JP3099579U - 超音波溶着製品 - Google Patents

Abstract

【課題】比較的低温で超音波溶着が可能であることにより製造作業性が高く、しかも製品の実使用時に堅牢かつ柔軟でデザイン性に優れた、特にスポーツ用やスポーティな衣服などの超音波溶着製品を提供する。
【解決手段】超音波溶着製品は、複数の繊維部材の一部が互いに、好ましくはホットメルト溶着剤などの溶着補強助剤を介して超音波により溶着されており、さらに好ましくは前記ホットメルト溶着剤がポリウレタンもしくは反応性ホットメルトを含んでいることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

　この考案は、シート状熱可塑性合成樹脂部材を重ねて、部分的に全体として線状に接着し、所要の形態に纏めた超音波溶着製品に関するものである。

　衣料などに用いるシート状熱可塑性合成樹脂部材は、所要の形態に纏める際、前記合成樹脂部材同士の縫製が不可欠であるが、特に合成繊維の場合は、縫目の存在は、製品の使用時の耐用強度を下げ、防水性、耐漏水性を下げ、さらに特に薄い部材の場合デザイン性にも難があった。

特開平１０−２９５４１８号公報 特開２００１−１５９０１２号公報

　本考案の第１の目的は、上記の諸問題を解決するために、超音波溶着により製造作業性が高く、しかも縫目、縫糸がないので、製品の実使用時に堅牢かつ柔軟でデザイン性に優れた、特にスポーツ用やスポーティな衣服、収納用品などの超音波溶着繊維製品を提供することにある。

　超音波溶着製品は縫目がないので防水性、防漏水性が良く、縫糸がないので溶着箇所での伸縮弾性が保たれ、立体溶着、曲面フィッティングが可能なので、スポーティ、カジュアルなデザイン性に優れているだけでなく、縫製が不要で安全な溶着ができるので製造作業性が良い。また適切な治具を準備すれば、超音波により溶着（縫製に代わる）と切断（裁断）の同時作業も可能になる。

　このように、超音波溶着には数々の利点があるが、デザイン性を犠牲にせず、より一層製造作業性を高めるためには、溶着を高温かつ短時間ですまさねばならず、その場合特に超音波溶着ヘッドの凸部の当たる繊維部材の凸部輪郭部分の溶着強度を下げるか、溶着部の生地の変質を招くおそれがあり結局製品としての堅牢度を下げるなどの問題があった。

　本考案の第２の目的は、上記の諸問題を解決するために、ホットメルトなどを溶着補強助剤として介した超音波溶着により、製造作業性が高く、縫目、縫糸がなく、溶着強度が高く、特に超音波溶着ヘッドの凸部の輪郭部の当たる部分の強度が高いので、製品の実使用時に堅牢かつ柔軟でデザイン性に優れた、特にスポーツ用やスポーティな衣服、収納用品などの超音波溶着繊維製品を提供することにある。

　ホットメルトは以前から製本時や木材、プラスチックの溶着ではよく使われており、通常の溶着剤のような化学的変化ではなく、溶着作業時の高温で溶融し、常温に戻ると固化するという、物理的変化を主として利用するものである。またホットメルトは比較的に低温かつ短時間で溶融するので作業性が向上でき、しかも溶着部の引っ張り強度が高いので堅牢に仕上がる。
　しかしながら、これら超音波溶着法で用いられるホットメルトでは、ある程度の強度を製品の常温実使用時に維持する必要から、溶着箇所が強ばって柔軟性を欠くことになり、衣服、収納用品などのデザイン性を損なう場合があり、溶着時の作業性と製品の実使用時の強度と柔軟性の３者を満足させることができなかった。

　特にスポーツ用やスポーティな衣服などのデザインに際しては、柔軟性を維持するためホットメルト溶着の箇所で強ばらないようにする工夫が必要で、しかも実際の引張力印加に対して高い伸長性と高い回復性が望まれるが、このような要求は従来の繊維部材とホットメルトの組合せでは、必ずしも適えられなかった。

　本考案の第３の目的は、上記の諸問題を解決するために、ホットメルト又は／及び繊維部材として好ましい材質の組合せを適用することにより、比較的低温で超音波溶着が可能で製造作業性が高く、しかも製品の実使用時に堅牢かつ柔軟で、特に実際の引張力印加に対して高い伸長性と高い回復性を有し、デザイン性に優れた、特にスポーツ用やスポーティな衣服、収納用品などの超音波溶着繊維製品を提供することにある。

