JPS6366656B2 - - Google Patents

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JPS6366656B2
JPS6366656B2 JP58178325A JP17832583A JPS6366656B2 JP S6366656 B2 JPS6366656 B2 JP S6366656B2 JP 58178325 A JP58178325 A JP 58178325A JP 17832583 A JP17832583 A JP 17832583A JP S6366656 B2 JPS6366656 B2 JP S6366656B2
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JP
Japan
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plastic
heat
heat sealing
plastic member
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    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はプラスチツク部材を接合する方法およ
び装置、一層詳しくは、２つのプラスチツク管状
部材の境界面をヒートシールして自立組立体を形
成する方法および装置に関する。
種々の用途にとつて、２つのプラスチツク部材
を永続的に連結しなければならないことがある。
この結合は、一般的には、プラスチツク部材の境
界面を接合温度まで加熱し、この接合温度の熱と
共に適当な圧力を加えることによつて行なわれ
る。しかしながら、２つのプラスチツク部材を効
果的かつ確実にシールするには、滑らかでしわの
無い接合部を得なければならない。これは、主と
して、接合温度、圧力、そしてシールする熱位置
を正しく制御するときに生じる問題のために難し
い。これらの問題は種々の厚さおよび種々の接合
特性を持つプラスチツク部材をシールするときに
さらに大きくなる。
ところで、誘導、誘電、輻射、導電のような
種々の加熱エネルギ源が知られている。たとえ
ば、Taylor et alの米国特許第4119825号が金属
を成形するダイ無し引抜き作業のための誘導加熱
装置を示している。この装置では、可撓性の金属
ストリツプで作つた可撓性誘導コイルを弾性スリ
ーブ内に収容し、このスリーブは加熱されている
加工片を囲み、加工片の表面にほぼ一致してい
る。しかしながら、コイルは継目を有し、プラス
チツク部材と一緒に使用した場合にシールに中断
したところが生じる可能性がある。また、コイル
は加工片のまわりに密着せず、プラスチツク部材
の場合に必要な接合圧力を加えない。
２つのプラスチツク部材をヒートシールするに
は種々の方法が利用されてきた。その１つは、特
に、管状部材をシールするようになつており、シ
ールしようとしている管状部材のまわりに設置
し、それと接触している不連続の金属バンドを使
用している。金属バンドを加熱したとき、２つの
プラスチツク部材の境界面に沿つてシールが形成
される。しかしながら、この方法では、シールし
ようとしているプラスチツクのバンチングが生じ
ると共に、接合部に望ましくない空隙あるいはし
わが生じ、これはシール効果を低下させる。
２つのプラスチツク部材を結合するための熱を
発生する特に有用な方法では、接合しようとして
いる表面にばらのサセプタ粒子を使用し、高周波
磁場を作用させている。たとえば、Heller、Jr.
etalの米国特許第4035547号、Heller、Jr.et alの
米国特許第3574031号およびLeatheman et alの
米国特許第3528867号を参照されたい。この従来
技術では、サセプタ粒子は接合しようとしている
表面に直接置かれるか、あるいは接合しようとし
ている表面の間にはさまれた中間ベース内に支え
られている。誘導加熱コイルの高周波磁場の作用
を受けたときに、サセプタ粒子は熱を発生し、プ
ラスチツク部材の境界面に沿つて融着が生じる。
この方法では、接合中にプラスチツク部材を横切
つて圧力が加えられて堅固で連続した境界面接合
部を生じさせる。
本発明は２つのプラスチツク部材間で滑らかで
しわの無い接合を行なうヒートシール方法および
装置に関する。一層詳しく言えば、本発明の装置
は、プラスチツク部材をシールしようとしている
境界面のところで囲む弾性加熱要素と、この加熱
要素の温度を上昇させて境界面に沿つて表面を接
合温度まで加熱する手段と、加熱要素に連結して
あつてそれを接合位置と非接合位置との間で移動
させる位置決め手段とを包含する。接合位置にお
いて、加熱要素はプラスチツク部材の外形と係
合、一致し、そこに接合圧力を加える。この位置
で、加熱要素はプラスチツク部材を加熱して境界
面に沿つて融着を生じさせる。非接合位置におい
て、加熱要素は位置決め手段によつて外方に弾力
的に膨脹させられてプラスチツク部材から離れ、
接合後に取出せるようになつている。
本発明のヒートシール方法および装置は、特
に、連続動作で管状プラスチツク部材を接合する
のに適する。その目的のため、本発明の好ましい
実施例では、管状プラスチツク部材のまわりに設
置する継目無し管状弾性加熱要素を利用する。こ
の加熱要素の弾性、管状の性質は、シールしよう
