專利名稱：管狀塑料復(fù)合材料自行車車架的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于自行車車架，特別是關(guān)于一種管狀熱塑性塑料復(fù)合材料自行車車架的制造方法。
目前管狀的塑料復(fù)合材料自行車車架大部分是以熱固性塑料為基材，以長(zhǎng)纖維物質(zhì)為增強(qiáng)材料，制造時(shí)是取用多張預(yù)浸熱固性塑料(如環(huán)氧樹(shù)脂)的長(zhǎng)纖維織板依序疊置卷繞成層合狀的管狀物后，再置入模具內(nèi)加壓加熱固化成型。該種管狀自行車車架雖然具有質(zhì)量輕、剛性高的優(yōu)點(diǎn)，但是韌性較差，因此在騎用時(shí)并不舒服。再者，熱固性塑料不易回收，容易造成環(huán)境污染。
因此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種管狀熱塑性塑料復(fù)合材料自行車車架的制造方法，它是以熱塑性塑料為基材，以長(zhǎng)纖維物質(zhì)為增強(qiáng)材料，因此制成品除了具有質(zhì)量輕、剛性高的優(yōu)點(diǎn)外，亦具有相當(dāng)良好的韌性。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種管狀熱塑性塑料復(fù)合材料自行車車架的制造方法，其塑料基材較容易回收。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種管狀熱塑性塑料復(fù)合材料自行車車架的制造方法，其制成品單位厚度的層合數(shù)比通常的要多，因此可具有較高的強(qiáng)度。
因此，為達(dá)到前述目的，本發(fā)明的一種管狀塑料復(fù)合材料自行車車架的制造方法是以熱塑性塑料為基材，以長(zhǎng)纖維物質(zhì)為增強(qiáng)材料，其特征在于包括以下步驟，首先取用一耐高溫且具有可撓性的內(nèi)管，于該內(nèi)管的表面至少包覆一層熱塑性塑料基材層以及一層長(zhǎng)纖維增強(qiáng)層，以形成一具有層合狀外部層殼的管狀物;然后將該管狀物置入一具有車架形狀模穴的模具內(nèi)，以適當(dāng)壓力閉合該模具并以至少高于該熱塑性塑料基材層熔點(diǎn)的溫度對(duì)該模具加熱，在加熱進(jìn)行時(shí)，以壓力遞增的方式分段地將加壓氣體引入該管狀物內(nèi)，最后冷卻該模具，該管狀物即可根據(jù)模穴的形狀而成型為一管狀的自行車車架。
由前述可知，本發(fā)明的制造方法是以熱塑性材料為基材，因此制成品在韌性上可比以熱塑性塑料為基材的要好，而且較容易回收。再者，各層的熱塑性塑料是先預(yù)融熔呈液態(tài)然后再以分段加壓的方式使其滲入各長(zhǎng)纖維束之間，換言之，各層的熱塑性塑料是先預(yù)融合為一體后再固化，因此可以更顯出塑料復(fù)合材料的優(yōu)點(diǎn)。另外，本發(fā)明的制造方法，是使各層合在各層基材融熔的狀態(tài)下被分段加壓，因此，它可以較多的層合數(shù)形成相同厚度的成品，因而成品在強(qiáng)度上比通常的要高。
下面列舉一本發(fā)明的較佳實(shí)施例并配合附圖作進(jìn)一步的說(shuō)明，其中

圖1為本發(fā)明一較佳實(shí)施例形成一具有層合狀外部層殼的管狀物的示意圖。
圖2為本發(fā)明一較佳實(shí)施例將管狀物置入模具模穴內(nèi)的示意圖。
圖3為本發(fā)明一較佳實(shí)施例將管狀物置入模具后的剖面視圖。
圖4為本發(fā)明一較佳實(shí)施例制成品的立體圖。
圖5為本發(fā)明一較佳實(shí)施例中將長(zhǎng)纖維束預(yù)先纏貼于一呈平伸狀的熱塑性塑料薄膜上的示意圖。
圖6為本發(fā)明一較佳實(shí)施例中以熱塑性塑料薄管及長(zhǎng)纖維織管依序套穿于一內(nèi)管表面的示意圖。
圖7為本發(fā)明一較佳實(shí)施例中其各熱塑性塑料基材層是以熱塑性塑料帶卷繞而成的示意圖。
圖8為本發(fā)明一較佳實(shí)施例中其各熱塑性塑料基材層的表面呈網(wǎng)狀的示意圖。
參考各附圖，本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例是用來(lái)制造自行車車架中的把手桿。
首先取用一個(gè)以耐高溫塑料材料(如硅橡膠)制成的內(nèi)管(10)，然后于該內(nèi)管(10)表面依序卷繞一個(gè)第一、第二及第三熱塑性塑料基材層(11)、(13)、(15)以及一個(gè)第一、第二長(zhǎng)纖維增強(qiáng)層(12)、(14)，以形成一具有層合狀外部層殼(16)的管狀物(20)。
在卷繞時(shí)，可在該內(nèi)管(10)內(nèi)套穿一金屬棒(用圖1中的1表示)，以便于施工。各該熱塑性塑料基材層(11)、(13)、(15)可用呈平伸狀的聚酰胺(尼龍)剪裁而成，而各該長(zhǎng)纖維增強(qiáng)層(12)、(14)則可用長(zhǎng)度在0.1～10m或者更長(zhǎng)的碳纖維、硼纖維或玻璃纖維制成。在實(shí)際制造上，可將長(zhǎng)纖維束(2)預(yù)先貼覆于一呈平伸狀的熱塑性塑料薄膜(3)上(如圖5所示)而形成一薄板，然后再卷繞于該內(nèi)管(10)的表面上。另外，亦可用三條熱塑性塑料薄管(21)、(23)、(25)以及二條長(zhǎng)纖維織管(22)、(24)依序套穿于該內(nèi)管(10)的表面上(如圖6所示)。再者，前述各熱塑性塑料基材層(11)、(13)、(15)亦可用熱塑性塑料帶(30)卷繞而成(如圖7所示)。而且，為了使各該熱塑性塑料基材層(11)、(13)、(15)在加溫后更快地呈融熔狀態(tài)，亦可以使其表面呈網(wǎng)狀(如圖8所示)。
