JP2719981B2 - 樹脂の接合方法 - Google Patents

樹脂の接合方法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は，シート状，板状，管状，ライニング状等の
樹脂を重ね合わせて接合するための接合方法に関する。
〔従来の技術〕
シート状，板状，管状，ライニング状等の樹脂（以下
樹脂シートと総称する）の接合方法として，溶剤型接
着剤によるもの，反応硬化型接着剤によるもの，ホ
ットメルト型接着剤によるもの，樹脂シート自体を
（必要に応じて同材質の補助部材共々）溶融させて融合
させるもの（即ち樹脂の溶接）が挙げられる。この中，
，は接合系の加熱を必須とするものであり，，
についても加熱を行った方が優れた接合品質を得られる
場合が多い。これらの場合，加熱が接合部に集中的に行
われることが品質，経済性の両面において好ましく，ま
た，加熱を接合界面に集中させることができれば更に好
ましいところであり，このような加熱を利用したものと
して，内部加熱接合法が知られている。
この内部加熱接合法の代表的なものとして，従来より
（ａ）超音波溶接法及び（ｂ）誘電加熱接着法がある。
いずれも，基本的には溶接であることから接合の信頼性
は高く，熱可塑性樹脂が本来の対象である。（ａ）は超
音波振動によって界面を摩擦発熱させるという点におい
て好ましく，設備も小型であるが，摩擦係数の小さい樹
脂や音波吸収の大きい軟質の樹脂には適用が困難であ
る。（ｂ）は接合部の樹脂全層を発熱させるものである
が，ネッキングも少なく，高能率である。しかし，発熱
が樹脂の誘電損失に依存するものであることから，適用
対象が塩化ビニル，ポリエステルなど誘電損失の大な数
種の樹脂に限られる。因に，フッ素樹脂は周知のように
耐食性，耐熱性，耐候性等に優れ，シート状での用途も
多いが，上記内部加熱接合法の適用は困難であり，適当
な接着剤もないことから，外部からのアイロンヒートシ
ールや粘着接合によらざるを得ず，用途の制約或いは折
角の性能の減殺につながっていることは，従来技術の限
界の例証となるものである。
そこで，上述の従来法の限界に対する解決策として，
（ｃ）直接通電発熱法とでも称すべき方法が最近登場し
た。これは，接合すべく重層された樹脂シートの間に抵
抗発熱性の金属フィラメントや箔等の条材を介在させ，
これに直接通電を行って発熱させ，溶接ないしはホット
メルト接着を行うものである。しかしながら，この方法
は，条材に対して接触給電を行うものであることから，
給電のための接続端が必要であり，例えば，長尺品の接
合を片端から順に実施して行くのには適しておらず，
又，給電端設置の手数や接触抵抗によって過熱し易いと
いう問題もある。
この他，従来から登場していた（ｄ）誘導加熱接着法
は，接着剤の中に金属粉体を充填した層を要接合面に介
在させ，近くから交番磁界を作用させて接着剤層を渦電
流で発熱させ接着を行うものである。これは，非接触で
界面加熱の行える優れた方法であるが，設備の大きさ等
の問題から未だ利用が限られている。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明は，上記したような誘電加熱接着法や直接通電
発熱法における限界に鑑みてなされたもので，高周波電
源を誘電加熱よりも高い利用効率で使用しながら，各種
の樹脂シート材料に対して接合すべき界面を効果的に加
熱することができ，また，樹脂シート重層間に介在させ
た抵抗発熱体に対して直接接触することなく通電を行う
ことの可能な樹脂シートの接合方法を提供することを目
的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者らは，上記課題を解決すべく鋭意検討の結
果，接合すべき樹脂シートの重層間に抵抗発熱体を配
し，これに対して直接通電する代りに，この抵抗発熱体
の上に位置する樹脂シートの表面に電極を押し当てるこ
とにより，樹脂シートを誘電媒質とするコンデンサが形
成されるところとなり，この電極に高周波交番電圧を印
加することによって上記抵抗発熱体に通電できるとの着
想と，これの実現に必須の諸元限定を以て本発明を達成
した。
すなわち，本発明は，互いに接合すべき樹脂シートを
重層し，重層間に抵抗発熱体の層を介在させ，該発熱体
層に電流を流して発熱させ，この発熱を利用して樹脂シ
ートを接合する方法であって，発熱体層を挟んで重層さ
れた樹脂シートの表面に電極対を当接し，これに105〜1
08Hzの高周波電圧を印加することによって，発熱体層へ
の通電を樹脂層を介して間接的に行い，且つ，この際，
上記電路における発熱体層の抵抗Ｒ（Ω）及び電極の面
積Ｓ（cm2）を， のように設定しておくことにより，電極部における樹脂
シートの絶縁破壊を伴うことなく通電できるようにした
ことを特徴とする樹脂の接合方法を基本要旨とする。こ
こで,zは，樹脂シートを誘電媒質として電極部に形成さ
れるコンデンサの，単位面積当たりのインピーダンス
（Ω・cm2）,E＊は，樹脂シートの全厚さについての絶
縁耐圧（Ｖ）,Pは，発熱体層に供給しようとする電力
（Ｗ）である。
本発明の対象とする樹脂シートの材質は，前記〜
のいずれかによる加熱接合の可能な樹脂でさえあれば任
意である。従って，溶接のみならず接着にも適用し得
る。樹脂シートの形態としては，通常のシート状のもの
に限らず，平板状，管状，ライニング状等任意であり，
また，その樹脂シートの接合部分の好適な厚さは0.05〜
10mmである。但しこれは限定するものではなく，小さ過
ぎては熱時定数が小となって界面発熱の妙味が低減し，
多き過ぎるとシート内の電流迷走に関して若干の配慮を
要するという観点からの目安である。
本発明において，抵抗発熱体への通電には３通りの態
様を採り得る。第一の態様は，細長い形の抵抗発熱体を
用い，該発熱体の長手方向に距離を隔てた２点に位置す
