TWM574554U - 雙面高週波加工複合結構 - Google Patents

Abstract

本創作公開一種雙面高週波加工複合結構。本創作的雙面高週波加工複合結構包含：一基布層、一保護層以及一壓延層。基布層具有一第一表面以及相對於第一表面的一第二表面。保護層設置於基布層的第一表面上。壓延層設置於基布層的第二表面上，以使基布層被設置於保護層以及壓延層之間。本創作所提供的雙面高週波加工複合結構在應用於雙面高週波製程時，相較於現有技術具有更佳的分離強度。

Description

雙面高週波加工複合結構 【相關申請案】

本新型係由台灣專利申請案第106137395號(申請日：2017年10月30日)發明案改請，該申請案之完整內容納入為本創作專利說明書的一部分以供參照。

本創作涉及一種複合結構，特別是涉及一種應用於雙面高週波加工製程的複合結構。

現今合成橡膠仍為一般工業、民生需求的重要材料，且使用聚氯乙烯(Polyvinyl chloride，PVC)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(Ethylene vinyl acetate，EVA)或將聚氯乙烯及乙烯-醋酸乙烯酯共聚物混合的複合材料十分常見。然而，聚氯乙烯具有耐候性不佳而極易因紫外光照射而變色及脆裂的缺點。另外，在聚氯乙烯的加工過程中必須添加可塑劑，以增加材料的柔軟性，但可塑劑易受到外在環境因素(如溫度、使用時間、pH值)影響而釋放到環境中，對環境造成污染。

另外，合成塑膠經過加工可以應用於救生、運動用品、工業用機械手臂連接縫產品。目前，高週波加工方式已漸漸取代了傳統車縫的加工方式。然而，高週波加工方式的製造過程中需要採用高達300℃以上的瞬間溫度，而現有技術的複合材料因成分比例或是製程方法，造成所製備的複合材料結構不耐高溫、易龜裂或材質強度過低的情況，以致無法有效應用於高週波的加工製程中。

因此，基於前述環保訴求以及製造過程上的困難點，有需要提供一種經過改良的塑膠複合材料。

本創作所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種雙面高週波加工複合結構。本創作所提供的雙面高週波加工複合結構可以通過其各層的成分選用以及組成配比而符合環保訴求，且可以良好適用於高週波加工製程中。

為了解決上述的技術問題，本創作所採用的其中一技術方案是，提供一種雙面高週波加工複合結構，其包含一基布層、一保護層以及一壓延層。基布層具有一第一表面以及相對於所述第一表面的一第二表面。保護層設置於所述基布層的所述第一表面上。壓延層設置於所述基布層的所述第二表面上，以使所述基布層被設置於所述保護層以及所述壓延層之間。所述壓延層是由40至60重量份的一聚氨基甲酸酯共聚物、40至60重量份的一乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、1至5重量份的一粉態安定劑以及0.05至0.5重量份的一色料所製成。

於本創作一實施例中，所述保護層是一疊層結構，且所述疊層結構包括一接著層以及一表面層，且所述接著層設置在所述基布層與所述表面層之間。

於本創作一實施例中，所述的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的醋酸乙烯酯的含量是介於10至20重量%之間。

於本創作一實施例中，所述保護層是由100重量份的水性聚氨基甲酸酯及3至10重量份的異氰酸鹽所製成。

本創作的其中一有益效果在於，本創作所提供的一種雙面高週波加工複合結構，其能通過“壓延層的特定組成”的技術方案，以使本創作的複合結構符合環保訴求，並提升其用於雙面高週波製程後的分離強度。

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

S‧‧‧雙面高週波加工複合結構

1‧‧‧基布層

11‧‧‧第一表面

12‧‧‧第二表面

2‧‧‧保護層

21‧‧‧接著層

22‧‧‧表面層

3‧‧‧壓延層

V‧‧‧烘箱

P‧‧‧保護膠料

圖1為本創作的雙面高週波加工複合結構的結構示意圖；圖2為本創作的雙面高週波加工複合結構的製造方法的流程圖；以及圖3為本創作的雙面高週波加工複合結構的製造方法中使用表面塗佈處理機進行塗佈的示意圖。

以下是通過特定的具體實施例來說明本創作所公開有關“雙面高週波加工複合結構”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創作的優點與效果。本創作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，在不悖離本創作的構思下進行各種修改與變更。另外，本創作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創作的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本創作的保護範圍。

應理解，雖然本文中可能使用術語第一、第二、第三等來描述各種元件或信號等，但這些元件或信號不應受這些術語限制。這些術語乃用以區分一元件與另一元件，或者一信號與另一信號。另外，如本文中所使用，術語“或”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所有組合。

