JPS625834A - プラスチツクシ−トの熱接着方法 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 この発明は熱接着性のプラスチックシートを鋼材の表面
に接着する方法に関し、特に防食用のプラスチックシー
トを鋼矢板に加熱接着する場合に利用することのできる
接着方法に関するものである。

従来の技術 この種の方法が、例えば特開昭５９−２２４７１７号公
報によって提案されている。この方法は、架橋プラスチ
ック層と熱接着性の接着層とからなる被覆シートを鋼矢
板の表面に押し付け、その鋼矢板を予め加熱昇温してお
くか、もしくは被覆シートを押し付けつつ加熱すること
により、被覆シートを鋼矢板に接合させる方法であり、
その接着のための鋼矢板の加熱温度は６０〜２５０℃程
度とすること、また被覆シートを鋼矢板に押し付ける装
置としては、ロールやテコ、シート、あるいは中空マッ
ト等の適当な装置を使用できるが、いずれであっても被
覆シートと鋼矢板との間の空気を排除するために、鋼矢
板の幅方向の中央部から両側方向に向かって順次押圧力
を加えることが好ましいことが、前掲の公報に記載され
ている。

発明が解決しようとする問題点 しかるに上記の方法では、架橋プラスチックを被覆シー
トに用いているから、鋼矢板との間の空気を排除するべ
く押圧力を加える箇所を順次変化させても被覆シートの
厚さの変動などの異常を特には生じないと思われるが、
架橋プラスチックは、その製造のために架橋処理を施す
特別な設備を必要とするから、被覆シートが高価なもの
となる問題があり、また架橋プラスチックは弾性が強い
から、接着強度が充分高くなるまで長時間押圧力を加え
ておかなければならない問題もある。

このような問題点は、架橋処理を施していない通常のプ
ラスチックシートを用いることにより解消できると考え
られ、その場合、加熱軟化させた際のプラスチックの流
れを防ぐために、プラスチックシートの全体を均一に加
圧して鋼矢板に密着させることが望ましく、そのための
加圧手段としてゴム等の弾性材料を表皮とし、かつ空気
などの流体を供給する加圧室を備えた冶具が考えられる
。

そこで本発明者等が、架橋処理を施していない通常のプ
ラスチックシートおよび上記の加圧室を備えた冶具を用
いて鋼矢板への接着の実験を繰返し行なったところ、鋼
矢板の温度を所定の接着温度まで加熱昇温した場合であ
っても、接着不良や得られた被覆の表面の凹凸などの欠
陥だ生じることが認められた。このような事態の発生原
因について種々検討したところ、鋼矢板とプラスチック
シートとの熱伝導率が著しく相違しているために、鋼矢
板の湿度が目標とする温度範囲に入っている場合であっ
ても、加熱保温時間が類ければ、プラスチックシートの
温度が充分上昇していずに、軟化が不充分となり、その
結果、スプリングバックにより剥離が生じたり、あるい
は反対に加熱保温時間が長ければ、プラスチックシート
の温度が上がり過ぎて過剰に軟化し、その結果、凹凸が
生じて外観が損われたり、また更に温度を上げてプラス
チックシート全体・が溶融する状態にすると、ゴム膜の
圧着力の微小な差によりプラスチックシートが流動し、
鋼矢板表面の曲面の凸部に接着するシート厚さが薄くな
り、凹部のシート厚さが厚くなるという不具合が生じた
りするとの知見が得られた。

この発明は上記の事情に鑑み、プラスチックシートを過
不足なく鋼材に熱接着することのできる方法を提供する
ことを目的とするものである。

問題点を解決するための手段 すなわちこの発明は、前述した知見に基づいてなされた
ものであって、熱接着性プラスチックシートを鋼材面に
押圧して密着させるとともに、その鋼材を加熱昇温して
前記プラスチックシートをその鋼材に融着させるにあた
り、前記プラスチックシートの押圧力を受ける表面目側
の温度と、前記鋼材のうちプラスチックシートを密着さ
せた面とは反対側の面の温度とを検出するとともに、そ
の検出温度に基づいて前記各温度が、それぞれ予め設定
した所定の温度範囲内となるよう１材の加熱量を制御す
ることを特徴とする方法である。

