TWI814326B - 熱塑性纖維複合薄膜製造機構及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
本申請提供一種熱塑性纖維複合薄膜製造機構及製造方法，該機構包括基材輸出模組、纖維材料輸出模組及壓合模組。基材輸出模組係沿輸出方向連續輸出呈薄膜且熔融狀態的塑料基材；纖維材料輸出模組係設於基材輸出模組之一側，纖維材料輸出模組連續輸出纖維片材；壓合模組設於纖維材料輸出模組遠離基材輸出模組之一側，壓合模組具有相鄰設置的第一滾筒及第二滾筒，第一滾筒及第二滾筒之間形成有一壓合區，塑料基材及纖維片材移動至壓合區，以供第一滾筒及第二滾筒將塑料基材及纖維片材相互平行壓合成複合薄膜。
Description
本申請係有關一種製造機構及製造方法，特別是指一種熱塑性纖維複合薄膜製造機構及其製造方法。
習知許多市面上的產品中，例如運動用品、交通工具、電子產品等等，通常都會使用碳纖維、塑膠纖維或玻璃纖維等材料進行製造。其中，碳纖維材料的強度高，但質地較脆，不耐擠壓，而塑膠纖維則相反，材料強度低，但可承受擠壓及撞擊。因此，有許多製造業者，會將碳纖維及塑膠纖維相互混合，以製造出高強度材質輕的複合材料。
前述複合材料之製造方法通常有兩種：(1)將碳纖維粉末配合塑膠顆粒混和射出製造成形：此方法所製造出來的複合材料，其碳纖維之間並沒有互相鏈結，亦即其不具有長纖維結構，使得前述複合材料仍有結構強度不足的問題；(2)將片狀的碳纖維材料浸泡於呈熔融狀的塑膠中，使碳纖維材料表面黏附有塑膠：此方法所製造出來的複合材料，由於其黏附於碳纖維材料表面之塑膠層的厚度難以控制，使得前述複合材料具有均勻性低的問題。另外，前述方法皆具有製造效率低且成本過高的缺點。
本申請之主要目的，在於解決以往碳纖維複合材料所具有的強度不足以及低均勻性的問題。
為達上述目的，本申請一項實施例提供一種熱塑性纖維複合薄膜製造機構，其包括一基材輸出模組、一纖維材料輸出模組及一壓合模組。基材輸出模組係沿一輸出方向連續輸出一呈薄膜且熔融狀態的塑料基材；纖維材料輸出模組係設於基材輸出模組之一側，纖維材料輸出模組具有一呈捲狀的纖維片材，纖維材料輸出模組連續輸出纖維片材；壓合模組設於纖維材料輸出模組遠離基材輸出模組之一側，壓合模組具有一第一滾筒及一第二滾筒，第二滾筒相鄰設置於第一滾筒，並使第一滾筒及第二滾筒之間形成有一壓合區，壓合模組接收塑料基材以及纖維片材，塑料基材及纖維片材移動至壓合區，以供第一滾筒及第二滾筒將塑料基材及纖維片材相互平行壓合成一複合薄膜。
另外，本申請更提供一種熱塑性纖維複合薄膜製造方法，其包含：一基材輸出步驟：利用一基材輸出模組沿一輸出方向輸出一呈薄膜且熔融狀態的塑料基材；一壓合步驟：透過一壓合模組接收塑料基材及一纖維材料輸出模組之一纖維片材，並利用壓合模組將塑料基材及纖維片材相互平行壓合成一複合薄膜。
藉此，本申請之壓合區的寬度能夠固定，使得複合薄膜的厚度能夠固定，以此便能夠達到讓複合薄膜厚度均勻之目的。而且本申請利用相對低溫的第一滾筒及第二滾筒，以迅速的將複合薄膜之溫度降低，使塑料基材與纖維片材穩固的相互結合，以此提高複合薄膜之結構強度。而且，本申請之複合薄膜係呈一條龍連續性的製造，因此具有製造速度快以及低生產成本之優點。
為便於說明本申請於上述創作內容一欄中所表示的中心思想，茲以具體實施例表達。實施例中各種不同物件係按適於列舉說明之比例，而非按實際元件的比例予以繪製，合先敘明。
請參閱圖1至圖3所示，係揭示本申請實施例之熱塑性纖維複合薄膜製造機構100，其包括有一基材輸出模組10、一纖維材料輸出模組20及一壓合模組30。其中，本申請更包括有一切邊模組40、一清潔模組50、及一拉撐模組60及一捲收模組70，切邊模組40、清潔模組50、拉撐模組60及捲收模組70係朝壓合模組30遠離基材輸出模組10之方向依序設置。
