1361821 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 特別是一種共硬化成型複合 本發明係有關於一種管件及其製造方法 材料管件及其製造方法。 【先前技術】
但是橡膠材料之比強度與比勁 度差’又不耐雜’導致橡轉料管件容肢外力料而賴或遭受腐 ’將是非常理想且符合工商業
蝕性物質的破壞。因此若將兩者優點相結合， 的實際需求。 再於殼體θ織貼各舰熱或社滲漏之轉特料。至於較小尺寸複合 材料管件，職於金制具上’以傳祕膠魏細法，將未硫化之橡^ 材料加溫加_定型作為内襯’接著再於硬化成型橡膠之表面，以複合材 料成型技術，包括手積法、繞線成型法等製作其外層殼體。 不論採用先製作殼體後内側覆貼法或是先成型硫化内襯材料後製作殼 體法，都有其缺點。前者採内襯材料後貼，由於大部分均以人工處理，且 為内襯材料與複材殼體緊密黏著，也需特殊治具，因此往往需要大量人力 與工時，造成成本升高。後者先成型橡膠内襯，再於其表面製作複材殼體， 由於複材硬化時，因溫度升高會造成橡膠内襯材料膨脹，尚未完全硬化之 複材殼體内側受到擠壓，導致内層複材樹脂被壓迫而流失，以至於纖維無 支撐而強度降低，甚至造成殼體結構失效。 或如台灣專利公告號第579381號之「熱塑性彈性體、熱熔組合物、熱 塑性硫化橡膠之製法及其複合物件」所揭示，其中熱塑性硫化橡膠為以不 同組成之聚烯烴所產生，而熱塑性硫化橡夥之其中一應用即為生產複合材 5 1361821 料管材材料管材藉由複合㈣之韻嵌、_度高與比強度高之特 14而使s件、-〇構更加堅固，但複合材料之分子粒徑與橡夥材料之分子粒 仏不相配《>賴複合材料與橡騎料之混合物所製紅複合材料管件僅 可避免管件不_裂耐漏液體，卻無法有效提升複合材料管件之氣密 性，如此管件祕輸送氣體時仍然會有氣體外仅釦又如台灣專利公告 被第533225號之「_雜複合物，其製法和裝置」所揭示，其係以複合 材料混合天然_材料，而其中之—應用為複合材料管件，但仍 胡顴在力。 因此，如何針對上述問題而提出一鋪賴複合材料管件，不僅可改盖 ^統橡膠材锻件之缺點’又可顧合材料管件提升氣雜，長久以來本 明人基於多年從事於複合材料相關產品之研究、開發、及銷售實務經驗， 乃〜及改良之n ’窮其個人之專業知識，經多方研究财、專題探討， 而研究出-種複合材料管件及其製造方法，可解決上述之問題。 【發明内容】 本發.线目的，紐提供—種共硬域魏合㈣管件 Ϊ H先膠材料於—#件模具上，並纏繞含浸樹脂_材料於外 “I二二導致橡膠材料硫化，並同時讓含浸樹脂纖維材料硬化，以 產生具氣密性之複合材料管件。 法 本發月之-人要目的’在於提供一種共硬化成型複合材料管件之製造方 j先加熱至-第一加熱溫度，讓含浸樹脂纖維材料初步固化成型，且 此時橡膠㈣尚未_硫化，織加熱至—第二加熱 完成硫化，並同時讓含浸鮮Μ ―橡膠材枓 η維祕狀減化，崎鄉㈣與含浸樹 曰’ 材枓緊密，，Όσ ’進而產生提升氣密性之複合材料管件。 為"'種共硬化成顯合材鮮狀製造枝，其㈣包含：包 ，並㈣至少-橡騎料於—管件模具上，以產生—橡膠材·， 覆觸綱辦侧講，細m料級該些 =材==之表面上，以提升該些橡職制之黏著性其中第一黏著劑 可為-溶劑；纏繞-含浸樹脂纖維材料於 :其中於缠竣含浸樹脂織維材料之前更可塗佈一第二黏丄= 材料層騎狀含浸触齡㈣之間轉祕；接續加熱橡膠 …料層至一第一加熱溫度，此時橡踢材料尚未開始硫化，而 樹域維材料初㈣化成型，紐加熱橡膠材料層與複合材料層至一 化。加“."