JPS59225917A - ワイポイント形状模様の形成方法および装置 - Google Patents

ワイポイント形状模様の形成方法および装置

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JPS59225917A
JPS59225917A JP58100483A JP10048383A JPS59225917A JP S59225917 A JPS59225917 A JP S59225917A JP 58100483 A JP58100483 A JP 58100483A JP 10048383 A JP10048383 A JP 10048383A JP S59225917 A JPS59225917 A JP S59225917A
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JP
Japan
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fabric
mold
cloth
thermoplastic resin
cutting
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JP58100483A
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English (en)
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Takashi Wakao
若尾 敬
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Sanko Co Ltd
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Sanko Shokai Inc
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Publication date
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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】 この発明は、シート状の熱可塑性樹脂素材を、デザイン
模様1文字等のワンポイント形状模様にくり抜いて所定
の生地に固着する方法並びにその方法を実施するtこめ
の装置に関するものである。
ワンポイント形状模様をくり抜いて生地に固着する方法
としては、縫製によるほかに高周波誘電加熱を利用する
ものがある。この方法はシート状の樹脂素材を生地に重
ねてその雨中11に電極をおき、かつ一方の電極を所望
のワンポイント形状模様の外形線に沿った溶着型として
形成し、両電極に高周波電圧をかけることによって行う
ものである。
すなわち、熱可塑性樹脂素材を高周波電界中において内
部発熱させ、その熱で樹脂素材を溶かして生地への溶着
と溶断とを同時に行って所望のワンポイント形状模様を
繰り抜き、これを生地に固着するのである。
ところが、この高周波誘電加熱による方法は、素材の誘
電体損を利用して行うものであるため、誘電損の大きい
材料、例えば塩化ビニール、塩化ヒニリデン等極めて限
定された材料にしか適用できず、その他の材料、例えば
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル等大部分
の樹脂材料に適用できないといううらみがあった。また
、高周波誘電加熱に用いられる電極は、その先端が尖鋭
な溶着型であるrコめ、溶融、溶断の過程で局部的に強
い電界が生じてスパークを生じ、これによって生地をい
fこめるという困難な問題も存在していfこ。
本発明はこのような事情の下において、広範囲の樹脂素
材に適用でき、かつ同素材の溶融、溶着に際して生地を
いtこめるおそれのないワンポイント形状模様の形成方
法、およびこれを実施するtコめの装置を提供すること
を目的としてなされrこものである。そしてこの目的を
達成するため、本発明に係るワンポイン1−形状模様の
形成方法は、生地と該生地より融点の低い熱可塑性樹脂
