專利名稱：塑料片材熔接在一起的方法及其采用之接頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以熱塑性樹脂制成的片材、薄膜或板材的熔接或熔合的方法，還涉及一種在該方法中所采用的接頭。
目前有一種將諸如聚乙烯片材之兩種塑料片材熔合的方法，其中熱板放入到兩片材側(cè)邊之間并沿其推動。由此制成的接長片材被用于各種設(shè)備或者結(jié)構(gòu)上之防水，例如垃圾坑、水箱、游泳池、辦公樓以及住房。
對于這一現(xiàn)有技術(shù)方法來說，待熔接的聚乙烯片材邊緣的所有表面區(qū)在短時間內(nèi)并非同時熔化。這樣，熔合互作不僅費力和費時，而且這些區(qū)域不可能被均勻地加熱以確保所有熔接區(qū)具有良好和可靠的粘合強度。
針對這些不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種省力且在短時間內(nèi)使塑料片材等與其他塑料片材熔接的新方法，其使片材等表面區(qū)均勻地加熱，從而得到可靠的高粘合強度。
在本發(fā)明一種優(yōu)選方式中，其包括以下步驟第一塑料片材兩側(cè)待熔接邊緣預(yù)整加互以及制作具有至少兩個可熔接區(qū)的塑料接頭，所說塑料接頭還具有埋置的導(dǎo)線件并且沿著每個可熔接區(qū)從這頭延伸到那頭；接著將塑料片材的邊緣放在接頭的可熔接區(qū)上；最后使導(dǎo)線件通電，以便使其加熱，由此使每個塑料片材邊緣與接頭的相應(yīng)可熔接區(qū)熔合。
本說明書中也提供由塑料制成且具有上述結(jié)構(gòu)的接頭，其中接頭為條帶狀構(gòu)件且具有至少兩個沿接頭延伸的可熔接區(qū)并且各自具有導(dǎo)線件，例如從頭到尾在可熔接區(qū)中埋置并通電能夠發(fā)熱的電線。
在本發(fā)明另一種優(yōu)選方式中，其包括以下步驟與另一塑料片材相連的第一塑料片材邊緣預(yù)整加互，以使其中一邊緣至少具有一與另一片材一邊緣接觸并熔接的邊緣，所說的至少一邊緣具有埋置并從這頭到那頭延伸的導(dǎo)線件；接著將塑料片材邊緣彼此放在一起；最后使導(dǎo)線件通電發(fā)熱，從而把塑料片材之邊緣相互熔接在一起。


圖1為第一實施例中提供且在本發(fā)明熔接塑料片材的方法的第一方式實例中所用的接頭局部透視圖；圖2為第一方式中采用圖1中所示接頭將塑料片材熔接在一起的透視圖；圖3為接頭的平面圖；圖4為圖1中所示接頭的一種改型的局部透視圖；圖5為采用第一實施例中的接頭將塑料片材熔接在一起的局部放大透視圖；圖6為接頭另一改型(有槽)的局部剖視圖；圖7為接頭的再一種改型側(cè)視圖；圖8為接頭的又一種改型側(cè)視圖；圖9為接頭的再又一種改型側(cè)視圖；圖10為第一方式另一實例中采用圖1中所示接頭將塑料片材熔接在一起的透視圖；圖11為第二實施例中提供且在下述方法的第一方式中所用的接頭的局部透視圖；圖12為圖11中所示接頭的一種改型的局部透視圖；圖13為本發(fā)明方法的第二方式的一實例中不借助于任何接頭將塑料片材熔接在一起的局部透視圖；圖14為以第二方式將塑料片材熔接的側(cè)視圖；圖15為以第二方式將一塑料片材熔接到另一片材的平面圖；圖16為以第二方式將塑料片材熔接在一起的局部透視圖；圖17為第二方式的另一實例，不借助于任何接頭將塑料片材熔接在一起的局部透視圖；圖18為第二方式的再一實例，不借助于任何接頭將塑料片材熔接在一起的局部透視圖；以及圖19為接頭與塑料片材正在熔接和已熔接的側(cè)視圖，其中接頭為上述第一方式中所用的改型。
