(57)【要約】【課題】接合対象や接合パターンに対応した金型を用いることなくフィルム状の樹脂材同士を接合でき、したがってコストを低減したり、接合条件の変更に柔軟に対応することが可能な接合方法の実現。【解決手段】レーザ吸収板１０の表面に、レーザに対する透過性を備えた第１の樹脂フィルム１２及び第２の樹脂フィルム１４を積層配置させる工程と、両樹脂フィルム１２，１４の表面にレーザに対する透過性を備えた押圧板１６を被せる工程と、押圧板１６の表面にレーザビームＬを照射してレーザ吸収板１０を加熱し、その伝導熱によって両樹脂フィルム１２，１４間を溶着させる工程とを備えた接合方法。【選択図】　　　　図１
2004050513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも表面がレーザに対する吸収特性を備えたレーザ吸収部材の表面に、レーザに対する透過性を備えた少なくとも２枚の樹脂フィルムを積層配置させる工程と、
該樹脂フィルム層の表面にレーザに対する透過性を備えた押圧板を被せる工程と、
該押圧板の表面にレーザビームを照射して上記レーザ吸収部材を加熱し、その伝導熱によって各樹脂フィルム間を溶着させる工程と、
を備えた樹脂フィルム間の接合方法。
【請求項２】
少なくとも表面がレーザに対する吸収特性を備えたレーザ吸収部材の表面に、レーザに対する半透過性を備えた少なくとも２枚の樹脂フィルムを積層配置させる工程と、
該樹脂フィルム層の表面にレーザに対する透過性を備えた押圧板を被せる工程と、
該押圧板の表面にレーザビームを照射して各樹脂フィルム及び上記レーザ吸収部材を加熱し、各樹脂フィルムにおける発熱とレーザ吸収部材からの伝導熱とによって各樹脂フィルム間を溶着させる工程と、
を備えた樹脂フィルム間の接合方法。
【請求項３】
少なくとも表面がレーザに対する吸収特性を備えたレーザ吸収部材の表面に、レーザに対する半透過性を備えた少なくとも１枚の樹脂フィルムと、レーザに対する透過性を備えた少なくとも１枚の樹脂フィルムを積層配置させる工程と、
該樹脂フィルム層の表面にレーザ透過性を備えた押圧板を被せる工程と、
該押圧板の表面にレーザビームを照射して半透過性樹脂フィルム及び上記レーザ吸収部材を加熱し、半透過性樹脂フィルムにおける発熱とレーザ吸収部材からの伝導熱とによって各樹脂フィルム間を溶着させる工程と、
を備えた樹脂フィルム間の接合方法。
【請求項４】
上記押圧板の表面におけるレーザビームの照射位置を、所定のパターンに従って移動させることにより、上記の各樹脂フィルム間を同パターンに沿って溶着させることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の樹脂フィルム間の接合方法。
【請求項５】
上記レーザ吸収部材が、金属板の表面に黒色系の皮膜を形成したものより構成されることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の樹脂フィルム間の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は樹脂フィルム間の接合方法に係り、特に、積層配置された樹脂フィルムにレーザビームを照射することよって、各樹脂フィルム間を溶着させる方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
これまで、フィルム状の樹脂材同士を接合する場合、熱圧着による接合方法が一般に用いられてきた。
これは、図６に示すように、積層配置させた２枚の樹脂フィルム３０，３２の一方の表面に加熱した金型３４を押し当て、両フィルム３０，３２間を溶融・圧着させるものであり、比較的短時間で接合が完了する上に、溶融部３６において高い気密性を確保できる利点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、熱圧着の場合、上記のように加熱用の金型３４を用意する必要があり、そのためのコストを要することはもちろんのこと、接合対象や接合パターンに応じて金型３４を取り換えたり作り替える必要があり、仕様変更に対する柔軟性に欠けていた。
【０００４】