皿度以讓橡膠材料完成硫化，並同時讓含浸樹賴維材料完成硬 【實施方式】 夕責審查委㈣本㈣之結構舰及所達成之功效有更進一步 之瞭解，、_’ 啸佳之實關及配合詳蚊酬，說明如後·· 咖ΓΓ—圖，其為本發明之—較佳實施例之立體^如_示，本 =:=材料管件10，其包含一橡勝材料層12與-複合材料層14， 12由未硫化轉材料職生，而未硫化橡膠材_自於 r纖與上述之組合的其中之—者，複合_ 14由含浸樹 璃纖維、克维拉懺维纖維材料之纖維材料為選自於碳纖維、玻 纖维克雜纖維、其他天然或人造長纖維及上述之組合料中之 含浸樹脂纖維材料之樹脂為選自於熱固性樹脂 14 * ^ ：： 讓複口材料管件10輸送氣體時不易氣體外洩。 程圖其為本:明之一較佳實施例之製造複合材料管件的流 2如騎不，本發明之製造方法之步驟包含：步驟_，包覆 層未硫化_娜2G於-管倾具3G上，遞迫管件财3G上 橡雜料2G，以產生-橡膠材料層12好件模㈣上；步驟 -含浸樹脂纖維㈣於橡穋材料層12上，以產生複合 膠材 _2上，其中複合材料層14 ____ 12 、= r c •、 7 1361821 尚料層12與複合材料層14至—第—加熱溫度，此時娜材料層12 思^始硫化，而複合材料層14初步固化成型；步驟·，加熱橡踢材料 ㈣献複合湯層14至—第"加熱溫度，輯_材觸12完成硫化， :。材料層14完成硬化，進而產生複合材料管件1〇。枝佳地第—加 …、/皿度範圍為55C至90°C，第二加熱溫度範圍為13q<^15〇〇c。
代其中，於步驟S100之中，當壓迫未硫化橡膠材料2〇時係採用真空 域即使用一真空袋32包裝未硫化橡踢材料20與管件模具3〇，: 取真工k 32 Θ之空氣至真空狀態，以藉由真空壓迫未硫化橡膠材料罚而 產生橡膝材料層12，如第三A圖所示，其中真空袋32具有-抽氣口 322， 當壓迫未硫化橡膠材料20時，即藉由抽氣口 322抽取真空袋32内之氣體， 讓真二玟32内形成真空狀態；當包覆複數未硫化橡膠材料於管件模 具30上時，將分別依序包覆並壓迫該些未硫化橡膠材料20於管件模具3〇 上’以產生轉材料層12於管件模具3Q上，如第三㈣與第三c圖所示， 其中該些未硫化橡膠材料2G間更分別塗佈一第一黏著劑24，以增加該些未 硫化橡膠材料2Q間之黏著性，其中第-黏著劑24更可為-溶劑。於細 S120之中’由於第一加熱溫度未導致橡膠材料層12開始硫化，而複合材料 層14未受橡膠材料層12之膨脹推擠而開始硬化並初步固化成型。 承上述，於步驟沿3〇之中，由於第二加熱溫度高於第一加熱溫度，且 第二加熱溫度會導致橡膠材料層12膨脹，但由於複合材料層14於步驟幻2〇 中已初步固化成型，所以膨脹之橡膠材料層12受管件模具3〇與複合材料 層14之固定而完成硫化’同時複合材料層14亦完成硬化。 以上所述，本發明之共硬化成型複合材料管件之製造方法藉由未硫化 橡膠材料20所產生之橡膠材料層12與含浸樹脂纖維材料所產生之複合材 料層14，透過加熱後緊密結合而產生複合材料管件10，以讓複合材料管件 10提升氣密性。 請參閱第四圖’其為本發明之另一較佳實施例之製造複合材料管件的 流程圖。其中’第二圖與第四圖之不同在於第四圖之纏繞步驟前更包含 1361821 塗佈-第二黏著劑26於橡騎料層12上之步驟，如此可藉由黏著藝提 升橡膠材料層12與複合㈣層14間之黏著性。本侧之麵細系包含. 步驟湖’包覆至少-未硫化橡膠材㈣於—管倾具3q上並壓迫管 件模具30上之未硫化橡膠材料2〇 ,以產生—橡珊料層12於管件模具3〇 上；步驟S210，塗佈第二黏著劑26於橡膠材料層12上；步驟㈣，缠繞 「含浸齡_材齡_材嚮12上，岐生複姆_ Μ於橡雜 料層12上’其中複合材料層14未硬化於橡谬材料層12上；步驟，加 熱橡膠材料層12與複合㈣層14至―第—加熱溫度，錢複合材料層14 初步固化成型；步驟S24〇，加熱橡膠材料層12與複合材料層Μ至一第二 加熱溫度’而讓橡膠材料層12完成硫化，並讓複合材料層14完成硬化， 進而產生複合材料管件1()。較佳地，第一加熱溫度範圍為机至赃第 二加熱溫度範圍為13〇°C至15(TC。
