具有鐳射效果的纖維復合材料表面處理工藝的制作方法
【專利摘要】本發明涉及具有鐳射效果的纖維復合材料的表層結構及其表面處理工藝，具有鐳射效果的纖維復合材料的表層結構，固化成型于所述纖維復合材料制品的外表面，其特征在于，包括在纖維復合材料制品外表面由內而外依次涂裝的鐳射信息層和信息保護層；具有鐳射效果的纖維復合材料表面處理工藝，特征在于工藝流程包括：制備信息保護層?模壓信息?制備鐳射信息層?轉移?固化?脫膜。本發明制備過程中無溶劑揮發，有效減少環境污染，節能環保；固化效果好，成型后不易脫漆剝離，而且還能提高耐磨性；耐腐蝕易清理，永不褪色。
【專利說明】具有鐳射效果的纖維復合材料表面處理工藝
[0001]
技術領域
[0002]本發明涉及一種纖維復合材料的表面處理工藝，特別是一種針對碳纖維和玻璃纖維等復合材料的表面效果處理工藝，屬于纖維復合材料表面處理工藝技術領域。
[0003]
【背景技術】
[0004]纖維復合材料(主要指揮碳纖維和玻璃纖維)外柔內剛，質量比金屬鋁輕，但強度卻高于鋼鐵，并且具有耐腐蝕、高模量的特性，由于纖維復合材料的多種優良性能，因而被廣泛的應用于自行車、登山杖、滑雪杖、高爾夫球桿、羽毛球桿、魚竿以及各種復合板材和異形材上。
[0005]目前，對碳纖維和玻璃纖維等復合材料表面的顏色、圖案、文字等效果處理主要包括以下幾種:
1、直接用油漆涂裝
缺點:1)、涂裝、烘烤時有溶劑揮發，不環保;2)、長時間使用易脫漆，光照易褪色;3)、耐磨性不足。
[0006]2、印刷到紙張或薄膜上，再粘貼到制品上
缺點:I)外表面需要用清漆保護;2)、烘烤時有溶劑揮發，不環保;3)、粘貼不牢固，易脫落、掉漆;4)、光照易褪色;5 )、耐磨性不足。
[0007]3、油墨印刷轉印
此方法是用油墨印刷到薄膜上，再將薄膜纏繞到制品表面，在固化的同時，將圖案或文字轉移到制品表面。
[0008]缺點:1)、用油墨印刷形成的圖案和文字，用溶劑清理時易掉色；2)、光照后易褪色;3)、耐磨性不足;4)、顏色單調，難以滿足表面效果需求。
[0009]綜上所述，目前相關的表面技術處理方法都存在各種各樣的不足，故而亟需一種工藝環保簡捷、處理后制品表面具有耐磨、保色持久、易清理、色彩豐富絢麗等優良性能的纖維復合材料。
[0010]
【發明內容】
[0011]本發明旨在解決現有技術中碳纖維和玻璃纖維等復合材料表面處理長期存在的涂裝工藝復雜、顏色單調、信息層易脫落、易褪色、耐磨性差、不能使用溶劑清理等技術缺陷;進而提供一種具有鐳射效果的纖維復合材料表面處理工藝，該處理工藝節能環保，經過該工藝處理獲得的纖維復合材料表面色彩約麗、耐磨性優異、永不褪色。
[0012]為解決上述問題，本發明所采用的技術方案是:
具有鐳射效果的纖維復合材料的表層結構，固化成型于所述纖維復合材料制品I的外表面，其特殊之處在于，包括在纖維復合材料制品I外表面由內而外依次涂裝的鐳射信息層2和彳g息保護層3 ；
其中，所述的信息保護層3上模壓有圖案或文字信息，故而在鐳射信息層2與信息保護層3之間構成了信息紋理表層4，所述鐳射信息層2鍍覆于信息紋理表層4上；
所述鐳射信息層2采用的是金屬層;所述信息保護層3為樹脂層；
