JP2015509850A - 低熱伝導性ツールおよび高機械的特性を有する振動溶着機を用いた部品の溶着方法および対応する振動溶着機 - Google Patents
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Abstract
本開示の一態様によれば、部品を互いに溶着するための振動溶着機は、5ワット/メートルケルビン度(W/m・K)以下の低熱伝導性を有し、かつ振動溶着のために十分な強度および靭性をも有する材料からなる振動ツールを有する。一態様において、振動ツールは、圧縮強度が少なくとも80MPa(メガパスカル)の引っ張りと、少なくとも3MPa(m)1/2の破壊靭性(Klc)とを有する材料からなる。
Description
本願は、2013年2月1日付米国特許出願第13/756,807号、および2012年2月20日付米国仮特許出願第61/600,852号の優先権を主張する。上述の出願の全開示は、参照により本明細書に組み込まれる。
本開示は、振動溶着に関する。
本節では、本開示に関する背景情報を提供するが、必ずしも従来技術ではない。
一般的に理解されている振動溶着は、2つの金属または2つのプラスチック片を互いに振動によって溶着することを含む。2つの一般的な振動溶着のタイプは、超音波溶着および摩擦溶着である。摩擦溶着はまた、振動溶着として知られる。
一般的な超音波金属溶着装置100のモデルが図1に示されている。超音波金属溶着装置100の一般的な構成要素は、超音波振動子102と、ブースター104と、超音波ホーン106とを含む。電源101からの20kHzから60kHzの周波数の電気エネルギーは、超音波振動子102によって機械エネルギーに変換される。超音波振動子102において変換された機械エネルギーは、ブースター104およびホーン106を通って(2つの金属片112、114などの)溶着負荷108に伝送される。ブースター104およびホーン106は、機械エネルギーを伝送するだけでなく、超音波振動子102からの機械的振動をゲイン係数によって変換する機能を実行する。
ホーン先端110で生じる機械的振動は、金属を互いに溶着する作業を行う動きである。ホーン先端110は、炭化タングステン、またはその他の高強度、高硬度な材料から形成されてもよい。互いに溶着される金属片112および114は、ホーン先端110に隣接して配置される。ホーン先端110は、溶着される上部金属片112と接触する。図1の実施形態において、ホーン106は、2つのホーン先端110を含み、そのうちの1つは上部金属片112と接触する。ここで、超音波ホーン106の軸方向振動は、上部金属片112へのせん断振動となる。せん断振動は上部金属片112へ伝送され、上部金属片112は下部金属片114に対して前後に移動し、互いに当接する2つの金属片の表面が溶着界面で加熱されることになり、最終的に溶け合う。溶着アンビル120は、下部金属片114を接地する。このような超音波溶着機は、アルミニウムまたは銅箔の複数の層などの多数の金属箔層を、互いに溶着するために使用され得ることを理解されたい。
同様の装置が、プラスチック片の超音波一体溶着に使用される。主な違いは、超音波ホーンがプラスチック片に垂直振動を与える態様で振動することである。すなわち、超音波ホーンは、プラスチック片の互いに対する振動的加圧/減圧を引き起こし、互いに当接するプラスチック片の表面が溶着界面で加熱されることになり、最終的に溶け合う。
例えば、超音波溶着機は、米国特許第5,658,408号明細書「Method for Processing Workpiece by Ultrasonic Eneergy」、米国特許第6,863,205号明細書「Anti−Splice Welder」、および米国特許出願第2008/0054051号明細書「Ultrasonic Welding Using Amplitude Profiling」に開示されている。以上の全開示は、参照により本明細書に組み込まれる。
