柔性外包裝的製作方法
2023-09-23 22:53:00 3
本發明為一種包裝，特別是涉及一種柔性外包裝。
背景技術：
攜帶型電子產品的應用面向眾多，涵蓋了生物醫學、娛樂等等產業，這些產業的電子產品需要具有輕便性、攜帶方便性及使用變化性，所使用的電池芯往往需配合電子產品的外部包裝大小、形狀等等的考慮來設計，具有可撓性的柔性電池芯因而扮演重要角色。
柔性電池芯若是使用於一般常規的硬殼包裝中，會使整體的撓曲性受到限制，同時降低了柔性電池芯可撓的優勢，為避免此情形，可藉助具有可撓性的柔性包裝來代替常規硬殼包裝。
但是，將柔性電池芯放置在具有可撓性的柔性包裝內並進行撓曲時，柔性電池芯除了因撓曲力的作用而受到有來自周遭外部物件的擠壓之外，柔性電池芯內部各個層或是柔性電池芯之間也會存在著因變形程度的差異所造成的應力，所述種種情形可能產生電池芯的剝落、分離等等缺陷，導致電池芯的完好性、安全性、使用壽命及反覆撓曲的次數有下降。
有鑑於此，本發明針對上述現有技術的缺失，提出一種柔性外包裝，以有效克服所述的問題。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種柔性外包裝，由於緩衝材的結構與設置位置可抵抗柔性本體中固定部所產生的束縛力，因此可有效地抵抗束縛力，得以將支撐模組中的第一結構材、第二結構材以及緩衝材之間能夠形成一置放空間以容置柔性電池芯，故柔性電池芯可隨包裝在外的柔性本體一起撓曲，且因為有支撐模組的結構保護與扭轉限制，而可有效地降低發生電池芯的剝落、分離等等缺陷的可能性，以達到提升柔性電池芯的完好性、安全性、使用壽命及反覆撓曲的次數的目的。
為達上述目的，本發明揭露一種柔性外包裝，其包含一柔性本體以及一支撐模組，其中柔性本體具有至少一固定部、一第一內表面及一第二內表面，固定部設置於柔性本體並使其受一束縛力；一支撐模組設置於柔性本體內，支撐模組包含一第一結構材，其鄰設於第一內表面；一第二結構材，其鄰設於第二內表面且與第一結構材對應設置；以及至少兩緩衝材，夾設於第一結構材與第二結構材的周緣以抵抗所述束縛力且支撐第一結構材與第二結構材，得使第一結構材、第二結構材及至少二緩衝材形成一置放空間以容置至少一柔性電池芯。因此，藉助柔性本體內設置第一結構材、第二結構材以及至少兩緩衝材的支撐模組，使得支撐模組在抵抗柔性本體的束縛力後，不僅可容置至少一柔性電池芯，同時當柔性本體撓曲並帶動柔性電池芯一併撓曲時，容置在支撐模組內的柔性電池芯可藉助第一結構材、第二結構材及緩衝材的材料特性或結構特性以吸收作用在柔性電池芯的部分的應力，得以保護柔性電池芯內部各極層或是柔性電池芯之間產生的應力，降低產生電池芯的剝落、分離等等缺陷的可能性，達到提升柔性電池芯的完好性、安全性、使用壽命及反覆撓曲的次數的目的。
本發明的一個實施例中，該第一結構材及該第二結構材的至少其中之一的摩擦係數較小於該柔性本體的摩擦係數。
本發明的一個實施例中，該柔性電池芯的表面還設置有一平滑層。
本發明的一個實施例中，該些緩衝材彼此間隔設置。
本發明的一個實施例中，各該緩衝材連接於該第一結構材及該第二結構材的至少其中之一。
本發明的一個實施例中，該些緩衝材的結構選自於可壓縮體、不可壓縮體及上述結構的組合。
本發明的一個實施例中，該些緩衝材的材料選自金屬材料、陶瓷材料、纖維、高分子材料及上述材料的組合。
本發明的一個實施例中，該些結構材的材料選自金屬材料、陶瓷材料、纖維、玻璃、高分子材料及上述材料的組合。
本發明的一個實施例中，該柔性本體的材料選自布、纖維、皮革、金屬、高分子材料及上述材料的組合。
本發明的一個實施例中，該固定部選自線體、帶體、扣體、釘體、膠體及上述物體的組合。
附圖說明
圖1為本發明柔性外包裝剖面的示意圖。
圖2為本發明柔性外包裝撓曲的示意圖。
圖3a至圖3b為本發明柔性外包裝的緩衝材設置的示意圖。
圖4a至圖4b為本發明的緩衝材實施態樣的示意圖。
圖5a至圖5c為本發明的緩衝材實施態樣的示意圖。
【附圖標記說明】
1柔性外包裝
10柔性電池芯
12置放空間
14平滑層
20柔性本體
21固定部
22第一內表面
24第二內表面
26上部分
28下部分
30、40、50支撐模組
32、42、52第一結構材
34、44、54第二結構材
33、33a、33b、43、53緩衝材
36頂部
