JPS5838130A - 発泡熱可塑性樹脂板の超音波溶着方法 - Google Patents

発泡熱可塑性樹脂板の超音波溶着方法

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JPS5838130A
JPS5838130A JP56135477A JP13547781A JPS5838130A JP S5838130 A JPS5838130 A JP S5838130A JP 56135477 A JP56135477 A JP 56135477A JP 13547781 A JP13547781 A JP 13547781A JP S5838130 A JPS5838130 A JP S5838130A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、発泡熱可塑性６樹脂板特に高発泡板の超音波
溶着方法ならびにその超音波溶着用ホーンに関する。
発泡熱可塑性樹脂板（以下発泡板という）を２枚重ね、
台に載せ一方の側に超音波発振用ホーンを当て、１０〜
５００ＫＣ／Ｓの超音波を用いて低発泡板を溶着するこ
とは公知である。すなわち、低発泡倍率１．５倍以下の
発泡板であれば、ｌ０ＫＣ／Ｓ以上の超音波を用いて直
径約１０〜３０１ｍの断面をもつホーンを用いて溶着で
きる。
しかしながら、発泡倍率が２倍以上の高発泡板に適用す
ると振動エネルギーの素材への吸収率が大きいために前
記発泡板の接触表面同志が十分な溶着をする前に周囲の
素材バルクの一部分が溶融する。また最初に溶融する位
置はホーンの当る中央部とは限らず、なお、溶融部が円
形となるとも限らないで不定形な形状で座屈してしまう
。この現象は絶縁体の両端に高電圧をかけた時に発生す
るコロナ放電現象と似ており、素材のもっとも弱い部分
にエネルギーが集中するという一般的な物理現象からも
納得できることである。
次に具体的に図面を参照して説明する。
第１図は、発泡倍率１．５以下の低発泡板Ａ−Ｂを重ね
１台２の上に載せ発泡板Ａの側がら超音波発振用ホーン
１を押し当てた状態を（イ）で示し、溶着された溶着面
Ｃの状態の断面を（ロ）でその平面図を（ハ）で例示す
る。この場合ホーンは断面円形でその直径は約１０〜３
０ｍｍの範囲のものが使用されその範囲がほぼ溶着面Ｃ
として均一に溶着される。
第２図は発泡倍率２以上の高発泡板Ａ−８２枚重ね低発
泡板の溶着に使用する大きさ、径約１５゜のホーンを用
いて溶着しようとした時の状態を例示し、（口１（ハ）
に断面及び平面図で示される溶着面Ｃは第１図の如く均
一にはならないで座屈している。
すなわち、低発泡板用ホーンでは溶着できない。
第３図は、−辺の長さが約５Ｂの小さい矩形のホーンを
使用して高発泡板Ａ−Ｂ２枚を溶着しようとした場合の
結果を例示し、（ロ）及び（ハ）は溶着結果溶着面Ｃを
示す。ホーンの形状通り押しつぶされてしまう。押しつ
ぶされた部分は高発泡板Ａ及びＢは溶着されるが、周辺
とは大きな断差を生じ、前記断差の境界面は脆弱で簡単
に剥離するという溶着の目的には程遠い極めて悪い結果
で、実用価値は認められない。
本発明は発泡倍率２倍以上の高発泡板の超音波溶着は従
来の低発泡板に用いる方法ではできなかったのを解決す
る目的で鋭意研究の結果、完成したものである。
本発明は発泡熱可塑性樹脂板Ａ−Ｂを重ね、超音波によ
り溶着する場合に於いて、前記樹脂板Ａ・Ｂの溶着予定
面のほぼ中央の小なる一部分を最初に超音波溶融させ、
その溶融した樹脂の余剰部分を周囲の前記樹脂板Ａ−Ｂ
の接触面の間に押し拡げ、前記押し拡げられた溶融樹脂
とその近傍の接触部に超音波を吸収せしめ、前記樹脂板
Ａ−Ｈの接触部を溶融させ、その溶融した樹脂の余剰部
分をその外側の前記樹脂板Ａ−Ｂの接触面の間に押し拡
げ、同様の工程を繰り返えすことにより、前記樹脂板Ａ
−Ｈの接触面に予定の溶着面Ｃを形成させることを特徴
とする発泡熱可塑性樹脂板の超音波溶着方法及び発泡熱
可塑性樹脂板の超音波溶着用ホーンの断面を先細りに形
成しその先端を頂点としたことを特徴とする超音波溶着
用ホーンである。
要するに、本発明は低発泡板に用いる従来°法では溶着
は上記のような悪い結果を生じ実用価値がないので、実
用化できるように改良した発明である。高発泡板Ａ−Ｂ
２枚重ね３台２の上に載せ、台とは反対の側の高発泡板
を超音波発振用水−ン１で１〜１０　ｋｇの圧力下にて
押圧し前記＾板の接触面が前記ホーンの先端は円でも多
角形でも又帯状でもよいが径又は幅が１〜６關好ましく
は２〜６ｍａｒであり、それで押圧すると、それに見合
った小さな面積の樹脂板Ａ−Ｂの接触面が超音波の振動
を受けて先づ溶融する。さらに溶融樹脂の余剰分がその
周辺外側の両板Ａ−Ｈの接触面に、例えば前記ホーンの
先端を頂点とする円錐状に先細りの先端を頂点としたホ