ある種の摩擦溶着機では、サーモプラスチック片などの2つの部品は、共に付勢され、溶着間隔の間に互いに往復動する。摩擦が生じた結果、互いに当接する2つの部品の表面が溶着界面で加熱され、最終的に溶け合う。図2は、摩擦溶着機などの基本的なモデルを示している。摩擦溶着機200は、ツール204を有する振動ヘッド202を含む。シリンダ206は、油圧式、電気式または空気圧式であってもよく、ベースプレート208上に設けられテーブル210に取り付けられる。摩擦溶着される2つの部品は、アンビル212上に置かれ、テーブル210の上面に凹設されてもよい。シリンダ206は、プラスチック片を振動ヘッド202に押し付けながら、テーブル210を振動ヘッド202に抗して移動させる。その後、振動ヘッドは振動するために通電され、互いに往復するように2つのプラスチック片を振動させる。摩擦溶着機200は、テーブル210が静止したままで、かつツール204をプラスチック片に接触させるために、振動ヘッド202を降下させるように選択的に構成され得ることを理解されたい。例示的には、例えば振動ヘッド202は60Hzから320Hzの範囲で振動してもよい。
摩擦溶着機はまた、振動溶着機と呼ばれることがある。例えば摩擦溶着機は、Showらの米国特許第3,920,504号明細書「Friction Welding Apparatus」、およびTothの米国特許第4,352,711号明細書「Friction Welding Apparatus」に記載されており、これらの全開示は参照により本明細書に組み込まれる。
この節は、本開示の一般的概要を提供するものであり、その全範囲または全ての特徴を包括的に開示するものではない。
本開示の一態様によれば、部品を互いに溶着するための振動溶着機は、5ワット/メートルケルビン度(W/m・K)以下の低熱伝導性を有し、かつ振動溶着のために十分な強度および靭性をも有する材料からなる振動ツールを有する。一態様において、振動ツールは、圧縮強度が少なくとも80MPa(メガパスカル)の引っ張りと、少なくとも3MPa(m)1/2の破壊靭性(Klc)とを有する材料からなる。
一態様において、溶着された部品は、振動ツールと振動溶着機のアンビルとの間で振動溶着機に配置される。また、アンビルは、上述の低熱伝導性、圧縮強度および靭性の特性を有する材料からなる。
本開示の一態様によれば、振動溶着機は超音波溶着機であり、振動ツールは超音波ホーである。
本開示の一態様によれば、振動溶着機は、振動ツールを備えた振動ヘッドを有する摩擦溶着機である。
本開示の一態様によれば、振動溶着機での部品の溶着方法は、5ワット/メートルケルビン度(W/m・K)以下の低熱伝導性を有し、かつ振動溶着のために十分な強度および靭性をも有する材料からなる振動ツールを振動溶着機の振動ツールとして使用することを含む。この方法は、部品を振動溶着機に配置すること、振動ツールを振動させること、および部品の少なくとも1つを振動している振動ツールと接触させることを含む。一態様において、この方法は、上述の低熱伝導性、強度および靭性の特性を有する材料からなるアンビルを、振動溶着機のアンビルとして使用することを含む。この態様において、アンビルが、振動ツールによって接触される部分とは異なる部品の少なくとも1つと接触するように、部品はアンビル上に配置される。
本開示の一態様によれば、超音波溶着機での部品の溶着方法は、5ワット/メートルケルビン度(W/m・K)以下の低熱伝導性を有し、かつ超音波溶着のために十分な強度および靭性をも有する材料からなる超音波ホーンを、超音波溶着機の超音波ホーンとして使用することを含む。この方法は、部品を超音波溶着機に配置すること、超音波ホーンを超音波振動させること、および部品の少なくとも1つを超音波ホーンと接触させることを含む。一態様において、この方法は、上述の低熱伝導性、強度および靭性の特性を有する材料からなるアンビルを超音波溶着機のアンビルとして使用することを含む。