以下，將參照圖1～12和19中所示接頭詳細(xì)地敘述塑料片材熔接方法的第一方式。
第一實施例中提供的以及圖1～5中所示的一類接頭1為插接形。這種接頭由長條塑料帶制成且具有一對U形槽3。所說的槽3在相對方向上開口并包含在公共平面中。每個塑料片材2的側(cè)邊可以將其整個長度插入到所說的槽中。
每條槽3的寬度與塑料片材2的厚度相等。其間限定的槽的每個側(cè)壁其厚度也大體上與所說塑料片材的厚度相等。
槽側(cè)壁的內(nèi)表面3a和3b分別與插入到每條槽3中的塑料片材的前、后表面緊密接觸。電線4作為導(dǎo)線件從接頭1的一頭一直延伸到另一頭。在側(cè)壁3a和3b中埋置的電線4在通電時會發(fā)熱。
焊接在每條電線4端部的接線柱5從帶狀接頭1的端部或者較短的側(cè)面之一中伸出。4條電線4的另外端部從另外較短的側(cè)面伸出并相互連接成交點“P”。圖4所示為一種改型接頭1，其中每條槽中上、下平行的一對電線4相互串接。這種連接是通過其U形彎曲部分4a置于一短側(cè)邊之內(nèi)和鄰近短側(cè)邊。這樣，兩單元接頭可以按照需要在其面對的兩端進(jìn)行對接焊，以便提供一個長度達(dá)單個接頭兩倍的加長接頭。
電線4作為導(dǎo)線件被埋置在接頭中，為了發(fā)出焦耳熱，其可以為一根根尼克洛姆鎳鉻耐熱合金(Nichrome)線(注冊商標(biāo))或相似材料。
圖1～4中所示的接頭具有擋塊6，其整體成形，從內(nèi)表面3a和3b上凸出。這些擋塊6比電線4更向里設(shè)置，以便防止每塊塑料片材2的內(nèi)端2a靠在每條槽3的底部3c上。這樣，在內(nèi)端2a和槽底部3c之間將有一個小空隙8存在。
為了制作上述的接頭1，可以采用一種擠壓機(jī)，其具有一個與所說接頭的橫截面形狀相同的塑模。用于擠壓這種接頭的塑料可以為與形成塑料片材2相同的塑料。電線4在其擠壓之同時被插入到接頭1中。
借助于接頭1使塑料片材2相互熔接的方法之第一方式，其操作將按以下方式進(jìn)行。首先，將兩塊塑料片材的一個側(cè)邊分別推入接頭1的槽3中，直至其靠在擋塊6上。在每塊片材2的側(cè)邊的整個長度都插入到槽中并且所說的兩塊片材均固定在這一位置上，電熔合控制器7使每條電線4通以所要求的電流密度。通過接線柱5通電預(yù)定的時間后，產(chǎn)生的焦耳熱足以使接頭和片材的表面層熔化。這些表面層一對為接頭槽3中的一側(cè)壁3a與每塊片材2的前側(cè)面，另一對為另一側(cè)壁3b與所說片材的后側(cè)面。這些相互接觸的表面層在其整個長度上被即刻熔合。按照本方法，熱量均勻地施加于所有相互接觸的表面層，從而保證高的且可靠的粘合強度，不會出現(xiàn)任何未熔合區(qū)或地方。
每塊片材的內(nèi)側(cè)端2a和接頭1的槽底3c之間所形成的空隙8從槽3的一端側(cè)延伸到另一端側(cè)。故而，壓縮空氣可以引入到空隙8中，以便在接頭的縱向?qū)θ酆系耐暾宰鞒鰴z查。此外，可以采用測試儀對埋置電線4處熔合片材表面施加高電壓。熔合不好則會出現(xiàn)絕緣特性的不規(guī)則性。
上述之熔接在片材和接頭制作好后，只需要兩個操作步驟，即將塑料片材2置于接頭1的槽3中，并且通過電線通電幾十秒鐘或者幾分鐘。
