JPH1044244A - 熱溶着可能な部材同志のガス溶着方法及びそれに用いるガス溶着装置 - Google Patents
熱溶着可能な部材同志のガス溶着方法及びそれに用いるガス溶着装置Info
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- JPH1044244A JPH1044244A JP8217844A JP21784496A JPH1044244A JP H1044244 A JPH1044244 A JP H1044244A JP 8217844 A JP8217844 A JP 8217844A JP 21784496 A JP21784496 A JP 21784496A JP H1044244 A JPH1044244 A JP H1044244A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低い温度であるにもかかわらず少ないエネ
ルギで、短時間に、しかも、溶着強度を極めて大きくす
ることができる熱溶着可能な部材同志のガス溶着方法及
びそれに用いるガス溶着装置を提供する。 【解決手段】 熱溶着可能な部材同志のガス溶着方法
は、溶着する部材の吸収スペクトルの中で比較的吸収率
の高い波長領域の遠赤外線を放射し得るガスを選択する
工程と、熱溶着可能な部材同志を隣接して配置する工程
と、所定波長領域の遠赤外線を多量に放射することがで
きる温度までガスを加熱する工程と、そして、隣接して
配置した部材の両端部に加熱されたガスを吹き掛けて該
両端部付近を軟化状態とし溶着する工程とを含んで構成
されてなる。
ルギで、短時間に、しかも、溶着強度を極めて大きくす
ることができる熱溶着可能な部材同志のガス溶着方法及
びそれに用いるガス溶着装置を提供する。 【解決手段】 熱溶着可能な部材同志のガス溶着方法
は、溶着する部材の吸収スペクトルの中で比較的吸収率
の高い波長領域の遠赤外線を放射し得るガスを選択する
工程と、熱溶着可能な部材同志を隣接して配置する工程
と、所定波長領域の遠赤外線を多量に放射することがで
きる温度までガスを加熱する工程と、そして、隣接して
配置した部材の両端部に加熱されたガスを吹き掛けて該
両端部付近を軟化状態とし溶着する工程とを含んで構成
されてなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、溶着可能な部材同志を
隣接して配置し、これらを溶着させるガス溶着（溶接を
含む）方法及びそれに用いるガス溶着装置に係り、特
に、フッ素樹脂、高級エンジニアリングプラスチックな
どの樹脂製管状部品、樹脂シートを溶着させるガス溶着
方法及びそれに用いるガス溶着装置に関する。
隣接して配置し、これらを溶着させるガス溶着（溶接を
含む）方法及びそれに用いるガス溶着装置に係り、特
に、フッ素樹脂、高級エンジニアリングプラスチックな
どの樹脂製管状部品、樹脂シートを溶着させるガス溶着
方法及びそれに用いるガス溶着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、耐薬品性、クリーン度などから薬
品、食品、半導体産業、バイオテクノロジー、化学工
業、住宅、ガス等の分野でより高品質の樹脂の要求が高
まり、例えばポリフロロアルコキシ、ポリビニリデンフ
ルオロライドなどのフッ素樹脂、ポリフェニレンサルフ
ァイドやポリエーテルエーテルケトンなどの高級エンジ
ニアリングプラスチックなどが配管材料、シート材料と
して使用されるようになった。
品、食品、半導体産業、バイオテクノロジー、化学工
業、住宅、ガス等の分野でより高品質の樹脂の要求が高
まり、例えばポリフロロアルコキシ、ポリビニリデンフ
ルオロライドなどのフッ素樹脂、ポリフェニレンサルフ
ァイドやポリエーテルエーテルケトンなどの高級エンジ
ニアリングプラスチックなどが配管材料、シート材料と
して使用されるようになった。
【０００３】これら樹脂製部材を接続する方法として、
溶着による接続方法が注目されるようになり、加熱ガス
を用いた溶着方法及び装置も開発されている。例えば、
特開昭６３ー１０４８２４号公報には、相互に軸線方向
及び円周方向に整列させて突合わせた第一及び第二の配
管部品接続端部５１、５１を融着接合するための装置５
０及び方法が開示されている（図８参照）。この装置５
０は、第一及び第二の配管部品５１、５２接続端部の突
合わせ端縁に隣接する融着領域を、少なくとも該融着領
域の熱可塑性材料の軟化点まで加熱する加熱手段５４
と、融着領域における溶融材料の外向き移動を真空の作
用下で生じさせる真空手段５５と、熱エネルギを融着領
域に伝達するのに用いられる熱流体を導く流体チャネル
５６とを含む。
溶着による接続方法が注目されるようになり、加熱ガス
を用いた溶着方法及び装置も開発されている。例えば、
特開昭６３ー１０４８２４号公報には、相互に軸線方向
及び円周方向に整列させて突合わせた第一及び第二の配
管部品接続端部５１、５１を融着接合するための装置５
０及び方法が開示されている（図８参照）。この装置５
０は、第一及び第二の配管部品５１、５２接続端部の突
合わせ端縁に隣接する融着領域を、少なくとも該融着領
域の熱可塑性材料の軟化点まで加熱する加熱手段５４
と、融着領域における溶融材料の外向き移動を真空の作
用下で生じさせる真空手段５５と、熱エネルギを融着領
域に伝達するのに用いられる熱流体を導く流体チャネル
５６とを含む。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の融接方
