TWI792612B - 塑料薄片之超音波熔接結構 - Google Patents

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Abstract

一種塑料薄片之超音波熔接結構，其包括有在兩個塑料薄片相疊處以超音波焊頭接觸下壓所形成之一凹陷區，此凹陷區具有兩個呈排齒狀之長邊緣，二者係以齒峰與齒峰相對，且齒谷與齒谷相對，其中凹陷區中於兩個長邊緣相對之齒峰之間分別具有一由熔融溢料構成之凸塊。本創作可在未設有導熔線的前提下確實使塑料薄片結合，且達到水密需求，據此解決塑料薄片在熔接結合上的難題。

Description

塑料薄片之超音波熔接結構
本發明與塑料體之超音波熔接技術有關，尤指一種可將塑料薄片確實熔接的超音波熔接結構。
塑膠與塑膠之間的結合可以透過超音波熔接技術達成，其原理係藉由超音波的振動頻率，使相接觸的兩個塑膠元件之間產生高頻摩擦而升溫，進而形成熔融狀態以連接在一起。
利用上述的技術原理，業界開發出一種如第５圖所示的熔接技術，係於欲相接的其中一個塑膠元件７１上預先成形一個導熔線７１１，即一塑料凸塊，並以其與另一個塑膠元件７２抵接，該導熔線７１１會在施加超音波之後熔融，進而散佈在兩個塑膠元件７１、７２的相接面上，待冷卻之後便達到固化連接的效果。
然而上述的導熔線不適合成形在塑膠薄片上，因而兩個塑膠薄片之間的結合並非容易的事，更遑論要達到水密的需求。習知的做法大多是如第６圖所示地使兩薄片８１、８２相疊，再將超音波焊頭直接抵壓在兩薄片８１、８２相疊處使塑料熔融結合。惟此做法除了焊部８３不平整之外，還很容易發生虛焊的現象，即焊部８３內含有空洞８３１，會影響到結合的強度。更甚者，為了達到水密要求，則只能加寬熔接的區域，如此更增加發生虛焊的機率，陷入惡性循環。
有鑑於此，如何改進上述問題即為本發明所欲解決之首要課題。
本發明之主要目的在於提供一種塑料薄片之超音波熔接結構，其可在未設有導熔線的前提下確實使塑料薄片結合，且達到水密需求，據此解決塑料薄片在熔接結合上的難題。
為達前述之目的，本發明提供一種塑料薄片之超音波熔接結構，其包括有在兩個塑料薄片相疊處以超音波焊頭接觸下壓所形成之一凹陷區，該凹陷區具有兩個呈排齒狀之長邊緣，二者係以齒峰與齒峰相對，且齒谷與齒谷相對，其中該凹陷區中於兩個該長邊緣相對之齒峰之間分別具有一由熔融溢料構成之凸塊。
較佳地，這些凸塊構成一直線排列。
本發明更提供一種塑料薄片之超音波熔接結構，其包括有在兩個塑料薄片相疊處以超音波焊頭接觸下壓所形成之一凹陷區，該凹陷區具有呈排齒狀之一第一長邊緣及一第二長邊緣，二者係以齒峰與齒谷相對，其中該凹陷區中設有複數個分別與該第一長邊緣之各齒峰位置對應之第一凸塊，以及複數個分別與該第二長邊緣之各齒峰位置對應之第二凸塊，其中該第一凸塊及該第二凸塊係由熔融溢料構成。
較佳地，該第一凸塊構成一直線排列，該第二凸塊構成另一直線排列。
本發明之上述目的與優點，不難從以下所選用實施例之詳細說明與附圖中獲得深入了解。
請參閱第１、２圖，所示者為本發明提供之塑料薄片之超音波熔接結構的第一實施例，其包括有在兩個塑料薄片１Ａ、１Ｂ相疊處以超音波焊頭接觸下壓所形成之一凹陷區２，該凹陷區２形成長條狀，其兩側分別定義為一第一長邊緣２１及一第二長邊緣２２，二者均形成排齒狀而界定具有齒峰與齒谷。該第一長邊緣２１之齒峰２１１係與該第二長邊緣２２之齒峰２２１相對，且該第一長邊緣２１之齒谷２１２係與該第二長邊緣２２之齒谷２２２相對。上述該凹陷區２中，相對應之該第一長邊緣２１之齒峰２１１與該第二長邊緣２２之齒峰２２１之間分別具有一由熔融溢料構成之凸塊２３，且這些凸塊２３構成一直線排列。
上述兩個塑料薄片１Ａ、１Ｂ之間的熔接結構係由如第３圖所示的超音波焊頭３１及壓模３２實施而成。首先將兩個塑料薄片１Ａ、１Ｂ以一部分相疊，在相疊處的下方放置一壓模３２，再將超音波焊頭３１從相疊處的上方靠近，並將兩個塑料薄片１Ａ、１Ｂ向下抵壓於該壓模３２上。上述該壓模３２具有排齒狀的外形，中間部分設有一排溢料孔３２１，而超音波焊頭３１產生超音波的振動頻率，使相接觸的兩個塑料薄片１Ａ、１Ｂ之間產生高頻摩擦而升溫，進而形成熔融狀態。接著透過壓力使熔融的兩個塑料薄片１Ａ、１Ｂ迫緊於該壓模３２上，則面對該壓模３２之塑料薄片１Ａ、１Ｂ留下與該壓模３２形狀相對應的壓痕，而被擠壓的熔融塑料則溢出至該溢料孔３２１中，待冷卻後形成該凸塊。如此便可使兩個塑料薄片１Ａ、１Ｂ緊密固定結合，即為本發明所欲主張保護的熔接結構。
