TWI764023B

TWI764023B - 用於高週波加工的複合結構及其製造方法

Info

Publication number: TWI764023B
Application number: TW108126925A
Authority: TW
Inventors: 許元儒; 徐正己
Original assignee: 厚生股份有限公司
Priority date: 2019-07-30
Filing date: 2019-07-30
Publication date: 2022-05-11
Also published as: TW202103897A

Abstract

本發明公開一種用於高週波加工的複合結構及其製造方法，其中用於高週波加工的複合結構的製造方法包括下列步驟：提供一基布層，其具有相對的一第一表面和一第二表面。形成一第一黏著層於所述第一表面上，並形成一第二黏著層於所述第二表面上。形成一表層於所述第一黏著層上，形成一内裏層於所述第二黏著層上，所述表層為熱塑性聚氨酯彈性體所形成，所述內裏層為一液型聚氨酯樹脂所形成。

Description

用於高週波加工的複合結構及其製造方法

本發明涉及一種複合結構及其製造方法，特別是涉及一種用於高週波加工的複合結構及其製造方法。

高週波加工是指利用頻率為100 kHz至300 MH的交流電產生高壓電場，以通過誘導加熱（induction heating）或誘電加熱（dielectric heating）的方式感應產生熱能於目標物件的表面，進而達到乾燥、熔接和鎔鑄的效果。

合成塑膠因為用途十分廣泛，而成為現今民生工業中的一個重要原料，而高週波加工則是合成塑膠物件常用的加工手段之一。合成塑膠物件可通過高週波加工而直接熔融接合，以此方式取代通過車縫或貼合來接合合成塑膠物件的方式，不僅可簡化製程步驟，並可維持產品外表的美觀。

然而，在高週波加工時，瞬間的加工溫度至少會達到300°C，因此，並非所有合成塑膠都能適用高週波的加工方式。為了增加合成塑膠對於高週波加工的適用性，合成塑膠除了要具備一定的高溫耐受性外，也必須具備一定的結構強度，以避免於高週波加工後產生龜裂或捲曲等缺陷。

本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種用於高週波加工的複合結構及其製造方法。

為了解決上述的技術問題，本發明所採用的其中一技術方案是，提供一種用於高週波加工的複合結構的製造方法，其包括下列步驟：提供一基布層，其具有相對的一第一表面和一第二表面。形成一第一黏著層於所述第一表面上，並形成一第二黏著層於所述第二表面上。形成一表層於所述第一黏著層上，形成一内裏層於所述第二黏著層上，所述表層為熱塑性聚氨酯彈性體所形成，所述內裏層為一液型聚氨酯樹脂所形成。

於本發明的一實施例中，形成所述第一黏著層和所述第二黏著層的步驟包括：於所述基布層的所述第一表面和所述第二表面上分別施加一黏著糊料，再乾燥所述黏著糊料，以形成所述第一黏著層和所述第二黏著層。

於本發明的一實施例中，所述黏著糊料於所述第一表面上的施加量為50 g/m² 至90 g/m² ，所述黏著糊料於所述第二表面上的施加量為50 g/m² 至90 g/m² 。

於本發明的一實施例中，於所述第二黏著層上形成一内裏層的步驟包括：於所述第二黏著層上施加一内裏糊料，再乾燥所述内裏糊料，以形成所述内裏層。

於本發明的一實施例中，所述内裏糊料於所述第二黏著層上的施加量為100 g/m² 至140 g/m² 。

於本發明的一實施例中，於所述第一黏著層上形成所述表層的步驟進一步包括：在125°C至165°C的溫度下，於所述第一黏著層上壓延一熱塑性聚氨酯彈性體薄膜，以於所述第一黏著層上設置所述表層。