の素材を重ねて配置するとともに、該素材に対向する側
【こ、先端部が前記模様の外形線に沿って突出する浴着
型を配置し、前記生地と前記熱可塑性樹脂素材(こ超音
波振動を与えながら前記溶着型を前記素材(こ押し付け
、これによって前記熱可塑性樹脂素材の前記溶着型で加
圧され15部分を爵かして前記生地への溶着と溶断とを
ともになすことにより、前記ワンポイント模様を前記生
地に固着させることを要旨とするものである。
まrこ、かかる方法を実施するtコめの、本発明(こ係
る装置は、超音波振動をなすホーンと、互(こ重ねられ
tこ生地と該生地より融点の低り熱可塑性樹脂素材とを
間に挾んで前記ホーンに対向し得る状態で配置されtコ
受台と、前記ワンポイント形状模様の外形線に沿って形
成されるとともに該外形線に直交する方向に一定の巾を
有する押圧部および該抑圧部の外側に配置された切断部
を有して、前記素材に対向する側において前記受台と前
記ホーンとの間に設けられj二溶着型と、該ホーンと、
該受台とを互に接近させて該素材の前記押、圧部で押圧
され75部分の前記生地への溶着と、前記切断部による
溶融素材の切断とをζもに行わせるとともに、前記ホー
ンと前記受台とを互に離間させる1駆動手段と、該ホー
ンと該受台との接近を前記溶着型が前記生地を切断する
ことがなく、かつ該素材側に予め定めらnfこ厚さの溶
着部を形成する限度に規定するストッパ手段とを含み、
該ホーンと該受台との接近・離間の一行程で前記ワンポ
イント形状模様の前記生地への固着が行われるように構
成されろ。
つまり本発明に係る方法は、高周波誘電加熱による前記
方法が本質的に有する欠点、すなわち適用材料が限定さ
れること、およびスパーク発生の問題を解決するために
超音波振動を利用することに着目し、その具体的な手法
を確立して完成されたものであって、広範囲の熱可塑性
樹脂素材を所定の生地に溶着することを可能とし、かつ
その際に生地をいためるおそれをなくし得たものであり
、また本発明に係る装置は、同方法を具体的かつ効率的
に実施することを可能とするととも、に、品質の優れた
製品の大量生産を実現し得たものである。
このような本発明をより一層明らかにする1こめに、以
下にその実施例を図面に基いて詳しく説明する。
第1図において、1はプレス装置のコラムで、その側方
に、超音波振動装置の振動部10と、溶着型20とが、
上下に相対向する状態で配置されている。振動部10は
、超音波振動を発生する振動子16と、これに続く固定
ホーン14と、フランジ17.18において固定ホーン
14に締結された工具ホーン12とから成っており、振
動子16で発生しfコ超音波振動が固定ホーン14.工
具ホーン12へと増巾されて伝達されるようになってい
る。この振動部lOは、フランジ17.18において、
コラムlに設けられた支持部材11により支持されてお
り、まfこその支持位置は、工具ホーン12の上端面が
コラム1に固定されtこテーブル18の上端面と同じ高
さとなるように選定されている。
一方、コラム1の上端から延び出すアーム2の上側には
エアシリンダ8が配設されており、このエアシリンダ8
からピストンロッド22が下方に延び出して、その先端
に受台としての定盤24および…1記溶着型20が固定
され、エアシリンダ8の駆動により溶着型20が昇降さ
せられるようシこなっている。溶着型2oは、下面側で
突出する当接部19を有しており、この当接部19がそ
の下側に配置されtこストッパボルト28の上側尖端に
当接することによって溶着型2oの下降が停止させられ
るようになっている。なお、ストッパボルト28は、コ
ラム1に固定されたストッパプレート26のねじ穴に螺
合されて取り付けられており、これを回転操作すること
によって尖端位置を調節できるようになっている。、 溶着型20は、所望のワンポイント形状模様を繰り抜く
のに適しf口形状に形成されるが、本例に示される溶着
型は生地に所定のネームを形成する1こめのものであっ
て、複数の浴着型部80,81゜・・・を有している(
図では2つの型部だけが表われている)。型部80は、
第2図ないし第4図に示されるように、所定の文字(図
では8字となっている)の外形線に沿って形成されてい
るとともに、この外形線に直交する方向に、巾eを有し
、さらにその先端面が、外側から内側にかけて角度θで
