JP3765905B2 - 樹脂成形物の融着方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はマイクロ波による樹脂成形物の融着方法に関する。詳しくは、特定の条件を満足する樹脂成形物にマイクロ波を照射する樹脂成形物の融着方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
フイルム、板、パイプなどの熱可塑性樹脂で成形された成形物を接続する方法については種々の提案がなされているが最も効果的なのは同質の材料からなる成形物を加熱融着する方法である。加熱方法としては高温の物質を融着しようとする部分に接触させる方法の他に、マイクロ波などを照射することにより発熱させる非接触的な方法(特開平3−186690号公報、特開平2−261626号公報等)がある。特に後者の非接触的な方法は有効な方法と考えられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
マイクロ波を照射する方法は優れていると考えられ金属酸化物を発熱体として用いると効率よく加熱可能で加熱融着することが可能である。しかしながら比較的厚手の成形物を用いる場合には条件によっては部分的に加熱され充分に融着しないまま変形してしまうという問題があった。
【0004】
したがって、本発明の目的は熱可塑性樹脂成形物を変形なしに効率的に融着する方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記問題を解決して効率的に熱可塑性樹脂成形物を融着する方法について鋭意検討し本発明を完成した。
【0006】
即ち本発明の樹脂成形物の融着方法は、針状酸化チタンおよび/または四三酸化鉄であるマイクロ波発熱体を含有する熱可塑性樹脂組成物を成形してなる成形物にマイクロ波を照射して熱可塑性樹脂成形物を融着する方法において、マイクロ波を照射する樹脂成形物をマイクロ波照射による加熱に先立って乾燥し、樹脂成形物中の水分含量が300ppm以下とすることを特徴とするものである。
【0007】
【発明の実施の形態】
本発明において用いられる熱可塑性樹脂は特に制限されず、加熱融着可能な樹脂であれば良い。具体的には、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、またはエチレン、プロピレンなどの共重合体のようなポリオレフィン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリメチルメタクリレート、またはスチレン、塩化ビニル、メチルメタクリレート、塩化ビニリデンなどの共重合体、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリエステル、ポリイミド、ポリエーテル、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトンなどの縮合系のエンジニアリングプラスチックなどが例示される。融着される熱可塑性樹脂の成形物の形状、成形方法についても、本発明の趣旨から明らかなように特に制限はない。
【0008】
本発明において、マイクロ波発熱体としては種々のものが利用できるが、熱可塑性樹脂に分散して効果的なものとしては、フェライト、針状酸化チタンが例示される。
【0009】
フェライトとしては四三酸化鉄が好ましい。四三酸化鉄としては市販のものがそのまま利用可能であり、天然の磁鉄鉱を微粉砕したもの、あるいは鉄を空気中で焼成したもの、酸化鉄(III)を水蒸気を含む水素で還元したもの、赤熱した鉄に水蒸気を作用させたものなどを微粉砕することで合成したものなどが例示できる。このような四三酸化鉄の粒径としては1000μm以下、好ましくは0.01〜100μm程度のものが好ましく利用される。
【0010】
針状の酸化チタンとしては市販のものが利用可能であり、短軸の長さが0.01〜10μm、アスペクト比が5〜1000の針状の酸化チタンであり、マグネシウム、カルシウムなど他の金属酸化物がドープされたもの、さらには酸化錫、酸化インジウム等をドープして導電性にしてものであっても良く市販されているものがそのまま利用できる。酸化チタンの結晶形としてはルチル型、アナターゼ型のどちらであっても良いがアナターゼ型に有効なものが多く、微粒子の形状が針状または柱状であることが必要である。
【0011】
熱可塑性樹脂とマイクロ波発熱体との比率は、加熱したい部分に使用する樹脂組成物として、重量比で100:1から100:500程度、好ましくは100:10から100:200程度である。
【0012】
本発明において、熱可塑性樹脂に前記のマイクロ波発熱体を含有させる方法としては特に制限はなく、よく混合できる方法であればどのような方法でも良い。たとえば、通常の押出機を用いて均一分散と造粒を同時に行うのが一般的であり、押出機として、より分散させる効率のよい2軸の押出機を用いるなどの工夫を行うこともできる。また予め、ヘンシェルミキサーで良く混合するとか、ブラベンダーなど溶融混合がより効率的に行われる装置などを用いることもできる。
【0013】
熱可塑性樹脂成形物の融着に際しては成形物中の少なくとも接着部の一方に上記熱可塑性樹脂中に発熱体を含有させたものを配する必要がある。発熱体が含まれる部分のみがマイクロ波の照射によって発熱し熱可塑性樹脂を溶融するため接着したい部分にのみ発熱体を配することでその部分のみを融着することができる。また場合によっては熱可塑性樹脂成形物の内部に発熱体を配し表面には発熱体からの熱が伝導して溶融するように構成することも可能である。
