TW442379B - Heat sealing method and apparatus - Google Patents

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442379 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（1 ) 本發明係關於一種以線性熱封接供應夾層聚合物薄骐 的方法，進行的裝置和由此等方法所得的產物。 本發明的第一觀點係關於得到高震盪剝離強度，當底 部或頂端熔接物必須用來防護可能在運輸或儲存填充袋期 間發生之意外摔落衝擊的所謂耐用或工業用袋時特別需要 高震盪剝離強度。在工業化國家中，一般要求填充袋在其 每個表面上必須能夠通過從至少2公尺高掉落周期，然而 在開發中國家裡，填充袋的處理通常粗糙很多，通常要求 為4公尺的掉落高度。 ”平坦的"掉落也就是掉在二個主要表面其中之一上， "邊緣掉落"也就是掉落在二個垂直頂端及底部的次要表面 其中之一上’"頂端掉落"和”底部掉落”也就是分別掉落在 項端和底部之上。 當填充的熱封接袋落在頂端或底部時，頂端或底部的 震盪作用可以忽略。 “邊緣掉落”係造成頂端及底部熔接物兩者直線剝離。 如果袋子是簡單的”枕頭袋"而沒有標片，則因“平落” 而致的剝離作用幾乎是忽略的。然而近幾年來袋包裝X業 已趨向使用稽袋，現在越來越多的實際情況係利用”成型_ 填充·和-熔接”法，該方法從捲轴的襠管開始，並在連續 生產線的機械裡產生底部熔接物，將管剪成需要的長度以 得到開口袋，將袋子填充並使頂端封閉》 當接以襠月的填充熱封接工業袋“平坦地”掉落並且沒 有因炫接而採取特別的預防措施時，在稽片内相與熱封接 — — —'— — 1Ίιιί' ^ *1!11 I (請先W讀背面之注意事項再填寫本Iw 本紙張尺度適中國國家標準（CNS)A4規格<210 X 297公釐） 4 4 4 2 3 7 9 A7 ____ B7 經濟部智慧財產局員工湞費合作杜印製 五、發明說明（2 ) 物相交的四點裡發生嚴重的偏斜剝離（也稱為撕裂）^這是 因為袋的含量藉由衝擊而水平地佈開*藉此在襠片裡以襠 片内褶附近集中的力量扯裂。 這表示這些熔接物與襠片内褶相交之爆接物的頂端和 底部位置受到特別強烈的震盪剥離或剝離撕裂的力量。該 情形因下列事實而更惡化：在這些位置裡，熔接物由於從 “2層”變成“4層”袋材料而顯得相當脆弱。 傳統的方式係利用每個角落裡二個所謂的"K熔接物” ，熔接物的頂端和底部互呈45°角，從上述交點開始並結 合襠片裡每一個外層到鄰層，除了沒有結合襠片層到襠片 層之外。 對於邊緣於“3層”或“4層”部分上之熔接物的“2層”部 分’即縱向縫合線（（如果如此個缝合線存在的話）和在襠 片處而言’恢復在”邊緣掉落”期間發生的震盪剝離是最決 定性的。 當袋子偶然地掉落時，剝離（撕裂）的速度時常超過5 米秒-1。熱封接強度的標準實驗測試係以更低的速度進行 ’而且傾發現當袋子掉落時未有任何實際功效的價值》為 此，當不同的聚合物材料或不同類型熔接物比較時，這些 測試經常得到誤導的結果》為了比較起見，係採用大約5.5 米秒-1的速度進行簡化的震盪·剝離測試及簡化的震盪-撕 裂測試。該測式係在以下實施例中進一步地說明。 當合理地製造袋裡的頂端熔接物和底部熔接物（通常 是直線），通常目的在於藉由促進經過由在結合區域裡其 I I J I I —-.I I I I I I f - I I I 1 I I I «— — ^— — — — 1— (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 442379 A7 B7 五、發明說明（3 ) 材料平面裡及在未結合薄膜材料的緊鄰區域裡收縮而致的 增大，來改良震盪-剝離強度。顯然地，只有在預定高震 盪-剝離強度之熔接物側，即相鄰袋子所在之處的那一側 上需要如此*這照慣例地由逐漸縮小熔接帶邊緣或以相似 的方式使薄膜失層的結合或未結合區域之間平緩地改變而 達成。更定言之，平緩的正面效應在於熱封接物（不是結 合的）的邊界參予經由在垂直於線性熔接物的方向裡收縮 而增大。（在本專利說明書中的用辭裡，所有己熔融的“熔 接物”不限於薄膜夾層的結合部分）》 然而，由於縮減（downgauging)製袋薄膜材料的需求-這是生態學及能源節省考董的結果-，現在已經而且將來 也符合更加有效率地增加震盪熱封接剝離強度的需求》工 業上第一個實現如此縮減的方式，係基於使用更硬的聚合 物組成物使用更高的熔融定向，尤其是高熔融定向併用 HDPE和LLDPE的共擠型薄膜。如此發展裡後績步驟，現 在正由工業界引進，結合具交叉層壓法的相似共擠型技術 (以主方向層壓或十字交又定向），接著進行雙轴伸展。本 發明以外包含於該技術範圍内的概述請參考WO 93/14928 請 先 讀 背 之 注 意 事 項 再 填 I裝 頁 訂 k. 經濟部智慧財產局貝工消費合作社印製 顯然地，縮減本身係指降低震盪剝離強度。除此之外 ’該強度強烈地因材料的硬度而定，而且如上所述，縮減 需要使用更高的硬度以更加地降低震盪-剝離強度。硬度 越高，該強度越低》其原因在於震盪-剝離強度係視材料 在“剝離線“彈性變形或永久變形而非破裂，及以充份的速 本紙張尺度適用中國國家樣準（CNS)A4規格（210 X 297公31) A7 442379 _ B7 ' ------- 五、發明說明（4 ) $進行此等永久變形的能力而定。(如果熔接物沒有震堡 剝離，則這通常是由於破裂而不是由於"層離"之故）。