傾斜する傾斜面とされている。型部80の先端外[11
11部分に形成された鋭角部分は切断部32として機能
し、またその内側の部分は素材を押圧する抑圧部84と
して機能する。
次に、かかる装置を用いてワンポイント形状模様を形成
する方法を第2図、第5図ないし第7図に基いて説明す
る。先ず溶着型20を持ち上げ1こ状態で、合成樹脂繊
維より成る布86と、これより融点の低いシート状の熱
可塑性樹脂素材88を重ね、その素材88が溶着型20
の1−1に位置するようにしてそれらをテーブル13」
二(第1図参照)に載せる。
次いでエアシリンダ3を作動させて溶着型20を下降さ
せ、第5図に示されるように型部30をホーン12上の
熱可塑性樹脂素材88に押し付ける。これにタイミング
を合せるようにして工具ホ−ン12を超音波振動させる
と、ホーン12に接触しfこ布86と、これに重なつt
こ状態にある素材88にはホーン12から超音波振動が
与えられ、布86と素材88は型部80における押圧部
84によって加圧されfコ状態で超音波振動させられる
そしてその振動の周期は極めて高い1本例では20、0
001(z ) fニーめに、布86と素材88とは激
しい繰り返し応力を受け、融点の低い素材88が溶融さ
せられる。そしてその発熱の程度は素材88と布86と
の境界部分で最も大きい(そのようにプレス圧が選定さ
れている。本例では5KF!/c、Jである)から、素
材38はこの部分において優先的にかつ多く浴融し、こ
の溶融しfこ素材が生地としての布86の内部に侵入す
る。なお、布86も材質によっては素材88との境界部
分である程度溶融して素材88の前記溶融部分と相溶す
る。もつとも布36の繊維は素材88に比べれば融点が
高いから上記境界部分における溶融の程度は小さくその
量も少いものである。但し素材88と布86の溶着強度
の増大には大きく寄与する。布86と素材88間の融点
の差が大きくなれば布36における境界部分での溶融は
なくなるが、いずれの場合においてもホーン12との接
触部において布86が浴融する現象は生じない。
型部80の下降によって、抑圧部84による素材88の
布86への浴着がなされるが、これと同時に切断部32
によって溶融部分の切断が同時進行させられ、そして第
6図に示されるように切断接点として機能し、その電気
信号に基いてエアシリンダ8が停止させら口る。すなわ
ち、ストッパボルト28の取付位置が予めそのように選
定されているのである。
溶着型20の停止によって素材88における8字、およ
びその他の型部31A・・・−・・に対応する所定の文
字の繰り抜き切断と布86への溶着が完了し、次いで浴
着部の冷却固化、および浴着型20の後退が行わ扛てL
記ネームの布36への固着が完了する(第7図参照)。
以上のようなワンポイント形状模様形成方法は、生地と
しての布と熱可塑性樹脂素材とに超音波振動を与えて、
それらの内部の繰返し歪、材料の粘弾性的性質に基く発
熱によって素材のくり抜きと溶着とをなすものであるか
ら、高周波誘電加熱番こおけるように浴着物の絶縁破壊
に基づくスノ(−りの発生によって生地が損われるとい
う心配がなシ)cまrコ、上記溶着は材料の誘電損、す
なわち電気的性質を利用してなすものでなく、内部歪の
繰返し、局部摩擦等の物理的現象によってなすものであ
るから、特定の電気的特性を有するもののみならず広範
囲の素材(こ対して適用可能であると0う特長を有する
。すなわち本方法は、塩化ビニル系の樹脂はもとより、
ポリエチレン、ポリプロピレン。
ABS、ポリカーボネート樹脂等、高周波誘電加熱によ
る溶着が困難若しくは不可能なものでも、熱によって浴
融する熱可塑性樹脂であれば適用力玉可能であり、まt
こ素材の形態としては、フィルム状のものはもとより、
布状のものに対しても適用することができる。一方、生
地としては、布、不織布、植毛布等は勿論、紙のように
表面がある程度滑らかなものから、表面に凹凸のあるシ
ート状若しくはブロック状の木材、ガラス繊維等にも適
用可能である。また、その材質としては、ポリアミド、
ポリヒニルアルコール、ポリ四フッ化エチレン、アクリ
ル、ポリエステル等の熱可塑性合成樹脂繊維が好適であ
り、さらにはシート状若しくはブロック状の熱硬化性樹
脂材を用いることもできる。但し、熱可塑性樹脂を用い
