JPH10509664A - 熱密封可能なシート材料の接合方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 熱密封可能な材料の重なり合う端縁部分（２０、２２）の溶着装置（１０）及びその方法が開示される。該装置は、全体として、フレーム（１２）と、シートを加熱し得るよう重なり合うシートの間に配置されるようにフレーム（１２）に取り付けられた加熱本体（１４）と、該重なり合うシートを付勢して、重なり合ったシートに関して所望の整合状態にする整合制御機構（１６）と、加熱された部分を共に加圧して、該部分を共に溶着させる加圧ローラとを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】 熱密封可能なシート材料の接合方法及びその装置 技術分野 本発明は、一般に、熱密封可能なシート材料の接合方法、及びその装置に関し 、より具体的には、熱密封可能なシート材料を接合するとき、そのシート材料を 互いに整合状態に保つ方法及び装置に関する。 発明の背景 熱密封可能な可撓性のシート材料は、多くの産業、環境及び土木用の用途に一 般に使用されている。例えば、熱密封可能なシートは、屋根からの水の漏洩を防 止する屋根用の薄膜として利用されている。また、これらの熱密封可能なシート は、有害な産業廃棄物を収容し且つその廃棄物が地面に浸み込むのを防止するた め、池及び埋め立て地のライナー材としても使用されている。織り繊維及び不織 繊維のような多孔質の熱可塑性材料は、廃棄物の管理において、土壌の腐食防止 、及び側方向への浸透の防止のために使用されている。典型的に、かかる用途に おいて、覆うべき地面、即ち、池の底、又は屋根等の上に熱密封可能な材料の大 きいシートがその端縁を重ね合わせて被せられる。次に、その重ね合わさった端 縁は、その重なり合った部分に沿って、又はその内部で縫合、シーム溶着又はタ ック溶着して接合される。 それらのシートを接合するために選択した方法がシーム溶着、又はタック溶着 方法である場合、作業員は、最初に、その重なり合った端縁を分離し、次に、熱 風吹き付け装置によりその分離した端縁の間に熱風を当てるか、又は加熱したウ エッジ又はプラテンでその両面を加熱することにより、その分離した端縁の両面 を加熱する。十分に加熱したならば、その重なり合った端縁を共に押し付けて、 その重なり合ったシート同士をシーム溶着し、又はタック溶着し、その結果、シ ートが冷却したとき、シート同士が接合されるようにする。 上述の縫合及び熱風方法は、極めて時間がかかり、このため、経済的でない。 上述した加熱ウエッジ、又はプラテンの方法は、遥かに迅速であり、従って、そ の他の方法よりも経済的である。しかしながら、この方法は、重なり合った端縁 の間でウエッジを動かす結果、重なり合った端縁が側方向に分離する、即ち、互 いに拡がって分離し、そのため、その端縁が互いに非整合状態となるという欠点 がある。理解され得るように、このことは、均一な溶着部を保つことを困難にす るのみならず、端縁を整合状態に保つ必要性のため、溶着を完了するのに必要な 時間が長くかかることにもなる。このため、作業員は、溶着作業を時々中止して 、その重なり合った端縁を手で再整合しなければならないことがある。 発明の開示 本発明は、熱密封可能シート材料を縫い合わせ溶着する方法及びその装置であ って、シートを共に溶着するとき、そのシートを互いに整合状態に保つことによ り、シート同士を溶着するのに必要な時間を短くする働きをする、上記の方法及 び装置を提供することにより、上述の問題点を解決するものである。 本発明の装置は、全体として、装置を支持し且つその装置の推進を容易にする フレームを備えている。更に、この装置は、加熱本体と、整合制御手段と、加圧 手段とを備えている（これらの全てがフレームに取り付けられることが好ましい ）。