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JP2001522915A - 低変形温度を有する変形し得る材料の接着方法および装置 - Google Patents

低変形温度を有する変形し得る材料の接着方法および装置

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Publication number
JP2001522915A
JP2001522915A JP2000520501A JP2000520501A JP2001522915A JP 2001522915 A JP2001522915 A JP 2001522915A JP 2000520501 A JP2000520501 A JP 2000520501A JP 2000520501 A JP2000520501 A JP 2000520501A JP 2001522915 A JP2001522915 A JP 2001522915A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
workpiece
adhesive
microwave
manifold
station
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000520501A
Other languages
English (en)
Inventor
キルゴア，ブルース・ジェイ
マクナイト，トーマス
オモハンドロ，ロイ・リン
バティスタ，ジョン・エイ，ジュニア
ペトルッチ，リチャード・ジェイ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nike Inc
Original Assignee
Nike Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nike Inc filed Critical Nike Inc
Publication of JP2001522915A publication Critical patent/JP2001522915A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 溶剤のない硬化可能な接着剤による複数の物質を結合するシステム、方法及び装置を開示する。その物質の少なくとも一つは、その接着剤の活性化温度以下の変形温度を有する。その硬化可能な接着剤をその間に介在させて複数の物質から工作物を堆積する。圧力をその工作物に加え、その工作物に可変周波数マイクロ波エネルギーを照射する。その物質をそのそれぞれの変形温度以上に加熱することなく接着剤を加熱するように選択されたマイクロ波周波数の少なくとも一つの窓でその工作物を掃引する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 発明の技術分野 本発明は、一般に材料の接着、特に変形し得る材料の接着に関する。 発明の背景 接着材料、すなわち、接着剤により接着された複数の基材は、種々のタイプの
商品に見いだされる。合板は世間に周知の接着材料の一例にすぎない。高強度を
有することが意図される合板などの接着材料は、高強度接着剤を必要とする。溶
媒のない高性能熱硬化性もしくは熱可塑性接着剤は、最高性能接着用途に使用さ
れる。したがって、加工はしばしば接着剤を活性化するに十分な比較的高い温度
で実施される。高強度材料は、典型的には強力な接着が確実になされるように、
高温高圧のような条件の下で加工される。事実、消耗品および耐久財であれ防衛
および航空宇宙用途であれ、接着は企業におけるもっとも需要の高い工程の１つ
である。
【０００２】 靴、特に運動靴は、しばしば接着材料を含んでなる。特に、本底堆積体、すな
わち、中底および外底は、しばしば接着される。中底と外底との接着は、特に重
要である。
【０００３】 高性能熱硬化性もしくは熱可塑性接着剤が最高性能接着用途に使用されるのに
対し、溶媒系接着剤は、典型的に消耗品および耐久財の両方で、低級材料の接着
を含むほとんどの用途に使用される。運動靴製造における外底と中底との接着は
、そのような用途の例である。しかし、溶媒系接着剤は、環境的に異議の余地が
ある。溶媒系接着剤を用いる接着工程は、溶媒の蒸発に時間がかかるのと、しば
しば必要な接着を形成するために両方の基材に接着剤を数回塗布しなければなら
ないために、典型的に緩慢な工程である。
【０００４】 したがって、溶媒系工程は長い加工時間を必要とする可能性があり、溶媒によ
り生じる環境上の損害および有害衛生作用を防ぐために注意を払わなければなら
ないかもしれない。したがって、これらの接着用途には、熱可塑性（例、ホット
メルト）もしくは熱硬化性接着剤などの高性能接着剤を使用することが好ましい
。無溶媒接着剤を用いる接着工程は、「グリーン」工程、すなわち、環境的に異
議の余地がない。そのような工程は自動化できるので、典型的に比較的速い。典
型的に、これらの高性能接着剤はたった１回の塗付を必要とするだけで、適当な
熱源で急速に活性化される。
【０００５】 不幸なことに、消耗品および耐久財で使用されるほとんどの材料が、比較的高
い温度（典型的には、−３０〜８０℃）での高性能を必要とし、基材の全体が必
要温度まで加熱されると、そのような接着剤の活性化温度で変形する傾向がある
。
【０００６】 接着剤の活性化温度以下の温度で変形する材料は、全体を必要とされる接着を
形成するのに十分な温度に加熱することが困難である。したがって、単一モード
もしくは多重モード固定周波数マイクロ波照射などの選択性加熱技術が提案され
ている。しかし、接着される材料のマイクロ波加工は、固定周波数で粉末にされ
たマイクロ波キャビティ内の不均等なエネルギー分布により、商業的な成功を見
るにいたっていない。電磁エネルギー分布は、マイクロ波キャビティ内の電界パ
ターンのマグニチュードおよび形状に直接関係し、普通特定の領域に集中する。
不均等な加工、および接着される材料に対するサイズ限定など、加工の実施上の
困難など、マイクロ波加工中に問題を生じるのは、この電磁エネルギーの不均等
分布である。
【０００７】 マイクロ波キャビティ内に発射された固定周波数マイクロ波信号は、複数回反
射され、最後にはエネルギー分布の様式パターンを確立する。電磁エネルギーの
総合分布は、マイクロ波キャビティ内を通して均一ではなく、高および低エネル
ギー界領域、すなわち、高温スポットおよび低温スポットとを生じる。多重モー
ドを用いるマイクロ波加熱は、熱勾配の許容度が高い種々の食品およびゴム関係
の用途で成功した。ある程度まで不均等電磁エネルギー分布により生成された熱
勾配はある用途には適応できるものの、そのような勾配は他の材料では許容でき
ない。
【０００８】 したがって、熱可塑性もしくは熱硬化性接着剤などの高性能接着剤の活性化温
度よりも低い温度で変形する材料を接着する方法に対して需要がある。 発明の要約 本発明は、熱可塑性もしくは熱硬化性接着剤、好ましくは無溶媒接着剤を用い
て、低変形温度を有する材料を接着する方法に向けられている。特に、本発明は
、接着剤の活性化温度よりも低い変形温度を有する材料を接着することに向けら
れている。
【０００９】 本方法によれば、接着される材料は、低変形温度を有する基材材料を加熱する
のに先立って、接着剤を加熱するために選ばれた周波数でエネルギー（例、可変
周波数マイクロ波照射）に暴露される。
【００１０】 本発明の別の側面によれば、マイクロ波エネルギーが照射された工作物に圧力
を加えるための装置が提供される。装置には、対向する上面および底部分を有す
る剛性フレームが含まれる。フレームは、実質的にマイクロ波透明材料から成形
され得るし、あるいはマイクロ波照射に暴露されるときに、アーク放電を抑える
ために電気絶縁物で被覆され得る。
【００１１】 ダイヤフラムアセンブリーは、上面および底フレーム部分の間に配置される。
ダイヤフラムアセンブリーには、シリコンゴムなどの軟質材料から成形される実
質的にマイクロ波透明上下膜が含まれる。上下膜は、上下膜の対向する内面間に
チャンバーを形成するために、その周辺端部分に沿ってマニホールドに固着され
る。チャンバーは、真空がチャンバー内で造り出されるときに、工作物を受け取
り、工作物に圧力を加えるような形態にされる。上下膜内面の少なくとも１つに
は、チャンバー内からの空気の除去を容易にするための浮出し模様が与えられて
いる。
【００１２】 マニホールドは、チャンバーからの空気の除去を容易にするための少なくとも
１つの開口を含むことができる。マニホールドはまた、空気ポンプに接続された
少なくとも１つの開口もしくは空気のマニホールドへの往復運動を容易にするた
めの他の適当な装置を含むことも可能である。対向する上面および底部分が、チ
ャンバー内で加工される工作物を置くことを容易にするために、隣接する端部分
に沿って回転式に取り付けられる。
【００１３】 本発明の別の側面は、複数の基材を含んでなる工作物を接着する系に関する。
系には、間に配置された接着剤を有する複数の基材から形成された工作物に圧力
を加えるための装置；および接着剤を加熱するために、工作物にマイクロ波エネ
ルギーを照射するための装置が含まれる。系には、好ましくは下記のものが含ま
れる：好ましくは上述したように工作物に圧力を加えるための装置の形で、接着
工程の間複数の基材を支持するためのキャリヤー；系内の複数のステーションに
キャリヤーを移動させるための輸送メカニズム；間に接着剤を有する複数の基材
が工作物に組み立てられるアセンブリーステーション；組み立てられた工作物が
前記キャリヤーに装填される装填ステーション；工作物を保持するために、圧力
がキャリヤーを通して加えられる加圧ステーション；および基材を接着剤で接着
するために、マイクロ波エネルギーがキャリヤー内で支持される工作物に加えら
れるマイクロ波エネルギー適用ステーション。
【００１４】 系にはさらに、マイクロ波エネルギー適用ステーションでマイクロ波エネルギ
ー適用後、工作物が冷却する冷却ステーションが含まれ得る。輸送メカニズムに
は、好ましくはキャリヤーを装填ステーションから加圧ステーションまで移動さ
せるためのコンベヤー、およびキャリヤーをコンベヤーからマイクロ波エネルギ
ー適用ステーションまで、ならびにマイクロ波適用ステーションから冷却ステー
ションまで移動させるための移動装置が含まれる。マイクロ波エネルギー適用ス
テーションでのマイクロ波エネルギー源は、工作物をマイクロ波周波数の少なく
とも１つの窓で掃引することにより、工作物を可変周波数のマイクロ波エネルギ
ーで照射できる。マイクロ波周波数の各窓は、本質的に基材をその変形温度以上
に加熱することなく、接着剤を加熱するために選ばれる。
【００１５】 本発明の好ましい実施態様において、方法および装置は、外底、中底および甲
などのはきものの部材を接着するために使用される。 発明の詳細な説明 本発明は、無溶媒接着剤を用いて低変形温度を有する材料を接着する方法、お
よび本方法を実施するための装置に向けられている。本発明は、本明細書ではは
きものの底の接着に関連して例示されるが、本発明はそれほど狭く解釈されるも
のではない。もっと正確に言えば、本発明の範囲は特許請求の範囲に記載されて
いる。
【００１６】 例えば、本発明は、１つもしくは一対の耐久性耐磨耗性材料の表面層に接着さ
れた緩衝詰物材料層を含んでなる耐久性詰物など、多くの目的に適するラミネー