　上記のような課題を解決するためになされた、本考案による超音波溶着製品は、複数のシート状熱可塑性合成樹脂部材の一部を、互いに重ね合わせた状態で、連続的又は間歇的に、全体として所要の幅を有する線状に、超音波によって溶着したことを特徴とする。

　また請求項２〜３に係る本考案によれば、複数のシート状熱可塑性合成樹脂部材の一部を、互いに重ね合わせた状態で、ホットメルトを含む超音波溶着補強助剤を介して、連続的又は間歇的に、全体として所要の幅を有する線状に、超音波によって溶着したことを特徴とする。

　また請求項４に係る本考案によれば、溶着補強助剤を介して超音波により溶着した状態で、前記溶着補強助剤の溶融が全体として線状であり、おおよそ前記線状の、所要の幅の内において、超音波溶着ヘッドの接触部の形状で決まる輪郭の外側に及んでいることを特徴とする。

　また請求項５に係る本考案によれば、複数のシート状熱可塑性合成樹脂部材の一部が互いに、ホットメルトを介して超音波により溶着されており、前記ホットメルトがポリウレタンをベースポリマーとして含んでいることを特徴とする。

　また請求項６に係る本考案によれば、複数のシート状熱可塑性合成樹脂部材の一部が互いに、ホットメルトを介して超音波により溶着されており、前記ホットメルトが、（溶着後に架橋反応により耐熱性が向上する）反応型ホットメルトを含んでいることを特徴とする。

　また請求項７に係る本考案によれば、前記反応型ホットメルトが、（溶着後に空気中の湿気により尿素結合による３次元架橋が進む）末端イソシアナート系化合物であることを特徴とする。

　また請求項８に係る本考案によれば、前記反応型ホットメルトが、（溶着後に空気中の湿気により３次元架橋が進む）シラン系化合物であることを特徴とする。

　また請求項９に係る本考案によれば、前記繊維部材が（伸長性、回復性の高い）エラストマー繊維を含んでいることを特徴とする。

　また請求項１０に係る本考案によれば、前記エラストマー繊維がポリウレタンであることを特徴とする。

　また請求項１１に係る本考案によれば、前記エラストマー繊維がポリエーテルエステルであることを特徴とする。

　また請求項１２に係る考案によれば、前記シート状熱可塑性合成樹脂部材が、不織布、織布あるいはパッドで構成され、被覆部材、バンド、ストリップ、テープ、リボン、寝具用布地、布帛、衣服、バッグ、シューズ（靴）、テント、セイルクロース（帆布）、スリーピングバッグ（寝袋）、布団、又は繊維コンパウンドウェブの形態に構成されたものであることを特徴とする。

　本考案によれば、常温実使用時にある程度の強度を維持するために強ばって柔軟性を欠き、衣服などのデザイン性を損なう場合があり、溶着時の作業性と製品の実使用時の強度と柔軟性の３者を満足させることができないという、従来の欠点を解消し、さらに、特にスポーツ用やスポーティな衣服などでは、柔軟性としてデザイン性上強ばらないだけではなく、実際の引張力印加に対して高い伸長性と高い回復性をもった、超音波溶着製品を提供できる。

　本考案を実施するための最良の形態を、図１、２を参照して説明する。

　図１を参照すると、本考案の請求項２〜４に係る第１の実施例では、２枚のシート状熱可塑性合成樹脂部材１、２の一部が、互いに重ね合わせた状態で、ホットメルトなどの溶着補強助剤３を介して、連続的（図１（ａ））又は間歇的（図１（ｂ））に、所定の形状に、全体として所要の幅を有する線状に、超音波によって溶着されている。

　超音波溶着の場合、前記所定の溶着部形状の輪郭部分の引っ張り強度が弱い場合があるが、特に請求項４に係る場合、図１（ｃ）に示すように、前記ホットメルトなどの溶着補強助剤３の溶融がドットを付けた範囲、すなわち超音波溶着ヘッドの接触部の形状で決まる輪郭の外側に及んで溶着しているので、シート状部材１、２の溶着部の引っ張り強度が高い。

