JPS6150769B2 - - Google Patents

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JPS6150769B2
JPS6150769B2 JP13384281A JP13384281A JPS6150769B2 JP S6150769 B2 JPS6150769 B2 JP S6150769B2 JP 13384281 A JP13384281 A JP 13384281A JP 13384281 A JP13384281 A JP 13384281A JP S6150769 B2 JPS6150769 B2 JP S6150769B2
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resin molded
thermoplastic synthetic
molded product
plate
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Susumu Sawada
Yoshikatsu Yoshida
Minoru Tanaka
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Mitsubishi Chemical Industries Ltd
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Priority to KR8203748A priority patent/KR880001769B1/ko
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Priority to GB8224518A priority patent/GB2108893B/en
Priority to DE19823231861 priority patent/DE3231861A1/de
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Publication of JPS6150769B2 publication Critical patent/JPS6150769B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱可塑性合成樹脂成形品の溶着方法及
び装置に関する。詳しくは熱可塑性合成樹脂成形
品を加熱板に押圧することによりその表面を溶融
し、その溶融面同志を密着させることにより溶着
する熱可塑性合成樹脂成形品の溶着方法及び装置
の改良に関するものである。
合成樹脂成形品、例えば射出成形、押出成形等
により得られた成形品を、複数個溶着して製品を
得ることは、従来から行なわれており、製品に応
じ種々の構造の溶着装置が用いられている。
通常この種の溶着装置は、溶着しようとする成
形品同志を相対向して保持する保持機構と、該成
形品の溶着面を溶融する加熱板と、溶着面が溶融
した成形品同志を突合せて押圧し、溶着を行なう
押圧盤とからなる。
このような装置を用いて溶着を行なう場合、熱
可塑性合成樹脂成形品の溶着すべき表面を均一に
加熱溶融する必要がある。そのため、均一な温度
に昇温された加熱板に熱可塑性合成樹脂成形品の
溶着しようとする面を押し付け、適宜時間保持し
て均一な溶融層を形成させた後、合成樹脂成形品
を加熱板から引き剥がすことが行なわれている。
しかしながらこのような熱可塑合成樹脂の加熱
板からの引き離しに際しては、加熱板に接してい
る熱可塑性合成樹脂成形品の表面部分が溶融状態
となつているので、引き離した際、うまく剥がれ
ずに溶融した熱可塑性合成樹脂の一部が加熱板の
表面に付着してしまうことが多々ある。
このような状態になると溶着しようとしている
熱可塑性合成樹脂成形品の溶融面が凹凸となり、
また熱可塑性合成樹脂の表面に形成された溶融樹
脂層が一部欠落した状態となるので、後続する成
形品の溶着が均一なものとならず製品強度を低下
させる。
また、加熱板の表面に付着した熱可塑性合成樹
脂は劣化しやすい。そのため、次の熱可塑性合成
