CN109878154A - 复合式层积结构体 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种复合式层积结构体，层积结构体包含：一硅胶物件；一弹性抗张层，其接着于该硅胶物件上；一软质层，其为透光层并接着于该弹性抗张层上，并作为最外层；以及一装饰层，其介于该软质层与该硅胶物件之间。

Description

复合式层积结构体

技术领域

本发明涉及一种复合式层积结构体，尤其涉及结合一层软质触感与质感层、一层装饰层、以及一层抗拉伸弹性层到一件硅胶物件上的层积结构体。

背景技术

随着行动装置、穿戴式装置、3C产品等的蓬勃发展，加上现今随着消费者对产品美感与质感的高度追求，使得这些产品除功能一定要强大齐全，外观构造也必须美观独特，这样的条件造就表面加饰技术成为一项重要的工艺技术，不仅仅因为其可改变产品外观，在相关技术的进步之下，通过表面加饰技术在产品表面所形成的外层结构，也能为产品带来更多特殊功能与附加价值。

现有技术当中，最常被用来作为产品外层结构、或者外装饰层的材料，当属硅橡胶(silicone rubber)、与热塑性聚氨酯(TPU)两种，硅橡胶常简称为硅胶，本身具有微吸附性、热稳定性、化学性质稳定、机械强度高、不溶于水和任何溶剂、具有高度弹性、柔软度佳、延展性、透光性、不易产生黄变等特性，使其非常适合制作为产品的外层结构，TPU则是因为非常耐磨与抗刮、具有抗拉伸、透明、质轻，且表面具有轻微滞黏度，容易自然滞黏在待保护表面暨其外围面部位上等特性，因此广泛使用作为产品的外层保护膜。

但无论硅胶或者TPU仍各自有其缺点，举例来说，硅胶的问题在于其抗张强度和抗撕裂强度等机械性能较差，容易发生受热变形和撕裂等现象，影响使用寿命，而且硅胶不易着色，易造成产品外观单调乏味等缺点，而TPU最大的问题在于其触感不够柔软，且TPU的材质相当容易产生黄变(yellowing)等缺点。

具体以表带为例说明，目前市面上的新型表带，几乎注重在弹性、韧性及舒适性等面向上的表现，因此材质多以TPU及硅胶为主，但是无论TPU或是硅胶材质，都有其缺点，不能完全符合消费者的需求，例如一般常用TPU容易黄化、水解及断裂，而且表面触感太塑胶感，不够细致，硅胶则具有抗张强度和抗撕裂强度等机械性能较差及不易着色，未做防污处理的硅胶表面易吸附灰尘等缺点。

因此本案发明人曾经运用一次性一体成型制程，将硅胶与TPU结合制作为复合式薄膜，并公开在中国台湾新型专利第M505400号“复合式薄膜”中，虽然这样的复合式薄膜吸收两种材料的优点，并消除各自单独使用时的缺点，但样的复合式薄膜仍有可供改进之处，且也不仅限于作为薄膜使用。

职是之故，鉴于现有技术的缺点，申请人经过悉心试验与研究，并一本锲而不舍的精神，终构思出本案“复合式层积结构体”，能够克服上述现有技术所存在的各项缺点，以下为本发明的简要说明。

发明内容

本发明所提出的复合式层积结构体，结合具有柔软又耐磨的软性材质、以及具有强韧性但又保有弹性的弹性材质，将两种材质共同形成复合式的层积结构体，为整体结构体提供柔软触感的同时，还能提供极强的抗张、抗拉伸、抗撕裂特性，两层材质中间还能轻易加入装饰层，在增强结构体的结构特性外，还赋予结构体精美设计外观。

排列在最外层的软性材质，其具有容易加工的特性，能在表面上轻易形成立体纹路，为整体结构体创造细微的触感变化、并形成材质感(texture)，且还允许为表面处附近的材质添加耐磨、防滑、防尘、除菌等机能，提升结构体整体实用性、与使用性；本发明的复合式层积结构体不仅制造成本低，并易于生产制造，且生产良率高。

据此本发明提出一种复合式层积结构体，其包含硅胶物件；弹性抗张层，其接着于该硅胶物件上；软质层，其为透光层并接着于该弹性抗张层上，并作为最外层；以及装饰层，其介于该软质层与该硅胶物件之间。