所述鐳射信息層2可以根據需要制成滿版、鏤空、亞光等效果的結構；
進一步的，為了增加色彩效果，還可以加設顏色層5;
所述顏色層5涂裝在所述纖維復合材料制品I與鐳射信息層2之間；
所述顏色層5涂裝在所述鐳射信息層2與信息保護層3的信息紋理表層4之間；
所述顏色層5涂裝在信息保護層3的上表面;在所述顏色層5的上面涂覆一層清漆保護層6對顏色加以保護。
[0013]具有鐳射效果的纖維復合材料表面處理工藝，其特殊之處在于，包括以下工藝步驟:
1)、制備信息保護層
在塑料薄膜的一面涂覆信息保護層；
所述信息保護層采用的是樹脂層，其涂層厚度為0.5-3um;
2)、模壓信息
將圖案或文字信息模壓在所述信息保護層上，在所述信息保護層的一面模壓出信息紋理；
3)、制備鐳射信息層
在真空狀態下，將金屬介質鍍覆于所述信息保護層具有信息紋理的一面，使其表面形成具有鐳射效果的鐳射信息層；
所述金屬介質采用的是能夠在光照下產生鐳射效果的金屬及其化合物;所述金屬及其化合物選自于鋁、銅、硫化鋅、金、銀中的任意一種；
4)、轉移
將載有信息保護層和鐳射信息層的塑料薄膜裁切成需要的大小尺寸，纏繞或粘貼在纖維復合材料制品毛坯上，然后在其外面纏繞或鋪壓一層離型膜；
5)、固化
將纏繞或粘貼有塑料薄膜的纖維復合材料制品毛坯放入烘箱中，在70°C-9(TC的溫度條件下，保溫15-60分鐘，使纖維復合材料制品毛坯中的環氧樹脂或酚醛樹脂與塑料薄膜上的鐳射信息層之間互相滲透交融，同時使塑料薄膜上的各層充分結合；之后再升溫至120°C-170°C，使環氧樹脂或酚醛樹脂固化，保溫30-120分鐘后，出爐；
6)、脫膜
將纏繞或粘貼在纖維復合材料制品毛坯上的離型膜和塑料薄膜剝離，原塑料薄膜上的信息保護層和鐳射信息層被完全轉移到纖維復合材料制品表面。
[0014]進一步的，為了增加表面效果，可以加涂顏色層，所述加涂顏色層的工序可以選擇在步驟I)制備信息保護層工序之前，先在塑料薄膜預涂顏色層，再涂覆信息保護層;所述加涂顏色層的工序也可以選擇在步驟2)模壓信息之后、步驟3)制備鐳射信息層之前;所述加涂顏色層的工序還可以選擇在步驟3)制備鐳射信息層工序之后、步驟4)轉移工序之前。
[0015]本發明的具有鐳射效果的纖維復合材料表面處理工藝，制備過程中無溶劑揮發，有效減少環境污染，節能環保;在固化成型中，選擇科學合理的溫度范圍及保溫時間，能夠使塑料薄膜與樹脂之間有效結合在一起，固化效果好，成型后不易脫漆剝離，而且還能提高耐磨性;將金屬及其化合化通過真空設備鍍在信息保護層上，通過信息紋理和金屬的亮度形成光的折射和衍射，從而形成具有鐳射效果的鐳射信息層，使制品表面在光照下絢麗多彩;脫膜之后的制品表面由信息保護層進行有效保護，充分提高了制品表面的耐磨性能，同時在制品表面清理時，耐腐蝕易清理，可以放心使用溶劑清理而不必擔心褪色;本發明采用鐳射信息固化成型，制品表面的色彩是利用光的折射和衍射而形成，因而永不褪色，在整個工藝過程中，避免了油漆涂裝、印刷等后續工藝，既環保又能降低人工成本。
[0016]
【附圖說明】
[0017]圖1:本發明具有鐳射效果的纖維復合材料表層結構示意圖；
圖2:實施例1的纖維復合材料表層結構示意圖；
