JPS5874315A - 熱可塑性樹脂部材の超音波接合方法 - Google Patents
熱可塑性樹脂部材の超音波接合方法Info
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- B29C66/7392—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of at least one of the parts being a thermoplastic
- B29C66/73921—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of at least one of the parts being a thermoplastic characterised by the materials of both parts being thermoplastics
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- B29C66/83—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof characterised by the movement of the joining or pressing tools
- B29C66/832—Reciprocating joining or pressing tools
- B29C66/8322—Joining or pressing tools reciprocating along one axis
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は熱可塑性樹脂部材同志を超音波接合法により融
着接合せしめる際に、接合部の接合強度を改良する方法
に関するものである。
着接合せしめる際に、接合部の接合強度を改良する方法
に関するものである。
超音波発信機とそれに接続された超音波振動子により発
生される超音波振動を被接着部材の少なくとも一方の接
合部へ伝え、部材自体の振動抵抗による内部摩擦熱と上
下運動による接触摩擦熱を生起せしめて、加熱融着する
ことからなるいわゆる超音波接合法は、接合部が高温で
溶融する各種熱可塑性樹脂部材の接合に使用されてきた
。
生される超音波振動を被接着部材の少なくとも一方の接
合部へ伝え、部材自体の振動抵抗による内部摩擦熱と上
下運動による接触摩擦熱を生起せしめて、加熱融着する
ことからなるいわゆる超音波接合法は、接合部が高温で
溶融する各種熱可塑性樹脂部材の接合に使用されてきた
。
しかるに従来の熱可塑性樹脂部材の超音波振動子におい
ては、一方の部材の接合しようとする端部を他方の部材
の被接合部に全面的に当接させて、当該接合部全体を加
熱溶融することから、出力容量の大きな超音波発信機が
必要とさ、融着時に溶融樹脂の一部が接合 部側面からはみだして、余分な後処理を必要とこの欠陥
を改良する方法としては、例えば第1図〜第4図に示す
ように、接合しようとする熱可塑性樹脂部材1,1′の
一方の部材2に突起3を設けると共に、溶融樹脂の一部
がはみだして生じるパリを防止するための間隙4を設け
て超音波接合する方法(例えば特開昭48−43072
号公報、特開昭50−87464号公報および特開昭5
1−53577号公報)が知られている。
ては、一方の部材の接合しようとする端部を他方の部材
の被接合部に全面的に当接させて、当該接合部全体を加
熱溶融することから、出力容量の大きな超音波発信機が
必要とさ、融着時に溶融樹脂の一部が接合 部側面からはみだして、余分な後処理を必要とこの欠陥
を改良する方法としては、例えば第1図〜第4図に示す
ように、接合しようとする熱可塑性樹脂部材1,1′の
一方の部材2に突起3を設けると共に、溶融樹脂の一部
がはみだして生じるパリを防止するための間隙4を設け
て超音波接合する方法(例えば特開昭48−43072
号公報、特開昭50−87464号公報および特開昭5
1−53577号公報)が知られている。
この方法の例えば第4図によれば、部材1け上方から加
圧力で部材1′に押しつけられた状態で部材1の突起3
と部材1′の突起当接部分3′に超音波エネルギーが加
わり、この部分が軟化、流動化して第5図に示したよう
に溶融樹脂4′が空隙4を埋めることになるあかしなが
ら第5図においては突起6が存在した個所(a)の接合
力が強いのに反し、(b)部の接合力が低く、この傾向
は高融点の熱可塑性樹脂を用いる場合にとくに著しい。
圧力で部材1′に押しつけられた状態で部材1の突起3
と部材1′の突起当接部分3′に超音波エネルギーが加
わり、この部分が軟化、流動化して第5図に示したよう
に溶融樹脂4′が空隙4を埋めることになるあかしなが
ら第5図においては突起6が存在した個所(a)の接合
力が強いのに反し、(b)部の接合力が低く、この傾向
は高融点の熱可塑性樹脂を用いる場合にとくに著しい。
