[发明专利]聚酯类型材熔合方法及装置

说明书

本发明涉及熔合方法及熔合装置

目前，诸如PVC等类型的不易回收，燃烧时产生大量有毒气体等的有毒性材料占使用的透明包装材料的较大比重，应运而生的PET类透明包装材料，材料本身无任何毒性，对接触的包装物不构成任何污染。其废弃物易回收，可重复再利用。在燃烧PET废料时，只产生二氧化碳和水，不会造成环境污染，所以能适用于食品、医药、烟酒的内外包装。被国际上推崇为取代其它塑料的品环保型材料而被广泛应用。

1997年9月由中国物质出版社出版的《塑料包装材料成型与彩印工艺》第436-439页中详细记述了关于聚对苯二甲酸乙二醇酯类合成树酯的熔合焊接事项。确如记载所述，对于厚度0.1mm以下的PET薄膜，能够利用脉冲与超声波热合，而对壁厚0.1mm以上的PET，利用上述方法，就会在熔合部分产生完全老化，熔合部位风化，所以实际上不可能进行熔合，这就限制了PET片材的推广及使用。

木发明的目的在于提供一种既能保证PET片材的稳定有效熔合，又不产生老化劣化的方法和装置。使PET这种环保型材料的推广和广泛使用成为可能。

本发明者对不同壁厚的PET片材的熔合进行了深入地研究，由于PET的熔合温度范围极小，超过此范围，就容易造成熔合不好或材料产生急速老化。传统的熔合方法是热量由材料外侧加热传入熔合面，使熔合面尚未达到熔合温度，外侧已老化、劣化。

本发明的方法，其特征是将发热体放置于熔合面之间，通过装置控制发热体的发热温度与时间，使熔合面材料熔化，对型材定时定量加压，使熔合面材料之间，熔合面与发热体之间充分熔合，从而达到熔合材料之间的稳定，牢固的熔合目的。

本发明的装置是一种能熔合PET类的合成树脂型材的装置，其特征包括：①提供脉冲大电流，控制加热时间和温度的加热装置。②对熔合面实施定时定量加压的加压装置。③对型材进行稳固定的定位装置。④具有阻隔热电绝缘功能的可升降的悬臂工作台。⑤发热体的张紧，夹紧装置。

本发明利用了交流电源经过电压调节器，通过调节电压的大小来控制发热体的温度，利用时间继电器来控制电流流过发热体的时间，通过多次实验，时间与电压配合得当，使熔合面材料在一定厚度范围内熔化，外部材质性能不受影响，这样可使PET熔合面既稳定牢固的熔合，又避免PET材料的老化分解。

本发明利用压缩空气压住定位好的型材与发热体，给加热体提供脉冲电流是通过放置于悬臂式工作台两端的弹簧电极。需要指出的是，电极之所以设计成弹簧式，目的在于既能使电极与加热体充分接触，又不至于影响工作台的上下运动。

当弹簧式电极与加热体接触同时，由电压调节器提供的脉冲电流使加热体发热，使与其接触的PET片材内面瞬间形成熔融状态，而片材与上下悬臂工作台接触的外面则不受影响，瞬间通电之后，由于加热定时器的启动，使电路切断，加热体停止发热。此时，由加压定时器控制的工作台仍对已熔合的片材与发热体施压，使其保持原状态。PET片材的再凝结温度为185℃，所以只需3-5秒种，即可使悬臂工作台上升，此时片材的两个面与发热体已牢牢地熔合在一起。

本发明装置中利用的悬臂式工作台台面应为阻隔热电传导的材料。本装置选用的是酚醛树酯胶板。并且对上、下工作台作了刮研处理，这样可使它们能更好地接触，设计成悬臂式是更方便地使型材装夹。

上述所涉及的发热体的张紧是靠压缩空气来实现；夹紧是靠工作台两端的定位孔以及定位孔上方的螺杆旋紧来实现。

本发明以聚对苯二甲酸乙二醇酯为中心进行了说明，但普遍适用于其他热塑型合成树酯材料。

图1是本发明与发热体通电加热的控制电路图。

图2是本发明熔合装置示意图。

在电路图中，发热体通过接于电压调节器2之后。输入电路的交流220V通过时间继电器1，经电压调节器变压后，电流流经发热体3，产生热量，使熔合面材料达到熔化温度，在加压和冷却之后，熔合面熔合。

图2是本发明中实施例使用的熔合装置。发热体4连结于前述电路。PET片材7、8利用本发明装置中的定位装置定位，然后将发热体4放于两片PET片材之间，发热体由压缩空气张紧后，再由夹块8固定夹紧，悬臂工作台5由压缩空气作用压下，同时，弹簧电极6与发热体4接触，则由电压调节器提供的脉冲电流由电极6流经发热体4，发热体发热将片材7、8内面熔融。由于悬臂工作台5、10的紧密压合，使发热体埋在两片材之间，经过3-5秒后，融熔的片材再凝聚。此时片材7、8与发热体4就稳定牢固地熔合在一起了。

实施例中使用的聚对苯二甲酸乙二醇酯熔点为258℃，熔化再凝结温度185℃。