其中，於步驟S200之中’當壓迫未硫化橡膠材料2〇時係採用真空 1^成^法即使用真空袋32包裝未硫化橡膠材料2〇與管件模具，以 抽取真空袋32内之空氣至真空狀態，以藉由真空壓迫未硫化橡膠材料2〇 而產生橡膠材料層12,如第三A圖所示，其中真空袋32具有-抽氣口 322, 當虔迫未硫化橡膠材料20時，即藉由抽氣口 322抽取真空袋犯内之氣體， 以讓真空袋32内形成真空狀態；當包覆複數未硫化橡膠材料2〇於管件模 具30上時，將分別依序包覆並壓迫該些未硫化橡膠材料於管件模具洲 上，以產生橡穋材料層12於管件模具3〇上，如第三8圖與第三c圖所示， 其帽些未硫化橡膠材料2〇間更分職佈第—黏著㈣，以增加該些未硫 化橡膠材料20間之黏著性’其中第一黏著劑24更可為溶劑。於步驟s2i〇 中依據s·件模具3〇旋轉橡膠材料層12，以讓均勻塗佈第二黏著劑26 於橡膠材料層12上，如第五圖所示。 ^承上述，於步驟兑20之中，複合材料層14藉由步驟S210 _所塗佈之 第二黏著劑26，而與橡膠材料層12更加緊密黏合，可避免步驟從3〇之後 橡膠材料層12與複合材料層14間夾雜空i於步驟S23Q之中由於第一 9 1361821 加熱溫度未導雖雜· 12 _硫化，而複合材料層14未受橡朦材料 層12之膨脹推擠而開始硬化並初步固化成型，於步驟兕4〇之中，由於第 二加熱雜高倾第-加熱溫度，且第二加熱溫度會導致娜材料層㈣ 脹，但由於複合材料層14於步驟S23〇中已初步固化成型，所以膨服之橡 膠材料層12受固定於管件模具30與固化成型複合材料層14而完成硫化， 同時複合材料層14亦完成硬化。 此外，於步驟S200之後，更可利用一刀具修整橡踢材料層12之表面， 以避免橡膠材料層12與複合材料層14之間於步驟S23〇中接觸不完全，進 φ 而提升橡膠材料層12與複合材料層14間之黏著性。 • •综上所述，本發明為一種共硬化成型複合材料管件之製造方法，其包 含包覆並壓迫橡膠材料至-管件模具，而產生橡膠材料層於管件模具上， 然後纏繞-含浸脑__於橡雜料層上，而產生—複合材料狀橡 膠材料層上’其中於纏繞含浸樹脂纖維材料之前更可塗佈—黏著劑於橡膠 材料層上，以提升橡膠材料層與複合材料層$之黏著性。接續加熱橡膠材 料層與複合卿f至-第—加熱溫度，而讓複合材騎初步固化成型；然 後加熱橡騎觸與複合材觸至—第二加熱溫度，由於第—加熱溫度低 於第二加熱溫度，且第二加熱溫度會導致橡膠材料層膨脹，但複合材料層 • 於第一加熱溫度已初步固化成型，而讓橡膠材料層受到管件模旦盘固化之 複合材料層之固定下完成硫化，並同時讓複合材料層完成硬化。如此讓橡 膠材料層與複姆料層緊密結合，以產生複合材料管件。 故本發明係實為-具有新顆性、進步性及可供產業利用者，應符合我 國專利法所規定之專利申請要件無疑，爰依法提出發明專利申請，祈鈞 局早曰賜准專利，至感為禱。 惟以上所储，縣本剌之-触實施例而已，並翻來限定本發 實施之範圍，舉凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精 砷所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍内。 Ι36182Γ 【圖式簡單說明】 圖為本發明之—較佳實施例之複合材料管件的草體圖； f圖為本翻之-健實酬之製造複合材鮮件的流程圖； =三A圖為本發明之—較佳實施例之觀單—橡騎料的示意圖； 第二B圖為本發明之—較佳實施例之包覆複數橡膠材料的示意圖； 第三〇圖為本發明之—較佳實關之磨迫複數橡騎制示意圖； 第四圖為本發明之另—較佳實施例之製造複合材料管件的流程圖；及 第五圖為本發.^較佳實侧之塗雜著_示意圖。 【主要元件符號說明】 10 複合材料管件 12 橡膠材料層 14 複合材料層 20 未硫化橡膠材料 24 第一黏著劑 26 第二黏著劑 30 管件模具 32 真空袋 322 抽氣口