トを成形するのに有用である。そのような接着アセンブリーは、例えば、グロー
ブの手のひらにおける詰物としての使用に、あるいは自転車もしくは類似のハン
ドルを成形するのに、あるいは自転車のハンドルの包み込むように湾曲した詰物
を成形するのに、あるいはいずれかの緩衝の目的に適する。耐久性断熱容器は、
２つの耐久性基材の間に接着された断熱材料を含んでなるラミネートから作られ
るだろう。輸送用繊維強化ラミネート、飛行用耐久性商品などは、異なるポリマ
ーマトリックス複合材を接着することにより作られるだろう。熟練技術者は、あ
らゆる種類のラミネートが本発明により作られることを認めている。
【００１７】 同様に、「はきもの」という語の範囲は、狭く解釈すべきでない。明細書を通
じて便宜のために、本発明は靴底に関連して例示されるが、本発明は全様式およ
びタイプのはきものにも適用できる。したがって、「はきもの」という語は、靴
、サンダル、ブーツ、オクスフォード（外出用紳士短靴）およびスケート（例、
アイススケート、ローラースケートおよびインラインスケート）を含むがこれら
に限定されない、あらゆるタイプのはきものを意味すると解釈すべきである。
【００１８】 明細書およびクレームを通じて、「工作物」という語は、材料の少なくとも１
つが接着を形成するために使用される接着剤の活性化温度よりも低い変形温度を
有する、接着される材料のアセンブリーを意味する。同様に、「接着アセンブリ
ー」という語は、エネルギー（例、可変周波数マイクロ波エネルギー）による照
射後の工作物を意味する。
【００１９】 本発明者等は、接着に使用される接着剤の活性化温度よりも低い変形温度を有
する材料を含んでなる工作物が、工作物をエネルギー（例、可変周波数マイクロ
波エネルギー）で照射することによるその材料の実質的な変形なしで接着できる
ことを発見した。エネルギーの周波数は、接着剤を優先的に加熱するように選ば
れる。このようにして、その材料の変形温度よりも高い温度に暴露された材料の
ほんの一部だけが、接着剤と直接接触する部分である。
【００２０】 本発明の方法は、従来の接着工程よりも迅速である。例えば、接着剤を塗布す
る工程はより速いが、それは、典型的にたった１回の接着剤の塗布しか、特にそ
れが無溶媒接着剤のときはそうだが、必要でないからである。溶媒系接着剤は、
典型的に複数の表面に複数回塗布しなければならず、しばしば溶媒を蒸発させる
ために塗付の間に長い期間を置かなければならない。接着を形成するため、すな
わち、無溶媒接着剤を活性化するためもしくは溶媒を溶媒系接着剤から蒸発させ
るために必要な時間は、無溶媒接着剤では数秒から数分で、溶媒系接着剤では数
十分である。
【００２１】 本発明によれば基材を整列させることが易しいので、部品を適当に整列させる
ために必要な時間および労力が、著しく軽減される。また、成就された整列は、
典型的に粘着性の溶媒系接着剤が塗付された基材を整列させようと試みて達成さ
れるものよりしばしば良好である。本発明の方法は、図１に示されるような緩衝
要素を含んでなる工作物など、複雑な基材の正しい整列を容易に確実にできる。
また、本発明の方法は、溶媒系接着剤の既知の用途よりもむだや混乱が少なく、
したがって、販売もしくは使用前に洗浄の必要がない接着アセンブリー提供の割
合がより大きい。
【００２２】 低変形温度を有する材料は高温に加熱されないので、本発明の方法は比較的エ
ネルギー効率がよい。本発明の方法は、また、溶媒系接着剤で典型的に達成され
る接着よりも高い強度を有する接着を達成する。溶媒が接着中に放出されないの
で、溶媒回復系の必要がない。したがって、本方法は、また、溶媒系の系よりも
操業経費がかからず、実質的に環境的に異議の余地がない。
【００２３】 本発明の方法の実施態様の環境的友好性は、また、本発明の方法により接着さ
れた材料の別の特徴、特に再生利用性、へと広がる。熱可塑性接着剤が使用され
るときは、基材材料を別々に回復するために、接着剤を加熱することにより接着
アセンブリーを再生利用することは簡単なことである。熱可塑性接着剤により形
成された接着は、アセンブリーを加熱し基材を分離させることにより容易に解除
できる。したがって、結果として得られる別々に回復させた生成物流れは、アセ
ンブリーの全部品の不均質接着よりも実質的に均質となる。
【００２４】 本発明の方法は、また、幅広い種々の材料をこれらの高性能接着剤を用いて基
材として使用することを可能とする。本発明の方法は、他の方法では適当に接着
できなかったと思われる材料を接着することを可能とするが、その材料は既知の
方法により接着を形成するために必要な条件の下では変形するだろう。また、本
発明の方法は、溶媒系接着剤を用いたときは接着が難しい材料の接着を容易にす
る。
【００２５】 本発明の方法による接着は、接着剤の活性化温度以下の変形温度を有する基材
の変形を本質的に削除する。好ましくは、加熱接着剤と接触する基材のその部分
のみが、材料の変形温度以上の温度に供される。好ましい実施態様において、可
変周波数マイクロ波の周波数は、マイクロ波が本質的に基材を加熱せずに低変形
温度基材を通過するように選ばれる。可変周波数マイクロ波は接着剤により吸収
され、それにより接着剤を加熱する。結果として、マイクロ波は活性化し、短期
間で接着剤を加熱する。界面でのみ、基材の温度がその変形温度を超える。この
ことは、基材がその形および接着性を維持することを可能とするが、それはこの
表面が活性化温度に短期間加熱されるからである。好ましくは、基材は加熱およ
び活性化後に冷却され、一方基材の変形を最小限度にするために、工作物は加圧
されたままである。冷却には、冷却ガス、すなわち、冷却空気による急冷、もし
くは他の類似する冷却方法が含まれ、その選択は当業者の技能内にある。
【００２６】 本発明の方法は、このように、接着剤の活性化温度よりも低い変形温度を有す
る材料を接着するために、活性化しなければならない、すなわち、接着剤が所望
の接着を形成する温度まで加熱されなければならない接着剤を使用することの問
題を解決する。本発明の方法は、基材を本質的に変形させることなく、接着剤の
活性化温度よりも低い変形温度を有する基材材料を接着するために、無溶媒接着
剤を使用することを可能とする。
【００２７】 このように、本発明の方法は、各基材が接着剤の活性化温度よりも低い変形温
度を有することを必要としないことに注目すべきである。もっと正確に言えば、
本発明の方法は、基材材料のたった１つが温度関係を満足させるときに適当に使
用される。
【００２８】 上述したように、他のエネルギーの使用も企図されるが、可変周波数マイクロ
波の使用が好まれる。熟練技術者は、マイクロ波（電磁）エネルギーが、キャビ
ティーチャンバー内の空気を避けて、分子レベルで材料に直接結合されるので、
マイクロ波加工が従来の熱加工よりもエネルギー効率が良いことを認めている。
本発明の好ましい実施態様によれば、低変形温度材料も実質的にマイクロ波エネ
ルギーに対して透明であり、したがってさらに加熱効率を向上させる。
【００２９】 熱は、配向分極もしくは等価抵抗加熱によりマイクロ波で照射された材料中に
生じる。操作メカニズムは、操作周波数に依存し得る。配向分極は、たぶんマイ
クロ波周波数範囲における分極のもっとも重要なメカニズムである。等価抵抗加
熱は、基材の導電電流の流れから生じる。電流は、材料における電子伝導および
イオン伝導に関係がある。等価抵抗加熱は、低周波数でより重要である。
【００３０】 双極分極としても知られる配向分極は、適用電界の方向の下で真双極分極を生
成するために、イオンもしくは分子双極子のランダム動作の摂動を巻き込む。配
向分極は、分子の内部構造および誘電物質、すなわち、接着剤もしくは基材の構
造の分子配列で決定される。したがって、各材料は、加工中に使用される温度お
よび周波数の範囲に依存する比誘電挙動（損失）を示す。重要な温度および周波
数の範囲での与えられた材料の誘電損失測定は、材料の加熱を最適化する周波数
を選択するのに必要な情報を提供する。ほとんどのポリマー材料に関し、配向分
極損失ピーク（最大損失）は、材料の温度が上がるにつれて高周波数に移動する
。
【００３１】 本発明の方法によれば、工作物が成形され、ついで接着アセンブリーを成形す
るのに十分な条件の下で、可変周波数マイクロ波エネルギーで照射される。工作
物は、少なくとも１つの基材が接着剤の活性化温度よりも低い変形温度を有する
基材の組合せ、および可変周波数マイクロ波エネルギーによる照射で接着アセン
ブリーを成形する接着剤を含んでなり得る。複数の接着剤を使用でき、基材は同
じ組成である必要はない。
【００３２】 もっとも単純な接着アセンブリーは、２つの基材間の接着剤層を含んでなる。
工作物は、３つ以上の基材を含んでなり、基材は同一空間に広がる必要はない。
図１Ａおよび１Ｂにおいて、工作物は、底構造物を成形する基材のアセンブリー
として図示される。底構造物は、部分的もしくは全体が、図１Ａおよび１Ｂにそ
れぞれ図示されるように、他の基材Ｔ（フォーム中底）およびＢ（外底）の間に
包みこまれかつ囲まれる基材Ｅ（流体充填空気袋）を有する。そのような包みこ
まれた基材は、包みこむ基材のいずれにも接着する必要がない。
【００３３】 本明細書に記載するように、本発明の方法は、接着を形成するために使用され
た接着剤の活性化温度よりも低い変形温度を有する材料の接着に向けられる。し
たがって、本明細書に記載される温度関係を一般に満足させる熱可塑性もしくは
熱硬化性接着剤は、いずれも本発明の方法における使用に適するだろう。熱可塑
性接着剤の活性化温度は、接着剤が、それを接着剤として使用するのに十分な程
度まで溶融もしくは軟化する温度である。熱硬化性接着剤の活性化温度は、硬化
反応が起こり、接着剤が本質的に完全に硬化される温度である。
【００３４】 工作物は、既知の方法により成形できる。例えば、工作物は、手で、もしくは
機械で組み立てられる。流体熱可塑性接着剤および硬化性接着剤の流体反応体成
分は、浸漬、噴霧、ローラー、塗付ナイフ、もしくは他の方法により塗付できる
。少量の固体熱可塑性接着剤を基材の間に置くことができる。そのような少量の
接着剤が加工中に軟化し、基材の形と同じになる。熟練技術者は、接着剤を塗布
し、工作物を組み立てる方法に精通している。
【００３５】 無溶媒接着剤（ホットメルト接着剤など）は、ゴムおよび皮などの高変形温度
材料のみが基材として使用されたときに、靴製造に用いられてきた。これらの基
材は接着剤の活性化温度よりも高い変形温度を有するので、既知の方法により接
着中に変形しない。しかし、無溶媒接着剤は、運動靴製造には使用されなかった
が、それは中底が約８０℃の温度で変形するエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ
）フォーム、および比較的低い変形温度を有する類似の材料から作られるからで
ある。ＥＶＡフォームは、他の低変形温度材料もそうかもしれないが、それらを
マイクロ波に対して透明にする低誘電損率を有する。したがって、本発明の方法
の使用は、エチレンビニルアセテートもしくは類似の中底材料を、外底として使
用されるゴムもしくは類似の材料に高性能接着剤で接着することを可能とする。
【００３６】 本発明の方法によれば、エネルギー、好ましくは可変周波数マイクロ波エネル
ギーが、工作物に加えられる。接着剤により速やかに吸収されるように、かつ熱
硬化性接着剤を均一に硬化するか、もしくは熱可塑性接着剤を接着中に部材に悪