ここで、プラスチックシートの表面層の温度と、鋼材の
うちプラスチックシートを貼付ける面とは反対側の面の
温度との両方を検出することとしたのは、以下の理由か
らである。すなわち鋼材の２Ｅ度を検出すれば、プラス
チックシートを密着させている所謂接着面の温度を比較
的正確に推定できるので、プラスチックシートにおける
１１層が溶融しているか否かを判定できるが、プラスチ
ックシートの熱伝導率が低い（ポリエチレンでは約０．
２ｋｃａｌ／　ｍ、ｈ、”ｃ　）ので、プラスチックシ
ートニおける接着面と反対側の表面層とでは、かなりの
温度差が生じる場合がある。このような温度差は、基本
的には鋼材とプラスチックシートとの間の熱伝達率、プ
ラスチックシート自体の熱伝導率、温度勾配が主因とな
って生じるものであり、これらの数値が判れば、計算に
よりプラスチックシートの表面層側の温度を推定できる
と考えられるが、実際にはその他の要因が複雑に関係し
ているので、プラスチックシートの表面層の温度を計算
によって必ずしも正確には求めることができない。結局
、鋼材の温度のみによってはプラスチックシートの温度
を正確には知り得ないために、加熱制御が実質１殆んど
不可能となり、そこで本発明ではプラスチックシートの
表面層側の温度と鋼材の温度との両方を検出し、その検
出結果に基づいて加熱を制御することとしたのである。

またこの発明のおいて加熱量の制御とは、昇温のための
加熱の制−のみならず、上限温度を制御する冷却をも含
むものである。

作　　　用 したがってこの発明においては、熱接着性のプラスチッ
クシートを押圧して密着させた鋼材を加熱するにあたり
、鋼材の温度とプラスチックシートの表面層側の温度と
を検出するので、鋼材湿度を接着層の状態を示すデータ
とし、またプラスチックシートの表面層温度をプラスチ
ックシートの軟化の状態を示すデータとすることができ
、したがってこれら両方の検出温度に基づいて加熱量を
制卸することにより、接着不良や異常軟化に基づく表面
欠陥などを生じることなくプラスチックシートを鋼材に
接着できる。

実施例 つぎにこの発明の詳細な説明する。

先ず、この発明の方法を実箱するために使用する装置に
ついて説明すると、第１図は架橋処理を施していない通
常のプラスチックシート１を鋼矢板２に熱接着している
状況を示す概略的な断面図であって、プラスチックシー
ト１を押圧して鋼矢板２に密着させる圧着冶具３は、ｍ
矢板２と類似した形状のフレーム４の外表面側に、弾性
材たとえばゴムｌＩ５を一定間隔をあけて配置するとと
もに、その周辺部をフレーム４に気密性を保持した状態
に押え金６によって固定した構成であり、したがってゴ
ムＩＩ！５とフレーム４との間に加圧室７が形成され、
またゴム膜５が鋼矢板２の表面とほぼ同一形状の加圧面
部となっている。前記ゴム膜５の複数箇所には、第２図
に示すように、接点８をプラスチックシート１との接触
面に位置させた熱電対９が内面側から埋め込まれており
、その各熱電対９は加圧室７の気密性を保持するために
シール材１０によってゴム１５の内面に固定されるとと
もに、気密性保持のための継手１１を介してフレーム４
から引き出され、図示しない温度制御装置に接続されて
いる。

さらに、特には図示しないが、フレーム４には、加圧室
７に対して圧縮空気を給排気するためのホースを接続す
る給排気口が設けられている。またまた圧着冶具３と鋼
矢板２とを連結固定するためのクランプ１２が前記フレ
ーム４の左右両側部の上面に設けられており（第１図に
は片側のクランプのみを示す）、そのクランプ１２は長
手方向く第１図の紙面に垂直な方向）に沿う軸を中心に
回動して、先端部を鋼矢板２の継手部に係合させるよう
に構成されている。

他方、鋼矢板２を加熱昇温する加熱手段として、鋼矢板
２の下面側すなわちプラスチックシート１を貼付ける面
とは反対の面側に鋼矢板２の長手方向に沿って配列した
複数本の電熱ヒータ１３が配置されている。その電熱ヒ
ータ１３は図示しない温度制御装置によってコントロー
ルされるものであって、例えば鋼矢板２の幅方向での中
央部に位置するものから両側部に位置するものの順に通
電されて、プラスチックシート１の融着部を中央部から
次第に拡大することにより、プラスチックシート１と鋼
矢板２との間に介在する空気を排除するよう構成され、
また所定の温度に達することにより通電が断たれるよう
構成されている。なお、電熱ヒータ１３によって加熱し
た場合、前述したように、鋼矢板２がプラスチックシー
ト１に先行して温度上昇するので、鋼矢板２が所定温度
に到達して電熱ヒータ１３による加熱を停止した後にお
いてもプラスチックシート１が鋼矢板２からの入熱によ
って加熱されることになり、このような加熱によるプラ
スチックシート１の過剰軟化を防止するために、冷却￥
Ａ置（図示せず）が設けられており、温度制御＠置から
の信号によって冷却装置が動作し、空気あるいは水等の
冷却媒体を鋼矢板２に向けて噴射するよう構成されてい
る。

