JP2000218697A - ふっ素樹脂製部材の接合方法 - Google Patents
ふっ素樹脂製部材の接合方法Info
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ふっ素樹脂製部材を前処理なしで溶着接
合できる接合方法を提供する。 【解決手段】 ふっ素樹脂製部材を部材の接合面で
接触させて接触面方向に振動させることにより発生する
摩擦熱で溶着接合するにあたり、ふっ素樹脂に融点が低
く、かつ動摩擦係数の大きいＰＣＴＦＥ，ＰＶＤＦのふ
っ素樹脂を選定使用する。
合できる接合方法を提供する。 【解決手段】 ふっ素樹脂製部材を部材の接合面で
接触させて接触面方向に振動させることにより発生する
摩擦熱で溶着接合するにあたり、ふっ素樹脂に融点が低
く、かつ動摩擦係数の大きいＰＣＴＦＥ，ＰＶＤＦのふ
っ素樹脂を選定使用する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ふっ素樹脂製部材
の接合方法の改良に関するものである。
の接合方法の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ふっ素樹脂は、優れた耐熱性、耐薬品
性、電気絶縁性を兼ね備えており、化学工業電気・電子
工業等で広く使用されている。特に近年めざましく発展
している半導体業界においては薬液に接するような耐薬
品性を要する工程内で使用される各部品等に多く使用さ
れている。製品形状は、年々複雑化していること、また
コスト面においてもより安価に製造するために部材同士
の接合が必須になってきており、その寸法精度もより厳
しくなってきている。
性、電気絶縁性を兼ね備えており、化学工業電気・電子
工業等で広く使用されている。特に近年めざましく発展
している半導体業界においては薬液に接するような耐薬
品性を要する工程内で使用される各部品等に多く使用さ
れている。製品形状は、年々複雑化していること、また
コスト面においてもより安価に製造するために部材同士
の接合が必須になってきており、その寸法精度もより厳
しくなってきている。
【０００３】一般的に部材同士の接合技術には、次のよ
うなものがある。 接着：有機溶剤（接着剤）にて被接合材の母材を溶か
して、これを押しつけて一体化する。 加熱溶着：被接合部の母材を加熱溶融して一体化す
る。 溶接：溶接棒を加熱溶融させ接合部に溶け込ませて一
体化させる。 振動溶着：接合部の母材を振動による摩擦熱で加熱溶
着して接合する。
うなものがある。 接着：有機溶剤（接着剤）にて被接合材の母材を溶か
して、これを押しつけて一体化する。 加熱溶着：被接合部の母材を加熱溶融して一体化す
る。 溶接：溶接棒を加熱溶融させ接合部に溶け込ませて一
体化させる。 振動溶着：接合部の母材を振動による摩擦熱で加熱溶
着して接合する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】の接着方法は、部材
の母材自身を溶かすことができる接着剤はなく、接合面
の化学処理を施し接着可能な状態にしなければならな
い。の加熱溶着方法は、接合部の温度管理が難しく、
接合部外周の熱変形が大きく外観上の問題がある。の
溶接方法での接合は、高度の溶接技能が必要であり作業
性が悪いため時間が非常にかかるという問題がある。ま
た溶接の出来不出来が作業者および製品個々の間で大き
く、信頼性に劣るという問題がある。の振動溶着によ
る方法は、一般の樹脂においては簡単に接合面全体を溶
着できるが、一般的にふっ素樹脂は摩擦係数が小さく摩
擦により発熱しにくく、溶融温度も高いため、樹脂がす
り減るのみで溶着しない。
の母材自身を溶かすことができる接着剤はなく、接合面
の化学処理を施し接着可能な状態にしなければならな
い。の加熱溶着方法は、接合部の温度管理が難しく、
接合部外周の熱変形が大きく外観上の問題がある。の
溶接方法での接合は、高度の溶接技能が必要であり作業
性が悪いため時間が非常にかかるという問題がある。ま
た溶接の出来不出来が作業者および製品個々の間で大き
く、信頼性に劣るという問題がある。の振動溶着によ
る方法は、一般の樹脂においては簡単に接合面全体を溶