圖3:實施例2的纖維復合材料表層結構示意圖；
圖4:實施例3的纖維復合材料表層結構示意圖；
在圖中，1、纖維復合材料制品，2、鐳射信息層，3、信息保護層，4、信息紋理表層，5、顏色層。
[0018]
【具體實施方式】
[0019]下面對本發明具有鐳射效果的纖維復合材料及其表面處理工藝作以下詳細說明。
[0020]實施例1
具有鐳射效果的纖維復合材料的表層結構(參考圖1)，固化成型于所述纖維復合材料制品I的外表面，包括在纖維復合材料制品I外表面由內而外依次涂裝的鐳射信息層2和信息保護層3;其中，所述的信息保護層3上模壓有圖案或文字信息，故而在鐳射信息層2與信息保護層3之間構成了信息紋理表層4，所述鐳射信息層2鍍覆于信息紋理表層4上;所述鐳射信息層2采用的是金屬層;所述信息保護層3為樹脂層;所述鐳射信息層2可以根據需要制成滿版、鏤空、亞光等效果的結構;進一步的，為了增加色彩效果，還可以加設顏色層5;所述顏色層5涂裝在所述纖維復合材料制品I與鐳射信息層2之間。
[0021]實施例2
本實施例與實施例1的不同之處在于
所述顏色層5涂裝在所述鐳射信息層2與信息保護層3的信息紋理表層4之間。
[0022]實施例3
本實施例與實施例1的不同之處在于
所述顏色層5涂裝在信息保護層3的上表面;在所述顏色層5的上面涂覆一層清漆保護層6對顏色加以保護。
[0023]實施例4
具有鐳射效果的纖維復合材料表面處理工藝，包括以下工藝步驟: 1)、制備信息保護層
在PP或PET薄膜的一面涂覆信息保護層;所述信息保護層采用的是樹脂層，其涂層厚度為0.5um；
2)、模壓信息
將圖案或文字信息模壓在所述信息保護層上，在所述信息保護層的一面模壓出信息紋理；
3)、制備鐳射信息層
在真空狀態下，使用真空設備將金屬介質鍍覆于所述信息保護層具有信息紋理的一面，使其表面形成具有鐳射效果的鐳射信息層;所述金屬介質采用的是能夠在光照下產生鐳射效果的金屬及其化合物;所述金屬及其化合物選自于鋁；
4)、轉移
將載有信息保護層和鐳射信息層的塑料薄膜裁切成需要的大小尺寸，纏繞或粘貼在纖維復合材料制品毛坯上，然后在其外面纏繞或鋪壓一層離型膜；
5)、固化
將纏繞或粘貼有離型膜和塑料薄膜的纖維復合材料制品毛坯放入烘箱中，在70°C的溫度條件下，保溫15分鐘，使纖維復合材料制品毛坯中的環氧樹脂或酚醛樹脂與塑料薄膜上的鐳射信息層之間互相滲透交聯，同時使塑料薄膜上的各層充分結合；之后再升溫至120°C，使環氧樹脂或酚醛樹脂固化，保溫30分鐘后，出爐；
6)、脫膜
將纏繞或粘貼在纖維復合材料制品毛坯上的塑料薄膜剝離，原塑料薄膜上的信息保護層和鐳射信息層被完全轉移到纖維復合材料制品表面。
[0024]實施例5
具有鐳射效果的纖維復合材料表面處理工藝，包括以下工藝步驟:
1)、制備信息保護層
在PP或PET薄膜的一面涂覆信息保護層;所述信息保護層采用的是樹脂層，其涂層厚度為 3um;
2)、模壓信息
將圖案或文字信息模壓在所述信息保護層上，在所述信息保護層的一面模壓出信息紋理；
3)、制備鐳射信息層