此 外’薄膜材料越硬’其由於在炫接物周圍彈性變形而吸收 一些震盡能量的能力越低。 進-步的問題係有關於定向，其對縮減而言是一項重 要的因素。第1圈係說明該問題。包括其未結合邊界的溶 接物裡失去定向。在結合部份裡，這是無所謂，因為厚度 已經變得兩倍，但是在未結合部分裡定向的消除係使震盪 強度降低。（當材料有時間延長而且定向時，不必要以較 低的剝離速度降低強度^ 縮減的主要限制因素係為薄膜的"跪弱《性，其使袋子 的製造或未填充袋的處理變得困難。上述的W0 93/1428 揭示如何藉由特別冷的伸展方法強烈地改良該情況，造成 其頂端部分產生增厚的波浪形橫切面》本發明裡，以顯微 片（第4圊）顯示該情況》(其有關於實際上用於實施例1裡 的薄膜材料）。從這可立即瞭解，強烈縮減所需的該結構 由於厚度變化也必需改良熔接物的結構。（因為較薄的部 分伸展得較強烈’所以厚度差異幾乎沒有對薄膜的一般強 度性質造成影響）。 在施行本發明的實驗裡，已嘗試利用將平熔接表面以 彼此呈5-15度角的方式放置，該角開口向著需要剝離強度 以促進該側增大的那一側來改良震盪-熔接-剝離強度。這 在熔接相當平坦厚度的薄膜夾層時得到非常改良的結果， 但是在厚度明顯改變（例如在袋裡襠片内褶附近改變）的情 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公« ) ----：---,------Μ — (請先閱讃背面之注意事項再填寫本頁> -6 ..線- 經濟部智慧財產局員工消f合作社印製 4 4 2 3 7 9 A7 經濟部智慧財產局具工消費合作社印製 B7五、發明說明（5 ) 形裡，這是不夠的或直接地損害。咸信，這是因為如此的 熔接使邊緣成為直線，離筆直非常地遠而使一些厚度改變 ，而且該邊緣的筆直是良好震盪剝離強度的具備條件。 GB-A-943457描述根據申請專利範圍第1項乏預告特 徵部分受到聚合物薄膜縮合的熱封接的方法。熱和壓力係 由各別的熱封接棒組施加到第一和第二壓力區域，而且第 一組熔接棒必須在第二組放置之前從失層取出》 根據本發明與至少二個可熱收縮聚合物材料薄膜一起 熱封接’熱封接為線性而且指定一預定側具有高震盪剝離 強度的新方法裡*將二個薄膜加熱，藉此使每個薄膜裡的 材料在平面裡縮短而厚度增大，並同時在擠壓區域裡施壓 以致於在包括結合區域和在至少在預定側之上薄膜變大的 非結合區域產生熱封接，其中初始階段裡熱及壓力係施於 由一部分擠壓區域包括播壓區域位於該預定侧上之邊界所 構成的初壓區域上，而在第二階段裡熱及壓力係施於第二 壓力區域上，該第二壓力區域係從相反於位在該預定侧上 擠壓區域邊界之該初壓區域邊界與初壓區域重疊並包括至 少一部分與該初始壓力區域相鄰之剩餘擠壓區域，而在至 少一部分與該推壓區域相鄰之初壓區域裡的壓力降低，其 特徵在於從初始階段開始到第二階段結束一直施加熱及歷 力在該重疊區域6 在較佳方法的最後階段裡，熱及壓力係施在包括位在 該預定側上掩壓區域邊界的最後熱和壓力區域，從初始階 段開始到第二階段結束整個期間内一直施加熱及壓力在至 (請先閲讀背面之沒意事項再填寫本頁) ·1111(11 ·ΙΙ - - ---II . 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公龙） ^42379 A7 __ B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（6 ) 少一部分擠壓區域。 第二階段可以是最終階段，但是最好最終階段不立刻 跟隨第一階段，也就是第二階段與最後階段分開。第一 ^ 第二和最後階段較佳地連續進行。 最終壓力區域較佳比初壓區域更寬。 結果，本發明的第一觀點係關於在熔接物的臨界部份 裡產生增大，同時能在結合和未結合區域之間產生夠強的 邊緣線。其特徵在於在熱及壓力下運用熔接組件，其係利 用在一對可以改變薄膜夾層裡長條寬度的此等組件之間在 熱及壓力下互相滾動，藉此首先得到第一對僅佔熔接物一 部分最後寬度而且位於預定用來剝離之那一側的長條，接 著利用互相滾動延長該長條的寬度並釋放該預定側的熔接 壓力。 藉由方法的第一步驟，得到相當強的邊緣線，並藉由 方法的下一步驟，在熔接物變寬的同時確定產生強烈的增 大’並藉此變成能在其縱向裡產生強震盪，特別是當袋子 落地時避免震裂》 在該方法的較佳具體實施例裡，當仍黏在熔接棒而且 當材料仍是熔融狀時在最終產物裡未結合但經熱處理過且 增大在預定抗剝離側處的熔接物剝離掉（以下稱稱熱剝離） 〇 進行該熱剝離步驟至最終產物裡在未結合但經熱處理 過且增大區域裡夾層之二外薄膜的最内表面之間呈至少 45°的程度，其中這些區域邊緣在結合區域上 ---.---.------t--- (請先閱讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) -tr*- -線- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNSM4規格（210 X 297公釐） 9 442379 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 五、發明說明（7 ) 熱剝離的效應在第3a和b圖裡明白地敘述，而且從其 得知’最終產物裡的抗冷剝離性增加。 此外，本發明的第一觀點較佳地以下列方式進行：在 熔接方法結束時（在最終階段裡）最高的熔接壓力係施加在 相反於預定侧的熔接側上。這促進熔接物在基本側（即， 預定侧）裡增大，而且擠壓熔接材料甚至可能從不需要溶 接厚度之那一側到熔接厚度是基本的那一側。 