法及び溶着装置は、熱エネルギを熱伝達によって融着領
域に伝えるもので熱流体としてもエア、シリコン又はグ
リセリンを想定している（同公報第１２頁右下欄第１１
行〜第１４行）。すなわち、熱流体から融着すべき部材
への熱の移動によって、溶融材料の加熱を行うものであ
るため、融着領域ではその表面側から中側に向って加熱
されることになる。
法及び溶着装置は、熱エネルギを熱伝達によって融着領
域に伝えるもので熱流体としてもエア、シリコン又はグ
リセリンを想定している（同公報第１２頁右下欄第１１
行〜第１４行）。すなわち、熱流体から融着すべき部材
への熱の移動によって、溶融材料の加熱を行うものであ
るため、融着領域ではその表面側から中側に向って加熱
されることになる。
【０００５】そのため、融着に必要とする熱量も多くな
り且つその温度も比較的高いためエネルギ消費が大きい
という欠点を有している。また、同公報は、輻射による
加熱（請求項４）も開示しているが、文脈からこれは赤
外線による加熱を指している。しかりとすれば、溶融の
ためにはヒータを比較的高温まで加熱する必要があると
共に、端面に近い部分のみ加熱されて溶融する欠点があ
った。このような状態で溶着すると、溶着部に気泡（ボ
イド）が発生して溶着強度が極めて小さくなる致命的な
欠陥があった。
り且つその温度も比較的高いためエネルギ消費が大きい
という欠点を有している。また、同公報は、輻射による
加熱（請求項４）も開示しているが、文脈からこれは赤
外線による加熱を指している。しかりとすれば、溶融の
ためにはヒータを比較的高温まで加熱する必要があると
共に、端面に近い部分のみ加熱されて溶融する欠点があ
った。このような状態で溶着すると、溶着部に気泡（ボ
イド）が発生して溶着強度が極めて小さくなる致命的な
欠陥があった。
【０００６】本発明は、上述した従来技術における欠点
を解決し、低い温度であるにもかかわらず少ないエネル
ギで、短時間に、しかも、溶着強度を極めて大きくする
ことができる熱溶着可能な部材同志のガス溶着方法及び
それに用いるガス溶着装置を提供することを目的とす
る。
を解決し、低い温度であるにもかかわらず少ないエネル
ギで、短時間に、しかも、溶着強度を極めて大きくする
ことができる熱溶着可能な部材同志のガス溶着方法及び
それに用いるガス溶着装置を提供することを目的とす
る。
【０００７】本発明は、また、ガスから放射された遠赤
外線を無駄なく隣接して配置される溶着すべき部材の端
面に集中して供給し得るようにした熱溶着可能な部材同
志のガス溶着方法及びそれに用いるガス溶着装置を提供
することを目的とする。
外線を無駄なく隣接して配置される溶着すべき部材の端
面に集中して供給し得るようにした熱溶着可能な部材同
志のガス溶着方法及びそれに用いるガス溶着装置を提供
することを目的とする。
【０００８】本発明は、さらに、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、Ｐ
ＦＡ、ＥＴＦＥ、ＣＴＦＥ、ＰＶＤＦ等の弗素系樹脂又
はＰＰＳ等の高級エンジニアリングプラスチックからな
る断面円形の樹脂製管状部品又は樹脂製シートを炭酸ガ
スから放射される遠赤外線によって溶着するガス溶着方
法及びそれに用いるガス溶着装置を提供することを目的
とする。
ＦＡ、ＥＴＦＥ、ＣＴＦＥ、ＰＶＤＦ等の弗素系樹脂又
はＰＰＳ等の高級エンジニアリングプラスチックからな
る断面円形の樹脂製管状部品又は樹脂製シートを炭酸ガ
スから放射される遠赤外線によって溶着するガス溶着方
法及びそれに用いるガス溶着装置を提供することを目的
とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明に係る熱溶着可能
な部材同志のガス溶着方法は、前記課題を達成するた
め、溶着する部材の吸収スペクトルの中で比較的吸収率
の高い波長領域の遠赤外線を放射し得るガスを選択する
工程と、熱溶着可能な部材同志を隣接して配置する工程
と、所定波長領域の遠赤外線を多量に放射することがで
きる温度までガスを加熱する工程と、そして、隣接して
配置した部材の両端部に加熱されたガスを吹き掛けて該
両端部付近を軟化状態とし溶着する工程とを含んで構成
されてなる。
な部材同志のガス溶着方法は、前記課題を達成するた
め、溶着する部材の吸収スペクトルの中で比較的吸収率
の高い波長領域の遠赤外線を放射し得るガスを選択する
工程と、熱溶着可能な部材同志を隣接して配置する工程
と、所定波長領域の遠赤外線を多量に放射することがで
きる温度までガスを加熱する工程と、そして、隣接して
配置した部材の両端部に加熱されたガスを吹き掛けて該
両端部付近を軟化状態とし溶着する工程とを含んで構成
されてなる。
【００１０】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のガス溶着方法において、ガスの加熱工程を、ガス吹出
口を有する石英ガラス製の包囲体内で行うと共に、該ガ
ス吹出口を該包囲体の壁面に対してほぼ直角な端面とな
るように面切りして、ガスから放射され該包囲体に吸収
された所定波長の遠赤外線を該端面から集中して放射す
るようにしてなることを特徴とする。
のガス溶着方法において、ガスの加熱工程を、ガス吹出
口を有する石英ガラス製の包囲体内で行うと共に、該ガ
ス吹出口を該包囲体の壁面に対してほぼ直角な端面とな
るように面切りして、ガスから放射され該包囲体に吸収
