CN1919952A - 一种热熔粘接工艺 - Google Patents

Abstract

一种热熔粘接工艺，是将两待粘接件通过粘接膜在加热至熔融状态下相连，冷却到常温下熔融态的粘接膜凝固，使其牢固连接，包括以下步骤：a热复合；b模切；c预压合；d辅助离型膜剥离、检查；e热压；f检查。本工艺以热压方式进行，能独立控制工艺变量温度、压力和时间，不需要溶剂，因而无公害，避免了环境污染的问题，且没有发生火灾的危险，其粘结力比压敏胶强十倍以上，可精确控制粘结材料的用量、分布的位置及形状，固化速度快，粘接完成时间短，可进行高速作业，最终成品连接强度高、品质高，工艺稳定可靠，可降低被结合零件的尺寸公差要求，使粘结材料成为一个独立的装配零部件存在于装配流水线上。

Description

一种热熔粘接工艺

【技术领域】

本发明涉及一种连接工艺，特别是一种通过热熔方式将两零件相互粘接之工艺方法。

【背景技术】

目前金属零件与非金属材料零件之间的连接，如与塑胶、玻璃等零件的连接，传统采用的是点胶粘接、金属螺钉连接、超声波焊接、液态胶粘剂、压敏胶等连接方式。这些传统工艺普遍存在着工艺不稳定、粘接力不强(如以上所述的工艺)之缺陷，因而带来质量上的问题。而采用点胶、液态胶粘剂等粘胶方式需要溶剂的加入，会造成环境不友好，容易发生失火危险，被粘接件要求轻薄时，连接零件无法达到要求(如上述金属螺钉连接)，以及粘接材料分布不均匀、有溢胶(如上述点胶)等缺陷。

【发明内容】

本实用新型旨在克服现有技术中存在的缺点，提供一种工艺稳定可靠、时间短、最终粘接品质高的专门用于热熔粘接的粘接工艺。

为实现上述发明目的，本发明所提出的技术方案是：

一种热熔粘接工艺，其特征在于：其是将两待粘接件通过粘接膜在加热至熔融状态下相连，冷却到常温下熔融态的粘接膜凝固，使其牢固连接，所述的工艺包括以下步骤：

a、热复合：首先将粘接膜在温度60-100℃，压力8-20PSI的条件下粘结于辅助离型膜上；

b、模切：将步骤a得到的粘有辅助离型膜的粘接膜置于刀模下，将粘结模切成所需要粘接的形状，但是不切穿辅助离型膜；

c、预压合：将模切好的带有辅助离型膜之粘接膜放在预压机下模之上，再将两个待粘接件中的上粘接件置于所述粘接膜上，然后在预设温度为100-160℃、压力为8-22PSI的条件下使粘接膜与该上粘接件压合，粘结模粘接于该上粘接件之上；

d、辅助离型膜剥离、检查：冷却后，将粘结于粘结模上之辅助离型膜剥离；检查步骤c中的粘接质量是否合格；

e、热压：将与预压好的上粘接件对应之下粘接件置于热压机所设之热压工位的下模中，再将步骤d中得到的带有粘结模的上粘接件置于下粘接件之上，设热压工位中热压温度100-200℃，压力为8-25PSI，设冷却工位中冷却定型温度30-90℃，压力为8-20PSI，然后启动热压机，在热压工位热压并保压后进入冷却工位冷却定型再次保压，定型保压结束后退回到上下工件工位取下热压完成的工件；