在真空狀態下，使用真空設備將金屬介質鍍覆于所述信息保護層具有信息紋理的一面，使其表面形成具有鐳射效果的鐳射信息層;所述金屬介質采用的是能夠在光照下產生鐳射效果的金屬及其化合物;所述金屬及其化合物選自于硫化鋅；
4)、轉移
將載有信息保護層和鐳射信息層的塑料薄膜裁切成需要的大小尺寸，纏繞或粘貼在纖維復合材料制品毛坯上，然后在其外面纏繞或鋪壓一層離型膜；
5)、固化
將纏繞或粘貼有離型膜和塑料薄膜的纖維復合材料制品毛坯放入烘箱中，在90°C的溫度條件下，保溫60分鐘，使纖維復合材料制品毛坯中的環氧樹脂或酚醛樹脂與塑料薄膜上的鐳射信息層之間互相滲透交聯，同時使塑料薄膜上的各層充分結合；之后再升溫至170°C，使環氧樹脂或酚醛樹脂固化，保溫120分鐘后，出爐；
6)、脫膜
將纏繞或粘貼在纖維復合材料制品毛坯上的塑料薄膜剝離，原塑料薄膜上的信息保護層和鐳射信息層被完全轉移到纖維復合材料制品表面。
[0025]實施例6
具有鐳射效果的纖維復合材料表面處理工藝，包括以下工藝步驟:
1)、制備信息保護層
在PP或PET薄膜的一面涂覆信息保護層;所述信息保護層采用的是樹脂層，其涂層厚度為 2um;
2)、模壓信息
將圖案或文字信息模壓在所述信息保護層上，在所述信息保護層的一面模壓出信息紋理；
3)、制備鐳射信息層
在真空狀態下，使用真空設備將金屬介質鍍覆于所述信息保護層具有信息紋理的一面，使其表面形成具有鐳射效果的鐳射信息層;所述金屬介質采用的是能夠在光照下產生鐳射效果的金屬及其化合物;所述金屬及其化合物選自于鋁；
4)、轉移
將載有信息保護層和鐳射信息層的塑料薄膜裁切成需要的大小尺寸，纏繞或粘貼在纖維復合材料制品毛坯上，然后在其外面纏繞或鋪壓一層離型膜；
5)、固化
將纏繞或粘貼有離型膜和塑料薄膜的纖維復合材料制品毛坯放入烘箱中，在80°C的溫度條件下，保溫30分鐘，使纖維復合材料制品毛坯中的環氧樹脂或酚醛樹脂與塑料薄膜上的鐳射信息層之間互相滲透交聯，同時使塑料薄膜上的各層充分結合；之后再升溫至1350C，使環氧樹脂或酚醛樹脂固化，保溫60分鐘后，出爐；
6)、脫膜
將纏繞或粘貼在纖維復合材料制品毛坯上的塑料薄膜剝離，原塑料薄膜上的信息保護層和鐳射信息層被完全轉移到纖維復合材料制品表面。
[0026]本發明的具有鐳射效果的纖維復合材料表面處理工藝，制備過程中無溶劑揮發，有效減少環境污染，節能環保;在固化成型中，選擇科學合理的溫度范圍及保溫時間，能夠使塑料薄膜與樹脂之間有效結合在一起，固化效果好，成型后不易脫漆剝離，而且還能提高耐磨性;將金屬及其化合化通過真空設備鍍在信息保護層上，通過信息紋理和金屬的亮度形成光的折射和衍射，從而形成具有鐳射效果的鐳射信息層，使制品表面在光照下絢麗多彩;脫膜之后的制品表面由信息保護層進行有效保護，充分提高了制品表面的耐磨性能，同時在制品表面清理時，耐腐蝕易清理，可以放心使用溶劑清理而不必擔心褪色;本發明采用鐳射信息固化成型，制品表面的色彩是利用光的折射和衍射而形成，因而永不褪色，在整個工藝過程中，避免了油漆涂裝、印刷等后續工藝，既環保又能降低人工成本。
【主權項】