较佳的，所述层积结构体，还包含底着层，其介于该弹性抗张层与该硅胶物件之间，且该底着层包含分别近似于该弹性抗张层的材料以及该硅胶物件的材料的两种官能基，以促进该弹性抗张层与该硅胶物件间的接着，当该硅胶物件固化后该底着层转化为该硅胶物件并成为该硅胶物件的一部分。

较佳的，该软质层的材质选自聚氨酯、硅基橡胶、聚碳酸酯、以及其组合其中之一，该弹性抗张层的材质选自热塑性聚氨酯、热塑性聚烯烃、聚烯烃、聚乙烯、以及其组合其中之一，该硅胶物件的材质选自硅基橡胶、液态硅胶、硅氧树脂、硅胶橡胶、硅橡胶、硅胶树脂、二氧化硅、硅酮、以及其组合其中之一。

较佳的，该软质层所包含的一外表面包含复数立体微结构，能为该外表面创造触感、质感、或者光影等效果。

较佳的，该等立体微结构选自凸起结构、凹陷结构、立体图纹、立体图案、质感结构、立体样式、以及其组合其中之一。

较佳的，该软质层所包含的外表面进一步提供疏水机能、亲水机能、抗刮机能、耐磨耗机能、防滑机能、防尘机能、抗菌机能、或者除菌机能。

较佳的，该装饰层为第一装饰层并介于该软质层或者该弹性层之间，该装饰层为第二装饰层，其介于该弹性层或者该硅胶物件之间。

较佳的，该装饰层包含该层积结构体在外观上要呈现的视觉效果以及视觉特征。

较佳的，该装饰层与该软质层共同包含该层积结构体在外观上要呈现的该视觉效果以及该视觉特征。

较佳的，该软质层、该装饰层、该弹性抗张层、以及该底着层共同附加于该硅胶物件上作为外层结构。

较佳的，该硅胶物件为硅胶表带、硅胶腕带、硅胶束带、硅胶保护壳、或者电子装置周边配件。

较佳的，该层积结构体应用作为硅胶表带、硅胶腕带、硅胶束带、硅胶保护壳、或者电子装置周边配件。

较佳的，该软质层、该装饰层、该弹性抗张层、该底着层、以及该硅胶物件，通过热压成型技术、膜内成型技术、或者射出成型技术而结合。

附图说明

图1是揭示本发明复合式层积结构体的结构示意图；

图2是揭示本发明外层结构总成的结构示意图；以及

图3是揭示本发明复合式层积结构体的第一实施例的局部结构示意图。

附图标记说明

10：复合式层积结构体

100：硅胶物件

200：外层结构总成

210：软质层

211：外表面

212：内表面

220：弹性层

221：第一表面

222：第二表面

231：第一装饰层

232：第二装饰层

300：底着层

400：成形元件

500：表带

510：表带本体

520：表带外装饰结构层

D1：第一方向

D2：第二方向

具体实施方式

本发明将可由以下的实施例说明而得到充分了解，使得本领域技术人员可以据以完成的，然本发明的实施并非可由下列实施案例而被限制其实施方式；本发明的附图并不包含对大小、尺寸与比例尺的限定，本发明实际实施时其大小、尺寸、形状与比例尺并非可经由本发明的附图而被限制。

本文中用语“较佳”是非排他性的，应理解成“较佳为但不限于”，任何说明书或请求项中所描述或者记载的任何步骤可按任何顺序执行，而不限于请求项中所述的顺序，本发明的范围应仅由权利要求及其均等方案确定，不应由实施方式示例的实施例确定；本文中用语“包含”及其变化出现在说明书和权利要求中时，是一个开放式的用语，不具有限制性含义，并不排除其他特征或步骤。

图1是揭示本发明复合式层积结构体的结构示意图；图2是揭示本发明外层结构总成的结构示意图；本发明的复合式层积结构体10包含硅胶(silicone rubber)物件100、外层结构总成200、以及底着层(primer layer)300等多层结构，外层结构总成200包含软质层210、弹性层(弹性抗张层)220、选择性的第一装饰层(装饰层)231、以及选择性的第二装饰层(装饰层)232等，弹性层220上包含朝向第一方向D1的第一表面221、以及朝向第二方向D2的第二表面222，第一方向D1是指大致面向外部、外侧、或者上方的方向，第二方向D2是指大致面向内部、内侧、或者下方的方向，软质层210在复合式层积结构体10的组成中是排列在最外侧、或者最外层的一层，并包含有朝向第一方向D1的外表面211、以及朝向第二方向D2的内表面212，硅胶物件100与外层结构总成200之间包含一层底着层300。