首先，請參閱圖1所示，圖1為本創作的雙面高週波加工複合結構的結構示意圖。雙面高週波加工複合結構S包含基布層1、保護層2以及壓延層3。基布層1具有第一表面11以及相對於第一表面11的第二表面12。保護層2以及壓延層3分別設置在基布層1的第一表面11以及第二表面12上，如此一來，基布層1被設置於保護層2以及壓延層3之間。

在本創作中，基布層1可以選自尼龍布、聚酯纖維布、棉布、玻璃纖維布、聚酯尼龍纖維混紡紗布及其他不同組成纖維的混紡紗布的之至少一者。然而，本創作的基布層1的種類及材料不在此限制。

接下來，如圖1所示，在本創作中，保護層2可以是疊層結構，疊層結構包括接著層21以及表面層22，且接著層21設置在基布層1與表面層22之間。具體來說，通過設置接著層21與表面層22，可以精確控制設置在基布層1的第一表面11上的保護層2的整體厚度。舉例而言，接著層21與表面層22可以具有相同材料，且是通過重複相同的塗佈步驟在基布層1的第一表面11上形成的疊層結構。除此之外，接著層21可以用以確保表面層22與基布層1之間的黏附力。

保護層2是由100重量份的水性聚氨基甲酸酯及3至10重量份的異氰酸鹽(架橋劑)所製成。於本創作一較佳實施例中，保護層2是由100重量份的水性聚氨基甲酸酯及5重量份的異氰酸鹽所製成。針對保護層2的製備方法，將於稍後針對雙面高週波加工複合結構的製造方法的說明中進行敘述。

在本創作中，壓延層3是由40至60重量份的聚氨基甲酸酯共聚物、40至60重量份的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、1至5重量份的粉態安定劑以及0.05至0.5重量份的色料所製成。

事實上，熱塑性聚氨基甲酸酯共聚物(Thermoplastic Polyurethane，TPU，或稱聚氨基甲酸酯共聚物)為合成橡膠的一種，其具有耐用且極富韌性、不易刮傷、成形後不易形變、絕緣性強以及耐熱性高等優點。另外，聚氨基甲酸酯共聚物的物性介於塑膠材料與橡膠材料之間，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。在本創作中，是採用聚氨基甲酸酯共聚物與乙烯-醋酸乙烯酯共聚物兩者作為壓延層3的主要材料，藉此，可以避免現有技術使用聚氯乙烯而衍生之與塑化劑有關的環 保議題，還可以使得由此製成的複合材料良好適用於高週波加工。

除此之外，在作為壓延層3的原料時，聚氨基甲酸酯共聚物與乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的含量比例也需要經過控制。如上所述，用以製造壓延層3的材料包括40至60重量份的聚氨基甲酸酯共聚物以及40至60重量份的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。在上述含量比例之下，所製成的雙面高週波複合結構可以具有優異的機械性質。

另一方面，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的醋酸乙烯酯的含量是介於10至20重量%之間。於本創作一較佳實施例中，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的醋酸乙烯酯的含量是16重量%。具體而言，乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)共聚物是由乙烯(E)和醋酸乙烯(VA)共聚而成，具有良好的柔軟性，橡膠般的彈性，在-50℃下仍能夠具有較好的可撓性、透明性、化學穩定性且材料本身無毒性。

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的特性受VA含量、分子量、熔融指數(MI)影響；當熔融指數固定時，VA含量提高，其彈性、柔軟性，透明性等也隨著提高；VA含量減少，則剛性增高，耐磨性、電絕緣性亦提高，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物性能接近於聚乙烯；當VA含量固定時，熔融指數增加時，軟化點下降，加工性和表面光澤性改善；熔融指數降低，則分子量增大，衝擊性能和抗環境應力開裂性能便提高。在本創作中，為了確保使用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物作為原料之一的雙面高週波加工複合結構能夠在通過高週波加工製程之後具有優異的分離強度，是選用包括介於10至20重量%之間之醋酸乙烯酯的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。

另外，粉態安定劑可為鋇-鋅(Ba-Zn)系粉態安定劑，粉態安定劑可賦予聚合物在加工期間具有優良耐熱性與加工性，使用鋇-鋅(Ba-Zn)系粉態安定劑更優於鋇-鎘-鋅系熱安定劑，可避免鎘毒性問題。除了上述組分之外，也可依據所欲得到製品需求加入色料(例如染料、顏料或色粒)，以增加美觀或迎合特殊用途，使用比例 則可依據所需顏色進行調配。於本創作一實施例中，色料包含0.055重量份的紅色色料、0.005重量份的綠色色料及0.065重量份的藍色色料。

為了解決現有的技術問題，本創作復提供另外一種技術方案，本創作的雙面高週波加工複合結構的製造方法的流程圖，如圖2所示，首先，步驟S100包括混合聚氨基甲酸酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、粉態安定劑以及色料，以形成壓延膠料。具體而言，形成混合膠料的步驟(即步驟S100)還進一步包括：通過攪拌機均勻攪拌聚氨基甲酸酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、粉態安定劑及色料以形成預混物，再通過萬馬力機混煉預混物以形成壓延膠料，可視需求靜置3至5分鐘。通過步驟S100所預先形成的壓延膠料在後續步驟中是用以形成雙面高週波加工複合結構S的壓延層3。