樹脂成形品を溶融する際に、熱可塑性合成樹脂成
形品の溶融すべき表面に前回以前に蓄積した劣化
物が付着し、これも製品強度を低下させる原因と
なる。
このため、従来、この種の溶着装置において
は、加熱板の表面にテフロン樹脂等をコーテイン
グして熱可塑性合成樹脂の加熱板への付着を防止
しようとしている。
しかしながら、このテフロン樹脂等を加熱板に
コーテイングする方法は、テフロン樹脂のコーテ
イングの耐久性が充分ではないため、短期間でコ
ーテイングをやり直す必要があり、加熱板の操
作・補修コストが割高いものになる等の欠点があ
り、まだ満足のいくものとは云えない。
本発明者らは、上述のような従来の溶着方法及
び装置の欠点を改良し、加熱板に溶融した熱可塑
性合成樹脂が付着することがない熱可塑性合成樹
脂成形品の溶着方法及び装置につき鋭意検討を行
なつた結果、加熱板に押し付けられて溶融された
熱可塑性合成樹脂成形品を特殊な方法及び装置を
用いて引き離すことにより目的を達成し得ること
を見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明の要旨は、溶着すべき熱可塑
性合成樹脂成形品を相対向して保持し、その間に
加熱板を挿入し、熱可塑性合成樹脂成形品を加熱
板に押し付けてその表面を溶融し、次いで加熱板
から熱可塑性合成樹脂成形品を引き離し、加熱板
を取り除いた後、熱可塑性合成樹脂成形品を突き
合わせて溶着する方法において、加熱板から熱可
塑性合成樹脂成形品を引き離すに際し、熱可塑性
合成樹脂成形品を保持する保持機構と該成形品を
押し付け、引き離す移動機構との間に間隙を形成
することにより応答遅れを生ぜしめ、移動機構が
動き始めた後、移動機構が保持機構を衝撃的に動
かすことにより熱可塑性合成樹脂成形品を加熱板
から瞬間的に引き離すことを特徴とする熱可塑性
合成樹脂成形品の溶着方法、及びこの方法に使用
する一対の相対向する押圧盤と、該押圧盤の相対
向する側に設けられた熱可塑性合成樹脂成形品を
保持する一対の保持機構と、該保持機構の間に進
退自在に設けられた加熱板とからなる熱可塑性合
成樹脂成形品の溶着装置において、前記保持機構
は押圧盤に開閉自在に取付けられた浮揚板と、熱
可塑性合成樹脂成形品を該浮揚板に固定保持する
保持部材とからなり、該浮揚板と加熱板との間に
は、加熱板に熱可塑性合成樹脂成形品が押し付け
られて溶融する際に浮揚板と加熱板との距離を保
つスペーサーを設けたことを特徴とする熱可塑性
合成樹脂成形品の溶着装置に存する。
以下本発明の方法及び装置の一例につき図面を
用いて更に詳細に説明する。
第1図は本発明の装置の一例の一部切断側面
図、第2図a〜hは第1図に示した装置を用いて
溶着を行なう工程を示す縦断面部分図、第3図a
〜cは保持機構と移動機構との取付構造の一例を
示す一部縦断面図、第4図a,bは型枠の他の一
例を示す平面図及び縦断面図、第5図a〜cは係
止具の他の一例を示す斜視図である。
図中1は溶着装置、2はフレーム、3,3′は
押圧盤、4,4′は浮揚板、5,5′は油圧シリン
ダー、6,6′はスペーサー、7,7′は型枠、
8,8′は支持部材、9,9′は係止具、10,1
0′突出ピン、11,11′はガイド棒、12は加
熱板、13はローラー、14はモーター、15,
15′は熱可塑性合成樹脂成形品、16は連結ピ
ン、17は支持ピン、18は支持筒、19,20
はスプリング、21は固定ブロツク、22は調節
螺子、23は係止部材をそれぞれ示す。
本発明の溶着装置1は、大略、フレーム2と、
押圧盤3,3′と加熱板12とからなる。
押圧盤3,3′は互いに相対向した位置に、油
圧シリンダー5,5′により駆動され、ガイド棒
11,11′にガイドされて開閉自在に設けられ
ており、加熱板12は、前記押圧盤3,3′の間
にローラー13に沿つてモーター14の回転力に
より進退自在とされている。
この種の溶着装置1においては、押圧盤3,
3′に熱可塑性合成樹脂成形品15,15′を保持
し、これを加熱板12に押圧することにより表面
を溶融させ、溶融状態にある熱可塑性合成樹脂成
形品15,15′を突合せて溶着を行なつてい
る。
しかしながら、前述したように、熱可塑性合成