【0014】
本発明において重要なのはマイクロ波を照射するマイクロ波発熱体含有樹脂成形物の水分を1000ppm以下好ましくは300ppm〜10ppm程度とすることである。1000ppmよりも成形物の水分が多いとマイクロ波の照射により全体的に加熱され、融着するだけではなく成形物の形状が変形してしまい融着するという目的が果たせない。10ppm未満としてもより効果的な訳ではなく、除去により多くのエネルギーが必要であるが10ppm未満の水分であっても問題はない。
【0015】
所定の水分とするためには、マイクロ波照射による加熱に先立って成形物を乾燥、例えば窒素気流中で100℃より低い温度において真空乾燥することができる。あるいは、樹脂組成物の水分を成形前に公知の種々の方法により減少させておくことも可能である。
【0016】
ここで水分の測定方法としては成形物を100℃以上に加熱し飛散した気体を補集し、補集された水の量をカールフィッシャーなどの方法で測定することで算出される。
【0017】
マイクロ波としては家庭用の電子レンジに用いられている程度の波長、エネルギーで充分に100℃以上の高温に加熱可能であり、数ギガヘルツの周波数のマイクロ波が利用でき、成形物1kg当り数KW程度のエネルギーで充分である。小さい被加熱体であれば市販の電子レンジに入れて数秒〜数分マイクロ波を照射することで100℃以上に加熱できる。
【0018】
【実施例】
以下に実施例を示しさらに具体的に本発明を説明する。
【0019】
実施例1
四三酸化鉄(和光純薬(株)製試薬)15gと日本石油化学(株)製高密度ポリエチレン(銘柄名スタフレンE792)20gをラボプラストミルR型(東洋精機製作所(株)製)で240℃で良く混合した。この操作を繰り返して約100gの混合物を得た。混合物を220℃でプレスして厚さ1mmのシートを作った。一方、日本石油化学(株)製高密度ポリエチレン(銘柄名スタフレンE801)を同様にプレス成形して厚さ4mmのシートを得た。
【0020】
上記四三酸化鉄を混合した厚さ1mmのシートを90mm×160mmの大きさに切り出し、上記高密度ポリエチレンの厚さ4mmのシートは100mm×170mmの大きさに切り出して重ね230℃でプレスして厚さ3mmの複合シートとした。同様な操作で作ったシートを真ん中で切断したところポリエチレン部、四三酸化鉄含有部の厚さは2.4mm、0.8mmの厚さであった。
【0021】
こうして得た複合シートと上記厚さ4mmのシートを四三酸化鉄含有部側で接触するように重ねて80℃で乾燥窒素気流下で70mmHgで減圧乾燥して水分を50ppmとした後、市販の電子レンジ(東芝製東芝電子レンジERT−540F)に入れマイクロ波を3分間照射し取り出したところ充分に融着しておりシートの表面は全く変形していなかった。
【0022】
比較例1
実施例1で用いたと同様のシートを3枚重ねた成形物を72時間室内に放置した後乾燥することなく実施例1と同様にマイクロ波を3分間照射したところ充分に融着していたが全体が大きく変形しており表面に凹凸が見られた。なおこの成形物の水分は3500ppmであった。
【0023】
実施例2
樹脂として三井東圧化学(株)製ポリプロピレンホモポリマーを用いた他は実施例1と同様にした。但し照射時間を4分間としたところ充分に接着しておりシートの表面は全く変形していなかった。なおこの成形物の水分は40ppmであった。
【0024】
比較例2
実施例2で用いたと同様のシートを3枚重ねた成形物を24時間室内に放置した後乾燥することなく実施例2と同様にマイクロ波を3分間照射したところ充分に融着していたが全体が変形しており表面に凹凸が見られた。なおこの成形物の水分は1800ppmであった。
【0025】
【発明の効果】
本発明の方法によれば、熱可塑性樹脂成形物を変形なしに、容易に効率的に融着することができ工業的に極めて価値がある。
Claims (1)
- 針状酸化チタンおよび/または四三酸化鉄であるマイクロ波発熱体を含有する熱可塑性樹脂組成物を成形してなる成形物にマイクロ波を照射して熱可塑性樹脂成形物を融着する方法において、マイクロ波を照射する樹脂成形物をマイクロ波照射による加熱に先立って乾燥し、樹脂成形物中の水分含量が300ppm以下とすることを特徴とする樹脂成形物の融着方法。
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JP12863397A JP3765905B2 (ja) | 1997-05-19 | 1997-05-19 | 樹脂成形物の融着方法 |
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JP12863397A JP3765905B2 (ja) | 1997-05-19 | 1997-05-19 | 樹脂成形物の融着方法 |
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JPH10315335A JPH10315335A (ja) | 1998-12-02 |
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- 1997-05-19 JP JP12863397A patent/JP3765905B2/ja not_active Expired - Fee Related
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