該管狀物(20)制成后，將其置入一模具(22)的模穴(24)內(nèi)，該模穴(24)具有與自行車把手桿相同的形狀，然后則以適當(dāng)壓力閉合該模具(22)并將其加熱至220℃，同時(shí)，將一壓力為1-3kg/cm2的第一道加壓氣體引入該管狀物(20)內(nèi)部。此時(shí)，各該熱塑性塑料基材層(11)、(13)、及(15)將呈融熔狀態(tài)并被迫壓而均勻地滲入各該長(zhǎng)纖維增強(qiáng)層(12)、(14)的各長(zhǎng)纖維束間。當(dāng)前述步驟進(jìn)行約5分鐘后，再將一壓力為5-10kg/cm2的第二道加壓氣體(如圖3箭頭所示)引入該管狀物(20)內(nèi)，一方面使融熔的熱塑性塑料可以更完全地滲入各長(zhǎng)纖維束之間，另一方面則迫使各該長(zhǎng)纖維增強(qiáng)層(12)、(14)緊密地貼合于該模穴(24)的穴壁上。當(dāng)然，在實(shí)際制造時(shí)，亦可視需要再增加一壓力比第二道加壓氣體大(例如10-15kg/cm)的第三道加壓氣體，用以將各層更緊密的結(jié)合在一起。
當(dāng)完成前述各步驟后，將該模具(22)冷卻，以使充斥于各長(zhǎng)纖維束間的融熔熱塑性塑料固化，于是，當(dāng)打開(kāi)該模具(22)時(shí)即可得到一完整的自行車把手桿(40)。
由前述可知，本發(fā)明的制造方法是以熱塑性塑料為基材，在成品上當(dāng)然具有較佳的韌性，而且只要加溫即可將其回收再用，因而不會(huì)污染環(huán)境。再者，各層合間的熱塑性塑料基材是融合在一起而且是用內(nèi)壓將各長(zhǎng)纖維增強(qiáng)層緊密地相互結(jié)合在一起，換言之，在相同厚度下，根據(jù)本發(fā)明制造方法所制成的成品將具有較多的層合數(shù)，因此其在強(qiáng)度上當(dāng)然比相同厚度的常用者要高。
權(quán)利要求
1.一種塑料復(fù)合材料自行車車架的制造方法，它是以熱塑性塑料為基材，以長(zhǎng)纖維物質(zhì)為增強(qiáng)材料，其特征在于它包括如下步驟a.取用一耐高溫且具有可撓性的內(nèi)管；b.于該內(nèi)管表面上依序卷覆至少一層熱塑性塑料基材層，以及一層長(zhǎng)纖維增強(qiáng)層而形成一具有層合狀外部層殼的管狀物；c.將該管狀物置于一具有車架形狀模穴的模具內(nèi)；d.以至少高于該熱塑性塑料基材層熔點(diǎn)的溫度對(duì)該模具加熱；e.在維持前述溫度的狀態(tài)下，以壓力遞增的方式分段地將加壓氣體引入該管狀物；f.在前述步驟進(jìn)行一預(yù)定時(shí)間后，冷卻該模具，即可得到一根據(jù)該模穴形狀成型的自行車車架。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自行車車架的制造方法，其中該長(zhǎng)纖維增強(qiáng)層及該熱塑性塑料基材層是先用長(zhǎng)纖維束預(yù)先纏貼于一熱塑性塑料薄膜上而形成一薄板，然后再將該薄板卷覆于該內(nèi)管的表面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自行車車架的制造方法，其中該熱塑性塑料基材層是由熱塑性塑料薄管所形成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自行車車架的制造方法，其中該長(zhǎng)纖維增強(qiáng)層是由長(zhǎng)纖維織管所形成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自行車車架的制造方法，其中該熱塑性塑料基材層的表面是呈網(wǎng)狀的。
全文摘要
一種管狀塑料復(fù)合材料自行車車架的制造方法，該塑料復(fù)合材料是以熱塑性塑料為基材，以長(zhǎng)纖維物質(zhì)為增強(qiáng)材料，其特征在于首先取用一耐高溫且具有可撓性的內(nèi)管，然后于該內(nèi)管表面包覆至少一層熱塑性塑料基材層以及一長(zhǎng)纖維增強(qiáng)層，以形成一具有層合狀外部層殼的管狀物，再將該管狀物置入一模具內(nèi)并加熱至溫度達(dá)到該熱塑性塑料基材層的熔點(diǎn)，在維持該溫度的狀態(tài)下，以壓力遞增的方式分段地將加壓氣體引入該管狀物，最后，當(dāng)該步驟進(jìn)行一段時(shí)間后，冷卻該模具，即可制成一彈性佳、強(qiáng)度高、且質(zhì)量輕的自行車車架。
文檔編號(hào)B29D23/00GK1082982SQ9211007
公開(kāi)日1994年3月2日 申請(qǐng)日期1992年8月24日 優(yōu)先權(quán)日1992年8月24日
發(fā)明者尤景三 申請(qǐng)人:尤景三