着できるが、一般的にふっ素樹脂は摩擦係数が小さく摩
擦により発熱しにくく、溶融温度も高いため、樹脂がす
り減るのみで溶着しない。
【０００５】したがって、ふっ素樹脂を振動溶着で接合
する場合は特開平８−３３２６７２号公報記載のよう
に、ふっ素樹脂をアジュバンにより事前処理することが
必要であった。または特公昭６２−５８８９８号公報記
載のように、接合しようとする部材を軟化点以上融点以
下の温度で予備加熱することが必要であった。さらに特
開昭６３−２７４５２９号公報記載のように、回転溶着
においてチューブにソケットを被せて溶着するといった
ような摩擦熱が放散しにくいという形状に限定があっ
た。
する場合は特開平８−３３２６７２号公報記載のよう
に、ふっ素樹脂をアジュバンにより事前処理することが
必要であった。または特公昭６２−５８８９８号公報記
載のように、接合しようとする部材を軟化点以上融点以
下の温度で予備加熱することが必要であった。さらに特
開昭６３−２７４５２９号公報記載のように、回転溶着
においてチューブにソケットを被せて溶着するといった
ような摩擦熱が放散しにくいという形状に限定があっ
た。
【０００６】本発明は、ふっ素樹脂製部材の振動溶着接
合方法において、アジュバンの事前処理や予備加熱処理
を不要とし、かつ被接合部材の形状に制約されることの
ない、ふっ素樹脂製部材の接合方法を提供することを主
たる目的としている。
合方法において、アジュバンの事前処理や予備加熱処理
を不要とし、かつ被接合部材の形状に制約されることの
ない、ふっ素樹脂製部材の接合方法を提供することを主
たる目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、ふっ素樹脂製部材を部材の接合面を接触さ
せて接触面方向に振動させることにより発生する摩擦熱
で溶着接合するふっ素樹脂製部材の接合方法において、
ふっ素樹脂がポリクロロフルオロエチレン（ＰＣＴＦ
Ｅ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）のいず
れかであることを要旨としている。
成するため、ふっ素樹脂製部材を部材の接合面を接触さ
せて接触面方向に振動させることにより発生する摩擦熱
で溶着接合するふっ素樹脂製部材の接合方法において、
ふっ素樹脂がポリクロロフルオロエチレン（ＰＣＴＦ
Ｅ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）のいず
れかであることを要旨としている。
【０００８】本発明者等は、ふっ素樹脂製部材の振動溶
着接合方法について研究実験を行ったところを、数多く
あるふっ素樹脂のうち、融点が低く、かつ動摩擦係数が
大きい前記ＰＣＴＦＥ、ＰＶＤＦに着目し、これらふっ
素樹脂製部材の接合面を接触させて接触面方向に振動さ
せることにより発生する摩擦熱で容易に溶融接合するこ
とを知り、その知見に基づいて本発明を完成したもので
ある。
着接合方法について研究実験を行ったところを、数多く
あるふっ素樹脂のうち、融点が低く、かつ動摩擦係数が
大きい前記ＰＣＴＦＥ、ＰＶＤＦに着目し、これらふっ
素樹脂製部材の接合面を接触させて接触面方向に振動さ
せることにより発生する摩擦熱で容易に溶融接合するこ
とを知り、その知見に基づいて本発明を完成したもので
ある。
【０００９】因みに前記ＰＣＴＦＥ、ＰＶＤＦの融点お
よび動摩擦係数は下記のとおりである。なお、動摩擦係
数はＡＳＴＭ試験法で測定した値を示している。 ＰＣＴＦＥ………２２０℃， ０．３７ ＰＶＤＦ……… １５６〜１７８℃， ０．３９
よび動摩擦係数は下記のとおりである。なお、動摩擦係
数はＡＳＴＭ試験法で測定した値を示している。 ＰＣＴＦＥ………２２０℃， ０．３７ ＰＶＤＦ……… １５６〜１７８℃， ０．３９
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施の形態とし
ては、図１に示すように、ＰＣＴＦＥ製ブロック形状の
ふっ素樹脂製部材３を下部固定治具Ａのベースプレート
１に治具２にて固定し、一方、ＰＣＴＦＥ製ブロック形
状のふっ素樹脂製部材６を上部固定治具Ｂのベースプレ
ート４に治具５にて固定し、前記下部固定治具Ａを上昇
