JP3536385B2 - 超音波溶着用ネットおよび超音波溶着方法 - Google Patents

超音波溶着用ネットおよび超音波溶着方法

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    • B29K2105/206—Meshes, lattices or nets

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱可塑性樹脂からなる
部材同士を超音波振動を利用して溶着するときに用いる
超音波溶着用ネットおよび超音波溶着方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、熱可塑性樹脂からなる部材同士を
重ねて超音波振動を利用して溶着する方法としては、熱
可塑性樹脂部材のどちらか一方の溶着しようとする箇所
に予めリブ状の突起を一体に成形しておき、その突起を
溶かすことにより、重ねた熱可塑性部材同士を溶着する
方法がある。当該突起部分は熱容量が小さいために早く
溶融させることができ、短時間で溶着を完了させようと
するものである。他の方法として、リブ状の突起を成形
しておく代わりに、溶着しようとする部材の間に棒状も
しくは塊状の熱可塑性樹脂片を介在させ、超音波振動で
これら熱可塑性樹脂片を溶融させて溶着する方法もあ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の溶着方法では、
溶着しようとする熱可塑性樹脂部材のどちらか一方にリ
ブ状の突起を予め成形しておく必要がある。溶着強度を
高めるためにはリブ状の突起は比較的小さく、尖端がシ
ャープな形状であることが要求される。射出成形などに
より熱可塑性樹脂部材を用意するときは、このようなシ
ャープなリブ状の突起を成形するのは比較的容易であ
り、有効な方法である。しかし、真空成形などのいわゆ
る熱成形により熱可塑性樹脂部材を用意するときは、成
形時に小さくシャープなリブ状の突起を成形するのは難
しい。また、溶着しようとする部材の間に棒状もしくは
塊状の熱可塑性樹脂片を介在させ溶着する方法では、超
音波振動をかけたときに熱可塑性樹脂部材あるいは熱可
塑性樹脂片の位置ずれがおこりやすく、溶着箇所を点や
線で設定しておいた場合には、位置ずれにより溶着強度
が安定しないという問題点があった。本発明が解決しよ
うとする第１の課題は、真空成形などで熱可塑性樹脂部
材を用意する場合のように、熱可塑性樹脂部材にシャー
プなリブ状の突起を付けられない場合をはじめとしてい
かなるときにも、超音波溶着を位置ずれを起こさずに作
業性良くできるようにすることである。第２の課題は、
さらに、溶着強度を十分に確保することである。また、
第３の課題は、第１の課題または第１、第２の課題に加
えて、溶着した熱可塑性樹脂部材の表面側の外観を悪く
しないようにする（溶着跡がでないようにする）ことで
ある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る超音波溶着用ネットは、熱可塑性樹脂
からなる部材同士を重ねて超音波溶着をするに当たり、
前記溶着をする部材間に介在させて用いるものであり、
熱可塑性樹脂からなり、ネットを形成する線条の断面形
状が楕円形であり、当該楕円の長径がネットの厚さ方向
となっているものや、ネットを形成する線条の断面形状
が三角形ないし多角形であり、当該三角形ないし多角形
の角部がネットの両表面に位置していることを特徴とす
る。超音波溶着用ネットの厚みは、好ましくは、０．４
mm以上である。また、好ましくは、０．８mm以下であ
る。さらに好ましくは、０．４mm〜０．８mmである。本
発明に係る超音波溶着方法は、熱可塑性樹脂からなる部
材同士を重ねて超音波振動を与え、両者を溶着する方法
において、前記熱可塑性樹脂からなる部材同士を溶着す
る箇所に、上記の超音波溶着用ネットを介在させて超音
波振動を与えることを特徴とする。また、前記熱可塑性
樹脂からなる部材同士を溶着する箇所に、熱可塑性樹脂
からなり、断面形状円形の線条で形成した超音波溶着用
ネットを介在させて超音波振動を与えることを特徴とす
る。
【０００５】
【作用】熱可塑性樹脂からなる部材同士を重ね、溶着す
る箇所に上記の超音波溶着用ネットを介在させる。そう
すると、熱可塑性樹脂部材の溶着しようとする面には、
超音波溶着用ネットを形成する線条の曲面や角部が当接
