JPH04229233A - プラスチック材料の接着形成方法 - Google Patents

プラスチック材料の接着形成方法

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JPH04229233A
JPH04229233A JP3191317A JP19131791A JPH04229233A JP H04229233 A JPH04229233 A JP H04229233A JP 3191317 A JP3191317 A JP 3191317A JP 19131791 A JP19131791 A JP 19131791A JP H04229233 A JPH04229233 A JP H04229233A
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アラン　ピゴット
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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】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、少なくとも３層の熱密
封可能なプラスチック材料を接着、形成した製品の製造
法に関する。接着および形成は、折り目状、しばしばひ
だ状の形態となり、この結果その製品は、例えば蛇腹、
衣類および家具の構成部品として使用することができる
。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】蛇腹は
広範囲の目的に使用され、かつその目的によって各々そ
れ自体の特殊な要求を示す。しかし、一般的にすべての
蛇腹に共通して要求されることは、高い開閉長さ比であ
り、また使用時及び再圧縮時のいずれにも形状を維持で
きることである。
【０００３】従来技術での蛇腹の製造は、手間がかかり
、時間を浪費する傾向がある。そのような方法の１つは
、シート状材料に独立した折り目をつけて折り畳むこと
、及びその直後に、例えば縫製、チャック付け又は溶接
などによって折り目付きシートの両側縁を相互に接続す
ることを含む。あるいはまた、この折り目付け技法を、
同じ材料からなる事前形成した管に適用することもでき
る。これらの方法は、いずれも蛇腹が持ち得る包旋部の
数、及び使用され得る材料の薄さにおいて制限される。 とりわけ、極めて薄い材料（例えば、１００μｍ以下）
から蛇腹を満足に作ることは困難であり、また厚い材料
を使用することは、獲得しうる開閉長さ比を必然的に減
少させる。
【０００４】折り目を作る他の方法は、独立した切断及
び接着工程によるものであるが、これもやはり困難であ
り、接着層の存在により、あるいは接着がこれらの層の
融合によって為される場合には玉状の溶解材料により、
変形された折り目を生じる傾向がある。継ぎ目の強度は
弱いことがあり、かつ前記と同様の欠点から工程に苦慮
することがある。
【０００５】レーザ切断およびレーザ溶接技法は、いず
れも独立かつ同時にできる工程として知られている。米
国特許第４４９０２０３号には、レーザを使用して相互
に接触した少くとも２層のプラスチック材料層を同時に
細断かつシールすることにより、吹込み管から少なくと
も２本のより小さな管を同時形成する方法が開示されて
いる。このような技法に伴う問題は、２層以上のプラス
チック材料を備えた多層組体を使用するときに、個別の
層群をまとめて溶接してしまうことを防止する手段がな
いことにある。したがって、上記のような技法は蛇腹製
造には適さない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、各層が
第１面および第２面を有する少なくとも３層の加熱密封
可能なプラスチック材料からなる接着形成製品の製造方
法であって、前記層は相互に隣接した一対の第１面（Ａ
）及び相互に隣接した次の一対の第２面（Ｂ）を備えて
配置され、かつ前記製品は、隣接した前記第１面を接着
した第１切断縁（４）と、隣接した前記第２面を接着し
た第２切断縁（５）を備える方法において、前記の各層
が前記第１切断縁となるべき位置を超えて広がるととも
に、該第１切断縁となる位置を囲んだ各隣接した一対の
第２面の間に隔離材料（３）を配置し、かつ前記各層が
前記第２切断縁となるべき位置を超えて広がるとともに
、該第２切断縁となる位置を囲んだ各隣接した一対の第
１面の間に隔離材料（２）を配置して、前記各層の組体
を圧縮すること、前記第１切断縁を形成するためにレー
ザにより前記圧縮組体を切断し、同時に、隣接した前記
第２面を前記第１切断縁にて接着しないままに、隣接し
た前記第１面を前記第１切断縁にて加熱密封すること、
及び前記第２切断縁を形成するためにレーザにより前記