基材輸出模組10，其係沿一輸出方向X連續輸出一呈薄膜且熔融狀態的塑料基材11。如圖2及圖3所示，於本申請實施例中，基材輸出模組10沿輸出方向X依序設有一輸入部12、一加熱部13及一輸出部14，輸入部12供一塑膠原料(圖中未示)輸入，所述塑膠原料可為熱塑性塑膠材料的塑膠料子如聚氯乙烯（PVC）或是尼龍（Nylon）等，加熱部13對所述塑膠原料進行加熱處理，以使所述塑膠原料熔化形成膠水狀的塑料基材11，並經由輸出部14輸出。其中，加熱部13可為導熱螺桿；輸出部14係沿輸出方向X漸擴，而且輸出部14呈扁平狀，以此輸出部14能夠讓塑料基材11呈片狀輸出，且穩定塑料基材11之厚度，避免塑料基材11發生厚度不均勻的問題。
另外，於本申請其他實施例中，輸出部14係具有一調整件(圖中未示)，所述調整件能夠依據使用者需求，調整輸出部14的輸出口高度，以此調整塑料基材11的厚度。
纖維材料輸出模組20，其係設於基材輸出模組10之一側，纖維材料輸出模組20具有一呈捲狀的纖維片材21，纖維材料輸出模組20連續輸出纖維片材21至壓合模組30。於本實施例中，纖維片材21可由纖維線體織而成片體狀，藉此增加纖維片材21的抗性，其中，纖維片材21之材料可為單向碳纖維、雙向碳纖維、玻璃纖維氈、玻璃纖維紗束、克維拉(Kevlar)纖維、礦物纖維或植物纖維之其中一者。
如圖1至圖3所示，於本實施例中，纖維材料輸出模組20更具有一阻力機構22，阻力機構22係沿呈捲置的纖維片材21的軸向穿設於纖維片材21，藉此增加纖維片材21被拉動時的阻力，以使纖維片材21在進入壓合模組30前呈緊繃狀態，以利後續壓合作業的進行。
壓合模組30，其設於纖維材料輸出模組20遠離基材輸出模組10之一側，壓合模組30具有一第一滾筒31、一第二滾筒32及一壓合區33，第二滾筒32相鄰設置於第一滾筒31，以使第一滾筒31及第二滾筒32之間形成壓合區33。壓合模組30接收塑料基材11以及纖維片材21，塑料基材11及纖維片材21移動至壓合區33，以供第一滾筒31及第二滾筒32將塑料基材11及纖維片材21相互平行壓合成一複合薄膜34。其中，由於第一滾筒31及第二滾筒32之溫度較低，因此在高溫且呈熔融狀的塑料基材11與纖維片材21相互壓合成複合薄膜34後，第一滾筒31及第二滾筒32能夠迅速的將複合薄膜34之溫度降低，使塑料基材11與纖維片材21穩固的相互結合，以此提高複合薄膜34之結構強度。更進一步的，於本申請其他實施例中，塑料基材11不限於設置在纖維片材21之一側，塑料基材11亦能夠設置於纖維片材21之兩側，將纖維片材21夾設於塑料基材11之間，以此進一步的提高複合薄膜34的強度。
如圖2及圖3所示，於本申請實施例中，壓合模組30具有一導向輪35、一調整單元36及一第三滾筒37。導向輪35相鄰設於第二滾筒32，導向輪35供纖維片材21貼近第二滾筒32之外周緣，以使纖維片材21能夠呈平整狀的進入壓合區33(避免纖維片材21產生皺褶)，並與塑料基材11相互平行壓合；調整單元36連接於第一滾筒31、第二滾筒32及第三滾筒37，調整單元36能夠依據使用者需求，調整壓合區33的寬度，以此調整複合薄膜34的厚度；第三滾筒37設於第二滾筒32遠離第一滾筒31之一側，並與第二滾筒32之間形成一第二壓合區38，第三滾筒37能夠對複合薄膜34進行更進一步的降溫，避免複合薄膜34因為溫度未下降到合適範圍而仍不夠固化，影響後續製程的量率。複合薄膜34係沿第二滾筒32由壓合區33進入第二壓合區38並依序輸送至切邊模組40、清潔模組50、拉撐模組60及捲收模組70進行相對應的製造程序。
其中，如圖2及圖3所示，於本申請實施例中，調整單元36係為螺絲及螺孔的組合，以此讓第一滾筒31、第二滾筒32及第三滾筒37能依照需求上下調整，於本申請其他實施例中，調整單元36亦可為齒輪組，並且，本申請案並不限制調整單元36的形式，主要是可透過位移方式調整壓合區33的寬度即可。切邊模組40係對複合薄膜34進行切邊處理，以使複合薄膜34之周緣呈平整狀；清潔模組50係對複合薄膜34之表面進行清潔處理，避免灰塵、粉屑或切邊後的材料仍殘留在複合薄膜34之表面；拉撐模組60設置於捲收模組70前，而進一步增加複合薄膜34被捲收模組70拉扯的阻力，藉此在複合薄膜34進入捲收模組70前維持高張力、緊繃的狀態；捲收模組70係對複合薄膜34進行捲收處理，而由於拉撐模組60對複合薄膜34進行拉撐處理，使複合薄膜34能夠呈緊繃狀態，因此能讓複合薄膜34更紮實的捲收成捲。