された所定波長の遠赤外線を該端面から集中して放射す
るようにしてなることを特徴とする。
【００１１】請求項３に記載の発明は、請求項１又は２
に記載のガス溶着方法において、溶着工程が、溶着可能
な部材と同じ材料からなる補給材を軟化状態とし、隣接
して又はわずかな隙間を隔てて配置した部材の両端部に
補給しながら溶着又は溶接することを特徴とする。
に記載のガス溶着方法において、溶着工程が、溶着可能
な部材と同じ材料からなる補給材を軟化状態とし、隣接
して又はわずかな隙間を隔てて配置した部材の両端部に
補給しながら溶着又は溶接することを特徴とする。
【００１２】請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の
いずれか１項に記載のガス溶着方法において、溶着する
部材が、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＦＡ、ＥＴＦＥ、ＣＴＦ
Ｅ、ＰＶＤＦ等の弗素系樹脂又はＰＰＳ等の高級エンジ
ニアリングプラスチックからなり、ガスが炭酸ガスであ
ることを特徴とする。
いずれか１項に記載のガス溶着方法において、溶着する
部材が、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＦＡ、ＥＴＦＥ、ＣＴＦ
Ｅ、ＰＶＤＦ等の弗素系樹脂又はＰＰＳ等の高級エンジ
ニアリングプラスチックからなり、ガスが炭酸ガスであ
ることを特徴とする。
【００１３】請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の
いずれか１項に記載のガス溶着方法において、溶着すべ
き部材が、薬品、食品、半導体産業、バイオテクノロジ
ーなどの工場の配管として用いられる断面円形の樹脂製
管状部品からなることを特徴とする。
いずれか１項に記載のガス溶着方法において、溶着すべ
き部材が、薬品、食品、半導体産業、バイオテクノロジ
ーなどの工場の配管として用いられる断面円形の樹脂製
管状部品からなることを特徴とする。
【００１４】請求項６に記載の発明は、請求項１〜４の
いずれか１項に記載のガス溶着方法において、溶着すべ
き部材が、ゴミ処理場、トンネルなどの防水シートなど
として用いられる薄い樹脂製シートからなることを特徴
とする。
いずれか１項に記載のガス溶着方法において、溶着すべ
き部材が、ゴミ処理場、トンネルなどの防水シートなど
として用いられる薄い樹脂製シートからなることを特徴
とする。
【００１５】本発明の第二の態様に係る熱溶着可能な部
材同志を溶着する際使用するガス溶着装置は、溶着する
部材の吸収スペクトルの中で比較的吸収率の高い波長領
域の遠赤外線を放射し得るガスを供給するガス供給源
と、ガス供給源からのガスを受け入れるガス入口と加熱
したガスを排出するガス吹出口を有する包囲体と、そし
て、包囲体内又は外に配置され、所定波長領域の遠赤外
線を多量に放射することができる温度までガスを加熱す
る加熱手段とを備えて構成されてなる。
材同志を溶着する際使用するガス溶着装置は、溶着する
部材の吸収スペクトルの中で比較的吸収率の高い波長領
域の遠赤外線を放射し得るガスを供給するガス供給源
と、ガス供給源からのガスを受け入れるガス入口と加熱
したガスを排出するガス吹出口を有する包囲体と、そし
て、包囲体内又は外に配置され、所定波長領域の遠赤外
線を多量に放射することができる温度までガスを加熱す
る加熱手段とを備えて構成されてなる。
【００１６】請求項８に記載の発明は、請求項７に記載
のガス溶着装置において、包囲体が、石英ガラス製であ
ると共に、該ガス吹出口を該包囲体の壁面に対してほぼ
直角な端面となるように面切りして、ガスから放射され
該包囲体に吸収された所定波長の遠赤外線を該端面から
集中して放射するようにしてなることを特徴とする。
のガス溶着装置において、包囲体が、石英ガラス製であ
ると共に、該ガス吹出口を該包囲体の壁面に対してほぼ
直角な端面となるように面切りして、ガスから放射され
該包囲体に吸収された所定波長の遠赤外線を該端面から
集中して放射するようにしてなることを特徴とする。
【００１７】請求項９に記載の発明は、請求項７又は８
に記載のガス溶着装置において、溶着すべき部材が、Ｐ
ＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＦＡ、ＥＴＦＥ、ＣＴＦＥ、ＰＶＤ
Ｆ等の弗素系樹脂又はＰＰＳ等の高級エンジニアリング
プラスチックからなり、ガスが炭酸ガスであることを特
徴とする。
に記載のガス溶着装置において、溶着すべき部材が、Ｐ
ＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＦＡ、ＥＴＦＥ、ＣＴＦＥ、ＰＶＤ
Ｆ等の弗素系樹脂又はＰＰＳ等の高級エンジニアリング
プラスチックからなり、ガスが炭酸ガスであることを特
徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、図１〜図７を用いて本発明
に係る熱溶着可能な部材同志のガス溶着方法及びそれに
用いるガス溶着装置について詳細に説明する。
に係る熱溶着可能な部材同志のガス溶着方法及びそれに
用いるガス溶着装置について詳細に説明する。
【００１９】図１は、本発明に係るガス溶着装置の一実
施形態の要部断面図である。
施形態の要部断面図である。
【００２０】図示されたガス溶着装置１０は、一対の弗
素系樹脂製管部材Ｐ，Ｐ（出入口が管状をなす継手、バ
ルブなどを含む）を溶着するもので、概略的に、炭酸ガ