於本發明的一實施例中，於所述第一黏著層上設置所述表層的步驟之前，在90°C至130°C的溫度下，混煉一熱塑性聚氨酯彈性體原料，以製得所述熱塑性聚氨酯彈性體薄膜。

為了解決上述的技術問題，本發明所採用的另外一技術方案是，提供一種用於高週波加工的複合結構，其可通過高週波加工與一目標物結合，用於高週波加工的複合結構包括一基布層、一第一黏著層、一第二黏著層、一表層以及一内裏層。基布層包括相對的一第一表面和一第二表面。第一黏著層和第二黏著層分別設置於所述第一表面和所述第二表面上。表層設置於所述第一黏著層上，所述表層為熱塑性聚氨酯彈性體所形成。内裏層設置於所述第二黏著層上，所述內裏層為一液型聚氨酯樹脂所形成。

於本發明的一實施例中，所述用於高週波加工的複合結構的厚度為0.01毫米至0.5毫米。

於本發明的一實施例中，所述表層與所述內裏層通過高週波加工而相互接合，且結合強度為30 kg/3cm至50 kg/3cm。

本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的用於高週波加工的複合結構及其製造方法，其能通過“內裏層為一液型聚氨酯樹脂所形成”以及“表層為熱塑性聚氨酯彈性體所形成”的技術方案，以提供一雙面用於高週波加工的複合結構，並具備一定程度的結構強度。

為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。

以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“用於高週波加工的複合結構及其製造方法”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。

應當可以理解的是，雖然本文中可能會使用到“第一”、“第二”、“第三”等術語來描述各種元件，但這些元件不應受這些術語的限制。這些術語主要是用以區分一元件與另一元件。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。

本發明提供了一種用於高週波加工的複合結構，其具有一定程度的耐熱性和結構強度。本發明的複合結構經高週波加工後，仍可維持原有的結構特性，不會因此產生龜裂或捲曲。

首先，請參閱圖1所示，圖1為本發明的用於高週波加工的複合結構的結構示意圖。複合結構S包括一基布層1、一第一黏著層2、一第二黏著層3、一表層4和一内裏層5。基布層1具有相對的一第一表面11和一第二表面12。第一黏著層2設置於第一表面11上，第二黏著層3設置於第二表面12上。表層4通過第一黏著層2設置於基布層1的第一表面11上，内裏層5通過第二黏著層3設置於基布層1的第二表面12上。表層4和内裏層5分別作為用於高週波加工的複合結構S的外表面和內表面。也就是說，本發明的用於高週波加工的複合結構S是一至少具有五層的疊層結構。

基布層1作為複合結構的基礎，其材料是影響用於高週波加工的複合結構S的結構強度特性的主要因素。於本實施例中，基布層1是由一紡織纖維基材所形成，紡織纖維基材的材料可選自聚酯纖維布、尼龍纖維布、棉布、聚酯尼龍纖維混紡紗布及其他不同組成纖維的混紡紗布中的至少一種。然而，紡織纖維基材的材料，可依實際用途而做不同的選擇，即本發明對基布層1的種類及材料沒有特別的限制。另外，基布層1的厚度可以為0.25毫米至0.50毫米，但不以此為限，基布層1的厚度可依不同用途及結構強度特性的需求設計其厚度。

表層4是由熱塑性聚氨酯彈性體（Thermoplastic polyurethane Elastomer，TPU elastomer）所形成，表層4的厚度可以為0.10毫米至0.30毫米，但不以此為限。熱塑性聚氨酯彈性體為合成橡膠的一種，其具有良好的耐用性和韌性、不易刮傷、成型後不易形變、絕緣性強以及耐熱性高的優點。並且，熱塑性聚氨酯彈性體的物性介於塑膠材料與橡膠材料之間，且具有卓越的物理及化學性能，故可廣泛地應用於不同的領域。舉例來說：本發明用於高週波加工的複合結構S可以作為製作包包或皮件製品的主要材料。此外，使用熱塑性聚氨酯彈性體作為表層4的材料，不僅可以避免現有技術中使用聚氯乙烯所衍生與塑化劑有關的環保問題，還可以增加複合結構對於高週波加工的適用性。