　図２を参照すると、本考案の請求項２〜４に係る第２の実施例では、上記第１の実施例である図１（ｃ）に示した断面形状を色々なシート状部材の溶着部処理形態に応用した場合を示す。図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、縫製用語で順に、重ね付け、中綿つめ、地縫い片倒し、折伏せ、と呼ばれるものである。

　２枚のシート状熱可塑性合成樹脂部材１、２の一部が、（ｃ）、（ｄ）では端部が折り曲げられて、互いに重ね合わせた状態で、ホットメルトなどの溶着補強助剤３、３１、３２、３３を介して、実施例１と同じく連続的（図１（ａ））又は間歇的（図１（ｂ））に、所定の形状に、全体として所要の幅を有する線状に、超音波によって溶着されている。

　なお、（ｂ）では、シート状部材１、２の溶着後に、溶着線と溶着線の間の中空部に中綿４が詰められている。

　また、（ｃ）、（ｄ）では、溶着補強剤３は、シート状部材１、２のすべての対向面に介挿してあるが、シート状部材自身の溶着強度によっては、あるいは縫製と併用する場合は、３１、３２、３３の一部を省略することができる。

　本考案の請求項５に係る第３の実施例では、複数の繊維部材の一部が互いに、ホットメルトなどの溶着補強助剤を介して超音波により溶着されており、前記ホットメルトは好ましくは、ポリウレタンあるいはポリウレタンと例えばポリエステル、ナイロンなどの混合物である。ポリウレタンをベースポリマーとして使うと、低温で溶融して高い溶着強度が得られるので生地を傷めず高速で溶着作業ができ、かつ常温で高伸長性・高回復性を有し合成繊維との相性がよいので、特にスポーツ用又はスポーティな製品（衣服など）に適している。

　本考案の請求項６に係る第４の実施例では、複数の部材の一部が互いにホットメルトを介して超音波溶着されており、前記ホットメルトが反応型ホットメルトあるいは反応型ホットメルトと例えばポリエステル、ナイロンなどの混合物である。反応型ホットメルトは溶着後に架橋反応により耐熱性が向上するので、より低温で溶着することができ、溶着後は、当初の溶着の際の温度を越える高温でも溶着強度を維持できるので、生地を傷めず高速で溶着作業ができる。

　本考案の請求項７に係る第５の実施例では、前記第４の実施例における反応型ホットメルトが、末端イソシアナート系化合物である。末端イソシアナート系化合物は、溶着後に空気中の湿気により尿素結合による３次元架橋が進むので、第４の実施例で述べた効果が、より顕在的に実現できる。

　本考案の請求項８に係る第６の実施例では、前記第４の実施例における反応型ホットメルトが、シラン系化合物である。シラン系化合物は、溶着後に空気中の湿気により３次元架橋が進むので、第４の実施例で述べた効果が、より顕在的に実現できる。

　本考案の請求項９に係る第７の実施例では、上記の第１〜第６の実施例においてホットメルト溶着剤を介して超音波により溶着される複数の繊維部材が、エラストマー繊維、あるいはエラストマー繊維と例えばポリエステル、ナイロンなどの混紡である。エラストマー繊維は、伸長性、回復性、弾性に富み、加えて高耐環境性（耐湿、耐熱、耐薬、耐光性に富む）があり、上記のような反応性ホットメルトによる超音波溶着方式との相性もよく、特にスポーツ用又はスポーティな製品（衣服など）の繊維材質として好適である。

　本考案の請求項１０に係る第８の実施例では、前記第７の実施例において、エラストマー繊維がポリウレタンである。ポリウレタンは伸長性、回復性、弾性に富むので、前記第６の実施例で述べた効果が顕在的に実現できる。

　本考案の請求項１１に係る第９の実施例では、前記第７の実施例において、エラストマー繊維がポリエーテルエステルである。ポリエーテルエステルは、伸長性、回復性、弾性に富み、加えて高耐環境性（耐湿、耐熱、耐薬、耐光性に富む）があるので、前記第７の実施例で述べた効果がさらに具体的に実現できる。