本發明較佳地包括聚合物材料在熱和壓力下通過一對 熔接組件之間。至少一個組件具有適合的形狀，以致於藉 由相互滾動達成所需要的效果。舉例來說，其中一個組件 可以是平坦的’而且另一個可以具有一般橢圓形或橢球的 形狀，以致於當滾動時材料售熱及壓力而改變寬度。 定言之，本發明的第一觀點較佳地以下列方式進行： 至少一熔接組件的表面是一般楔形，在壓力和熱下的帶子 —開始包括楔子的頂端和一部份楔子的兩側，並在換子頂 端上相互滾動，使得在滾動之後，持續熱和壓力以達模子 一側的全長，而且壓力通常從楔子的另一側釋放。 楔子的頂可以弩曲或變平。較佳地繞著頂或彎曲項的 彎曲中心滾動。 在該方式裡’熱封接係以二個向需要高震盪剥離強度 之那一側開口的熔接組件之間的角度而開始第一階段，如 上述的"前置實驗”，但是為了能容易適整該角度以獲得 所要的夾層’最好在直邊緣線和高度增大之間達成妥協。 為了要達成上述在熔融的狀態裡剝離，係較佳地調整 * n n I I n I n fK at t - I (請先M讀背面之注意事項再填寫本頁) -ij· -線* 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 10 442 379 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 B7五、發明說明（8 ) 聚合物組成物，熔接溫度和熔接組件的表面，以使薄膜夾 層也在釋放熔接壓力之後黏到熔接棒。 較佳地使用輔助棒以協助熱剝離作用而且確定不論薄 膜材料和棒之間黏度多強，經熔接之薄膜夾層也能從熔接 棒釋放。 如第2圖所示’進行本發明第一觀點的實際方式係使 用一對熔接棒’一個溶接棒通常為楔形，而另一個通常是 平坦的並且有彈性的。彈性可以該圖所示的傳統方式達成 ，其中在加熱帶和真實彈性材料（Si-橡膠）之間具有堅硬之 絕熱和電絕緣材料（”石棉取代物”）的相當薄的板子β這已 知可以炼接各種厚度的薄膜夾層，尤其是包括稽片3及或 縱向縫合線的袋子材料。二者擇一地，彈性可以藉由在加 熱帶上使用強化Si橡膠的薄膜而達成.強化si橡膠的相 似薄膜同樣地可以用在楔形的熔接棒上》 本發明第一觀點之另一發展的特徵在於終止熔接之後 ’炫接組件係進一步地互相地在一或多個位於強迫第二壓 力區相反於預定剝離側之組件部分側的伸展部上滾動，因 此完全地釋放熔接的壓力，該伸展部係保持在低於熔接所 需之溫度的溫度，而且調整伸展部以在至少一部分冷卻週 期裡保存薄膜夾層，因而避免或降低在其縱向裡熔接物的 收縮。 冷卻最好以在保持期間内在熔接物至少一表面上吹動 冷卻空氣的方式進行。 有關冷卻時利用熔接組彼此件的相對滾動係為本發明 I ： M - ----— It· — — —扁- {請先《讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國固家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

J 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（9) 的第二觀點而且可以獨立地由第一觀點實踐。 在該觀點裡，係提供一種與至少二個可熱收縮聚合物 材料的薄膜一起熱封接的方法，其中加熱以使每個薄膜裡 的材料在薄膜平面裡緊縮而且厚度增大，並在擠壓區域裡 同時施壓以得到熱封接物，該熱封接物包括結合區域和在 至少一侧上包括其中薄膜增大的區域，熱和壓力係由熔接 組件施加而且熱封接物是直線，該方法的特徵在於打開溶 接組件的步驟包括在將棒在熔接物另一側上該之該組件的 伸展部上彼此滾動時，該伸展部係保持在低於最小熱封接 溫度而且伸展部係在至少一部份冷卻週期内保存薄膜夹層 以降低熔接物在其縱向裡的收縮。 本發明也包括由所述之方法和裝置所得的產物，其構 成的細節係由方法的說明中顯然可知。 本發明的如此裝置係包括反置之熱封接組件的熱封接 臺，加熱至少一個熱封接組件所用的加熱裝置，加熱時向 彼此互相移動所用及反向移動組件所用的啟動裝置，將至 少二個聚合物薄膜之夾層飼進熱封接臺，使得夾層是在熱 封接組件之間所用的裝置，和將熱封接夾層遠離熱封接臺 所用的裝置，其特徵在於熱封接組件係調整至越過夾層上 初始壓力區域同時施加在初始組件區域之間的薄膜夾層熱 和壓力，及越過夾層上第二壓力區域同時施加在第二组件 區域之間覆蓋該初始壓力區域上的薄膜夾層熱和壓力，第 二組件區域包括在該初始組件區域外面但與其相鄰之熱封 接組件的區域。 ---.--------丨裝--------訂！-----線 i - (請先閲讀背面之注*^項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公釐） -12 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 442379 A7 ___B7________ 五、發明說明（10 ) 於該裝置中’較佳地將熱封接組件調整至同時地施加 熱及壓力在最後組件區域之間夾層上的最終壓力區域上。 至少一個熱封接組件可以是橢圓形，藉以組件在橢圓 形組件相對另一個組件滾動時施加熱和壓力在不同寬度的 壓力區域上。最好至少一個熱封接組件是楔形。 該裝置可以使用熱封接棒或可以使用帶式溶接法。該 後者的方法通常用來做封閉填充袋。袋子站在運送裝置皮 帶上並且不斷地通過熔接裝置。這包括二個不停的熔接帶 ’其通常是薄金屬或是以玻璃強化的鐵弗龍，皮帶以運送 裝置皮帶相同的速度移動，抓住袋子的頂端並使其在與皮 帶一起施壓時通過一或多個加熱器塊體。