また、本明細書において、重なり合う材料の間に配置され且つその材料に関 して、駆動されるとき、重なり合う材料を加熱する、加熱ウエッジとも称する、 加熱本体が提供される。 この整合手段は、装置及び部分が互いに関して動かなければならないとき、加 熱本体から側方向に動いて離れる傾向がある、熱密封可能な材料の部分の位置を 制御する働きもする。好適な実施の形態において、該整合制御手段は、車輪を備 えており、この車輪は熱密封可能な材料の重なり合う端縁に接触し且つその端縁 を付勢して一方向（装置の操作者が重なり合う端縁部分の端縁を互いに略平行状 態に保つことを可能にする方向）に動かす。 該加圧手段は、重なり合い部分が加熱された後に、その部分が共に溶着される ように、その重なり合い部分を加圧する少なくとも１つの加圧ローラを備えるこ とが好ましい。 また、本発明は、本発明の方法を利用する、熱密封可能な材料の重なり合った シート（本明細書において、上方シート及び下方シートとも称する）を接合する 方法も提供するものである。この方法は、熱密封可能な材料の上方部分及び下方 部分の間に、装置の加熱本体を配置するステップと、装置及び部分が互いに関し て動くとき、上方部分及び下方部分を加熱本体で加熱するステップとを含む。更 に、この方法は、装置及び部分が互いに関して動き且つその部分を加熱するとき 、その熱密封可能なシート材料の上方部分及び下方部分の整合状態を制御するス テップも含む。好適な実施の形態において、装置及び部分が互いに関して動くと き、側方向（横方向）に動く傾向のある熱密封可能なシート材料の部分の位置を 保つことにより、その部分の整合状態が制御される。この方法の最後のステップ は、加熱した部分が共に溶着されるように、その部分を共に押し付けることを含 む。 図面の簡単な説明 本発明は、図面の全体を通じて、同様の構成要素を同様の参照番号で表示する 添付図面を参照することにより、より容易に理解されよう。添付図面において、 図１は、本発明の装置の一つの実施の形態の斜視図である。 図２は、図１の線２−２に沿った断面図である。 図３は、図１の線３−３に沿った断面図である。 発明を実施する最良の形態 図１乃至図３には、熱密封可能な材料の重なり合った端縁部分を溶着する、本 発明の装置１０が図示されている。該装置１０は、全体として、フレーム１２と 、重なり合うシート２０、２２の間に配置されて、これらシートを加熱し得るよ うにフレームに取り付けられた加熱本体１４と、重なり合ったシートを付勢して 重なり合ったシートに関して所望の整合状態にする整合制御手段１６と、加熱さ れた部分を共に押し付けて溶着する加熱手段１８とを備えている。 図面には図示しないが、本発明は、広義において、材料の端縁部分がその長さ に沿って均一な幅の縫い合わせ目を形成し得るように溶着される以下の好適な実 施の形態とは区別されるが、その部分の互いに関する位置に関係なく、材料の上 方部分をその下方部分に溶着するために採用することが可能である。 図１には、重合シート部分２０が被重合シート部分２２に溶着される、その作 用位置にある装置１０が図示されている。全体として、フレーム１２は、操作者 が装置１０を保持し且つ動かすことを可能にするハンドル２４を備えている。ま た、該フレーム１２は、フレーム１２に堅固に接続されて、装置に対し横方向の 支持力を提供する水平のクロス支持体２６を備えている。該フレーム１２の開い た自由端はその間に配置された車軸２８と、装置１０の推進を容易にすべく車軸 ２８の両端に取り付けられた車輪３０とを備えている。 また、該フレーム１２は、車軸２８に取り付けられて、ガイドローラ３４、及 び加圧ローラ３６を支持する、回動可能な第一の副フレーム組立体３２も備えて いる。