(57)【要約】熱可塑性ポリマーの層をエラストマーの表面に接合する方法である。好ましくは開孔表面を有する発泡エラストマーを使用する。熱可塑性層をこの表面に押し付ける一方、熱放射、特にレーザ光で加熱する。熱可塑性層はこれらの波を透過し、当該波はエラストマーの表面に吸収される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性ポリマー層をエラストマーの表面に接合する方法において、
発泡エラストマーを使用して、該エラストマーの表面に熱可塑性層を押し付ける一方、
前記エラストマーを熱放射により加熱し、
前記熱可塑性層は熱放射を透過し、
前記エラストマーの表面は熱放射を吸収し、
前記熱放射は照射により前記熱可塑性層を通して導入することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記エラストマーは開孔表面を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
電磁波はレーザ光により形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記エラストマーの熱伝導度は０．２Ｗ／ｍＫ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
エラストマー材料は、一般に熱可塑性ではないので、熱可塑性材料に接合することはできない。したがって、今日まで、エラストマー材料は一般に接着により接合されてきた。これは面倒であり、溶剤を使用するため、環境的に望ましくない。さらに、ある熱可塑性材料、例えばポリエチレンは接着しにくい。
【０００２】
本発明は、特に熱可塑性ポリマー層のエラストマー表面への接合に関する。本発明の目的は、接着剤を使用することなく行える接合方法を提供することである。本発明による功績はクレーム１の特徴にあり、好ましくはサブクレームの特徴にある。
【０００３】
本発明による方法は、熱可塑性層をそれに接合される表面に押し付ける一方、当該表面を熱放射、特に赤外線放射によって加熱するという事実により特徴付けられる。熱放射は照射により熱可塑性層を通して導入し、熱放射は熱可塑性層を透過し、エラストマーの表面に吸収される。これによりエラストマーの表面のみが加熱される。エラストマーに押し付けられた熱可塑性層の表面は、熱伝導により間接的に加熱される。熱可塑性層は溶融し、この状態で密接にエラストマーの表面と接合する。
【背景技術】
【０００４】
事実、２つの熱可塑性部品をレーザビームにより接合することができることが知られており（ＥＰ−Ｂ−０７５１８６５，ＤＥ−Ａ−３６２１０３０，ＥＰ−Ａ−４８３５６９，ＵＳ−Ａ−５２７９６９３，ＦＲ−Ａ−１５０６１６３，ＷＯ８９／１０８３２）、レーザビームに対して２つの部品の上側は透明であり、レーザビームは接合継手領域に吸収される。熱可塑性材料における吸収の結果、熱可塑性材料は溶融し、このため対向面への接合を達成することができる。これに対し、熱吸収熱可塑性材料の代わりにエラストマーが存在すれば、エラストマー材料の表面に熱が発生するが、エラストマー材料は液化しない。そこから、熱は主に表面の背後にあるエラストマー断面内に流れる。このため、今日までの経験によると、放射を透過する熱可塑性材料と放射を吸収するエラストマーとの適切な接合は公知の方法では達成できない。
【特許文献１】ＥＰ−Ｂ−０７５１８６５
【特許文献２】ＤＥ−Ａ−３６２１０３０
【特許文献３】ＥＰ−Ａ−４８３５６９
【特許文献４】ＵＳ−Ａ−５２７９６９３
【特許文献５】ＦＲ−Ａ−１５０６１６３
【特許文献６】ＷＯ８９／１０８３２
【発明の開示】
【０００５】
それにも拘わらず本発明により良好な接合が達成されることは、特にエラストマーが発泡していることによる。この結果、熱伝導度が低く、表面で変換された熱は背後に向かって迅速に流出することはない。したがって、エラストマーの表面は、それに対して押し付けられる熱可塑性層の表面が熱伝導により十分に液化するまで加熱され、エラストマーの表面に適切な接合を形成することができる。この効果を達成するために、その表面の直後（すなわち、表面から０．５ｍｍ以下、好ましくは０．２ｍｍ以下の距離）におけるエラストマーの熱伝導度は、０．２Ｗ／ｍＫ以下、より好ましくは０．１３Ｗ／ｍＫ以下である。
【０００６】
可視又は不可視の範囲の例えば１０６４ｎｍの波長を有するレーザ光を使用することが特に適切である。
【０００７】