熱係傳輸通過一 或二個塗封物帶進入囊袋中並且進行熔接β接著是冷卻元 件與皮帶接觸。此外立刻在這些塗封物帶之下將抓住並使 囊袋頂端的載體皮帶移動。在該具體實施例裡，其中一個 皮帶可以幾乎如慣用帶一樣平坦，而另一個可以是可撓的 和使其通過配合該皮帶輪廓之具有狭槽的加熱器塊體。 有關於產物，本發明的第一觀點明確而言係關於經熱 封接而得的薄膜材料夾層，其藉由材料在結合區域裡及在 溶接物該預定側上未結合薄膜材料的緊鄰區域裡材料的緊 縮作用而增大預先測定一側的高震盪剝離強度，其特徵在 於該未結合薄膜材料區域裡的增大部分至少是在結合邊緣 距離内夾層之外薄膜厚度的兩倍，該距離也至少是未增大 薄膜的兩倍’及其特徵在於在未結合但增大之區域裡夾層 的二個外薄膜的最内表面之間呈至少45。，其中這些未結 本紙張尺度適用中國國家標HMCNS)A4規格（21G X 297公» ) -一 13 - — ！ I ! I i β 1!! "5^ ΐ請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 442379 B7 Μ " 五、發明說明（11 ) 合但增大之區域與結合區域相鄰。 該結構對震盪剝離強度而言是理想的。 C請先閱讀背面之注f項再填寫本頁) W0 89/10312揭示保護縫合線避免震盪作用的冷凸起 圖樣。該案稱"震盪吸收帶"的圖樣係為在袋子“邊緣掉落” 期間吸收一部分施加在熔接物上的震盪，而當圓樣指得是 ”襠片凸起圖樣"時，則在平落期間緩和撕裂力量。為了袋 子掉落功效的的最佳化，根攄本發明第一觀點的熔接作用 最好溶入此等保護熔接物之預防措施的觀點而改良之。 本發明將以下列圖式（該圖式已在上述說明中當作參 考）進一步地描述。 第1圖是傳統熱封接組合薄膜的主要概視剖面圊，每 一個具有相當高程度的分子定向。圖式說明當熔接物的未 結合部分沒有因增大而得到強度時震盪剝離強度很差的主 要理由。 第2圖是進行本發明熔接法之較佳裝置的概視®。 經濟部智慧財產局負工消費合作社印製 第3a圖是縮影片的26倍放大圖，其顯示在熔接物主要 部分，即“2-層”部分裡定向薄膜之間的熔接物剖面圊。為 了能夠再現，就在以相片顯現結構之後修改縮影片。熔接 物係得自實施例的方法而且圊式因此作為說明及證明本發 明二項用途。第3b圖也從縫合線的“2-層”部分及由實施例 的方法相似地再現，但是區段係切自大約縫合線的最臨界 位置，即距稽片褶層的交集只有1毫米。 第3c圖也由實施例的方法相似地再現，但是從襠片或 缝合線的“4-層”部分。 14 本紙張尺度適用中Η画家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 442 379 a? __B7_^__ 五、發明說明（l2) 第4圖是縮影片的20倍放大囷，其顯示實施例裡所用 之定向薄膜的剖面圖。顯示該剖面圚目的係為引證該目的 及解釋下列事實.第3a' b和c囷顯示非常不同厚度的薄膜 ’其中薄膜沒有熔融並且因此未增大。 圖形5a、b、c和d是根據本發明第一觀點所改良之帶 式塗封物的概視圈。第5a囷係表示整個製程周期，而第5b 圖則顯示第5a圖的截面B-B，而第5c、d圖則分別顯示截 面 C-C及 D-D » 在第1圖裡’（1)是高強度的未結合相當強定向薄膜。（2) 是熔接物的結合區域，其已失去定向但是但是由於厚度加 倍而具有所需的抗剝離性。（3)是熔接物的未結合區域，其 由於失去定向而損失強度’因此，除非該損失以增加厚度 的方式補償，否則在剝離期間可能破裂，尤其在結合區域 (2)的真正邊緣處。這越決定性，聚合物材料越僵硬。此外 ，因為如此的偏離現象在剝離期間造成，，刻痕效應"，使得 當結合的邊緣線明顯地偏離線性時該脆弱性夠嚴重。 除了有關於熔接组件相對於彼此滾動的特別特徵以外 ，本發明的熔接組件係以傳統裝置在脈衝熔接法或定溫熔 接法得到。定溫熔接法因實際理由之故而為較佳，但是加 熱裝置可以依如第2圖所顯示一般為脈衝熔接所用的方式 構成。（4)和（5)是電熱式的加熱帶（點阻帶），如剛才所述 地較佳保持在一定的熔接溫下》(4)彎成楔形，而（5)是平 坦的。兩者都覆上以以鐵弗龍塗層的玻璃纖維（6)或其他 適合在塗封物及熔融聚合物材料之間得到不太高也不太 本紙張尺度適用中困國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） · 15 - ----.---------裝· — _!1訂-------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 4 2 3 7 9 A7 ___B7 五、發明說明（13 ) 低黏度的材料片。（5)是用Si橡皮圈（7)做成而且具有彈性 ，其由石棉取代物的邊（8)保護避免熱侵害。（7)和（8)包陷 於金屬棒（9)内。這是用來吸收某程度厚度差異的傳統安 排方式。由於彎曲的楔形，因此加熱帶（4)無法以相似的 方式做成有彈性，然而這也是不必要的》該帶係在載體上 並且同時是絕熱的，而且由也從石棉取代物做成的棒（1〇) 隔熱。後者係包陷於金屬棒（11)内。 熔接爪的關及關動作最為實務上所用的是利用移動熔 接棒，當棒移到右邊時，該關及關動作係以雙箭號（12)的 符號表示·熔接棒相對於彼此的滚動，最為實務上所應用 的方式是左塗封物棒滾翻越過弩曲的楔形加熱帶頂線（4) ，以雙箭號（13)表示。 第2圖和該圖的說明係以下列方式與第3a，b和c囷對 應：所示的橫載面左側係為所示裝置的左側，而所示的溶 接物上端係為所示的熔接棒上端並且說明如下。 