　本考案の請求項１２に係る第１０の実施例では、前記第１〜９の実施例において、具体的な超音波溶着製品の種類が、前記複数のシート状熱可塑性合成樹脂部材が、不織布、織布あるいはパッドで構成され、被覆部材、バンド、ストリップ、テープ、リボン、寝具用布地、布帛、衣服、バッグ、シューズ（靴）、テント、セイルクロース（帆布）、スリーピングバッグ（寝袋）、布団、又は繊維コンパウンドウェブの形態であることが開示され、前記超音波溶着製品は単独で、又は複合体要素としてレッグギャザー、脚バンド、サイドパネル、もしくはウェストバンドを含む、衣料品及び収納品、特に、スポーツ用品又はスポーティな日常用品として好適である。

　本考案の請求項１３に係る第１１の実施例では、第１〜１０の実施例において、前記複数のシート状熱可塑性合成樹脂部材が、単一種の合成繊維、複数種の合成樹脂繊維の複合繊維、又は、合成樹脂繊維と天然繊維の複合繊維で構成されているので、天然繊維の特徴、風合いを合わせて活かすことができる。

本考案の実施例１に係るものであり、（ａ）は、超音波溶着ヘッドによる溶着部の形状が連続的な場合の例、（ｂ）は、超音波溶着ヘッドによる溶着部の形状が間歇的な場合の例、（ｃ）は、（ａ）及び（ｂ）のＡ−Ａ断面を示す。 本考案の実施例２に係るものであり、（ａ）は、重ね付け、（ｂ）は、中綿つめ、（ｃ）は、折り伏せ、（ｄ）は、地縫い片倒し、各々の場合の図１（ａ）及び（ｂ）のＡ−Ａ断面の例を示す。

符号の説明

１　　シート状部材１
２　　シート状部材２
３、３１、３２、３３　　ホットメルトなどの溶着補強助剤
４　　中綿

Claims (13)

1. 　複数のシート状熱可塑性合成樹脂部材の一部を、互いに重ね合わせた状態で、連続的又は間歇的に、全体として所要の幅を有する線状に、超音波によって溶着したことを特徴とする超音波溶着製品。
2. 　複数のシート状熱可塑性合成樹脂部材の一部を、互いに重ね合わせた状態で、溶着補強助剤を介して、連続的又は間歇的に、全体として所要の幅を有する線状に、超音波によって溶着したことを特徴とする超音波溶着製品。
3. 　前記溶着補強助剤がホットメルトを含むことを特徴とする請求項２に記載の超音波溶着製品。
4. 　前記溶着補強助剤を介して超音波により溶着した状態で、前記溶着補強助剤の溶融がおおよそ前記所要の幅の内において、超音波溶着ヘッドの接触部の形状で決まる輪郭の外側に及んでいることを特徴とする請求項２又は３のいずれか１項に記載の超音波溶着製品。
5. 　前記ホットメルトがポリウレタンをベースポリマーとして含んでいることを特徴とする、請求項２ないし４のいずれか１項に記載の超音波溶着製品。
6. 　前記ホットメルトが反応型ホットメルトを含んでいることを特徴とする、請求項３ないし５のいずれか１項に記載の超音波溶着製品。
7. 　前記反応型ホットメルトが末端イソシアナート系化合物であることを特徴とする請求項６に記載の超音波溶着製品。
8. 　前記反応型ホットメルトがシラン系化合物であることを特徴とする請求項６に記載の超音波溶着製品。
9. 　前記繊維部材がエラストマー繊維を含んでいることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の超音波溶着製品。
10. 　前記エラストマー繊維がポリウレタンであることを特徴とする請求項９に記載の超音波溶着製品。
11. 　前記エラストマー繊維がポリエーテルエステルであることを特徴とする請求項９に記載の超音波溶着製品。
12. 　前記複数のシート状熱可塑性合成樹脂部材が、不織布、織布あるいはパッドで構成され、被覆部材、バンド、ストリップ、テープ、リボン、寝具用布地、布帛、衣服、バッグ、シューズ（靴）、テント、セイルクロース（帆布）、スリーピングバッグ（寝袋）、布団、又は繊維コンパウンドウェブの形態に構成されたものであることを特徴とする、請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の超音波溶着製品。
13. 　前記複数のシート状熱可塑性合成樹脂部材が、単一種の合成繊維、複数種の合成樹脂繊維の複合繊維、又は、合成樹脂繊維と天然繊維の複合繊維で構成されていることを特徴とする、請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の超音波溶着製品。

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