38底部
f束縛力
f』撓曲力
c方向。
具體實施方式
為充分了解本發明的目的、特徵及功效，茲藉助具體的實施例對本發明做一詳細說明，其內容足以使本領域技術人員了解本發明的技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露的內容、權利要求書及圖式，本領域技術人員可輕易地理解本發明相關的目的及優點。以下的實施例進一步詳細說明本發明的觀點，但非以任何觀點限制本發明的範疇。
請參閱圖1，此為本發明柔性外包裝剖面的示意圖。柔性外包裝1，用以容置至少一柔性電池芯10，柔性外包裝1包含柔性本體20以及支撐模組30。
柔性本體20具有至少一固定部21、第一內表面22及第二內表面24，固定部21設置於柔性本體20為使柔性本體20具有良好的結構穩定性，固定部21提供一束縛力f於柔性本體20，所述的束縛力f可指向柔性本體20內部的任何方向；柔性本體20可以一體成型，也可以結合數個部分而成，如圖1所示的實施例，柔性本體20包含以固定部21連接的上部分26及下部分28，所述的上部分26及下部分28可為兩個獨立結構體，也可為一體的結構，固定部21可為線體(如，縫線)、帶體(如，扣帶、束帶等)、扣體或釘體(如，鈕扣、勾扣件、鉚釘、螺絲等)、膠體(如，密封膠、矽膠等)或其他適於連接之物，柔性本體20的的材料可為布、纖維、皮革、金屬、高分子材料或其他具備柔性的合適材料。
支撐模組30包含有第一結構材32、第二結構材34及至少二緩衝材33，第一結構材32鄰設於柔性本體20的第一內表面22，第二結構材34鄰設於柔性本體20的第二內表面24且與第一結構材32對應設置，第一結構材32與第二結構材34的材料可為金屬材料(如，鋼)、陶瓷材料、纖維、玻璃、高分子材料(如，高分子彈性體)或其他合適的材料，舉例來說，第一結構材32與第二結構材34可類似為鉸鏈結構；所述的緩衝材33夾設於第一結構材32與第二結構材34的周緣，由於緩衝材33的結構與設置位置可抵抗來自柔性本體20的束縛力f，故可支撐第一結構材32與第二結構材34，得以在第一結構材32、第二結構材34及緩衝材33之間形成一置放空間12，用以容置柔性電池芯10，其中置放空間12可容置一個柔性電池芯10，或多個柔性電池芯10，且多個柔性電池芯10可為並聯或串聯。更詳細來說，緩衝材33具有一頂部及一底部，分別與第一結構材32與第二結構材34相連接，連接的結構可例如是，緩衝材33的頂部與相鄰的第一結構材32相連接，緩衝材33的底部與相鄰的第二結構材34相連接，連接方式不限，可採取例如焊接、粘接、串接、扣接、崁接或其他合適的方式，緩衝材的材料可為金屬材料、陶瓷材料、高分子材料或其他合適的材料。
柔性本體20具有一初始狀態及一彎曲狀態，第一結構材32、第二結構材34、緩衝材33及柔性電池芯10隨柔性本體20撓曲變形而具有彎曲狀態，為了降低撓曲時產生於柔性電池芯10表面的摩擦力，在某些實施例中，支撐模組30的第一結構材32及第二結構材34中的至少其中之一的摩擦係數小於柔性本體20的摩擦係數。另外，在柔性電池芯10的表面上更可設置平滑層14，以增加層間的滑動性，當然平滑層14也可設置在柔性本體20與支撐模組30之間，使滑動性更為提升，平滑層14的材料可選自高分子(如，聚四氟乙烯)或其他已知的摩擦係數小、適於降低摩擦力的材料。
請同時參考圖1及圖2，圖2為本發明柔性外包裝撓曲的示意圖，第一結構材32、第二結構材34及緩衝材33抵抗柔性本體20的束縛力f並形成置放空間12，當然，夾設在第一結構材32與第二結構材34周緣的緩衝材33需達到使第一結構材32及第二結構材34可具有彎曲狀態的配置，避免第一結構材32或第二結構材34的撓曲被完全限制；當一撓曲力f』施於柔性本體20時，柔性本體20從初始狀態轉變到彎曲狀態，而第一結構材32、第二結構材34、緩衝材33及柔性電池芯10隨柔性本體20撓曲變形，緩衝材33的變形可包含伸縮變形或彎曲變形，並在撓曲過程中提供一最大限度的變形量，因此，第一結構材32、第二結構材34及緩衝材33除了形成置放空間12，更提供柔性電池芯10防穿刺以及避免過分撓曲的保護，更詳細來說，在柔性本體20從初始狀態轉變到彎曲狀態的過程或從彎曲狀態轉變到初始的過程中，撓曲時所造成的應力可分為垂直於柔性電池芯10表面的正向分力及平行於柔性電池芯表面的側向分力，正向分力及側向分力可能產生於柔性電池芯10表面間的摩擦力以及增加柔性電池芯10損壞的機率，進一步來說，摩擦力於柔性電池芯10表面可能導致撓曲阻礙、表面破損的情況發生，因此，可藉助第一結構材32、第二結構材34及緩衝材33的變形來承載並分擔作用於柔性電池芯10的力以及柔性電池芯10內部各個層或是柔性電池芯10之間產生的應力，降低產生柔性電池芯10的剝落、分離等等缺陷的可能性，達到提升柔性電池芯10的完好性、安全性、使用壽命及反覆撓曲的次數的目的。
