专利名称：树脂与纤维的复合体及其制造方法
技术领域：
本发明是关于一种树脂与纤维的复合体及其制造方法。
背景技术：
塑料是电子装置(如移动电话)、家用电器及汽车的外壳的常用材质。塑料外壳可以射出成型方式制得，该方法可一次成型出几乎所有结构，但是，塑料外壳强度不足，容易磨损和破裂，且其表面需进行喷漆等装饰处理。相较于塑料，纤维材料(碳纤维或玻璃纤维)因具有较轻的质量、高强度的优点，且纤维材料通过编织后本身可形成装饰纹路效果，因此，纤维材料已经开始应用于电子装 置、家用电器及汽车的外壳，但是，针对有三维立体外形及具有卡钩等装配结构的外壳，使用单纯的纤维材料来成型还存在一定的难度。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种轻质、强度较高，同时具有卡钩等装配结构的树脂与纤维的复合体。另外，还有必要提供一种上述树脂与纤维的复合体的制造方法。一种树脂与纤维的复合体，其包括一基层，该基层包括一纤维层及结合于纤维层上的一树脂层，该纤维层包括上表面及与上表面相反的下表面，树脂层与该上表面结合，并渗浸到纤维层内部，该树脂与纤维的复合体还包括一注射层，该注射层与该基层通过模内注塑的方式一体成型，该注射层由树脂组成，该注射层与纤维层的下表面结合。—种上述树脂与纤维的复合体的制造方法，包括如下步骤提供二塑料薄膜，该二塑料薄膜经成型加工具有所需的形状；于所述其中一塑料薄膜的一表面上披覆一层树脂，并将一纤维层披覆于该树脂上，再将所述另一塑料薄膜盖设于该纤维层上；将夹合有该树脂及纤维层的塑料薄膜进行抽真空处理；将经抽真空处理的夹合有该树脂及纤维层的塑料薄膜放入一压合模具中进行压合，使该树脂部分渗浸到纤维层内部并固化形成一树脂层；剥离所述塑料薄膜，对纤维层与树脂层进行裁切，以去除余料而获得一基材；将该基材作为嵌件放置于一成型模具的模腔内，向该模腔内注射熔融的树脂，冷却后该树脂形成一注射层，该注射层与该纤维层远离该树脂层的表面结合。另一种上述树脂与纤维的复合体的制造方法，包括如下步骤提供一压合模具；将一纤维层铺设于该压合模具内；对该压合模具内进行抽真空，抽真空的同时往压合模具内填充流体状的树脂；压合模具对该树脂及纤维施层加压力进行压合，使树脂渗透纤维层到达纤维层与压合模具贴合的表面并固化形成一树脂层；
对纤维层与树脂层进行裁切，以去除余料而获得一基材；将该基材作为嵌件放置于一成型模具的模腔内，向该模腔内注射熔融的树脂，冷却后该树脂形成一注射层，该注射层与该纤维层远离该树脂层的表面结合。再一种上述树脂与纤维的复合体的制造方法，包括如下步骤提供一压合模具；将一表面涂覆有树脂的一纤维层铺设于该压合模具内；
压合模具对该树脂及纤维层施加压力进行压合，同时对压合模具内进行抽真空，使树脂部分渗浸到纤维层内部并固化形成一树脂层；对纤维层与树脂层进行裁切，以去除余料而获得一基材；将该基材作为嵌件放置于一成型模具的模腔内，向该模腔内注射熔融的树脂，冷却后该树脂形成一注射层，该注射层与该纤维层远离该树脂层的表面结合。上述树脂与纤维的复合体的基层由纤维层与树脂层构成，其中的纤维层对该树脂与纤维的复合体可起增强作用，而且纤维层可减轻该树脂与纤维的复合体的重量。该注射层通过模内注塑的方式与该基层一体成型，可形成该树脂与纤维的复合体的装配结构，使该树脂与纤维的复合体既具有较轻的重量，又具有较高的强度和较佳的装饰效果，而且便于装配。
图I为本发明较佳实施例树脂与纤维的复合体剖视示意图。图2A至图2D为本发明第一实施例的树脂与纤维的复合体的制造方法中不同步骤的示意图。图3A至图3C为本发明第二实施例的树脂与纤维的复合体的制造方法中不同步骤的示意图。图4A至图4C为本发明第三实施例的树脂与纤维的复合体的制造方法中不同步骤的示意图。主要元件符号说明树脂与纤维的复合体 100基层10纤维层12上表面121下表面123树脂层14注射层20塑料薄膜31第一树脂32、42、52抽真空容器34压合模具35、45、55成型模具36、46、56母模361、461、561
公模363、463、563模腔365、465、565第二树脂37、47、57如下具体实施方式