としているプラスチツク部材の装填およびシール
後の組立済みの部材の取出しを容易にする。加熱
要素の弾性は、シールしようとしているプラスチ
ツク部材のまわりにつぶれたときに高強度の融着
に必要な接合圧力を弾性加熱要素の正しい構造、
配置によつて得ることができるという点で有利で
ある。加熱要素の継目無しおよびその管状の形態
により、接合熱の精密な制御が可能となり、プラ
スチツクのバンチングも融着部の望ましくない空
隙またはしわもなしにプラスチツク部材の境界面
に沿つてシールを得ることができる。
或る形態では、本発明によれば、継目無し管状
弾性加熱要素が一対の管状プラスチツク部材を囲
み、特にシールしようとしている表面と整合させ
て装着される。加熱要素の内径は、ゆるんだ状態
で、プラスチツク部材の外形よりもやや小さいこ
とが好ましい。加熱要素は、先のHeller特許に開
示されているように強磁性酸化物のようなサセプ
タ粒子を均一に分散させたものであることが好ま
しい。この粒子は誘導加熱コイルの高周波磁場の
作用を受けたときに熱を発生する。たとえば、加
熱要素の外面は膨張自在の袋の中空円筒形弾性内
壁面に接着あるいは適当に接合してある。この袋
は、たとえば、圧力室を構成するように加熱要素
を囲む中空円環体の形をしており、この圧力室内
には鉱物油のような加圧流体が満たしてある。た
とえば、袋の外壁はかなりの剛性であり、圧力室
が加圧されたとき、弾性加熱要素は接合位置に向
つて半径方向内方に押されてプラスチツク部材と
係合する。圧力室が減圧されたとき、加熱要素は
膨張し、プラスチツク部材から離れるように半径
方向内方に広がる。加熱要素のまわりで圧力室内
にはらせん状の誘誘導コイルが設置してある。加
熱要素がその接合位置にあるとき、誘導コイルが
十分な時間にわたつて付勢されてプラスチツク部
材間の境界面に沿つてサセプタ粒子に接合温度を
発生させ、ヒートシールを生じさせる。次に、圧
力室を減圧して加熱要素を開き、組立済みのプラ
スチツク部材を取出す。
本発明の別の形態では、上述の袋構造の代り
に、中空円筒形の弾性スリーブが用いられ、この
スリーブはその内面に接合された弾性加熱要素
と、この加熱要素を接合位置と非接合位置の間で
移動させる機械的な手段とを有する。この機械的
手段はスリーブのまわりに取付けてありかつレバ
ーあるいはカムに連結したロツドを包含し、これ
らのレバーあるいはカムは加熱要素を交互に非接
合位置、接合位置に開いたり、ゆるめたりするよ
うに作動する。
本発明のまた別の形態では、上述の袋構造およ
び弾性スリーブの代りに、環状弾性ワツシヤを使
用する。弾性ワツシヤはその内面内に形成したあ
るいは別体として形成してこの内面に接合した加
熱要素を有し、このワツシヤの内径は弛緩した状
態でシールしようとしている管状プラスチツク部
材の外形よりも小さい。これも、シールしつつあ
る表面に加える十分な接合圧力を提供する。加熱
要素を開閉する機械的構造を本発明のこの実施例
と一緒に使用すると好ましい。
本発明のすべての実施例で、加熱要素の温度を
接合温度まで上昇させる手段として誘導加熱コイ
ルを使用すると好ましい。しかしながら、加熱要
素を誘電、輻射または導電のエネルギ源に応答す
るように作つてもよい。
本発明は、また、連続式のヒートシール作業で
使用するにも特に適している。この作業中、装置
内にはかなりの熱が発生する。この熱を或る程度
除去して圧力付与装置の構成要素を保護し、か
つ、プラスチツク部材の境界面に沿つたシールを
取出前に幾分冷却することが必要である。この熱
を除去するために、本発明では冷却コイルとか空
気吹付けのような冷却手段を備える。
以下、添付図面を参照しながら本発明を一層詳
しく説明する。
図面を参照して、第１，２図は本発明の好まし
い実施例を構成する管状プラスチツク部材を接合
するヒートシール装置を示す。図示のように、こ
のヒートシール装置は、弾性加熱要素１と、これ
を囲む膨張自在の環状袋２と、この袋内に設置し
てあり、加熱要素１を囲む誘導加熱コイル３とを
包含する。図示のヒートシール装置は、特に、自
立組立体を形成するように取付ける一対の重なり
合つた管状プラスチツク部材４，５を接合するよ
うになつている。たとえば、内側のプラスチツク
部材５はヒートシール可能な材料で作つた中実シ
リンダあるいは内側支えを持つスリーブ状の部材
からなり、プラスチツク部材４はシリンダの外形
にほぼ一致する内径を有するヒートシール自在の
プラスチツクの薄いスリーブからなり、これらの
部材を組立てたときにジヤケツトを形成するよう
なものである。外側プラスチツク部材４は、ま
た、外面に圧縮力が加えたれたときに内側プラス
チツク部材５と圧力係合することになる構造とな
つている。プラスチツク部材４，５の境界面がシ
ールしようとしている表面であり、少なくともこ
れらの表面が熱軟化する熱可塑性材料で作つてあ
つて、本発明の装置がプラスチツク部材４，５間
に融着部を生じさせ得るようになつていなければ
ならない。容易にわかるように、管状プラスチツ
ク部材４，５はその形状が円筒形でなければなら
ないということはない。したがつて、ここで用い
る「管状」なる用語は、円筒形の部材を意味する
ばかりでなく、他の三角形、矩形、多角形などの
幾何的形状の横断面をも意味する。
弾性加熱要素１は継目無し管状シリンダの形を
しており、シールしようとしている管状プラスチ