1.具有鐳射效果的纖維復合材料的表層結構，固化成型于所述纖維復合材料制品的外表面，其特征在于，包括在纖維復合材料制品外表面由內而外依次涂裝的鐳射信息層和信息保護層； 所述的信息保護層上模壓有圖案或文字信息，在鐳射信息層與信息保護層之間構成了信息紋理表層，所述鐳射信息層鍍覆于信息紋理表層上。2.如權利要求1所述的具有鐳射效果的纖維復合材料的表層結構，其特征在于 所述鐳射信息層采用的是金屬層;所述信息保護層為樹脂層，所述樹脂層厚度為0.5-3um03.如權利要求2所述的具有鐳射效果的纖維復合材料的表層結構，其特征在于 所述的表層結構還包括顏色層。4.如權利要求3所述的具有鐳射效果的纖維復合材料的表層結構，其特征在于 所述顏色層涂裝在所述纖維復合材料制品與鐳射信息層之間。5.如權利要求3所述的具有鐳射效果的纖維復合材料的表層結構，其特征在于 所述顏色層涂裝在所述鐳射信息層與信息保護層的信息紋理表層之間。6.如權利要求3所述的具有鐳射效果的纖維復合材料的表層結構，其特征在于 所述顏色層涂裝在信息保護層的上表面;所述顏色層的上面涂覆一層清漆保護層。7.具有鐳射效果的纖維復合材料表面處理工藝，其特征在于，包括以下工藝步驟: 1)、制備信息保護層 在塑料薄膜的一面涂覆信息保護層； 2)、模壓信息 將圖案或文字信息模壓在所述信息保護層上，在所述信息保護層的一面模壓出信息紋理； 3)、制備鐳射信息層 在真空狀態下，將金屬介質鍍覆于所述信息保護層具有信息紋理的一面，使其表面形成具有鐳射效果的鐳射信息層； 4)、轉移 將載有信息保護層和鐳射信息層的塑料薄膜裁切成需要的大小尺寸，纏繞或粘貼在纖維復合材料制品毛坯上，然后在其外面纏繞或鋪壓一層離型膜； 5)、固化 將纏繞或粘貼有塑料薄膜的纖維復合材料制品毛坯放入烘箱中，在70°C-9(TC的溫度條件下，保溫15-60分鐘，使纖維復合材料制品毛坯中的環氧樹脂或酚醛樹脂與塑料薄膜上的鐳射信息層之間互相滲透交聯，同時使塑料薄膜上的各層充分結合；之后再升溫至120°C-170°C，使環氧樹脂或酚醛樹脂固化，保溫30-120分鐘后，出爐； 6)、脫膜 將纏繞或粘貼在纖維復合材料制品毛坯上的塑料薄膜剝離，原塑料薄膜上的信息保護層和鐳射信息層被完全轉移到纖維復合材料制品表面。8.如權利要求7所述的具有鐳射效果的纖維復合材料的表層結構，其特征在于 步驟一中，所述信息保護層采用的是樹脂層，其涂層厚度為0.5-3um。9.如權利要求7所述的具有鐳射效果的纖維復合材料的表層結構，其特征在于 步驟三中，所述金屬介質采用的是能夠在光照下產生鐳射效果的金屬及其化合物;所述金屬及其化合物選自于招、銅、硫化鋅、金、銀中的任意一種。10.如權利要求7所述的具有鐳射效果的纖維復合材料表面處理工藝，其特征在于還包括加涂顏色層工序，所述加涂顏色層的工序選擇在步驟I)制備信息保護層工序之前，先在塑料薄膜預涂顏色層，再涂覆信息保護層； 或者 選擇在步驟2)模壓信息之后、步驟3)制備鐳射信息層之前； 或者 選擇在步驟3)制備鐳射信息層工序之后、步驟4)轉移工序之前。
【文檔編號】C23C14/06GK106079493SQ201610441629
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月20日
【發明人】王守浩, 包德剛
【申請人】煙臺世昊塑業有限公司