的碳纤维预浸布，一般以单方向连续性碳纤维预浸布为主材料。
[0034](2)角度叠层:将单方向连续性碳纤维预浸布，依所需的角度叠层，例如O度与90度。由于单方向连续性碳纤维预浸布的单层厚度有各种规格，一般为0.05?0.3mm厚，通常以2层为一单位使所述的角度以对称方式互相叠层。
[0035](3)剪裁:依排水口的管径周长的1.3至1.5倍的长度，剪裁上述已完成的连续性
碳纤维预浸布叠层。
[0036](4)包管预形:将所述的经剪裁的连续性碳纤维预浸布叠层包管堆栈成最终的层数，例如(O ° +90 ° +0 ° +90 ° )与(O ° +0 ° +90 ° +90 ° )与(O。+90。+0。+90。+0。+90。)与(O。+90。+90。+90。+90。+0。)的单方向结构设计，或(0° +50。+30° +45° )、(0° +30。+45° +50。)及(0° +45。+50° +30。)的组合的组合，之后将其加热到冷却，以形成碳纤维复合材料外夹套管。管的厚度依排水口管径大小及建筑物设计而定，可为0.5至2.0 mm。
[0037](5)裁切:将碳纤维复合材料外夹套管的长度裁切成标准所需长度，例如IOcm管径排水器的长度为15 cm,或将IOOcm夹套管裁切成6段约15cm长的夹套管。并将管的长度方向以锯子以直线方式将夹套管从中间锯开，内夹套管的锯开使得因管子变得可缩小而能放入外夹套管内。
[0038](B)成型制造方法:
[0039](I)剪裁:依碳纤维复合材料外夹套管的管径周长的1.3至1.5倍的长度，剪裁碳纤维布、离型膜及离型布。
[0040](2)树脂含浸:将离型膜、离型布及碳纤维布含浸于树脂中，例如环氧树脂、压克力树脂或乙烯基酯树脂，覆盖离型布及离型膜，静置一段时间让树脂渗入碳纤维布。
[0041](3)包管成型:待树脂完全渗入碳纤维布后，再将碳纤维布包覆在不锈钢管上，并贴上胶带固定，转动轴心以电热烘干固化冷却后，拆除不锈钢管，即为碳纤维复合材料外夹套管。
[0042](4)裁切:将上述的经包管成型后的碳纤维复合材料外夹套管及碳纤维复合材料内夹套管裁切成标准长度，并修边处理。[0043]2、软质碳纤维布制造方法
[0044](I)织布:依所需受的强度、震度及天候需求选择碳纤维布规格为3K或12K。
[0045](2)裁切:将碳纤维织物及热可塑性聚脲酯膜裁切为标准正方形，其边长一般为排水管直径的3至5倍。例如，当排水管直径IOcm时，所述的正方形边长可为40 Cm。
[0046](3)热压:以热压机将TPU膜及碳纤维布平板热压后，即为TPU软质碳纤维布，若表面无TPU膜的碳纤维布即称软质碳纤维布。
[0047]3、碳纤维复合材料排水器组装制造方法
[0048](I)将上述单方向碳纤维预浸布所生产的碳纤维复合材料外夹套管及碳纤维复合材料内夹套管的接着处进行表面处理，以增加其接着强度。
[0049](2)以软质碳纤维布或TPU软质碳纤维布中心点为基准，冲切圆形6至12瓣供三部份的组装黏接。将所述的瓣夹于所述的纤维复合材料外夹套管及所述的纤维复合材料内夹套管之间，利用树脂接着剂使得所述的软质纤维布是以与所述的纤维复合材料外夹套管及所述的纤维复合材料内夹套管垂直的方式接着，即形成碳纤维复合材料排水器。
[0050]碳纤维复合材料排水器直径以6、8、10或12cm等标准化规格设计。在碳纤维复合材料内外夹套管与软质碳纤维布组装后，若将碳纤维复合材料内外夹套管切开，可用于直径较小的排水管。例如直径IOcm碳纤维复合材料排水器，原本仅适用于IOcm的排管使用，若将碳纤维复合材料内外夹套管切开，则可用于直径较小的8至9cm的排水管。