る樹脂シートの表面に電極対を配置して，発熱体の長手
方向に通電を行うものであり，前記直接通電発熱法を発
展させた形である。第二の態様は抵抗発熱体を挟んで位
置する樹脂シートの表側表面と裏側表面に，接合部全域
に亘る電極対を配置して，発熱体層を貫通する方向に通
電を行うものであり，誘電加熱接着法に類似した形であ
る。第三の態様は，細長い形の抵抗発熱体を用い，該発
熱体の両側縁に２つの電極の片側縁がそれぞれ沿う位置
関係にて，樹脂の表面に電極対を配置して，発熱体の幅
方向に通電を行うものである。この態様は直接通電加熱
法にも，又，誘電加熱接着法における１形式（誘電損失
の大な発熱性樹脂層を被接合樹脂層間に介在させて，発
熱性樹脂層の両側縁に高周波給電を行う。高周波を用い
るものの，直接通電法の一種と見ることもできる）と類
似点を有する。３つの態様の原理は前記基本要旨に照ら
して共通であり，共に第３図（＝第18図）の等価回路に
よって示される。そこで，各態様の詳細は後述するもの
として，とりあえず，第一の態様をモデルとして基本要
旨に述べた構成及び諸元限定の意義を説明する。
第１図〜第３図は第一態様による樹脂シートの接合方
法の外観，断面及び等価回路をそれぞれ示すものであ
る。第１図，第２図において，接合すべき樹脂シート1
A,1Bを重層し，その重層間に抵抗発熱体２を介在させ，
この抵抗発熱体２に対する通電を行うため，抵抗発熱体
２の長手方向に離れた部分2a,2bに位置する樹脂シート1
Aの表面に電極3A,3Bからなる電極対を配置し，この電極
3A,3Bに高周波電源４を接続している。第３図はこの系
の等価回路を示すものであり,5は抵抗発熱体２の部分2
a,2b間の抵抗,6A,6Bは各電極3A,3Bとそれに対向する抵
抗発熱体２の部分2a,2bとその間の樹脂シート1Aとで形
成されるコンデンサである。第２図において，高周波電
源４から発した電流は，樹脂シート1Aを誘電媒質として
電極3Aと抵抗発熱体２の電極3Aと対向する部分とを両極
板として構成されるコンデンサ（第３図における6A）を
通り，次いで抵抗発熱体２（第３図における５）を通
り，更にもう片方のコンデンサ（第３図における6B）を
通って高周波電源４に戻り，この間抵抗発熱体２を電流
が流れることにより，抵抗発熱体２が発熱して樹脂シー
ト1A,1Bの界面を加熱して接着させる。
このようにして抵抗発熱体２に所定の電流を流して発
熱させようとするとき，通電周波数ｆが105Hz（100KH
z）未満では，他の諸条件を調整したとしても，上記コ
ンデンサ6A,6Bのインピーダンスが十分小とならず，そ
の結果コンデンサの両極間に生じる電圧が過大となって
樹脂シートの絶縁が破壊する危険性が生ずる。一方,108
Hzを越える周波数帯は上記インピーダンスは十分以上に
低いものの，本発明方法のように構成した系に対しては
給電をはじめとして通電そのものが困難である。よっ
て、105〜108Hzの周波数を用いるものである。
次に，本発明方法は，界面加熱を本旨とするものであ
るから接合界面の昇温は十分急速であることが望まし
く，従って発熱体への供給電力Ｐ（Ｗ）は一定値以上を
確保することが一つの前提となる。ここで一定の供給電
力Ｐを得るには，直接通電ならば高抵抗−低電流，低抵
抗−高電流のいずれのモードも採用可能であるが，本発
明方法を実施するには高抵抗−低電流モードによること
が必須の要件であることが判った。すなわち，発熱体の
抵抗値Ｒを特性値以上に設定することにより電流ｉが一
定値以下に維持されれば，前記コンデンサに生じる電圧
が一定値以下となるので，これが樹脂シートの絶縁耐圧
以下となるように設定してはじめて本発明の指向する間
接通電発熱が可能となるものである。
電極部に形成されるコンデンサのインピーダンスＺ
（Ω）は，その容量をＣ（Ｆ），通電周波数をｆ（Hz）
として,Z＝1/2πfCの関係にある。しかして，容量Ｃは
コンデンサの極板の面積をＳ（cm2），極板単位面積当
たりの容量をｃ（F/cm2）として，近似的に,C＝cSと表
し得る。よって，コンデンサのインピーダンスは極板の
面積に反比例し，極板単位面積当たりのインピーダンス
をｚ（Ω・cm2）と定義すれば， Ｚ＝z/S と表すことができる。
ここで，抵抗Ｒ（Ω）の抵抗発熱体に,P（Ｗ）の電力
を供給する場合，電流ｉ（Ａ）は， である。よって，上記コンデンサに生じる電圧Ｅ（Ｖ）
は,E＝iZ＝iz/S,これを樹脂シート全厚についての絶縁
耐圧Ｅ＊（Ｖ）より小とするための条件は， iz/S＜Ｅ＊ これらを整理して， が導かれる。すなわち，上式はｚ（∝1/f）,E＊,Pを固
定条件として，絶縁破壊のトラブルを生じることなく通
電を行うための,R及びＳの設定指針を示すものである。
ここで，絶縁耐圧Ｅ＊を算定する基となる単位厚さ当
たりの絶縁耐圧の通常知られている値は，多くの樹脂つ
いて約20kV/mmである。しかし，耐圧むらの存在或いは
樹脂シートの損傷回避を考慮すると10kV/mm程度と見な
しておくのが無難である。
上記Ｚは樹脂シートの厚さに比例するので，一見，樹
脂シートは薄い方が有利であるように思われるが,E＊も
樹脂シートの厚さに比例するため無関係である。但し，
樹脂シートが厚ければＺは大となり，そのままでは電源
の電圧負荷を高める。しかし，本発明方法においては，
第３図の等価回路から判るように，コンデンサ6A,6Bに
よるインピーダンスは，このインピーダンスに見合うイ
ンダクタンスを回路に直列挿入することによって，概ね
相殺することができるので，これも問題とはならない。
本発明方法においては，抵抗発熱体中の導電材料には
常時或いは接合操作の途中から樹脂が接することとなる
ので，樹脂の容量による高周波電流のバイパスについて
も考慮を要する。この容量に基づくインピーダンスの体
積固有値ａは， ａ＝1/2πｆε０εｒ と見なすことができる。ここで，ε０は絶対誘電率＝0.