影響を及ぼさずに軟化させるように、可変周波数マイクロ波が選ばれる。
【００３７】 特に好ましい可変周波数マイクロ波炉は、Ｂｉｂｌｅ等による米国特許第５，
３２１，２２２号に記載され、その内容はすべて本明細書に取り込まれる。可変
周波数マイクロ波炉には、典型的にマイクロ波炉への入力のための低動力マイク
ロ波信号を発生させるためのマイクロ波信号発生器、もしくはマイクロ波電圧制
御発振器が含まれる。第一増幅器が、マイクロ波信号発生器もしくはマイクロ波
電圧制御発振器からの信号出力のマグニチュードを増幅するために設けられる。
第二増幅器が、第一増幅器による信号出力を加工するために設けられる。電源が
第二増幅器の操作のために設けられる。方向カップラーが、信号の方向を検知し
、さらに検知された方向により信号を向けるために設けられる。好ましくは、限
定はされないが、進行波管（ＴＷＴ）、調子を合わせることのできる磁電管、調
子を合わせることのできるクリストロン、調子を合わせることのできるツイスト
ロン、および調子を合わせることのできるギロトロンなどの高動力広幅バンド増
幅器が、３００ＭＨＺから３００ＧＨｚ周波数範囲に及ぶ帯域幅の１オクターブ
以下の周波数範囲を掃引するために使用される。
【００３８】 本明細書に開示されるように、可変周波数加工の適切な使用は、マイクロ波炉
に工作物を置くことが臨界的ではないので、工作物の加工の均一性を高める。対
照的に、単一周波数マイクロ波加工では、接着される各工作物は、同一の加工時
間および質を達成するためには、同じように正確に配向され、マイクロ波炉に同
じ位置で正確に配置されなければならない。本明細書に開示される可変周波数マ
イクロ波加工を使用する別の利点は、基材の熱変形の減少である。基材の過剰な
加熱を起こすことなく、特別な接着剤を本質的に硬化もしくは軟化する周波数お
よび動力を選ぶことにより、変形および他の熱関連損傷は避けられる。
【００３９】 マイクロ波周波数を選ぶことのできる電磁スペクトル内の実用的な周波数範囲
は、約０．９０ＧＨｚ〜４０ＧＨｚである。マイクロ波エネルギーで照射された
どの工作物も、典型的にこの全範囲で少なくとも１つの帯域幅、もしくは周波数
の窓を有し、それが基材を損傷することなく接着剤を硬化もしくは軟化する。本
明細書で用いられる「窓」という語は、比周波数で１つの端を限定され、別の比
周波数で反対の端を限定されたマイクロ波周波数の範囲を言う。無損傷周波数の
特別な窓の外で、基材は変形するか、もしくは損傷を受ける可能性がある。窓は
、部材の形態、配置、ならびに基材および接着剤の組成により、変化し得る。工
作物は、そのような窓を複数有することができる。本明細書に記載された情報で
、熟練技術者は、動力反射曲線などを用いて、試行錯誤を経て経験的であれ、理
論的であれ、特別な工作物のための無損傷窓を選ぶことができるだろう。
【００４０】 特別な工作物のための無損傷周波数の窓内で、最短加工時間をもたらす周波数
を選ぶことが一般に好まれる。典型的に、接着を形成するために必要な時間は、
熱硬化接着剤を硬化、もしくは熱可塑性接着剤を軟化するのに必要な時間により
設定される。好ましくは、工作物は、各窓の上端からの周波数で加工される。よ
り多くのモードが低周波数よりも高周波数で励起される。したがって、加工の良
好な均一性が、典型的に達成される。追加すると、高周波数で、より多くのマイ
クロ波エネルギーが工作物に与えられ、エネルギー吸収深さはより浅い。高マイ
クロ波エネルギー吸収および低マイクロ波貫通深さが、短加工時間を生じる。し
かし、無損傷周波数の窓内でのどの周波数も使用できる。
【００４１】 マイクロ波エネルギーで照射された多くの工作物が、基材に損傷を与えること
なく、熱硬化接着剤が硬化するか、もしくは熱可塑性樹脂が軟化する周波数の多
重窓を有する。例えば、特別な工作物が、３．５０〜６．０ＧＨｚの周波数で損
傷なく、マイクロ波エネルギーにより照射でき、また７．０〜１０．０ＧＨｚで
損傷なく照射できる。追加窓の有効性は、迅速だが無損傷の接着を達成するため
の追加的柔軟性を与える。複雑な幾何学的形態および材料組合せは、加工周波数
の窓を縮ませる、もしくは閉じる可能性がある。選択的な窓の有効性は、他の硬
化法に頼る必要なく、マイクロ波照射を用いる工作物の接着を可能とする。
【００４２】 好ましくは、硬化もしくは軟化工程は、工作物を無損傷周波数の特別な窓内か
らの可変周波数で「掃引」することにより実施される。本明細書に用いられる「
掃引」という語は、工作物、すなわち、接着剤(単数もしくは複数)および基材を
、特別な窓内で周波数の多くで照射することを言う。周波数掃引は、多くの補充
キャビティーモードが励起されるので、加熱の均一性をもたらす。周波数掃引に
もたらされる加工における均一性は、接着される部材の群がマイクロ波炉内でど
のように配向されるかということで柔軟性を与える。したがって、各工作物を正
しく同じ配向に維持する必要はない。
【００４３】 掃引は、窓内で異なる周波数を同時あるいは逐次に発射することにより達成す
ることができる。例えば、２．６０ＧＨｚ〜７．０ＧＨｚの無損傷周波数の窓に
ついては、周波数掃引は、どの望ましいインクレメントでもこの範囲内の連続的
および／または選択的発射周波数を必要とする。したがって、インクレメント内
での２．６から３．３ＧＨｚへの移動は受諾できる。実際、実質的にいかなるイ
ンクレメントの発射パターンでも使用できる。
【００４４】 選択された周波数が発射される速度は、掃引速度として言及される。この速度
は、限定はされないが、ミリ秒、秒および分を含むいかなる時間値にもなり得る
。典型的には、運動靴底を加工するときは、掃引速度は１秒以下で、好ましくは
０．５秒以下で、さらに好ましくは約０．１〜０．３秒である。好ましくは、掃
引速度は、特別な工作物が加工されるのに実用的な限り速い。
【００４５】 本発明の方法は、特に、中底と外底とを含んでなる接着アセンブリーを成形す
るのに有用である。上述したように、追加の炉もアセンブリーに存在し得る。特
に、運動靴は、中底と外底との間に取り込まれた緩衝クッションを有することが
可能である。そのようなクッションは、既知のタイプの緩衝材料を含んでなり得
る。好ましいクッションは、加圧された、典型的には密封された、柔軟性パウチ
もしくは包装材料を含んでなる。クッションは、緩衝作用を与えるに十分な量お
よび圧力で流体、典型的にはガスを含む。この柔軟性パウチもしくは包装材料は
、ウレタンポリマーで作られることがよくあるが、所望の緩衝作用を維持できる
いかなる材料も使用できる。靴はまた、比較的剛性の部材であるシャンクも有す ることができるが、それは靴を補剛し、足の支えを与える役割を果たす。典型的
に、シャンクは、スチール、ナイロン、および他の比較的剛性の材料から作られ
る。
【００４６】 中底は、好ましくは柔軟性かつ軽量である。重要なことは、中底は、足の支え
を与えながら、着用者の足を快適に保護すべきである。これらの望ましい特徴を
バランスよく有する材料には、エチレンビニルアセテートフォーム、ポリウレタ
ンフォーム、および類似の緩衝材料が含まれる。
【００４７】 外底は、繰り返される衝撃および地面との摩耗滑動接触に耐えるために、がん
じょうでなければならない。外底は、着用者に牽引力を与えなければならない。
外底は、快適で、地面の小石、障害物その他などの小さな破片に適応し、しかも
摩耗、破壊損傷、および着用者が降りる物体および油など化学物質によりもたら
される他の損傷に対して抵抗力があるよう十分柔軟性がなければならない。外底
の重量は、好ましくは最小限度である。外底が作られる適切な材料には、ブチル
ゴム、ニトリルゴム、ニトリルブチルゴム、ネオプレンゴム、スチレンブタジエ
ンゴム、およびこれらのブレンドが含まれる。
【００４８】 上述したように、接着剤は、良好な接着を達成するように選ばれなければなら
ない。適当な接着剤は、基材の少なくとも１つ、好ましくは全部に適合し、した
がって十分な質の接着を与える。もちろん、基材が接着剤と十分密接に接触して
いることを確実にすることは、いつも必要である。さらに、基材の表面は、高性
能接着剤で改善された適合性を有する表面をもたらすために改質できる。
【００４９】 接着剤のタイプにより、接着は、化学的接着、酸−塩基相互作用、吸着、およ
び機械的連動に基づくことができる。化学的接着は強力な接着をもたらすが、基
材の表面に適当な化学反応性を必要とする。例えば、ゴムの外底を故意に硬化不
足とし、表面の官能基を接着剤に化学的に接着させることができる。酸−塩基相
互作用は、二番目によい接着を形成する。酸−塩基相互作用の原理は、縮合媒体
における双極子が、一方が塩基性(電子供与体)で、他方が酸性（電子受容体）で
なければ、互いを引き寄せないことである。したがって、接着用途については、
双極子能率により定義される極性は重要でなく、酸もしくは塩基により定義され
る極性が重要である。一般に、吸着および機械的インターロックメカニズムは、
酸−塩基相互作用が存在するときは重要でない。
【００５０】 どの接着でも、基材の表面はきれいで、破片があってはならない。しかし、き
れいな基材でも接着が難しいものもある。例えば、一般にＢＲＳ（スチレンブタ
ジエンゴム）は、下塗なしでホットメルト（熱可塑性）接着剤を用いて接着する
のが非常に難しい。表面処理である下塗は、典型的に有機溶媒の使用を必要とす
る。ＢＲＳゴム基材に塗布されたネオプレンの層は、接着能力を向上させる働き
をする。しかし、ＥＶＡ表面は塩基性で、ネオプレン表面は酸性である。したが
って、ＥＶＡをネオプレンに接着させるためには、エチレンおよびアクリル酸コ
ポリマーに基づくホットメルト接着剤など、両方の特性を有するホットメルト接
着剤もしくは接着剤の組合せが必要である。ＤｕＰｏｎｔ Ｅｌｖａｘ（エチレ
ン／ビニル／アセテート／酸ターポリマー）およびＨｅｎｋｅｌ Ｑ５３５５ｓ
（炭素ドープポリプロピレン）ホットメルト接着剤が、本発明により、３．５ｋ
ｇ／ｃｍより高い剥離強さをもって、ＥＶＡとネオプレンとの間の良好な接着を
達成することができる。８０℃より高い接着温度を有するホットメルト接着剤は
、したがって、工程が基材全体の加熱を必要とするなら、ＥＶＡをネオプレンに
接着させるために使用することはできない。しかし、本発明の方法によれば、エ
ネルギーは接着剤に集中する。したがって、接着温度が活性化温度に達すると、
基材の隣接する層、例えば、ＥＶＡおよびネオプレンも活性化温度に上昇する。
しかし、適当なレベルでの均一な圧力の維持が、ＥＶＡ基材の、実際、どの低変
形温度基材でも、変形する傾向を阻止する。接着後の接着アセンブリーの急冷も
、低変形温度基材の変形を最小限度にする働きをする。
【００５１】 高性能無溶媒接着剤には、熱可塑性および熱硬化性接着剤が含まれる。熱可塑
性接着剤には、ポリオレフィン、ビニルポリマー、ポリカーボネート、ポリアミ
ド、ポリスチレン、ポリエーテルイミド、ポリアリレンスルホン、ポリフェニレ
ンスルフィド、ポリフェニレンオキシド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテル
エーテルケトン、ならびにこれらのブレンドおよびコポリマーなどの熱可塑性ポ
リマーに基づくものが含まれる。熱硬化性接着剤には、エポキシド、フェノール
ホルムアルデヒド、尿素−ホルムアルデヒド、メラミンホルムアルデヒド、ポリ
エステル、ポリウレタン、シアネートエステル、ポリブタジエン、アルキアル、
ポリイミド、アミノ樹脂、シリコーン、ならびにこれらのブレンドおよびコポリ