圧縮組体を切断し、同時に、隣接した前記第１面を前記
第２切断縁にて接着しないままに、隣接した前記第２面
を前記第２切断縁にて加熱密封すること、を具備した方
法が提供される。
【０００７】実際に、製品は接着されない積層材と相互
される接着された折り目を有する結果となる。その製品
は、第１切断縁のあるひだの１箇所の外部縁と第２切断
縁のあるひだの反対側の１箇所の外部縁と共に直列のひ
だを形成する。
【０００８】その製品を作るに当って、組立体の層は、
第１切断縁になるべき位置および第２切断縁になるべき
位置の双方を越えて広がる。また、第１切断縁になるべ
き位置周辺の各々隣接した一対の第２面の間に、また第
２切断縁になるべき位置周辺の各々の隣接した一対の第
１面の間に隔離材料がある。圧縮された組立体は、第１
、第２切断縁を形成するようにレーザによって切断され
、同時に第１切断縁で隣接する第１面と第２切断縁で隣
接する第２面が接着される。一方、第１切断縁で隣接す
る第２面と第２切断縁で隣接する第１面は接着されない
ままである。
【０００９】本発明の利点の中には、切断縁に極めて安
全な接着法を提供することで極めて容易に達成すること
ができかつ極めて広範囲な材料厚に適用することができ
る方法がある。とりわけ、蛇腹の製作に適用される場合
、極めて単純な方法で、著しく高い開／閉長さ比を有す
る蛇腹を作ることができる。
【００１０】少なくとも一対の接着された第１面と、少
なくとも一対のまだ接着されていない第２面があるよう
な、製品には少なくとも３層の熱密封可能なプラスチッ
ク材料がなければならない。一般には少なくとも１０層
、通常は少なくとも２０層以上ある。層の数の上限は、
その厚みを通して同時に切断および接着されるレーザの
能力によってセットされる。しばしばその数は、１００
、さらに２００以上の層になることがある。
【００１１】熱密封可能なプラスチック材料は、従来よ
り熱密封によって相互に接着されるあらゆる重合材料か
ら選択することができる。それらの材料はポリエチレン
およびポリプロピレンを含むことが好ましい。
【００１２】周知の通り、重合シート材料の熱密封特性
は、積層材からシート材料を形成することによって改良
され、外部層の積層材（第１および第２面に限る）は、
残りの積層材より優れた熱密封特性を有する材料である
。例えば、外部面にはエチレン酢酸ビニルを適当な品質
とする相互押し出し積層材が適している。
【００１３】異なる特性を与えるためにプラスチック材
料に添加物を混ぜることがある。例えば、写真環況内で
不透明なつや消し黒色材料を使用する蛇腹は、静的でな
い性質を有することが望ましい。そのような用途に適す
る材料は、低密度のポリエチレンを充填された炭素であ
る。
【００１４】その層は、最終的な用途に求められる適当
な柔軟性と強固性との結合を有しなければならない。各
層は極めて薄く、例えば１００μｍ以下、可能なかぎり
５０μｍ以下の薄さであるが、各層が薄すぎるとその最
終完成品の物理特性には適さないことがある。したがっ
て、各層が少なくとも５０μｍ厚であることは、多くの
例から、より優れている。つまり本発明は、例えば３０
０μｍ厚、時には６００μｍ厚を有する層に容易に適用
することができる。理論上は、層の数や使用レーザのパ
ワーが適当であり１つ以上のレーザが使用されても、や
はり優れた厚みの層を使用することがよくある。普通レ
ーザの適合範囲、例えば出力１，０００ｗの二酸化炭素
レーザを使用した場合の厚みは、５０〜５００μｍの範
囲である。
【００１５】組み立てられた積層体の合計厚をできるだ
け薄く保つために、隔離材料は、厚みを薄くして使用で
きる事実上かなりの非熱密封材料にすることができる。 切断中の隔離材料が粉じんを伴う製作をしてはならない
のは、レーザ切断を開始と同時の溶接に沿った溶解材料
が汚染されるからである。さらに、切断かつ接着されて
から、隔離材料が取り除けることが好ましい。
【００１６】隔離材料は、一般には紙材料であるシート
状材料であることが好ましく、さらに上記の要求を満足
させるように被覆されることが好ましい。隔離材料がシ
リコン被覆紙であることはさらに好ましい。シート状材
料の厚みは薄いほど好ましく、取り扱いに便利であり、
特に重合材料の個々の層の厚み以下であることが好まし
い。一般にその厚みは３０〜２００μｍの範囲内で、し
ばしば約５０μｍとする。
【００１７】別法として、隔離材料は熱密封層の表面を
被覆され、その被覆は、切断してから蛇腹に損害を与え
ない適当な溶材で洗い落される。
【００１８】隔離材料は、レーザで切断されるべき位置
の周囲の適当な面の間に供給されなければならない。と
りわけ、それはレーザ切断で形成される正確な位置に配
置されなければならずかつ隣接面の接着を保護するため
に、製品の一部が残るような位置の側面（一般にはその
位置の両側）から十分離されて広げなければならない。 しかし必ずしもそのようにされず、例えば一般には、レ