本發明之塑料薄片１Ａ、１Ｂ的熔接結構相較於習知技術將兩片薄片直接進行熔接者而言，如第２圖所示，其熔接成形區域較習知的熔接成形區域（兩虛擬鏈線４之間的區域）為小，由於施作面積較小，則可減少發生虛焊的情形，令兩塑料薄片１Ａ、１Ｂ之間的結合更加穩固，同時達到堅實的水密效果。反過來說，本發明可在較小的熔接施作面積之條件下就可達到習知大面積熔接的結合效果及水密效果，據此產生節省材料降低成本之功效。
第４圖所示者為本發明之第二實施例，其包括有在兩個塑料薄片５Ａ、５Ｂ相疊處以超音波焊頭接觸下壓所形成之一凹陷區６，該凹陷區６形成長條狀，其兩側分別定義為一第一長邊緣６１及一第二長邊緣６２，二者均形成排齒狀而界定具有齒峰與齒谷。該第一長邊緣６１之齒峰６１１係與該第二長邊緣６２之齒谷６２２相對，且該第一長邊緣６１之齒谷６１２係與該第二長邊緣６２之齒峰６２１相對。上述該凹陷區６中設有複數個由熔融溢料構成的第一凸塊６３及第二凸塊６４，其中該第一凸塊６３係位於與該第一長邊緣６１之各齒峰６１１對應的位置，該第二凸塊６４係位於與該第二長邊緣６２之各齒峰６２１對應的位置。上述該第一凸塊６３構成一直線排列，而該第二凸塊６４構成另一直線排列。
上述兩個塑料薄片５Ａ、５Ｂ之間的熔接結構係由超音波焊頭及壓模實施而成。首先將兩個塑料薄片５Ａ、５Ｂ以一部分相疊，在相疊處的下方放置一壓模，再將超音波焊頭從相疊處的上方靠近，並將兩個塑料薄片５Ａ、５Ｂ向下抵壓於該壓模上。上述該壓模具有排齒狀的外形，中間部分設有兩排溢料孔，而超音波焊頭產生超音波的振動頻率，使相接觸的兩個塑料薄片５Ａ、５Ｂ之間產生高頻摩擦而升溫，進而形成熔融狀態。接著透過壓力使熔融的兩個塑料薄片５Ａ、５Ｂ迫緊於該壓模上，則面對該壓模之塑料薄片５Ａ、５Ｂ留下與該壓模形狀相對應的壓痕，而被擠壓的熔融塑料則溢出至該溢料孔中，待冷卻後形成該凸塊。如此便可使兩個塑料薄片５Ａ、５Ｂ緊密固定結合，即為本發明所欲主張保護的熔接結構。
惟以上實施例之揭示僅用以說明本發明，並非用以限制本發明，舉凡等效元件之置換仍應隸屬本發明之範疇。
綜上所述，可使熟知本領域技術者明瞭本發明確可達成前述目的，實已符合專利法之規定，爰依法提出申請。
１Ａ、１Ｂ:塑料薄片 ２:凹陷區 ２１:第一長邊緣 ２１１:齒峰 ２１２:齒谷 ２２:第二長邊緣 ２２１:齒峰 ２２２:齒谷 ２３凸:塊 ３１:超音波焊頭 ３２:壓模 ３２１:溢料孔 ４:虛擬鏈線 ５Ａ、５Ｂ:塑料薄片 ６:凹陷區 ６１:第一長邊緣 ６１１:齒峰 ６１２:齒谷 ６２:第二長邊緣 ６２１:齒峰 ６２２:齒谷 ６３:第一凸塊 ６４:第二凸塊 ７１、７２:塑膠元件 ７１１:導熔線 ８１、８２:薄片 ８３:焊部 ８３１:空洞
第１圖為本發明第一實施例之立體示意圖； 第２圖為本發明第一實施例之局部示意圖； 第３圖為實施本發明之過程的立體分解示意圖； 第４圖為本發明第二實施例之局部示意圖； 第５圖為習知塑膠塊經超音波熔接之結構示意圖； 第６圖為習知塑膠薄片經超音波熔接之結構示意圖。
1A、1B:塑料薄片
2:凹陷區
21:第一長邊緣
22:第二長邊緣
23:凸塊

Claims (2)

  1. 一種塑料薄片之超音波熔接結構，其包括有在兩個塑料薄片相疊處以超音波焊頭接觸下壓所形成之一呈長條狀的凹陷區，該凹陷區具有兩個呈排齒狀之長邊緣，二者係以齒峰與齒峰相對，且齒谷與齒谷相對，其中該凹陷區中於兩個該長邊緣相對之齒峰之間分別具有一由該凹陷區被擠壓的熔融溢料構成之凸塊，且各該凸塊構成一直線排列。
  2. 一種塑料薄片之超音波熔接結構，其包括有在兩個塑料薄片相疊處以超音波焊頭接觸下壓所形成之一呈長條狀的凹陷區，該凹陷區具有呈排齒狀之一第一長邊緣及一第二長邊緣，二者係以齒峰與齒谷相對，其中該凹陷區中設有複數個分別與該第一長邊緣之各齒峰位置對應之第一凸塊，以及複數個分別與該第二長邊緣之各齒峰位置對應之第二凸塊，其中該各第一凸塊及該各第二凸塊係由該凹陷區被擠壓的熔融溢料構成，且該各第一凸塊構成一直線排列，而該各第二凸塊構成另一直線排列。
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