ツク部材４，５を受ける中央開口を構成してい
る。加熱要素１の中央開口は、後により十分に説
明するようなヒートシール区域も構成している。
プラスチツク部材４，５の場合と同様に、加熱要
素１は必ずしも第１，２図に示す円筒形である必
要はない。この点でも、加熱要素１に用いる「管
状」なる用語は円筒形の他に三角形、矩形、多角
形のような幾何学的な形状の横断面を有する加熱
要素をも含むものである。加熱要素１の壁は約25
ミルないし約40ミルの厚さとなつており、好まし
くは、厚さあるいは直径よりも大きい距離にわた
つて長手方向に延びている。しかしながら、本発
明の範囲内であれば、環状のリング部材も考えら
れ、したがつて、加熱要素１の長手方向寸法は管
状プラスチツク部材４，５間の境界面の長さおよ
び境界面の沿つた融着部の所望軸線方向長さによ
つて異なる。
加熱要素１の弾性により、所望に応じて、加熱
要素はプラスチツク部材４，５のまわりに膨張、
収縮することができる。収縮時、加熱要素１はプ
ラスチツク部材４，５のまわりの接合位置にあ
り、膨張時には加熱要素１はプラスチツク部材
４，５まわりの非接合位置にある。この接合位置
において、加熱要素１の内面は管状プラスチツク
部材４，５の外形に係合し、それに一致する。加
熱要素１は、好ましくは、その接合位置において
或る程度まで弾性的に膨張した状態に留まり、プ
ラスチツク部材４，５に接合圧力を加える。たと
えば、加熱要素１および管状プラスチツク部材
４，５が円筒形である場合、加熱要素１の内径
は、その弛緩状態で、プラスチツク部材４，５の
外形よりも小さいことが好ましい。したがつて、
加熱要素１が接合位置でプラスチツク部材４，５
のまわりにつぶれたとき、加熱要素１はシールし
ようとしている境界面に接合圧力を加えることに
なる。しかしながら、加熱要素１は、弛緩状態
で、その内径が管状プラスチツク部材４，５の外
形とほぼ同じとなるように製作してもよい。この
場合、接合圧力は後に延べるように膨張可能な袋
２によつて加えられてもよいし、あるいは、ワー
ク部材が適当な材料である場合には、内部圧力を
加えてワーク部材を膨張させ、滑らかな境界面に
わたつて接合圧力を生じさせてもよい。
加熱要素１は接合位置の外方に弾力的に膨張す
る非接合位置も有する。この位置で、加熱要素１
の内面は管状プラスチツク部材４，５の外面から
離れ、プラスチツク部材４，５の加熱要素１に対
する相対移動が可能となる。したがつて、プラス
チツク部材４，５を加熱要素内に構成されたシー
ル区域に装填あるいは挿入したり、そこから取出
したりすることが容易になる。
加熱要素１は、好ましくは、間接的なエネルギ
源に応答して熱を発生することのできる粒状サセ
プタ物質を均一に分散させたものである。加熱要
素１は未硬化シリコーンゴムベースにこの粒状物
質を均一に分散させることによつて作ることがで
きる。好ましくは、粒状物質は、誘導加熱源の高
周波磁場によつて励起されたときに熱を発生す
る。代表的なサセプタ粒子としては、米国特許第
3709775号に開示されているように、酸化ガンマ
鉄（Fe2O3）、磁性酸化物（Fe3O4）などの粒子の
ような磁気損失性を有する金属酸化物がある。サ
セプタ粒子は、好ましくは弾性加熱要素１の約10
ないし約50重量パーセントである。上述のサセプ
タ粒子の他に、鉄、鉄合金、あるいは非磁性金属
とか炭素の粒子さえ用いることができる。未硬化
シリコーンゴムベースは普通の要領で鋳造してか
ら、継目無し管状加熱要素１を形成するように硬
化させてもよい。たとえば、加熱要素１はテフロ
ン棒上に作つてもよいし、あるいは、滑らかな表
面と均一な肉厚を得るように型内で成形してもよ
い。シリコーンゴムは、適切な弾性を持つが、サ
セプタ粒子で発生する熱の影響をそれほど受けな
いものであるように選定する。サセプタ粒子は所
望の接合温度に従つて公知の熱発生能力を参考に
選ぶ。したがつて、所望の特性を有するサセプタ
粒子を所望のシリコーンゴム内に分散させたと
き、誘導加熱源が付勢されたときに協働して迅速
に熱を発生することができる。この熱は加熱要素
１内の加熱区域内で容易に制御し、プラスチツク
部材４，５の境界面に向けることができる。
加熱要素１はそれぞれ接合位置、非接合位置間
で移動させるようにそれに連結された位置決め手
段は膨張自在の袋２と液圧シリンダ６とを包含す
る。袋２は中空であり、ドーナツのような形状と
なつている。袋２は外壁７と内壁８とを包含し、
これらの壁は加熱要素１を囲む環状の圧力室９を
構成している。外壁７は、好ましくは、アクリル
材で作つてあり、かなりの剛性を有し、変形しな
い。しかしながら、内壁８は好ましくは非熱発生
物質、たとえば、シリコーンゴムからなり、圧力
室９が加圧されたときにプラスチツク部材４，５
に向つて内方に変形するような弾性を有する。第
１，２図でわかるように、内壁８は砂時計の形を
した中空の円筒形ブーツからなり、袋２の中心に
１０のところで接着してあると好ましい。加熱要
素１の外面は、第１，２図に示すように、砂時計
形の内壁８のくびれの内面に接着してある。内壁
８がその上下端で最も厚く、くびれのところで最
も薄くなつており、圧力室９が加圧されたときに
このくびれのところで最大の変形が生じることは
了解されたい。これは、また、熱を袋２の内部に
伝わりやすくすることによつて成形後のシール部
の冷却を助ける。
液圧シリンダ６は漏洩防止シールを形成するシ