スを収納している図示されていないボンベと、ボンベか
ら供給される炭酸ガスを流入させる入口２２と所定の温
度に加熱した炭酸ガスを排出するガス吹出口２４とを有
する石英ガラス製の包囲体２０と、包囲体２０に配置さ
れ、所定波長領域の遠赤外線を多量に放射することがで
きる温度までガスを加熱するヒータ３０とを備えて構成
されている。
素系樹脂製管部材Ｐ，Ｐ（出入口が管状をなす継手、バ
ルブなどを含む）を溶着するもので、概略的に、炭酸ガ
スを収納している図示されていないボンベと、ボンベか
ら供給される炭酸ガスを流入させる入口２２と所定の温
度に加熱した炭酸ガスを排出するガス吹出口２４とを有
する石英ガラス製の包囲体２０と、包囲体２０に配置さ
れ、所定波長領域の遠赤外線を多量に放射することがで
きる温度までガスを加熱するヒータ３０とを備えて構成
されている。
【００２１】図示された好ましい実施形態では、ヒータ
３０が包囲体２０の内部に配置されているが、包囲体２
０の外部に配置し、炭酸ガスを高温に加熱してから包囲
体２０内に送り込むように構成することもできる。炭酸
ガスは、例えば、５５０℃に加熱すると、遠赤外線を多
量に放射することが知られている。水蒸気や炭化水素
（ＨＣｌ）も、同様に、加熱することにより遠赤外線を
多量に放射するから、必要に応じて炭酸ガスの代わりに
用いることができる。
３０が包囲体２０の内部に配置されているが、包囲体２
０の外部に配置し、炭酸ガスを高温に加熱してから包囲
体２０内に送り込むように構成することもできる。炭酸
ガスは、例えば、５５０℃に加熱すると、遠赤外線を多
量に放射することが知られている。水蒸気や炭化水素
（ＨＣｌ）も、同様に、加熱することにより遠赤外線を
多量に放射するから、必要に応じて炭酸ガスの代わりに
用いることができる。
【００２２】一方、管部材Ｐ，Ｐの材料であるＰＴＦ
Ｅ、ＦＥＰ、ＰＦＡ、ＥＴＦＥ、ＣＴＦＥ、ＰＶＤＦ等
の弗素系樹脂やＰＰＳ等の高級エンジニアリングプラス
チック製樹脂の吸収スペクトルでは、遠赤外線領域にお
ける吸収率が高い。従って、各管部材の吸収スペクトル
の中で比較的吸収率の高い波長領域の遠赤外線を放射し
得るガスを使用すると、溶着端面付近における加熱を低
い温度であるにもかかわらず少ないエネルギで、短時間
に、しかも、溶着強度を極めて大きくすることができる
利点を有する。これは、遠赤外線の持つ熱による熱伝達
と遠赤外線による輻射加熱との相乗効果によるものであ
ると推測される。
Ｅ、ＦＥＰ、ＰＦＡ、ＥＴＦＥ、ＣＴＦＥ、ＰＶＤＦ等
の弗素系樹脂やＰＰＳ等の高級エンジニアリングプラス
チック製樹脂の吸収スペクトルでは、遠赤外線領域にお
ける吸収率が高い。従って、各管部材の吸収スペクトル
の中で比較的吸収率の高い波長領域の遠赤外線を放射し
得るガスを使用すると、溶着端面付近における加熱を低
い温度であるにもかかわらず少ないエネルギで、短時間
に、しかも、溶着強度を極めて大きくすることができる
利点を有する。これは、遠赤外線の持つ熱による熱伝達
と遠赤外線による輻射加熱との相乗効果によるものであ
ると推測される。
【００２３】図示された好ましい実施形態では、包囲体
２０は石英ガラスより作成されていると共に、ガス吹出
口２４は包囲体の壁面に対してほぼ直角な端面となるよ
うに面切りされている。石英ガラスは、遠赤外線を吸収
してその内部を全反射させながら通過させ、壁面に対し
てほぼ直角な端面２４ａがあるとそこから集中して放射
する。炭酸ガスから放射された遠赤外線を端面２４ａか
ら集中して放射すると、この遠赤外線によっても溶着端
面付近が加熱され、加熱効率がさらに向上する。
２０は石英ガラスより作成されていると共に、ガス吹出
口２４は包囲体の壁面に対してほぼ直角な端面となるよ
うに面切りされている。石英ガラスは、遠赤外線を吸収
してその内部を全反射させながら通過させ、壁面に対し
てほぼ直角な端面２４ａがあるとそこから集中して放射
する。炭酸ガスから放射された遠赤外線を端面２４ａか
ら集中して放射すると、この遠赤外線によっても溶着端
面付近が加熱され、加熱効率がさらに向上する。
【００２４】ヒータ３０は、従来周知の種々の加熱素子
を用いることができる。例えば、Ｆｅ−Ｃｒ系合金発熱
体、白金−ロジウム系合金発熱体、タングステン系発熱
体などを用いることができる。本発明装置１０では、加
熱することにより遠赤外線を多量に放射し得るガスを用
いるため、加熱体自体に遠赤外線を放射し得る材料を選
択する必要はない。遠赤外線により溶着すべき部材を加
熱した場合、熱伝達による加熱に比較して部材の内部か
らも昇温する。従って、管部材Ｐ，Ｐを溶着する場合、
その外周側から内周側まで均一に加熱させることができ
る利点を有する。これにより、一対の管部材Ｐ，Ｐは、
端面の全面積にわたって相互に溶着し、その結果、溶着
強度は飛躍的に向上する。
を用いることができる。例えば、Ｆｅ−Ｃｒ系合金発熱
体、白金−ロジウム系合金発熱体、タングステン系発熱
体などを用いることができる。本発明装置１０では、加
熱することにより遠赤外線を多量に放射し得るガスを用
いるため、加熱体自体に遠赤外線を放射し得る材料を選
択する必要はない。遠赤外線により溶着すべき部材を加
熱した場合、熱伝達による加熱に比較して部材の内部か
らも昇温する。従って、管部材Ｐ，Ｐを溶着する場合、
その外周側から内周側まで均一に加熱させることができ
る利点を有する。これにより、一対の管部材Ｐ，Ｐは、
端面の全面積にわたって相互に溶着し、その結果、溶着
強度は飛躍的に向上する。