将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施例方式请参阅图1，本发明较佳实施例的树脂与纤维的复合体100以一手机电池盖为例，其包括一基层10及结合于该基层10上的一注射层20。该基层10包括一纤维层12及结合于纤维层12上的一树脂层14。该注射层20与该基层10通过模内注塑的方式一体成型。 该纤维层12为由纤维编织而成的编织布。该纤维选自碳纤维、玻璃纤维、克维拉(Kevler)纤维材料及混编(Hybrid)纤维中的一种。本实施例优选碳纤维或玻璃纤维。所述纤维编织布的纹路可以为直纹、横纹及斜纹等。该纤维层12的厚度为O. 2 O. 3_。纤维层12包括一上表面121及与该上表面121相反的下表面123。该树脂层14与该纤维层12的上表面121相结合，并渗浸到纤维层12内部。树脂层14形成该树脂与纤维的复合体100的最外层。树脂层14由透明或半透明的树脂制成。本实施例中树脂层14由透明的环氧树脂制成。树脂层14主要用于增强纤维层12的硬度，同时为该树脂与纤维的复合体100提供平滑、光亮的外表面。该注射层20与纤维层12的下表面123相结合。注射层20由树脂组成，其通过模内注塑的方式与基层10成型为一体。该注射层20的厚度大约为O. 9 I. 0mm。注射层20可形成有装配结构22，比如卡钩等。形成该注射层20的树脂可为聚氯乙烯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、丙烯睛-苯乙烯-丁二烯共聚合物、聚碳酸酯、聚醢亚胺、聚醚醢亚胺、聚苯乙烯及聚丙烯聚合物中的一种或多种。下面对树脂与纤维的复合体100的制造方法进行描述。请参阅图2A至图2D，实施例一的上述树脂与纤维的复合体100的制造方法包括以下步骤请参阅图2A，首先，提供二塑料薄膜31，该二塑料薄膜31经成型加工具有所需的形状。该二塑料薄膜31叠合在一起时互相接触的表面上涂覆有脱模剂(图未示)，便于后续将该二塑料薄膜31进行剥离。该脱模剂也可以视情况不进行涂覆。然后，于其中一塑料薄膜31的脱模剂上涂覆一层透明或半透明的第一树脂32，将一纤维层12披覆于该第一树脂32上。再将另一塑料薄膜31盖设于该纤维层12上，使该塑料薄膜31涂覆有脱模剂的表面朝向纤维层12。所述纤维层12为纤维编织布，如碳纤维编织布或玻璃纤维编织布等。本实施例中，该第一树脂32为透明的环氧树脂。请参阅图2B，二塑料薄膜31夹合好纤维层12后，放入一抽真空容器34中进行抽真空处理，以除去脱模剂、树脂及纤维层12之间存在的气泡。所述抽真空容器可以为抽真空塑料袋。请参阅图2C，将经抽真空处理的夹合有纤维层12的二塑料薄膜31放入一压合模具35中进行压合，使纤维层12与第一树脂32紧密结合。压合过程中，第一树脂32部分渗浸到纤维层12内部并固化形成所述树脂层14。去掉二塑料薄膜31后对结合在一起的纤维层12与树脂层14进行裁切，以去除余料，由此得到基层10。 请参阅图2D所示，提供一成型模具36，该成型模具36包括一母模361及一与该母模361配合的一公模363。母模361与公模363配合形成一模腔365,该模腔365与该树脂与纤维的复合体100的形状及尺寸相对应。将所述基层10作为嵌件放置于成型模具36内，并向模腔365内注射熔融的第二树脂37。待冷却后，该第二树脂37形成所述注射层20，并且注射层20与远离树脂层14的纤维层12的表面结合，由此成型为该树脂与纤维的复合体100。所述第二树脂37可为聚氯乙烯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、丙烯睛-苯乙烯-丁二烯共聚合物、聚碳酸酯、聚醢亚胺、聚醚醢亚胺、聚苯乙烯及聚丙烯聚合物中的一种或多种。由于模具的表面通常存在一些空洞或凹陷，为了在压合模具35中进行压合时，基层10获得比较光滑的表面，实施例一使用所述二塑料薄膜31将纤维层12和树脂层14包 覆，使纤维层12和树脂层14不会直接接触压合模具的表面，因此得到的基层10具有比较光滑的表面。当然，在对表面光滑度要求不高的情况下，也可无需使用所述二塑料薄膜31。请参阅图3A至图3C，实施例二的上述树脂与纤维的复合体100的制造方法包括以下步骤请参阅图3A，首先，提供一压合模具45，并于该压合模具45的表面上涂覆脱模剂(图未示)。