リンダ１２内に摺動自在に配置したピストン１１
を包含する。液圧シリンダ６は接続パイプ１３に
よつて外壁７を貫いて圧力室９と連通しており、
ポンプ（図示せず）とか手動レバー２７（第３
図）とかによつて普通の要領でピストン１１を作
動させることができる。圧力室９、シリンダ１２
および接続パイプ１３は、好ましくは、流体、た
とえば、鉱物油や水を満たしてあり、ピストン１
１が作動したときに、圧力室９を加圧して加熱要
素１をつぶし、その接合位置に向つて半径方向内
方へ圧縮したり、あるいは、圧力室９を減圧して
加熱要素１をその非接合位置に向つて半径方向外
方へ開かせる、すなわち弾力的に膨張させるよう
になつている。
第１，２図に示すヒートシール装置は、また、
加熱要素１の温度を上昇させてプラスチツク部材
４，５の境界面を接合温度まで加熱する手段とし
ての誘導加熱コイル３を包含する。この加熱コイ
ル９は袋２の圧力室９内に設置してあり、加熱要
素１を囲んでいる。好ましくは、加熱コイル３は
袋２の全長にわたつて延びており、１本の連続し
た管からなり、その内径部は加熱要素１に接近し
ている。これにより、加熱要素１のサセプタ粒子
が誘導コイル３の発生する磁場によつて適切に付
勢される。誘導コイル３は、好ましくは、中空の
銅管からなり、適当な誘導熱発生器（図示せず）
に接続してある。この誘導熱発生器は電流を供給
すると共に普通の要領でコイルを通して冷却水を
循環させる。
誘導熱発生器が作動したとき、コイル３は高周
波磁場を発生し、これが加熱要素１のサセプタ粒
子を励起することになる。加熱要素１は十分な接
合温度の熱を十分な時間にわたつて迅速に発生
し、プラスチツク部材４，５の境界面に沿つて融
着を生じさせる熱発生時間は誘導熱発生器を消勢
するだけで終らせることができる。たとえば、誘
導熱発生器が２秒間付勢された場合、加熱要素１
によつて約400〓の接合温度が発生し、これは多
くの熱可塑性材料をシールするのに十分なもので
ある。
圧力室９およびシリンダ１２内に入れた油内に
蓄積される傾向のある熱は、誘導加熱コイルの水
冷作用によつて除去できるし、あるいは、第１，
２図に概略的に示す冷却コイル１５のような他の
冷却手段で除去することもできる。冷却コイル１
５は、好ましくは、接続パイプ１３のまわりに巻
付けてあり、油が圧力室９およびシリンダ１２の
間を通過するにつれて油から熱を奪う。
シールを行なうべく、ピストン１１が第１図で
見て右に作動させられて圧力室９からシリンダ１
２に油を抽出する。内壁すなわちブーツ８はこう
して外方に押され、シリンダの形をとる。次に、
プラスチツク部材４，５を加熱要素１に挿入し、
シールしようとしている境界面を加熱要素１内に
置き、そこに構成されている加熱区域と整合させ
る。プラスチツク部材４，５が正しく位置決めさ
れたとき、ピストン１１を第１図で見て左に進
め、圧力室９を加圧し、ブーツすなわち内壁８の
くびれと加熱要素１の内面を接合位置に向つて半
径方向内方へ押す。それにより、加熱要素１の内
面が管状プラスチツク部材４，５の外形と係合、
一致する。先に述べたように、加熱要素１がその
接合位置にあるとき、それは或る程度まで弾力的
に膨張したままとなり、管状プラスチツク部材
４，５のまわりに接合圧力を発生させる。しかし
ながら、この固有の圧力が不十分であるならば、
ピストン１１を少しさらに進めて圧力室９内の圧
力を高め、必要な余分の接合圧力を供給する。次
に、コイル３を誘導熱発生器によつて付勢し、加
熱要素１内のサセプタ粒子を励起し、管状プラス
チツク部材４，５に向う熱を発生させる。こうし
て、加熱要素１が十分な接合温度で十分な時間に
わたつてプラスチツク部材４，５を加熱し、その
境界面に沿つて融着を生じさせる。融着はプラス
チツク部材４，５の境界面の全周にわたつて形成
されるが、これに限るものではないことは了解さ
れたい。熱発生の温度および時間は、接合しよう
としている熱可塑性材料の種類によつて異なり、
約２秒間に約400〓の温度が代表的である。先に
述べたように、加熱要素１の壁厚およびブーツ８
のくびれは十分に薄くて、発生した熱は圧力室９
内に収容されている冷たい油に迅速に伝わり得
る。したがつて、プラスチツク部材４，５間のシ
ールは加熱要素１を開く前に冷却される。次に、
ピストン１１を第２図で見て右に作動させ、再び
圧力室９からシリンダ１２内に油を排出させ、加
熱要素１を半径方向外方へ膨張させる。このと
き、シールされたプラスチツク部材４，５が自立
組立体となり、取出すことができる。ここで、ヒ
ートシール装置は次の装填に対して準備が整つた
ことになる。容易にわかるように、ここに説明し
たヒートシール装置は連続式作業にもバツチ式作
業にも容易に適用できる。
さて、第３図に目を転じて、ここには、本発明
の第２実施例が示してある。第３図に示すヒート
シール装置は第１，２図に示すものと同様であ
り、加熱要素１６、膨張自在の袋１７および誘導
加熱コイル１８を包含する。加熱要素１６は第１
実施例の加熱要素１にはほぼ同じ要領で中央ヒー
トシール区域を構成している。しかしながら、加
熱要素１６は袋１７の内壁２０と一体に形成して
あり、誘導加熱コイル１８の高周波磁場によつて
励起されたときに熱を発生する粒状物質を均一に
分散させることによつて作られている。
膨張自在の袋１７はドーナツ形、すなわち円環
体となつており、加熱要素１６を囲んでいる。袋