f、检查：检查步骤e中上、下粘接件之间是否有溢胶，缝隙等不良现象；

所述的粘接膜材料为未经过硬化处理的纤维增强结构的热塑性高分子薄膜材料；

所述的辅助离型膜为经过表面处理的透明聚酯薄膜材料，其表面能为20-40dyn/cm；

所述的步骤b中预压机进行上、下模压合后，预压机的上、下模保压时间为2-10S；

所述的步骤e中，热压机热压工位压合后之热压保压时间为2-15S；

所述步骤e中，热压机冷却工位压合后之冷压定型保压时间为2-15S；

所述步骤e之热压过程中，热压机上设有热压单元、冷压单元、控制单元和水平移动单元，其中热压单元、冷压单元平行且座与水平移动单元之上构成三工位结构；

所述的冷压单元外侧安装有保证操作者安全的安全挡板。

本发明的热熔粘接工艺采用两粘接件相互以粘结膜贴合方式连接，其相对于点胶粘接方式粘结面大，粘结材料可精确、均匀分布在三维曲面形状的结合面上，整个工艺过程以热压方式进行，能独立控制工艺变量温度、压力和时间，不需要溶剂，因而无公害，避免了环境污染的问题，且没有发生火灾的危险，其粘结力比压敏胶强十倍以上，可精确控制粘结材料的用量、分布的位置及形状，固化速度快，粘接完成时间短，可进行高速作业，能够克服点胶中产生的溢胶现象，最终成品连接强度高、品质高，工艺稳定可靠，可降低被结合零件的尺寸公差要求，使粘结材料成为一个独立的装配零部件存在于装配流水线上。同时特别为本工艺设计的热压机集热压单元、冷压单元一体且座与水平移动单元之上构成三工位结构，较原来的热压机成型产品质量大大提高，完成同一工序可以节省出大量的作业时间，而且热压机上的安全挡板则是从人性化角度出发，考虑了操作工人的安全问题。

【附图说明】

图1、图2为本发明工艺流程图；

图3为本发明工艺预压的流程框图；

图4为本发明工艺热压的流程框图；

图5为本发明工艺热压机的结构图；

图6为图5去掉部分遮挡零部件后的视图。

图中主要图5、图6部位的符号说明如下：

100：框架            110：上板          120：下板

130：顶罩            140：底座          150：安全挡板

200：水平移动单元    210：下模座        220：水平移动气缸a

230：水平移动气缸b   240：定位螺钉      250：滑轨

300：热压单元          310：热压气缸          320：导向轴

330：热压上模座        340：加热板

400：冷压单元          410：冷压气缸          430：冷压上模座

440：冷却板

500：控制单元          510：控制面板          520：热压温度控制仪

530：热压时间控制器    540：冷压时间控制器    550：计数器

560：启动按纽          570：急停按纽

【具体实施方式】

本发明提供了一种工艺稳定可靠、时间短、最终粘接品质高的热熔粘接工艺。

以下通过以本工艺应用于手机外壳上粘接一金属环为实施例来详细介绍本发明的结构特点和优点。

本发明为一种热熔粘接热压工艺，其是将未经过硬化处理的纤维增强结构的热塑性高分子薄膜材料作为粘接膜加热至熔融状态，在此状态下粘接膜作为连接纽带与两被粘接件熔接，冷却到常温下时，熔融态的粘接膜凝固硬化，与被粘接件牢固的粘接，进而形成两粘接件之间的连接。如图1、图2所示，本发明主要包括以下几个步骤：

a、热复合：首先将所述粘接膜经过加热、加压之热复合工艺贴到经过表面处理的辅助离型膜之上，其中粘接膜材料为未经过硬化处理的纤维增强结构的热塑性高分子薄膜材料，该材料是一种新型环保材料，具有优良的综合物理及化学性能，其与粘接件粘结力强，结合牢固；辅助离型膜为经过表面处理的透明聚酯薄膜材料，如PET，该材料除具有优良的物理机械性能、阻隔性能以及良好的平整性之外，还具有高透明聚酯薄膜高光泽度和透明性、低雾度的特性和很低的热收缩率的特性，且易于回收、无毒、无味，特别是符合环保要求，其表面能为20-40dyn/cm，本实施例取20dyn/cm。在粘结模与辅助离型膜粘结过程中，其加热温度为60-100℃，压力8-20PSI，上述温度和压力应能够保证粘接膜贴于辅助离型膜之上，既不能在以后工序中脱落，同时也不能在其后续加工中难以剥离；