内裏層5是由一液型聚氨酯樹脂所形成，内裏層5的厚度可以為0.01毫米至0.02毫米，但不以此為限。一液型聚氨酯樹脂具有良好的成膜性質，且適用於高週波加工。如此一來，本發明的用於高週波加工的複合結構S的雙面皆可應用於高週波加工製程中，且相較於現有技術具有更佳的結合強度。

除此之外，本發明通過第一黏著層2和第二黏著層3的設置，可使表層4和内裏層5於基布層1上具有較強的接合強度。第一黏著層2和第二黏著層3是由二液型聚氨酯樹脂所形成，通過二液型聚氨酯樹脂的使用，可提升表層4和内裏層5與基布層1的密著性。具體來說，若第一黏著層2和第二黏著層3是由一液型聚氨酯樹脂所形成的，則在進一步加工時，表層4和内裏層5較容易自基布層1上剝離。也就是說，一液型聚氨酯樹脂相較於二液型聚氨酯樹脂雖具有較佳的成膜性質，但其接合效果較差。為了避免表層4和内裏層5於進行高週波加工時，因高溫而發生剝落、龜裂、捲曲等缺陷，本發明的用於高週波加工的複合結構S中，第一黏著層2和第二黏著層3是由二液型聚氨酯樹脂所形成。於本實施例中，第一黏著層2和第二黏著層3的厚度各自獨立可以為0.01毫米至0.02毫米，但不以此為限。

接下來，請參閱圖2所示，圖2為本發明的用於高週波加工的複合結構的製造方法的步驟流程圖。本發明的複合結構的製造方法首先進行步驟S100，提供一基布層1，基布層1具有相對的一第一表面11以及一第二表面12。

接著，進行步驟S102，形成一第一黏著層3於所述第一表面11上，並形成一第二黏著層4於所述第二表面12上。具體而言，於基布層1上形成第一黏著層2和第二黏著層3的步驟包括：使用表糊機於基布層1的第一表面11上，塗佈施加量為50 g/m² 至90 g/m² 的一黏著糊料，黏著糊料的組成包含100重量份的二液型聚氨酯樹脂和3至7重量份的異氰酸鹽架橋劑；接著，於160°C至200°C的溫度下，乾燥黏著糊料10秒至30秒，以於基布層1的第一表面11上形成第一黏著層2，再收捲成綑；然後，使用表糊機於基布層1的第二表面12上，塗佈施加量為50 g/m² 至90 g/m² 的黏著糊料，其組成如前所述，接著，同樣於160°C至200°C的溫度下，乾燥黏著糊料10秒至30秒，以於基布層1的第二表面12上形成第二黏著層3。換句話說，於基布層1上形成第一黏著層2和第二黏著層3的方式，可以是重複兩次單面塗佈工藝。

於其他實施例中，也可用相同的操作條件對基布層1同時進行雙面塗佈，即同時於基布層1的第一表面11和第二表面12上，同時塗佈施加量為50 g/m² 至90 g/m² 的黏著糊料，以節省製造時間。且同樣於160°C至200°C的溫度下，乾燥黏著糊料10秒至30秒，以便於基布層1的第一表面11上形成第一黏著層2，並於第二表面12上形成第二黏著層3。

本發明通過塗佈的方式提供黏著糊料，可使形成的第一黏著層2和第二黏著層3僅具有0.01毫米至0.02毫米的厚度。即使本發明的用於高週波加工的複合結構S至少包括五層疊層，但仍可維持整體厚度為0.01毫米至0.5毫米，使得本發明用於高週波加工的複合結構S具有質量輕、厚度薄的優點。

除此之外，於基布層1上形成第一黏著層2和第二黏著層3的方式並不限於前述塗佈的方式，也可通過含浸方式於基布層1的第一表面11和第二表面12上分別形成第一黏著層2和第二黏著層3。也就是說，可將形成基布層1的紡織纖維基材，浸於黏著糊料中。如此，黏著糊料不僅會附著於紡織纖維基材的表面，還會滲入紡織纖維基材內部的孔隙，故第一黏著層2和第二黏著層3可分別與基布層1保持良好的接合。於160°C至200°C的溫度下乾燥之後，便會於紡織纖維基材上形成完全包覆或部分包覆於紡織纖維基材外的第一黏著層2和第二黏著層3。並且，第一黏著層2和第二黏著層3可以是一體成型，並構成完全包覆於紡織纖維基材外的連續式黏著層。