マーなどの熱硬化性ポリマーに基づくものが含まれる。下記の接着剤が適当なも
のと認められている：ｄｕＰｏｎｔ Ｅｌｖａｘ、エチレン／ビニルアセテート
／酸ターポリマー；Ｈｅｎｋｅｌ Ｑ５３５５ｓ、炭素ドープポリプロピレン；
Ｈ．Ｂ．Ｆｕｌｌｅｒ ＨＬ６４７２、ポリエステル系熱可塑性；Ｂｅｍｉｓ
Ｃ５２５１、炭素充填ポリエステル、Ｂｅｍｉｓ５２５１、未充填ポリエステル
；Ｂｅｍｉｓ６２１８、ポリオレフィン；およびＨｅｎｋｅｌ ＴＰＸ１６−２
０６Ｂ、ポリアミド系熱可塑性。これらの接着剤は、限定はされないが、充填剤
、着色剤、硬化剤、色素および増粘剤などの一般に使用される添加剤のいずれか
を含むことができる。
【００５２】 特に、接着剤は、接着剤のマイクロ波への感受率を高める働きをするマイクロ
波感受材料（すなわち、ドーパント）を含むことができる。実際、ポリプロピレ
ン系接着剤は、ポリプロピレンがマイクロ波エネルギーに対して本質的に透明な
ので、ドーパントを必要とする。ドーパントは、化学的接着もしくは物理的混合
により接着剤に取り込むことができる。化学的ドーパントは、接着剤の分子構造
に取り込まれ、Ｉ、ＡｓＦ6もしくはＣｌＯ4などの強力双極子あるいは電子受容
体、あるいはＬｉ、ＮａもしくはＫなどの電子供与体であり得る。物理的ドーパ
ントは、普通接着剤内で混合される導体である。最適マイクロ波加熱効率に必要
なドーパントの量は、導電率、粒度および粒形などのドーパントの物性により決
定される。
【００５３】 好ましくは、熱可塑性もしくは熱硬化性ポリマーは、その内容がすべて本明細
書に取り込まれるが、発明者としてＺａｋａｒｙａｅ ＦａｔｈｉおよびＪｉａ
ｎｇｈｕａ Ｗｅｉを挙げている１９９７年１１月６日提出の「マイクロ波硬化
性接着剤」と題する実用特許出願に記載されるような、第一マイクロ波感受性部
材および第二マイクロ波感受性成分の混合物を含む。第一マイクロ波感受性部材
および第二マイクロ波感受性成分は、成分の多重モード分布を提供し、マイクロ
波吸着を最大限にするために、あらかじめ選択されたサイズ、形および導電率を
有する。マイクロ波感受性成分の好ましい混合物は、約０．０１〜約１μｍの直
径、約１０〜約３００μｍの長さ、および約１０-2〜約１０-7Ω／ｃｍの導電率
を有する第一炭素繊維、ならびに約１〜約２０μｍの直径、約５０〜約６００μ
ｍの長さ、および約１０-2〜約１０-7Ω／ｃｍの導電率を有する第二炭素繊維を
含んでなる。
【００５４】 図２は、１４５Wの動力、６．１〜７．７ＧＨｚの周波数範囲、および０．２ 秒の掃引速度で、マイクロ波エネルギーで照射された候補ドーパント（ＣｕＯ、
Ｆｅ3Ｏ4、ＳｉＣ、ＣｒおよびＣ）の１０グラム混合物の加熱速度をまとめてあ
る。図２に図示される加熱速度の差は、材料の導電率の差およびその種々の成分
間の界面分極により生じる。
【００５５】 ドーパントの量は、加熱効率強化に重要な影響をもたらす。図３は、０、０．
０５、０．２および０．５重量％のミクロンサイズの炭素繊維（Ａｐｐｌｉｅｄ
Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｉｎｃ．製蒸気成長炭素繊維Ｐｙｒｏｇｒａｆ−ＩＩＩ（登
録商標））でドープされたＨｅｎｋｅｌ Ｑ５３５３ホットメルト接着剤（ポリ
プロピレン系）４グラムの加熱速度を示す。動力は１００Ｗであり、周波数は０
．２秒の掃引速度で６．７５〜７．２５ＧＨｚの範囲だった。ポリプロピレンは
本質的にマイクロ波に対して透明なので、図３に見られるように、未ドープＱ５
３５３ポリプロピレン系接着剤の加熱は本質的にない。Ｑ５３５３接着剤に添加
された０．０５重量％の炭素繊維で、加熱速度は実質的に増加する。Ｑ５３５３
接着剤に添加された０．２重量％の炭素繊維で、加熱速度はさらに増加する。し
かし、Ｑ５３５３接着剤に添加された０．５重量％の炭素繊維で、加熱速度は０
．０５および０．２重量％の結果の中間レベルまで減少する。明らかに、多すぎ
るドーパントは必要でなく、望ましくない結果を生む。
【００５６】 種々のドーパントは、異なる色を接着剤に与える。例えば、カーボンブラック
（Ｃ）もしくはシリコンカーバイド（ＳｉＣ）でドープされた接着剤は黒い。銀
（Ａｇ）、アルミニウムシリケート（Ａｌ2Ｏ5Ｓｉ）もしくはリチウムシリケー
ト（Ｌｉ2Ｏ・２ＳｉＯ2）でドープされた接着剤は白から灰色がかっている。
【００５７】 また、ドーパント材料の形は、マイクロ波加熱強化に影響を及ぼすこともあり
得る。例えば、繊維の形のドーパントは、典型的により効果的なドーパントであ
る。繊維形ドーパントは、大変低い濃度での接着剤内で連続マトリックスを形成
できる。マイクロ波照射で、ドーパントマトリックス内の等価抵抗加熱は重要で
、速い加熱速度をもたらす。粉末形ドーパントは、繊維ほど有効に連続マトリッ
クスを形成できない。したがって、連続ドーパントマトリックスなしでは、等価
抵抗加熱は、加熱速度の有意義に低い強化により明示されるように、はるかに重
要でなくなる。
【００５８】 同じ組成を含んでなる２つのドーパント間の形の差により生じる効率の差、お
よび粉末形の金属ドーパントの相対無効果は、図４にまとめたデータに示される
。
【００５９】 熱硬化性接着剤（Ｊｏｈｎｓｏｎ Ｍａｔｔｈｅｙ’ｓ Ｅｘｐｒｅｓｉｎ）
のドーパントとしての粉末形銀（Ａｇ）、粉末形炭素（Ｃ）、および繊維形炭素
（Ｃ）の効率が、決定づけられた。図４に記載されるように、各ドープ接着剤２
グラムのマイクロ波加熱速度が測定された。図４に示されるように、粉末銀は、
０．１〜１５重量％の濃度でマイクロ波加熱速度を強化するには有効なドーパン
トではない。また、０．２重量％の炭素粉末の効果も重要ではなかった。しかし
、０．２重量％ミクロンサイズの炭素繊維は、劇的に加熱速度を高めた。
【００６０】 本発明の方法により工作物を加工するフローチャートが、図５に記載されてい
る。図５に示されるように、工作物は組み立てられ、ついでマイクロ波炉で可変
周波数マイクロ波照射に暴露される。接着されたアセンブリーが、マイクロ波炉
から取り出される。接着剤が噴霧、ローラー、ドクターブレード、もしくは基材
を接着剤に浸漬ことにより塗付されるかどうかというような詳細は、示されてい
ない。工作物への加圧、もしくは接着後のそれの冷却などの任意工程も、模式図
５に示されていない。
【００６１】 上述したように、工作物は、３つ以上の基材を有することができ、どの順序で
も組み立てられ、接着剤はいずれか既知の方法で基材に塗付できる。実際、接着
剤を両方の基材、もしくは３つ以上の基材のそれぞれに塗付することが適切であ
り得る。各基材に異なる接着剤を塗布することができる。工作物はキャリヤー内
で組み立てられる。熟練技術者は、工作物組立の順序はいずれの方法で決めるこ
ともできると認める。
【００６２】 工作物が完成し、可変周波数マイクロ波エネルギーで照射される前の基材／接
着剤アセンブリーの加熱は、本発明の方法の実施には必要でない。この加熱段階
の目的は、接着剤が粘着性で、工作物を、それがさらに加工されるので、一時的
に一緒にしておくことを確実にすることである。もし接着剤が熱可塑性組成物で
あるなら、加熱は、工作物の組立を邪魔しないように、接着剤が十分流体のまま
であることを確実にする。もし接着剤が熱硬化性組成物であるなら、加熱は硬化
反応を促進できるが、接着アセンブリーが完全になる前に、接着剤を硬化させる
機会が与えられるべきではない。接着剤のタイプに関係なく、加熱は、マイクロ
波による照射期間が最小限になるように、接着剤の温度を上げる。加熱は加熱さ
れる基材に損傷を与えないが、それは基材が温度感受性でないとき、すなわち、
接着剤の活性化温度より高い、好ましくはかなり高い、変形温度を有するときの
み、そのような加熱が実施されるからである。短期間のマイクロ波照射は、低変
形温度を有する基材が過熱される危険を減少する。
【００６３】 基材の１つが外底のとき、本明細書に明らかにされているように、それは典型
的に低変形温度を有さない材料から成形される。したがって、そのような外底は
典型的な中底材料、すなわち、基材の破壊の危険のない低変形温度を有する材料
、 よりも高温に耐えることができるので、そのような外底／接着剤アセンブ
リーの温度を上げることは有利である。いずれにしろ、この基材／接着剤組合せ
の加熱は、いずれかの方法で、基材の温度をその変形温度以上に上げることなく
接着剤の温度を上げる条件で実施することができる。熟練技術者は、本明細書に
与えられた教示で、マイクロ波、赤外線、あるいは温風か、適切な加熱装置を選
び、そのような加熱の適当な時間を決定することができる。
【００６４】 いずれの接着工程においても、良好な接着を成就するためには、接着中に十分
な量の圧力を必要とする。平らな工作物に均一な圧力を与えることは、比較的簡
単である。しかし、靴底もしくは靴甲などの複雑な形の接着では、工作物に均一
な圧力を加えるためには、金型が必要かもしれない。しかし、それぞれ特別な工
作物に合うように造形された堅い金方は、取り扱いが難しいだけでなく、異なる
サイズおよび形の工作物を加工するのに大変費用が多くかかるだろう。
【００６５】 適当な圧力が、接着中工作物に加えられる。圧力は、適当な接着を形成するた
めに必要でないかもしれないが、圧力は、接着工程中工作物の全部品間の完全な
接触を確実なものとするためにしばしば必要である。そのような圧力のレベルは
、基材の相対剛性、基材間の嵌合の密接度、接着剤の粘度、および他の関連要因
など、工作物の特徴により決定される。
【００６６】 加圧はまた、靴中底を成形するためにしばしば使用される低密度エチレンビニ
ルアセテートフォームなど、ある基材が接着剤の活性化温度以下の温度で変形す
る傾向に抵抗するのを助けることもできる。本発明の方法は、接着中低変形温度
を有する基材の温度を最小限にするが、基材の少なくとも一部、すなわち、接着
剤と直接接触する部分は変形温度を超える温度を受けるであろう。しかし、変形
に抵抗するに十分な圧力を当てることにより、そりなどの変形の選ばれたモード
を改善することが可能かもしれない。
【００６７】 変形を防ぐに十分な圧力は、特に基材が変形する様子およびそのようになる傾
向の強度を含む工作物の特徴により決定される。例えば、圧力はそりを防ぐこと
ができても、溶融を防げないようである。典型的に、外底および中底を成形する
ために使用される材料に関しては、この圧力は、完全な接着を確実にするために
必要な圧力を超えないであろう。例えば、圧力範囲を２８〜３２ｐｓｉとして、
典型的な外底はネオプレンゴムから成形でき、典型的な中底はエチレンビニルア
セテートフォームから成形できる。本明細書に与えられた教示により、熟練技術
者は望ましくない変形を防ぐために必要な圧力レベルを決定できるだろう。典型
的には、圧力は、工作物が完全に組み立てられた後で加えられる。３つ以上の基
材を含んでなる工作物では、２つの基材が合わされた後で加圧することが適切か
もしれない。ついで、組立継続を可能とするために、圧力は解除される。ついで
、圧力は、工作物の完全な組立後に再び加えられる。
【００６８】 典型的に、圧力は、工作物が組み立てられた後から、マイクロ波による照射後
まで、かつ比較的低い変形温度を有する基材の温度が変形が起こりそうな温度以
下になるまで、加えられる。ついで、圧力は解除される。圧力は、本発明の実施
の結果変形しそうにない工作物に対しては、例えば、マイクロ波による照射中の
みなど、短時間当てることができる。