b、模切：将上述步骤a得到的粘有辅助离型膜的粘接膜置于设定的刀模下，其刀模形状应根据两粘接件所需粘结模形状而预先设计，装于压机上，刀模可将粘结模切成所需要粘接的形状，但是不切穿辅助离型膜；

c、预压合：该工序是用预压机将模切好的粘接膜与上粘接件通过模具初步结合。如图3所示，在检查预压机动作及模具对位是否正常后，首先等待温控仪显示温度达到设定温度120℃，再将预压机的手动/自动调到自动档位，把粘接膜片放在预压机下模之上，把上粘接件即金属环扣在粘接膜之上，然后启动预压机，预压机下模运动到设定位置即上模的正下方，预压机开始动作，上模施加压力8-22PSI进行上下模压合，压合后延时4秒后从预压机下模取下金属环，经过预压后，粘接膜会粘在金属环上。在本过程中，预压机上模为加热体，下模和辅助离型膜用作粘接膜和上粘接件-金属环的定位组件。

d、辅助离型膜剥离、检查：检查步骤c中的粘接膜是否贴合在粘接件的正确位置，如果是则剥离辅助离型膜后进入下一步骤，否则剥离粘接件上之粘接膜后重复步骤c重新预压；

e、热压：该工序是用热压机将预压过后的贴有粘接膜的上粘接件与下粘接件通过模具热压合后再冷却定型。如图2所示，热压环节主要包括两个部分，e1热压与e2热压后的冷却。首先在检查热压机动作及模具位置是否正常后，等待温控仪显示温度升至设定温度200℃，将自动/手动旋扭转至自动档，将下粘接件即手机外壳放在热压机的下模上，把步骤b预压出来的带有粘结膜之金属环扣于手机外壳上，粘结膜处于金属环和手机外壳之间，然后按下启动按钮，热压机开始动作，其下模运动至设定位置即上模正下方，上模施加压力20PSI进行热压过程的上下模压合，使上、下粘接件相互贴合，粘结在一起。上下模结合到位时保持压力，使其充分粘合，计时11秒后上模上升，下模返回，然后启动热压机进入冷却单元，等待到达预设温度30℃，然后启动热压机施加压力15PSI进行冷却部分的上下模压合，保持该压力10S后，再分开模具。在本过程中的热压部分过程中热压机上模为加热体，下模用来定位，而在冷压部分过程中冷压模上模为冷却体，下模用来定位。

f、检查：检查步骤e中最终粘接有金属环的手机外壳之上是否有溢胶或粘结不到位而产生的间隙现象，有则报废，无则为合格产品，完成整个粘结过程。

为了更方便了解本发明，以下介绍本发明所用的具有热压单元、冷压单元一体且座与水平移动单元之上构成三工位结构的热压机。

从图5和图6中可以看到，本发明中所使用的热压机包括框架100、热压单元300以及特征性的水平移动单元200、冷压单元400、控制单元500。其中水平移动单元200包括：下模座210和移动气缸以及双滑轨250；热压单元300包括：热压气缸310、热压上模座330、加热板340以及控制热压上模座330上下运动方向性的导向轴320，加热板340内部装有发热棒和热电偶，加热板340的热量即由发热棒提供，热电偶的作用是测量温度及反馈温度信息；冷压单元400包括：冷却气缸410、冷压上模座430和冷却板440以及控制冷压上模座430上下运动方向性的导向轴420，冷压单元400是为了冷却和定型热压后的模具。