【００２５】図４は、ＰＶＤＦの吸収スペクトル図であ
るが、この図からも分かるように、波長領域６〜１０μ
ｍにおいて遠赤外線の吸収率が０．５以上となってい
る。ＰＶＤＦの場合、吸収率が０．５以上の波長領域は
６〜１０μｍであるから、この波長領域における放射率
が高いガス、例えば、炭酸ガスを選択することにより、
ＰＶＤＦ製のパイプを効率的に且つ短時間に加熱するこ
とができる。
るが、この図からも分かるように、波長領域６〜１０μ
ｍにおいて遠赤外線の吸収率が０．５以上となってい
る。ＰＶＤＦの場合、吸収率が０．５以上の波長領域は
６〜１０μｍであるから、この波長領域における放射率
が高いガス、例えば、炭酸ガスを選択することにより、
ＰＶＤＦ製のパイプを効率的に且つ短時間に加熱するこ
とができる。
【００２６】図５は、ＰＦＡの吸収スペクトル図である
が、この図からも分かるように、ＰＶＤＦの場合と同様
に波長領域６〜１０μｍにおいて遠赤外線の吸収率が
０．５以上となっている。従って、この波長領域におけ
る放射率が高いガスを選択することにより、ＰＦＡ製の
パイプを効率的に且つ短時間に加熱することができる。
が、この図からも分かるように、ＰＶＤＦの場合と同様
に波長領域６〜１０μｍにおいて遠赤外線の吸収率が
０．５以上となっている。従って、この波長領域におけ
る放射率が高いガスを選択することにより、ＰＦＡ製の
パイプを効率的に且つ短時間に加熱することができる。
【００２７】図６は、ＰＰＳの吸収スペクトル図である
が、この図からも分かるように、ＰＰＳの場合は、波長
領域２．５〜３．５μｍ及び６〜１３μｍにおいて断続
的に吸収率が０．５以上となっている。従って、この波
長領域における放射率が高いガス選択することにより、
ＰＰＳ製のパイプを効率的に且つ短時間に加熱すること
ができる。
が、この図からも分かるように、ＰＰＳの場合は、波長
領域２．５〜３．５μｍ及び６〜１３μｍにおいて断続
的に吸収率が０．５以上となっている。従って、この波
長領域における放射率が高いガス選択することにより、
ＰＰＳ製のパイプを効率的に且つ短時間に加熱すること
ができる。
【００２８】上述の説明より明らかなように、加熱しよ
うとする部材の吸収率がより高い値に着目して、そのよ
うな領域の放射率の高いガスを選定することにより効率
的な加熱が可能である。例えば、ＰＦＡ及びＰＶＤＦの
場合、放射率が０．６以上の波長領域が６．８〜９．２
μｍ及び７．２〜８．８μｍとなっいるため、そのよう
な波長領域における放射率が、特に高いガスを選択する
ことにより、それらをを効率的に且つ短時間に加熱する
ことができる。
うとする部材の吸収率がより高い値に着目して、そのよ
うな領域の放射率の高いガスを選定することにより効率
的な加熱が可能である。例えば、ＰＦＡ及びＰＶＤＦの
場合、放射率が０．６以上の波長領域が６．８〜９．２
μｍ及び７．２〜８．８μｍとなっいるため、そのよう
な波長領域における放射率が、特に高いガスを選択する
ことにより、それらをを効率的に且つ短時間に加熱する
ことができる。
【００２９】次に、本発明に係るガス溶着装置と該ガス
溶着装置において炭酸ガスの代わりにエアを用いた場合
の加熱特性の比較を行う。
溶着装置において炭酸ガスの代わりにエアを用いた場合
の加熱特性の比較を行う。
【００３０】図２は、図１に示されたガス溶着装置にエ
ア及び炭酸ガスを用いた場合のＰＦＡ表面の温度変位を
示したグラフである。
ア及び炭酸ガスを用いた場合のＰＦＡ表面の温度変位を
示したグラフである。
【００３１】図２（ａ）は、測定試験に用いられる各部
材の位置関係を示したもので、ＰＦＡからなる板材の表
面にＫタイプ熱電対４０（直径０．３２ｍｍ）を配置し
た。図１のガス溶着装置１０をＰＦＡの表面から２ｍｍ
の位置におき、ヒータ３０の設定温度を５５０℃、加熱
流体の流量を４０００ｃｃ、加熱流体の圧力を３Ｋｇ／
ｃｍ３として、加熱開始から２分間の温度変化を測定し
た。図２（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ、加熱流体とし
てエア及び炭酸ガスを用いた場合のＫタイプ熱電対４０
によって想定したＰＦＡの温度変化を示すものである。
材の位置関係を示したもので、ＰＦＡからなる板材の表
面にＫタイプ熱電対４０（直径０．３２ｍｍ）を配置し
た。図１のガス溶着装置１０をＰＦＡの表面から２ｍｍ
の位置におき、ヒータ３０の設定温度を５５０℃、加熱
流体の流量を４０００ｃｃ、加熱流体の圧力を３Ｋｇ／
ｃｍ３として、加熱開始から２分間の温度変化を測定し
た。図２（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ、加熱流体とし
てエア及び炭酸ガスを用いた場合のＫタイプ熱電対４０
によって想定したＰＦＡの温度変化を示すものである。
【００３２】図２（ｂ）に示されているように、加熱流
体としてエアを用いた場合には、２０秒まではほぼ直線
的に昇温し３０秒を越えた後は昇温速度が緩やかになり
最終的にほぼ３４０℃前後に落ち着く。一方、加熱流体
として炭酸ガスを用いた本発明の場合には、２０秒前後
には３８０℃となりそれ以後はその温度に安定してほと
んど変化しない。２０秒以前に、熱電対の温度が一旦４
００℃に昇温するのは、熱電対が直接遠赤外線により加
熱されるためと考えられ（実際のＰＦＡの温度は点線で
示したような昇温特性示すものと推測される）、ＰＦＡ
の表面の温度が４００℃となるのではない。いずれにし
ても、加熱開始後２０秒経過以前に３８０℃の温度に達