在步驟S104中，形成一表層4於第一黏著層2上，形成一内裏層5於第二黏著層3上，表層4為熱塑性聚氨酯彈性體所形成，內裏層5為一液型聚氨酯樹脂所形成。

具體而言，形成一表層4於第一黏著層2上的步驟進一步包括：混煉一熱塑性聚氨酯彈性體原料，以製得一熱塑性聚氨酯彈性體薄膜的步驟；以及於第一黏著層2上，設置熱塑性聚氨酯彈性體薄膜，以形成表層4的步驟。

在製備熱塑性聚氨酯彈性體薄膜的步驟中，將熱塑性聚氨酯彈性體原料置於一混煉裝置中，並調控混煉裝置的溫度為90°C至130°C，將所有的原料成分混合均勻。熱塑性聚氨酯彈性體原料的組成包括100重量份的熱塑性聚氨酯彈性體塑膠粒，0.01重量份至0.10重量份的至少一種安定劑以及1重量份至5重量份的色料，且熱塑性聚氨酯彈性體的熔點為135°C至155°C。待熱塑性聚氨酯彈性體原料混合均勻後，投入薄膜產生裝置中，使用壓花輪施壓，以形成熱塑性聚氨酯彈性體薄膜。

在形成表層4的步驟中，使熱塑性聚氨酯彈性體薄膜通過壓延機，於125°C至165°C的溫度下壓延設置於第一黏著層2上，以於第一黏著層2上形成表層4。表層4的厚度為0.10毫米至0.30毫米。於一較佳實施例中，調控壓延機的壓延溫度為130°C至160°C。待冷卻後即可完成本發明的用於高週波加工的複合結構S。

具體而言，形成一内裏層5於第二黏著層3上的步驟進一步包括：使用表糊機於第二黏著層3上，塗佈施加量為100 g/m² 至140 g/m² 的一內裏糊料，內裏糊料為一液型聚氨酯樹脂，一液型聚氨酯樹脂的熔點為150°C至160°C。接著，於160°C至200°C的溫度，乾燥內裏糊料10秒至30秒，以於第二黏著層3上形成内裏層5。内裏層5的厚度為0.01毫米至0.02毫米。

本發明通過塗佈內裏糊料再乾燥的方式形成内裏層5，可使内裏層5具有較薄的厚度，相較於另外貼合一熱塑性聚氨酯彈性體薄膜的方式，可有效降低用於高週波加工的複合結構S的整體厚度，且仍可使用於高週波加工的複合結構S具有雙面可高週波加工的優勢。

本發明的用於高週波加工的複合結構S，根據JIS K 6722標準的試驗方法進行特性測試。由結果可知，用於高週波加工的複合結構S的拉伸強度為140 kg/3cm至160 kg/3cm。撕裂強度為3kg至5kg。以高週波連接後，表層4和表層4的結合強度為30 kg/3cm至50 kg/3cm。表層4和內裏層5的結合強度為30 kg/3cm至50 kg/3cm。內裏層5和內裏層5的結合強度為5 kg/3cm至10 kg/3cm。

[實施例的有益效果]

本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的用於高週波加工的複合結構及其製造方法，其能通過“內裏層5為一液型聚氨酯樹脂所形成”以及“表層4為熱塑性聚氨酯彈性體所形成”的技術方案，以提供一雙面用於高週波加工的複合結構S，並具備一定程度的結構強度。