樹脂成形品15,15′を加熱板12に押し付け
て溶融した後、加熱板12から合成樹脂成形品1
5,15′を引き離す場合、溶融状態にある熱可
塑性合成樹脂が加熱板12に付着して残留してし
まう。
本発明の装置は、押圧盤3,3′及び油圧シリ
ンダー5,5′等からなる移動機構と、押圧盤
3,3′上に設けられた熱可塑性合成樹脂成形品
15,15′を保持固定する保持機構とを特殊の
構成で設置してある。
この特殊の構成とは、移動機構と保持機構との
間に間隙を形成することにより、移動機構が熱可
塑性合成樹脂成形品15,15′を加熱板12か
ら引き離す方向に動いても保持機構は同時には動
かず、すなわち、保持機構と移動機構との間に間
隙が形成され、移動機構の速度が所望の速度とな
つた後、応答遅れを伴なつて移動機構が保持機構
を衝撃的に動かすようになしたものである。
上記の構成を図面を用い行程に従つて説明す
る。
第2図aは、溶着しようとする熱可塑性合成樹
脂成形品15,15′を溶着面を合わせて溶着機
1内にセツトした状態を示している。この状態か
ら上下の押圧盤3,3′が互いの間隔を狭め、第
2図bに示すような状態となる。
第2図bにおいては、押圧盤3,3′上に設け
られた浮揚板4,4′の上に取付けられた型枠
7,7′内に熱可塑性合成樹脂成形品15,1
5′が押し込まれる。型枠7,7′の外側には適宜
位置に係止具9,9′が設けられており、係止具
9,9′から係止片が突き出し、熱可塑性合成樹
脂成形品15,15′を確実に保持固定する。こ
のように浮揚板4,4′上に設けられた型枠7,
7′や、係止具9,9′等からなる保持部材により
熱可塑性合成樹脂成形品15,15′を固定した
後、押圧盤3,3′は開き、第2図cに示すよう
な状態となる。
第2図cにおいては、加熱板12が開いた押圧
盤3,3′の間に進入している状態を示してい
る。加熱板12が進入した後、再度、押圧盤3,
3′が互いの間隔を狭め熱可塑性合成樹脂成形品
を加熱板12に押し付け、その表面を溶融する。
その状態を第2図dに示した。
第2図dにおいては、熱可塑性合成樹脂成形品
15,15′が加熱板12によつて溶融され、か
つ押圧盤からの押圧力により、熱可塑性合成樹脂
成形品15,15′の高さがある程度減少する。
しかし、型枠の外側には、加熱板12と浮揚板
4,4′との間隔を調節するためのスペーサー
6,6′が設けられており、所定の位置で熱可塑
性合成樹脂成形品の高さの減少を止め、この状態
である程度保持することにより、熱可塑性合成樹
脂成形品15,15′の表面に溶融した樹脂の層
が形成される。この溶融樹脂層は後述する溶着の
際に良好に働く。
適宜時間加熱した後、加熱板12から熱可塑性
合成樹脂成形品15,15′を引き離すが、この
際ゆつくりと引き離したのでは、加熱板12の表
面に溶融した熱可塑性合成樹脂が付着してしま
い、前述したような不都合が生ずる。
付着については色々な条件が影響する。例え
ば、通常加熱板にはテフロンコーテイングが用い
られるが、このコーテイングの状態や加熱板の表
面温度や使用される原料樹脂によつてちがつてく
る。勿論、テフロンコーテイングは新しいものの
方が付着しにくいし、加熱板の温度は低い方が付
着しにくいし、又原料樹脂は溶融粘度が高い方が
付着しにくい。
例えば高密度ポリエチレンの場合はメルト・イ
ンデツクス(MI;溶融粘度を示すもので小さい
ほど溶融粘度は高い。)が0.2の場合は、1.7mm/se
cの離脱スピードでも付着しないがMIが1.0にな
ると、9mm/secでは付着が多くみられ、15mm/sec
でも多少付着がみられる。射出成形品の場合は、
通常高密度ポリエチレンにおいてはMI4以上が使
われるが、MI4〜5の場合は相当に早く引き離さ
ねばならない。
本発明者らの検討によれば高密度ポリエチレン
の場合MI4〜5において、工業的に生産する場合
は、他の条件の影響も加味し300mm/sec以上が好
適に使用される。又、離脱スピードを大にすると
離脱力は小ですむので更に好都合である利点もあ
る。例えば高密度ポリエチレンにおいて離脱スピ
ードが1.7mm/secの時は、離脱力は286g/cm2必要