さらにまた、鋼矢板２の温度を検出するための測温プロ
ーブ１４が、鋼矢板２の下面側に多数本配置されている
。各測温プローブ１４は、例えば先端部を熱雷対とした
ものであって、前述した熱電対９と同様に温度制御ｌｌ
装置に接続される一方、電熱ヒータ１３からの影響を避
けるために断熱管１５の内部に挿入され、また鋼矢板２
の搬入搬出時に損傷を受けないようにするために、鋼矢
板２の下面に対して垂直方向へ前後動するよう構成され
ている。すなわち測温プローブ１４は、その後端部をエ
アシリンダ１６のロッドに取付けたホルダ１７の内部に
スプリング１８を介在させて挿入することにより前後動
自在に保持され、また断熱管１５は第２因に示すように
ステンレス管１９の内周面にセラミックファイバからな
る断熱層２０を形成した構成であって、前記ｍ濡プロー
ブ１４を収容した状態で防、記ホルダ１７の先端部に取
付けられており、そして断熱管１５は所定の箇所に配置
したガイド２１の内部に挿入されている。したがって測
温プローブ１４はエアシリンダ１７によって鋼矢板２に
向けて前進させられ、その１合、スプリング１８が撓む
ことにより、その弾性力によって、ｉｌ矢板２に押し付
けられ、かつ断熱管１５の先端が鋼矢板２に当接するこ
とにより、測温プローブ１４は断熱管１５によって完全
に包囲される。

つぎに上記の装置を用いたこの発明の詳細な説明すると
、加熱を行なうに先立って、熱接着性のプラスチックシ
ート（例えばポリエチレンシート）１を鋼矢板２の表面
に載せるとともに、これを圧着治具３によって押え付け
、ついで前記加圧室７に圧縮空気を供給し、・その圧力
をゴム膜５を介してプラスチックシート１に与えること
により、プラスチックシート１を鋼矢板２に密着させる
。この状態では熱電対９の接点８がゴム膜５とプラスチ
ックシート１との境界面にあり、これに対し前記測温プ
ローブ１４はエアシリンダ１６によって鋼矢板２の下面
に密着させ、しかる後電熱ヒータ１３に通電して発熱さ
せる。

電熱ヒータ１３による加熱を開始すると、鋼矢板２の温
度が先に上昇し始め、しかる後プラスチックシート１の
温度が若干遅れて、かつ遅い昇温速度で上がり始める。

このような状況を図示すれば第３図の通りであって、第
３図の曲線１が前記ｌ温プローブ１４によって検出され
る鋼矢板２の温度を示し、また曲ｍｌが前記熱電対９に
よって検出されるプラスチックシート１の表面層の温度
を示す。ここで、使用するプラスチックシート１により
接１１温度すなわち鋼矢板温度の餌鄭目ＩＩＩＴｏおよ
びその適合領域ＴＩ−Ｔ２　（例えばＴ１は接１１躇融
点で１２６℃、Ｔ２はゴムの耐熱温度で１５０℃程度）
ならびにプラスチックシート１の表面層温度の適合領域
Ｔ３〜Ｔ４　（例えばＴ３は表層の軟化点と融点との中
間的な温度で１２０℃、Ｔ４はプラスチックシートの剛
性が小さくなりスプリングバックが起こらない１度でＩ
Ｉ　ｊＪにより約１００℃）が決まるが、鋼矢板２の加
熱開始後、鋼矢板２の熱伝導率が大きいために、鋼矢板
２の温度が先に適合領域ＴＩ−Ｔ２の下限温度Ｔ１に達
し、その時点ではプラスチックシート１の表面層の温度
が適合領域Ｔ３〜Ｔ４の下限温度Ｔ３より低くなってい
る。この状態は、プラスチックシート１における接！ｊ
層が、所期の接着強度を示すまで溶融している反面、プ
ラスチックシート１自体の軟化が不足している状態であ
って、ここで接着作業を停止し、圧着を解除すれば、プ
ラスチックシート１がスプリングバックによって剥離を
生じてしまい、したがってこの状態は所謂加熱不足領域
に属している。鋼矢板２を更に加熱して制御目標値Ｔｏ
に達した後、保温状態に維持しておくと、プラスチック
シート１の温度がその適合ｆｊＪＲＴ３〜Ｔ４に達する
。この状態では、プラスチックシート１の接着層が所期
の接着強度を示す程度に溶融するとともに、プラスチッ
クシート１自体が必要十分に軟化しており、したがって
この状態は所謂適合領域であって、ここで加熱およびプ
ラスチックシート１の押圧を解除して接着作業を終了す
る。すなわちこの状態では、プラスチックシート１が充
分軟化して鋼矢板２の表面に添った形状に成形され、か
つそのままプラスチックシート１が鋼矢板２に接着され
、したがって剥離などの異常が生じることなくプラスチ
ックシート１を鋼矢板２に貼付けることができる。