在二個楔形塗封物棒之間或一個楔形和一個平坦的塗 封物棒之間的熔接作用本身係為已知，因此因此對一個熟 習此項技藝者而言不難決定楔形棒的詳細設計。顯然地， 在二個熔接表面之間的角度不應該是銳角，或頂邊不應該 是尖銳的，以致於薄膜夾層被切割而非熔接。如第4圖所 示在上述二個表面之間的角度較佳為大約120。，而頂邊具 有半徑大約1毫米的圓。此外，塗封物棒兩者上之溶接表 面總寬度較佳為大約4毫米到10毫米。這些指示當然沒有 意謂著限制本發明的範圍》 本紙張尺度適用中困國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 16 丨 — — — — ιΊ !!' * 1 ! 訂- (請先《讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 442379 A7 _________B7__ 五、發明說明（I4) 上述頂邊的圓可以由塗封物帶（4)精確地弩曲而得。 精確的溫度控制可以藉由例如的熱電偶（未示出）進行，其 位於（8)和（10)内的洞中，以薄鐵弗龍膠帶使其與加熱帶絕 熱和斷電，並利用小塊發泡Si橡膠沿著該膠帶施壓。精確 溫度控制的其他傳統方法也可以使用。圈式中，顯示彆曲 塗封物帶（4)二侧等寬。然而’如果該帶的總寬度超過大 約6毫米’則最方便的是在此顯示為上側的那一側（也就是 形成熔接物臨界側的那一側）比另一側更宰。 熔接周期係開始於壓破（9)到左邊的爪關閉動作。最 好不應該結東在鎖住的位置，而是在溶接壓力下仍是小幅 地移動到右邊’或在滾動相反棒的影響下離開。舉例來說 ’（9)的開關動作可以方便地藉由空氣或水力方法（未示出） 進行。在第一熔接步驟裡，楔形棒可以是在如囷所示其對 稱位置或可偏離該位置。最適宜的位置係視例如薄膜夾層 裡的厚度變化而定，並且由實驗在未結合材料寬區域高度 增大及位於夾層結合與未結合區域間形成直線邊緣之間達 成妥協。 在接續的熔接步驟裡，左熔接棒係滾翻過楔子的頂邊 到二個塗封物帶（具強化鐵弗龍的蓋子）下部大部分彼此互 壓其上的位置。進行滾動的裝置未顯示出，但是可以也方 便地是空氣或水力方法》 為了終止熔接周期，有二種選擇。一種選擇係藉由輔 助棒（14)和（15)從棒釋放熔接物，其在藉由將（9)移到右邊 而打開爪之後行動。另一個選擇係包括楔形塗封物棒滾過 本紙張尺度適用中固國家標準（CNS)A4規格（210 * 297公釐） 17 — —— — — —Ί!--I · I I ----- -^·ίι — — 11^. {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 442 37 9 A7 B7 五、發明說明（15 ) 相當冷的伸展部16和Π的“滾過動作“，接著將熔接物以空 氣冷卻並同時也藉由空氣流從棒釋放後者，最後打開爪。 兩種選擇係示於第2圏，雖然正常來說其應該不一起施行 。當施行上述第一選擇方法時，薄膜夾層係位於棒（14)和 (15)之間。棒（14)是靜止的，而在熔接物黏住右塗封物棒 但打開爪時從左塗封物棒釋放的情況裡，（丨4)將抓回夾層 並且因此將熔接物剝離右塗封物棒。另一個輔助棒（15)可 如雙箭號（18)所指示般地移動。在此顯示在"等候位置”。 其功能為將熔接物剝離左（楔形）塗封物棒，在打開爪的情 況裡’使熔接物從右塗封物棒釋出但黏到左塗封物。因此 棒（15)在打開爪之後立即以機械推下達低到足以剝離的位 置，並在程序周期結束之前回到“等待位置，這些運動的 機械方法未顯示’但是可以方便地是空氣或水力方法。 使用輔助棒從塗封物釋放熔接並非一般的習慣，因為 傳統熔接法之目的在於獲得黏在棒塗封物的情形儘可能低 ，而且因此應用最低的可能溫度。反之，本發明目的係在 於垂直於熔接物長度的特別高收縮性，因此應用高溫為較 佳’且其目的亦在藉由熱剝離顯著的變形。結果，輔助棒 在本發明的這個觀點方面是有利的。 在為终止程序周期所用的第二選擇方法裡·其中左塗 封物棒係進一步地滾過相當冷的伸展部（16)和（17)-，釋出 較佳來自薄膜夾層二側的空氣喷射並且從兩個塗封物棒冷 卻熔接物。這些空氣喷射所用的喷嘴未顯示出，但是應該 大約坐落在棒（14)和（15)顯示的位置（上述後者通常不用於 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210x297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝-- -----訂·! !線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 18 A7 442379 ____B7__ 五、發明說明（16 ) 本釋放熔接物的更迭方法）》將伸展（16)和（17)打斷或另有 其他的方式形成空氣吹過的通道》該程序步驟期間内，薄 膜夾層堅固保持在（16)和（17)之間以避免橫向收縮。 在帶式熔接方法和在第5a到5d圈概要顯示的裝置梭， 19係為從上往下看欲以熱封接法封閉之填充袋的頂端。袋 子係站在運送裝置皮帶上，而且也由一組皮帶在袋子的每 一侧負載著並立刻放置在熔接裝置之下。這些皮帶未顯示 出。 20和21是無止盡的薄帶，較佳由塗上一層鐵弗龍的網 所做成的。其由輪子39驅動所有的5個皮帶和帶子係以 相同的速度驅動。 從第5b到5d圖可看出，20是一般的平帶而21具有V形 ’其V兩臂之間的角度例如是120度而且V的底部為圓底。 該V形帶在本發明的觀念裡具有類似第2圖所示之棒1〇的 外觀。