１７は外壁１９を構成するかなりの剛性のある好
ましくは非金属の中空シリンダと、内壁２０を構
成する第２の弾性のある中空シリンダとを包含す
る。袋１７はシリコーンゴムのような非熱発生弾
性材料で作る。内壁２０の上下端は外壁１９の上
下縁の上にカールしており、一対のバンドクラン
プ２１が外壁１９に対して緊密に内壁２０の端を
押している。したがつて、内外壁２０，１９は密
閉した環状の圧力室２２を形成しており、この圧
力室は加熱要素１６を囲んでいる。加熱要素１６
は袋１７の中心で内壁２０に一体に形成してあ
り、圧力室２２を加圧したときに、加熱要素１６
が接合位置に向つて半径方向内方へ移動し、圧力
室減圧時に、加熱要素１６が非接合位置に向つて
半径方向外方へ膨張するようになつている。
液圧シリンダ２３が接続パイプ２４によつて外
壁１９を貫いて圧力室２２と連絡している。この
シリンダ２３は、袋１７と共に、加熱要素１６を
接合位置、非接合位置間で移動させる位置決め手
段となる。液圧シリンダ２３は手動レバー２７に
連結したピストン２５を包含し、この手動レバー
２７でピストン２５をシリンダ２６内で摺動させ
る。圧力室２２、シリンダ２６および接続パイプ
２４は鉱物油、水のような流体で満たされてお
り、第３図で見て左にレバー２７を動かしたと
き、ピストン２５が前進し、圧力室２２が加圧さ
れて加熱要素１６を接合位置に向つて半径方向内
方へ移動させる。レバー２７が右に動かされる
と、ピストン２５も右に動き、圧力室２２からシ
リンダ２６内に油を或る程度排出させ、その結
果、加熱要素１６が非接合位置に向つて半径方向
外方へ膨張する。
誘導加熱コイル１８は加熱要素１６の温度を上
昇させてプラスチツク部材４，５の境界面を接合
温度まで加熱する手段となる。このコイル１８は
圧力室２２内に設置してあり、普通の要領でコイ
ルに電流を供給する適当な誘導熱発生器（図示せ
ず）に接続してある。加熱コイル１８も加熱要素
１６を接近して囲んでおり、好ましくは、接合中
に発生した熱を除去する助けとなる冷却水を運ぶ
中空の連続した銅管からなる。しかしながら、接
続パイプ２４のまわりに別の冷却コイルを設けて
もよいし、他の任意の適当な手段を所望に応じて
利用し得る。
第３図に示すヒートシール装置の動作は第１，
２図の第１実施例について先に説明したと同じで
あり、これ以上の説明は不要と考える。
第４，５図は本発明の第３実施例を構成するヒ
ートシール装置を示し、これは加熱要素２８、弾
性スリーブ２９、および誘導加熱コイル３０を包
含する。加熱要素２８は第１、２実施例の加熱要
素１，１６とほぼ同じ要領で中央ヒートシール区
域を構成する継目無し管状シリンダの形をしてい
る。特に、加熱要素２８は接合位置、非接合位置
間で動けるように加熱要素１，１６とほぼ同じ弾
性を有し、たとえば、誘導加熱コイル３０の高周
波磁場によつて励起されたときに熱を発生する粒
状物質をシリコーンゴム内に均一に分散させて作
つてある。
スリーブ２９も、継目無しシリンダの形をして
おり、加熱要素２８のそれとほぼ同一の弾性を有
するシリコーンゴムのような非熱発生材料で作つ
てある。スリーブ２９はその長手軸線に平行に作
つたいくつかの剛性非金属棒３１を包含する。好
ましくは、６本の棒３１が周方向に等間隔で配置
してある。各棒３１はその両端にコード３２が取
付けてあり、このコードはそこから半径方向外方
へ延びている。これらのコード３２は半径方向の
引張力を与える任意形式の普通の機構に連結して
ある。たとえば、レバーあるいはカム機構が利用
され、作動時にコード３２および棒３１に開閉位
置間でスリーブ２９を弾力的に膨張、収縮させ
る。加熱要素２８がスリーブ２９の内面に接着し
てあるので、加熱要素２８も接合位置、非接合位
置間で動く。
第４図に示すヒートシール装置も、加熱要素２
８の温度を上昇させてプラスチツク部材４，５の
境界面を接合温度まで加熱する手段としての誘導
加熱コイル３０を包含する。コイル３０は加熱要
素２８およびスリーブ２９の両方を囲んでおり、
好ましくは、スリーブ２９の全長にわたつて延び
ており、加熱要素２８内のサセプタ粒子を適切に
付勢できるようにしてある。コイル３０は、好ま
しくは、連続した銅管からなり、通常の要領で普
通の誘導熱発生器に接続してある。
第４，５図のヒートシール装置の動作は第１−
３図の実施例について先に説明したと同じである
が、スリーブ２９が液体ではなくて機械的に開閉
位置に動かされる点で異なる。また、シール作業
中に発生した熱はコイル３０内の冷却水を利用せ
ずに一連の空気吹付けによつて除去することが好
ましい。
第６図は本発明の第４実施例を構成するヒート
シール装置を示し、これは加熱要素２３、弾性ス
リーブ３４、および誘導加熱コイル３５を包含す
る。加熱要素３３は中央ヒートシール区域を構成
する継目無し管状シリンダの形をしている。しか
しながら、加熱要素３３の長さは先に述べた加熱
要素１，１６，２８の長さよりもかなり小さく、
したがつて、このシール区域もかなり小さいこと
は了解されたい、その結果、加熱要素３３は加熱
要素１，１６，２８よりもプラスチツク部材４，
５に対して軸線方向の長さの小さいシールを与え
ることになる。しかしながら、加熱要素３３は加
熱要素１，１６，２８についてと同様な弾性を有
するシリコーンゴムからなり、したがつて、先に
説明したように、非接合位置まで容易に膨張し、