0885PF/cm,εｒは樹脂の比誘電率≒２である。ｆ＝105
〜108Hzにおいて,a＝107〜104Ω・cmとなる。導電材料
の体積固有抵抗ρがこれを上回ると，樹脂による容量を
バイパス電流が流れ，従って発熱に寄与しない余分な電
流が流れるところとなり，前述のようにRSを限定しても
必要な発熱を得ぬままに樹脂シートの絶縁破壊に至るこ
とになる。よって，ρ＜ａ＝1/2πε０εｒを満たす
ための条件として， となるように，ρ,fを選定するのがよい。すなわち,Rの
値そのものには原理的な上限はないが，上記選定の結果
として有限の大きさに制約されることとなる。
上述のように本発明方法において，高周波電源にかか
る負荷は，殆ど発熱体の純抵抗分のみとなる。よって，
衆知知見に基づき，電源の出力インピーダンスを発熱体
の抵抗値とほぼ等しくすることによって電源の利用効率
が最大となる。本発明方法における発熱体の抵抗値は，
前記下限設定の結果，高めの値となるので，出力インピ
ーダンスの高い誘電加熱接着用の電源は利用に適したも
のと言える。
しかし，このインピーダンスとても通常10kΩ以下で
あり，又これ以上の高インピーダンス化は電圧が10kV以
上の高圧となることにつながるので，安全上も好ましく
ない。よって，電源容量の利用効率を高める（電源を小
型化する）観点からはＲは10kΩ以下に留めるのが望ま
しい。このような配慮により，本発明方法は通常のニク
ロム線電熱器と同様の軽便な電源にて実施できることに
なる。
本発明方法に用いる抵抗発熱体層の厚さは，二つの観
点からなるべく薄い方がよい。一つは該層中の導電材料
等が接合後に残留するため，これの影響を僅少とするた
めであり，もう一つは，界面加熱接合という本発明方法
の利点を生かすためには被接合シートに比べて十分薄い
ことが望ましいことによる。しかし発熱体層の調製上の
問題もあるので，被接合シートの厚さに応じて20〜500
μが実用上の範囲となる。
次に，本発明方法の第一態様による樹脂シートの接合
方法を詳細に説明する。第１図，第２図は平坦な樹脂シ
ート1A,1Bの端縁同志を重ねて直線状の接合線に沿って
接合する状態を示すものであり，その端縁の重層間に抵
抗発熱体２を介在させ，その両端の上に位置する樹脂シ
ート1Aの表面に電極3A,3Bからなる電極対を配置し，こ
の電極3A,3Bに高周波電源４で高周波電圧を印加するこ
とにより，抵抗発熱体２に長手方向に電流を流し，その
抵抗発熱体２を発熱させ樹脂シート1A,1Bの界面を加熱
して接着を行っている。第３図はこの時の等価回路を示
すものである。
第４図は第１図，第２図に示す接合方法を若干変形し
た例を示すものであり，重層した樹脂シート1A,1B間に
介在させた抵抗発熱体２に沿った樹脂シート1A上に電極
3A,3Bからなる電極対を複数組配置し，各電極対間の抵
抗発熱体２に電流を流している。この場合にも抵抗発熱
体２の長手方向に電流が流れ，抵抗発熱体２が発熱して
樹脂シート界面の接着が行われる。
第５図は樹脂シート1A,1B間の長尺に亘る接合線に対
する接合を行う方法を示している。樹脂シート1A,1Bの
重層間に長尺の抵抗発熱体２を介在させておき，まず，
その一端近傍の樹脂シート1A表面に適当な間隔を開けて
電極3A,3Bを配置し，高周波電源４による通電を行う。
これにより，電極3A,3B間の抵抗発熱体２に電流が流
れ，その部分の接合線が接着される。次に，電極対を未
接合の部分に移動させ，例えば電極3A,3Bを二点鎖線3
A′,3B′で示す位置に移動させ，その電極対にはさまれ
た部分の抵抗発熱体２に電流を流すことにより，その部
分の接合が行われる。以下，同様の動作を繰り返すこと
により，長尺の接合線に沿って次々と接合が行われる。
ここで，電極3A,3Bは抵抗発熱体２に直接接触する必要
がなく，単に樹脂シート1Aの表面に押し当てればよいの
で，上記の操作は極めて容易であり，従って本願発明の
第一態様は，長尺に亘る接合を行うのに特に適してい
る。
第６図は樹脂シート1A,1B間の長尺に亘る接合線に対
する接合を連続的に行う方法を示している。この場合に
も，樹脂シート1A,1Bの重層間に長尺の抵抗発熱体２を
介在させている。一方の樹脂シート1Aの表面に，ローラ
形状の電極3a,3bが所定の間隔を開けて押付けられ，高
周波電源４による通電を行いながら，その電極3a,3bが
一定の間隔を保ちながら樹脂シート1Aに沿って移動す
る。これにより，電極3a,3b間に位置する抵抗発熱体２
に電流が流れて発熱し，且つその発熱位置が抵抗発熱体
２の長手方向に移動することにより，長尺の接合線が連
続的に接合される。
第７図は，金属基体８表面にライニングされるか或い
は置かれている樹脂シート1Cに対して単体の樹脂シート
1Aを接合する場合を示すものである。この場合も樹脂シ
ート1Cに抵抗発熱体２を介して樹脂シート1Aを重層し，
その上に電極対3A,3Bを配置し，高周波電源４より通電
することにより，抵抗発熱体２に電流を流し，発熱させ
ることができる。なお，この場合には，第８図に等価回
路を示すように，電極3A,3B位置に抵抗発熱体２の表側
の樹脂シート1Aを通るコンデンサ6A,6Bの他に，裏側の
樹脂シート1Cを通るコンデンサ6C,6Dが形成され，抵抗
発熱体２による抵抗５と並列に金属基体８によるバイパ
ス９が形成される。しかしながら，後述するように，コ
ンデンサ6C,6Dのインピーダンスを抵抗発熱体２の抵抗
値に比べて大きくとることにより，バイパスによるエネ
ルギー損失を小さく抑えることができる。
以上はいずれも直線状の接合を行う場合を示したが，
本発明の第一態様は，第９図，第10図に示すようなリン
グ状の接合にも適用できる。第９図，第10図では円筒状
の樹脂シート（樹脂パイプ）1D,1Eの端部を互いに嵌合
するテーパ状とし，両者の間に抵抗発熱体2Aを介在さ
せ，外側の樹脂シート1Dの外面の中心をはさんで対向す
る位置に電極3A,3Bを押付けている。この場合には，電
流は左右の両半円に別れて電極3A〜3B間を流れる。
第11図，第12図は広さのある図を接着する例を示すも
のであり,2枚の樹脂シート1F,1Gが広い面を重層させて
配置されており，その重層間にらせん状の抵抗発熱体2B
（第11図）或いはつづら折れ状の抵抗発熱体2C（第12
図）が配置され，樹脂シート1F上面には各抵抗発熱体2