更進一步來說，本發明所提供的用於高週波加工的複合結構及其製造方法，其能通過“黏著糊料於所述第一表面11上的施加量為50 g/m² 至90 g/m² ”以及“所述黏著糊料於所述第二表面12上的施加量為50 g/m² 至90 g/m² ”的技術方案，以使表層4和內裏層5可穩固的設置於基布層1上，在高週波加工後，表層4和內裏層5不會因高溫而變型捲曲，且不會大幅增加用於高週波加工的複合結構S的厚度。

更進一步來說，本發明所提供的用於高週波加工的複合結構及其製造方法，其能通過“内裏糊料於所述第二黏著層上的施加量為100 g/m² 至140 g/m² ”的技術方案，以維持内裏層5具有較薄的厚度，且提供雙面用於高週波加工的複合結構S。

以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。

1:基布層 11:第一表面 12:第二表面 2:第一黏著層 3:第二黏著層 4:表層 5:内裏層 S:用於高週波加工的複合結構

圖1為本發明用於高週波加工的複合結構的側面示意圖。

圖2為本發明用於高週波加工的複合結構的製造方法的流程圖。

1:基布層

11:第一表面

12:第二表面

2:第一黏著層

3:第二黏著層

4:表層

5:內裏層

S:用於高週波加工的複合結構

Claims

一種用於高週波加工的複合結構的製造方法，其包括：提供一基布層，其具有相對的一第一表面以及一第二表面；通過含浸以形成一第一黏著層於所述基布層的所述第一表面上，並通過含浸以形成一第二黏著層於所述基布層的所述第二表面上，其中所述第一黏著層和所述第二黏著層皆為二液型聚氨酯樹脂所形成；以及形成一表層於所述第一黏著層上，形成一內裏層於所述第二黏著層上，所述表層為熱塑性聚氨酯彈性體所形成，所述內裏層為一液型聚氨酯樹脂所形成；其中，所述第一黏著層和所述第二黏著層的厚度為0.01毫米至0.02毫米，且所述用於高週波加工的複合結構的厚度為0.01毫米至0.5毫米。
如申請專利範圍第1項所述的用於高週波加工的複合結構的製造方法，其中，於所述第二黏著層上形成一內裏層的步驟包括：於所述第二黏著層上施加一內裏糊料，再乾燥所述內裏糊料，以形成所述內裏層。
如申請專利範圍第2項所述的用於高週波加工的複合結構的製造方法，其中，所述內裏糊料於所述第二黏著層上的施加量為100g/m²至140g/m²。
如申請專利範圍第1項所述的用於高週波加工的複合結構的製造方法，其中，於所述第一黏著層上形成所述表層的步驟進一步包括：在125℃至165℃的溫度下，於所述第一黏著層上壓延一熱塑性聚氨酯彈性體薄膜，以於所述第一黏著層上設置所述表層。
如申請專利範圍第4項所述的用於高週波加工的複合結構的製造方法，其中，於所述第一黏著層上設置所述表層的步驟之前，在90℃至130℃的溫度下，混煉一熱塑性聚氨酯彈性體原料，以製得所述熱塑性聚氨酯彈性體薄膜。
一種用於高週波加工的複合結構，其可通過高週波加工與一目標物結合，所述用於高週波加工的複合結構包括：一基布層，其包括相對的一第一表面和一第二表面；一第一黏著層，其通過含浸而設置於所述基布層的所述第一表面上；一第二黏著層，其通過含浸而設置於所述基布層的所述第二表面上，其中所述第一黏著層和所述第二黏著層皆為二液型聚氨酯樹脂所形成；一表層，其設置於所述第一黏著層上，所述表層為熱塑性聚氨酯彈性體所形成；以及一內裏層，其設置於所述第二黏著層上，所述內裏層為一液型聚氨酯樹脂所形成；其中，所述第一黏著層和所述第二黏著層的厚度為0.01毫米至0.02毫米，且所述用於高週波加工的複合結構的厚度為0.01毫米至0.5毫米。
如申請專利範圍第6項所述的用於高週波加工的複合結構，其中，所述表層與所述內裏層通過高週波加工而相互接合，且結合強度為30kg/3cm至50kg/3cm。