控制单元500分为上下两部分，包括控制面板510和控制面板510之上的热压温度控制仪510、热压时间控制器530、冷压时间控制器540、计数器550以及启动按钮560和急停按钮570。水平移动单元200安装在下板120上方由两条滑轨250导向，由往复气缸驱动；热压单元300和冷压单元400都是经过气缸活塞杆(311/411)悬挂于上板110下方，由两个导向轴(320/420)导向，也是由往复气缸驱动；控制单元500则分别置于顶罩130和底座140的内部。框架100构建稳固，零件设计分部合理，热压单元300、冷压单元400集于一体，且热压冷压单元平行悬挂于上板110的下方后置于水平移动单元200之上形成三工位结构，可以热压后立刻冷却，较原来的热压机完成同一工序可以节省出大量的作业时间。如图1所示，本热压机上还有安全挡板150，安全挡板150是安装在冷压单元400外侧的隔离板，用于隔离操作工人与冲压部位，避免人手误入冲压部位而造成夹伤或者压伤，安全挡板150采用透明材料，以便能够随时查看热压机的运作状况。综上所述，本发明的热熔粘接工艺最终成品连接强度高、品质高，工艺稳定可靠，安全性能好。

Claims (8)

1、一种热熔粘接工艺，其特征在于：其是将两待粘接件通过粘接膜在加热至熔融状态下相连，冷却到常温下熔融态的粘接膜凝固，使其牢固连接，所述的工艺包括以下步骤：

a、热复合：首先将粘接膜在温度60-100℃，压力8-20PSI的条件下粘结于辅助离型膜上；

b、模切：将步骤a得到的粘有辅助离型膜的粘接膜置于刀模下，将粘结模切成所需要粘接的形状，但是不切穿辅助离型膜；

c、预压合：将模切好的带有辅助离型膜之粘接膜放在预压机下模之上，再将两个待粘接件中的上粘接件置于所述粘接膜上，然后在预设温度为100-160℃、压力为8-22PSI的条件下使粘接膜与该上粘接件压合，粘结模粘接于该上粘接件之上；

d、辅助离型膜剥离、检查：冷却后，将粘结于粘结模上之辅助离型膜剥离；检查步骤c中的粘接质量是否合格；

e、热压：将与预压好的上粘接件对应之下粘接件置于热压机所设之热压工位的下模中，再将步骤d中得到的带有粘结模的上粘接件置于下粘接件之上，设热压工位中热压温度100-200℃，压力为8-25PSI，设冷却工位中冷却定型温度30-90℃，压力为8-20PSI，然后启动热压机，在热压工位热压并保压后进入冷却工位冷却定型再次保压，定型保压结束后退回到上下工件工位取下热压完成的工件；

f、检查：检查步骤e中上、下粘接件之间是否有溢胶，缝隙等不良现象。

2、根据权利要求1所述的一种热熔胶热压工艺，其特征在于：所述的粘接膜材料为未经过硬化处理的纤维增强结构的热塑性高分子薄膜材料。

3、根据权利要求1所述的一种热熔胶热压工艺，其特征在于：所述的辅助离型膜为经过表面处理的透明聚酯薄膜材料，其表面能为20-40dyn/cm。

4、根据权利要求1所述的一种热熔胶热压工艺，其特征在于：所述的步骤b中预压机进行上、下模压合后，预压机的上、下模保压时间为2-10S。

5、根据权利要求1所述的一种热熔胶热压工艺，其特征在于：所述的步骤e中，热压机热压工位压合后之热压保压时间为2-15S。

6、根据权利要求1所述的一种热熔胶热压工艺，其特征在于：所述步骤e中，热压机冷却工位压合后之冷压定型保压时间为2-15S。

7、根据权利要求1或5或6所述的一种热熔胶热压工艺，其特征在于：所述步骤e之热压过程中，热压机上设有热压单元、冷压单元、控制单元和水平移动单元，其中热压单元、冷压单元平行且座与水平移动单元之上构成三工位结构。

8、根据权利要求7所述的一种热熔粘接工艺，其特征在于：所述的冷压单元外侧安装有保证操作者安全的安全挡板。

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