であるが、これが170mm/secになると17g/cm2です
む。
このような、加熱板に熱可塑性合成樹脂が付着
するごとき現象を避けるため、本発明においては
熱可塑性合成樹脂成形品15,15′が、加熱板
から衝撃的、すなわち極めて急速に引き離され
る。
その構成は、次の通りである。すなわち、第2
図dに示した状態から押圧盤3,3′及び油圧シ
リンダーからなる移動機構が開き始める。この際
押圧盤3,3′に設けられた浮揚板4,4′及び係
止具9,9′からなる保持機構は、同時には動か
ず、従つて移動機構と保持機構との間には間隙が
形成される。第2図eに示すように移動機構が所
望の速度に達した際、すなわち間隙分の距離を移
動する間に得た初速を移動機構が持つた後、保持
機構が移動機構に係合・連結し、保持機構は衝撃
的に移動を開始する。結果として保持機構に保持
されている熱可塑性合成樹脂成形品15,15′
が加熱板から衝撃的に、すなわち極めて急速に引
き離されることとなる。
このように、移動機構と保持機構との間に時間
的な応答遅れを生ぜしめることにより、衝撃的な
引き離しが行なわれる。移動機構としては、上記
油圧シリンダーのほか、歯車機構、テコ、クサ
ビ、カム、バネ等の一般に用いられている機械機
構を用いても良いことは勿論である。
第2図fは、引き離しが終了した後、加熱板1
2が押圧盤3,3′の間から退出している状態を
示している。加熱板12が退出した後、再び押圧
盤3,3′が間隔を狭め、熱可塑性合成樹脂成形
品15,15′同志を突き合わせ溶着する。この
状態を第2図gに示した。
第2図gにおいては、型枠7,7′の外側に設
けられたスペーサー6,6′が噛み合い、この噛
み合いの高さ分だけ熱可塑性合成樹脂成形品1
5,15′の高さが溶融時の高さより押圧されて
低くなる。
すなわちこの高さ分が溶着代とされる。この状
態で溶着部がある程度固化するまで保持される。
第2図hに示したものは、製品の取出し状態を
示すもの合で、まず型枠7,7′から突き出して
いた係止具9,9′の係止片が引込み、次いで上
方の押圧板3に設けられている突出ピン10′が
突き出しつつ押圧盤3′が上方に移動することに
より、溶着された熱可塑性合成樹脂成形品15,
15′の上半分が型枠7′から外された後、下方の
押圧盤3から突出ピン10が突出し、溶着された
熱可塑性合成樹脂成形品15,15′が下方の型
枠7から取り出され、第2図aに示したような状
態となる。
このようにして熱可塑性合成樹脂成形品15,
15′は溶着されるが、本発明の最大の特徴であ
る加熱板12から熱可塑性合成樹脂15,15′
を引き離す工程の一例につき更に詳しく説明す
る。
第3図a〜cは、保持機構と移動機構との取付
構造の一例を示す一部縦断面図である。
第3図aに示すように、押圧盤3の所定個所に
は、支持筒18が取付けられ、該支持筒18の内
部にはスプリング19によつて上下動可能に支持
ピン17が設けられている。支持ピン17の上端
は、支持部材8に固着されており、また支持部材
8は浮揚板4に固着されている。このようにして
浮揚板4は常態{第3図aに示す状態}におい
て、スプリング19の反発力により押圧盤3との
間に間隙が形成されるように支持されている。し
かし、この支持筒18と支持ピン17のみで浮揚
板4と押圧盤3を結合したのみでは浮揚板4を押
圧盤3から引き離す力が加わつた場合、浮揚板4
は押圧盤3から離脱してしまうので、このような
ことがないように、支持ピン17の側部に支持部
材8と押圧盤3との間を結合する連結ピン16が
設けられている。
連結ピン16は、支持部材8と押圧盤とを連結
するものであるが、その両者に強固に固着されて
いるものはなく、第3図に示すように、スプリン
グ20により移動可能に装着されているものであ
る。すなわち、浮揚板4は押圧盤3に連結ピン1
6、支持部材8等により開閉自在に設けられてい
る。
加熱板12に熱可塑性合成樹脂成形品15が押
圧されると、浮揚板4と押圧盤3との間隙はなく
なる。この際スプリング19は押圧力により押し
縮められ、支持ピン17、連結ピン16は押圧盤
3の背部から突出した状態となる。その状態を第
3図bに示した。
溶融が終了すると熱可塑性合成樹脂成形品15