软质层210较佳是由例如：聚氨酯(PU、Polyurethane)、聚碳酸酯(PC、Polycarbonate)、或者硅胶所制成的透光层，软质层210结构体本身具有相对较高的硬度，但仍保有一定的弹性、耐磨擦性、以及抗张性的特性，由于软质层210上外表面211最终是作为复合式层积结构体10的最外层表面，因此当软质层210以其所具有的外表面211朝向第二方向D2时，在可以提供富有柔软与弹性的触感的同时，仍能提供保有一定强度且耐磨耗的外表面211。

进一步的，在软质层210的成形、或者成膜过程中，较佳还可通过使用成形元件400，例如：带有立体纹路的离型膜(release film)、或者带有立体纹路的模具，在外表面211上形成立体图纹、立体图案、凸起结构、凹陷结构、特殊质感、或者立体样式等多重立体微结构，为软质层210外表面211赋予触感、质感(texture)、或者光影等效果，较佳还可进一步使用喷涂、或者印刷等方式，为外表面211进行一系列机能性表面处理，使外面表211可以同时具备例如：疏水、亲水、抗刮、耐磨耗、防滑、防尘、抗菌、除菌等机能，因此当软质层210作为复合式层积结构体10的最外层、以及外表面211作为最外层表面时，能为复合式层积结构体10的整体带来兼具视觉装饰效果、弹性触感、抗磨耗、特殊材质感、机能性表面的多元功效，在某一实施例，软质层210的内表面212亦可提供第一装饰层231形成于其上。

弹性层220较佳是由例如：热塑性聚氨酯(TPU、Thermoplastic Polyurethane)、聚烯烃(PO、Polyolefins)、热塑性聚烯烃(TPO、Themoplastic Polyolefins)、或者聚乙烯(PE、Polyethylene)等材料所制成，是一层厚度介于0.01mm到0.1mm之间、并具有软性、韧性、抗拉伸、耐撕裂、热塑性(thermoplastic)等性质的高分子聚合物层，其可经制作为透光层、或者不透光层，弹性层220的特性在于能为复合式层积结构体10的整体，提供在长轴方向(纵向)的抗拉伸、耐撕裂性能，为复合式层积结构体10的整体提升机械强度、与结构韧性，并提供第一表面221与第二表面222分别供第一装饰层231或者第二装饰层232形成于其上。

第一装饰层231、或者第二装饰层232是为选择性的层，即外层结构总成200可包含第一装饰层231以及第二装饰层232，但也可以只包含其中一层，第一装饰层231(如果有)可选择形成并依附在软质层210内表面212、或者弹性层220第一表面221上，第二装饰层232(如果有)可形成并依附在弹性层220第二表面222上，第一装饰层231、或者第二装饰层232较佳可以通过例如：数位打印、喷墨打印、数位印刷、网版印刷、凸版印刷、凹版印刷、或者喷涂的方式，来形成在并依附到所选择的表面上。

第一装饰层231、或者第二装饰层232包含有设计者希望复合式层积结构体10往第一方向D1呈现出的外观、装饰图案(artwork)、或者视觉设计，第一装饰层231、或者第二装饰层232通过包含：油墨材质、或者金属质感材质，以在视觉上呈现出2D平面装饰、3D立体装饰、或者材质模拟的效果，例如：文字、商标、标章、符号、花纹、纹路、图案、色块、渐层色彩、皮革花纹、印花纹、碎花纹、立体图纹、立体图案、金属色泽、金属质感、特殊材质、或者特殊质感等的视觉设计效果，第一装饰层231、或者第二装饰层232配合外表面211，能共同使复合式层积结构体10呈现出设计者预期的外观装饰效果，并提供柔软富弹性、带有特殊材质感的触感，同时又具备抗磨耗与多重机能性。