【００６９】 熟練技術者は、工作物に加えられる圧力は真空レベルにより決定されることを
認める。真空からの圧力が十分でないなら、加圧チャンバーが工作物に追加圧力
を与えるために使用できる。
【００７０】 図６は、本発明により運動靴、特に靴底の接着工程を実施する系を図示してい
る。図６に示されるように、工作物１０は、先ず接着剤塗布ステーション１４で
無溶媒接着剤を外底１２に塗布することにより組み立てられる。接着剤はいずれ
の方法で塗布することもできる。しかし、均一層の接着剤を外底に噴霧すること
が、好ましい技術である。外底／接着剤アセンブリー１２を、炉（図示せず）で
加熱してもよい。
【００７１】 完全な靴アセンブリー、すなわち、図７Ｂに示されるように、外底１２、中底
１６、および甲１７が接着されるとき、外底１２および中底１６には、接着剤塗
布ステーション１４で接着剤が噴霧される。組立ステーション１８で、外底１２
および中底１６が組み立てられ、組立ステーションに保管されてある甲１７は、
接着剤が塗布された中底表面に置かれる。ついで、外底１２、中底１６、および
甲１７から形成された工作物１０は、装填ステーション２０でキャリヤー５０に
のせられる。
【００７２】 外底１２のみが中底１６に接着されるときは、外底１２だけに接着剤を噴霧す
ればよく、中底１６は組立ステーション１８に保管できる。ついで、中底１６が
組立ステーション１８で外底１２の上に置かれ、完成された工作物１０は、装填
ステーション２０でキャリヤー内に置かれる。
【００７３】 コンベヤー２４と移動装置２６を含む輸送メカニズム２２は、接着系のステー
ションを通って工作物１０を有するキャリヤー５０を移動させる。コンベヤー２
４は、Ｂｏｓｃｈ連続ベルトコンベヤーなど、いずれの従来のコンベヤーでも可
能である。コンベヤー２４は、加工中キャリヤー５０を所定位置に保持するため
に加工ステーションに配置された従来の空気駆動停止装置で連続的に駆動される
。移動装置２６は、好ましくはＳｔａｕｂｌｉ ＲＸ−１７０ロボットなど、ロ
ボット腕２９である。
【００７４】 一対の工作物１０が、装填ステーション２０で単一のキャリヤー５０にのせら
れ、キャリヤー５０は閉じられる。工作物の組立およびそのキャリヤー５０への
配置は、手動でなされ得る。組立後、装填ステーションの停止が解除され、コン
ベヤー２４は装填キャリヤー５０を加圧ステーション２７に移動させる。停止装
置は、キャリヤー５０を加圧ステーション２７で停止させ、キャリヤー５０は、
Ｐｉａａｂ真空発生器などの従来の真空源に連結される。図７Ａから７Ｆを参照
して詳細に後述するように、圧力がキャリヤー５０上の工作物１０に加えられる
ように、キャリヤーの軟質ダイヤフラムで輪郭を取ったチャンバーに、真空が当
てられる。真空を抜き、加圧された後で、真空源はキャリヤー５０から連結を解
かれ、チャンバーは、圧力がさらなる加工中工作物１０上に留まるように、密封
される。
【００７５】 加圧ステーション２７の停止装置はキャリヤー５０を解除し、コンベヤー２４
は、工作物１０をのせたキャリヤー５０をマイクロ波エネルギー適用ステーショ
ン２８に移動させ、そこでは別の停止装置が、マイクロ波炉３０に隣接するキャ
リヤー５０を停止させる。ついで、ロボット腕２９が、キャリヤー５０をコンベ
ヤー２４からマイクロ波炉３０に移動させる。工作物１０は、可変周波数マイク
ロ波エネルギーで照射され、接着工作物を成形する。ついで、ロボット腕２９は
、接着工作物１０を有するキャリヤー５０をマイクロ波炉３０から取り出し、冷
却ステーション３４の冷却ラック３２にのせる。冷却ラック３２は、複数のキャ
リヤー５０を間隔をとって支持するために両側に複数の支持フランジを有する従
来の開口冷却ラックである。
【００７６】 接着工作物１０が十分な程度、例えば、３０〜３５℃まで冷却した後、ロボッ
ト腕２９は、冷却キャリヤー５０を圧力リリーフステーション３６に隣接するコ
ンベヤー２４に移動させ、そこではそれは停止装置により所定位置に保持される
。チャンバー内の真空を除去し、したがって、接着工作物１０上の圧力を解除す
るために、加圧空気源が圧力リリーフステーション３６でキャリヤー５０に連結
される。停止装置はキャリヤー５０を解除し、コンベヤー２４は、次の加工のた
めにキャリヤー５０を圧力リリーフステーション３６から移動させる。次の加工
は、単にキャリヤー５０を開き、接着工作物１０を取り出すこと、もしくはキャ
リヤー５０および別のコンベヤー３８上の接着工作物１０を次の加工ステーショ
ンに運ぶことである。停止装置、真空および圧力適用、マイクロ波炉、ならびに
ロボット腕の制御は、熟練技術者が容易に設定できる従来のコンピュータ制御に
より達成される。
【００７７】 ここに、図７Ａ−７Ｂを参照すると、本発明の態様に従って工作物を加工処理
するための好ましいキャリヤー５０が図示されている。
【００７８】 図示されたキャリヤー５０は、上部隔膜部材８２及び下部隔膜部材８０から形
成された隔膜アッセンブリーを含み、それらの隔膜はそれぞれ矩形の上方及び下
方部分５４及び５６の間にサンドイッチされている。好ましくは、それらの隔膜
はマイクロ波エネルギーに対して透明である。例えば、シリコーンゴムは、隔膜
材料として好ましい。上方及び下方部分５４及び５６は、１対のヒンジ５８を介
して、それぞれ、隣接する縁部５４ａ及び５４ｂに沿ってピボット接合されてい
る（図７Ｄ）。操作中に、上方部分５４は、図７Ｂに図示されているように、下
方部分５６の上に重なる。
【００７９】 ここに、図７Ａ及び７Ｂを参照すると、キャリヤー５０の周縁部がより詳細に
図示されている。キャリヤー５０の上方部分５４は上方枠６０及び上方クランプ
板６２を含み、それらは上方部分５４の外周部の周りに延在しそして多数のファ
スナー６３によって一体に固結されている。弾性材料から作られた密封部材６１
が上方クランプ板６２の底面に結合されている。好ましくは、上方枠６０及び上
方クランプ板６２は、アルミニウムあるいは同様な剛性及び強度を有する他の軽
量材料から作られる。上方枠６０及び上方クランプ板６２の間に固定されている
ものは、上部膜８２の外周縁部８２ａであり、これは以下に詳しく説明する。密
封部材６１は、上方部分５４が下方部分５６へ接近された時に、上部膜８２の上
面に圧力を掛けて、マニホールド８６とそれとの接触を促進する。
【００８０】 キャリヤー５０の下方部分５６は、多数のファスナー６７によって一体に固結
されている下方クランプ板６４、支持板６５及びＵ字形下方枠６６を含む。下方
クランプ板６４及び下方枠６６は、下方部分５４の外周部の周りに延在している
。好ましくは、そのクランプ板６４及び下方枠は、アルミニウムあるいは同様な
剛性及び強度を有する他の軽量材料から作られ、そして支持板６５は比較的硬質
のプラスチック物質から作られる。支持板６５及び枠６６の表面の間に固定され
ているものは、膜８４の外周縁部８２ａであり、これも以下に詳しく説明する。
密封部材、好ましくはシリコーン・ビード、はマニホールド８６と下方膜８４と
の間に恒久的に固定される。１対の開口溝９５が下方部分５６の側部へ取付けら
れ、ロッボト・アーム２９を受けるような寸法とされている。
【００８１】 隔膜アッセンブリー８０は、周縁に沿ってマニホールド８６ヘ密封されて、工
作物を受け入れるための室を間に形成している上部隔膜部材８２及び下部隔膜部
材８０を含む。図７Ａに図示されているように、マニホールド８６はキャリヤー
５０の内周の周りに延在する。好ましくは、マニホールド８６は、約１気圧の真
空に耐えるに十分な強度の高分子、またはアルミニウムのようなその他の材料か
ら作られる。概して円形の断面形状を有するように図示されているが、マニホー
ルド８６は、種々の断面形状を有し得る。
【００８２】 翻って、図７Ｂ及び７Ｃを参照すると、それぞれの上方及び下方部材８２及び
８４の周縁部８２ａ及び８２ｂは、図示されるように、マニホールド８６のそれ
ぞれの部分に巻き付いて上方及び下方膜８２及び８４の間に密閉室を形成してい
る。マニホールド８６は、上方及び下方膜８２及び８４の分離点近くに位置する
多数の孔９０を含む。従って、マニホールド８６の中に真空が発生されると、そ
の室内の空気は孔９０を経て排除される。その室内に工作物が配置され、そして
室内に真空が発生されると、上方及び下方膜８２及び８４は、図７Ｂに示される
ように、一緒に押されて、それにより工作物に圧縮力を掛ける。図７Ｂに示され
る工作物は、外底基材１２、中底基材１６及び上側底１７を含み、これらは一緒
に接着された後に完成靴をなす。加工中に最後のＬは上方にとどまり、従って上
方はその形状を維持し、上方膜によって加えられる圧力を他の基材へ伝える。
【００８３】 マニホールド８６に真空を掛ける前に、膜８２及び８４は、図７Ｃに示される
ように、マニホールド８６の上及び下面から接線方向に延在する概して平坦な形
状にある。密封部材６９も下方膜８２及びマニホールド８６の下面に沿う真空の
初期の引きを促進する。
【００８４】 密封室内の真空を駆逐するために、空気が、マニホールド８６を貫通して形成
され、空気入口７０と連通している孔（図示せず）を経てマニホールド８６へ導
入される。空気入口７０は、圧力解放部門３６のところの真空源へ接続されてい
る。密封室内に真空を発生させるために、空気出口７２と連通している別の孔８
８を経てマニホールド８６から除去される。空気出口７２は、圧力印加部門のと
ころの真空源へ接続されている。図示された具体例において、空気入口７０及び
空気出口７２の両者は、それぞれ逆止め弁７６及び７４を含み、接着加工中に膜
８２及び８４の間の室内に引かれた真空の存在を可能とする。逆止め弁７４、７
６は、マイクロ波炉中で生じる加工に耐えることができる部品の慣用弁である。
【００８５】 好ましくは、キャリヤーはマイクロ波透明材料から作られる。例えば、シリコ
ーンゴムのシート材はキャリヤー５０の膜８２、８４のために好ましい。熟練実
務家は、枠、膜及びマニホールドは全て、適当な、実質的にマイクロ波透明な材
料、あるいはさもなければマイクロ波エネルギーへの露出に適当な材料、から選
択され得ることを認める。例えば剛性部品はアルミニウム、カーボネート、 その他の実質的に剛性の組成物から作ることができる。アルミニウムはマイクロ
波エネルギーに露出された時に炉内で電弧を生じるうる金属であるが、金属枠は
金属を炉から電気絶縁して電弧発生を実質的に抑制する材料で処理または被覆さ
れ得る。同様に、マニホールドは、シリコーンゴムまたはその他の所要の真空を
形成し得る組成物、殊にエラストマー、から製造できる。そして膜は、シリコー
ンゴムシート材または、キャリヤーの封鎖容積内に真空が引かれた時に、工作物
の形状に従いそれに圧力を掛けることができるその他の材料から製造できる。
【００８６】 真空は、膜８２及び８４そしてマニホールド８６によって形成された容積から
任意の公知装置で引かれる。例えば、ニードルは、キャリヤー５０自己密封部に
差し込んで、真空をそのニードルを介して引き、そしてそのニードルを取り去る
ことができる。その自己密封部は真空を中に封じ込める。好ましくは、圧力印加
部門２７及び圧力解放部門３６でそれぞれ慣用真空／加圧迅速断絶器を用いて、
真空を引き、そして真空を解放する。
【００８７】 平坦部、または一定の寸法及び形状の少なくとも一つの部分を有する工作物を
加工処理するために、本発明のユニバーサルキャリヤーの隔膜の少なくとも一部
は、硬質であり得る。その硬質部分は、平坦であってよく、あるいは一定の寸法
及び形状を有する工作物の部分に従うように成型されていてよい。