ガイドローラ３４は、重なり合う端縁部分２０が加熱本体１４の上方に亙 って案内されることを確実にし、また、加圧ローラ３６は、加熱後に重なり合い 部分が共に押し付けられて、共に溶着されることを確実にする。 副組立体３２はＵ字形のバー３８を備えており、該Ｕ字形バーは、その閉鎖端 に取り付けられた、分離した位置にある一対の平行な支持伸長部４０を有し、該 支持伸長部は、加圧ローラ３６を収容し且つ支持し得るように外方に突出してい る。また、副組立体３２は、Ｕ字形バー３８の自由端の間を伸長するクロス支持 車軸４２を備えており、該Ｕ字形のバー３８は、その各々がクロス支持車軸４２ に一端にて回動可能に取り付けられた一対の伸長バー４４を有している。該バー ４４の両端はガイドローラ３４を軸方向に支持する。伸長バー４４はクロス支持 車軸４２を中心として回動し、ガイドローラ３４が上昇位置まで上方に駆動され ることを可能にする。このことは、重なり合い部分２０、２２の装置１０への装 填を容易にする。 また、フレーム１２は、加熱本体１４を支持する回動可能な第二の副フレーム 組立体４６も備えている。該第二の副フレーム４６は、車軸２８に回動可能に取 り付けられ、また、該第二の副フレーム４６は、該副組立体３２に取り付けられ たリフトアーム手段５０により副組立体３２をその装填位置まで持ち上げたとき 、第一の副組立体３２に係合するブラケット４８（又はブラケット手段）を備え ている。このことは、加熱本体１４を重なり合い部分２０、２２の間に配置し且 つガイドローラ３４及び加圧ローラ３６を重なり合うシート部分２０の露出した 面の上に配置することを容易にする。第一の副組立体３２及び第二の副組立体４ ６の双方は、その車軸への取り付け箇所にカラー手段５２を備えており、該カラ ー手段は、副組立体が車軸２８の上で横方向に摺動するのを防止する。 第一の副組立体３２に取り付けられたリフトアーム手段５０は、ロッド５４を 備えており、該ロッド５４の第一の端部たる下端５８は、第一の副組立体３２の Ｕ字形バー３８の閉鎖端にブラケット６０により回動可能に取り付けられている 。また、ロッド５４は、Ｔ字形ハンドル６２を有する第二の端部たる上端（番号 を付さず）を有し、該Ｔ字形ハンドルは、図１に示すように、ブラケット６４に より水平のクロス支持体２６に摺動可能に取り付けられている。 第一の副組立体３２を持ち上げて、第二の副組立体４６に同時に係合し且つ持 ち上げるためには、操作者は、ブラケット６４を貫通して摺動するロッド５４の ハンドル６２を上方に引いて、第一の副組立体３２及び第二の副組立体４６を上 方に持ち上げる。 また、該装置１０は、ロッド５４の周りに取り付けられたコイルばね６８を有 する圧力均一化手段６６を備えている。該コイルばねは、装置１０を操作すると きのハンドル２４の位置に関係なく、ロッドと協働して、加圧ローラ３６に均一 な圧力が保たれるようにする。このことは、操作者の背の高さが相違しても溶着 の質に影響ないことを可能にする。 図１乃至図３に示すように、整合制御手段１６は、重なり合う端縁部分２０に 接触し且つ該端縁部分を付勢して、一方向（装置の操作者が重なり合う端縁部分 の端縁を互いに略平行に保つことを可能にする方向）に向けて動かす整合車輪７ ０を備えている。 また、整合制御手段１６は、その第一の端部７４が車輪７０に軸方向に取り付 けられたアーム７２を備えている。該アーム７２の第二の端部７６は、ブラケッ ト７８により主車軸２８に回動可能に取り付けられて、整合車輪７０を重なり合 う端縁部分２０の表面から持ち上げることを容易にし、操作者が重なり合う端縁 部分２０の整合状態を更に制御し易くする。ブラケット７８は、カラー手段８０ により車軸２８の上で横方向に摺動するのが防止される。 また、整合制御手段１６は、リフトロッド８２（図１に破線で図示）を備えて おり、該リフトロッドは、アーム７２の第一の端部７４に回動可能に取り付けら れて、重なり合い部分の所望の整合状態となったとき、車輪７０を重なり合い部 分２０の表面から持ち上げ易くする。