该脱模剂也可视情况省略。然后，将一纤维层12铺设于该压合模具45内。所述纤维层12为纤维编织布，如碳纤维编织布或玻璃纤维编织布等。请参阅图3B，将该压合模具45合模后对压合模具45内进行抽真空，抽真空的同时往压合模具45内填充流体状的透明或半透明的第一树脂42。填充第一树脂42完毕后,通过压合模具45对第一树脂42及纤维层12施加一定的压力进行压合。压合过程中，第一树脂42渗透纤维层12到达纤维层12与压合模具45贴合的表面，并固化形成所述树脂层14。所述抽真空用以除去树脂层14及纤维层12之间存在的气泡。本实施例中，该树脂层14由透明的环氧树脂形成。对结合在一起的树脂层14与纤维层12进行裁切，以去除余料，由此得到基层10。
请参阅图3C所示，提供一成型模具46，该成型模具46包括一母模461及一与该母模461配合的一公模463。母模461与公模463配合形成一模腔465,该模腔465与该树脂与纤维的复合体100的形状及尺寸相对应。将所述基层10作为嵌件放置于成型模具46内，并向模腔465内注射熔融的第二树脂47。待冷却后，该第二树脂47形成所述注射层20，并且注射层20与纤维层12相背于树脂层14的表面结合，由此成型为该树脂与纤维的复合体100。所述第二树脂47可为聚氯乙烯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、丙烯睛-苯乙烯-丁二烯共聚合物、聚碳酸酯、聚醢亚胺、聚醚醢亚胺、聚苯乙烯及聚丙烯聚合物中的一种或多种。请参阅图4A至图4C，实施例三的上述树脂与纤维的复合体100的制造方法包括以下步骤请参阅图4A，首先，提供一压合模具55，并于该压合模具55的表面上涂覆脱模剂(图未示)。该脱模剂也可视情况省略。
然后，将一表面涂覆有第一树脂52的一纤维层12铺设于该压合模具55内，使第一树脂52贴合压合模具55的表面。所述纤维层12为纤维编织布，如碳纤维编织布或玻璃纤维编织布等。所述第一树脂52为透明或半透明，本实施例中，该第一树脂52为透明的环氧树脂。请参阅图4B，将该压合模具55合模，通过压合模具45对第一树脂52与纤维层12施加一定的压力进行压合，同时对压合模具45内进行抽真空，以除去第一树脂52及纤维层12之间存在的气泡。压合过程中，该第一树脂52部分渗浸到纤维层12内部并固化形成所述树脂层14。对结合在一起的树脂层14与纤维层12进行裁切，以去除余料，由此得到基层10。请参阅图4C所示，提供一成型模具56，该成型模具56包括一母模561及一与该母模561配合的一公模563。母模561与公模563配合形成一模腔565,该模腔565与该树脂 与纤维的复合体100的形状及尺寸相对应。将所述基层10作为嵌件放置于成型模具56内，并向模腔565内注射熔融的第二树脂57。待冷却后，该第二树脂57形成所述注射层20，并且注射层20与纤维层12相背于树脂层14的表面结合，由此成型为该树脂与纤维的复合体100。所述第二树脂57可为聚氯乙烯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、丙烯睛-苯乙烯-丁二烯共聚合物、聚碳酸酯、聚醢亚胺、聚醚醢亚胺、聚苯乙烯及聚丙烯聚合物中的一种或多种。可以理解，为了使树脂与纤维的复合体100表面具有更高的光亮度，还可于树脂层14表面涂覆一层透明油漆，如光油。上述树脂与纤维的复合体100可用作电子装置外壳(比如手机外壳)，也可用作家用电器的外壳及汽车零件等。上述树脂与纤维的复合体100的基层10由纤维层12与透明的树脂层14构成，其中的纤维层12对该树脂与纤维的复合体100可起增强作用，而且纤维层12可减轻该树脂与纤维的复合体100的重量；另外，纤维层12的编织纹路可透过树脂层14呈现，具有较强的立体感。该注射层20通过模内注塑的方式与该基层10 —体成型，可形成该树脂与纤维的复合体100的装配结构，使该树脂与纤维的复合体100既具有较轻的重量，又具有较高的强度和较佳的装饰效果，而且便于装配。
权利要求