B,2Cの両端に位置するように，電極3A,3Bが配置されて
いる。この電極3A,3Bに高周波電源より高周波電圧を印
加することにより，抵抗発熱体2B,2Cの長手方向に電流
が流れて発熱し，広さのある面が接着される。
第13図，第14図は額縁形の接合を行う場合を示すもの
であり，重層した額縁状の樹脂シート1H,1I間に抵抗発
熱体2Dが配置され，各角部上に電極3A,3Bが押し当てら
れ，高周波電源４に接続されている。電流は電極3A,3B
間の４つの電路を流れ，額縁上の接着が行われる。
第一態様における電極面積は，発明要旨に述べたよう
に適宜設定すべきものであるが，限定に見合う限りにお
いては，電極の長さにして10〜50mm程度が使用し易い範
囲である。
次に第一態様に使用する抵抗発熱体の特性について述
べる。今，厚さ1mmの樹脂シートについて,10MHzにおけ
る単位面積当たりのインピーダンスを8kΩ・cm2,絶縁耐
圧を10kV,接合幅を8mm,長さを300mmとして,3kWの通電を
３秒間行って溶接する例について考えると，電極面積を
2cm2（電極長さ25mm）とした場合の発熱体抵抗値の限定
は，前記した（１）式より， となる。これは3kWの入力に対して抵抗は1kΩ程度以上
でよいことを示すものである。接合部の長さが増せば上
式において，所要電力Ｐの増大により抵抗Ｒは比例的に
大となり，幅が増せば電極面積Ｓが増すので,Pの増大と
相まってＲは反比例的に低減する。そこで，発熱体の長
手方向の単位幅，単位長さ当たりの，面に沿った抵抗の
値（通常Ω／□で表される表面抵抗と等価）を規制して
おけば，接合部の幅，長さへの対応が自ずと適うことに
なる。前述の諸条件を考慮すると，上記沿面抵抗値の好
適範囲は,100〜104Ω／□となる。
本発明の第一態様に使用する抵抗発熱体２は上記した
数値範囲の沿面抵抗値を備えることが好適であるが，こ
のような沿面抵抗値を持った抵抗発熱体を得るには，多
少の工夫が必要である。導電材料として，ニクロム線，
ステンレス線，チタン線などの金属線或いは炭素繊維ト
ウなど，抵抗のさほど高くない材料を用いる場合には，
これらをジグザグに配するとよい。実際の形としては，
これらの導電性フィラメントを横糸とし，縦糸には被接
合樹脂シートと同系或いは親和性のある樹脂繊維やガラ
ス繊維等の絶縁性繊維を単独で或いは組み合わせて使用
して編織したテープ，同じく被接合樹脂シートと同系或
いは親和性のある樹脂フィルムに導電性フィラメントを
ジグザグに縫いつけたテープ，ジグザグ加工した導電性
フィラメントを樹脂フィルムでサンドイッチ封止し或い
はシートに接合する接着剤で封止したテープなどを，重
層樹脂シート間に随時挿入して用いる発熱体として例示
できる。ジグザグフィラメントは接合部形状に応じて直
線状或いは異形線状に配置させる。ジグザグフィラメン
トに代えて，ジグザグに打ち抜いた金属箔を用いるもの
よい。
導電性材料として炭化珪素繊維トウ,Si−Ti−Ｃ−Ｏ
繊維トウなど高抵抗のフィラメントを用いる場合は，ジ
グザグとせず通電方向に沿って真直ぐに配し，上記と同
様に樹脂材料と複合すればよい。又，導電材料は上記の
ような導電性フィラメントに限るものではなく，インジ
ウム・錫酸化物，カーボンブラック，導電性短繊維など
を樹脂フィルム，樹脂フィラメント，ガラスクロス或い
はガラス糸などに蒸着，展着させる等の形で用いてもよ
い。このほか，薄手の炭素フィルムに多数の小穴を打ち
抜いたものが有用である。
以上，抵抗発熱体を被接合樹脂シートとは別に調製す
る態様を述べたが，第15図に示すように，導電性材料か
らなる抵抗発熱体２を樹脂シート１の要接合部に予め付
設しておけば接着作業が容易となり好ましい。この場合
も抵抗発熱体２は上記した沿面抵抗値を有するものとす
ることが良い。樹脂シート１に付設する抵抗発熱体２
は，樹脂シートとは別に所定の沿面抵抗値になるように
調製した上記発熱体テープを熱圧着等によって樹脂シー
トに接着させて形成してもよく，又，ジグザグフィラメ
ント等の発熱体を直接樹脂シート１に熱圧着（圧入）或
いは接着させて形成してもよく，更には前記と同様の導
電材の蒸着或いは展着を樹脂シートに直接行うことによ
って形成してもよい。
第一態様における１回の接合の長さは，長過ぎると波
長に関わる問題を生じる恐れがあるので，周波数にもよ
るが,0.3〜1mが無難なところである。第一態様において
は，又，第７図に示すような裏側樹脂シートに近接して
金属基体が存在する系では，樹脂シートが薄い場合，第
８図の等価回路から判るように高周波電流が電極部にお
いて裏側樹脂シートを貫通して金属基体をバイパスす
る。しかし，この場合もバイパス経路のインピーダンス
2z/Sが抵抗発熱体の抵抗Ｒの１〜２〜３倍程度となるよ
うに発熱体長さ，電極面積或いは通電周波数を設定すれ
ば，上記比率に応じて50〜80〜90％の電力利用効率が確
保される。因に，第７図には１組の電極対を用いる例を
示したが，第一態様による接合は第４図に示したように
複数の電極対を配して行うこともできるので，これによ
って区間接合長さの低減を図るならば接合長さの生産性
の低下を伴うことなく，上記バイパス問題への対策がで
きる。
バイパス問題としては，この他，被接合系に接する絶
縁性の台座或いは治具類の接地点に向ってホット側の電
極から変位電流が絶縁材中をリークする場合がある。こ
のリークは発熱体にも一部流入し，ホット電極側の不均
一加熱ないしは過熱につながることがある。このような
リークへの対策としては，接合長さの短縮が，従って上
記電極対の複数化も，有用である。この他，発熱体に給
電するための電極対とは別に，上記電極対と極性方向の
一致したガード電極対を接合系外に設けることも有効な
対策となる。又，たとえば円柱状対象物の一部位を長手
方向に接合しようとする場合などには，上記ガード電極
対は，給電用電極対が接合部を越えて円周状に延長され
た形で給電用電極対と一体化されていてもよい。更に
は，上記絶縁台座に対して，リーク方向と並列に，台座
等の容量性アドミタンスを相殺するためのインダクタン
スを一括して，或いは分布定数的に配する方法も，対象
物の状況に応じては有用となる。
第一態様は電極面積が小さく，電極部容量が小となる
ので，電極部のインピーダンスＺ＝z/Sを小とする観点
から通電周波数は高めが適する。