接合位置に容易に収縮することができる。加熱要
素３３は、また、誘導加熱コイル３５の高周波磁
場によつて励起されたときに接合用の熱を発生す
る粒状材料をシリコーンゴム内に均一に分散させ
て作つてある。
スリーブ３４は環状のワツシヤの形をしてお
り、加熱要素３３のそれとほぼ同一の弾性を有す
る非熱発生シリコーンゴムからなる。スリーブ２
９にはいくつかの剛性非金属棒３６が形成してあ
る。各棒３６にはコード３７が取付けてあり、こ
のコードはそこから半径方向外方へ延び、半径方
向引張力を与える任意適当な装置に連結してあ
る。この装置としては、先に述べたようなレバー
あるいはカム機構がある。したがつて、コード３
７を半径方向外方へ動かしたとき、スリーブ３４
は開放すなわち非接合位置に弾力的に膨張し、コ
ード３７が半径方向内方へ動かされたとき、スリ
ーブ３４がその閉鎖すなわち接合位置に収縮す
る。加熱要素３３がスリーブ３４の内面に接着し
てあるので、加熱要素３３もその接合位置と非接
合位置に動くことができる。
コイル３０は加熱要素３３の温度を上昇させて
プラスチツク部材４，５の境界面を接合温度まで
加熱する手段を提供する。コイル３０は加熱要素
３３およびスリーブ３４の両方を囲んでおり、少
なくともスリーブ３４の全軸線方向長さにわたつ
て延びており、好ましくは、第６図でわかるよう
にスリーブ３４の軸線方向側面をかなり越えて突
出して加熱要素３３内のサセプタ粒子の付勢を適
切に行なえるようにする。コイル３５は、好まし
くは、連続した銅管からなり、通常の要領で普通
の誘導熱発生器に接続してある。しかしながら、
コイル３５の１つのループが残りのループよりも
かなり半径方向外方に延びていることは了解され
たい。これは、スリーブ３５に対して適切な空間
を与え、スリーブ３４がその開放位置に容易に膨
張してシール前に装填し、シールの後に取外すこ
とができるようにするために必要である。
第６図のヒートシール装置の動作は先の３つの
実施例について先に説明したと同様であり、これ
以上の説明は不要である。第４，５図に示す装置
と同様に、シール作業中に発生した熱は一連の空
気吹付けによつて除去される。
本発明のヒートシール装置のいくつかの好まし
い実施例を図示し、説明してきた。その際、先に
示したように一般的に環状の膨脹自在の袋を持つ
ように示し、説明したきたが、その広い教示範囲
内で、環状加工片内に設置し、外方に押すように
作動させたときに逆シール作用を行なうようにも
できる。本発明を誘導加熱源を用いる場合につい
て特に説明してきたが、加熱要素の温度を上昇さ
せるのに他のエネルギ源も使用できることは当業
者には明らかであろう。たとえば、加熱要素は輻
射、誘電、導電などの熱源に応答するように適用
できる。また、ここで用いたシリコーンエラスト
マーの他に、寿命が適切であり、弾性が十分であ
る限り他のエラストマーも使用できる。また、こ
こに説明した加熱要素内のサセプタ粒子をばらの
粒子として特に説明したが、連続的なストリツ
プ、ワイヤなど、あるいは繊維、糸、織物あるい
はスクリーン（任意の適当な弾性ベース材料に埋
込んである）の形で使用してもよい。本発明のサ
セプタ粒子を特に加熱要素全体にわたつて分散さ
せたものとして特に説明してきたが、これらのサ
セプタ粒子を加熱要素の限定部分にのみ分散させ
てもよいことは了解されたい。その結果、シール
がプラスチツク部材まわりにほんの部分的に広が
り、しかも、プラスチツク部材を相互に接合する
強度を適切に保てる。
【図面の簡単な説明】
第１図は弾性加熱要素をその収縮位置すなわち
接合位置で示す本発明の一実施例を包含するヒー
トシール装置の断面図である。第２図は第１図の
ヒートシール装置の断面図で、弾性加熱要素をそ
の非接合膨張位置で示す図である。第３図は本発
明の第２実施例を示すヒートシール装置の断面図
である。第４図は本発明の第３実施例を示すヒー
トシール装置の断面図である。第５図は、第４図
のヒートシール装置の頂面図で、弾性加熱要素を
その膨張非接合位置で示す図である。第６図は本
発明の第４実施例を示すヒートシール装置の断面
図である。 １，１６，２８，３３……加熱要素、２，１７
……膨脹自在の袋、３，１８，３０，３５……誘
導加熱コイル、４，５……プラスチツク部材、
６，１２，２６……液圧シリンダー、７，１９…
…外壁、８，２０……内壁、９，２２……圧力
室、１１，２５……ピストン、１３，２４……接
続パイプ、１５……冷却コイル、２７……手動レ
バー、２９，３４……弾性スリーブ、３１，３６
……剛性非金属棒、３２，３７……コード。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 自給性の組立体を形成するように取付けられ
    た、少なくとも隣合つたプラスチツク部材の外周
    接合部間を接着させるためのヒートシール装置で
    あつて、 (イ) 前記プラスチツク部材を取り巻き、被接合面
    の周わりに位置し、その表面が接触して前記プ
    ラスチツク部材の形に、接合部に連続した、途
    切れない表面を与える接合位置と、その表面が
    前記プラスチツク部材から離れた非接合位置と
    を有する継目のない、管状の弾力性のある加熱
    要素と、 (ロ) 前記加熱要素の温度を上げて、前記隣合つた
    表面を接着温度まで加熱する手段と、 (ハ) 前記接合位置では加熱要素が前記プラスチツ