【００８８】 典型的には運動靴の製造のように各工作物の寸法及び形状が、硬質キャリヤー
の使用を妨げる程に他の工作物と著しく異なるとき、二つのフレキシブル隔膜を
有するユニバーサルキャリヤーを使用するのが好ましい。そのような場合に、支
持板６５は、キャリヤーの底面の平面上の所定位置工作物を保持する機能をする
。図７Ａに点線で示された孔７１は支持板６５を貫通して形成され、真空が引か
れ始めた時に隔膜８４が支持板へ貼りつくのを防止する。工作物がキャリヤー内
に挿入された時にキャリヤー５０の底平面より下へ隔膜６４が垂れ下がるのを防
止するのに十分な支持が与えられ限り、より軽量形の支持板６５を用いることが
できる。例えば図７Ｅに示されるように、堅いプラスチック材料から作られた格
子状細帯７３を支持のために使用できる。
【００８９】 上方隔膜８２は、図７Ｂに示されるように、上側を含む工作物に従うような寸
法とされた１対の膨らみ８７を含んでいてよい。膨らみ８７を含む上部膜を用い
て、図１Ａ及び１Ｂに示されるような靴底構造を組み立てることもできる膜８２
、８４の一方または両方は、内面、すなわち工作物と接する側にエンボスまたは
組織模様表面を有してよい。エンボスまたは組織模様表面を有する膜の外側表面
もエンボスまたは組織模様付きでよい。殊に、膜の外面は内側とは「逆の」組織
模様またはエンボスを有してよい。もちろん、外側は平滑でもよい。組織模様ま
たはエンボス模様付き内側表面は、全容積が排気される前に膜同士が一緒になっ
て、閉鎖されたよう井関からの真空引きを排除するようになる傾向に抵抗するこ
とによって、膜８２、８４により閉鎖された容積の全体からにおける真空引きの
能力を強める。図７Ｅ及び７Ｆは、下方膜８４の上部内面を図示しており、これ
は流動溝を画定する複数の隆起突起８５を有する。なんんらかの不排気または不
十分排気部分は、典型的には、工作物の近くの部分であり、封鎖容積の全体の排
気の不可能は工作物の適切な接合を確保するのに十分な圧力の適用を排除するこ
とがある。
【００９０】 マニホールド８６は、膜８２、８４の間の工作物を包囲する真空を確立し、維
持する能力を与えるように、膜８２、８４またはそれらを保持する枠の間に密封
を形成する。
【００９１】 図示されたキャリヤー５０は、靴底の寸法及び形状に関係なく全ての靴底の組
み立てに使用できる。その中に選られる真空は、良好な接合を溜めに必要とされ
る圧力を与えるのに十分である。
【００９２】 加工装置の残りの部分、すなわち、可変周波数マイクロ波炉、今や接合された
組み立て体を含むキャリヤーを取り出す装置、及びキャリヤーから接合された組
み立て体を取り出す装置は、ここに与えられた指針によって、熟練実務者により
選択され得る。炉からキャリヤーを取り出し、別個にそれから回収される接合済
み組み立て体を取り出すための手段は、追加の加工に合うように選択される。例
えば、ある人は、接合された組み立て体が未だキャリヤーの中にある時に更なる
加工を実施しようと考えるであろう、そのキャリヤーは開口され、あるいは閉じ
たままであり得る。殊に。加工者はマイクロ波処理の後に接合された組み立て体
を迅速に冷却して変形を防ぐのを好むであろう。そのような場合に、ある人は接
合された組み立て体を閉じられたキャリヤーの中に置いたままキャリヤーを冷却
して、それにより接合組み立てたいが所要の形状を保持できるようにすることを
好むであろう。上述のように、そのような冷却は、冷液体中への浸漬または冷液
体の噴霧、冷却表面との接触、あるいは解放棚での空冷のような任意の方式で実
施できる。あるいは、加工者は、工作物をキャリヤーから取り出し、冷媒と直接
に接触させるのを好むこともある。適当な装置は、ここに与えられた指針によっ
て熟練実務家により選択され得る。
【００９３】 そのような装置において必要とされる種々の安全防御及び工程順序装置は、高
知であり、従ってここでは詳しく述べない。例えば、炉からマイクロ波エネルギ
ーが漏出しないことを確保するシールまたはインターロックのような安全設備を
備えることは適当である。また炉内での工作物の移動は、マイクロ波エネルギー
の印加と同調されるべきである。これら及びその他の装置及び制御は熟練実務者
によって選択され得る。
【００９４】 上記の開示は、本発明を一般的に説明する。以下実施例は、より完全な理解を
得ることができる特定の具体例を説明する。いかの特定な実施例は、説明の目的
のためだけに与えられており、本発明の範囲を限定する意図のものではない。
【００９５】
【実施例】
実施例１ 熱可塑性接着剤を用いて接着させたアセンブリーの剥離強さ この実施例で記載される材料の長方形クーポンを、可変周波数マイクロ波炉内
でマイクロ波エネルギーに暴露させることにより接着させた。
【００９６】 Ａ．ブチルゴム／ニトリルゴムブレンドであるＢＲＳ１００を、熱可塑性接着
剤であるBemis 5251で塗布した。第２のＢＲＳ１００基材層を加えて工作物を形
成した。工作物を、０．２秒の掃引（sweep）速度で約４．６ＧＨｚ〜約６．１ ＧＨｚの周波数範囲のマイクロ波エネルギーで約１分間照射した。所望の温度ま
での均一な加熱が達成されたけれども、接着強さは約２．５ｋｇ／ｃｍ未満であ
った。接着強さは、ＢＲＳ１００をネオプレンフィルムで被覆することにより、
許容できるレベル、即ち２．５ｋｇ／ｃｍ以上に改善された。
【００９７】 Ｂ. 運動靴の靴底の外側に適しているような、ネオプレン被覆ゴムを、Bemis Co. から入手可能な３つのタイプの熱可塑性接着剤を用い、運動靴の中底に適
しているような、エチレンビニルアセテートフォームに接着させた： （１）カーボン充填ポリエステルベース（Bemis C5251）； （２）未充填ポリエステルベース（Bemis 5251）；及び （３）ポリオレフィンベース（Bemis 6218）。
【００９８】 各々の工作物を、０．２秒の掃引速度で約４．６ＧＨｚ〜約６．１ＧＨｚの周
波数範囲のマイクロ波エネルギーで約１〜１．５分間照射した。クーポンは、６
インチ×２インチであった。
【００９９】 次いで、得られた接着アセンブリーを、各試料に対して破壊モード及び剥離強
さを測定するために剥離試験に委ねた。
【０１００】 ポリエステルをベースとする接着剤を含有する各接着アセンブリーは、エチレ
ンビニルアセテート／接着剤界面で破壊した。これに反した、ポリオレフィンを
ベースとする接着剤を含有する各接着アセンブリーは、ゴム／接着剤界面で破壊
した。これらの実施例は、接着されるべき基材のために適した接着剤を選択する
必要性を強調した。
【０１０１】 Ｃ. この実施例のパートＡ及びパートＢの結果を考慮して、エチレンビニル アセテートの６インチ×１インチのクーポンを、以下の工作物を形成することに
よりネオプレンゴムに接着させた：１層のネオプレン被覆ゴム；ポリオレフィン
をベースとする接着剤；２層のカーボン充填ポリエステルをベースとする接着剤
；及び１層のエチレンビニルアセテート。
【０１０２】 工作物を、０．２秒の掃引速度で４．６〜６．１ＧＨｚの周波数範囲のマイク
ロ波エネルギー及び公称入力２５０Ｗで照射した。加熱時間を、以下に記載する
ように変化させた。接着したアセンブリーについて得られた剥離強さ及び破壊モ
ードを、以下の表に示す：
【０１０３】
【表１】
【０１０４】 Ｄ. 工作物を以下の記載に従って形成した：ポリウレタン基材、ポリエステ ルをベースとする接着剤、ネオプレン被覆ゴム。工作物を、０．２秒の掃引速度
で約４．６ＧＨｚ〜約６．１ＧＨｚの周波数範囲のマイクロ波エネルギーで約１
〜１．５分間照射した。ゴムは、接着したアセンブリーを離層する試み中に著し
く伸長した。剥離強さは、容易に２．５ｋｇ／ｃｍを超え、そして幾つかの試料
に対して７ｋｇ／ｃｍほどであった。 実施例２ 運動靴工作物の加工 ネオプレンゴムの靴底の外側、ナイロンシャンク、及びエチレンビニルアセテ
ートフォーム中底から成る複数の工作物を、H. B. Fuller HL 6444接着剤用いて
組み立てた。ナイロンシャンクを、完成した加工品内の他の基材により完全に囲
んだ。接着剤の接着温度は、１７０℃であった。
【０１０５】 １７０℃の温度に達しているかどうかを示す紙を、靴底の外側／シャンクアセ
ンブリーの上に置いた。アセンブリーをマイクロ波炉内に置いた。工作物を、０
．２秒の掃引速度で５．５８５〜６．４２５ＧＨｚの周波数範囲の１．５ｋＷマ
イクロ波エネルギーで照射した。温度を示す紙は、１７０℃の接着温度が接着剤
中で実質的に均一に達成されていることを示した。
【０１０６】 次いで、工作物を完成させそして以下の方法（これらの各々は、本発明の実施
態様である）の１つに従って加工した。各々の工作物を、圧力を工作物の周囲に
均一に加えるために排気されたキャリヤー中に置いた。可変周波数マイクロ波炉
の寸法は、１２インチ×１２インチ×１０インチであった。
【０１０７】 Ａ. エチレンビニルアセテートフォーム基材を、靴底の外側／シャンクアセ ンブリー上の適切な場所に置き次いで工作物をマイクロ波炉内に入れた。工作物
を、０．２秒の掃引速度で５．５８５〜６．４２５ＧＨｚの周波数範囲の１．５
ｋＷマイクロ波エネルギーで照射した。接着は、４０秒で達成された。
【０１０８】 Ｂ. 靴底の外側／シャンクアセンブリーを、９０℃に加熱した。エチレンビ ニルアセテート基材を、適切な場所に置き次いで工作物を５．５８５〜７．０Ｇ
Ｈｚの周波数範囲の１．２ｋＷマイクロ波エネルギーで２５〜３０秒間加工した
。１７０℃の接着温度に達しそして接着が達成された。靴底の外側の底面の温度
は、加工後に９０℃であった。
【０１０９】 Ｃ. ２個の靴底の外側／シャンクアセンブリーを、９０℃に加熱する。エチ レンビニルアセテート基材を、各アセンブリー上の適切な場所に置き次いで工作
物を５．５８５〜７．０ＧＨｚの周波数範囲の２ｋＷマイクロ波エネルギーで２
５〜３０秒間加工する。１７０℃の接着温度に達しそして接着が達成される。
【０１１０】 Ｄ. ２個の靴底の外側／シャンクアセンブリーを、１３０℃に加熱する。エ チレンビニルアセテート基材を、各アセンブリー上の適切な場所に置き次いで工
作物を５．５８５〜７．０ＧＨｚの周波数範囲の２ｋＷマイクロ波エネルギーで
２０秒間加工する。１７０℃の接着温度に達しそして接着が達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ−１Ｂ】 多重基材層を有する工作物を図示する。
【図２】 候補接着ドーパントの種々の混合物の加熱速度を要約する。
【図３】 選択された濃度で炭素繊維により非ドープおよびドープされたホットメルト接
着剤の加熱速度を要約する。
【図４】 粉末および繊維形の候補ドーパントにより非ドープおよびドープされた別のホ
ットメルト接着剤の加熱速度を要約する。
【図５】 本発明による工作物を加工するフローチャートである。
【図６】 本発明による運動靴を加工する系の線図である。 本発明の万能キャリヤーの好ましい実施態様を描く。
【図７Ａ】 上面部分が除去されたキャリヤーの平面図である。
【図７Ｂ】 断面図であり、一部除去して一般に図７Ａの線７Ｂ−７Ｂに沿って取られたチ
ャンバー内の靴工作物で、ダイヤフラムチャンバーに加えられた真空を有する膜
の位置を図示する。
【図７Ｃ】 図７Ｂと同じ図で、真空がダイヤフラムチャンバーに加えられず、キャリヤー
の上面が回転して開いているときの膜の位置を図示する。
【図７Ｄ】 一般に図７Ａの線７Ｄ−７Ｄに沿って取られたキャリヤーの端面図である。
【図７Ｅ】 キャリヤーの内部の一部を図示する拡大平面図である。