底着层300的成分较佳包含：与弹性层220的材料近似的官能基的材料、以及与硅胶物件100的材料近似的官能基的材料，并还包含聚碳酸酯(polycarbonate、PC)材料、热塑性高分子材料、热熔胶材料、触媒固化材料、热固化材料、或者UV光照固化材料等，如果将弹性层220视为某种黏着剂，用于接着软质层210与硅胶物件100，则底着层300所具备的两种官能基，可在弹性层220与硅胶物件100之间产生架桥效果(cross-linking)，促进弹性层220与硅胶物件100间的接着效果，或者可视为对弹性层220产生助黏效果，通过弹性层220与底着层300的使用，可以使软质层210与硅胶物件100间形成紧密结合，同时弹性层220还为复合式层积结构体10提供结构强韧性。

在某一实施例，第一装饰层231、或者第二装饰层232较佳系以，例如：印刷、打印、或者喷涂的方式，形成并依附在弹性层220第一表面221、或者弹性层220第二表面222上，在某一实施例，软质层210、弹性层220、以及第一装饰层231、或者第二装饰层232彼此之间，甚至可以直接通过印刷、打印、喷涂等方式来堆栈与结合，或者通过模内成型(molding)的方式直接一体形成，然后再于弹性层220上涂布底着层300。

在某一实施例，为了将包含有软质层210、弹性层220、以及弹性层220上的第一装饰层231、或者第二装饰层232等的外层结构总成200，牢固的附加在硅胶物件100上，成为硅胶物件100的外层结构，达到装饰或者保护硅胶物件100的效果，在外层结构总成200与硅胶物件100之间还包含一层作为助黏剂的底着层300，底着层300在本实施例通过涂布的方式，形成在弹性层220第二表面222、或者第二装饰层232(如果有)上。

在某一实施例，当软质层210、弹性层220、底着层300、以及硅胶物件100依序完成排列后，较佳可通过使用例如：热压制程(thermal forming)而接合在一起共同形成复合式层积结构体10，制程中的相对高温、高压环境，能使底着层300对弹性层220发挥助黏效果，使软质层210紧密结合在硅胶物件100上，制程完成后有高于99％比例的底着层300成分转化为硅胶成分成为硅胶物件100的一部分，如果对熟化后、或固化后硅胶物件100实施底着层300含量检测，底着层300成分在硅胶物件100中检出的含量低于1％，或者在多数状况下底着层300的成分在硅胶物件100中接近零检出。

在某一实施例，第一装饰层231、或者第二装饰层232较佳系以，例如：印刷、打印、或者喷涂的方式，分别形成并依附在软质层210内表面212、或者弹性层220第二表面222上，当软质层210、弹性层220、底着层300依序完成排列后，较佳可通过使用例如：射出成型(injection)、模内成型(molding)，将硅胶注入模具，在高温高压环境下，与软质层210、弹性层220、底着层300共同形成复合式层积结构体10，如果制程完成后，对复合式层积结构体10中硅胶物件100实施底着层300含量检测，底着层300成分在硅胶物件100中检出的含量低于1％，或者在多数状况下底着层300的成分在硅胶物件100中接近零检出。

图3是揭示本发明复合式层积结构体的第一实施例的局部结构示意图；在本实施例，本发明的复合式层积结构体10最终是制成例如：表带500，图3是揭示此表带500的局部结构，其包含作为表带本体510的硅胶物件100、共同作为表带外装饰结构层520的外层结构总成200，其包含有软质层210、弹性层220、以及包含在软质层210与弹性层220中间的第一装饰层231，本实施例的表带500不包含第二装饰层232，且底着层300在制作完成后最终转换成换硅胶物件100的一部分，因此本实施例的表带500也不包含底着层300。

表带500以软质层210、及其外表面211作为最外层、以及外表面，使表带500整体具有柔软富弹性的表面触感，且在视觉上带有特殊质感，并兼有抗菌、疏水等复合机能，同时还能抗磨耗，第一装饰层231则为表带500的外观提供视觉设计装饰效果，甚至可模拟特殊材料的质感，例如：金属质感，弹性层220则为复合式层积结构体10、以及外层结构总成200提供结构强韧度，使得外层结构总成200形成的视觉装饰图案，能抵抗使用过程的拉伸而不易破裂，底着层300则使外层结构总成200所包含的各层，与表带本体510的硅胶物件100之间形成强力结合，即使面对各种极端使用条件，也不易从表带本体510的硅胶物件100上脱落。