ーザで形成されるべき切断縁のラインの各側面に５ｍｍ
の広がりを持たせる必要がある。
【００１９】溶接される面の接触を捉進し、層の組立体
を通過するようなレーザの散乱を防止するように、各層
と隔離材料の組立体は、はさまった空気を抜き取るため
に、例えば堅固なクランプによって圧縮されなければな
らない。
【００２０】使用されるレーザは、切断および、同時に
溶解作用によって熱密封材料の隔離層との溶接の高い精
度がなければならない。レーザのパワーは、組立体のす
べてにきちんと集中された切断および溶接作動を与える
ように、多層組立体に適用できるようにされる必要があ
る。普通、二酸化炭素レーザは、最良の切断状態を作る
ように（パルス／一定）波ビームの使用、急速貫通を与
えるパルスおよび、輪郭切断を与える一定波ビームに使
用することができる。
【００２１】
【作用】本発明によって好ましく作られた製品はひだ状
の構成を有し、かつそのひだの強度（各ひだの接着強度
とも言われる）は極めて強くすることができる。したが
って、本発明は、衣類、運動具、家具その他のような多
種多様なひだ状材料を加工するのに適しているが、蛇腹
の製造に用いる時は特別な評価を得る。その蛇腹は多種
多様な長さ、重さおよび半径で作ることができ、多種多
様な輪郭や形状に作ることもできる。
【００２２】本発明によって作られた特に好ましい蛇腹
は、極めて高い開／閉長さ比を有しかつ光学的に密にな
るように炭素を充満されることが好ましい薄い重合材料
で形成される。そのような蛇腹は引き抜きのないダクト
に限って使用され、そこを通るレーザ・ビームは、その
通路に沿って温度を変更による屈折率の変化によって偏
向される危険をおわずに進むことができる。このような
蛇腹でないと、光学通路を移動する空気は、ビームの偏
向によって屈折率に変化を起こしやすくなり、若干の場
合、ちょうど１μｍの偏向は好ましくない。蛇腹でレー
ザ・ビームを取り囲むことで、光学通路を通る空気の移
動は最小になり、光学通路全体の温度はより一定に保た
れる。
【００２３】特別な評価を得ているシステムとしては、
内部円筒走査装置がある。つまりレーザ・ビームは、シ
リンダ内部に沿って軸方向に通過しかつ円筒の内部回り
に配置された膜を描写するために回転装置によって偏向
される。その蛇腹は、シリンダの最端壁とシリンダ軸に
沿って回転装置を運搬移動させる光学的な台との間に接
続できる。
【００２４】
【実施例】本発明はいま以下の図面に関して一段と詳細
に表示され、ある目的のために蛇腹を製造することを、
例をもって実証する。第１および第２図に共通して、１
は例えば、ポリエチレンの蛇腹材料であり、２および３
は例えば、シリコン被覆紙の隔離材料である。
【００２５】第１図では、蛇腹の第１および第２切断縁
を起こすレーザ切断ラインが、それぞれ４および５とし
て示されている。第１、第２切断縁間の距離、すなわち
切断縁４と５との間は蛇腹６の放射幅に限定される。７
は軸ラインであり、組立体の形成およびクランプを容易
にするために軸に沿ってマンドレルを具備することがで
きる。
【００２６】各層１は、第１図でＡとＢに標示された、
第１および第２面を有し、第２面Ｂは、第１図では上部
２枚の膜の間に積層材をはさんで相互に隣接して形成さ
れ、第１面Ａは、第１図の上から２枚目と３枚目の膜の
間に積層材をはさんで相互に隣接して形成される。レー
ザが第１切断縁４を切断している間、隔離層２は第２面
Ｂのレーザ接着を保護するが、隣接面Ａの間は接着され
ない。レーザが第２切断縁を切断している間、隔離層３
は隣接第１面Ａのレーザ接着を保護するが、隣接第２面
Ｂの間はレーザ接着されない。
【００２７】隔離層２は切断縁４の位置の周囲に広がり
、特に軸７に向かって内部に広がり、さらに隔離層のこ
の内部に広がる部分は、レーザ切断と共に切断されるこ
とが見られる。同様に、隔離層３は第２切断縁の位置を
越えて外部に広がり、かつ隔離層の外部に広がる部分は
、レーザ切断と共に切断される。
【００２８】２の外部直径と３にある孔との間に放射状
のずれができる。さらにこのずれは、隔離層のリングに
できる限り放射状のゆとりを作るために、でき得る限り
大きくしなければならない。以下、説明される通り、切
断が達成されかつ蛇腹を広げられるときに、これは次の
除去に役立つ。
【００２９】第２図の隔離層２および３は製品の蛇腹層
と区別できるように形成され、蛇腹が伸ばされたときに
隔離リングは横にはみ出る。蛇腹を縮めることで、隔離
リングと共に半解放される。次にそれらを容易に引き込
むことができる。
【００３０】次の例は本発明を説明することにも役立ち
、レーザ・ビームが通過できるダクトを具備するために
適した蛇腹の製作およびレーザ・ビームを偏向させる空
気の流通を防止することを示す。
【００３１】多層組立体は、図面で示されるように、低
