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公開番号2024155468
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-31
出願番号2023070206
出願日2023-04-21
発明の名称超音波融着方法及び超音波融着システム
出願人三菱重工業株式会社
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類B29C 65/08 20060101AFI20241024BHJP(プラスチックの加工;可塑状態の物質の加工一般)
要約【課題】被着体の融着強度を向上させる。
【解決手段】超音波により被着体同士を融着する超音波融着方法において、前記被着体は、熱可塑性樹脂を含み、超音波により前記被着体同士が接触する界面を加熱するステップと、界面加熱後において、前記被着体を加熱しながら、前記被着体を加圧するステップと、を実行する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
超音波により被着体同士を融着する超音波融着方法において、
前記被着体は、熱可塑性樹脂を含み、
超音波により前記被着体同士が接触する界面を加熱するステップと、
界面加熱後において、前記被着体を加熱しながら、前記被着体を加圧するステップと、を実行する超音波融着方法。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記被着体を加圧するステップでは、前記被着体の加圧時における冷却速度が、界面加熱後から前記被着体の加圧前までの冷却速度に比して遅くなるように、前記被着体を加熱する請求項１に記載の超音波融着方法。
【請求項３】
前記界面を加熱するステップの実行後、前記被着体の前記界面は、前記熱可塑性樹脂の流動停止温度からガラス転移温度までの温度帯に保持された状態で冷却される請求項１に記載の超音波融着方法。
【請求項４】
前記界面を加熱するステップの後で、前記被着体を加圧するステップの前に実行され、界面加熱後の前記被着体を加熱するステップを、さらに実行する請求項１に記載の超音波融着方法。
【請求項５】
超音波により被着体同士を融着する超音波融着システムにおいて、
前記被着体は、熱可塑性樹脂を含み、
超音波により前記被着体同士が接触する界面を加熱する超音波融着装置と、
前記超音波融着装置による界面加熱後において、前記被着体を加熱しながら、前記被着体を加圧する加圧装置と、
前記超音波融着装置及び前記加圧装置に対して、前記被着体を相対的に移動させる移動装置と、を備え、
前記加圧装置は、前記被着体の移動方向において、前記超音波融着装置の後方に設けられる超音波融着システム。
【請求項６】
前記加圧装置は、
前記被着体を押圧する押圧面と前記押圧面の反対側に設けられる受圧面とを含む押圧部材と、
前記押圧部材の内部に収容されるヒータと、を有し、
前記押圧部材には、前記受圧面側に前記ヒータを収容する収容空間が形成されており、
前記収容空間は、前記受圧面への圧力付与時において、前記受圧面に接する部材と前記収容空間に収容される前記ヒータとの間に、隙間が形成される空間となっている請求項５に記載の超音波融着システム。
【請求項７】
前記加圧装置は、
前記被着体の加圧時における冷却速度が、前記超音波融着装置による界面加熱後から前記加圧装置による前記被着体の加圧前までの冷却速度に比して遅くなるように、前記被着体を加熱する請求項５に記載の超音波融着システム。
【請求項８】
前記被着体の前記界面は、前記熱可塑性樹脂の流動停止温度からガラス転移温度までの温度帯に保持された状態で冷却される請求項５に記載の超音波融着システム。
【請求項９】
前記超音波融着装置と前記加圧装置の間に設けられ、前記被着体を加熱する加熱装置を、さらに備える請求項５に記載の超音波融着システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、超音波融着方法及び超音波融着システムに関するものである。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、被着体同士を融着する超音波融着方法として、熱可塑性樹脂を含む被着体に超音波振動するホーン（超音波ソノトロード）を接触させ、ホーンにより被着体を加圧しながら、被着体の界面の熱可塑性樹脂を溶融させて接合する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。この超音波融着方法では、ホーンの前後に加圧装置があり、超音波融着の前後において、被着体を加圧している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
米国特許出願公開第２００８／０２１０３６０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のような超音波融着方法により融着された被着体は、その融着強度が十分に得られない場合がある。これは、超音波融着後の被着体の加圧時において、被着体の加圧前における冷却速度が速く、被着体に含まれる熱可塑性樹脂の結晶化度が低いものとなるからである。
【０００５】
そこで、本開示は、被着体の融着強度を向上させることができる超音波融着方法及び超音波融着システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の超音波融着方法は、超音波により被着体同士を融着する超音波融着方法において、前記被着体は、熱可塑性樹脂を含み、超音波により前記被着体同士が接触する界面を加熱するステップと、界面加熱後において、前記被着体を加熱しながら、前記被着体を加圧するステップと、を実行する。
【０００７】
本開示の超音波融着システムは、超音波により被着体同士を融着する超音波融着システムにおいて、前記被着体は、熱可塑性樹脂を含み、超音波により前記被着体同士が接触する界面を加熱する超音波融着装置と、前記超音波融着装置による界面加熱後において、前記被着体を加熱しながら、前記被着体を加圧する加圧装置と、前記超音波融着装置及び前記加圧装置に対して、前記被着体を相対的に移動させる移動装置と、を備え、前記加圧装置は、前記被着体の移動方向において、前記超音波融着装置の後方に設けられる。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、被着体の融着強度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、第一実施形態に係る超音波融着システムを模式的に示す図である。
図２は、第一実施形態に係る超音波融着システムのヒータ周りの図である。
図３は、被着体の温度変化に関する図である。
図４は、第二実施形態に係る超音波融着システムを模式的に示す図である。
図５は、第三実施形態に係る超音波融着システムを模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本開示に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの開示が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能であり、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせることも可能である。
（【００１１】以降は省略されています）

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