总结而言，本发明的复合式层积结构体还具有以下优点：

(1)由于是复合材结构，所以比目前由纯TPU材质、或是纯硅胶材质的结构体，更为强韧与舒适，可以同时兼具TPU的韧性，以及硅橡胶的舒适及柔软性。

(2)在外观接触面使用软性材质，例如：PU材质，所以触感很好，不像纯TPU的产品触感比较硬，比较有塑胶感。

(3)层积结构体中装饰层，因为受到软性层、或者弹性层的覆盖与保护，因此可以有效增加装饰层的耐磨性及保护性，且由于装饰层可独立形成，也更容易在装饰层上制作繁复、精美、多彩的图案，赋予复合式层积结构体更有设计感的外观。

(4)在施作软性层时，可以利用转写上层离型保护膜纹路或是模具上的纹路，在软性层外表面上造成触感变化、形成材质感(texture)，改善复合式层积结构体的整体触感及外观。

(5)本发明的复合式层积结构体不仅制造成本低，并易于生产制造，且生产良率高。

(6)软性层外表面上能轻易通过表面处理，来增加耐磨、防滑、防尘、除菌机能，增加复合式层积结构体整体实用性、与使用性。

兹进一步提供更多本发明实施例如次：

实施例1：一种层积结构体，其包含硅胶物件；弹性抗张层，其接着于该硅胶物件上；软质层，其为透光层并接着于该弹性抗张层上，并作为最外层；以及装饰层，其介于该软质层与该硅胶物件之间。

实施例2：如实施例1所述层积结构体，还包含底着层，其介于该弹性抗张层与该硅胶物件之间。

实施例3：如实施例2所述层积结构体，其中该底着层包含分别近似于该弹性抗张层的材料以及该硅胶物件的材料的两种官能基，以促进该弹性抗张层与该硅胶物件间的接着，当该硅胶物件固化后该底着层转化为该硅胶物件并成为该硅胶物件的一部分。

实施例4：如实施例1所述层积结构体，其中该软质层的材质选自聚氨酯、硅基橡胶、聚碳酸酯、以及其组合其中之一。

实施例5：如实施例1所述层积结构体，其中该弹性抗张层的材质选自热塑性聚氨酯、热塑性聚烯烃、聚烯烃、聚乙烯、以及其组合其中之一。

实施例6：如实施例1所述层积结构体，其中该硅胶物件的材质选自硅基橡胶、液态硅胶、硅氧树脂、硅胶橡胶、硅橡胶、硅胶树脂、二氧化硅、硅酮、以及其组合其中之一。

实施例7：如实施例1所述层积结构体，其中该软质层所包含的一外表面包含多个立体微结构，能为该外表面创造触感、质感、或者光影效果。

实施例8：如实施例7所述层积结构体，其中该等立体微结构选自凸起结构、凹陷结构、立体图纹、立体图案、质感结构、立体样式、以及其组合其中之一。

实施例9：如实施例1所述层积结构体，其中该软质层所包含的外表面进一步提供疏水机能、亲水机能、抗刮机能、耐磨耗机能、防滑机能、防尘机能、抗菌机能、除菌机能、以及其组合其中之一。

实施例10：如实施例1所述层积结构体，其中该装饰层为第一装饰层并介于该软质层或者该弹性层之间。

实施例11：如实施例1所述层积结构体，其中该装饰层为第二装饰层，其介于该弹性层或者该硅胶物件之间。

实施例12：如实施例1所述层积结构体，其中该装饰层包含该层积结构体在外观上要呈现的视觉效果以及视觉特征。

实施例13：如实施例12所述层积结构体，其中该装饰层与该软质层共同包含该层积结构体在外观上要呈现的该视觉效果以及该视觉特征。

实施例14：如实施例12所述层积结构体，其中该视觉效果包含2D平面装饰效果、3D立体装饰效果、材质模拟效果、以及其组合其中之一，该视觉特征包含文字、商标、标章、符号、花纹、纹路、图案、色块、渐层色彩、质感图案、皮革花纹、印花纹、碎花纹、立体图纹、立体图案、金属色泽、金属质感、特殊材质、特殊质感、以及其组合其中之一。