していることは間違いなく、エアを用いたものに比較し
てＰＦＡを短時間に且つ高温に加熱することができる。
体としてエアを用いた場合には、２０秒まではほぼ直線
的に昇温し３０秒を越えた後は昇温速度が緩やかになり
最終的にほぼ３４０℃前後に落ち着く。一方、加熱流体
として炭酸ガスを用いた本発明の場合には、２０秒前後
には３８０℃となりそれ以後はその温度に安定してほと
んど変化しない。２０秒以前に、熱電対の温度が一旦４
００℃に昇温するのは、熱電対が直接遠赤外線により加
熱されるためと考えられ（実際のＰＦＡの温度は点線で
示したような昇温特性示すものと推測される）、ＰＦＡ
の表面の温度が４００℃となるのではない。いずれにし
ても、加熱開始後２０秒経過以前に３８０℃の温度に達
していることは間違いなく、エアを用いたものに比較し
てＰＦＡを短時間に且つ高温に加熱することができる。
【００３３】同様の試験を、ＰＦＡの表面から１ｍｍの
深さに熱電対を配置してその位置における温度変化を測
定した。図３（ａ）に示されているように、加熱流体と
してエアを用いた場合には、１０秒まではほぼ直線的に
昇温する。一方、加熱流体として炭酸ガスを用いた本発
明の場合には、８秒前後には２１０℃となりそれ以後は
その温度に安定してほとんど変化しない。ＰＦＡの表面
から１ｍｍの深さにおいても、加熱流体として炭酸ガス
を用いた本発明の場合には、エアを用いたものに比較し
てＰＦＡを短時間に且つ高温に加熱することができる。
深さに熱電対を配置してその位置における温度変化を測
定した。図３（ａ）に示されているように、加熱流体と
してエアを用いた場合には、１０秒まではほぼ直線的に
昇温する。一方、加熱流体として炭酸ガスを用いた本発
明の場合には、８秒前後には２１０℃となりそれ以後は
その温度に安定してほとんど変化しない。ＰＦＡの表面
から１ｍｍの深さにおいても、加熱流体として炭酸ガス
を用いた本発明の場合には、エアを用いたものに比較し
てＰＦＡを短時間に且つ高温に加熱することができる。
【００３４】この測定は、耐熱性の優れたＰＦＡを用い
たが、他の弗素樹脂においても同様の傾向があるものと
推測される。また、包囲体２０のガス吹出口２４先端と
ＰＦＡとの距離は、本試験装置の場合、２ｍｍより大き
い値、すなわち、約５ｍｍの場合の方が昇温速度が早く
且つ高温になった。
たが、他の弗素樹脂においても同様の傾向があるものと
推測される。また、包囲体２０のガス吹出口２４先端と
ＰＦＡとの距離は、本試験装置の場合、２ｍｍより大き
い値、すなわち、約５ｍｍの場合の方が昇温速度が早く
且つ高温になった。
【００３５】次に、本発明に係るガス溶着装置の他の実
施形態について説明する。
施形態について説明する。
【００３６】図７は、溶着すべき部材が、ゴミ処理場、
トンネルなどの防水シートなどとして用いられる薄い樹
脂製シートである場合を示している。
トンネルなどの防水シートなどとして用いられる薄い樹
脂製シートである場合を示している。
【００３７】近年、弗素系樹脂や高級エンジニアリング
プラスチック樹脂の価格が急速に低下している。そこ
で、従来、塩化ビニールやポリエチレンで製造されてい
た各種用途のシート材料がこれら樹脂に取って代わりつ
つある。図示されたガス溶着装置１００は、ゴミ処理場
の防水シートを溶着するもので、概略的に、溶着すべき
シートＳの端縁付近を加熱し溶着する第一のガス溶着体
１１０と、シートＳと同一の材料からなる帯状補給材料
１１４と、帯状補給材料１１４を加熱して軟化状態とす
る第二のガス溶着体１２０と、そして、軟化した帯状補
給材料１１４を既に溶着された一対のシートＳの溶着端
縁付近の上方に押し付けて両者を溶着する押付ローラ１
１２とから構成される。第一及び第二のガス溶着体１１
０、１２０は、前述のガス溶着装置１０と同じ構成を有
するものである。図示された好ましい実施形態では、第
二のガス溶着体１２０のガス吹出口１２４は、帯状補給
材料１１４の全幅にわたって均一に加熱できるように細
長い長方形断面となるように構成されている。
プラスチック樹脂の価格が急速に低下している。そこ
で、従来、塩化ビニールやポリエチレンで製造されてい
た各種用途のシート材料がこれら樹脂に取って代わりつ
つある。図示されたガス溶着装置１００は、ゴミ処理場
の防水シートを溶着するもので、概略的に、溶着すべき
シートＳの端縁付近を加熱し溶着する第一のガス溶着体
１１０と、シートＳと同一の材料からなる帯状補給材料
１１４と、帯状補給材料１１４を加熱して軟化状態とす
る第二のガス溶着体１２０と、そして、軟化した帯状補
給材料１１４を既に溶着された一対のシートＳの溶着端
縁付近の上方に押し付けて両者を溶着する押付ローラ１
１２とから構成される。第一及び第二のガス溶着体１１
０、１２０は、前述のガス溶着装置１０と同じ構成を有
するものである。図示された好ましい実施形態では、第
二のガス溶着体１２０のガス吹出口１２４は、帯状補給
材料１１４の全幅にわたって均一に加熱できるように細
長い長方形断面となるように構成されている。
【００３８】この実施形態では、第一のガス溶着体１１
０により、防水シートＳの端縁を溶着した後さらに帯状
補給材料１１４を載せて溶着し押付ローラ１１２で倣し
ていく。防水シートＳは、強度、耐薬品性の優れた材料
となると共にその継ぎ目も二重に溶着されるため、漏水
など事故を飛躍的に減少させることができる利点があ
る。
０により、防水シートＳの端縁を溶着した後さらに帯状
補給材料１１４を載せて溶着し押付ローラ１１２で倣し