請參考圖3，其為本發明柔性外包裝的緩衝材設置的示意圖。緩衝材33a連接於第一結構材32及第二結構材34的至少其中之一，如圖3a所示，緩衝材33a的頂部36連接於第一結構材32，相鄰於第二結構材34的底部38為自由的自由端，在撓曲時，緩衝材33a的底部38可與相鄰於自由端的結構材(即第二結構材34)相對滑移，也就是說，在柔性本體20從初始狀態轉變到彎曲狀態的過程中，相鄰於自由端的第二結構材34因撓曲而產生變形，因此第二結構材34與緩衝材33a的自由端具有相對的滑移。另一方面，如圖3b所示，緩衝材33a、33b彼此間隔設置，如此一來可降低初始狀態轉變到彎曲狀態的過程中緩衝材33彼此的幹涉。
所述的緩衝材33的結構可為可壓縮體、不可壓縮體及上述結構的組合，型態則可選自於由高分子材料、金屬材料、陶瓷材料、纖維材料等所製成的彈簧、彈片、彈性體或其他合適的元件。請同時參考圖4a及圖4b，此二圖為本發明的緩衝材的實施態樣，其中，圖4a及圖4b分別揭露緩衝材為螺旋彈簧及波浪彈簧的示意圖。請同時參考圖1及第4圖，第一結構材42與第二結構材44藉助緩衝材43的支撐以抵抗柔性本體20的束縛力f，當柔性本體20從初始狀態轉變到彎曲狀態的過程或從彎曲狀態轉變到初始的過程中，支撐模組40用以承載並分擔來自柔性本體20的擠壓，其中，在圖4a與4b圖中，緩衝材43更可具有垂直方向的伸縮變形，並有一最大限度的壓縮，因此在初始狀態轉變到彎曲狀態過程中，可藉助緩衝材43的伸縮變形來吸收撓曲時作用於柔性電池芯10的部分應力，以及柔性電池芯內部各極層或是柔性電池芯10之間產生的應力，降低產生柔性電池芯10的剝落、分離等等缺陷的可能性，達到提升柔性電池芯10的完好性、安全性、使用壽命及反覆撓曲的次數的目的。
請同時參考圖5a、圖5b及圖5c，是分別以片狀、板狀及柱狀的緩衝材為實施例的結構示意圖。在圖5a、圖5b及圖5c所接露的緩衝材均為不可壓縮體，型態可選自板狀物、片狀物、柱狀物或其他合適的物件，但並不以此些型態為限。
於此所揭露的支撐模組50包含第一結構材52、第二結構材54及緩衝材53，其可用以承載並分擔來自柔性本體20的束縛與擠壓，其中，圖5a至圖5c中，緩衝材53更具有一水平方向的彎曲變形，並有一最大限度的彎曲，因此在初始狀態轉變到彎曲狀態過程中，可藉助緩衝材53的彎曲變形來承載並分擔撓曲時作用於柔性電池芯10的力以及柔性電池芯10內部各極層或是柔性電池芯10之間產生的應力，降低產生電池芯10的剝落、分離等等缺陷的可能性，達到提升柔性電池芯10的完好性、安全性及反覆撓曲的次數的目的。當然，可壓縮緩衝材43與不可壓縮緩衝材53可混合設置，換言之，緩衝材33中的至少一為可壓縮且至少一為不可壓縮。
另外，本發明所揭露的緩衝材可設於第一結構材與第二結構材之間的周緣任兩側、任三側或四側上，舉例來說，緩衝材可設置於相對的兩側且可彼此正對設置或斜對設置；當緩衝材的數量為三時，三個緩衝材可設置在同一側，或兩個緩衝材位於同一側，另一緩衝材位於其他側，或三個緩衝材分別位在不同的三側。此外，緩衝材可為對稱設置或不對稱設置，上述的對稱可以指的是數量上的對稱，也可以是設置位置的對稱，均可視需求而有不同的設計。再，對於緩衝材的數量或緩衝材彼此間隔距離大小的調整，可依照來自柔性本體對於支撐模組的束縛力強度、支撐模組的材料性質或柔性本體尺寸大小來決定，例如欲維持相同的容置空間的情況下，當支撐模組的束縛力強度愈大，緩衝材的數量可愈多或緩衝材彼此間隔距離可愈小。
以上所述，僅為本發明的較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施的範圍。故凡依本發明的權利要求所述特徵及精神所作的均等變化或修飾，均應包括於本發明的申請專利範圍內。