本申請係提供一種熱塑性纖維複合薄膜製造方法，如圖4所示，並請參閱圖2及圖3，熱塑性纖維複合薄膜製造方法包含以下步驟：
一調整步驟S0：使用者能夠依照需求，透過壓合模組30之調整單元36調整壓合模組30之壓合區33的寬度，以調整複合薄膜34之厚度。其中，使用者亦能夠透過調整單元36調整壓合模組30之第二壓合區38之寬度。本申請案並不限制調整單元36的形式，主要是可透過位移方式調整壓合區33的寬度即可。
一基材輸出步驟S1：利用基材輸出模組10沿輸出方向X輸出呈薄膜且熔融狀態的塑料基材11。其中，塑料基材11係由所述塑膠原料經過基材輸出模組10之加熱部13的加熱熔化處理所形成，所述塑膠原料可為熱塑性塑膠材料的塑膠料子如聚氯乙烯(PVC)或是尼龍(Nylon)等。
一壓合步驟S2：透過壓合模組30接收塑料基材11及纖維材料輸出模組20之纖維片材21，並利用壓合模組30之第一滾筒31及第二滾筒32將塑料基材11及纖維片材21相互平行壓合成複合薄膜34。其中，複合薄膜34係經過第一滾筒31及第二滾筒32之間的壓合區33，以供第一滾筒31及第二滾筒32將塑料基材11及纖維片材21相互平行壓合成複合薄膜34。
一切邊步驟S3：透過切邊模組40接收複合薄膜34並對複合薄膜34進行切邊處理，以使複合薄膜34之周緣呈平整狀。其中，複合薄膜34呈平整狀能夠使複合薄膜34更易於進行捲收處理且外觀更加美觀。
一清潔步驟S4：透過清潔模組50接收複合薄膜34並對複合薄膜34之表面進行清潔處理，以此將附著或黏著於複合薄膜34之表面的灰塵及粉屑清除，使複合薄膜34後續的捲收處理更加容易。
一拉撐步驟S5：透過拉撐模組60接收複合薄膜34並進一步增加複合薄膜34被拉扯的阻力，藉此進行拉撐處理，以使複合薄膜34呈緊繃狀態。其中，由於拉撐模組60對複合薄膜34進行拉撐處理，使複合薄膜34能夠呈緊繃狀態，讓複合薄膜34後續的捲收處理更加容易。
一捲收步驟S6：透過捲收模組70接收複合薄膜34並將複合薄膜34捲收成捲。其中，由於經過切邊步驟S3、清潔步驟S4以及拉撐步驟S5的處理，因此經過捲收步驟S6處理的複合薄膜34能夠更工整且更緊實的捲收成捲，使得最後呈捲狀的複合薄膜34能夠將整體體積壓縮、減少儲存空間，以此降低儲存及運輸成本。
藉此，本申請具有以下優點：
1.本申請之基材輸出模組10的輸出部14呈扁平狀，以此輸出部14能夠讓塑料基材11呈片狀輸出，且穩定塑料基材11之厚度，避免塑料基材11發生厚度不均勻的問題。
2.本申請之壓合模組30的導向輪35能夠使纖維片材21貼近第二滾筒32之外周緣進入壓合區33，以此避免纖維片材21在進入壓合區33前產生皺摺，使纖維片材21能夠與塑料基材11相互平行且密合的壓合以形成複合薄膜34。
3.本申請之壓合區33的寬度能夠固定，使得複合薄膜34的厚度能夠固定，以此便能夠達到讓複合薄膜34厚度均勻之目的。而且本申請利用相對低溫的第一滾筒31及第二滾筒32，以迅速的將複合薄膜34之溫度降低，使塑料基材11與纖維片材21穩固的相互結合，以此提高複合薄膜34之結構強度。
4.本申請之壓合模組30具有第三滾筒37及第二壓合區38，以此能夠讓複合薄膜34進一步的降溫並壓合，使得複合薄膜34之結構強度能夠更進一步的提高。
5.本申請之複合薄膜34係呈一條龍連續性的製造，因此具有製造速度快、低生產成本以及容易量產之優點。而且，經由本申請之製造方式所製造的複合薄膜34具有高柔韌性的優點。
雖然本申請是以一個最佳實施例作說明，精於此技藝者能在不脫離本創作精神與範疇下作各種不同形式的改變。以上所舉實施例僅用以說明本創作而已，非用以限制本創作之範圍。舉凡不違本創作精神所從事的種種修改或改變，俱屬本創作申請專利範圍。