1.一种树脂与纤维的复合体，其包括一基层，该基层包括一纤维层及结合于纤维层上的一树脂层，该纤维层包括上表面及与上表面相反的下表面，其特征在于树脂层与该上表面结合，并渗浸到纤维层内部，该树脂与纤维的复合体还包括一注射层，该注射层与该基层通过模内注塑的方式一体成型，该注射层由树脂组成，该注射层与纤维层的下表面结合。
2.如权利要求I所述的树脂与纤维的复合体，其特征在于该树脂层为透明或半透明。
3.如权利要求2所述的树脂与纤维的复合体，其特征在于该树脂层由透明的环氧树脂形成。
4.如权利要求I所述的树脂与纤维的复合体，其特征在于该注射层上形成有装配结构。
5.如权利要求I所述的树脂与纤维的复合体，其特征在于该纤维层为由纤维编织而成的编织布。
6.如权利要求5所述的树脂与纤维的复合体，其特征在于该纤维选自碳纤维、玻璃纤维、克维拉纤维及混编纤维中的一种。
7.一种树脂与纤维的复合体的制造方法，包括如下步骤 提供二塑料薄膜，该二塑料薄膜经成型加工具有所需的形状； 于所述其中一塑料薄膜的一表面上披覆一层树脂，并将一纤维层披覆于该树脂上，再将所述另一塑料薄膜盖设于该纤维层上； 将夹合有该树脂及纤维层的塑料薄膜进行抽真空处理； 将经抽真空处理的夹合有该树脂及纤维层的塑料薄膜放入一压合模具中进行压合，使该树脂部分渗浸到纤维层内部并固化形成一树脂层； 剥离所述塑料薄膜，对纤维层与树脂层进行裁切，以去除余料而获得一基层； 将该基层作为嵌件放置于一成型模具的模腔内，向该模腔内注射熔融的树脂，冷却后该树脂形成一注射层，该注射层与该纤维层远离该树脂层的表面结合。
8.如权利要求7所述的树脂与纤维的复合体的制造方法，其特征在于所述抽真空处理是在一抽真空容器中进行。
9.如权利要求7所述的树脂与纤维的复合体的制造方法，其特征在于所述二塑料薄膜朝向该纤维层的表面上涂覆有脱模剂。
10.一种树脂与纤维的复合体的制造方法，包括如下步骤 提供一压合模具； 将一纤维层铺设于该压合模具内； 对该压合模具内进行抽真空,抽真空的同时往压合模具内填充流体状的树脂； 压合模具对该树脂及纤维施层加压力进行压合，使树脂渗透纤维层到达纤维层与压合模具贴合的表面并固化形成一树脂层； 对纤维层与树脂层进行裁切，以去除余料而获得一基层； 将该基层作为嵌件放置于一成型模具的模腔内，向该模模腔内注射熔融的树脂，冷却后该树脂形成一注射层，该注射层与该纤维层远离该树脂层的表面结合。
11.如权利要求10所述的树脂与纤维的复合体的制造方法，其特征在于该压合模具的内表面涂覆有脱模剂。
12.一种树脂与纤维的复合体的制造方法，包括如下步骤提供一压合模具； 将一表面涂覆有树脂的一纤维层铺设于该压合模具内； 压合模具对该树脂及纤维层施加压力进行压合，同时对压合模具内进行抽真空，使树脂部分渗浸到纤维层内部并固化形成一树脂层； 对纤维层与树脂层进行裁切，以去除余料而获得一基材； 将该基材作为嵌件放置于一成型模具的模腔内，向该模腔内注射熔融的树脂，冷却后该树脂形成一注射层，该注射层与该纤维层远离该树脂层的表面结合。
13.如权利要求12所述的树脂与纤维的复合体的制造方法，其特征在于该压合模具的内表面涂覆有脱模剂。
14.如权利要求12所述的树脂与纤维的复合体的制造方法，其特征在于该树脂层由透明的环氧树脂形成。
15.如权利要求12所述的树脂与纤维的复合体的制造方法，其特征在于该纤维层为由纤维编织而成的编织布。
16.如权利要求15所述的树脂与纤维的复合体的制造方法，其特征在于该纤维选自碳纤维、玻璃纤维、克维拉纤维及混编纤维中的一种。
全文摘要
本发明提供一种树脂与纤维的复合体，其包括一基层，该基层包括一纤维层及结合于纤维层上的一树脂层，该纤维层包括上表面及与上表面相反的下表面，树脂层与该上表面结合，并渗浸到纤维层内部，该树脂与纤维的复合体还包括一注射层，该注射层与该基层通过模内注塑的方式一体成型，该注射层由树脂组成，该注射层与纤维层的下表面结合。本发明还提供一种上述树脂与纤维的复合体的制造方法。
文档编号H05K5/00GK102958300SQ20111025114
公开日2013年3月6日 申请日期2011年8月29日 优先权日2011年8月29日
发明者李伍, 张强, 曾宣湛, 黄大清, 张元蕾, 胡志伟, 王明亮, 黄云峰, 夏青, 温贺杰 申请人:深圳富泰宏精密工业有限公司