一態様において、超音波溶着機で溶着される部品は、各々が0.002インチ以下の厚みを有するプラスチックフィルム層を有するプラスチック部品であり、この方法は、5ワット/メートルケルビン度(W/m・K)以下の低熱伝導性を有し、かつ超音波溶着のために十分な強度および靭性をも有する材料からなる超音波ホーンの使用によって、溶着された部品の溶着界面での過剰融解を低減することを含む。一態様において、プラスチックフィルム層はプラスチック被膜箔である。
一態様において、この方法は、0.002インチ以下の厚みを有する各層を備える、少なくとも60層のアルミニウムまたは銅箔を、超音波溶着機で溶着する部品として溶着することを含む。この方法は、5ワット/メートルケルビン度(W/m・K)以下の低熱伝導性を有し、かつ超音波溶着のために十分な強度および靭性をも有し、そして溶着の間に箔層の1つと接触する表面部を有する材料からなる超音波ホーンを、超音波ホーンとして使用することを含む。ここで、表面部は、0.50未満のアスペクト比を有するローレットパターンを有し、このアスペクト比は、(リッジの底部で)リッジの幅によって分割されるローレットパターンのリッジの高さによって定義される。一態様において、この方法は、0.002インチ以下の厚みを有する各層を備える少なくとも90層のアルミニウムまたは銅箔を、超音波溶着機で溶着する部品として溶着することを含む。
本開示の一態様によれば、部品の摩擦溶着機での摩擦一体溶着方法は、5ワット/メートルケルビン度(W/m・K)以下の低熱伝導性を有し、かつ摩擦溶着のために十分な強度および靭性を有する材料からなる振動ツールを、摩擦溶着機の振動ツールとして使用することを含む。この方法は、部品を摩擦溶着機に配置すること、振動ツールを振動させること、および部品の少なくとも1つを振動している振動ツールと接触させることを含む。一態様において、この方法は、上述の低熱伝導性、圧縮強度および靭性の特性を有する材料からなる接触面を有するアンビルを、摩擦溶着機のアンビルとして使用することを含む。
他の適用分野は、本明細書に記載の説明から明らかになるであろう。本概要の説明および特定の実施例は、例示のみを目的としており、本開示の範囲を限定するものではない。
本明細書に記載の図面は、選択された実施形態の図示のみを目的としており、実施可能の全てではなく、本開示の範囲を限定するものではない。
対応する参照番号は、図面の各図にわたって対応部分を示す。
添付の図面を参照して、例示的実施形態を詳述する。
本開示の一態様によれば、振動溶着機は、5ワット/メートルケルビン度(W/m・K)以下の低熱伝導性を有し、かつ振動溶着のために十分な強度および靭性をも有する材料からなる振動ツールを有する。一態様において、振動ツールは、圧縮強度が少なくとも80MPa(メガパスカル)の引っ張りと、少なくとも3MPa(m)1/2の破壊靭性(Klc)とを有する材料からなる。一態様において、溶着された部品が配置される振動溶着機のアンビルもまた、上述の低熱伝導性、強度および靭性の特性を有する材料からなる。本明細書において、上述の低熱伝導性、強度および靭性の特性を有する材料からなる振動ツールと呼ばれる場合、振動ツールがこの材料から形成され得るか、あるいは、溶着される部品の少なくとも1つと接触する振動ツールの表面部が、異なる材料からなる振動ツールの残りを有するこの材料から形成されることを意味するということを理解されたい。同様に、本明細書において、上述の低熱伝導性、強度および靭性の特性を有する材料からなるアンビルと呼ばれる場合、全アンビルがこの材料から形成され得るか、あるいは、溶着される一部分と接触するアンビルの表面部がこの材料からなることを意味している。
振動溶着機は、超音波溶着機300(図3)などの超音波溶着機であってもよい。振動ツールは、超音波ホーン106であってもよいが、ホーン先端310(図3)などの1つ以上のホーン先端を有しており、アンビルはアンビル320(図3)などのアンビルであってもよい。振動溶着機は、摩擦溶着機400(図4)などの摩擦溶着機であってもよい。振動ツールは、振動ヘッド202のツール404(図4)であってもよく、アンビルはアンビル412(図4)であってもよい。
