[发明专利]复合片材及其制造方法

说明书

一种制造复合片材的方法，包括：将不透明材料(12)例如铝的不透明层施加(102)到纤维材料层(10)的第一侧面；在该不透明材料的与该纤维材料层相对的侧面上施加(104)透明或半透明塑料材料层(14)。该不透明材料层的该侧面可透过该塑料材料层看到。该不透明层的颜色不同于该纤维材料的颜色。该不透明层和该塑料材料层相互配合以给该复合片材提供彩色外观。该不透明材料层涂覆在该纤维层的该第一侧面上，使得该不透明材料的该侧面的轮廓相符于该纤维材料层的该第一侧面的形状。该纤维材料可以是织造织物，如织造碳纤维。该塑料材料可以是热塑性或热固性塑料。进一步的步骤可包括：将固化或成型的预浸料(120)附着(110)于该织造碳纤维材料的第二侧面；并固化和/或成型(112)以形该成复合结构。该预浸料可以是热塑性或热固性预浸料。

技术领域

本发明涉及彩色复合片材及这种复合片材的制造方法。本发明还涉及包括所述复合片材的彩色复合结构，以及制造这种结构的方法。

背景技术

复合材料，特别是碳纤维复合材料，由于其结构特性而特别受欢迎。这种材料具有高的强度-重量比并且通用性很高。复合材料由嵌入基质材料中的纤维增强材料形成。一个常见的例子是嵌入环氧基基质中的织造碳纤维垫。碳纤维复合材料广泛用于高性能行业，如赛车运动、航空、工业/风能、体育用品和高端消费品。

由于纤维增强材料的织造结构，许多复合材料具有非常独特的外观。这种外观因为其与由复合材料形成的高性能产品的结合而变得令人满意。然而，碳纤维复合材料的外观目前受到碳纤维的颜色的限制，碳纤维由于在其制造中使用的碳化过程而自然是黑色的。因此，这些材料对创意产业的吸引力有限。

已经进行了广泛的工作以生产具有鲜艳颜色的复合材料，同时保持独特的织造纤维外观。关于碳纤维，据信没有已知的方法来对碳纤维进行化学改性以使碳纤维彩色。已经进行了各种尝试来生产看起来彩色的织造碳纤维织物。例如，可以将彩色纱线与碳纤维交织。结果是传统碳纤维的模糊彩色版本。或者，可以对碳纤维部件涂漆，如目前在F1汽车上那样。然而，油漆隐藏了碳纤维材料的织造外观。此外，油漆会给产品增加实质的重量和成本。

在本申请人提交的一件专利申请（其主题在专利公开号WO2014181114中公开）中，描述了一种制造彩色复合结构的方法。该复合结构包括位于碳纤维复合材料和彩色半透明热塑性层之间的一层织造玻璃纤维。玻璃纤维具有白色或银色的天然状态，为热塑性层提供明亮的背衬。然而，织造玻璃纤维不像碳纤维那样轻，也不像碳纤维那样为结构提供那么大的机械刚度和强度。实质上，织造玻璃纤维将代表中间层，提供该中间层是为了避免使热塑性层具有黑色背景。因此，涂层碳纤维选项可被视为首选选项。

此外，本申请人提交的专利申请（其主题在专利公开号WO2014181114中公开）描述了一种制造方法，该方法采用相对低的温度，并因此采用相对长的固化周期来固化部件。对于为了降低能量成本而极少量生产的大型部件，这种方法可以是可接受的。然而，对于汽车、工业和体育用品应用中的常规部件而言，固化周期太长了，这些应用因为量大而需要短得多的固化周期。

本发明的一个目的是解决上述问题。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种制造复合片材的方法，包括：将不透明材料的不透明层施加到纤维材料层的第一侧面；在该不透明材料的与该纤维材料层相对的侧面上施加透明或半透明塑料材料层，其中该不透明材料层的该侧面可透过该塑料材料层看到，并且其中该不透明层的颜色不同于该纤维材料的颜色，该不透明层和该塑料材料层相互配合以给该复合片材提供彩色外观，其中该不透明材料层涂覆在该纤维层的该第一侧面上，使得该不透明材料的该侧面的轮廓相符于该纤维材料层的该第一侧面的形状。

除了解决上述问题之外，该不透明层有利地增加了强度，降低了该透明或半透明塑料材料破裂的可能性。

该塑料材料可以是热塑性塑料。作为另一种选择，该塑料材料可以是热固性塑料。