る場合には、生地は素材よりも融点の高いことが必要で
ある。
これらの場合において、布のように繊維を織って成るも
の、まrこは製織しないで繊維をシート状にしfこ不織
布などにおいては、繊維間の隙間に溶融素材が侵入して
固まるから、その逆くさび効果によって素材と生地との
結合力が強められる効果を生じ、またさらに、合成樹脂
繊維を用いる場合には生地側においても一部が溶融して
、溶融素材と相溶する結果、結合力がより強められる利
点がある。
まf二、超音波振動を利用する水洗においては、熱可塑
性樹脂素材と生地との間に油、水、金属蒸着膜等が存在
していても、超音波振動を与える過程でこ口らが境界部
分からはしきとばされるから十分浴着が可能である特長
を有し、そのほか、素材88の溶融、溶断がともに行わ
れ、かつ超音波による発熱、溶融が速やかであることが
ら(素材溶融のfこめの所要時間は0.5〜1.0秒で
ある。尚、冷却時間は約0.5秒である。)、加工速度
がきわめて速い特長を備えている。
なお、超音波振動を与える方向として、前記実施例にお
けるように生地の側からこれを与える場合には、前述し
たように熱可塑性樹脂素材を生地との境界部分において
優先的にかつもつとも多く溶融させ得るから、溶着量、
溶着面積とも多量。
多大となって結合強度を増すほか、素材88の表面を溶
融させることがないから溶着型部80の側からみrこ切
断部分の仕上り、外観が良好となる利点を生じて望まし
いのであるが、これとは逆に超音波振動を熱可塑性樹脂
素材の側から浴着型を介して与えることも可能である。
また、前記装置は、素材88に押圧力を与えてこれを溶
融させるへき浴着型部80の押圧部84が一定の巾<(
I)で形成されている1こめに、浴着面積が大きくなり
、従ってワンポイント形状模様の結合強度が大きくなり
かつ安定するという利点を有している。溶着型としては
、第8図中40で示されるように、先端を鋭角的な刃状
に形成しても素材の溶断および溶着は達成され得るが、
この場合には十分強い溶着強度を期待し難いのである。
また、抑圧部84における先端面は、その外側から内側
にかけて上方へと傾斜する傾斜面とされているfこめ、
外側はど素材38に対する押圧力が増して溶着力を強め
るとともに、素材88が切断線より外側にはみ出すのを
防止し、しかも溶着後において、布86に溶着されtこ
ワンポイント形状模様の外周部は外側にいく程肉厚が薄
くなっているから、剥離を生じ難い優れfコ特長を有す
る。もつとも型部80の先端傾斜角θをあまり大きくす
ると、型部80が刃物形状に近づいて上述しrコ不具合
を生じるおそれがある。この観点から傾斜角θは45°
から60°の範囲内に抑えることが望ましく、また50
°から52°内で選定しf二ときには特に良好な結果を
もfコらず。一方、型部30の高さくh)は0.9Mか
ら1.5羽、巾(e )は07am以上とすることが望
ましい。
次に、本発明の他の実施例を第9図ないし第13図に基
いて説明する。第9図に示される装置は、アップリケな
ど所定形状模様を形成するfこめのちので、溶着型41
は押圧型44と切断型50とに分割され、その抑圧型に
、工具ホーン12の上端面に平行な型面を有する押圧部
46が、まtコ切断型50に、先端部が刃物状に鋭角を
なす切断部52が夫々形成されている。そしてこしら押
圧型44と切断型50との間にはバネ48が配設されて
、押圧型44か切断型50より一定量突出させられてい
るとともに、切断型50は定盤24に固定され、固定盤
24とともに昇降させられるようになっている。なお、
押圧型44の切断型50からの突出量は、これらの間に
設けられjこ図示しfIいストシバによって規定されて
おり、まf二ノ(ネ48は素材88から押圧型44にか
かる反力が一定値になりfこところで押圧型44が停止
し、切断型50のみが前進することを許容するようにl
<ネカの大きさが選定されている(詳細については後述
する)。
次に、このような装置を用いてワンポイント形状模様を
生地に形成する方法を、装置の作用とともに説明する。
先ず、エアシリンタによって抑圧型44および切断型5
0が下降させられる。押圧型44が素材88に押し付け
られて(第10図参照)、この押圧型44とホーン12
との間に挾まれた素材88と布86とにホーン12から