次に本発明の第二態様による接合方法について詳述す
る。
第16図，第17図は平坦な樹脂シート11A,11Bの端縁同
志を重ねて直線状の接合線に沿って接合する状態を示す
ものであり，その端縁の重層間に抵抗発熱体12を介在さ
せ，その重層部の表裏両側の樹脂シート11A,11Bの上
に，接合面をほぼ覆う大きさの電極13A,13Bからなる電
極対を配置し，この電極13A,13Bに高周波電源14で高周
波電圧を印加することにより，抵抗発熱体12に厚み方向
に電流を流し，その抵抗発熱体12を発熱させ樹脂シート
11A,11Bの界面を加熱して接着を行っている。第18図は
この時の等価回路を示すものであり，符号15は抵抗発熱
体12の厚さ方向の抵抗を，符号16A,16Bはそれぞれ電極1
3Aと抵抗発熱体12とによる樹脂シート11Aを媒質とする
コンデンサ，電極13Bと抵抗発熱体12とによる樹脂シー
ト11Bを媒質とするコンデンサを示している。この第二
態様は，細長い接合部に樹脂シートの両側表面から通電
を行ってワンショットの接合を行うものであり，広さの
ある面を一気に接合するのに適している。
なお，第二態様においても，第19図に示すように，抵
抗発熱体12を介して重層した樹脂シート11A,11Bの両側
にローラ状の電極13a,13bを配置し，その電極と樹脂シ
ートとを相対的に移動させることにより，連続的に接着
を行うこともできる。
第二態様においても，金属基体にライニングしている
樹脂シート或いは単に金属基体上に置いている樹脂シー
トに対して単体の樹脂シートを接合することが可能であ
る。この場合，第10図に示すように金属基体18が一方の
電極として作用する。金属基体への通電は，第21図〜第
27図に示すような形で行うことができる。
第21図は，金属基体18上の樹脂シート11C（樹脂ライ
ニング層であっても単に置いただけのものであってもよ
い）上に，抵抗発熱体12A,12Bを介して樹脂シート11Aを
重層し，その上に，双子状の電極13A,13Bを設けてい
る。この場合には，二つの電極13A,13Bに高周波電圧を
印加することにより，破線20で示すように電流が流れ，
従って，各電極13A,13Bに対向する部分の抵抗発熱体12
A,12Bが発熱し,2箇所の接合を同時に行うことができ
る。第22図はこの時の等価回路を示すものであり,15A,1
5Bは抵抗発熱体12A,12Bの厚さ方向の抵抗を,16C,16C′
は電極13A,13Bと抵抗発熱体12A,12Bとによる表側樹脂シ
ート11Aを媒質とするコンデンサを,16D,16D′は抵抗発
熱体12A,12Bと金属基体18とによる裏側樹脂シート11Cを
媒質とするコンデンサを,19は金属基体18による導通路
を示している。第23図は，接合すべき位置に互いに切り
離した樹脂シート11A,11A′を配置した以外は第21図と
同様の構成であり，同様に，電極13A,13Bに対向する２
箇所の接合を同時に行うことができる。
第24図は，金属基体18上の樹脂シート11C上に，抵抗
発熱体12Aを介して樹脂シート11Aを重層し，その上に一
方の電極13Aを配置し，他方の電極を樹脂シート11C上に
配置したものであり，この場合には，破線20Aで示すよ
うに電流が流れる。第25図はこの場合の等価回路を示す
ものであり，符号16Eは電極13Bと金属基体18とによる樹
脂シート11Cを媒質とするコンデンサである。また，第2
6図は，金属基体18上の樹脂シート11C上に，抵抗発熱体
12Aを介して樹脂シート11Aを重層し，その上に一方の電
極13Aを配置し，他方の電極を金属基体18に直接接触す
るように配置したものであり，この場合には，破線20B
で示すように電流が流れる。第27図はこの場合の等価回
路を示すものである。第24図，第26図では，いずれも電
極13Aに対向する部分の抵抗発熱体12Aに厚み方向に電流
が流れ，発熱する。
第二態様に適する抵抗発熱体の仕様は第一態様とはか
なり異なる。周波数を1MHz,電極面積を24cm2（接合部全
域）とする他は前記と同じ条件とする例について見る
と，前記した（１）式から， となる。接合面積の増大はＰとＳを共に増大させるの
で，反比例的にＲを小にする。よって，面積に反比例す
る面積抵抗値（Ω・cm2）を規制すればよい。諸条件を
考慮すると，好適な面積抵抗の範囲は,103〜107Ω・cm2
となる。
上記のような高い面積抵抗値は，通常の導電材では実
現されず，炭化珪素繊維,Si−Ti−Ｃ−Ｏ繊維，セラミ
ック半導体などの利用が必須である。繊維類はトウを接
合面に対して角度をつけて配向するのがよいので，上記
トウと樹脂繊維を混織した層状体或いは樹脂クロス，ガ
ラスクロスなどの支持体に高抵抗の導電材を蒸着，展着
させた層状体は好適な発熱体となる。この場合，第一態
様と異なり，層を貫通する方向の通電性さえ確保されれ
ばよいので，広幅の編織体から必要な形状，寸法を切り
出して使用することができる。樹脂クロス，ガラスクロ
スなどの支持体に上記導電性繊維の短繊維状のものを静
電植毛などの方法で起立状に着設させて発熱体を製作す
ることもできる。
第二態様の実施に当たっても，第15図の樹脂シート１
と同様に，樹脂シートの要接合部に抵抗発熱体を予め付
設しておくことが好ましい。この場合，当然樹脂シート
に付設する抵抗発熱体の面積抵抗の範囲は103〜107Ω・
cm2とすることが好ましい。樹脂シートの要接合部に抵
抗発熱体を配設する手段としては，上記層状体の融着，
接着，短繊維の直接静電植毛（接着剤使用），セラミッ
クス半導体の蒸着，展着などを例示できる。
第二態様は電極面積が大であるため，周波数が低くて
もＺ＝z/Sは過大とならない。
次いで，本発明の第三の態様について説明する。第28
図，第29図は本態様の外観及び断面をそれぞれ示すもの
である。等価回路は第一，第二の態様と同様である。第
28図，第29図に示す実施例は，樹脂シート21A,21Bの端
縁同志を発熱体22を介して重ね，直線状の接合を行う状
況を例示したものであり，接合部の形状に似た電極23A,
23Bからなる電極対を発熱体22の両側縁に沿う形で配置
し，電極対に高周波電源24からの高周波電圧を印加する
ことにより，発熱体の幅方向に通電を行うものである。
この場合，電極23A,23Bの縁と発熱体22の縁とは，両者
の間に形成されるコンデンサの容量を確保するために若