させふっ素樹脂製部材３，６同士を接触させ、上部固定
治具Ｂを接触面方向（矢印方向）に振動させ、その振動
時に発生する摩擦熱で両部材の接触面を溶融させて溶着
接合する。
ては、図１に示すように、ＰＣＴＦＥ製ブロック形状の
ふっ素樹脂製部材３を下部固定治具Ａのベースプレート
１に治具２にて固定し、一方、ＰＣＴＦＥ製ブロック形
状のふっ素樹脂製部材６を上部固定治具Ｂのベースプレ
ート４に治具５にて固定し、前記下部固定治具Ａを上昇
させふっ素樹脂製部材３，６同士を接触させ、上部固定
治具Ｂを接触面方向（矢印方向）に振動させ、その振動
時に発生する摩擦熱で両部材の接触面を溶融させて溶着
接合する。
【００１１】溶着に必要な設定条件は、加圧力１００〜
２０００ｋｇｆ，振幅０．２〜２．０ｍｍ、溶着時間１
〜６０秒であり、この範囲内であれば溶着は可能であ
る。望ましくは、接合部の形状や大きさによって異なる
が、通常の場合加圧力は１ｃｍ 2あたり１０〜４０ｋｇ
ｆ／ｃｍ2、振幅０．５ｍｍ以上、溶着時間２秒以上を
目安とし、適宜決定される。
２０００ｋｇｆ，振幅０．２〜２．０ｍｍ、溶着時間１
〜６０秒であり、この範囲内であれば溶着は可能であ
る。望ましくは、接合部の形状や大きさによって異なる
が、通常の場合加圧力は１ｃｍ 2あたり１０〜４０ｋｇ
ｆ／ｃｍ2、振幅０．５ｍｍ以上、溶着時間２秒以上を
目安とし、適宜決定される。
【００１２】
【実施例】以下に、本発明を実施例に基づいて詳細に説
明する。 実施例１ 図１にふっ素樹脂製部材（ＰＣＴＦＥ、ＰＶＤＦ）を溶
着接合する手段を示す。図１において、Ａは下部固定治
具、１は下部固定治具を形成するベースプレート、２は
固定用治具であり、ふっ素樹脂製部材３を所定の位置に
保持させている。Ｂは上部固定治具、４は上部固定治具
を形成するベースプレート、５は固定用治具であり、ふ
っ素樹脂製部材６を所定の位置に保持させている。そこ
で下部固定治具Ａを上昇させてふっ素樹脂製部材３を上
部固定治具Ｂに保持されているふっ素樹脂製部材６に接
触させ、その状態で上部固定治具Ｂを振動溶着装置によ
り、加圧力は１ｃｍ2あたり１０〜４０ｋｇｆ／ｃｍ2、
振幅０．５ｍｍ以上、溶着時間２秒以上条件で矢印で示
す方向（接触面方向）に振動させ、接触面が振動するこ
とにより発生する摩擦熱で両部材３，６を溶融させ溶着
接合した。
明する。 実施例１ 図１にふっ素樹脂製部材（ＰＣＴＦＥ、ＰＶＤＦ）を溶
着接合する手段を示す。図１において、Ａは下部固定治
具、１は下部固定治具を形成するベースプレート、２は
固定用治具であり、ふっ素樹脂製部材３を所定の位置に
保持させている。Ｂは上部固定治具、４は上部固定治具
を形成するベースプレート、５は固定用治具であり、ふ
っ素樹脂製部材６を所定の位置に保持させている。そこ
で下部固定治具Ａを上昇させてふっ素樹脂製部材３を上
部固定治具Ｂに保持されているふっ素樹脂製部材６に接
触させ、その状態で上部固定治具Ｂを振動溶着装置によ
り、加圧力は１ｃｍ2あたり１０〜４０ｋｇｆ／ｃｍ2、
振幅０．５ｍｍ以上、溶着時間２秒以上条件で矢印で示
す方向（接触面方向）に振動させ、接触面が振動するこ
とにより発生する摩擦熱で両部材３，６を溶融させ溶着
接合した。
【００１３】ふっ素樹脂製部材３と６の溶着強度（引張
強度）および伸びを下記表１〜表２に示す。これらの表
から判るように引張強度は、母材とほぼ同等であり、伸
びは約４０％程度であることが認められた。
強度）および伸びを下記表１〜表２に示す。これらの表
から判るように引張強度は、母材とほぼ同等であり、伸
びは約４０％程度であることが認められた。
【００１４】
【表１】引張試験結果（ＰＣＴＦＥ）
【００１５】
【表２】引張試験結果（ＰＶＤＦ）
【００１６】実施例２ 図２は、ＰＣＴＦＥ製のふっ素樹脂製部材を用いた角槽
を製作する際において底板を溶着接合する手段を示した
ものである。図２において、Ａは下部固定治具、１は下
部固定治具を形成するベースプレート、２は固定用治具
であり、箱形のふっ素樹脂製部材７を所定位置に保持さ
せている。Ｂは上部固定治具、４は上部固定治具を形成
するベースプレート、５は固定用治具であり、ベースプ
レート上に蓋となる板状のふっ素樹脂製部材８を保持さ