事実、本発明は、エラストマーの表面が閉じた表皮により形成されているときにも適用可能である。しかしながら、開孔した表面が好ましく、すなわち、エラストマーの孔がその表面にまで広がっていることが好ましい。これにより、第１に、表面領域からの熱の移動が大いに阻止される。第２に、エラストマー表面で溶融する熱可塑性部品が多孔に圧力で押し付けられ、そこに固定される可能性が生じる。これにより優れた接合が得られる。
【０００８】
直接加熱されるエラストマー表面により、十分な量の熱が液化する熱可塑性表面に放出されるようにするために、エラストマー表面は、２つの熱可塑性材料を接合する場合より十分に高く、十分に加熱されなければならない。したがって、接合強度に実質的なダメージを与えることなく、それと対になる熱可塑性材料の融点の少なくとも３０℃高い温度に一時的（briefly）に加熱することができるエラストマーを使用することが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
適切な熱可塑性材料は、例えば、ポリアミド（ＰＡ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）である。融点は、約２５０°であってもよい。
【００１０】
適切なエラストマーは、例えば、クロロプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、ブチルゴム（IIRCIIR、BIIR）である。発泡材料の密度は、約１５０から２１０ｋｇ／ｍ３、好ましくは１８０ｋｇ／ｍ３であれば、熱伝導度は一般に十分に低く、例えば約０．１Ｗ／ｍＫである。軟化温度は約３００℃以上であることが好ましく、分解温度は３５０℃以上である。
【実施例】
【００１１】
本発明の方法は例えば以下のように首尾良く実施された。厚さ０．５ｍｍ、融点約２６０℃、波長１０６４ｎｍでレーザ透過性を有するポリアミドフィルムをクロロプレンゴムの層に３から５Ｎ／ｍｍ２の圧力で押し付けた。加熱には１０６４ｎｍの波長を有する１５０ＷのＮｄ−ＹＡＧレーザを使用した。関係領域を冷却した後、当該部分は抜群の品質で互いに接合されていることが分かった。
【００１２】
レーザ以外に、例えば、ダイオードレーザ、ファイバーレーザ、ディスクレーザも使用することができる。
【手続補正書】
【提出日】平成17年11月29日(2005.11.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性ポリマー層をエラストマーの表面に接合する方法であって、エラストマーの表面に熱可塑性層を押し付ける一方、前記エラストマーを熱放射により加熱し、前記熱可塑性層は熱放射を透過し、前記エラストマーの表面は熱放射を吸収し、前記熱放射は照射により前記熱可塑性層を通して導入する方法において、発泡エラストマーを使用することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記エラストマーは開孔表面を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
電磁波はレーザ光により形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記エラストマーの熱伝導度は０．２Ｗ／ｍＫ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
エラストマー材料は、一般に熱可塑性ではないので、熱可塑性材料に接合することはできない。したがって、今日まで、エラストマー材料は一般に接着により接合されてきた。これは面倒であり、溶剤を使用するため、環境的に望ましくない。さらに、ある熱可塑性材料、例えばポリエチレンは接着しにくい。
【背景技術】
【０００２】
２つの熱可塑性部品をレーザビームにより接合することができることが知られており（ＥＰ−Ｂ−０７５１８６５，ＤＥ−Ａ−３６２１０３０，ＥＰ−Ａ−４８３５６９，ＵＳ−Ａ−５２７９６９３，ＦＲ−Ａ−１５０６１６３，ＷＯ８９／１０８３２）、レーザビームに対して２つの部品の上側は透明であり、レーザビームは接合継手領域に吸収される。熱可塑性材料における吸収の結果、熱可塑性材料は溶融し、このため対向面への接合を達成することができる。これは、２つの部品の一方が熱可塑性エラストマーからなるときも事実である（ハンシュ（Haensch）らの「ダイオードレーザを使用した硬質及び軟質プラスチックの接合」、プラスチック１９９８年、２１０−２１２頁）。しかしながら、信頼性のある        凝集接合（cohesive bond）の前提条件は、ポリマーは互いに混和性があることであり、２つの部材がエラストマーからなるときに問題がある。放射を吸収する部分の背後に向かって熱が流出し、接合には利用できず、接合不良が生じるという、困難性が生じる。