【図７Ｆ】 ダイヤフラムチャンバーの膜の１つの一部の断面図であり、１つの表面の浮出
し模様を図示する。
【手続補正書】
【提出日】平成１３年２月２日（２００１．２．２）
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２】
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図３】
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図４】
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正内容】
【図５】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０９Ｊ 201/00 Ｃ０９Ｊ 201/00 (72)発明者 マクナイト，トーマス アメリカ合衆国メリーランド州20904，シ ルバー・スプリング，ノースウィン・ドラ イブ 14024 (72)発明者 オモハンドロ，ロイ・リン アメリカ合衆国オレゴン州97070，ウィル ソンビル，サウス・ウエスト・ウィルソン ビル・ロード 10660，ナンバー 36 (72)発明者 バティスタ，ジョン・エイ，ジュニア アメリカ合衆国コロラド州80301，ボール ダー，ツイン・レイクス・ロード 6853 (72)発明者 ペトルッチ，リチャード・ジェイ アメリカ合衆国コロラド州80206，デンバ ー，クック・ストリート 1136 Ｆターム(参考） 4F071 AA12A AA12B AA13B AA14A AA15B AA21B AA22A AA24A AA28B AA41A AA42A AA43A AA50A AA51A AA53A AA53B AA54A AA58A AA60A AA62A AA64A AF43 AG12 AG14 AG28 AG29 AH19 CA01 CA07 CB02 CC02 CD02 CD03 4F073 AA01 BA04 BA06 BA19 BA21 BA22 BA23 BA26 BA27 BA28 BA29 BA31 BA32 BA33 BB02 CA53 HA05 HA06 HA12 4F211 AA42 AA45 AD05 AD08 AD17 AG03 AH67 AK11 AR06 TA03 TC02 TD11 TH06 TH10 TJ13 TJ15 TJ29 TN13 TN43 TN44 TN46 TN47 TN48 TN49 TW15 4J040 CA051 DA001 DB031 EB031 EB091 EB111 EB131 EC001 ED001 EE061 EF001 EG001 EH021 EH031 EJ021 EJ031 EK031 EL021 EL031 JA01 JB07 PA32 PA33

Claims (75)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 それぞれ変形温度を有する複数の基材および、少なくとも１
    つの基材を実質的に変形させずに接着堆積体を形成させるために、少なくとも１
    つの基材の該変形温度よりも高い活性化温度を有する接着剤を含む工作物を接着
    させる方法であって、前記方法が 該工作物に可変周波数のマイクロ波エネルギーを、該少なくとも１つの基材に優
    先して該接着剤を加熱するように選ばれた周波数で照射して、該接着剤を該工作
    物に接着させて、少なくとも１つの基材をその変形温度を上回る温度に実質的に
    加熱することなく、接着堆積体を形成させる工程を含む方法。
  2. 【請求項２】 該工作物に照射する前に、該工作物に圧力を加える実質的に
    マイクロ波が透過するキャリヤー中に該工作物を入れることによって該工作物に
    実質的に均一の圧力を加えることをさらに含む請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 該接着堆積体が形成されるまで実質的に均一の圧力を維持す
    ることをさらに含む請求項２記載の方法。
  4. 【請求項４】 該工作物に照射する工程後に該工作物を冷却する工程をさら
    に含む請求項１記載の方法。
  5. 【請求項５】 該冷却工程が該工作物をエアクエンチング（ａｉｒ ｑｕｅ
    ｎｃｈｉｎｇ）することを含む請求項４記載の方法。
  6. 【請求項６】 該接着剤が無溶剤である請求項１記載の方法。
  7. 【請求項７】 該接着剤が、高分子量ポリオレフィン、ビニルポリマー、ポ
    リカーボネート、ポリアミド、ポリスチレン、ポリエーテルイミド、ポリアリー
    レンスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンオキシド、ポリエー
    テルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ならびにそれらの混合物及びコポ
    リマーからなる群から選ばれる熱可塑性ポリマーを含む請求項６記載の方法。
  8. 【請求項８】 該接着剤が、エポキシ、フェノールホルムアルデヒド、尿素
    ホルムアルデヒド、メラミンホルムアルデヒド、ポリエステル、ポリウレタン、
    シアネートエステル、ポリブタジエン、アルキャルズ（ａｌｋｙａｌｓ）、ポリ
    イミド、アミノ樹脂及びシリコーンならびにそれらの混合物及びコポリマーから
    なる群から選ばれる熱硬化性ポリマーを含む請求項６記載の方法。
  9. 【請求項９】 該接着剤が、第１のマイクロ波に感じやすい成分及び第２の
    マイクロ波に感じやすい成分の混合物を含む請求項６記載の方法。
  10. 【請求項１０】 それぞれ変形温度を有する複数の基材および、少なくとも
    １つの基材を実質的に変形させずに接着堆積体を形成させるために、少なくとも
    １つの基材の該変形温度よりも高い活性化温度を有する接着剤を含む工作物を接
    着させる方法であって、前記方法が 該工作物を該少なくとも１つの基材に優先して該接着剤を加熱するように選ばれ
    た周波数のエネルギーで照射して該接着剤を該工作物に接着させて、該少なくと
    も１つの基材の一部をその変形温度を上回る温度に実質的に加熱することなく接
    着堆積体を形成させる工程を含む方法。
  11. 【請求項１１】 該工作物に照射する前に、該工作物に圧力を加える実質的
    にマイクロ波が透過するキャリヤーの中に該工作物を入れることによって該工作
    部に実質的に均一な圧力を加えることをさらに含む請求項１０記載の方法。
  12. 【請求項１２】 該接着堆積体を形成するまで該実質的に均一な圧力を維持
    することをさらに含む請求項１０記載の方法。
  13. 【請求項１３】 該工作物に照射する工程後に該工作物を冷却する工程をさ
    らに含む請求項１０記載の方法。
  14. 【請求項１４】 該冷却工程が該工作物をエアクエンチングすることを含む
    請求項１３記載の方法。
  15. 【請求項１５】 該接着剤が無溶剤である請求項１０記載の方法。
  16. 【請求項１６】 該接着剤が、高分子量ポリオレフィン、ビニルポリマー、
    ポリカーボネート、ポリアミド、ポリスチレン、ポリエーテルイミド、ポリアリ
    ーレンスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンオキシド、ポリエ
    ーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ならびにそれらの混合物および
    コポリマーからなる群から選ばれる熱可塑性ポリマーを含む請求項１５記載の方
    法。
  17. 【請求項１７】 該接着剤が、エポキシ、フェノールホルムアルデヒド、尿
    素ホルムアルデヒド、メラミンホルムアルデヒド、ポリエステル、ポリウレタン
    、シアネートエステル、ポリブタジエン、アルキャルズ、ポリイミド、アミノ樹
    脂およびシリコーンならびにそれらの混合物およびコポリマーからなる群から選
    ばれる熱硬化性ポリマーを含む請求項１５記載の方法。
  18. 【請求項１８】 該接着剤が第１のマイクロ波に感じやすい成分及び第２の
    マイクロ波に感じやすい成分の混合物を含む請求項１５記載の方法。
  19. 【請求項１９】 履物部材及び接着剤を含む工作物を接着して該工作物を実
    質的に変形させずに接着堆積体を形成させる方法であって、 該工作物に該接着剤を加熱するように選ばれた周波数の可変周波数のマイクロ数
    エネルギーを照射して、該工作物を実質的に加熱せずに、該接着剤を該部材に接
    着させる工程を含む方法。
  20. 【請求項２０】 履物部材が靴底部分を含む請求項１９記載の方法。
  21. 【請求項２１】 １つの履物部材が中底を含み他の履物部材が外底を含む請
    求項２０記載の方法。
  22. 【請求項２２】 該工作物に照射する工程後に該工作物を冷却する工程をさ
    らに含む請求項１９記載の方法。
  23. 【請求項２３】 該冷却工程が該工作物をエアクエンチングすることを含む
    請求項２２記載の方法。
  24. 【請求項２４】 該接着剤が無溶剤である請求項１９記載の方法。
  25. 【請求項２５】 該接着剤が、高分子量ポリオレフィン、ビニルポリマー、
    ポリカーボネート、ボリアミド、ポリスチレン、ポリエーテルイミド、ポリアリ
    ーレンスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンオキシド、ポリエ
    ーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ならびにそれらの混合物および
    コポリマーからなる群から選ばれる熱可塑性ポリマーを含む請求項１９記載の方
    法。
  26. 【請求項２６】 該接着剤が、エポキシ、フェノールホルムアルデヒド、尿
    素ホルムアルデヒド、メラミンホルムアルデヒド、ポリエステル、ポリウレタン
    、シアネートエステル、ポリブタジエン、アルキャルズ、ポリイミド、アミノ樹
    脂およびシリコーンならびにそれらの混合物およびコポリマーからなる群から選
    ばれる熱硬化性ポリマーを含む請求項１９記載の方法。
  27. 【請求項２７】 該接着剤が第１のマイクロ波に感じやすい成分および第２
    のマイクロ波に感じやすい成分の混合物を含む請求項１９記載の方法。
  28. 【請求項２８】 履物の表革から形成される補足的基材をさらに含む請求項
    ２１記載の方法。
  29. 【請求項２９】 マイクロ波エネルギーを照射する工作物に圧力を加える装
    置であって、 対向する上部および下部を含む硬質フレーム；および 前記上部および下部フレーム間に配設されるダイアフラム堆積体 を含む装置において、 前記ダイアフラム堆積体が実質的にマイクロ波を透過させる上部および下部の膜
    を含み、その周辺部分に沿ってマニホールドに封止されて前記上部および下部膜
    の対向する内面間にチャンバーを形成し、前記チャンバーはその中に工作物を受
    け入れ、そして前記上部および下部の膜の少なくとも１つが可撓性であるように
    設計され、前記マニホールドは前記チャンバーからの空気の除去を容易にするた