この結合力を高めるためには接合部の突起の数を多くす
ることが考えられるが、突起数の増加は溶融樹脂の増大
を招き、溶融樹脂により超音波エネルギーが消滅するこ
とになるため、全体としての接合力の向上には限度があ
る。
ることが考えられるが、突起数の増加は溶融樹脂の増大
を招き、溶融樹脂により超音波エネルギーが消滅するこ
とになるため、全体としての接合力の向上には限度があ
る。
そこで本発明者らは超音波接合法によりとくに高融点の
熱可塑性樹脂部材を接合する際の接合強度を改良するこ
とを目的として検討した結果、部材の接合面に突起と共
に、パリ防止用の間隙とは別の溝を設け、この溝に溶融
樹脂の少なくとも一部が流れこむ構造を付与することに
より、上記目的が効果的に達成できることを見出した。
熱可塑性樹脂部材を接合する際の接合強度を改良するこ
とを目的として検討した結果、部材の接合面に突起と共
に、パリ防止用の間隙とは別の溝を設け、この溝に溶融
樹脂の少なくとも一部が流れこむ構造を付与することに
より、上記目的が効果的に達成できることを見出した。
すなわち本発明は熱可塑性部材同志を超音波接合法によ
シ融着接合するに際し、接合しようとするいづれか一方
の部材の接合面に突起を設けると共に、この突起の両側
および/または他方の部材の接合面に前記突起が当接す
る部分の両側に前記突起と平行な溝を設けることを特徴
とする熱可塑性樹脂部材の超音波接合方法を提供するも
のである。
シ融着接合するに際し、接合しようとするいづれか一方
の部材の接合面に突起を設けると共に、この突起の両側
および/または他方の部材の接合面に前記突起が当接す
る部分の両側に前記突起と平行な溝を設けることを特徴
とする熱可塑性樹脂部材の超音波接合方法を提供するも
のである。
本発明の方法を第6図および第7図にしだがって説明す
れば次のとおシである。
れば次のとおシである。
第6図においては一方の部材1の接合面2に突起3f1
個以上設けられ、さらにこの突起乙の両側に溝5が突起
3と平行に設けられている。。
個以上設けられ、さらにこの突起乙の両側に溝5が突起
3と平行に設けられている。。
この部材1を他の平担な接合面を有する部材1′と重ね
合せ、加圧、押しつけた状態で、常法にしたがい部材1
を”通して突起3へ超音波発信ホーンを流すと、突起5
およびこの突起が当接する部材1′の面3′ が軟化、
溶融流動して溝5へ流入し、さらには間隙4を埋めて第
7図の状態になる。この際溶融樹脂は加圧下に溝5へ流
入し、突起3部から排除されながら接合が進行するため
、溶融樹脂により超音波エネルギーが阻害されることは
ない。また第7図において溶融樹脂4′は溝5内で固化
するため、1種のアンカー効果が得られ、接合強度が極
めて向上する。
合せ、加圧、押しつけた状態で、常法にしたがい部材1
を”通して突起3へ超音波発信ホーンを流すと、突起5
およびこの突起が当接する部材1′の面3′ が軟化、
溶融流動して溝5へ流入し、さらには間隙4を埋めて第
7図の状態になる。この際溶融樹脂は加圧下に溝5へ流
入し、突起3部から排除されながら接合が進行するため
、溶融樹脂により超音波エネルギーが阻害されることは
ない。また第7図において溶融樹脂4′は溝5内で固化
するため、1種のアンカー効果が得られ、接合強度が極
めて向上する。
かかる溝5は突起3を有さない部材1′に突起3が当接
する部分の両側に設けてもよく、また部材1と1′の両
者に設けることも可能である。
する部分の両側に設けてもよく、また部材1と1′の両
者に設けることも可能である。
なお間隙4は必らずしも必要ではなく、場合によっては
溶融樹脂のすべてが溝5へ流入するように接合しようと
する部材の形状を設定することができる。部材に設ける
突起3の数は部材の形状により適宜選択できるが、1つ
以上、通常は2〜10個が適当であり、あまシ突起数が
多いと多大な超音波エネルギーを要するため好ましくな
い。
溶融樹脂のすべてが溝5へ流入するように接合しようと
する部材の形状を設定することができる。部材に設ける
突起3の数は部材の形状により適宜選択できるが、1つ
以上、通常は2〜10個が適当であり、あまシ突起数が
多いと多大な超音波エネルギーを要するため好ましくな
い。
本発明で用いることのできる熱可塑性樹脂としては、ポ
リアミド系、ポリエステル系、ポリオレフィン系、ポリ
スチレン系、ポリハロゲン化ビニル系などの通常の樹脂
が挙げられるが、なかでもとくに高融点の熱可塑性樹脂
1例えばポリアミドイミド樹脂などを使用する際に顕著
な効果が得られる。
リアミド系、ポリエステル系、ポリオレフィン系、ポリ
スチレン系、ポリハロゲン化ビニル系などの通常の樹脂
が挙げられるが、なかでもとくに高融点の熱可塑性樹脂
1例えばポリアミドイミド樹脂などを使用する際に顕著
な効果が得られる。
以下に実施例を挙げて本発明をさらに説明する0
実施例
未硬化のポリアミドイミド、樹脂(AMOCO社製”ト
ークン”42CIL)から射出成形により第8〜10図
に示す形状のテストピース(8)、(B)、(C)およ