密度ポリエチレンを線形に充てんした優れた不透明つや
消し黒色炭素の１０２の層から成り立っている。各層は
１００μｍ厚を有し、さらに５０μｍ厚程度を有するシ
リコン被覆紙を隔離材料として中に残される。積層高の
合計は１３ｍｍ程度である。その積層体は堅固にクラン
プされ、１，０００ｗ出力の二酸化炭素レーザで切断さ
れさらにその速度は７００ｍｍ／ｍｉｎである。手動集
束および（パルス／一定）波ビームは、最適な切断状態
を作るために使用される。クランプの交換は、蛇腹の内
部と外部との輪郭を切断する間に必要である。
【００３２】１２４ｍｍの外径および６５ｍｍの内径を
持つ完成した蛇腹は５０もの使用実績例を得ている。蛇
腹は、外径１２ｍｍ未満、また１４００ｍｍを越えると
破壊する恐れがある。蛇腹の重量は約８０ｇである。
【図面の簡単な説明】
【図１】蛇腹を製作する積層される組立体の配置を片側
から示した斜視分解図である。
【図２】取り除かれる前の定位置にまだ残されている隔
離材を伴う完成された蛇腹を示した断面図である。
【符号の説明】
１…蛇腹層 ２…隔離材 ３…隔離材 ４…第１切断縁 ５…第２切断縁 ６…蛇腹 ７…蛇腹軸ライン Ａ…第１面 Ｂ…第２面

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　各層が第１面および第２面を有する少
    なくとも３層の加熱密封可能なプラスチック材料からな
    る接着形成製品の製造方法であって、前記層は相互に隣
    接した一対の第１面（Ａ）及び相互に隣接した次の一対
    の第２面（Ｂ）を備えて配置され、かつ前記製品は、隣
    接した前記第１面を接着した第１切断縁（４）と、隣接
    した前記第２面を接着した第２切断縁（５）を備える方
    法において、前記の各層が前記第１切断縁となるべき位
    置を超えて広がるとともに、該第１切断縁となる位置を
    囲んだ各隣接した一対の第２面の間に隔離材料（３）を
    配置し、かつ前記各層が前記第２切断縁となるべき位置
    を超えて広がるとともに、該第２切断縁となる位置を囲
    んだ各隣接した一対の第１面の間に隔離材料（２）を配
    置して、前記各層の組体を圧縮すること、前記第１切断
    縁を形成するためにレーザにより前記圧縮組体を切断し
    、同時に、隣接した前記第２面を前記第１切断縁にて接
    着しないままに、隣接した前記第１面を前記第１切断縁
    にて加熱密封すること、及び前記第２切断縁を形成する
    ためにレーザにより前記圧縮組体を切断し、同時に、隣
    接した前記第１面を前記第２切断縁にて接着しないまま
    に、隣接した前記第２面を前記第２切断縁にて加熱密封
    すること、を具備した方法。
  2. 【請求項２】　　少なくとも１０層から２００層までの
    プラスチック材料層を備えた請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】　　前記プラスチック材料の各層は少なく
    とも１５μｍの厚さを有する請求項１又は２記載の方法
    。
  4. 【請求項４】　　前記プラスチック材料を、ポリエチレ
    ン及びポリプロピレンから選択する請求項１〜３のいず
    れか１つに記載の方法。
  5. 【請求項５】　　前記プラスチック材料が、エチレン酢
    酸ビニルからなる外表面を有した一体押し出し積層体を
    具備するシート状材料である請求項１〜３のいずれか１
    つに記載の方法。
  6. 【請求項６】　　前記隔離材料が紙材料からなる加熱密
    封不能なシート状材料である請求項１〜５のいずれか１
    つに記載の方法。
  7. 【請求項７】　　前記隔離材料が３０〜２００μｍの厚
    さを有する請求項１〜６のいずれか１つに記載の方法。
  8. 【請求項８】　　前記隔離材料が、加熱密封可能な層の
    表面に被覆した溶剤で洗い落とせる加熱密封不能な被覆
    を備える請求項１〜５のいずれか１つに記載の方法。
  9. 【請求項９】　　前記プラスチック材料を切断するため
    にＣＯ２レーザを使用する請求項１〜８のいずれか１つ
    に記載の方法。
  10. 【請求項１０】　　請求項１〜９のいずれか１つに記載
    の方法によって製造された、ひだ状形状を有する接着式
    製品。
  11. 【請求項１１】　　レーザビームを案内する通風自在ダ
    クトを形成するために適用される請求項１０記載の接着
    式製品の使用法。
JP3191317A 1990-04-27 1991-04-30 プラスチック材料の接着形成方法 Pending JPH04229233A (ja)

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