    ク部材に接着圧を与え、非接合位置では加熱要
    素が前記接合位置から離れて、前記加熱要素か
    ら前記プラスチツク部材が移動できるようにし
    た、接合位置と非接合位置それぞれの間を前記
    加熱要素が移動するように加熱要素に組付けた
    位置決め装置と、 を組み合わせて有し、 (ニ) 前記加熱要素が隣り合つたプラスチツク部材
    の接合位置に前記位置決め装置によつて圧着さ
    れた後、前記加熱手段により温度を高めて前記
    プラスチツク部材の接合部を熔融・接着させる ことを特徴とするプラスチツク部材のヒートシー
    ル装置。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載のヒートシール
    装置において、前記位置決め装置が、 (イ) 前記加熱要素の外面と接触した弾力性のある
    内壁と環状の加圧室を構成している本来剛直な
    外壁とよりなる前記加熱要素を取り巻く環状の
    膨脹自在な袋と、 (ロ) 交互に、前記加圧室を加圧して前記加熱要素
    を接合位置まで動かしたり、減圧にして加熱要
    素を非接合位置まで動かしたりするように、前
    記袋に操作自在に接続されている水圧式手段
    と、 を有することを特徴とするプラスチツク部材のヒ
    ートシール装置。 ３ 特許請求の範囲第１項に記載のヒートシール
    装置において、前記位置決め装置が、 (イ) 前記加熱要素を取り巻き、この加熱要素の外
    面と接触した内面を持つ中空円筒形の弾力性の
    あるスリーブと、 (ロ) 前記加熱要素を接合位置と非接合位置の間で
    交互に移動させるように操作自在に接続した手
    段と、 を有することを特徴とするプラスチツク部材のヒ
    ートシール装置。 ４ 特許請求の範囲第３項に記載のヒートシール
    装置において、前記スリーブが、前記加熱要素の
    周囲に設けられた環状のワツシヤー状をなしてい
    ることを特徴とするプラスチツク部材のヒートシ
    ール装置。 ５ 特許請求の範囲第１項に記載のプラスチツク
    部材のヒートシール装置において、前記弾力性の
    ある加熱要素が、前記プラスチツク部材に接着圧
    を与えるように、接合位置では、ある程度弾力的
    に膨脹したままでいることを特徴とするプラスチ
    ツク部材のヒートシール装置。 ６ ２個のプラスチツク部材の隣合つた表面間
    に、平滑でしわのない接合部を与えて自給性の組
    立体を形成させるようなヒートシール装置におい
    て、 (イ) 前記プラスチツク部材を取り巻き、被接合面
    の周りに位置し、その内面が接触してプラスチ
    ツク部材の外形に順応するような接合位置と、
    その内面がプラスチツク部材から離れているよ
    うな非接合位置とを有する、継目のない、管状
    の、弾力性のある加熱要素と、 (ロ) 前記加熱要素が、エネルギー源により発熱で
    きるように配置された、均一分散したサスセプ
    タ粒子材料よりなり、 (ハ) 前記隣合つた表面を接着温度まで加熱するよ
    うに前記サスセプタ粒子材料の温度を高める誘
    導加熱手段と、 (ニ) 前記加熱要素と組み合わされ、この加熱要素
    を、加熱要素が前記プラスチツク部材の周りに
    加圧するように接触する接合位置と、前記接合
    位置の外側で弾力的に膨脹して加熱要素をプラ
    スチツク部材から移動させる非接合位置との間
    で移動するように、その円周方向に配置された
    水圧式位置決め装置と、 の組み合わせよりなることを特徴とするプラスチ
    ツク部材のヒートシール装置。 ７ 特許請求の範囲第６項に記載のヒートシール
    装置において、前記水圧式位置決め装置が、 (イ) 弾力性のある内壁と、環状の加圧室を構成す
    る元来剛直な外壁とを有し、前記内壁の外面に
    接触した前記加熱要素を取り巻く環状の、膨脹
    自在の袋と、 (ロ) 前記加熱要素をそれぞれ接合位置と非接合位
    置間に移動させるように前記加圧室を交互に膨
    脹、収縮させる前記袋と操作自在に接続した水
    圧式シリンダーと、 よりなることを特徴とするプラスチツク部材のヒ
    ートシール装置。 ８ 特許請求の範囲第７項に記載のヒートシール
    装置において、前記袋の内壁が砂時計の形をして
    おり、前記加熱要素が前記砂時計形の内壁のくび
    れた部分に接着されていることを特徴とするプラ
    スチツク部材のヒートシール装置。 ９ 特許請求の範囲第７項に記載のヒートシール
    装置において、前記誘導加熱手段が前記加熱要素
    と離れてそれを取り巻き、かつ前記加圧室内に位
    置する誘導コイルを有することを特徴とするプラ
    スチツク部材のヒートシール装置。 １０ 特許請求の範囲第８項に記載のヒートシー
    ル装置において、前記袋が加圧された時前記くび
    れた部分が最大の撓みを与えるように、くびれた
    部分で内壁の厚さが最も薄くなつていることを特
    徴とするプラスチツク部材のヒートシール装置。 １１ ２個のプラスチツク部材の隣合つた表面を
    ヒートシールして、平滑で、しわのない接合部を