する。この部分は面積が小さく熱容量が少ないので、超
音波振動が熱可塑性樹脂部材および超音波溶着用ネット
に伝わると、まず前記当接部分から溶融が始まる。従っ
て、超音波溶着用ネットとそれに当接する熱可塑性樹脂
部材が溶けた時点で加圧をすることにより溶着を行なう
ことができる。ネットは平面的であり安定性がよいの
で、位置ずれを起こさずに作業性よく溶着を進めること
ができる。また、ネットは、熱可塑性樹脂部材が三次元
形状の場合にもその曲面形状に沿わせて配置することが
可能であり、配置したときの安定性がよい。超音波溶着
用ネットの厚さを０．４mm以上にすれば、溶融する樹脂
の量を十分に確保して、溶着強度を大きくすることがで
きる。超音波溶着用ネットとそれに当接する熱可塑性樹
脂部材の部分は短時間で溶融するが、熱可塑性樹脂部材
の表面側は、超音波溶着用ネットの当接部分に比べて面
積が大きく熱容量も大きい。このことを推し進めて、超
音波溶着用ネットの厚さを０．８mm以下にすれば、熱可
塑性樹脂部材の表面側の溶融が起こるまでに超音波溶着
用ネットが十分に溶融し溶着作業を完了して、熱可塑性
樹脂部材の表面は溶着前と変わらない外観を保つことが
できる。
【０００６】
【実施例】超音波溶着用ネットは、溶着しようとする熱
可塑性樹脂部材と同一材質、もしくは溶融時に熱可塑性
樹脂部材と相溶性のある材質とするのがよい。ネットの
隣合う網目の中心間隔は５mm〜３０mm程度、ネット厚み
は０．４mm〜０．８mm程度がよいが特に限定するもので
はない。ネットを形成する線条の断面形状を三角形ない
し多角形にする場合は、高さの最も高い方向をネットの
厚さ方向に一致させるのが望ましい。例えば、断面形状
が菱形の場合には、２つの対角線のうち長い方の対角線
方向をネットの厚さ方向と一致させる。
【０００７】以下、実施例について説明する。図１に示
すように、熱可塑性樹脂部材（材質ＡＢＳ，厚み２．０
mm）１，２の間に超音波溶着用ネット３を挟み、熱可塑
性樹脂部材１，２の溶着を行なった。溶着には、出力４
５０Ｗの超音波溶着機を使用した。超音波溶着機先端ホ
ーン４は、先端がフラットな面で２５mm×５０mmの寸法
のものを用いた。溶着面積は２５mm×２５mmとし溶着部
の剪断引張り強度と溶着後の外観、溶着時の作業性を確
認した。
【０００８】実施例１ 図２に示すように、ネットを形成する線条の断面形状が
円形で、線条が９０゜に交差して網目を形成しているＡ
ＢＳ樹脂製の超音波溶着用ネットを用意した。この超音
波溶着用ネットは、隣合う網目の中心間隔を１０mmと
し、ネット厚み（線条の断面の直径）を０．２mm〜１．
２mmの間で０．２mm間隔で変えたものを用意した。これ
ら超音波溶着用ネットを用い、図１で説明した要領で溶
着作業を行なった。
【０００９】実施例２ 図３に示すように、ネットを形成する線条の断面形状が
菱形で、線条が９０゜に交差して網目を形成しているＡ
ＢＳ樹脂製の超音波溶着用ネットを用意した。この超音
波溶着用ネットは、隣合う網目の中心間隔を１０mmと
し、ネット厚み（線条の断面の長い方の対角線寸法）を
０．６mmとしたものを用意した。この超音波溶着用ネッ
トを用い、図１で説明した要領で溶着作業を行なった。
【００１０】実施例３ 図４に示すように、ネットを形成する線条の断面形状が
楕円形で、線条が９０゜に交差して網目を形成している
ＡＢＳ樹脂製の超音波溶着用ネットを用意した。この超
音波溶着用ネットは、隣合う網目の中心間隔を１０mmと
し、ネット厚み（線条の断面の長い方の径）を０．６mm
としたものを用意した。この超音波溶着用ネットを用
い、図１で説明した要領で溶着作業を行なった。
【００１１】従来例 断面形状が円形で、その直径が０．５mmのＡＢＳ樹脂製
の棒状体を図１で説明した熱可塑性樹脂部材１，２の間
に挟み、そのほかは同じ要領で溶着作業を行なった。
【００１２】上記溶着を評価した結果を表１に示す。本
発明に係る実施例では、いずれも位置ずれを起こさず作
業性良く溶着を行なうことができた。従来例では、棒状
体が超音波振動によって位置ずれを起し作業性が悪く、
溶着強度もやや低かった。実施例１のうち、ネット厚み
（断面の直径）０．２mmのものについては溶着強度が弱
い。また、ネット厚み１mm以上のものについては溶着強
度は良好だが、溶融するまでに時間がかかるために、熱
可塑性樹脂部材の表面側の外観を損なう。一方、実施例
１のうちネット厚みが０．４mm〜０．８mmのものおよび