[0051]本实用新型的包含软质碳纤维布的碳纤维复合材料排水器可施用于不平整的面材上，如地势不平、裂缝或弯角等，不仅可克服传统金属排水器所无法解决的施工难处，且可减少以往因施用面不平整所导致的漏水问题。此外，本实用新型的排水器与底漆及树脂结合性佳，可一并修补裂缝，兼具防水、耐天候及耐震等特性。
[0052]本实用新型的纤维复合材料排水器可以规格化组装，包含一支碳纤维复合材料排水器、耗材及标准定量的复材，其实际施工上简便，一般大众可通过阅读产品说明书在住家自行修缮或更换，如图10所示。施工现场以晴天为佳，若遇湿度高或阴雨天，可搭雨棚及于施工面做烘干处理，以避免影响施工后碳纤维复合材料排水器的防水效果与耐用性。
[0053]实施例
[0054]IOcm直径的碳纤维复合材料排水器
[0055]外夹套管:
[0056]以单方向连续性碳纤维预浸布，单层厚度0.15mm的规格为材料，依夹套管的纵向(0° )及径向(90° )为主要的强度需求，以(0° +90° +0° +90° )的材料角度堆叠，经成型后裁切成一支厚度0.5 mm X外径IOcmX长15cm的碳纤维复合材料。
[0057]内夹套管:
[0058]以单方向连续性碳纤维预浸布的不同(0° +90° +0° +90° )角度叠层预型与裁切成一支厚度0.5 mm X直径IOcmX长5cm碳纤维复合材料；以锯子将夹套管从中间锯开，内夹套管的锯开使得因管子变得可缩小而能放入外夹套管内。
[0059]软质碳纤维布:
[0060]以12K碳纤维纱为原料，利用剑桅式织布机，将碳纤维纱交织成厚度0.6mm,重量每米平方600g的织物。并裁切成长度40cmX宽度40cm正方形布。
[0061]碳纤维复合材料排水器组装:[0062] 以12K软质碳纤维布的中心点为基准，冲切圆形6瓣供三部份的组装黏接。将所述的瓣夹于所述的纤维复合材料外夹套管及所述的纤维复合材料内夹套管之间，利用树脂接着剂使得所述的软质纤维布是以与所述的纤维复合材料外夹套管及所述的纤维复合材料内夹套管垂直的方式接着，即形成碳纤维复合材料排水器。
【权利要求】
1.一种纤维复合材料排水器，其特征在于，所述纤维复合材料排水器包含: 纤维复合材料外夹套管； 纤维复合材料内夹套管；及 软质纤维布， 其中以所述的软质纤维布面中心点为基准，所述的软质纤维布经冲切成多瓣，将所述的多瓣夹于所述的纤维复合材料外夹套管及所述的纤维复合材料内夹套管之间，利用树脂接着剂使得所述的软质纤维布以与所述的纤维复合材料外夹套管及所述的纤维复合材料内夹套管垂直的方式接着。
2.根据权利要求1所述的纤维复合材料排水器，其特征在于，所述的纤维复合材料外夹套管及所述的纤维复合材料内夹套管是由编织纤维布或单向纤维布中的纤维相夹特定角度的方式叠层并硬化后所形成。
3.根据权利要求2所述的纤维复合材料排水器，其特征在于，所述的特定角度为90度。
4.根据权利要求1所述的纤维复合材料排水器，其特征在于，所述的多瓣为6-12瓣。
5.根据权利要求1所述的纤维复合材料排水器，其特征在于，所述的树脂接着剂为环氧树脂、压克力树脂或乙烯基酯树脂。
6.根据权利要求1所述的纤维复合材料排水器，其特征在于，所述的软质纤维布上另外贴有薄膜。
7.根据权利要求6所述的纤维复合材料排水器，其特征在于，所述的薄膜为热塑性聚脲酯、聚碳酸酯、聚氯乙烯或聚乙烯。
【文档编号】B32B27/04GK203716235SQ201320867503
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2013年12月26日 优先权日:2013年12月26日
【发明者】蔡天玄, 苏稳生, 詹景顺, 沈源章, 何维宜, 曾锦灿 申请人:福懋兴业股份有限公司