值得注意的是當帶子通過輪子之上時自動失去其V 形，但當離開輪子時即恢復V形* 22到26係為利用可調式彈簧29向帶子施壓的加熱塊體 。該運動的導軌未顯示出。30到33係為在固定位置裡的加 熱塊體。同樣地，27和28係為彈簧29作用其上的冷卻塊體 ，然而35和36為固定的冷卻塊體》加熱器塊體裡有電熱式 元件和加熱塊體裡冷卻水所用的溝槽（未顯示）。將彈簧29 調至適當的熔接壓力》 當塊體30-36具有面對帶子之非描繪的表面時，塊體 22-28具有V形表面以與帶21的V形配合，並將其V形表面 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2】〇χ297公釐） ----- 丨丨！ I--^!| 訂· ----I!線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 19 A7 442379 B7____ 五、發明說明（17 ) 放在適於導引帶21扭轉的位置。此外，塊體23-28具有導 槽（”導袋”)38以幫助取得扭曲帶21所需的力量（見第5c和d 圖）。當袋子材料通過塊體22和30時，開始熔接的第一步 驟。在此"V"的位置從第5b围可知。當袋子材料通過塊 體28和36時’開始熔接的最後一個步驟，而且在此"v"的 位置從第5d圖可知。在這二個"V"位置之間的變化係以逐 漸扭轉的方式，逐漸改變從塊體23開始到塊體26結束的表 面而發生。這條路徑上的位置，即對應的區段B-B，係示 於第第5c圊。 在冷卻塊體27-28和35-36之後，帶21在該帶子通過較 長的塊體37之上時逐漸地緩和扭轉，該帶子的表面係引導 該逐漸鬆開的動作進行。 因溶接的情況而定，所述但是未示出之一組即在帶2〇 和21底下的運送裝置皮帶可以抵消或甚至避免垂直於熔接 物的熔融材料裡收縮。然而，這種不利的效果可以在任何 情況裡藉由在該運送裝置皮帶和塗封物帶入口之間的間隔 裡放煤屑在帶材料而完全地避免。 實施例 範圍 這表示（A)本發明第一觀點的應用，其以輕量接管法 (lightweight gusseted tubing)製造硬底熔接物，為了堅硬 起見，每隔2毫米即設有較厚的”肋"。為比較起見，係在 類似的條件下製造熔接物，但是（B)只使用熔接程序的第 一步驟’其中楔形塗封物棒站在其頂部，和（c)只使用熔 本紙張尺度適用中固國家標準（CNS)A4規格（2]〇χ297公釐） --I----------裝 -- -----訂----I---- (請先閱讀背面之注項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 20 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 4 2 3 7 9 A7 B7 五、發明說明（18 ) 接程序的最後一個步驟，其中相同的塗封物棒站在一表面 的整個伸展部上，二個封閉表面正好平行。這部分依循傳 統的炫·接法，每個加熱帶在邊緣處逐漸變小，以致也可以 在未結合邊界區域裡收縮《 ' 每個熔接物係嘗試在不同的位置震裂剝離並且仿照當 袋子落地時在熔接物及襠片褶之間的作用而震裂撕裂β此 外，以縮影片研究熔接物的形狀》 熔接用的裝置 使用第2圖所示的裝置，然而沒有冷的"伸展部"（16) 和（17)。楔形加熱帶（4)係彎曲120。，外彎曲半徑為1毫米 ，而且二側等寬。加熱帶4和5每個是5毫米寬。其溫度控 制在大約±3°C的範圍裡。塗封物棒9的開關動作和塗封物 棒10的依樞紐旋轉的作用係藉由空氣作用而進行。將塞子 調至控制熔接的第一步驟以加熱帶（4)在其對稱位置處（即 ，其每側與加熱帶（5>形成30。)的方式進行，及控制樞角是 37°。因此，在依柩紐旋轉之後，帶（4)的一側係形成角67。 ，而另一側與帶（5)呈7。，兩個角向上開口（請參考第2®裡 的位置）。輔助棒（15)也由空氣作用而移動。 襠管 這是利用WO 93/24928實施例1所描述的加交又積層 板做成的，不同的是該實施例裡，標準規格是62而本發明 實施例裡是每平方公尺80克，相當於厚度86微米，甚至進 —步不同的是高莫耳的高密度聚乙烯（在先前技術的實施 例裡為52.5%，而本發明實施例裡為60%)。如像先前技術 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x 297公爱） 21 — — — — — —---— I—k·! — 訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 442379 ____B7__ 五、發明說明（19 ) 的實施例所言，其它大部分為直鏈低密度聚乙烯，直接參 予熱封接的表層（”釋放/熔接層”)係形成15重量％而且包括 平面直鏈低密度聚乙烯。 簡短地重復舊例子所言，該交又積層板係以將3層管 狀薄膜共擠型開始製造，促進縱向的熔融液定向，以30。 進行螺旋狀切割以達到偏斜定向，和以非常特別的層壓和 雙轴伸展程序結束，其中凹槽滾筒係用來橫向伸展，而且 使用相當低的伸展溫度。該特別的程序係得到縮影片第4 圊所顯示的橫切面。 平面U形裡較厚的"肋"係提供每平方公尺積層板硬度 8〇克’其需要以一般的製袋機（包括“成型-填充·及·熔接” 機械）轉製成袋子，但是同時，不同的厚度使得熱封接法 更具決定性。交又積層板最後轉製成襠片寬度78公分的播 平管而且襠片之間的空間為23公分。在該轉製法裡，以炼 融黏著劑製得縱向的縫合線。 本發明的熔接程序（A) 將兩個加熱帶不變地保持在溫度175。