JPH10166451A - プラスチックの融着方法および融着装置 - Google Patents

プラスチックの融着方法および融着装置

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JPH10166451A
JPH10166451A JP8329611A JP32961196A JPH10166451A JP H10166451 A JPH10166451 A JP H10166451A JP 8329611 A JP8329611 A JP 8329611A JP 32961196 A JP32961196 A JP 32961196A JP H10166451 A JPH10166451 A JP H10166451A
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plastic
fusion
plastics
infrared
air
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JP8329611A
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Makoto Hirano
信 平野
Koshirou Nakajima
古史郎 中島
Masami Yamazaki
雅巳 山崎
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Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 プラスチック相互を接合する際に生じる体積
膨張による内圧の影響を極力抑えて前記プラスチック相
互の接着力を増強する融着技術を提供することである。 【解決手段】 熱可塑性のプラスチック相互の内の赤外
線照射側に位置するプラスチックへ空気を吹付けること
を特徴とする融着技術。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、赤外線照射光によ
りプラスチック相互を融着する際に空気を吹き付けて接
着力を増強する融着技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のプラスチック相互の接着には溶剤
・接着剤・熱などが用いられているが、溶剤・接着剤に
よる接着にはプラスチック相互間の整合性や乾燥時間の
問題が、又、熱による接着には加熱手段の温度管理の問
題が有り、これらの問題を赤外線加熱技術によって払拭
する方法として、例えば、特開昭５５−１０３９２０号
公報記載の技術が既に提案されている。
【０００３】前記公報記載の技術は、ハロゲンランプ
（１１）と内面が反射面である回転楕円型のリフレクタ
（１２）とからなる赤外線照射手段（１）であり、図５
に示すように該装置によって、透明あるいは半透明の熱
可塑性プラスチック片（２）と不透明の熱可塑性プラス
チック片（３）とに照射され、これらプラスチック片
（２）（３）相互が融着される基本的な態様が示されて
いる。
【０００４】前記従来の図５に示されているように、ハ
ロゲンランプ（１１）からの赤外線である照射光（１
３）は、リフレクタ（１２）により反射され集光される
ため、赤外線透過側に位置する透明あるいは半透明のプ
ラスチック片（２）を透過するとともに赤外線吸収側に
位置する不透明のプラスチック片（３）の所望の面に合
焦され、かつ、照射される結果、該プラスチック片
（３）の一部が加熱され溶融膨張して前記プラスチック
片（２）における該プラスチック片（３）との対向面に
融着してプラスチック片（２）（３）相互が接着され
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記の公報
によれば、赤外線加熱ヒーター側プラスチックを透明ま
たは半透明とし他方のプラスチックを不透明とした被接
合片にハロゲンランプによる赤外線を照射してプラスチ
ック材を溶着するものであるが、プラスチックからなる
管継手を用いたポリエチレン管などの結合方法への応用
に際し、赤外線照射側に位置する前記管継手が透明であ
ることは殆どないため、照射した赤外線は赤外線照射側
のプラスチックの表面で吸収されることとなり、該管継
手の表面が溶融してしまう。管継手の表面も溶融される
と、該溶融部の樹脂が膨張して製品形状を著しく損なう
こととなる。そして、殊に、前記ポリエチレン管を接合
する際には接着部の溶融によって生じる体積膨張による
内圧が、赤外線照射側のプラスチックの表面から逃げて
しまい、十分な接着強度が得られないという問題があ
る。
【０００６】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであって、その目的は、赤外線照射側に配設され
る熱可塑性プラスチックの溶融を抑えることにより、プ
ラスチック相互の接着後における製品形状の変形の防
止、あるいは、プラスチック相互の接着力の増強等を達
成する融着技術を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記課題を達成すべく、
本発明のプラスチックの融着技術は、熱可塑性のプラス
チック相互の内の赤外線照射側に空気を吹付けることを
特徴としている。本発明の具体的解決手段は、融着方法