100:熱塑性纖維複合薄膜製造機構
10:基材輸出模組
11:塑料基材
12:輸入部
13:加熱部
14:輸出部
20:纖維材料輸出模組
21:纖維片材
22:阻力機構
30:壓合模組
31:第一滾筒
32:第二滾筒
33:壓合區
34:複合薄膜
35:導向輪
36:調整單元
37:第三滾筒
38:第二壓合區
40:切邊模組
50:清潔模組
60:拉撐模組
70:捲收模組
X:輸出方向
S0:調整步驟
S1:基材輸出步驟
S2:壓合步驟
S3:切邊步驟
S4:清潔步驟
S5:拉撐步驟
S6:捲收步驟
[圖1]係本申請實施例之熱塑性纖維複合薄膜製造機構之外觀立體示意圖。
[圖2]係本申請實施例之熱塑性纖維複合薄膜製造機構之實施狀態前視示意圖。
[圖3]係本申請實施例之熱塑性纖維複合薄膜製造機構之局部放大示意圖。
[圖4]係本申請實施例之熱塑性纖維複合薄膜製造方法之流程示意圖。
100:熱塑性纖維複合薄膜製造機構
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X:輸出方向
Claims (14)
- 一種熱塑性纖維複合薄膜製造機構，其包含：一基材輸出模組，其係沿一輸出方向連續輸出一呈薄膜且熔融狀態的塑料基材；一纖維材料輸出模組，其係設於該基材輸出模組之一側，該纖維材料輸出模組具有一呈捲狀的纖維片材，該纖維材料輸出模組連續輸出該纖維片材；以及一壓合模組，其設於該纖維材料輸出模組遠離該基材輸出模組之一側，該壓合模組具有一第一滾筒、一第二滾筒及一第三滾筒，該第二滾筒相鄰設置於該第一滾筒，並使該第一滾筒及該第二滾筒之間形成有一壓合區，該第三滾筒設於該第二滾筒遠離該第一滾筒之一側，並與該第二滾筒之間形成一第二壓合區，該壓合模組接收該塑料基材以及該纖維片材，該塑料基材及該纖維片材移動至該壓合區，以供該第一滾筒及該第二滾筒將該塑料基材及該纖維片材相互平行壓合成一複合薄膜，該複合薄膜係沿該第二滾筒之外周緣進入該第二壓合區。
- 如請求項1所述之熱塑性纖維複合薄膜製造機構，其中，該基材輸出模組沿該輸出方向依序設有一輸入部、一加熱部及一輸出部，該輸入部輸入一塑膠原料，該加熱部對該塑膠原料進行加熱處理，以形成該塑料基材並經由該輸出部輸出。
- 如請求項2所述之熱塑性纖維複合薄膜製造機構，其中，該輸出部呈扁平狀，該輸出部沿該輸出方向漸擴。
- 如請求項1所述之熱塑性纖維複合薄膜製造機構，其中，該纖 維材料輸出模組具有一阻力機構，該阻力機構沿該纖維片材之軸向穿設於該纖維片材。
- 如請求項1所述之熱塑性纖維複合薄膜製造機構，其中，該壓合模組具有一導向輪，該導向輪相鄰設於該第二滾筒，該導向輪供該纖維片材貼近該第二滾筒之外周緣。
- 如請求項1所述之熱塑性纖維複合薄膜製造機構，其中，該壓合模組具有一連接於該第一滾筒及該第二滾筒的調整單元，以調整該壓合區的寬度。
- 如請求項1所述之熱塑性纖維複合薄膜製造機構，更包括有一切邊模組、一清潔模組、一拉撐模組及一捲收模組，該切邊模組、該清潔模組、該拉撐模組及該捲收模組係朝該壓合模組遠離該基材輸出模組之方向依序設置。
- 一種熱塑性纖維複合薄膜製造方法，其包含：一基材輸出步驟：利用一基材輸出模組沿一輸出方向輸出一呈薄膜且熔融狀態的塑料基材；以及一壓合步驟：透過一壓合模組接收該塑料基材及一纖維材料輸出模組之一纖維片材，並利用該壓合模組將該塑料基材及該纖維片材相互平行壓合成一複合薄膜；其中，於該壓合步驟中，該塑料基材及該纖維片材係經過該壓合模組之一第一滾筒及一第二滾筒之間的一壓合區，以形成該複合薄膜，並且該複合薄膜係沿該第二滾筒之外周緣進入該壓合模組之該第二滾筒及一第三滾筒之間的一第二壓合區。
- 如請求項8所述之熱塑性纖維複合薄膜製造方法，其中，於該基材輸出步驟中，該塑料基材係由一塑膠原料經過該基材輸出模組之一加熱部的加熱熔化處理所形成。