を加熱板12から引き離すが、この際まず押圧盤
3が移動を開始する。押圧盤3が移動を開始して
も浮揚板4はまだ動かない。
そして押圧盤3が連結ピン16の押圧盤3から
突出していた一端部に当接し、連結ピン16を引
張る。連結ピン16の他端は浮揚板4と連結され
ているが、これを支持するスプリング20がまず
押し縮められる。スプリング20が押し縮められ
ると連結ピン16はスプリング20を介して支持
部材8に衝撃的に突き当る。支持部材8に加えら
れた衝撃力は支持部材8から浮揚板4に伝わり、
これに固定保持されている熱可塑性合成樹脂成形
品15を加熱板12から衝撃的に引き離す。この
状態を第3図cに示した。
このように、熱可塑性合成樹脂成形品15を保
持する保持機構は、押圧盤3等からなる移動機構
の移動エネルギーにより衝撃的に動かされるが、
この衝撃力は押圧盤3等の移動機構の速度によつ
て変わる。所望の衝撃力を得るためには押圧盤3
と浮揚板4との間隙を0.5〜2.5cmとし、押圧盤3
が浮揚板4の支持部材8を衝撃的に引張る際の速
度は300mm/sec以上の速度となつていることが望
ましい。
連結ピン16と支持部材8との間に設けられた
スプリング20は、連結ピン16に加わる衝撃力
を緩和するためのものであるが、このスプリング
20があまり強すぎると押圧盤3により与えられ
る浮揚板4への衝撃力が緩和されすぎてしまい、
衝撃的な力とは云えないものとなつてしまうの
で、スプリング20は比較的弱いものであること
が望ましい。
また、支持筒18内に設けられた支持ピン17
を押圧するスプリング19は、前述したように、
浮揚板4と押圧盤3との間隙を形成するためのも
のであるが、熱可塑性合成樹脂成形品15を加熱
板12に押圧する際あまり急激に当接させると、
加熱板12の表面にコーテイングされたテフロン
樹脂等を傷つけ、コーテイング層の寿命を短かく
するが、このスプリング19により、熱可塑性合
成樹脂成形品15が加熱板12に当接する際の衝
撃が緩和され、柔らかく接触するので、加熱板1
2を傷めることを防止する役もなす。また、この
熱可塑性合成樹脂成形品15の加熱板12への当
接時には、押圧盤3の速度を遅くしてゆつくりと
接触させるようにすれば、加熱板12の寿命の上
からなお好ましい。
このようにして熱可塑性合成樹脂成形品15は
加熱板12から高速度で瞬間的に離脱される。こ
のため熱可塑性合成樹脂成形品の表面の溶融樹脂
は加熱板の表面に付着することはない。
第4図a,bに示したものは型枠7の他の一例
の図面である。第4図aに浮揚板4の四半分をそ
の平面図で示したが、この型枠7は複数個に分割
されており、固定ブロツク21及び調節螺子22
により各々の位置を調節し得るようになされてい
る。これは、例えば、上下の熱可塑性合成樹脂成
形品15,15′の溶着部が、収縮差等により部
分的にずれていたりした場合、一部の型枠7を調
節して位置を合わせるためのものである。
第5図a,b,cに示したものは係止具の他の
一例の図面である。第1図〜第3図に示したよう
に熱可塑性合成樹脂成形品15,15′が荷物等
を運搬する際に用いるパレツトのように大型で比
較的平たい成形品の場合、型枠7,7′にこの熱
可塑性合成樹脂成形品15,15′を押し込んで
保持する際に、通常は型枠7,7′により周囲か
ら押圧されて多少押し縮められたような状態とな
る。このため熱可塑性合成樹脂成形品15,1
5′が湾曲してしまい、熱可塑性合成樹脂成形品
15,15′の中央部が浮揚板4から離れて膨出
した状態となることがある。このような状態で溶
着を行なえば、成形品の中央部は加熱板12によ
り過度に溶融されてしまい、溶着後得られた成形
品は中央部の厚さが周囲よりも薄い不均一なもの
となる。また、この中央部は完全に保持されてい
ないので加熱板12から引き離す際うまく離れ
ず、この部分の溶融樹脂が加熱板12に付着する
こともある。第5図に示した係止部材23はこの
ような欠陥を防止するためのものであり、熱可塑
性合成樹脂成形品15,15′に開孔を設けてお
き、この開孔からT字型、鉤型等の係止部材を挿
入し、浮揚板4に熱可塑性合成樹脂成形品15,