図3は、本開示に従う超音波ホーン先端310およびアンビル320を有する超音波溶着機300を示している。超音波溶着機300は、超音波溶着装置100と同じ基本的要素を有するが、以下の点が異なる。類似の要素は同じ参照番号で示され、超音波溶着機300の相違点を中心に説明する。ホーン先端310は、ある種の振動ツールと見做してもよいことを理解されたい。
本開示の一態様において、ホーン先端310は、5ワット/メートルケルビン度(W/m・K)以下の低熱伝導性を有し、かつ超音波溶着のために十分な強度および靭性を有する材料からなる。一態様において、ホーン先端310は、圧縮強度が少なくとも80MPaの引っ張りと、少なくとも3MPa(m)1/2の破壊靭性(Klc)とを有する材料からなる。本開示の一態様において、アンビル320はまた、上述の低熱伝導性、強度および靭性の特性を有する材料から形成されてもよい。本明細書において、上述の低熱伝導性、強度および靭性の特性を有する材料からなるホーン先端310と呼ばれる場合、全ホーン先端310がこの材料から形成され得ることを意味するか、あるいは、上部金属片112(図3の破線で示す表面部322)に接触するホーン先端310の表面部がこの材料からなり、高熱伝導率を有する材料などの異なる材料からなる、ホーン先端310の残りを有することを意味することを理解されたい。同様に、本明細書において、上述の低熱伝導性、強度および靭性の特性を有する材料からなるアンビル320と呼ばれる場合、全アンビル320はこの材料から形成され得ることを意味するか、あるいは、溶着される部品の少なくとも1つと接触する、下部金属片114(図6に示し、図3の破線で示す表面部324)などのアンビルの表面部320はこの材料からなり、高熱伝導率を有する材料などの異なる材料からなるアンビル320の残りを有することを意味する。
一態様において、超音波溶着機で溶着される部品は、0.002インチ以下の厚みを有するアルミニウムまたは銅箔の層であり、ホーン先端310の表面部322は、0.5未満のアスペクト比を有するローレットパターン311(図5)を有し、このアスペクト比は、(リッジの底部で)リッジの幅によって分割されるローレットパターンのリッジの高さによって定義される。一態様において、アンビル320の表面部324もまた、0.5未満のアスペクト比を有するローレットパターン325を有する。
一態様において、溶着される部品は、0.002インチ以下の厚みを有する、少なくとも60層のアルミニウムまたは銅箔を含む。一態様において、溶着される部品は、0.002インチ以下の厚みを有する、少なくとも90層のアルミニウムまたは銅箔を含む。
従来、超音波溶着が、電池用など、約40層から50層の箔を超えるアルミニウムまたは銅箔層の積層物を溶着するために使用された場合、箔層の最上層と接触するホーン先端の表面部は、箔層の底層と隣接する次の層との間の溶着での必要な剥離強度を得るために、0.5を超えるアスペクト比を有するより深いローレットを有する必要があった。上部と底部は、箔層の積層物の対向端における箔層の積層物層の層の最外層である最上層および底層を以て、引用上の便宜のために使用される。
上述の低熱伝導性を有する材料からなるホーン先端の使用は、アルミニウムまたは銅箔層の積層物を通る溶着エネルギーをより良好に制御し(つまり、ホーン先端を通る熱伝導による分散が少ない)、より多くの層を、従来必要とされてきたあまり深くないローレットを備える表面部を有するホーン先端と、より少ないエネルギー消費量で溶着することができる。例えば、出願人は、各々が0.002の厚みの、96のアルミニウム箔層を有するアルミニウム箔層の積層物を、従来このアルミニウム箔層の数が必要としたより深いローレットパターンを備えない表面部を有するホーン先端を使用して、30から40パーセントの範囲でエネルギー消費量を低減しながら溶着してきた。また、上述の低熱伝導性、強度および靭性の特性を有する材料からなるアンビルの使用は、上述の効果を向上させる。