として、熱可塑性のプラスチック相互の接着部に赤外線
を照射して前記プラスチック相互の接着部を加熱溶融さ
せ融着する方法であって、前記熱可塑性のプラスチック
相互の内の赤外線照射側に配設される熱可塑性プラスチ
ックの表面に、少なくとも前記赤外線を照射している間
は空気を吹き付け続け、前記プラスチック相互を融着す
ることを特徴としている。又、融着装置として、熱可塑
性のプラスチック相互の接着部に赤外線を照射して前記
プラスチック相互の接着部を加熱溶融させる融着装置で
あって、前記熱可塑性のプラスチック相互の内の赤外線
照射側に位置するプラスチックの表面に空気を吹き付け
るエアノズルと赤外線照射手段とが前記プラスチック相
互の接着部に位置合わせ可能にする支持装置に支持され
たことを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、図面により本発明の実施形
態について説明する。図１には、前記従来の図５にて使
用された赤外線照射手段（１）と同じ側からプラスチッ
ク片（２）（３）相互の融着部に向けて空気を吹き付け
る本発明の方法を適用した態様の例が示されている。
【０００９】前記プラスチック片（２）（３）相互を融
着するには、赤外線照射手段（１）の線照光（１３）を
前記プラスチック片（２）（３）相互の融着位置に合焦
し、同時にエアノズル（４）から圧搾空気（矢印参照）
を該融着位置に向けて吹付ける。この時、合焦された前
記融着部が最も早く溶融されるものの、赤外線照射手段
（１）側に位置され通常採用されている透明度の低いプ
ラスチック片（３）もその透明度に応じて熱線を吸収す
るために溶融されることとなり、圧搾空気の吹付けによ
りこのプラスチック片（３）を冷却して該プラスチック
片（３）自体の溶融を抑えるものである。
【００１０】前記リフレクタ（１２）の近傍に、かつ、
前記プラスチック片（２）（３）相互の融着部方向に向
けて設けられた前記エアノズル（４）からの圧搾空気
は、少なくとも前記赤外線照射手段（１）からの照射光
（１３）を前記融着部に集光させ結像させて所望の溶融
接着を達成するまでの間、吹付け続けられる。図２は、
上記図１にて述べたプラスチック片（２）（３）相互の
融着方法を実施するための具体的な装置を表すもので、
該装置は電源部（６）からの電力が供給されるハロゲン
ランプ（１１）とリフレクタ（１２）とで構成される赤
外線照射手段（１）およびエアポンプ（５）から供給さ
れる圧搾空気を吹付けるエアノズル（４）ならびに支持
部装置（７）を共に具備しており、前記エアノズル
（４）の先端は前記赤外線照射手段（１）の照射光（１
３）外に配置される。
【００１１】上記のように構成された融着装置によりプ
ラスチック片（２）（３）相互を融着するには、赤外線
照射手段（１）を、その照射光（１３）が該プラスチッ
ク片（２）（３）相互の融着部に至るように、また、エ
アノズル（４）を赤外線照射手段（１）側のプラスチッ
ク片（２）表面における冷却すべき個所に至るように支
持装置（７）にて調整し設定する。この適正な態勢の下
で、電源部（６）から電力を供給しハロゲンランプ（１
１）を発光せる。このハロゲンランプ（１１）の光はリ
フレクタ（１２）によって反射され集光された照射光
（１３）となって、該プラスチック片（２）（３）相互
の所望の融着部に合焦され融着部を溶融する。これと同
時に前記照射光（１３）が透明度の低い前記プラスチッ
ク片（３）を透過することによって前記プラスチック片
（３）自体も発熱して溶融することとなるが、この溶融
部はエアポンプ（５）からエアノズル（４）を介して供
給される圧搾空気が吹付けられて冷却され、溶融度合い
が抑えられる。
【００１２】したがって、赤外線照射手段（１）側のプ
ラスチック片（３）が溶融されるままに任せて自然冷却
された場合に生じる該プラスチック片（２）（３）相互
の接合強度の低下ならびに外形上の歪みが防止される。
図３には、本発明が、例えば透明度の低いプラスチック
からなる管継手（ｃ）を介して例えば不透明なプラスチ
ック管（ａ）（ｂ）相互を融着する際に、融着装置に応
用された例が示されている。
【００１３】上記図３に示すように回転楕円型のリフレ
クタ（１２）とハロゲンランプ（１１）とから構成され
る赤外線照射手段（１）からの集光された照射光束（１
３）はプラスチックからなる管継手（ｃ）およびプラス
チック管（ａ）（ｂ）相互の融着部（ｄ）に合焦され、
他方、エアポンプ（５）から圧搾空気を吹付けるべくエ
アノズル（４）が備えられている。
【００１４】今、電源部（６）より電力が供給されると
ハロゲンランプ（１１）が発光し、この照射光（１３）
は回転楕円型のリフレクタ（１２）により反射されて前
記プラスチックからなる管継手（ｃ）とプラスチック管
（ａ）（ｂ）相互における所望の融着部に合焦され、こ
の融着部が前記照射光（１３）の熱エネルギーの効果的
な適用により溶融される。
【００１５】これと同時に前記照射光（１３）が前記プ
ラスチックからなる管継手（ｃ）を透過することによっ
て前記プラスチックからなる管継手（ｃ）自体も発熱し
て溶融することとなるが、この溶融部（ｄ）はエアポン
プ（５）からエアノズル（４）を介して供給される圧搾
空気が吹付けられて冷却され、溶融度合いが抑えられて
いる。
【００１６】上記図３にて示した赤外線照射手段（１）
については、融着対象の全周を連続して融着すべく、前