接頭1和片材2的熔化溫度隨其材料變化而變化。熔化所說接頭和片材表面區(qū)所需時間也隨其厚度和室溫變化而變化。因此，控制器7必須可調(diào)整電流密度及通電時間。這樣的控制對保護(hù)熔接區(qū)免受熱降解也有作用。
電線4優(yōu)先以接頭1和片材2之間的熔合區(qū)的中心線配置。每個待熔合的接頭區(qū)可以埋置大多數(shù)的平行電線4或者單曲折線，以致于所說區(qū)的整個表面都可被熔化。每種電線，如上舉例的裸電線，可用與制作片材相同的塑料涂敷。電線4可以不完全埋置在接頭1的側(cè)壁中，而可以部分露出在接頭槽3的內(nèi)部。
圖19所示為以上所涉及的第一方式中采用的改型接頭1。在這種接頭中，片材前側(cè)面的電線4和片材后側(cè)面的電線4均以階梯狀露出。這種電線布置在熔合區(qū)被熔合時會對其產(chǎn)生彎曲應(yīng)力。圖19的下半部分所示的彎曲變形將會在所說的區(qū)內(nèi)產(chǎn)生，從而提高了熔接強度。
圖6所示為接頭1的另一種改型，其中另一直電線4被埋置在槽底3C中。除了上述接頭中可熔接的前、后側(cè)面之外，每塊塑料片材2的側(cè)面2a也可與所說的槽底熔合。在這種情況下，槽3的側(cè)壁上不設(shè)檔塊6。
接頭1不必一定為上述的插接形。圖7所示為接合彎頭形，其為另一種改型接頭，它可相互垂直地連接兩塊塑料片材2。圖8所示為又一種改型接頭，即T型或Y型，它可連接三塊塑料片材2，而圖9所示為又有一種改型接頭，即十字形，它適合連接四塊塑料片材2。接頭1可以設(shè)計成任何其他適合于多塊和多方向塑料片材連接的形狀，供水系統(tǒng)或者煤氣設(shè)備通常就是這樣。
圖10所示為本發(fā)明第一方式的另一實例，即兩塊塑料片材2被熔接在一起，其中采用圖1中所示的兩個接頭1形成一個圓筒或者圓管。這種圓筒可以用于形成圍住原有金屬管50的同軸回繞管，在這一情況下，由于回繞管的圓筒內(nèi)表面涂有樹脂內(nèi)襯，故而金屬管不可能修補，也取不出，打不碎。
圖11所示為在第二實施例中備有也適用于上述方法的第一方式的一接頭1。這種接頭具有兩個在相反方向上伸出的凸出物3’，為的是與較厚塑料片材2的端部中形成的槽熔接。圖12所示為圖11中所示接頭的一種改型，其中以兩個耳狀物3″替代凸出物3’。每塊塑料片材2的側(cè)邊放置在耳狀物3″上并與其熔接。這樣，接頭1具有可與任何要求的組合結(jié)構(gòu)相配的任何合適形狀的可熔接部分以及塑料片材的熔接強度。
圖13-18所示為塑料片材相互直接熔接之本方法的第二方式。其中圖13-16所示為第二方式的一個實例，帶狀塑料片材以12表示。兩條電線14沿相對側(cè)面之一延伸且被埋置。分別在帶狀片材整個長度上延伸的直電線14有部分暴露在外。
熔接在每條電線14末端的接線柱15自每塊帶狀片材12的端部或者較短側(cè)面之一中凸出。兩條電線14的另一端自另一較短側(cè)面中凸出并且相互連接成交點P’。
以直導(dǎo)電元件被埋置在片材中的電線14可以為一根根尼克洛姆鎳鉻耐熱合金線(Nichrome，注冊商標(biāo))或者可發(fā)出焦耳熱的類似材料。
為了制作這樣的塑料片材12，可以采用一種擠壓機(jī)，其具有一個與所說的片材的橫截面形狀相同的塑模。電線14可以在其擠壓時同時被插入到所說的片材12中。