干の重なりを持たせてもよい。第28図，第29図では，電
極対を樹脂シート21A,21Bの表側表面と裏側表面に振り
分けて配置する例を示したが，片側表面に並列配置して
も無論差し支えない。
第三の態様は発熱体中の電気の流れが第一の態様と同
じく沿面方向であり，又，電極面積についても，長さは
長くなるが幅が小となるため殆ど変わらない。従って，
第三の態様には比較的高い周波数が適しており，又，前
述のＲの下限値も第一の態様と同様，例えば500Ωと言
った値になる。但し，このレベルの抵抗を得るにして
も，第三の態様における発熱体の幾何学因子は縦と横と
が逆転する。よって上記レベルのＲを得るためには103
〜107Ω／□の沿面抵抗値が好ましいところとなる。こ
の結果，第三の態様に用いる発熱体の導電材料として
は，第二の態様に近い高体積固有抵抗を備えた半導体が
適するところとなる。
本発明方法における接合のための所要入熱は溶接或い
は加熱接着のために必要な昇温によって異なるものであ
り，樹脂シートの材質にも依存するが，概ね100〜1000J
/cm2の範囲にある。このエネルギーを１〜10秒程度の時
間で入力するのが好ましいので，例えば30cm2の面積の
接合には３〜10kW程度の電源があれば事足りる。
本発明方法は低パワー，長時間の入熱にて実施しても
よいが，これは本発明の本意ではない。よって本発明を
反応硬化型接着剤による接合に適用するときは，接着剤
のゲルタイムを短か目に設定するのがよい。
本発明は接合界面の発熱手段に特徴を有するものであ
り，被接合面の清浄，接合時の加圧，若干の冷却時間の
設定等の接合一般に関わる諸事項は，他の接合方法と同
様に考慮すべきである。
〔作用〕
本発明方法は上述のように，樹脂シート間に介在させ
た抵抗発熱体に直接通電するのではなく，高周波交番電
流を用いることにより，樹脂シートの表面から間接的に
通電を行って発熱させることを指向し，これを通電系諸
元の限定によって実現したものである。
本発明方法により，従来の誘電加熱接着法と同程度の
設備を用いて，又，同じような短時間で，誘電加熱接着
法では対象となり得なかった広範囲の樹脂の内部加熱接
合が可能となった。溶接への適用は信頼性の面から特に
有用であるが，本発明方法が界面の集中加熱によってい
ることは，ネッキング回避という観点から信頼性を倍加
するものある。これらは第30図に断面図で示した誘電加
熱接着法（樹脂シート31A,31Bを重層し，それをはさむ
ように一対の電極33A,33Bを配置し，その電極に高周波
電源34から高周波電圧を印加し，誘電加熱する方法）
が，第31図の等価回路（同図において,35A,35Bは樹脂シ
ート31A,31Bを媒質とする電極33A,33Bによるコンデン
サ,36A,36Bは樹脂シートの誘電損失）に示したように，
樹脂シートの誘電損失36A,36Bに依存した加熱であり，
従って，樹脂層全体の加熱となり，又，誘電損失率の低
い樹脂には適用できなかったのに対して，本発明におい
ては，誘電損失と同様の役を果たすべき発熱層を新たに
導入したことによって実現できたものである。本発明方
法では第３図，第18図に示したように樹脂を誘電媒質と
するコンデンサと上記発熱体とが直列に配されているた
め，該コンデンサのインピーダンスと同等のインダクタ
ンスによる相殺が実用的に容易であり，この結果，比較
的低い周波数の利用が可能になると共に，電源容量の利
用効率も誘電加熱接着法より大となる。
本発明方法の第一態様，第三態様は，又，第二態様の
応用形は，樹脂シートの表側表面のみに電極を配置すれ
ばよく，この点も誘電加熱接着にない利点である。裏側
に電極を配置しなくてよいことから，長尺条体に樹脂シ
ートを巻付けて行うライニングや，樹脂被覆金属材に樹
脂シートを当たがって行う補修が可能となるものであ
り，又，樹脂シートによるシーム管の作成なども有利に
行える。
第二態様の基本形は誘電加熱接着に極めて類似した形
であり，又，誘電加熱接着装置をそのまま用いて，誘電
加熱接着法では不可能であった樹脂種の接合が短時間で
行える。
誘電加熱接合では等価回路的に見ると、第31図に示さ
れるように，発熱源である誘電損失36A,36Bに並列に樹
脂シートの容量35A,35Bが存在するため，該容量に実効
電流の1/tanδ倍の電流がバイパスし，このため余分な
電流容量を要するところとなり，又,tanδの小さい樹脂
には適用できなかった。これに対して，本発明方法は，
樹脂の容量性インピーダンスとの関係において下限を限
定した抵抗分を別途に導入するものであり，前述のよう
に抵抗発熱体に用いる導電性材料の体積固有抵抗を配慮
すれば上記バイパスを小とすることができ，発熱に必要
な電流のみが供給されればよいこととなるので，その分
電源が小さくて済むこととなる。
本発明方法は界面発熱によるものであることから，対
象とする樹脂シートの厚さについて，誘電加熱接着法の
ような制約を受けないことも作用面での特徴と言える。
本発明方法，特にその第一態様は，前記直接通電発熱
法と外見的に酷似している。しかし，前述の通り，接触
給電端を要する該法によっては，本発明方法のように長
尺の接合線を逐次接合して行くという作業を行うことは
至難であり，あえて実施した場合にも，本発明方法にお
けるような発熱体の完全埋め殺しはままならない筈であ
る。
残る誘導加熱接着法は，間接入力，界面発熱の両面で
本発明に類似している。しかし，本発明方法は，上記方
法のようにエネルギーを磁気の形で伝達するものではな
く，従って，そのための誘導コイルも必要としないの
で，設備的により簡易である。又，本発明方法には，そ
の単純な構成に由来して，電流値の規制によって発熱を
容易に制御できるという利点もある。
〔実施例〕
実施例１ 横糸として70μのニクロム線と100μのフッ素樹脂（E
TFE）モノフィラメントを併用し，縦糸には上記フッ素
樹脂モノフィラメントのみを配して編織し，本発明方法
の第一態様に適する8mm幅の抵抗発熱性テープを製作し
た。このものの抵抗特性は約50Ω/cm（40Ω／□）であ
った。
次に，厚さ0.4mm,幅300mmのフッ素樹脂（ETFE）の長
尺シートを，絶縁被覆を施した円筒状の支持型に沿って
丸め，シートの両方の縁を重層させて，重層間に上記テ
ープを介在させ，該重層部の300mm長さ分を要接合部と