びこれらと同一寸法で表面が平担な角状成形品を作成し
た。なお第8〜10図において、上部は平面図、下部は
側面図を示し、図中の数字は寸法(単位;儒)を示す。
ークン”42CIL)から射出成形により第8〜10図
に示す形状のテストピース(8)、(B)、(C)およ
びこれらと同一寸法で表面が平担な角状成形品を作成し
た。なお第8〜10図において、上部は平面図、下部は
側面図を示し、図中の数字は寸法(単位;儒)を示す。
次に角状成形品上に、各テストピース(N〜(C)を突
起が角状成形品に当接するように載置し、超音波工業株
製USWP−500F2 を用いて、加圧力9 ’y
/c4 s溶接時間6秒、保持時間4秒の条件で当接部
分の超音波溶接を行なった0その後熱風乾燥機内で16
0℃で24時間、245℃で24時間、260℃で24
時間のポストキュアーを実施した。得られた各接合品(
A)〜(C)から機械加工により第11図に示した試験
片を作成し、テンシログーより接合部の引張強度を測定
した結果を第1表に示す。
起が角状成形品に当接するように載置し、超音波工業株
製USWP−500F2 を用いて、加圧力9 ’y
/c4 s溶接時間6秒、保持時間4秒の条件で当接部
分の超音波溶接を行なった0その後熱風乾燥機内で16
0℃で24時間、245℃で24時間、260℃で24
時間のポストキュアーを実施した。得られた各接合品(
A)〜(C)から機械加工により第11図に示した試験
片を作成し、テンシログーより接合部の引張強度を測定
した結果を第1表に示す。
第 1 表
第1表から明らかなように、溝を設けたテストピース(
A)および(B)を用いた接合品は、従来のテストピー
ス(qを用いた接合品に比し改良された接合強度を示す
。
A)および(B)を用いた接合品は、従来のテストピー
ス(qを用いた接合品に比し改良された接合強度を示す
。
第1図〜第4図は従来の超音波接合用熱可塑性樹脂部材
1.1′の側面図、第5図は第4図の部材を接合した後
の側面図、第6図は本発明の接合しようとする熱可塑性
樹脂部材の側面図、第7図は第6図の部材を接合した後
の側面図、第8図〜第10図は本発明実施例で用いる熱
可塑性樹脂部材の平面図および側面図、第11図は本発
明実施例で評価に供する接合品からの試験片の断面図を
示す。 1.1′・・・熱可塑性樹脂部材、2・・・接合部、噛
−一■―−■−■■■−−−−開■■■シ3・・・突起
、4・・・間隙、4′・・・溶融樹脂充填部、5・・・
溝 特許出願人 東し株式会社 第6図 第7WJ
1.1′の側面図、第5図は第4図の部材を接合した後
の側面図、第6図は本発明の接合しようとする熱可塑性
樹脂部材の側面図、第7図は第6図の部材を接合した後
の側面図、第8図〜第10図は本発明実施例で用いる熱
可塑性樹脂部材の平面図および側面図、第11図は本発
明実施例で評価に供する接合品からの試験片の断面図を
示す。 1.1′・・・熱可塑性樹脂部材、2・・・接合部、噛
−一■―−■−■■■−−−−開■■■シ3・・・突起
、4・・・間隙、4′・・・溶融樹脂充填部、5・・・
溝 特許出願人 東し株式会社 第6図 第7WJ
Claims (1)
- 熱可塑性樹脂部材同志を超音波接合法によシ融着接合す
るに際し、接合しようとするいずれか一方の部材の接合
面に突起を設けると共に、この突起の両側および/また
は他方の部材の接合面に前記突起が当接する部分の両側
に、前記突起と平行な溝を設けることを特徴とする熱可
塑性樹脂部材の超音波接合方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56172015A JPS5874315A (ja) | 1981-10-29 | 1981-10-29 | 熱可塑性樹脂部材の超音波接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56172015A JPS5874315A (ja) | 1981-10-29 | 1981-10-29 | 熱可塑性樹脂部材の超音波接合方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5874315A true JPS5874315A (ja) | 1983-05-04 |
Family
ID=15933941
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56172015A Pending JPS5874315A (ja) | 1981-10-29 | 1981-10-29 | 熱可塑性樹脂部材の超音波接合方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5874315A (ja) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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