なお、プラスチックシート１の温度がその適合領１１Ｊ
、　Ｔ　３〜Ｔ４に達した後、電熱ヒータ１３による加
熱を止めても、そのままの状態に維持すれば、プラスチ
ックシート１は鋼矢Ｆｉ２から熱を受けて更に温度が上
昇し、所謂過加熱領域に入り、その結果、プラスチック
シート１が過度に軟化し、その表面に凹凸などの変形が
生じ、外観を損うことになる。このような事態を防ぐた
めに、プラスチックシート１の温度がその適合領域下３
〜Ｔ４に達した後、前述した冷却装置が動作して鋼矢板
２を冷却する。すなわち、鋼矢板２の温度のみを検出し
てａ文制御を行なった場合には、第３図に実線で示すよ
うにプラスチックシート１の温度が上昇し過ぎことにな
るが、上述のように制御すれば、第３図に破線で示すよ
うにプラスチックシート１の過加熱が防止される。

上述した加熱過程において、電熱ヒータ１３の温度ｔｉ
ｌＩｌｌｌは、鋼矢板２の温度を検出する測温プローブ
１４の出力に基づいてＰＩＤ＄１ｌｆｊｌｌにより電流
値をコントロールすることにより行ない、より具体的に
は鋼矢板２の温度が制御目標値ＴＯに達した後は、測温
プローブ１４の出力信号に基づいて、その温度を保つ程
度に′Ｒ電流値低下させる。またプラスチックシート１
の温度がその適合領域Ｔ３に達した時に、前記熱電対９
の出力信号に基づいて電熱ヒータ１３への通電を停止す
るとともに、冷却用流体の送り込みを開始する。

なお、接着面＠　７０００ｄ、厚さ３１１ｍの熱接考性
ポリエチレンシートを厚さ１３１ｍの鋼矢板に接着した
具体例を示すと、鋼矢板の温度のｌ１ｌｔ！０目標値を
１３０”Ｃ１その適合領域を１２６〜１５０℃、ポリエ
レンシートの８度の適合領域を１０２〜１１８℃とし、
かつ容１３０　ｋｗの電熱ヒータを使用した場合、加熱
開始後約４分１５秒で鋼矢板の温度が適合領域の下限温
度１２６℃に達し、また加熱開始後約５分１５秒でポリ
エチレンシートの温度がその適合領域の下限温度１０２
℃に達し、さらにそのまま保温したところ加熱開始後約
６分４０秒でポリエチレンシートの温度がその適合領域
の上限温度１１８℃に達し、したがって加熱開始後約５
分１５秒から６分４０秒の間に貼付作業を終了すること
により、良好の貼付状態を得ることができる。

発明の詳細 な説明したようにこの発明においては、プラスチックシ
ートの接着面の温度のみならず、プラスチックシート自
体の温度をも検出し、それぞれの温度が所期の温度とな
るよう加熱量をＩＩ　ＩＸＩするから、プラスチックシ
ートの軟化不足による部分的な剥離やプラスチックシー
トの過剰軟化による外観不良などの欠陥を生じることな
くプラスチックシートを燭材に貼付することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の方法を実施するための装置の一例を
示す略解図、第２図は第１図の■部の拡大図、第３図は
１Ｗｌｌプローブによって検出した鋼矢板の１ｌｌｆと
熱雷対で検出したプラスチックシートの表面層の温度と
の推郭を示す線図である。 １・・・プラスチックシート、　２・・・鋼矢板、　９
・・・熱電対、　１３・・・電熱ヒータ、　１４・・・
Ｉｌｌプローブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 熱接着性プラスチックシートを鋼材面に押圧して密着さ
   せるとともに、その鋼材を加熱昇温して前記プラスチッ
   クシートをその鋼材に融着させるにあたり、 前記プラスチックシートの押圧力を受ける表面層側の温
   度と、前記鋼材のうちプラスチックシートを密着させた
   面とは反対側の面の温度とを検出するとともに、その各
   検出温度に基づいて前記各温度が、それぞれ予め設定し
   た所定の温度範囲内となるよう鋼材の加熱量を制御する
   ことを特徴とするプラスチックシートの熱接着方法。