せている。そこで下部固定治具Ａを上昇させて箱形のふ
っ素樹脂製部材７を上部固定治具Ｂ側の板状のふっ素樹
脂製部材８に接触させ、その状態で上部固定治具Ｂを矢
印方向（接触面方向）に振動させ箱形ののふっ素樹脂製
部材７と板状のふっ素樹脂製部材８とを溶着接合した。
を製作する際において底板を溶着接合する手段を示した
ものである。図２において、Ａは下部固定治具、１は下
部固定治具を形成するベースプレート、２は固定用治具
であり、箱形のふっ素樹脂製部材７を所定位置に保持さ
せている。Ｂは上部固定治具、４は上部固定治具を形成
するベースプレート、５は固定用治具であり、ベースプ
レート上に蓋となる板状のふっ素樹脂製部材８を保持さ
せている。そこで下部固定治具Ａを上昇させて箱形のふ
っ素樹脂製部材７を上部固定治具Ｂ側の板状のふっ素樹
脂製部材８に接触させ、その状態で上部固定治具Ｂを矢
印方向（接触面方向）に振動させ箱形ののふっ素樹脂製
部材７と板状のふっ素樹脂製部材８とを溶着接合した。
【００１７】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
ふっ素樹脂製部材の振動溶着接合方法において、融点が
低く、動摩擦係数が大きいふっ素樹脂が選定されている
ので、アジュバンの事前処理や予備加熱処理等の手数の
かかる処理を不要として、かつ被接合部分の形状に制約
されることなく、ふっ素樹脂製部材同士を振動による摩
擦熱で容易に溶着接合することができる。
ふっ素樹脂製部材の振動溶着接合方法において、融点が
低く、動摩擦係数が大きいふっ素樹脂が選定されている
ので、アジュバンの事前処理や予備加熱処理等の手数の
かかる処理を不要として、かつ被接合部分の形状に制約
されることなく、ふっ素樹脂製部材同士を振動による摩
擦熱で容易に溶着接合することができる。
【図１】本発明の一実施例を示すふっ素樹脂製部材を溶
着接合する手段の説明図である。
着接合する手段の説明図である。
【図２】本発明の他の実施例を示すふっ素樹脂製部材を
溶着接合する手段の説明図である。
溶着接合する手段の説明図である。
Ａ 下部固定治具 １ ベースプレート ２ 固定用治具 ３ ふっ素樹脂製部材 Ｂ 上部固定部材 ４ ベースプレート ５ 固定用治具 ６ ふっ素樹脂製部材 ７ 箱形のふっ素樹脂製部材 ８ 板状のふっ素樹脂製部材
Claims (1)
- 【請求項１】 ふっ素樹脂製部材を部材の接合面を接触
させて接触面方向に振動させることにより発生する摩擦
熱で溶着接合するふっ素樹脂製部材の接合方法におい
て、ふっ素樹脂がポリクロロフルオロエチレン、ポリビ
ニリデンフルオライドのいずれかであることを特徴とす
るふっ素樹脂製部材の接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11023794A JP2000218697A (ja) | 1999-02-01 | 1999-02-01 | ふっ素樹脂製部材の接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11023794A JP2000218697A (ja) | 1999-02-01 | 1999-02-01 | ふっ素樹脂製部材の接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000218697A true JP2000218697A (ja) | 2000-08-08 |
Family
ID=12120242
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11023794A Pending JP2000218697A (ja) | 1999-02-01 | 1999-02-01 | ふっ素樹脂製部材の接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000218697A (ja) |
-
1999
- 1999-02-01 JP JP11023794A patent/JP2000218697A/ja active Pending
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