実施例２，３は溶着強度、溶着後外観、作業性ともに良
好であった。このことから、溶着強度を確保する上から
はネット厚みを０．４mm以上にするのが好ましく、溶着
跡が残らないようにして外観を良好に保つ上からはネッ
ト厚みを０．８mm以下にするのが好ましいことが理解で
きる。
【００１３】
【表１】
【００１４】
【発明の効果】本発明は以上説明したように、熱可塑性
樹脂製のネットを熱可塑性樹脂部材の間に介在させて超
音波溶着を行なうことにより次の効果を発揮する。 （１）溶着しようとする部材に予めリブ状の突起を付け
ておく必要がないため、真空成形などのようにリブ状の
突起が付けにくい成形方法で用意した熱可塑性樹脂部材
の場合でもネットを介在させることで容易に溶着するこ
とができる。 （２）ネットにしたことにより、点状や棒状のものを介
在させる場合と比べて溶着時の振動で位置ずれが起りに
くいため作業性が良く、また仮にずれたとしても面で分
布しているため、確実に溶着を行うことができる。 （３）溶着しようとする部材に予めリブ状の突起を成形
しておく方法に比べて、溶着の際適宜の位置にネットを
配置して溶着することができるため、自由度が高い。 （４）ネットにしたことにより、溶着しようとする部材
が三次元形状であってもその曲面に沿って配置できるた
め、複雑な形状をした熱可塑性樹脂部材同士の溶着もし
やすい。 （５）ネットの厚さを０．４mm以上にすれば、溶融する
樹脂の量を十分に確保して、溶着強度を大きくすること
ができる。 （６）ネットの厚さを０．８mm以下にすれば、熱可塑性
樹脂部材の表面側の溶融が起こるまでに溶着作業を完了
して、熱可塑性樹脂部材の表面は溶着前と変わらない良
好な外観を保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る超音波溶着方法の実施例を示す断
面説明図である。
【図２】本発明に係る実施例１の超音波溶着用ネットを
示す斜視図である。
【図３】本発明に係る実施例２の超音波溶着用ネットを
示す斜視図である。
【図４】本発明に係る実施例３の超音波溶着用ネットを
示す斜視図である。
【符号の説明】
１，２は熱可塑性樹脂部材 ３は超音波溶着用ネット ４は超音波溶着機先端部ホーン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B29D 28/00 B29C 65/08 B29C 65/40

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】熱可塑性樹脂からなる部材同士を重ねて超
    音波溶着をするに当たり、前記溶着をする部材間に介在
    させて用いる熱可塑性樹脂からなるネットであり、ネッ
    トを形成する線条の断面形状が楕円形であり、当該楕円
    の長径がネットの厚さ方向となっていることを特徴とす
    る超音波溶着用ネット。
  2. 【請求項２】熱可塑性樹脂からなる部材同士を重ねて超
    音波溶着をするに当たり、前記溶着をする部材間に介在
    させて用いる熱可塑性樹脂からなるネットであり、ネッ
    トを形成する線条の断面形状が三角形ないし多角形であ
    り、当該三角形ないし多角形の角部がネットの両表面に
    位置することを特徴とする超音波溶着用ネット。
  3. 【請求項３】ネット厚みが０．４ mm 以上である請求項１
    又は２のいずれかに記載の超音波溶着用ネット。
  4. 【請求項４】ネット厚みが０．８ mm 以下である請求項１
    〜３のいずれかに記載の超音波溶着用ネット。
  5. 【請求項５】熱可塑性樹脂からなる部材同士を重ねて超
    音波振動を与え、両者を溶着する方法において、 前記熱可塑性樹脂からなる部材同士を溶着する箇所に、
    請求項１〜４のいずれかに記載の超音波溶着用ネットを
    介在させて超音波振動を与えることを特徴とする超音波
    溶着方法。
  6. 【請求項６】熱可塑性樹脂からなる部材同士を重ねて超
    音波振動を与え、両者を溶着する方法において、 前記熱可塑性樹脂からなる部材同士を溶着する箇所に、
    熱可塑性樹脂からなり断面形状円形の線条で形成された
    超音波溶着用ネットを介在させて超音波振動を与えるこ
    とを特徴とする超音波溶着方法。
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