ーンで押圧して拡げると、その小部分は超音波を吸収し
て溶融し、溶融した余剰の樹脂はさらに、画板の接触面
に沿って押し拡げられ、前記工程が繰り返えされて所望
の範囲の溶着面に至って両板Ａ−Ｂは溶着される。その
両板Ａ−Ｂの間の接触面に於いて接着面Ｃが拡大し所望
の面積範囲にまで及ぶ経過を第５図に例示した。図面に
於いて＋１）　（２）　（ａ）は溶着進行経過（イ）は
ホーン１での抑圧の経過（ロ）及び（ハ）は溶着面Ｃの
拡がりを例示する断面及平面図の説明図である。
第５図に於いてはいわゆる点溶着の場合を説明したが、
前記頂点の代りに１〜１０朋好ましくは２〜６１１１幅
の帯状の接触面を持ち、例えばその両側に末拡り（先細
りの逆）に拡った形状のホーンを用いれば、点溶接の場
合と同様に２枚の発泡板Ａ・Ｂを線浴着することができ
る。
頂点の面積、形状、ホーンの先細りの先端が頂点である
形状、高さは、被溶接発泡板の発泡倍率、厚さ、樹脂の
種類を勘案して実験的に決めることができる。先細りの
先端を頂点とするホーンの構造すなわち、末拡がりの形
状は段階的であっても差支はない。又必しも左右対称的
でなくともよい、第４図に本発明の発泡熱可塑性樹脂の
超音波溶接方法を実施するに好適なホーンを例示する。
第４図は点溶着の場合のホーンを例示した断面図である
が線溶着用のホーンは線方向に直角の断面図として考え
ることができる。
上記の通り、ホーンの大きさは対象とする発泡板に左右
されるが、頂点の径は１〜１０朋好ましくは２〜６　ｍ
ｌＫ底部の径は２０〜４０龍高さは発泡板の厚さに見合
って決められる。
次に本発明の実施例を示す。
実施例１ 厚さ５１１１１１％比重０３ｇ／ｃＣ１発泡倍率酌３倍
の高発泡ポリプレン樹脂板Ａ−８２枚を重ね第６図（１
）に断面の形状を示す超音波用ホーンを用い５００ＫＣ
／Ｓ−発振時間２　ｓｅｃ、抑圧４に一下押え時間２５
ｓｅｃで図（１ａ）に溶着面Ｃの断面を示す良好な溶着
結果を得た。図（１）に示すホーンの寸法は次の通りで
あった。
ｄｌ・・・・・・３朋　　　　ｈｌ・・・・・・２朋ｄ
２°°゛°°７ＩＩＩＩｈ２゛°山２朋ｄ３・・・・・
・１１龍　　　　　　ｈ３・・・・・・３　ｍｌＮ屯・
・・・・・２０龍 実施例２ 実施例１と同じ高発泡ポリプロビレ樹脂板の超音波溶着
を第６図（２）に示す断面円形のホーンを用い発振時間
ｌ　ｓｅｃ押圧４　ｋ／、７下押え時間２αｅｃに上り
図（２ａ）に溶着面Ｃの断面を示す良好な溶着結果を得
た。
比較例１ 実施例２と同一条件下にて、但しホーンの形状のみ第６
図（３）に示すｄｌ　＝　２０ｍ＋ｘ　ｆ）円筒形ホー
ンを用いて溶着を試みたが（３ａ）に溶着面Ｃの断面を
示すように先端の一部が溶着させたのみで板はホーンの
側面で切断され、溶着の目的は達成できなかった。
比較例２ 実施例２と同一発泡樹脂板を、但しホーンの形状は第６
図（４）に示すｄ”３ｍｍ１＝２０朋を用い、発振時間
０５ｓｅｃ押え時間１　ｓｅｃ他は実施例２と同一条件
下で溶着を試みたが、　　（４ａ）に溶着面Ｃの断面を
示すように厚さ０５朋程度以下に押し潰され、周囲の樹
脂板の断面はホーンの側面で切断され、簡単に押し潰さ
れた端から容易に折れてしまった。
【図面の簡単な説明】
第１図は低発泡板の超音波溶着な例示する説明図。 第２図、第３図は高発泡板を低発泡板に適用する方法で
は、溶着でき難い状態を例示する説明図。 第４図は本発明のホーンの形状を例示する説明断面図。 第５図は本発明による溶着経過及び溶着した溶着面を例
示する断面図。 第６図は実施例、比較例のホーンの形と溶着面の関係を
示す説明図。 １・・・超音波溶着用ホーン　　２・・・台Ａ−Ｂ・・
・発泡板　　　　　　Ｃ・・・溶着面出願人　三井東圧
化学株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ＋１１　　発泡熱可塑性樹脂板Ａ−Ｂを重ね、超音波に
    より溶着する場合に於いて、前記樹脂板Ａ・Ｂの溶着予
    定面のほぼ中央の小なる一部分を最初に超音波溶融させ
    、その溶融した樹脂の余剰部分を周囲の前記樹脂板Ａ−
    Ｂの接触面の間に押し拡げ、前記押し拡げられた溶融樹
    脂とその近傍の接触部に超音波を吸収せしめ、前記樹脂
    板Ａ−Ｈの接触部を溶融させ、その溶融した樹脂の余剰
    部分をその外側の前記樹脂板Ａ−Ｂの接触面の間に押し
    拡げ、同様の工程を繰り返えすことにより、前記樹脂板
    Ａ・Ｂの接触面に予定の溶着面Ｃを形成させることを特
    徴とする発泡熱可塑性樹脂板の超音波溶着方法。 （２）　　発泡熱可塑性樹脂板の超音波溶着用ホーンの
    断面を先細りに形成しその先端を頂点としたことを特徴
    とする超音波溶着用ホーン。
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