- 如請求項8所述之熱塑性纖維複合薄膜製造方法，其中，於該基材輸出步驟之前，更包括有一調整步驟，使用者能夠透過該壓合模組之一調整單元調整該壓合模組之一壓合區的寬度，以調整該複合薄膜之厚度。
- 如請求項10所述之熱塑性纖維複合薄膜製造方法，其中，於該壓合步驟後，更包括有一切邊步驟，透過一切邊模組接收該複合薄膜並對該複合薄膜進行切邊處理，以使該複合薄膜之周緣呈平整狀。
- 如請求項11所述之熱塑性纖維複合薄膜製造方法，其中，於該切邊步驟後，更包括有一清潔步驟，透過一清潔模組接收該複合薄膜並對該複合薄膜之表面進行清潔處理。
- 如請求項12所述之熱塑性纖維複合薄膜製造方法，其中，於該清潔步驟後，更包括有一拉撐步驟，透過一拉撐模組接收該複合薄膜並對該複合薄膜進行拉撐處理，以使該複合薄膜呈緊繃狀態。
- 如請求項13所述之熱塑性纖維複合薄膜製造方法，其中，於該拉撐步驟後，更包括有一捲收步驟，透過一捲收模組接收該複合薄膜並將該複合薄膜捲收成捲。
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| TW111112597A TWI814326B (zh) | 2022-03-31 | 2022-03-31 | 熱塑性纖維複合薄膜製造機構及其製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| TW (1) | TWI814326B (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW346514B (en) * | 1995-10-23 | 1998-12-01 | Clopay Plastic Prod Co | Apparatus and process for in-line lamination of a first sheet to a second sheet and product formed by the process |
| CN107457952A (zh) * | 2016-09-30 | 2017-12-12 | 温州市康家塑胶制品有限公司 | 高强度面料复合方法以及制备装置 |
| TW201932284A (zh) * | 2018-01-26 | 2019-08-16 | 金財興股份有限公司 | 纖維補強複材製造方法及其設備 |
| US20190389154A1 (en) * | 2018-06-26 | 2019-12-26 | Ilsung Machinery Co., Ltd. | Method and apparatus for manufacturing smc |
| TW202026131A (zh) * | 2018-12-28 | 2020-07-16 | 住華科技股份有限公司 | 光學膜處理裝置及光學膜的製造方法 |
| TWM630324U (zh) * | 2022-03-31 | 2022-08-01 | 易昇塑膠股份有限公司 | 熱塑性纖維複合薄膜製造機構 |
-
2022
- 2022-03-31 TW TW111112597A patent/TWI814326B/zh active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW346514B (en) * | 1995-10-23 | 1998-12-01 | Clopay Plastic Prod Co | Apparatus and process for in-line lamination of a first sheet to a second sheet and product formed by the process |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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