【特許文献１】ＥＰ−Ｂ−０７５１８６５
【特許文献２】ＤＥ−Ａ−３６２１０３０
【特許文献３】ＥＰ−Ａ−４８３５６９
【特許文献４】ＵＳ−Ａ−５２７９６９３
【特許文献５】ＦＲ−Ａ−１５０６１６３
【特許文献６】ＷＯ８９／１０８３２
【発明の開示】
【０００３】
本発明は、特に熱可塑性ポリマー層のエラストマー表面への接合に関する。本発明の目的は、接着剤を使用することなく行える信頼性のある接合方法を提供することである。本発明による功績はクレーム１の特徴にあり、好ましくはサブクレームの特徴にある。
【０００４】
本発明による方法は、発泡エラストマーを使用することにおいて、公知の方法とは異なる。熱可塑性層をそれに接合される表面に押し付けると、熱放射、特に赤外線熱放射によりエラストマーの表面のみが加熱される。
【０００５】
それにも拘わらず本発明により良好な接合が達成されることは、特にエラストマーが発泡している結果、低い熱伝導度を有することによるものであり、表面で変換された熱は背後に向かって迅速に流出することはない。したがって、エラストマーの表面は、それに対して押し付けられる熱可塑性層の表面が熱伝導により十分に液化するまで加熱され、エラストマーの表面に適切な接合を形成することができる。この効果を達成するために、その表面の直後（すなわち、表面から０．５ｍｍ以下、好ましくは０．２ｍｍ以下の距離）におけるエラストマーの熱伝導度は、０．２Ｗ／ｍＫ以下、より好ましくは０．１３Ｗ／ｍＫ以下である。
【０００６】
可視又は不可視の範囲の例えば１０６４ｎｍの波長を有するレーザ光を使用することが特に適切である。
【０００７】
事実、本発明は、エラストマーの表面が閉じた表皮により形成されているときにも適用可能である。しかしながら、開孔した表面が好ましく、すなわち、エラストマーの孔がその表面にまで広がっていることが好ましい。これにより、第１に、表面領域からの熱の移動が大いに阻止される。第２に、エラストマー表面で溶融する熱可塑性部品が多孔に圧力で押し付けられ、そこに固定される可能性が生じる。これにより優れた接合が得られる。
【０００８】
直接加熱されるエラストマー表面により、十分な量の熱が液化する熱可塑性表面に放出されるようにするために、エラストマー表面は、２つの熱可塑性材料を接合する場合より十分に高く、十分に加熱されなければならない。したがって、接合強度に実質的なダメージを与えることなく、それと対になる熱可塑性材料の融点の少なくとも３０℃高い温度に一時的（briefly）に加熱することができるエラストマーを使用することが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
適切な熱可塑性材料は、例えば、ポリアミド（ＰＡ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）である。融点は、約２５０°であってもよい。
【００１０】
適切なエラストマーは、例えば、クロロプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、ブチルゴム（IIRCIIR、BIIR）である。発泡材料の密度は、約１５０から２１０ｋｇ／ｍ３、好ましくは１８０ｋｇ／ｍ３であれば、熱伝導度は一般に十分に低く、例えば約０．１Ｗ／ｍＫである。軟化温度は約３００℃以上であることが好ましく、分解温度は３５０℃以上である。
【実施例】
【００１１】
本発明の方法は例えば以下のように首尾良く実施された。厚さ０．５ｍｍ、融点約２６０℃、波長１０６４ｎｍでレーザ透過性を有するポリアミドフィルムをクロロプレンゴムの層に３から５Ｎ／ｍｍ２の圧力で押し付けた。加熱には１０６４ｎｍの波長を有する１５０ＷのＮｄ−ＹＡＧレーザを使用した。関係領域を冷却した後、当該部分は抜群の品質で互いに接合されていることが分かった。
【００１２】
レーザ以外に、例えば、ダイオードレーザ、ファイバーレーザ、ディスクレーザも使用することができる。
【国際調査報告】
2008511467.tif 000002
2008511467.tif 000003
2008511467.tif 000004
2008511467.tif 000005