また、リフトロッド８２は、車輪７０を重 なり合い部分２０の表面の上に下降させて、該重なり合い部分を付勢して適正な 整合状態にさせ易くする。リフトロッド８２の上端（番号を付さず）は、フレー ムに堅固に取り付けられていないが、フック８４を介してフレームにフック止め することができる。 図１及び図３に最も良く示すように、所定の舵取角度Ａ及び勾配角度（操作者 がシートを望ましい整合状態に保つことを可能にする方向に重なり合うシートを 付勢し、又は動かし易くする角度）にて、整合車輪７０が溶着すべき重なり合う 端縁部分又は材料の上方部分に接触する。この所定の角度は、溶着される材料の 厚さ、表面組成及びその種類により異なる。また、この舵取角度及び勾配角度を 調節する手段（図３に破線の四角８６で図示）を設けることができる。また、整 合手段１６は、同様に破線の四角８６で示した、車輪７０をモータ回転させる手 段を備えて、このため、45乃至90°の範囲の舵取角度にて、整合車輪７０が、重 なり合う端縁部分を重なった部分の方向に直接引き寄せるようにすることができ る（このことは、特定の適用例にて望ましいことである）。この勾配角度は特定 されていないが、車輪が垂直位置から横方向に傾斜した角度として図１から理解 することができる。 詳細には図示されていないが、加熱本体１４は、略平行な頂部面及び底部面と 、溶着される重なり合う材料が加熱本体１４の上方を動き、また重なり合った材 料が加熱本体１４の下方を動き易くするため頂部面と底部面との間を伸長する、 丸味を付けた少なくとも１つの側部とを備えている。多くの適用例において、溶 着すべき材料は、堅固に溶着させるのに十分な高温となるように加熱本体１４に 接触する必要があるが、溶着される材料の厚さ、表面組成又はその種類のため実 際に接触することが望ましくないその他の適用例の場合もある。加熱本体１４の 温度を制御するため、その内容を引用して本明細書に含めた米国特許第4,894,11 2 号に開示されたような電気的温度制御手段８８を採用することができる。 熱密封可能な材料の重なり合い部分２０、２２を共に溶着するために装置１０ を使用するとき、これらの部分は、最初に、所望通りに整合されているような位 置に配置する。次に、操作者は、リフトアーム手段５０を上方に持ち上げて、副 組立体３２及び第二の副組立体４６を上昇させる。次に、操作者は、加熱本体１ ４を重なり合う材料の間の位置に配置する。加熱本体１４が所望の位置に配置さ れたならば、リフトアーム手段５０を解放して、副組立体３２及び第二の副組立 体４６が下降するようにする。次に、ガイドローラ３４を重なり合い部分１８の 上に駆動して、このガイドローラは、重なり合い部分１８を加熱本体１４の上方 に亙って案内する。また、この時点にて、加圧ローラ３６も重なり合い部分１８ と接触しており、このため、該加圧ローラは、重なり合い部分が加熱されて、共 に溶着した後に、その重なり合い部分を共に加圧することができる。 電気式温度制御手段８８が所望通りに設定され、加熱本体が所望の温度で加熱 されたならば、材料を十分に加熱するが、過熱を防止するのにも十分な速度で前 方に、即ち、ガイドローラ３４に向けて装置を駆動する。この速度は、勿論、溶 着される材料の厚さ、表面組成、及びその種類に対応して異なるものとする。 装置が前方に駆動されると、その重なり合う端縁部分（加熱本体１４から離れ る方向に動いて、非整合状態となる傾向がある）は、整合車輪７０を下降させ、 又は係合させることにより、加熱本体１４に向けて付勢され、装置は、重なり合 い部分２０の表面と接触し、これにより、装置１０が前方に動くとき、その重な り合い部分２０を加熱本体１４に向けて引っ張り、重なり合い部分の端縁を略平 行な状態に保つ。