    めの少なくとも１つの開口部および前記マニホールドからの空気の除去を容易に
    するための少なくとも１つの開口部を含む装置。
  30. 【請求項３０】 前記の頂部および底部フレーム部分が隣接する縁部分に沿
    ってピボット式に接続されている、請求項２９による装置。
  31. 【請求項３１】 前記フレームが電気絶縁材料で被覆されて、該フレームが
    マイクロ波の照射に曝露されるときアーク放電を抑制するようになっている、請
    求項２９による装置。
  32. 【請求項３２】 前記フレームが実質的にマイクロ波透過性の材料から作ら
    れている、請求項２９による装置。
  33. 【請求項３３】 前記マニホールドも、該マニホールドへの空気の導入を容
    易にするための少なくとも１個の開口を含んでいる、請求項２９による装置。
  34. 【請求項３４】 前記の上部および下部膜の内側表面の少なくとも一方が、
    前記チャンバー内からの空気の除去を容易にするための隆起模様を含んでいる、
    請求項２９による装置。
  35. 【請求項３５】 前記の上部および下部膜がシリコーンゴムから形成されて
    いる、請求項２９による装置。
  36. 【請求項３６】 前記の上部および下部膜が共に可撓性である、請求項２９
    による装置。
  37. 【請求項３７】 前記の可撓性下部膜の下に実質的に剛性の支持部材を含ん
    で、該下部膜が前記装置の最低限度よりさらに下まで曲がるのを防ぐようになっ
    ている、請求項３６による装置。
  38. 【請求項３８】 複数の基板を含んで成る工作物を結合するためのシステム
    にして、次の： 複数の基板にして、それら基板間に接着剤が配されている該基板から形成され
    ている工作物に圧力を印加するための手段；および 該工作物にマイクロ波エネルギーを照射して該接着剤を加熱するための手段；
    を含んで成る上記のシステム。
  39. 【請求項３９】 複数の加工ステーションおよび前記工作物を該加工ステー
    ション間を移動させるための手段を含んでいる、請求項３８によるシステム。
  40. 【請求項４０】 前記工作物を前記加工ステーションの所で支持するための
    担持手段を含み、そして前記圧力印加手段が、該工作物を該支持手段で支持しな
    がら、該工作物に圧力を印加する、請求項３９によるシステム。
  41. 【請求項４１】 前記圧力印加手段が、前記照射手段で前記工作物に照射し
    ながら、該工作物に圧力を印加する、請求項３８によるシステム。
  42. 【請求項４２】 前記工作物が複雑な外表面を有するもので、その複雑な外
    表面の実質的に全面に前記圧力印加手段で圧力を印加する、請求項４１によるシ
    ステム。
  43. 【請求項４３】 前記圧力印加手段が、前記照射手段で前記工作物に照射し
    ながら、該工作物に圧力を印加する、請求項４０によるシステム。
  44. 【請求項４４】 前記工作物が複雑な外表面を有するもので、その複雑な外
    表面の実質的に全面に前記圧力印加手段で圧力を印加する、請求項４３によるシ
    ステム。
  45. 【請求項４５】 圧力印加ステーションとマイクロ波エネルギー照射ステー
    ションとを含み、該圧力印加ステーションと該マイクロ波エネルギー適用ステー
    ションとの間を前記移動手段が前記支持手段を移動させる、請求項４０によるシ
    ステム。
  46. 【請求項４６】 前記工作物にマイクロ波エネルギーを照射するための手段
    が、該工作物に可変周波数マイクロ波エネルギーを照射する手段から成る、請求
    項３８によるシステム。
  47. 【請求項４７】 前記工作物に可変周波数マイクロ波エネルギーを照射する
    手段が、前記基板の実質的な部分を該基板それぞれの変形温度より高い温度に加
    熱することなく前記接着剤を加熱するように選ばれたマイクロ波周波数の少なく
    とも１つの窓により掃引するための手段を含む、請求項４６によるシステム。
  48. 【請求項４８】 前記工作物に圧力を印加するための手段が、次の： 対向する頂部および底部の両部分を含む堅いフレーム；および 該頂部および底部フレーム部分間に配置された隔壁堆積体； を含んで成り、ここで 該隔壁堆積体は実質的にマイクロ波透過性の上部および下部膜を含んで成り、
    該上部および下部膜をそれらの周縁部分に沿ってマニホールドに封止することに
    よって該上部および下部膜の対向する内側表面間にはチャンバーが形成されてお
    り、該チャンバーはその内部に工作物を収容するような形に形成されており、そ
    して該上部および下部膜の少なくとも一方は可撓性となっており、そして 該マニホールドは該チャンバーからの空気の除去を容易にするための少なくと
    も１個の開口、および該マニホールドからの空気の除去を容易にするための少な
    くとも１個の開口を含んでいる、請求項３８によるシステム。
  49. 【請求項４９】 前記の頂部および底部フレーム部分が隣接する縁部分に沿
    ってピボット式に接続されている、請求項４８によるシステム。
  50. 【請求項５０】 前記フレームが電気絶縁材料で被覆されて、該フレームが
    マイクロ波の照射に曝露されるときアーク放電を抑制するようになっている、請
    求項４８によるシステム。
  51. 【請求項５１】 前記フレームが実質的にマイクロ波透過性の材料から作ら
    れている、請求項４８によるシステム。
  52. 【請求項５２】 前記マニホールドも該マニホールドへの空気の導入を容易
    にするための少なくとも１個の開口を含んでいる、請求項４８によるシステム。
  53. 【請求項５３】 前記の上部および下部膜の内側表面の少なくとも一方が、
    前記チャンバー内からの空気の除去を容易にするための隆起模様を含んでいる、
    請求項４８によるシステム。
  54. 【請求項５４】 前記の上部および下部膜がシリコーンゴムから作られてい
    る、請求項４８によるシステム。
  55. 【請求項５５】 空気をマニホールドから除去してチャンバー内に真空をつ
    くる手段をさらに含む、請求項４８記載のシステム。
  56. 【請求項５６】 空気をマニホールド内に導入してチャンバー内の真空を破
    る手段をさらに含む、請求項４８記載のシステム。
  57. 【請求項５７】 上部及び下部メンブランが柔軟である、請求項４８記載の
    装置。
  58. 【請求項５８】 柔軟な下部メンブランが装置の最下部限界より下に屈曲し
    ないように、下部メンブランの下に実質的に硬質の支持メンブランを含む、請求
    項５７記載の装置。
  59. 【請求項５９】 素材の複数の基材を結合するための結合工程を実施するた
    めのシステムであって、 結合工程の間、複数の基材を支持するためのキャリア、 キャリアをシステム中の複数のステーションに移動するための輸送機構、 基材間に接着剤を有する複数の基材が素材へと組み立てられる組立ステーショ
    ン、 組立てられた素材をキャリア上へ載せる積載ステーション、 素材同士を保持するためにキャリアによって圧力がかけられる、加圧ステーシ
    ョン、及び 基材同士を接着剤で結合するための、キャリア内に支持された素材にマイクロ
    波を適用する、マイクロ波エネルギー適用ステーション を含む、システム。
  60. 【請求項６０】 マイクロ波エネルギー適用ステーションにおけるマイクロ
    波の適用の後に素材が冷却される冷却ステーションをさらに含む、請求項５９に
    記載のシステム。
  61. 【請求項６１】 堆積ステーション及び積載ステーションが輸送機構にそっ
    て単一の位置に位置している、請求項５９に記載のシステム。
  62. 【請求項６２】 輸送機構が、キャリアを積載ステーションから加圧ステー
    ションに移動させるためのコンベアを含む、請求項６０に記載のシステム。
  63. 【請求項６３】 輸送機構がキャリアを積載ステーションから加圧ステーシ
    ョンに移動させるためのコンベア、並びにキャリアをコンベアからマイクロ波適
    用ステーション内に移動させ、そしてをマイクロ波適用ステーションから冷却ス
    テーションに移動させるための輸送機構を含む、請求項５９に記載のシステム。
  64. 【請求項６４】 マイクロ波適用ステーションが、素材に可変周波数のマイ
    クロ波エネルギーを放射するための放射装置を含む、請求項５９に記載のシステ
    ム。
  65. 【請求項６５】 放射装置が、基材を実質的にそれぞれの基材の変形温度よ
    り高い温度へ加熱することなく接着剤を加熱するために、選択されたマイクロ波
    周波数の少なくとも１つの窓で素材を掃引するための機構を含む、請求項６４に
    記載のシステム。
  66. 【請求項６６】 キャリアが、 対立する頂上部と底部を含む硬質フレーム、及び 該頂上部と底部フレーム部の間に配置された隔壁堆積体を含み、 隔壁堆積体が、実質的にマイクロ波に透明な、周辺端部に沿ってマニホールドに
    シールされた上部及び下部柔軟メンブランを含み、上部及び下部メンブランの対
    立する内表面間にチャンバーを形成し、該チャンバーが素材をその中に受け入れ
    るように形成されており、 マニホールドがチャンバーからの空気の除去を容易にするための少なくとも１
    つの開口部、及びマニホールドからの空気の除去を容易にするための少なくとも
    １つの開口部を含む、 請求項５９に記載のシステム。
  67. 【請求項６７】 該頂上部及び底部フレーム部分が隣り合う端部に沿ってピ
    ボット状に連結されている、請求項６６に記載のシステム。
  68. 【請求項６８】 フレームがマイクロ波放射に曝されるときに円弧状になる
    ことを抑制するために、フレームが電気絶縁体でコートされている、請求項６６
    に記載のシステム。
  69. 【請求項６９】 フレームが実質的にマイクロ波に透明な材料で形成されて
    いる、請求項６６に記載のシステム。
  70. 【請求項７０】 マニホールドが、マニホールド内への空気の導入を容易に
    するための少なくとも１つの開口部をさらに含む、請求項６６に記載のシステム
    。
  71. 【請求項７１】 上部及び下部メンブラン内表面の少なくとも１つがチャン
    バー内からの空気の除去を容易にするための盛り上がったパターンを含む、請求
    項６６に記載のシステム。
  72. 【請求項７２】 前記上部及び下部膜がシリコンゴムから形成される請求項
    ６６記載のシステム。
  73. 【請求項７３】 前記圧適用ステーションが、前記室内に真空をつくるため
    、マニホールドから空気を除去するための装置を前記マニホールドに連結するコ
    ネクタを含む請求項６６記載のシステム。
  74. 【請求項７４】 引き続いた加工ステーションにて前記室内の真空を破壊す
    るために前記マニホールドを空気を前記マニホールドに導入する装置に連結する
    コネクタをさらに含む請求項７３記載のシステム。
  75. 【請求項７５】 前記下部膜がその最も下部の領域の下に撓むのを回避する
    ため前記装置の前記可撓性の下部膜の下に実質的に硬質の支持部材を含む請求項
    ６６記載の装置。
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