15′を引き付けるように保持するものである。
第5図aにおいては、係止部材23が熱可塑性
合成樹脂成形品15,15′に設けられた長方形
の開孔から長手方向に沿つて挿入した状態を示し
ており、第5図bは、この係止部材23を90゜回
転させ、長方形の短手方向と平行にした状態を示
している。第5図cは、第5図bの状態から係止
部材23を下降させ、熱可塑性合成樹脂成形品1
5,15′を係止した状態を示している。このよ
うな係止片23は熱可塑性合成樹脂成形品15,
15′の浮き上がるような部分、すなわち、熱可
塑性合成樹脂成形品15,15′の中央部近傍に
設けるのが好ましい。
なお、係止部材23の形状は図示したようなT
型に限られず、L型、J型等任意であり、また、
図示したように回転して係止位置となるものに限
られず、側方にスライドして係止位置となるもの
等種々の機構が採用されて良い。
以上説明したように、本発明の方法及び装置に
よれば熱可塑性合成樹脂成形品を加熱板を用いて
溶着する際の溶融樹脂の加熱板への付着を良好に
防止し、もつて、熱可塑性合成樹脂成形品の表面
に形成される溶融樹脂層を凹凸のない均一なもの
として溶着強度を向上させ、また加熱板の表面に
設けられたテフロン樹脂等のコーテイング層を長
持ちさせる等、実用上大変効果的なものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の装置の一例の一部切断側面
図、第2図a〜hは第1図に示した装置を用いて
溶着を行なう行程を示す縦断面部分図、第3図a
〜cは保持機構と移動機構との取付構造の一例を
示す一部縦断面図、第4図a,bは型枠の他の一
例を示す平面図、及び縦断面図、第5図a,b,
cは係止具の他の一例を示す斜視図である。 図中、1は溶着装置、2はフレーム、3,3′
は押圧盤、4,4′は浮揚板、6,6′はスペーサ
ー、12は加熱板、15,15′は熱可塑性合成
樹脂成形品をそれぞれ示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 溶着すべき熱可塑性合成樹脂成形品を相対向
    して保持し、その間に加熱板を挿入し、熱可塑性
    合成樹脂成形品を加熱板に押し付けてその表面を
    溶融し、次いで加熱板から熱可塑性合成樹脂成形
    品を引き離し、加熱板を取り除いた後、熱可塑性
    合成樹脂成形品を突き合わせて溶着する方法にお
    いて、加熱板から熱可塑性合成樹脂成形品を引き
    離すに際し、熱可塑性合成樹脂成形品を保持する
    保持機構と該成形品を押し付け、引き離す移動機
    構との間に間隙を形成することにより応答遅れを
    生ぜしめ、移動機構が動き始めた後、移動機構が
    保持機構を衝撃的に動かすことにより熱可塑性合
    成樹脂成形品を加熱板から瞬間的に引き離すこと
    を特徴とする熱可塑性合成樹脂成形品の溶着方
    法。 2 一対の相対向する押圧盤と、該押圧盤の相対
    向する側に設けられた熱可塑性合成樹脂成形品を
    保持する一対の保持機構と、該保持機構の間に進
    退自在に設けられた加熱板とからなる熱可塑性合
    成樹脂成形品の溶着装置において、前記保持機構
    は、押圧盤に開閉自在に取り付けられた浮揚板
    と、熱可塑性合成樹脂成形品を該浮揚板に固定保
    持する保持部材とからなり、該浮揚板と加熱板と
    の間には、加熱板に熱可塑性合成樹脂成形品が押
    し付けられて溶融する際に浮揚板と加熱板との距
    離を保つスペーサーを設けたことを特徴とする熱
    可塑性合成樹脂成形品の溶着装置。 3 浮揚板は押圧盤から離れる方向に付勢されて
    取り付けられていることを特徴とする特許請求の
    範囲第2項に記載の熱可塑性合成樹脂成形品の溶
    着装置。 4 スペーサーは浮揚板の表面に設けられたブロ
    ツク状体から構成されていることを特徴とする特
    許請求の範囲第2項又は第3項に記載の熱可塑性
    合成樹脂成形品の溶着装置。
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