    持つた自給性の組立体を形成させる方法におい
    て、 (イ) 前記プラスチツク部材の隣合つた表面を、継
    目のない、管状の、弾力性のある加熱要素内に
    シールするように位置決めする工程と、 (ロ) 前記プラスチツク部材を取り巻く弾力性のあ
    る加熱要素を接合位置のところで収縮させて接
    合し、前記プラスチツク部材の外形に順応させ
    てその上に接着圧を与えるようにする工程と、 (ハ) 前記加熱要素の温度を高めて、前記プラスチ
    ツク部材の隣合つた表面を接着温度まで加熱す
    る工程と、 (ニ) 非接合位置では、前記加熱要素を外方に膨脹
    させて加熱要素の内面を前記プラスチツク部材
    から離す工程と、 (ホ) ヒートシールされたプラスチツク部材を前記
    加熱要素から取り出す工程と、 からなることを特徴とするプラスチツク部材のヒ
    ートシールする方法。 １２ 特許請求の範囲第１１項に記載の方法にお
    いて、前記弾力性のある加熱要素が、間接付加型
    エネルギーに曝された時発熱するような均一分散
    したサスセプタ粒子を内有することを特徴とする
    プラスチツク部材をヒートシールする方法。 １３ 特許請求の範囲第１２項に記載の方法にお
    いて、前記間接付加型エネルギーが誘導加熱エネ
    ルギーの形であることを特徴とするプラスチツク
    部材をヒートシールする方法。 １４ 特許請求の範囲第１２項に記載の方法にお
    いて、前記サスセプタ粒子が分散した形の金属粒
    子であることを特徴とするプラスチツク部材をヒ
    ートシールする方法。 １５ 特許請求の範囲第１２項に記載の方法にお
    いて、前記サスセプタ粒子が、前記弾力性のある
    加熱要素の約10〜50重量％の範囲にあることを特
    徴とするプラスチツク部材をヒートシールする方
    法。 １６ 特許請求の範囲第１１項に記載の方法にお
    いて、前記加熱要素を収縮・膨脹させる工程の
    後、この加熱要素の外面を中空円筒形で、管状
    の、弾力性のあるスリーブの内面に接触させ、次
    いで、このスリーブを半径方向に膨脹・収縮させ
    る工程が続くことを特徴とするプラスチツク部材
    をヒートシールする方法。 １７ 特許請求の範囲第１１項に記載の方法にお
    いて、前記加熱要素の外面を環状の弾力性のある
    ワツシヤーの内面に接触させる工程と、このワツ
    シヤーを半径方向に膨脹・収縮させる工程とが続
    くことを特徴とするプラスチツク部材をヒートシ
    ールする方法。 １８ 特許請求の範囲第１１項に記載の方法にお
    いて、前記加熱要素を収縮・膨脹させる工程の
    後、この加熱要素の外面を弾力性のある内面と、
    環状の加圧室を構成する元来剛直な外壁とを持つ
    た環状の膨脹自在な袋に接触させる工程と、この
    加圧室を交互に加圧・減圧させて弾力性のある内
    壁をそれぞれ膨脹・収縮させるような水圧装置を
    設けた工程とが続くことを特徴とするプラスチツ
    ク部材をヒートシールする方法。 １９ ２個のプラスチツク部材の隣合つた表面を
    ヒートシールして、平滑で、しわのない接合部を
    有する自給性の組立体を形成させる方法におい
    て、 (イ) 弾力性のあるベース材料に間接付加型エネル
    ギーに曝されると発熱可能なサスセプタ粒子を
    均一に分散させて、継目のない管状の弾力性の
    ある加熱要素を作製する工程と、 (ロ) この加熱要素の外面を、弾力性のあ内壁と、
    加圧室を構成する元来剛直な外壁とを持つた環
    状の、膨脹自在な袋の内面に接触させる工程
    と、 (ハ) ヒートシールするプラスチツク部材の隣合つ
    た面を前記加熱要素内に位置決めする工程と、 (ニ) 前記プラスチツク部材を取り巻く弾力性のあ
    る加熱要素を接合位置で収縮させて接触させ、
    プラスチツク部材の外形に順応させた後、前記
    加圧室を加圧してその上に接着圧を加える工程
    と、 (ホ) 前記加熱要素が接合位置にある時に、サスセ
    プタ粒子を誘導エネルギーに曝してこの加熱要
    素の温度を高くし、前記プラスチツク部材の隣
    合つた表面を接着温度まで加熱する工程と、 (ヘ) 非接合位置では、前記弾力性のある加熱部材
    を外方へ膨脹させ、前記加圧室を減圧にして前
    記加熱要素の内面を、前記プラスチツク部材か
    ら離す工程と、 (ト) 前記ヒートシールされた前記プラスチツク部
    材を、前記加熱要素内から取り出す工程と、 からなることを特徴とするプラスチツク部材をヒ
    ートシールする方法。 ２０ 特許請求の範囲第１９項に記載の方法にお
    いて、前記加圧室が水圧性流体で満たされてお
    り、加圧室の加圧および減圧がこの室と係合され
    ている水圧シリンダーの作動によつて起ることを
    特徴とするプラスチツク部材をヒートシールする
    方法。
JP58178325A 1982-09-30 1983-09-28 プラスチツク部材をヒ−トシ−ルする方法および装置 Granted JPS5979729A (ja)

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