材料としてのセラミック酸化物の使用もまた、ホーン先端のアルミニウムまたは銅箔層の最上面との粘着を低減する。
図4は、本開示に従う振動ヘッドのアンビル412およびツール404を有する摩擦溶着機400を示している。摩擦溶着機400は、摩擦溶着機200と同じ基本的要素を有するが、以下の点が異なる。類似の要素は同じ参照番号で示され、摩擦溶着機400の相違点を中心に説明する。ツール404は、振動ツールの一種と見做してもよいことを理解されたい。
本開示の一態様において、振動ヘッド202のツール404は、5ワット/メートルケルビン度(W/m・K)以下の低熱伝導性を有し、かつ摩擦溶着のために十分な強度および靭性を有する材料からなる。一態様において、ツール404は、圧縮強度が少なくとも80MPaの引っ張りと、少なくとも3MPa(m)1/2の破壊靭性(Klc)とを有する材料からなる。また、本開示の一態様において、アンビル412はこの材料からなる。本明細書において、上述の低熱伝導性、強度および靭性の特性を有する材料からなるツール404と呼ばれる場合、全ツール404が、低熱伝導性を有するこの材料から形成され得ることを意味するか、あるいは、溶着される部品の少なくとも1つと接触するツール404の表面部(図4の破線で示す表面部414)が、上述の低熱伝導性、強度および靭性の特性を有する材料からなり、高熱伝導率を有する材料などの異なる材料からなるツール404の残りを有することを意味するということを理解されたい。同様に、本明細書において、上述の低熱伝導性、圧縮強度および靭性の特性を有する材料からなるアンビル412と呼ばれる場合、全アンビル412が、低熱伝導性を有するこの材料から形成され得ることを意味するか、あるいは、溶着される部品の少なくとも1つと接触するアンビル412の表面部(図4の破線で示す表面部416)が、上述の低熱伝導性、圧縮強度および靭性の特性を有する材料からなり、高熱伝導率を有する材料などの異なる材料からなるアンビル412の残りを有することを意味する。
本開示の一態様において、上述の5ワット/メートルケルビン度(W/m・K)以下の低熱伝導性、圧縮強度が少なくとも80メガパスカル(MPa)の引っ張り、および3MPa(m)1/2の破壊靭性(Klc)の特性を有する材料は、少なくとも50パーセントのジルコニアを含むセラミック酸化物である。一態様において、セラミック酸化物は、およそ85パーセントのジルコニアおよび15パーセントのアルミナを含む。本開示の一態様において、上述の低熱伝導性、強度および靭性の特性を有する材料は、上述の特性を有する(または合金化された、そうでなければ、有するように改質された)任意のセラミックの酸化物系材料であってもよく、ムライト、コージライト、ステアタイトまたは磁器を含むが、これに限定されない。
本開示の一態様によれば、振動溶着機での部品の溶着の際に、当接した部品の接合部の溶着界面での過剰融解を低減する方法は、5ワット/メートルケルビン度(W/m・K)以下の低熱伝導性を有し、かつ振動溶着のために十分な強度および靭性をも有する材料からなる振動ツールを、振動溶着機の振動ツールとして使用することを含む。一態様において、振動ツールは、圧縮強度が少なくとも80MPaの引っ張りと、少なくとも3MPa(m)1/2の破壊靭性(Klc)とを有する材料からなる。この方法は、振動溶着機に部品を配置することと、振動ツールを振動させることと、部品の少なくとも1つを振動している振動ツールの接触面と接触させることを含む。一態様において、この方法は、上述の低熱伝導性、圧縮強度および靭性の特性を有する材料からなるアンビルを、振動溶着機のアンビルとして使用することを含む。一態様において、この方法は、振動溶着機での部品の溶着の際に、プラスチックフィルム層が、他のプラスチック部分から他の部分への溶着界面での過剰融解を低減することを含む。一態様において、プラスチックフィルム層は0.002インチ以下の厚みを有する。一態様において、プラスチックフィルム層はプラスチック被膜箔である。