实施例15：如实施例2所述层积结构体，其中该软质层、该装饰层、该弹性抗张层、以及该底着层共同附加于该硅胶物件上作为外层结构。

实施例16：如实施例1所述层积结构体，其中该硅胶物件为硅胶表带、硅胶腕带、硅胶束带、硅胶保护壳、或者电子装置周边配件。

实施例17：如实施例1所述层积结构体，其中该层积结构体应用作为硅胶表带、硅胶腕带、硅胶束带、硅胶保护壳、或者电子装置周边配件。

实施例18：如实施例2所述层积结构体，其中该软质层、该装饰层、该弹性抗张层、该底着层、以及该硅胶物件，通过热压成型技术、膜内成型技术、或者射出成型技术而结合。

本发明各实施例彼此之间可以任意组合或者替换，从而衍生更多的实施方式，但皆不脱本发明所欲保护的范围，本发明保护范围的界定，悉以本发明权利要求所记载的为准。

Claims (10)

1.一种复合式层积结构体，其包含：

硅胶物件；

弹性抗张层，其接着于所述硅胶物件上；

软质层，其为透光层并接着于所述弹性抗张层上，并作为最外层；以及

装饰层，其介于所述软质层与所述硅胶物件之间。

2.根据权利要求1所述的复合式层积结构体，还包含：

底着层，其介于所述弹性抗张层与所述硅胶物件之间。

3.根据权利要求2所述的复合式层积结构体，其特征在于，所述底着层包含分别近似于所述弹性抗张层的材料以及所述硅胶物件的材料的两种官能基，以促进所述弹性抗张层与所述硅胶物件间的接着，当所述硅胶物件固化后所述底着层转化为所述硅胶物件并成为所述硅胶物件的一部分。

4.根据权利要求2所述的复合式层积结构体，其特征在于，所述软质层、所述装饰层、所述弹性抗张层、以及所述底着层共同附加于所述硅胶物件上作为外层结构。

5.根据权利要求1所述的复合式层积结构体，其特征在于，所述软质层的材质选自聚氨酯、硅基橡胶、聚碳酸酯、以及其组合其中之一。

6.根据权利要求1所述的复合式层积结构体，其特征在于，所述弹性抗张层的材质选自热塑性聚氨酯、热塑性聚烯烃、聚烯烃、聚乙烯、以及其组合其中之一。

7.根据权利要求1所述的复合式层积结构体，其特征在于，所述硅胶物件的材质选自硅基橡胶、液态硅胶、硅氧树脂、硅胶橡胶、硅橡胶、硅胶树脂、二氧化硅、硅酮、以及其组合其中之一。

8.根据权利要求1所述的复合式层积结构体，其特征在于：

所述软质层所包含的外表面包含多个立体微结构，能为所述外表面创造触感、质感、或者光影效果；

所述多个立体微结构选自凸起结构、凹陷结构、立体图纹、立体图案、质感结构、立体样式、以及其组合其中之一；和/或

所述软质层所包含的外表面进一步提供疏水机能、亲水机能、抗刮机能、耐磨耗机能、防滑机能、防尘机能、抗菌机能、除菌机能、以及其组合其中之一。

9.根据权利要求1所述的复合式层积结构体，其特征在于：

所述装饰层为第一装饰层，其介于所述软质层以及所述弹性层其中之一之间；

所述装饰层为第二装饰层，其介于所述弹性层以及所述硅胶物件其中之一之间；

所述装饰层包含所述层积结构体在外观上要呈现的视觉效果以及视觉特征；

所述装饰层与所述软质层共同包含所述层积结构体在外观上要呈现的所述视觉效果以及所述视觉特征；和/或

所述视觉效果包含平面装饰效果、立体装饰效果、材质模拟效果、以及其组合其中之一，所述视觉特征包含文字、商标、标章、符号、花纹、纹路、图案、色块、渐层色彩、质感图案、皮革花纹、印花纹、碎花纹、立体图纹、立体图案、金属色泽、金属质感、特殊材质、特殊质感、以及其组合其中之一。

10.根据权利要求1所述的复合式层积结构体，其特征在于：

所述硅胶物件为硅胶表带、硅胶腕带、硅胶束带、硅胶保护壳、或者电子装置周边配件；和/或

所述层积结构体应用作为硅胶表带、硅胶腕带、硅胶束带、硅胶保护壳、或者电子装置周边配件。