この発明は、従来の接合方法が抱えていた上記問題点を解決するために案出されたものであり、接合対象や接合パターンに対応した金型を用いることなくフィルム状の樹脂材同士を接合でき、したがってコストを低減したり、接合条件の変更に柔軟に対応することが可能な接合方法の実現を目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１に記載した樹脂フィルム間の接合方法は、少なくとも表面がレーザに対する吸収特性を備えたレーザ吸収部材の表面に、レーザに対する透過性を備えた少なくとも２枚の樹脂フィルムを積層配置させる工程と、該樹脂フィルム層の表面にレーザに対する透過性を備えた押圧板を被せる工程と、該押圧板の表面にレーザビームを照射して上記レーザ吸収部材を加熱し、その伝導熱によって各樹脂フィルム間を溶着させる工程とを備えたことを特徴としている。
【０００６】
請求項２に記載した樹脂フィルム間の接合方法は、少なくとも表面がレーザに対する吸収特性を備えたレーザ吸収部材の表面に、レーザに対する半透過性を備えた少なくとも２枚の樹脂フィルムを積層配置させる工程と、該樹脂フィルム層の表面にレーザに対する透過性を備えた押圧板を被せる工程と、該押圧板の表面にレーザビームを照射して各樹脂フィルム及び上記レーザ吸収部材を加熱し、各樹脂フィルムにおける発熱とレーザ吸収部材からの伝導熱とによって各樹脂フィルム間を溶着させる工程とを備えたことを特徴としている。
【０００７】
請求項３に記載した樹脂フィルム間の接合方法は、少なくとも表面がレーザに対する吸収特性を備えたレーザ吸収部材の表面に、レーザに対する半透過性を備えた少なくとも１枚の樹脂フィルムと、レーザに対する透過性を備えた少なくとも１枚の樹脂フィルムを積層配置させる工程と、該樹脂フィルム層の表面にレーザ透過性を備えた押圧板を被せる工程と、該押圧板の表面にレーザビームを照射して半透過性樹脂フィルム及び上記レーザ吸収部材を加熱し、半透過性樹脂フィルムにおける発熱とレーザ吸収部材からの伝導熱とによって各樹脂フィルム間を溶着させる工程とを備えたことを特徴としている。
【０００８】
請求項４に記載した樹脂フィルム間の接合方法は、請求項１〜３の接合方法を前提とし、さらに、上記押圧板の表面におけるレーザビームの照射位置を、所定のパターンに従って移動させることにより、上記の各樹脂フィルム間を同パターンに沿って溶着させることを特徴としている。
【０００９】
請求項５に記載した樹脂フィルム間の接合方法は、請求項１〜４の接合方法を前提とし、さらに、上記レーザ吸収部材が、金属板の表面に黒色系の皮膜を形成したものより構成されることを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１〜図３は、この発明に係る接合方法の基本原理を示すものである。
まず、図１に示すように、レーザ吸収板１０の表面に、第１の樹脂フィルム１２及び第２の樹脂フィルム１４が積層配置されている。
また、第２の樹脂フィルム１４の表面には、所定の厚みと重さを備えた押圧板１６が載置されている。
【００１１】
上記レーザ吸収板１０は、ステンレス等の金属板の表面に黒アルマイトなどの被覆処理を施したものよりなり、半導体レーザに対して高い吸収特性を備えている。
上記第１の樹脂フィルム１２及び第２の樹脂フィルム１４は、それぞれ半導体レーザに対する高い透過性を備えた材質より構成される。
上記押圧板１６は、硬質耐熱ガラスプレートよりなり、半導体レーザに対する高い透過性を備えている。
【００１２】
しかして、上記押圧板１６の表面に図示しない半導体レーザ発振器から出力されたレーザビームＬ（波長：７８０ｎｍ〜９４０ｎｍ）を照射すると、このレーザビームＬは押圧板１６、第２の樹脂フィルム１４、第１の樹脂フィルム１２を透過してレーザ吸収板１０に到達し、その表面を加熱する。
このレーザ吸収板１０の表面において発生した熱は、第１の樹脂フィルム１２及び第２の樹脂フィルム１４に伝わり、両者を部分的に溶融させる。
この結果、図２に示すように、第１の樹脂フィルム１２及び第２の樹脂フィルム１４間が溶融部１８を介して接合される。
なお、レーザ吸収板１０は金属材より構成されているため、レーザビームＬの照射によって損傷するとはない。また、押圧板１６も所定の耐熱性を備えているため、上記の伝導熱によって溶融することはない。
最後に、図３に示すように、押圧板１６及びレーザ吸収板１０の間から第１の樹脂フィルム１２及び第２の樹脂フィルム１４を取り出す。この際、押圧板１６及びレーザ吸収板１０は、第１の樹脂フィルム１２及び第２の樹脂フィルム１４と材質が異なるため溶融部１８が付着することがなく、きれいに取り出すことができる。
【００１３】