ていく。防水シートＳは、強度、耐薬品性の優れた材料
となると共にその継ぎ目も二重に溶着されるため、漏水
など事故を飛躍的に減少させることができる利点があ
る。
【００３９】さらに、防水シートＳの端縁を斜めに面取
りし両者の間にＶ字形の溝を形成してその中に帯状補給
材料１１４を溶融充填して接続するいわゆる溶接構造と
することもできる。溶接の場合、防水シートＳの端面同
志はわずかな隙間があっても構わない。
りし両者の間にＶ字形の溝を形成してその中に帯状補給
材料１１４を溶融充填して接続するいわゆる溶接構造と
することもできる。溶接の場合、防水シートＳの端面同
志はわずかな隙間があっても構わない。
【００４０】本発明は、上述した弗素樹脂、高級エンジ
ニアリングプラスチックに限定されず、一般の熱可塑性
樹脂、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレンポリブチ
レンなどにも適用可能であり、さらに、半田のような金
属にも有効であることが確認されている。
ニアリングプラスチックに限定されず、一般の熱可塑性
樹脂、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレンポリブチ
レンなどにも適用可能であり、さらに、半田のような金
属にも有効であることが確認されている。
【００４１】
【効果】本発明の熱溶着可能な部材同志のガス溶着方法
は、溶着する部材の吸収スペクトルの中で比較的吸収率
の高い波長領域の遠赤外線を放射し得るガスを選択する
工程と、熱溶着可能な部材同志を隣接して配置する工程
と、所定波長領域の遠赤外線を多量に放射することがで
きる温度までガスを加熱する工程と、そして、隣接して
配置した部材の両端部に加熱されたガスを吹き掛けて該
両端部付近を軟化状態とし溶着する工程とを含んで構成
されてなるため、溶着する部材をガスの熱伝達による加
熱に加えて遠赤外線による輻射加熱によっても加熱で
き、低い温度であるにもかかわらず少ないエネルギで、
短時間に、しかも、溶着強度を極めて大きくすることが
できる効果を有する。
は、溶着する部材の吸収スペクトルの中で比較的吸収率
の高い波長領域の遠赤外線を放射し得るガスを選択する
工程と、熱溶着可能な部材同志を隣接して配置する工程
と、所定波長領域の遠赤外線を多量に放射することがで
きる温度までガスを加熱する工程と、そして、隣接して
配置した部材の両端部に加熱されたガスを吹き掛けて該
両端部付近を軟化状態とし溶着する工程とを含んで構成
されてなるため、溶着する部材をガスの熱伝達による加
熱に加えて遠赤外線による輻射加熱によっても加熱で
き、低い温度であるにもかかわらず少ないエネルギで、
短時間に、しかも、溶着強度を極めて大きくすることが
できる効果を有する。
【図１】 本発明に係るガス溶着装置の一実施形態の要
部断面図である。
部断面図である。
【図２】 （ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、温度測定試験
の各部材の位置関係を示す概略図、図１に示されたガス
溶着装置にエアを用いた場合のＰＦＡ表面の温度変位を
示したグラフ及び同じく炭酸ガスを用いた場合のＰＦＡ
表面の温度変位を示したグラフである。
の各部材の位置関係を示す概略図、図１に示されたガス
溶着装置にエアを用いた場合のＰＦＡ表面の温度変位を
示したグラフ及び同じく炭酸ガスを用いた場合のＰＦＡ
表面の温度変位を示したグラフである。
【図３】 （ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、図２と同様
の条件下においてＰＦＡ表面から１ｍｍ内側位置の温度
変位を示したグラフである。
の条件下においてＰＦＡ表面から１ｍｍ内側位置の温度
変位を示したグラフである。
【図４】 ＰＶＤＦの吸収スペクトル図である。の相関
関係を示す図である。
関係を示す図である。
【図５】 ＰＦＡの吸収スペクトル図である。
【図６】 ＰＰＳの吸収スペクトル図である。
【図７】 本発明に係るガス溶着装置の他の実施形態の
概略斜視図である。
概略斜視図である。
【図８】 従来のガス溶着装置の縦断面図である。
１０ ガス溶着装置 ２０ 包囲体 ２２ ガス入口 ２４ ガス吹出口 ２４ａ 端面 ３０ ヒータ ４０ Ｋタイプ熱電対 Ｐ 管部材 Ｓ シート
Claims (9)
- 【請求項１】 熱溶着可能な部材同志のガス溶着方法で
あって、 溶着する部材の吸収スペクトルの中で比較的吸収率の高
い波長領域の遠赤外線を放射し得るガスを選択する工程
と、 熱溶着可能な部材同志を隣接して配置する工程と、 所定波長領域の遠赤外線を多量に放射することができる
温度まで前記ガスを加熱する工程と、そして、 隣接して配置した部材の両端部に加熱された前記ガスを
吹き掛けて該両端部付近を軟化状態とし溶着する工程
と、 を含んで構成されてなる熱溶着可能な部材同志のガス溶
着方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載のガス溶着方法におい
て、 前記ガスの加熱工程を、ガス吹出口を有する石英ガラス
製の包囲体内で行うと共に、該ガス吹出口を該包囲体の
壁面に対してほぼ直角な端面となるように面切りして、
ガスから放射され該包囲体に吸収された所定波長の遠赤
外線を該端面から集中して放射するようにしてなること
を特徴とするガス溶着方法。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載のガス溶着方法に