記の融着部と赤外線照射手段（１）との光学上の位置関
係を保持しつつ、始めの１点を加熱して界面を溶融させ
てから周方向へ漸次３６０度回転できる構造とすること
もでき、かつ、融着接続個所の数に応じた赤外線照射手
段（１）の台数を併設することもできる。
【００１７】図４（ａ）は、エアノズルを採用せずに融
着する場合の例を示すもので、上述のように赤外線照射
手段からの照射光がプラスチックからなる管継手（ｃ）
およびプラスチック管（ａ）（ｂ）相互の融着部に合焦
され、該融着部が溶融されるが、この照射光が透過する
際に、赤外線照射手段側のプラスチックからなる管継手
（ｃ）も発熱して溶融してしまうため、これらの溶融作
用によって生じる溶融部（ｄ）の体積膨張はプラスチッ
クからなる管継手（ｃ）の外側に膨出することとなり、
プラスチックからなる管継手（ｃ）とプラスチック管
（ａ）（ｂ）との間に生ずる内圧は逃げてしまう（矢印
参照）。
【００１８】図４（ｂ）は、エアノズルを採用して融着
する本発明の例を示すものであって、少なくとも赤外線
照射手段からの照射光束を所望の融着部に照射している
間、赤外線照射手段（１）側のプラスチック管継手
（ｃ）表面にエアノズルから圧搾空気を吹付け続けて冷
却する。この圧搾空気の吹き付けは、前記図４（ａ）に
て述べたような赤外線照射手段側のプラスチック管継手
（ｃ）の表面までも溶融して外側に膨出しまうことを抑
えるもので、ほぼ所望の融着部の範囲での溶融が可能に
なる。
【００１９】したがって、エアノズルを採用した場合に
は、前記融着部での溶融により体積膨張がなされ、この
膨張作用によって発生する圧力が赤外線照射手段側のプ
ラスチック管継手（ｃ）表面から外方に逃げてしまう
（矢印参照）ことはないので前記圧力が高くなり、プラ
スチックからなる管継手（ｃ）およびプラスチック管
（ａ）（ｂ）相互との接着強度を増すことができる。
【００２０】ここで、上記プラスチック片相互の融着接
続実験を行い観察した結果を述べると、赤外線照射手段
側に位置するプラスチック片の表面の温度上昇を抑制し
溶融を防止でき、内部の接着部だけを溶融することが可
能となった。本発明のプラスチック片相互の融着接続に
関して述べると、融着対象であるプラスチック片は双方
とも縦１００ｍｍΧ横１００ｍｍで１０ｍｍの厚みを持
つ乳白色の中密度ポリエチレン板を用い、１５０Ｗのハ
ロゲンランプを点灯させて赤外線照射を行うと同時に圧
搾空気を吹き付けを約６０秒間行ったところ、冷却後に
は、赤外線照射側のプラスチック片表面には外観状の変
化が無いにも係わらず、２片のプラスチック片相互の接
着が確認された。
【００２１】
【発明の効果】以上の説明から理解できるように、本発
明のプラスチックの融着方法および装置の構成によれ
ば、プラスチック相互の接着強度が十分得られ、接着後
にも外観形状を損なうことのないプラスチックによる優
れた接着製品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る図であって、赤外線
照射手段と同じ側からプラスチック相互の融着位置に向
けて空気を吹き付けて融着する方法の態様を表す図。
【図２】本発明の他の実施形態に係る図であって、プラ
スチック相互の融着方法を実施するための具体的な融着
装置を表す図。
【図３】本発明の融着装置が、例えば透明度の低いプラ
スチックからなる管継手を介して例えば不透明なプラス
チック管相互を融着する場合に応用され例を示す斜視
図。
【図４】プラスチックからなる管継手を介してプラスチ
ック管相互を融着する際に、エアノズルを採用しなかっ
た場合（ａ）とエアノズルを採用した場合（ｂ）の各例
の断面図。
【図５】赤外線照射手段側熱可塑性プラスチック片を透
明または半透明とし他方の熱可塑性プラスチック片を不
透明とした被接合片に赤外線照射手段による赤外線を照
射して溶着する周知の融着方法を表す図。
【符号の説明】
１ 赤外線照射手段 １１ ハロゲンランプ １２ リフレクタ １３ 照射光 ２ 透明または半透明の熱可塑性プラスチック片 ３ 不透明の熱可塑性プラスチック片 ４ エアノズル ５ エアポンプ ６ 電源部 ７ 支持装置 ａ、ｂ ポリエチレン管 ｃ プラスチックからなる管継手 ｄ 溶融部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 熱可塑性のプラスチック相互の接着部に
    赤外線を照射して前記プラスチック相互の接着部を加熱
    溶融させ融着する方法であって、前記熱可塑性のプラス
    チック相互の内の赤外線照射側に配設される熱可塑性プ
    ラスチックの表面に、少なくとも前記赤外線を照射して
    いる間は空気を吹き付け続け、前記プラスチック相互を
    融着することを特徴とする融着方法。
  2. 【請求項２】 熱可塑性のプラスチック相互の接着部に
    赤外線を照射して前記プラスチック相互の接着部を加熱
    溶融させる融着装置であって、前記熱可塑性のプラスチ
    ック相互の内の赤外線照射側に位置するプラスチックの
    表面に空気を吹き付けるエアノズルと赤外線照射手段と
    が前記プラスチック相互の接着部に位置合わせ可能にす
    る支持装置に支持されたことを特徴とする融着装置。
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