(：。在時間的指 示係參考當爪開始關閉時的那一點。 在0.2秒時：到達爪關閉處，熔接壓力每公分〇 3〇公斤。 在0.6秒時：開始枢轉。 在0.8秒時：到達樞轉的結束位置，壓力增加到每公分ι 2 公斤。 在1·6秒時：頜骨的開始開始。 在1.8秒時：释放棒（18)開始移動。 H I I 1 I I I I I I I /(L·^ — — — —— — I— ·1111111 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -22 A7 442379 ___B7__ 五、發明說明（20 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在2.丨秒時•·楔形棒向後地枢轉到出發位置，襠管自動前 進到下一個開始熔接的位置β 在2.6秒時：釋放棒（18)開始移回》 在3.0秒時：熔接周期結束，預備好開始下一個周期。 熔接程序（Β)的第一改良實施例，做為比較用 上述的程序係藉由設定爪打開動作為〇·6秒，也就是 立刻在第一熔接步驟結束之後而改良。釋放棒（18)開始移 動的時間因此改變，但仍然發生在爪開始打開之後0.2秒 發生* 熔接程序（C)的第二改良實施例，做為比較用 程序（Α)係藉由一旦裝置給予爪關閉，即〇.2秒的訊號 ’則開始樞轉的方式而改良。沒有其他的改變》這表示， 不論枢轉多迅速，整個熔接過程係為向上開口 y角的”第 二步驟"（請見圚式）。熔接過程的前0.4秒係在每公分0.3 公斤的壓力下進行，而最後1.0秒則在每公分壓力1,2公斤 之下進行· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 雖然熔接的表面係機械固定而彼此形成7°角，如程序 (Α)所述，但熔接物之橫切面的顯微片類示熔接表面實際 上巳經是完全地平行，即熔接法係應當地仿照傳統的熔接 法（在機械固定和實厣發現之間的相差係解釋成熔接物的 “上部”裡稍微過熱及塗封物棒（8)的彈性有關。 觀察熔接和未熔接區域之間的邊緣 邊緣可藉由相層之間在黑色墨水上散佈去污劑而看得 到，然後在大約5和大約10倍顢微鏡下覲察- 23 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公釐〉 A7 ^42379 B7___ 五、發明說明（21 ) 根據程序（A)，即根據本發明所得的樣品，及程序（B) ，也就是本發明的第一步驟裡，即使在襠片内褶附近的臨 界區域裡從“2層’’變成“4層，，，邊緣也是直的。在根據程序 (C) 即沒有設計用來區分的初始步驟所製得的樣品，邊 緣看起來更有波浪得多而且尤其在上述臨界裡產生"跳躍" 〇 研究根據本發明，即程序（A)所製得之熔接物的橫切 面外觀* 請參考顧微片3a，b和c，其表示熔接物在三個主要不 同部分裡的橫切面，即 a) “2層”部分的主體； b) 緊鄰襠片部分之“2層”部分的臨界部分；和 c) 襠片或“4層’’部分。 縱向縫合線和熱封接物交集而且緊鄰該交集部的問題 係類似於熔接物通過襠>；而且緊鄰襠片的問題β 顯微片係顙示熔接物增大报多，不只在結合區域但是 也在廣大的未結合邊界區域。在第3a圚裡，熔接物在其最 厚的位置之未結合區域的上左枝為未增大薄膜的對應厚 度大約2.5倍。在從結合邊緣的距離裡面，距離是未增大薄 骐厚度的兩倍，經增大之未結合區域的厚度仍是未增大薄 膜之對應厚度的2.15倍。鑒於未增大材料在此比左枝裡未 增大材料薄得多，所以在右枝裡增大的情形可算是顯著得 多。如上所說明，在薄膜材料的各個未增大部分之間的這 些厚度差異係反映出"肋"結構，其從第4圖可看出而且故 本紙張尺度適用中因國家櫟準（CNS>A4规格（210 X 297公* > ----.------------- (請先Mtl背面之注意事項再填寫本I > 訂· .線 經濟部智慧財產局WT工消費合作社印製 24 A7 442379 ______B7___ 五、發明說明（22 ) 意製造以增強材料的硬度。 熱剝離作用已經得到熔接物的橫切面，包括其增大的 伸展部-乾草叉形或在2層區域Y形。在第3圈裡，在未結 合增大之薄膜部分的最内表面（後者邊緣在結合區域上）之 間的角度是大約75°。在第3b圓裡，其為大約1〇〇。〇可立 即瞭解是，該明顯的"分支"係係有助於熔接物的震盪剝離 強度。第3a，b和c圊三個圓形裡每一個的橫切面係顯示稍 微的Z形。當其將熔接物剝離加熱帶（4)上經強化的鐵弗龍 蓋時，這造成輔助棒（15)動作•然而，這稍微的Z形沒有 影響熔接物的強度，也沒有正面影響也沒有負面影饗。 測試方法 如導言所述，掉落在邊蝝上的袋子係造成熔接物頂端 和底部直線震逢剝離，然而襠袋平落係造成熔接物及内檔 片褶之間的交點偁斜剝離》該類型偏離剝離在以下視為襠 片撕裂。同樣在導言裡也提及，當袋子掉落時發生剝離或 撕裂的速度通常超過每秒5米，而且不存在任何在如此條 件下得到關於熔接強度之有效訊息的標準化測量方法β將 採用下列的方法測試直線震盪剝離的情形：垂直熔接物切 割20毫米寬的長條，並控制顯微銳，使得經過熔接物的切 口是乾淨的*在距熔接物35毫米緊握35處舌部而且用手以 最大的加速度撕裂樣品。小心的電子試驗係顯示我的手在 這些條件下到達每秒5.5米± 10%的相對速度。如果薄膜長 條在破裂之前永久地延長（定向），則熔接物視為巳經通過 測試。如果熔接物邊界破裂而沒有發生任何的舌部定向， 本紙張尺度適用中國园家楳準（CNS)A4规格（2】0χ297公釐） -------..--------- (請先閲讀背面之注*事項再填寫本頁) 幻· -線. 經濟部智慧財產局員工消贄合作社印製 25 442379 A7 ___B7_ 五、發明說明（23 ) 則熔接物已經測試失敗。 (請先閲讀背面V注意事項再填寫本頁) 襠片撕裂強度則以相似的方式測試。一方面抓緊襠片 褶層而另一方面將熔接物從距交點和樣品兩者35毫米處以 可能最快的速度，即每秒5.5米土 10%撕開如果因此在交 點處撕成一裂縫，則熔接物已失敗，否則即經過測試。 結果 ”經過"簡寫為P，”失敗M簡寫為F。 (A) 係指本發明製得的熔接物； (B) 係指只由第一步驟製得的熔接物； (C) 係指以相同熔接裝置但調至仿照傳統熔接法所製得的 熔接物。 在熔接物之2層部分的主體裡垂直剝離：