おいて、 前記溶着工程は、溶着可能な部材と同じ材料からなる補
給材を軟化状態とし、隣接して又はわずかな隙間を隔て
て配置した部材の両端部に補給しながら溶着又は溶接す
ることを特徴とするガス溶着方法。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項に記載のガ
ス溶着方法において、 前記溶着する部材は、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＦＡ、ＥＴ
ＦＥ、ＣＴＦＥ、ＰＶＤＦ等の弗素系樹脂又はＰＰＳ等
の高級エンジニアリングプラスチックからなり、前記ガ
スは炭酸ガスであることを特徴とするガス溶着方法。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１項に記載のガ
ス溶着方法において、 前記溶着すべき部材は、薬品、食品、半導体産業、バイ
オテクノロジーなどの工場の配管として用いられる断面
円形の樹脂製管状部品からなることを特徴とするガス溶
着方法。 - 【請求項６】 請求項１〜４のいずれか１項に記載のガ
ス溶着方法において、 前記溶着すべき部材は、ゴミ処理場、トンネルなどの防
水シートなどとして用いられる薄い樹脂製シートからな
ることを特徴とするガス溶着方法。 - 【請求項７】 熱溶着可能な部材同志を溶着する際使用
するガス溶着装置であって、 溶着する部材の吸収スペクトルの中で比較的吸収率の高
い波長領域の遠赤外線を放射し得るガスを供給するガス
供給源と、 前記ガス供給源からのガスを受け入れるガス入口と加熱
したガスを排出するガス吹出口を有する包囲体と、そし
て、 前記包囲体内又は外に配置され、所定波長領域の遠赤外
線を多量に放射することができる温度まで前記ガスを加
熱する加熱手段と、 を備えて構成されてなるガス溶着装置。 - 【請求項８】 請求項７に記載のガス溶着装置におい
て、 前記包囲体は、石英ガラス製であると共に、該ガス吹出
口を該包囲体の壁面に対してほぼ直角な端面となるよう
に面切りして、ガスから放射され該包囲体に吸収された
所定波長の遠赤外線を該端面から集中して放射するよう
にしてなることを特徴とするガス溶着装置。 - 【請求項９】 請求項７又は８に記載のガス溶着装置に
おいて、 前記溶着すべき部材は、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＦＡ、Ｅ
ＴＦＥ、ＣＴＦＥ、ＰＶＤＦ等の弗素系樹脂又はＰＰＳ
等の高級エンジニアリングプラスチックからなり、前記
ガスは炭酸ガスであることを特徴とするガス溶着装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8217844A JPH1044244A (ja) | 1996-07-31 | 1996-07-31 | 熱溶着可能な部材同志のガス溶着方法及びそれに用いるガス溶着装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8217844A JPH1044244A (ja) | 1996-07-31 | 1996-07-31 | 熱溶着可能な部材同志のガス溶着方法及びそれに用いるガス溶着装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1044244A true JPH1044244A (ja) | 1998-02-17 |
Family
ID=16710653
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8217844A Pending JPH1044244A (ja) | 1996-07-31 | 1996-07-31 | 熱溶着可能な部材同志のガス溶着方法及びそれに用いるガス溶着装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1044244A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021131895A1 (ja) * | 2019-12-24 | 2021-07-01 | 株式会社バルカー | 接着剤、接着体および圧着体の製造方法 |
| WO2021131894A1 (ja) * | 2019-12-24 | 2021-07-01 | 株式会社バルカー | 接着剤、接着体および圧着体の製造方法 |
-
1996
- 1996-07-31 JP JP8217844A patent/JPH1044244A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021131895A1 (ja) * | 2019-12-24 | 2021-07-01 | 株式会社バルカー | 接着剤、接着体および圧着体の製造方法 |
| JPWO2021131895A1 (ja) * | 2019-12-24 | 2021-07-01 | ||
| WO2021131894A1 (ja) * | 2019-12-24 | 2021-07-01 | 株式会社バルカー | 接着剤、接着体および圧着体の製造方法 |
| JPWO2021131894A1 (ja) * | 2019-12-24 | 2021-07-01 |
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