の超音波振動が加圧状態で加えられると、素材88の溶
融および布86への溶着が行われる。押圧部46が素材
88内部に突き進んでその素材88から押圧部46に作
用する反力が一定値に達すると、第11図に示されるよ
うに、ノ〈ネ48が撓んで抑圧部46の前進が停止する
とともに、切断型50が押圧型44に対して相対移動し
、その切断部52が素材88に接近させられる。すなt
)ち、/イネ48のバネ強さが予めそのような強さに選
定されているのであり、そしてその強さは素材88の被
押圧部分、つまり浴着部分を適正な力で布86に押し付
ける大きさとされているわけである。なお、このとき抑
圧型44に当接するストッパ手段を設けて押圧部46の
前進を停止させることも可能であり、このようにすれば
溶着部の厚さを正確に所望の値にすることができる。抑
圧部46が前進を停止しtこ後も切断部52はさらに下
降させられて素材88における溶融部分の切断がなされ
る。そして第12図に示されるように、その先端が生地
に達すると同時に当接部19がストッパボルト28に当
接し、ここにおいてエアシリンダ3にょる浴着型41の
前進駆動が停止させられる。続いてピストンロッド22
が後退させられると、これにともなって先ず切断型50
が上昇し、次いで抑圧型44が上昇してここにワンポイ
ン1−形状模様の溶着と切断とが完了する。
本装置においては押圧部46による素材88の布86へ
の溶着が完了しtコ後にその切断が行イ〕れるから、素
材88の収縮等による加工不良の生じるおそれがなく、
かつ素材88の布86への浴着部、すなわち被押圧部が
全面に均等な圧力で加圧されて素材内部で圧力が逃げな
いようにされているから、溶着強度が強められる利点が
ある。
なお、切断部を押圧部より遅れて前進させ、押圧部が素
材内部の一定性さまで進んだところで、切断部を生地と
の境界部分まで進めるr、=めの手段としては、上記バ
ネを用いるほか、押圧型と切断型とを別々の駆動装置で
移動させても良く、まrこ押圧型、切断型のストローク
が一定であるときは、リンク若しくはレバー等を含む運
動拡大ないしは縮少手段を押圧部と切断部との間に設け
、その運動拡大ないしは縮少作用でト記目的を達するこ
とも可能である。まrコ、上記実施例では浴着型がいず
れも受台と別体に形成されf二個が示されているが、か
かる浴着型は受台と一体に構成しても良く、まrこホー
ンの側をこ別体にあるいはホーンと一体に構成すること
も可能である。但し、ホーンの側に溶着型を設ける場合
にはホーンが素材の側に位置させられることは前述した
とおりである。
以上詳記したように、本発明に係るワンポイント形状模
様の形成方法は、生地および熱可塑性樹脂素材に超音波
振動を与えながら素材に対して溶着型を押し付けてこれ
を加圧し、これによって素材を所望のワンポイント形状
模様にくり抜くとともに生地に溶着させるものである。
而してこの超音波振動に基く加熱は、高周波誘電加熱の
ようにスパークによる生地の損傷を生じるおそれがない
とともに、広範囲の熱可塑性樹脂素材に対して適用する
ことが可能である。まfこ、この方法は浴着速度が速く
て生産性に優れるほか、生地と素材との界面に水、油等
の付着物があっても加工の過程でこれらをはじきとばす
作用があるから、溶着強度が高いなど種々優れた特長を
有している。
まfコ、かかる方法を実施するfコめの本発明に係る装
置は、ワンポイント形状模様の外形線に対してその直交
方向に所定の巾を有する押圧部と、その外側に配された
切断部とを有する浴着型を有して、その押圧部が一定の
巾で素材を生地に溶着させるものであるから、溶着強度
の強い製品を、溶着型若しくはホーン進退の一行程で得
ることができ、高品質化、高能率化に寄与するのである
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施例であるワンポイント形状模様
を形成する装置を加工素材、生地とともに示す側面図(
一部所面図)であり、第2図は第夫々第1図および第2
図における溶着型部の要部側面断面図、要部斜視図であ
る。第5図ないし第7図は本発明のワンポイント形状模
様形成方法の一実施例を第2図に示す装置の各−作動状
態とともに示す側面断面図であり、第8図は使用可能な
別の溶着型を示す側面断面図である。第9図は本発明の