図４は、上記接合方法の応用例を示すものであり、レーザ吸収板１０及び押圧板１６の間に長方形状の第１の樹脂フィルム１２及び第２の樹脂フィルム１４が積層配置されている様子が描かれている。
この状態において、第２の樹脂フィルム１４の３辺に沿ってレーザビームＬを押圧板１６の表面に連続的に照射することにより、第１の樹脂フィルム１２及び第２の樹脂フィルム１４を、コ字状パターンに沿って袋状に接合することができる。
上記レーザビームＬの照射位置の移動は、例えばロボットハンドの先端部にレーザヘッドを取り付けたり、レーザ吸収板１０、第１の樹脂フィルム１２、第２の樹脂フィルム１４、及び押圧板１６をＸＹステージ上に載置させることで実現される。
もちろん、レーザビームＬの照射位置の移動は、上記のような直線状の移動に限定されるものではなく、所定の曲線パターンに沿って照射位置を移動させることにより、第１の樹脂フィルム１２及び第２の樹脂フィルム１４間を曲線状に接合することもできる。
【００１４】
第１の樹脂フィルム１２及び第２の樹脂フィルム１４がレーザビームＬに対して半透過性を備えている場合でも、この発明の接合方法は適用できる。
この場合、図５に示すように、第２の樹脂フィルム１４及び第１の樹脂フィルム１２においてレーザビームＬが部分的に吸収されて発熱すると共に、残りのレーザビームＬがレーザ吸収板１０に到達し、その表面を加熱する。
この結果、第１の樹脂フィルム１２及び第２の樹脂フィルム１４間は、各樹脂フィルム１２，１４自身における発熱作用の他、レーザ吸収板１０からの伝導熱によって溶融し、図２に示したように溶融部１８を介して接合される。
【００１５】
第１の樹脂フィルム１２及び第２の樹脂フィルム１４の何れか一方がレーザビームに対して半透過性を備えており、他方がレーザ透過性を備えている場合でも、この発明の接合方法は適用できる。
例えば、第１の樹脂フィルム１２が半透過性を備えている場合、レーザビームＬは第２の樹脂フィルム１４を透過して第１の樹脂フィルム１２に入射し、そこで半分近くが熱に変換されると共に、残りがレーザ吸収板１０の表面に入射して熱に変換される。
この結果、第１の樹脂フィルム１２及び第２の樹脂フィルム１４間は、レーザ吸収板１０からの伝導熱及び第１の樹脂フィルム１２における発熱作用によって溶着する。
また、第２の樹脂フィルム１４が半透過性を備えている場合、レーザビームＬは第２の樹脂フィルム１４において半分近くが熱に変換されると共に、残りが第１の樹脂フィルム１２を透過してレーザ吸収板１０の表面に入射し、そこで熱に変換される。
この結果、第１の樹脂フィルム１２及び第２の樹脂フィルム１４間は、レーザ吸収板１０からの伝導熱及び第２の樹脂フィルム１４における発熱作用によって溶着する。
【００１６】
上記においては、２枚の樹脂フィルム１２，１４を溶着させる場合について説明したが、レーザ吸収板１０及び押圧板１６の間に３枚以上の樹脂フィルムの積層体を挟み込み、押圧板１６の表面にレーザビームＬを照射することにより、各樹脂フィルム間を同時に接合させることもできる。
また、上記にあっては、レーザビームＬとして半導体レーザを用いる例を説明したが、ＹＡＧレーザなど他のレーザビームを用いることもできる。
【００１７】
【発明の効果】
この発明に係る接合方法によれば、金型を用いることなく樹脂フィルム間を高い位置精度で接合することが可能となる。
また、レーザビームの照射位置の移動パターンを調整することにより、接合パターンの変更に容易に対応できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る接合方法を示す拡大断面図である。
【図２】この発明に係る接合方法を示す拡大断面図である。
【図３】この発明に係る接合方法を示す拡大断面図である。
【図４】この発明に係る接合方法の応用例を示す斜視図である。
【図５】この発明に係る他の接合方法を示す拡大断面図である。
【図６】従来の熱圧着による接合方法を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
１０　レーザ吸収板
１２　第１の樹脂フィルム
１４　第２の樹脂フィルム
１６　押圧板
１８　溶融部
Ｌ　レーザビーム
【図１】
2004050513.tif 000003
【図２】
2004050513.tif 000004
【図３】
2004050513.tif 000005
【図４】
2004050513.tif 000006
【図５】
2004050513.tif 000007
【図６】
2004050513.tif 000008