してこれの両端部に幅8mm,長さ25mmの電極を配して，要
接合部を加圧しながら上記電極対に40MHzの高周波電圧
を印加して接合を行った。約1.5Aの通電を３秒行ったと
ころ重層部は強固に融着し，円周方向に関して20kg/cm
幅以上（材料破断）の剪断強度が得られた。この操作を
長手方向に逐次進め，連続的に製管を行うことができ
た。この実施形態はパイプやケーブルなどの長尺体の外
周面のライニング，或いは熱収縮性樹脂シートのスリー
ブ化に有用となるものである。
なお，横糸に樹脂フィラメントを，縦糸にニクロム線
を用いて製作した0.5Ω/cmのテープでは，電極部にアー
クが発生して樹脂シートを損傷し，安定な通電が実施で
きなかった。
因に，上記例における電極部のインピーダンスは約40
0Ωであり,1.5Aの通電では樹脂シートにかかる電圧は約
600V（1.5kV/mm）となるので，これの10倍の通電は絶縁
破壊に通じ得るところである。
実施例２ 横糸として炭化珪素繊維のトウ（商品名ニカロン，日
本カーボン（株）製）と100μのポリエチレンモノフィ
ラメントを併用し，縦糸には上記ポリエチレンモノフィ
ラメントのみを配して編織し，本発明方法の第二態様の
実施に適する100mm幅の抵抗発熱性テープを製作した。
抵抗特性は約100kΩ・cm2となった。
厚さ2mm,150mm角のポリエチレンシート２枚の間に上
記テープから切り出した100mm角の抵抗発熱体をシート
の中央部に位置させて挿入し，該積層体の表側表面と裏
側表面に100mm角の電極板を当てがい，加圧しながら両
電極に400kHzの高周波電圧を印加して接合を行った。約
3Aの通電を４秒間行い，実施例１と同様の強固な接合が
できた。
この場合，ポリエチレンシートには約12kV（6kV/mm）
の電圧がかかったことになるが，アーク発生のトラブル
はなかった。
実施例３ 実施例２の積層体２組を銅板上に第23図の如く双子状
に配し，夫々の表面に当接した電極対から3A×６秒の通
電を行った結果,2組共良好に接合していた。この形態は
ライニング面の補修或いはビード着設に有用である。
実施例４ 直径60mm,肉厚5mmのポリエチレンパイプの管端を第９
図に示すパイプ1Eのようにテーパー加工し，この部分に
Si−Ti−Ｃ−Ｏ繊維のトウ（商品名チラノ繊維，宇部興
産（株）製）を，加熱しながら薄く巻付けて融着させ，
抵抗発熱体付きパイプを作成した。巻付け方向の見掛け
沿面抵抗は約2kΩ／□，円周上に対向する２点から測定
した抵抗値は約10kΩであった。
次に，第９図のパイプ1Dのようなポリエチレン製ソケ
ットを上記発熱体付設部に第９図のような位置関係で挿
入し，第９図，第10図の3A,3Bのように電極対（各面積
が1cm2）を設置し，これに4MHzの高周波電圧を印加し
て，パイプの軸方向に力を加えながら通電し，本発明方
法による接合を行った。0.35Aの通電を３秒行い，次い
で，電極対を90゜回転させた位置に移設して更に10秒の
通電を行ったところ，強固な接合と優れた止水性が得ら
れた。
上記例において電極部の樹脂シートにかかる電圧は14
kV（7kV/mmの前後）であるが，問題は生じなかった。発
熱体はソケット側に付設しても，或いはリング状に整形
したものを接合作業時に取付けても，更には，ドーナツ
型のポリエチレンディスクに埋め込んだガスケットタイ
プとし，これを突き合わせ溶接のインサート材として用
いてもよいことは言うまでもない。
実施例５ 実施例４のパイプを架橋ポリエチレン製のものに代
え，管端のテーパー加工部には導電性繊維を巻いた後，
変形ポリエチレン系のホットメルト接着剤を含浸させ，
又，周波数を13.5MHzとする他は，実施例４と同じ条件
で本発明方法による接合を同じく10秒の通電によって行
い，同様に良好な接合ができた。
実施例６ 実施例５のパイプをガラス繊維強化樹脂製のものに代
え，導電性繊維に含浸させる接着剤をエポキシ樹脂系の
速硬化性のものに代え,3秒おきに３秒間の通電を３回行
って樹脂を加熱硬化させ，良好な接合状態を得た。
実施例７ 実施例１と同じ被接合系に対して，本発明方法の第三
の態様による接合を実施した。ここで，抵抗発熱性テー
プとしては実施例２と同様の編織体で，導電材料の抵抗
特性グレードを代えて製した，沿面抵抗値が約50kΩ／
□のものを用いた。また，電極対は第28図，第29図のよ
うに配したが，裏側表面に当てる電極は実施例１におけ
る円筒状支持体上に一体化配設した。
上記系の電極対に対して実施例１と同様の通電を行
い，同じく良好な接合状態を得ることができた。
〔発明の効果〕
本発明は，重層接合しようとする樹脂シートの重層間
に抵抗発熱体を介在させた上で，樹脂シート表面に配置
した電極により高周波通電を行い，この時通電周波数，
発熱体の抵抗，電極面積を規制しておくという構成によ
り，従来の誘電発熱接着法との比較においては，適用の
対象となり得る樹脂種及びシート厚さの制約を大幅に緩
和すると共に，電源の利用効率の面でも向上をもたらし
た。又，直接通電加熱法との比較では，給電の間接化に
よって逐次ないしは連続接合を，ひいては長尺に亘る接
合を可能にすると共に，接触給電に伴うトラブルの回避
という利益をもたらし，誘導加熱接着法との対比では設
備の簡易さに利点が見出されるところとなった。
本発明の適用対象はほとんど全ての樹脂並びに加熱を
伴う接合法に亘ることから，樹脂利用業界にもたらす利
益は絶大である。上記諸利益が本発明によってはじめて
もたらされたことは，本発明が従来技術の単なる組み合
わせでないことを間接的に証明するものと言える。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明方法の第一態様で樹脂シートを接合する
状態を示す概略斜視図，第２図はその断面図，第３図は
その等価回路を示す回路図，第４図，第５図はそれぞれ
第一態様による接合方法の変形例を示す概略断面図，第
６図は第一態様によって樹脂シートを連続的に接合する
状態を示す概略断面図，第７図は金属基体上にライニン
グされた或いは置かれた樹脂シートに対して第一態様で
樹脂シートを接合する状態を示す概略断面図，第８図は
その等価回路を示す回路図，第９図は円筒状の樹脂シー
ト（樹脂パイプ）を第一態様によって接合する状態を示
す概略断面図，第10図は第９図を直角方向に切断して示
