どのようなプラスチックが溶着可能か?

同じプラスチックと異なるプラスチックを異なる方法で接合することができます。たとえば、一般的な接合工程として溶着があります。特に接着が十分なまたは永続的な接続を保証しない場合。プラスチック溶着 は表面的なものではなく、集中的な材料接続です。 ただし、これはいわゆる熱可塑性 (熱成形可能) プラスチックでのみ機能します。エラストマーと熱硬化性樹脂は溶着できません。

  • 熱可塑性プラスチック:それらは主に、線状分子鎖で構成されており、熱によって互いにスライドし、プラスチックを成形したり溶着したりすることができます。
  • エラストマー:メッシュの広い架橋分子鎖から成り、熱への暴露がおさまるとすぐに元の状態に戻ります。そのため、溶着プロセスによる変形は起こりません。
  • 熱硬化性樹脂:緻密なメッシュ状の架橋分子鎖から成っています。熱で構造が分解されてしまうので、溶かしたり溶着したりすることはできません。

熱可塑性プラスチック

基本的には以下が適用されます。同一の熱可塑性プラスチックだけが、均質に (均一に) 溶着できます。PTFEを除いて、すべての熱可塑性プラスチックを溶着できますが、プラスチック間には材料固有の違いがあります。

  1. ABS (アクリロニトリルブタジエンスチレン)
    しっかりと簡単に溶接できます。溶着温度は270~310 °Cです。
  2. PS (ポリスチレン)
    しっかりと簡単に溶着することもできます。溶着温度は270~310℃です。
  3. PP (ポリプロピレン)
    PPは非常に速く燃焼するため、温度と加熱時間に細心の注意を払う必要があります。溶着温度は230~280℃です。
  4. PE (ポリエチレン) 
    しっかりと簡単に溶着できますが、従来の接着剤では接着できません。溶着温度は220~280℃です。
  5. PVC (ポリ塩化ビニル) 
    PVCはすぐに燃焼し塩酸を生成するため、温度と加熱時間には細心の注意を払う必要があります。溶着温度は250~280℃です。
  6. PMMA (ポリメチルメタクリレート)
    一般的にはアクリルガラスと呼ばれています。しっかりと簡単に溶着できます。溶着温度は120~180°Cです。 
  7. PC (ポリカーボネート)
    しっかりと簡単に溶着することもできます。溶着温度は270~310℃です。

決定的な材料特性

正確で効果的な溶着プロセスのためには、素材特性が重要な役割を果たします。

  • 弾性率 (E-modulus)

    力の作用下でのプラスチックの応力とひずみについて説明します。 弾性率が大きいほど、音の伝導性が高い材料です。

  • ダンペニング 

    プラスチックが機械的振動をどれだけ吸収し、変換するかを表しています。ダンペニングが大きいほど、より多くの振動エネルギーが熱に変換されるため、熱の発生が激しくなります。

  • 融点

    材料が固体から液体に変化する点。溶着プロセスに必要な熱量を決定します。

  • 溶融流動性 

    プラスチックの溶けたパーツがどれだけ早く流れるか。粘性の高い融液は接合エリアに残りやすく、プロセスがより均一に進行します。

影響を与えるファクター

さまざまな外部のファクターがプラスチックの溶着性に影響を与える可能性があります。

マイナスの影響

  • 防火などの添加剤:添加剤は、外部の影響による劣化からプラスチックを保護します。しかし、これは添加剤によって超音波によるプラスチックの処理が難しくなることも意味しています。
  • 水分 (特にポリアミドの場合):プラスチックの水分レベルが高いと、溶着中に蒸発する可能性があります。これにより、接合エリアに気泡が発生し、次に多孔質の溶着シームが発生します。

プラスの影響

  • 光ファイバー:プラスチックの剛性、靭性、強度を高め、それによって、特に半結晶性プラスチックの音波伝導性を向上させます。
  • ガラス球:プラスチックの圧縮強度を高めることで、特に半結晶のプラスチックでは、音波伝導性が向上します。

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プラスチック溶着の基礎
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