接下來，步驟S102包括提供基布層1，其具有第一表面11以及相對於第一表面11的第二表面12。步驟S104通過表面塗佈處理機塗佈保護膠料P於基布層1的第一表面11上，以形成保護層2。形成保護層2的步驟還進一步包括在介於150至160℃的溫度，介於20至25碼/分鐘的產速以及介於50至70克/碼的塗佈量的條件下塗佈保護膠料P，述保護膠料P包括100重量份水性聚氨基甲酸酯以及介於3至10重量份異氰酸鹽。

於本創作一實施例中，形成保護層2的步驟S104還進一步包括重複通過一表面塗佈處理機塗佈保護膠料P於基布層1的第一表面11上，以形成包括接著層21以及表面層22的疊層結構。

以及，步驟S106通過一壓延機壓延步驟S100所製備的壓延膠料於基布層1的第二表面12，以形成壓延層3，具體而言，步驟S106是在介於50至60公斤/平方公分的壓力下進行。接下來，將通過實例例示本創作所提供的雙面高週波加工複合結構S的製造方法。

首先，混合下表1所列之用以形成壓延膠料的材料。具體來說，在本實例中，是先通過攪拌機均勻攪拌下列材料以形成預混物，再通過萬馬力機混煉預混物以形成待用的壓延膠料。

接著，請參閱圖3所示。圖3為本創作的雙面高週波加工複合結構S的製造方法中使用表面塗佈處理機進行塗佈的示意圖。在完成步驟S100後，提供由聚酯纖維織物(Polyester)製成的基布層1，並通過表面塗佈處理機以20至25碼/分鐘的產速，在基布層1的第一表面11上輪式塗佈保護膠料P，其中保護膠料P包括100重量份水性聚氨基甲酸酯及5重量份異氰酸鹽，塗佈量介於50至70克/碼。接者，將塗佈有保護膠料P的基布層1送入烘箱V以150至160℃的溫度固化，以形成接著層21，接續將形成有接著層21的基布層1進行收捲。接著，對經塗佈形成接著層21的第一表面再次重複上述步驟以再次塗佈保護膠料P，藉此在接著層21上形成表面層22。通過上述程序，可以在基布層1上形成包括接著層21及表面層22(接著層21與表面層22共同形成疊層結構)的保護層2。

最後，進行步驟S106，包括以150至155℃的溫度預熱上述壓延膠料，並通過壓延機將壓延膠料壓延成形於基布層1的第二 表面12，形成壓延層3。壓延成形的貼合壓力為介於50至60公斤/平方公分，藉此，得到本創作的雙面高週波加工複合結構S。

[實施例的有益效果]

本創作的其中一有益效果在於，本創作所提供的雙面高週波加工複合結構S，其能通過“壓延層3的特定組成比例”的技術方案，以使本創作的複合結構S符合環保訴求，並提升其用於雙面高週波製程後的分離強度。

具體來說，本創作實施例所提供的雙面高週波加工複合結構S適用於高週波加工製程，且經分析檢驗後，雙面高週波分離強度為每3公分10.0公斤(10kg/3cm)以上，顯著地高於現有技術所製備的含有聚氨基甲酸酯共聚物及乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的複合材料的分離強度(每3公分0.5公斤(0.5kg/3cm))。

藉由本創作所提供的特定壓延層3比例，以及其製備方法所得到的雙面高週波加工複合結構S，應用於雙面高週波製程相較於現有技術具有更佳的分離強度。

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

Claims (4)

1. 一種雙面高週波加工複合結構，其包含：一基布層，其具有一第一表面以及相對於所述第一表面的一第二表面；一保護層，其設置於所述基布層的所述第一表面上；以及一壓延層，其設置於所述基布層的所述第二表面上，以使所述基布層被設置於所述保護層以及所述壓延層之間；其中，所述壓延層是由40至60重量份的一聚氨基甲酸酯共聚物、40至60重量份的一乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、1至5重量份的一粉態安定劑以及0.05至0.5重量份的一色料所製成。
2. 如請求項1所述的雙面高週波加工複合結構，其中，所述保護層是一疊層結構，且所述疊層結構包括一接著層以及一表面層，且所述接著層設置在所述基布層與所述表面層之間。
3. 如請求項1所述的雙面高週波加工複合結構，其中，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的醋酸乙烯酯的含量是介於10至20重量%之間。
4. 如請求項1所述的雙面高週波加工複合結構，其中，所述保護層是由100重量份的水性聚氨基甲酸酯以及介於3至10重量份的異氰酸鹽所製成。