以上、図示および説明を目的として実施形態を説明してきた。これは、本開示を包括的とするまたは限定するものではない。特定の実施形態の個別の要素または特徴は、一般的にその特定の実施形態に限定されるものではないが、該当する場合は、具体的に図示または記載されていない場合であっても、互換的であり、選択された実施形態で使用することができる。また、同じことが多くの方法で変更されてもよい。このような変形は本開示から逸脱していると見なされるべきではなく、全てのこのような修正は、本開示の範囲内に含まれるものとする。
Claims (26)
- 振動溶着機での部品の溶着方法であって、
5ワット/メートルケルビン度(W/m・K)以下の低熱伝導性を有し、かつ圧縮強度が少なくとも80MPaの引っ張り、および少なくとも3MPa(m)1/2の破壊靭性をも有する材料からなる振動ツールを有する振動溶着機に部品を配置することと、
振動ツールを振動させることと、
部品の少なくとも1つを振動している振動ツールと接触させることとを含む、方法。 - 振動溶着機への部品の配置が、5ワット/メートルケルビン度(W/m・K)以下の低熱伝導性を有し、かつ圧縮強度が少なくとも80MPaの引っ張り、および、少なくとも3MPa(m)1/2の破壊靭性を有する材料からなるアンビルを有する振動溶着機に部品を配置することを含み、振動溶着機への部品の配置は、アンビルが振動ツールによって接触される部品とは異なる部品の少なくとも1つと接触するように、部品をアンビル上に配置することを含む、請求項1に記載の方法。
- 振動溶着機への部品の配置が、振動ツールを有する振動ヘッドを有する摩擦溶着機に部品を配置することを含み、振動ツールの振動は、60Hzから320Hzの範囲の周波数で振動するように振動ヘッドを振動させることを含む、請求項1に記載の方法。
- 振動溶着機への部品の配置が、振動ツールである超音波ホーンを有する超音波溶着機に部品を配置することを含み、振動ツールの振動は、20Khzから60Khzの範囲の超音波周波数で振動するように超音波ホーンを振動させることを含む、請求項1に記載の方法。
- 超音波溶着機への部品の配置が、プラスチック部品である部品を、プラスチック部品の各々が.002インチ以下の厚みを有するプラスチックフィルム層を有する超音波溶着機に配置することを含む、請求項4に記載の方法。
- 超音波溶着機への部品の配置が、各々が0.002インチ以下の厚みを有するアルミニウムまたは銅箔の層である少なくとも60個の部品を、超音波溶着機にまとめて積層して配置することを含み、少なくとも1つの部品の超音波ホーンとの接触は、0.50未満のアスペクト比を有するローレットパターンを有する超音波ホーンの表面部と接触させることを含む、請求項4に記載の方法。
- 超音波溶着機への部品の配置が、各々が0.002インチ以下の厚みを有するアルミニウムまたは銅箔の層である少なくとも90個の部品を超音波溶着機にまとめて積層して配置することを含む、請求項6に記載の方法。
- 圧縮強度が少なくとも80MPaの引っ張り、および少なくとも3MPA(m)1/2の破壊靭性を有する材料からなる振動ツールの、振動ツールとしての使用が、少なくとも50パーセントのジルコニアを含むセラミック酸化物からなる振動ツールを振動ツールとして使用することを含む、請求項4に記載の方法。
- セラミック酸化物からなる振動ツールの、振動ツールとしての使用が、およそ85パーセントのジルコニアおよび15パーセントのアルミナを含むセラミック酸化物からなる振動ツールを振動器として使用することを含む、請求項8に記載の方法。