在塑料片材12相互直接熔接的方法的第二方式中，按以下方式進(jìn)行操作。首先，將兩塊塑料片材12中一塊的一側(cè)面疊加在另一塊的側(cè)面上，其中前者有電線14，而后者則無。在兩塊片材12于這位置定位之后，熔合控制器17給每條電線14通以所要求的電流密度的電流。經(jīng)接線柱15通電一定時間，其所產(chǎn)生的焦耳熱足以使片材的表面層熔化。所指表示層為一對，即接頭槽3中的一側(cè)壁3a和每塊片材2的前邊緣。用這種方式，使相互接觸的表面層即刻在其整個長度上被熔合。本發(fā)明的方法使所有相互接觸的表面層均勻加熱，從而確保高且可靠的粘合強度，不存在任何未熔合區(qū)。
用力使上片材12與下片材分開，則兩條電線14之間形成空隙18。為了檢查熔接區(qū)縱向熔合的完整性，可以把壓縮空氣引入空隙18中。另外，也可以采用測試儀對埋置電線4處的熔合片材表示施加高壓。若熔合不好，則會出現(xiàn)絕緣特性的不規(guī)則性。
塑料片材制成后進(jìn)行上述的熔接僅需兩個操作步驟，即一塊片材12的側(cè)邊疊加在另一塊片材12的側(cè)邊上，再經(jīng)電線14通電幾十秒鐘或幾分鐘。
塑料片材12的熔化溫度隨其材料不同而不同。熔化片材表面區(qū)所需時間也隨其厚度以及室溫不同而不同。為此，控制器17應(yīng)能調(diào)節(jié)電流密度和通電時間。這樣的控制對保護(hù)熔接區(qū)免受熱降解也有作用。
電線14最好以距每塊片材12的側(cè)端一適合的距離配置。單電線可以替代雙電線14，并且可以彎曲的方式埋置在每塊片材的一橫向側(cè)邊上，以便該區(qū)的整個表面均可熔化。每條電線14以裸線為例則可以涂以與制作片材12相同的塑料。電線14不必完全埋置在片板中，而可以部分暴露在外面。
雖然圖13-16所示的實例中塑料片材12均疊加在其側(cè)邊上，但電線14可以埋置在其中一端并如圖17所示與另一塊片材的一端作對接熔接，或者如圖18中所示可以使一塊片材12的一端與另一塊片材的側(cè)邊作對接熔接。
本發(fā)明的方法可以上述的任何方式由一塊塊塑料片材制作成加長防水片材，如其可用于垃圾坑、水箱、游泳池、辦公樓以及住房。本發(fā)明的方法能夠?qū)⒈【垡蚁┗蛘咂渌芰掀闹瞥涩F(xiàn)有金屬或非金屬的水管、油管、煤氣管或氣管中所用的襯里，或者做成電線絕緣管，其中片材相互熔接。本發(fā)明的方法也可熔接塑料板以替代建造大型容器等用的一般金屬板。本說明書中所采用“塑料片材”之術(shù)語不僅是指“片材”，而且也指“薄膜”、“板材”等。
綜上所述，本發(fā)明的一種優(yōu)選方式包括以下兩步驟，即制作具有相互熔合邊的塑料片材以及具有至少二個可熔接區(qū)的接頭，所說的接頭還具有在每個可熔接區(qū)內(nèi)延伸并埋置的導(dǎo)電元件，接著把塑料片材的邊緣放置在接頭的可熔接區(qū)，最后使導(dǎo)電元件通電，從而產(chǎn)生熱量使每塊塑料片材邊緣與接頭的相應(yīng)可熔接區(qū)熔合。本發(fā)明的方法之優(yōu)點在于塑料片材之相互熔接時間較短且省力，塑料片材表面區(qū)加熱均勻，從而得到可靠的高粘合強度。
本發(fā)明另一個較佳方式包括制作相互配對的塑料片材的步驟，以致使其中具有至少一邊緣的片材與另一塊至少一邊緣具有沿所說邊緣延伸且埋置的導(dǎo)電件的塑料片材相接觸并熔合，接著將塑料片材的邊緣相互放置在一起，最后經(jīng)導(dǎo)電件通電產(chǎn)生熱量，從而使塑料片材的邊緣相互熔合在一起。