(A) IOP，也就是 100%P

(B) 2P，3F，也就是40%P

(C) 9P，IF，也就是90%P 在熔接物之2層部分裡垂直剝離：

(A) 10P，0F，也就是 100%P

(B) 0P，5F，也就是0%P 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印製

(C) 2P，8F，也就是50%P 襠片撕裂測試：

(A) 10P，也就是 10〇%P

(B) 0P，5F，也就是0%P

(C) 1P，9F，也就是 10%P 這些結果清楚地顯示本發明的效率《 26 本紙張尺度適用中國國家楳準（CNS>A4规格（210* 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印則农 442 3 7 9 Δ„ Α7 _Β7_五、發明說明（24 ) 元件標號對照 1…定向薄膜 2…結合區域 3…未結合區域 4，5…熔接棒 6…玻璃纖維 7…橡皮圈 8…邊緣 9，11".金屬棒 10…石棉棒 12，13，18…方向 14，15…輔助棒 16，17…伸展部 19…填充袋的頂端 20，21…薄帶 22，23，24，25，26，30，3卜 32，33…加熱塊體 27，28，35，36…冷卻塊體 29…彈簧 34，37…塊體 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2]0^ 297公釐） 27

Claims (1)

1. AS B8 C8 D8 補充 公告本j 442379 六、申請專利範圍 第861 17397號專利申請案申請專利範圍修g 修正曰期：90年4月 一種將至少二層定向, 的方法，财純括下㈣料相㈣接在1 將二層薄膜加熱，藉此使每一薄膜中的 面中收縮而使厚度增加， 專联千 同時施加壓力至擠壓區域中之該臈，以產生 接，該熱封接包括-結合區域，與—至少位於—侧上的、非 結合區域，於該非結合區域中該薄膜漲大，其中熱和壓力 係由封接棒施加而且該熱封接是呈直線性， 該方法的特徵在於打開封接棒的步驟，該步驟包括令 該等封接棒相對於彼此滾動，而越過該封接之一侧上的該 等封接棒伸展部，該伸展部係保持在一低於最小熱封接溫 度之溫度下，而且該伸展部適於在至卜部份之冷卻週期 内保存薄膜夾層，以降低該封接物在其縱向方向内的收 縮。 • 如申Μ專利範圍第1項之方法，其中該材料，係在施加 一抗收縮力期間内，以於該封接之至少一表面上吹動冷卻 空氣的方式而被冷卻。 如申請專利範圍第1或2項之方法，其特徵在於該冷卻 空氣流過固持薄臈夾層的伸展部區域，該伸展部被建 呈斷續的圖樣以使氣流通過。 一種熱封接裝置，其包括： 一具有相對的熱封接組件之熱封接臺， 加熱構件’其用以加熱至少一個熱封接組件， 啟動構件，其用以在該等組件被加熱時使之朝向彼 本紙張尺度適用中國國家標準(〇^)A4規格7½ X 297公蠱) Μ ----訂 --------線 (靖先閲請背面之注意亊項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 •28- 442379 AS Βδ CS D8 經濟部智慧財產局員X消f合作社印t 六、申請專利範圍 此移動’以及用以使該等組件背向彼此移動的， 用以饋進的構件，其將一由至少二層聚合物薄膜所 構成之喪層饋進熱封接臺，藉此使夹層位在熱封捿組件之 間，以及 用以移動的構件，其將熱封接夾層移離熱封接臺， 藉此該熱封接組件被做成適於同時施加熱和壓力至 位在初始組件區域之間的薄膜夾層， 藉此位於每個薄膜内的材料於薄膜平面中收縮且在 厚度上涨大以查生一熱封接’該熱封接包括一結合區域以及 至少在一側上有一個非結合區域，位於該非結合區域中的薄 膜被漲大， 該熱封接裝置之特徵在於，該相對的熱封接組件每 個包括至少一個伸展部，該伸展部位在相對於初始組件區域 之該第二組件區域之邊緣外，該伸展部適於被保持在一低於 預定最低熱封接溫度的溫度’該熱封接裝置包含用以移動之 構件’該構件使該等伸展部向彼此移動，以施加機械力於薄 膜夾層上’而避免夾層沿著熱封接組件長度之方向產生收 縮* 5. 如申請專利範圍第4項之裝置’其中該熱封接臺包括冷卻 構件’該構件用來在熱封接形成後，冷卻位於一薄膜夾層 之熱封接内的材料。 6. 如申請專利範圍第5項之裝置，其中該冷卻構件包括一空 氣風箱，該風箱在熱封接處導引冷空氣。 7. 如申請專利範圍第4項之裝置，其中位在至少一熱封接組 件上的該伸展部，係沿著該组件斷斷續續，藉此，該冷空 氣可以橫過一薄膜夹層的表面而流過該伸展部。 -29- 本紙張尺度適用中國囲家楳準（CNS)A4规格（210 * 297公 —.—.------襄--------訂---------線r (讀先|»讀背面之注意事項再填寫本頁)