- 圧縮強度が少なくとも80MPaの引っ張り、および少なくとも3MPA(m)1/2の破壊靭性を有する材料からなる振動ツールの、振動ツールとしての使用が、少なくとも50パーセントのジルコニアを含むセラミック酸化物からなる振動ツールを振動ツールとして使用することを含む、請求項1に記載の方法。
- セラミック酸化物からなる振動ツールの、振動ツールとしての使用が、およそ85パーセントのジルコニアおよび15パーセントのアルミナを含むセラミック酸化物からなる振動ツールを振動器として使用することを含む、請求項10に記載の方法。
- 超音波ホーンを有する超音波溶着機でのアルミニウムまたは銅箔の積層の超音波溶着方法であって、
5ワット/メートルケルビン度(W/m・K)以下の低熱伝導性を有し、かつ圧縮強度が少なくとも80MPaの引っ張り、および少なくとも3MPa(m)1/2の破壊靭性をも有する材料を、超音波ホーン用の材料として使用することと、
アルミニウムまたは銅箔の積層を、0.002インチ以下の厚みを有する各層を有する超音波溶着機に配置することと、
20KHzから60KHzの範囲の超音波周波数で超音波ホーンを振動させ、かつ積層の端部の箔層を振動している超音波ホーンと接触させることを含む、方法。 - 超音波溶着機への箔積層の配置が、少なくとも60の箔層を有する積層物を超音波溶着機に配置することを含む、請求項12に記載の方法。
- 超音波溶着機への箔積層の配置が、少なくとも90の箔層を有する積層物を超音波溶着機に配置することを含む、請求項13に記載の方法。
- 箔層の振動している超音波ホーンとの接触が、0.50未満のアスペクト比を有するローレットパターンを有する超音波ホーンの表面部と接触させることを含む、請求項13に記載の方法。
- 超音波ホーン用の材料としての使用が、少なくとも50パーセントのジルコニアを含むセラミック酸化物を使用することを含む、請求項15に記載の方法。
- 超音波ホーン用の材料としての使用が、およそ85パーセントのジルコニアおよび15パーセントのアルミナを含むセラミック酸化物を使用することを含む、請求項16に記載の方法。
- 5ワット/メートルケルビン度(W/m・K)以下の低熱伝導性を有し、かつ圧縮強度が少なくとも80MPaの引っ張り、および少なくとも3MPa(m)1/2の破壊靭性をも有する材料を、超音波溶着機のアンビル用の材料として使用することを含む、請求項13に記載の方法。
- 超音波溶着機への箔積層の配置が、0.50未満のアスペクト比を有するローレットパターンを有するアンビルの表面部が、超音波ホーンの表面部によって接触される層に対向する積層物の端部の積層の層と接触するように超音波溶着機に配置することを含む、請求項18に記載の方法。
- アンビル用の材料としての使用が、少なくとも50パーセントのジルコニアを含むセラミック酸化物を使用することを含む、請求項20に記載の方法。
- アンビル用の材料としての使用が、およそ85パーセントのジルコニアおよび15パーセントのアルミナを含むセラミック酸化物を使用することを含む、請求項20に記載の方法。
- 超音波溶着機用の超音波ホーンであって、
少なくとも1つのホーン先端を有する本体と、
5ワット/メートルケルビン度(W/m・K)以下の低熱伝導性を有し、かつ圧縮強度が少なくとも80MPaの引っ張り、および少なくとも3MPa(m)1/2の破壊靭性をも有する材料からなるホーン先端とを備え、ホーン先端は、0.50未満のアスペクト比を有するローレットパターンを有する、超音波ホーン。 - ホーン先端およびホーンの本体が同じ材料からなる、請求項22に記載の超音波ホーン。
- 複数のホーン先端を有する、請求項22に記載の超音波ホーン。
- ホーン先端が形成される材料が、少なくとも50パーセントのジルコニアを含むセラミック酸化物である、請求項22に記載の超音波ホーン。
- セラミック酸化物は、およそ85パーセントのジルコニアおよび15パーセントのアルミナを含む、請求項22に記載の超音波ホーン。
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