權(quán)利要求
1.一種塑料片材熔接在一起的方法，其特征在于它包括以下步驟首先制作具有相互待熔合的邊緣的塑料片材以及具有至少兩個可熔接區(qū)的塑料接頭，所說的塑料接頭還具有沿每一可熔接區(qū)從這頭到那頭延伸且埋置的導(dǎo)電件；接著將塑料片材的邊緣放置在接頭的可熔接區(qū)上；以及最好經(jīng)導(dǎo)電件通電從而產(chǎn)生熱量以此使每一塑料片材邊緣與接頭的相應(yīng)可熔接區(qū)熔合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于作為導(dǎo)電件用于塑料片材邊緣的前后面的電線以交替布置，以在熔合時在熔接區(qū)產(chǎn)生彎曲應(yīng)力，從而在所說的區(qū)中形成彎曲變形，提高熔接強度。
3.一種塑料片材熔接在一起的方法，其特征在于包括以下步驟首先制作具有相互配合的塑料片材，使其中具有至少一邊緣的一塊片材與另一塊的一邊緣接觸并熔合，至少一邊緣具有導(dǎo)電件，沿邊緣從這頭到那頭延伸且埋置；接著將塑料片材的邊緣相互放置在其上；以及最后經(jīng)導(dǎo)電件通電，產(chǎn)生熱量，從而使塑料片材的邊緣相互熔合。
4.一種塑料接頭，其特征在于它呈帶狀且具有至少兩個可熔接區(qū)并沿接頭延伸到待熔接的塑料片材，所說的熔接區(qū)從頭到尾均分別埋置導(dǎo)電件，經(jīng)通電能夠產(chǎn)生熱量。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的接頭，其特征在于所說可熔接區(qū)為一對U形槽，以相反方向向外開口。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的接頭，其特征在于所說可熔接區(qū)為一對U形槽，以截面相互垂直延伸。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的接頭，其特征在于所說可熔接區(qū)為三個一組的U形槽，以使截面呈T形。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的接頭，其特征在于所說可熔接區(qū)為四個一組的U形槽，以形成十字形截面。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的接頭，其特征在于每個可熔接區(qū)均成凸出狀。
全文摘要
本發(fā)明方法包括制作具有相互熔合邊緣的塑料片材及具有至少兩個可熔接區(qū)的塑料接頭，接著將塑料片材邊緣放置在可熔接區(qū)上或中，然后經(jīng)電線通電，產(chǎn)生熱量使每邊緣與相應(yīng)的可熔接區(qū)熔合。另外，塑料片材具有至少一邊帶有埋置電線，以致它們不用接頭也可相互熔接。接頭具有U形槽或者耳形凸出物，適合與塑料片材邊緣結(jié)合，而電線埋置在槽或者凸出物中。
文檔編號B29C65/34GK1156082SQ9610123
公開日1997年8月6日 申請日期1996年1月30日 優(yōu)先權(quán)日1996年1月30日
發(fā)明者熊谷勝, 西村俊一 申請人:東亞高級連接閥制造株式會社, 有限會社伊夫特堀諾