す概略断面図，第11図，第12図はそれぞれ広い面積部分
を第一態様によって接合する状態を示す概略平面図，第
13図は第一態様によって額縁状の接合を行う状態を示す
概略平面図，第14図はその概略断面図，第15図は第一態
様の実施に好適な複合樹脂シートの例を示す斜視図，第
16図は本発明方法の第二態様で樹脂シートを接合する状
態を示す概略斜視図，第17図はその断面図，第18図はそ
の等価回路を示す回路図，第19図は第二態様によって樹
脂シートを連続的に接合する状態を示す概略断面図，第
20図は金属基体上にライニングされた或いは置かれた樹
脂シートに対して第二態様で樹脂シートを接合する状態
を示す概略断面図，第21図は金属基体上の樹脂シートに
対して第二態様で樹脂シートを接合する状態の他の例を
示す概略断面図，第22図はその等価回路を示す回路図，
第23図，第24図はそれぞれ第21図の変形例を示す概略断
面図，第25図は第24図の等価回路を示す回路図，第26図
は第21図の更に他の変形例を示す概略断面図，第27図は
第26図の等価回路を示す回路図，第28図は本発明方法の
第三態様で樹脂シートを接合する状態を示す概略斜視
図，第29図はその断面図，第30図は従来の誘電加熱接着
法を実施する状態を示す概略断面図，第31図はその等価
回路を示す回路図である。 1,1A,1B,1C,1D,1E,1F,1G,1H,1I……樹脂シート,2,2A,2
B,2C,2D……抵抗発熱体,3A,3B……電極,3a,3b……ロー
ラ状の電極,4……高周波電源,11A,11B,11C……樹脂シー
ト,12,12A,12B……抵抗発熱体,13A,13B……電極,13a,13
b……ローラ状の電極,14……高周波電源,21A,21B……樹
脂シート,22……抵抗発熱体,23A,23B……電極,24……高
周波電源。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 良治 神奈川県川崎市川崎区殿町２―８―３ 第一高周波工業株式会社技術部内 (72)発明者 吉留 隆裕 神奈川県川崎市川崎区殿町２―８―３ 第一高周波工業株式会社技術部内 (72)発明者 土田 勇 神奈川県相模原市西橋本５―９―１ 新 日本製鐵株式會社鉄構海洋事業部内 (72)発明者 吉田 耕太郎 千葉県富津市新富20―１ 新日本製鐵株 式會社中央研究本部内

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】互いに接合すべき樹脂を重層し，重層間に
    抵抗発熱体の層を介在させ，該発熱体層に電流を流して
    発熱させ，この発熱を利用して樹脂を接合する方法であ
    って，発熱体層を挟んで重層された樹脂の表面に電極対
    を当接し，これに105〜108Hzの高周波電圧を印加するこ
    とによって，発熱体層への通電を樹脂層を介して間接的
    に行い，且つ，この際，上記電路における発熱体層の抵
    抗Ｒ（Ω）及び電極の面積Ｓ（cm2）を， ただし,z:樹脂を誘電媒質として電極部に形成されるコ
    ンデンサの，単位面積当たりのインピーダンス（Ω・cm
    2） Ｅ＊：樹脂の全厚さについての絶縁耐圧（Ｖ） P:発熱体層に供給しようとする電力（Ｗ） のように設定しておくことにより，電極部における樹脂
    の絶縁破壊を伴うことなく通電できるようにしたことを
    特徴とする樹脂の接合方法。
  2. 【請求項２】細長い形の抵抗発熱体を用い，該発熱体上
    の長手方向に距離を隔てた２点に位置する樹脂の表面に
    電極対を配置して，発熱体の長手方向に通電を行うこと
    を特徴とする請求項１記載の樹脂の接合方法。
  3. 【請求項３】抵抗発熱体を挟んで位置する樹脂の表側表
    面と裏側表面に，接合部全域に亘る電極対を配置して，
    発熱体層を貫通する方向に通電を行うことを特徴とする
    請求項１記載の樹脂の接合方法。
  4. 【請求項４】樹脂被覆金属材の樹脂被覆層及び金属基体
    を，それぞれ，抵抗発熱体の裏側に配すべき樹脂及び電
    極として用いる，請求項３に記載の樹脂の接合方法。
  5. 【請求項５】細長い形の抵抗発熱体を用い，該発熱体の
    両側縁に２つの細長い電極の片側縁がそれぞれ沿う位置
    関係にて，樹脂の表面に電極対を配置して，発熱体の幅
    方向に通電を行うことを特徴とする請求項１記載の樹脂
    の接合方法。
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JP5156266B2 (ja) * 2007-06-01 2013-03-06 龍彦 矢嶋 溶接装置および溶接方法
JP4289426B2 (ja) * 2007-09-24 2009-07-01 トヨタ自動車株式会社 融着体の製造方法
JP5761945B2 (ja) * 2010-09-01 2015-08-12 太陽工業株式会社 フッ素樹脂フィルムの接合方法
CA2832652A1 (en) * 2011-04-08 2012-10-11 Teijin Limited Method of manufacturing a bonded body
JP2015112772A (ja) * 2013-12-11 2015-06-22 株式会社Ａｌｆａ 補修方法
US10688731B2 (en) * 2018-01-30 2020-06-23 Te Connectivity Corporation System and method for bonding structural components
DE102018002011A1 (de) 2018-03-13 2019-09-19 Premium Aerotec Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum thermischen Fügen thermoplastischer Faserverbundbauteile sowie Abdeckung für eine dazu geeignete Druckbeaufschlagungseinrichtung
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