赤外線によるプラスチック熱溶着プロセス

プラスチックの赤外線による熱溶着は、さまざまな産業プロセスで用いられている方法です。

自動車部品の吸気管、換気装置部品、ブレーキオイルタンク、洗浄液タンクなどは、密閉性・耐圧性が求められます。そのような部品は最終製品に成型・溶着される前に、半分の形状をした状態に射出成形されます。その後、赤外線ヒーターの技術によって、毛ばりなどを発生させることなく溶着することができます。

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赤外線プラスチック溶着機でどのように溶着できるのかをご覧ください。

赤外線溶着は、赤外線ヒーターにより上下あるいは左右に配置された樹脂部品を輻射加熱し、加圧することで部品を溶着する技術です。また、溶着前にあらかじめアッセンブリされた製品など、振動を与えることが不可能なデリケートな溶着に対し、赤外線溶着は振動を与えずに溶着することが可能です。日本では、一般に超音波溶着技術や振動溶着技術が広く用いられていますが、赤外線溶着技術は以下の特長があることから、欧米ではすでに多くの生産工程に導入されています。

クリーン：振動を与えずに加熱するため、パーティクルの発生がなく、溶着後の仕上がり品質が向上
非接触加熱：部品のサイズを問わず、加熱箇所に接触することなく溶着
高い溶着強度：厚みのある材質でも高耐圧性と高機械強度を維持
特殊形状への対応：加熱箇所に合わせた3D形状に対応し、均一加熱が可能
幅広い適応材質：ポリアミドやポリプロピレンなどの高融点材料、低粘度物質、発泡材などにも対応可能
プロセスの自動化：制御性に優れた赤外線ヒーターを用いることにより、常に均質溶着をもたらす自動化が可能
プロセスの効率化：効率化に応える赤外線ヒーターの優れた応答性で、必要な時に必要な箇所だけ加熱
スペースの縮小化：効率的なプロセスの実現により、大型な装置ゾーンは不要

プラスチック部品は、形状や色などがさまざまです。私たちは以下の点を踏まえてお客様に赤外線熱溶着プロセスを提案しています。

プラスチックの特性は溶着結果に大きな影響をもたらします。ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミドといった熱可塑性プラスチックは、ほんの数秒で数回加熱することができます。一方で、フェノールホルムアルデヒド、ポリエステルまたはメラミン樹脂といった熱硬化性プラスチックは再び加熱することはできず、またプラスチック表面を溶かすことができません。
プラスチックの中には、ガラス繊維などの添加剤や充填材が含まれることがあります。ガラス繊維は、ポリアミドコンテナーを強化し、安定した耐圧性を与えます。このようなプラスチックはポリプロピレン中の短ガラス繊維材がむき出しになっているため、ホットプレートのPTFE（フッ素樹脂）コーティングを摩耗し、損耗が進み頻繁に交換することになり、コストが嵩むことになります。赤外線ヒーターは、加熱ターゲットを非接触で加熱するため、ガラス繊維を損傷することはありません。
私たちの社内試験結果から、シリコン製プラスチック、またはゴムの溶着はできないことが判っています。例えば、タイヤの接触表面に使われる材料が該当します。一方で、純製ゴムの接触表面は溶着可能なことが判っています。
黒色プラスチックは、白色や透明な材料より、赤外線光エネルギーを良く吸収します。暗色（濃い色）プラスチックの方がより速く加熱されるのはこのためです。私たちの社内試験結果では、2つの部品に分かれているポリアミド製部品は、色によって異なる所要時間で溶着できることが分かっています。黒色プラスチックは、白色プラスチックでは40秒かかる加熱に対し、それと同じ温度でたったの12秒で加熱することができます。