重なり合い部分１８が重なり合い部分２２と略整合されたなら ば、操作者は、リフトロッド８２を持ち上げることにより車輪７０を非係合状態 にする（そのリフトロッド８２が車輪７０を引っ張って重なり合い部分２０の表 面から分離させる）。この手順は、装置１０を前方に動かすとき、重なり合い部 分を整合状態に保つため必要に応じて繰り返す。 次に、適正に整合された上側の重なり合い部分２０をガイドローラ３４によっ て加熱本体１４の上方に亙って案内し、この加熱本体１４が該加熱本体１４の下 方に位置する下側の重なり合い部分２２を加熱すると同様に上側の重なり合い部 分２０を加熱する。装置１０がその前進動作を続けると、加熱された部分が加熱 本体１４から外に出て、加熱ローラ３６により共に加圧されて、その部分が共に 、溶着されるようにする。 本発明の特別な実施の形態に関して本発明を詳細に 説明したが、本発明の精神及び範囲内にて各種の他の改変例も具体化可能である ことを理解すべきである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，Ｅ Ｅ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ， ＬＵ，ＬＶ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，Ｎ Ｚ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 グレン・ダブリュー・リップマン アメリカ合衆国コロラド州80241，ノース グレン，レース・ストリート 12150，ユ ニット・エル−104

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．熱密封可能なシートの一部分を熱密封可能なシートの下方部分に溶着する 装置にして、 フレームと、 前記フレームに取り付けられた加熱本体であって、前記装置及びシート部分が 互いに関して動くとき、該シート部分を加熱し得るように、熱密封可能なシート の上方部分及び下方部分の間の位置に配置される前記加熱本体と、 前記フレームに取り付けられた整合制御手段であって、前記装置及び前記部分 が互いに動くとき、熱密封可能なシート材料の上方部分と下方部分とを互いに整 合状態に保ち得るように、横方向に動く傾向のある熱密封可能なシート材料の部 分の位置を制御する前記整合制御手段と、 前記フレームに取り付けられた加圧手段であって、前記加熱した部分を共に加 圧して、前記部分を共に溶着する前記加圧手段とを備える装置。 ２．熱密封可能なシート材料の重なり合う端縁部分を溶着する装置にして、 フレームと、 前記フレームに取り付けられた加熱本体であって、前記装置及びシート端縁部 分が互いに関して動くとき、該重なり合う端縁部分を加熱し得るように、熱密封 可能なシート材料の該重なり合う端縁部分の間に配置された前記加熱本体と、 前記フレームに取り付けられた整合制御手段であって、前記装置及び前記端縁 部分が互いに動くとき、該重なり合う端縁部分を互いに略平行に保ち得るように 、横方向に動く傾向のある該重なり合う端縁部分の位置を制御する前記整合制御 手段と、 前記フレームに取り付けられた加圧手段であって、前記加熱した端縁部分を共 に加圧して、該端縁部分を共に溶着する前記加圧手段とを備える装置。 ３．請求項２に記載の装置にして、前記フレームが、 堅固なＵ字形部材であって、該Ｕ字形部材の閉鎖端が装置の操作者が装置を保 持し且つ動かすことを可能にするハンドルとして機能する、前記堅固なＵ字形部 材と、 前記Ｕ字形部材を支持する水平の中央クロス支持体であって、前記Ｕ字形部材 に堅固に取り付けられ且つ前記部材の前記閉鎖端に対して平行である前記水平の 中央クロス支持体と、 前記フレームの開いた端部の間に配置された車軸手段と、 装置の推進を促進すべく前記車軸に取り付けられた車輪とを備える、装置。 ４．請求項２に記載の装置にして、前記加熱本体の温度を制御する手段を更に 備える、装置。 ５．請求項２に記載の装置にして、前記整合制御手段が整合車輪を備え、該整 合車輪が前記重なり合い部分に接触し且つ該部分を付勢して、該装置の操作者が 重なり合う端縁部分の端縁を互いに略平行に保つことを可能にする方向に向けて 動くようにする、装置。 ６．削除 ７．削除 ８．請求項５に記載の装置にして、前記整合車輪が、前記重なり合い部分に接 触し且つ該部分を付勢して、該装置の操作者が重なり合う端縁部分の端縁を互い に略平行に保つことを可能にする方向に向けて動くようにする、装置。 ９．請求項８に記載の装置にして、前記角度が０°乃至90°の範囲の舵取り角 度である、装置。 １０．請求項９に記載の装置にして、前記舵取り角度が０°乃至45°の範囲にあ る、装置。 １１．請求項８に記載の装置にして、前記角度が０°乃至45°の範囲の勾配角度 である、装置。 １２．請求項１１に記載の装置にして、前記勾配角度が０°乃至30°の範囲にあ る、装置。 １３．請求項５に記載の装置にして、前記整合車輪がモータで回転させる手段を 備え、45°乃至90°の範囲の舵取り角度のとき、前記重なり合う端縁部分の前記 端縁を互いに略平行に保ち易くする方向に向けて前記整合車輪が該重なり合う端 縁部分を引っ張る、装置。 １４．削除 １５．請求項２に記載の装置にして、前記加圧手段が加圧ローラを備える、装置 。 １６．請求項２に記載の装置にして、前記重なり合う端縁部分を前記加熱本体の 上方に亙って案内するガイド手段を更に備える、装置。 １７．請求項１６に記載の装置にして、前記ガイド手段が、前記重なり合う端縁 部分を前記加熱本体の上方に亙って案内するガイドローラを備え、前記加圧手段 が加圧ローラを備える、装置。 １８．削除 １９．削除 ２０．削除 ２１．削除 ２２．請求項２に記載の装置にして、前記加熱本体が、略平行な頂部面及び底面 と、該頂部面及び底面の間を伸長する少なくとも一つの丸味を付けた側部とを備 え、該丸味を付けた側部の寸法及び形状が、前記装置及び端縁部分が互いに関し て動くとき、該端縁部分が前記加熱本体の上方に亙って動き易くするように設定 される、装置。 ２３．熱密封可能なシートの一部分を熱密封可能なシートの下方部分に溶着する 方法にして、 熱密封可能なシート材料の上方部分及び下方部分を提供し、該部分が所望通り に整合されるように該部分を配置するステップと、 熱密封可能なシート材料の前記上方部分と前記下方部分との間に配置されるよ うに加熱本体を有する溶着装置を提供し、前記装置及び部分が互いに関して動く とき、該加熱本体が該部分を加熱するようにするステップと、 熱密封可能な材料の前記上方部分と前記下方部分との間に前記装置の加熱本体 を配置するステップと、 前記装置及び部分が互いに関して動くとき、該上方部分及び下方部分を加熱本 体により加熱するステップと、 前記装置及び前記部分が、互いに関して動くとき、横方向に動く傾向のある熱 密封可能なシート材料の部分の位置を保つことにより、前記装置及び前記部分が 互いに関して動くとき、熱密封可能なシート材料の前記上方部分及び下方部分の 整合状態を制御するステップと、 前記加熱された部分を共に溶着すべく該部分を加圧するステップとを含む方法 。 ２４．請求項２３に記載の方法にして、前記上方部分及び下方部分が所望通りに 整合された状態に保つ方向に向けて前記部分を付勢させることにより、前記装置 及び前記部分が互いに関して動くとき横方向に動く傾向のある熱密封可能なシー ト材料の前記部分の位置が保たれる、方法。 ２５．請求項２４に記載の方法にして、前記上方部分及び下方部分を所望通りに 整合状態に保ち得るように必要なだけ前記付勢動作が間欠的に為される、方法。