他の実施例であるワンポイント形状模様の形成装置を示
す要部側面図(一部所面図)であり、第10図ないし第
13図は本発明のワンポイン1〜形状模様の形成方法の
別の実施例を同装置uの一作動状態とともに示す側面図
(一部所面図)である。 12:工具ホーン    20 、41 :溶着型22
:ピストンロソド  24:定盤 28:ストッパボルト  so:f6着型部82.52
:切断部   84,46:押圧部86:布(生地) 
   88:熱可塑性樹脂素材44:押圧型     
 48:バネ 50:切断型 出願人  株式会社 三幸商会 第1図 第5図      第6図 第7図

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  シート状の熱可塑性樹脂素材を、デザイン1
    ゛・模様1文字等のワンポイント形状模様にくり抜いて
    所定の生地に固着する方法であって、前記生地と該生地
    より融点の低い前記熱可塑性樹脂の素材を重ねて配置す
    るとともに、該素材に対向する側に、先端部が前記模様
    の外形線に沿って突出する溶着型を配置し、前記生地と
    前記熱可塑性樹脂素材に超音波振動を与えながら前記溶
    着型を前記素材に押し付け、これによって前記熱可塑性
    樹脂素材の前記溶着型で加圧された部分を溶かして前記
    生地への溶着と溶断とをともになすことにより、前記ワ
    ンポイント模様を前記生地に固着させることを特徴とす
    るワンポイント形状模様の形成方法。
  2. (2)前記生地が布である特許請求の範囲第4項記載の
    形成方法。
  3. (3)  前記布が、熱可塑性樹脂繊維より成るもので
    ある特許請求の範囲第2項記載の形成方法。
  4. (4)  前記超音波振動が前記生地の側から与えられ
    る特許請求の範囲第1項ないし第3項のいずれかに記載
    のワンポイント形状模様形成方法。
  5. (5)  シート状の熱可塑性樹脂素材を、デサイン模
    様9文字等のワンポイント形状模様にくり抜いて所定の
    生地に固着する装置であって、超音波振動をなすホーン
    と、互に重ねられ1こ生地と該生地より融点の低い熱可
    塑性樹脂素材とを間に挾んで前記ホーンに対向し得る状
    態で配置されrこ受台と、前記ワンポイント形状模様の
    外形線に沿って形成されるとともに、該外形線に直交す
    る方向に一定の1]を有する□押圧部おまび該押圧部の
    外側に配置された切断部を有して、前記素材に対向する
    側において前記受台と前記ホーンとの間に設けられた溶
    着型と、該ホーンと、該受台とを互に接近させて該素材
    の前記抑圧部で押圧された部分の前記生地への浴着と、
    前記切断部による溶融素材の切断とをともに行わせると
    ともに、前記ホーンと前記受台とを互に離間させる駆動
    手段と、該ホーンと該受台との接近を前記雨着型が前記
    生地を切断することがなく、かつ該素材側に予め定めら
    れfこ厚さの浴着部を形成する限度に規定するストッパ
    手段とを含み、該ホーンと該受台との接近・離間の一行
    程で前記ワンポイント形状模様の前記生地への固着が行
    われるようにされたことを特徴とするワンポイン1へ形
    状模様の形成装置。
  6. (6)  前記溶着型における前記抑圧部と前記切断部
    とが別体に構成されるとともに、該浴着型が、該抑圧部
    を該切断部に先んじて前記素材に接近させ、該押圧部が
    該素材に対して予め定められrこ一定深さまで進入しf
    ことき、該素材から該押圧部に作用する反力若しくは該
    抑圧部の前進端を規定すへく設けられtこストッパ手段
    から該押圧部に作用する反力によって該抑圧部が停止し
    、前記切断部のみが前記素材に向って移動することを許
    容するバネ手段を含み、該押圧部による前記素材の溶着
    が完了しtコところで該切断部による該素材の溶融部分
    の切断がなされるようにされている特許請求の範囲第z
    項記載の形成装置。 S。
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