(57)【要約】【課題】シート材を単純な工程で確実に融着し、シート材の融着後にバリが生じにくい、シート材の融着方法および成形品を提供すること。【解決手段】本発明のシート材の融着方法は、レーザー光４１を透過する光透過性部材１Ａと、レーザー光４１の照射により発熱する発熱部材２Ａとの間に、熱融着性シート材３１と、該シート材３１と融着する融着部材としてのシート材３２とを設置した状態で、光透過性部材１Ａ、シート材３１、シート材３２を介して、発熱部材２Ａにレーザー光照射装置４よりレーザー光４１を照射させることにより、前記シート材３１とシート材３２とを融着させるものである。光透過性部材１Ａは、シート材の融着すべき部分を押圧する押圧部１０を有し、前記押圧部１０が凸形状のものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー光の照射により発熱する発熱部材と、前記レーザー光を透過する光透過性部材との間に、前記発熱部材側から、熱融着性シート材の融着部と、前記熱融着性シート材と融着する融着部材の融着部とを重ね合わせた状態で設置し、
前記光透過性部材を介して、前記発熱部材に前記レーザー光を照射することにより、前記熱融着性シート材と前記融着部材とを融着させることを特徴とする融着方法。
【請求項２】
前記光透過性部材は、前記融着部材の融着部を押圧する押圧部を有するものである請求項１に記載の融着方法。
【請求項３】
前記押圧部は、凸形状のものである請求項２に記載の融着方法。
【請求項４】
前記熱融着性シート材は、単一層シート材、または、溶融温度が実質的に単一の積層シート材である請求項１ないし３のいずれかに記載の融着方法。
【請求項５】
前記融着部材は、シート材である請求項１ないし４のいずれかに記載の融着方法。
【請求項６】
前記融着部材は、前記熱融着性シート材と同一の構成である請求項１ないし５のいずれかに記載の融着方法。
【請求項７】
前記融着部材は、前記熱融着性シート材の他の部分である請求項１ないし６のいずれかに記載の融着方法。
【請求項８】
前記光透過性部材は、球体形状またはローラー形状のものである請求項１ないし７のいずれかに記載の融着方法。
【請求項９】
前記発熱部材のうち、少なくとも前記レーザー光が照射される部位は、室温付近における熱伝導率が３５０Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１以下の材料で構成されるものである請求項１ないし８のいずれかに記載の融着方法。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかに記載の融着方法により、融着されたことを特徴とする成形品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザー光が透過する透明、半透明または薄く着色したシート材の融着方法および成形品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シート材の融着方法としては、一般に、ヒートシール法、インパルスシール法、高周波シール法がある（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００３】
ヒートシール法とは、加熱した金型でシート材を挟み込んで、シート材の一部を溶融状態とし融着させる方法である。この方法では、加熱した金型で溶融させながら押圧するため、シート材が変形し、バリが出やすいという問題がある。
【０００４】
インパルスシール法は、一般に、表面にヒータが装着された圧着板でシート材を挟み押圧する工程と、ヒータに通電することによりシート材を融着する工程と、通電を止めシート材を冷却しシート材を取り出す工程とを有している。この方法は、複数の工程を有するため時間がかかり、特に、加熱されたシート材を冷却するのに比較的長い時間がかかる。したがって、この方法では、特に、連続してシート材の融着を行う場合の生産性が良くないという問題があった。
【０００５】
また、高周波シール法は、電極間に重ね合わせたシート材を設置した状態で、高周波を発振させ、前記シート材を加圧して融着させる方法である。この方法では、高周波誘電を利用するため、シート材が極性の低い材料で構成されたものである場合、前記シート材を確実に融着させるのが困難となる。すなわち、この方法では、シート材の材質が限られ、シート材の選択の幅が狭くなるという問題があった。一方、レーザー光を用いた熱可塑性樹脂の融着方法も知られている（例えば、特許文献１、２、３参照。）。これらの方法では、成形品の一部にレーザー光吸収材料が残存することとなり、外観悪化や、溶出物の安全性等が懸念される。
【０００６】
【非特許文献１】
高分子学会編「プラスチック加工技術ハンドブック」日刊工業新聞社発行、１９９５年、ｐ．１２７０−１２７５
【特許文献１】
特開平４−１５７０８２号公報
【特許文献２】
特開２００１−１９１４１２号公報
【特許文献３】
特開平９−１８２７９６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、レーザー光透過性シート材を単純な工程で確実に融着し、シート材の融着後にバリが生じにくい、シート材の融着方法および成形品を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記（１）〜（１３）の本発明により達成される。
【０００９】
（１）　レーザー光の照射により発熱する発熱部材と、前記レーザー光を透過する光透過性部材との間に、前記発熱部材側から、熱融着性シート材の融着部と、前記熱融着性シート材と融着する融着部材の融着部とを重ね合わせた状態で設置し、
前記光透過性部材を介して、前記発熱部材に前記レーザー光を照射することにより、前記熱融着性シート材と前記融着部材とを融着させることを特徴とする融着方法。これにより、単純な工程で着実に融着させることができ、かつシール部のバリの発生を抑制することができる。
【００１０】
（２）　前記光透過性部材は、前記融着部材の融着部を押圧する押圧部を有するものである上記（１）に記載の融着方法。これにより、前記熱融着性シート材と前記融着部材との融着強度を高くすることができる。
【００１１】
（３）　前記押圧部は、凸形状のものである上記（２）に記載の融着方法。これにより、荷重部分の面積が小さくなり、小さい押圧力で、高い融着強度を得ることができる。
【００１２】
（４）　前記熱融着性シート材は、単一層シート材、または、溶融温度が実質的に単一の積層シート材である上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の融着方法。これにより、シール部のバリの発生抑制に高い効果を得ることができる。
【００１３】
（５）　前記融着部材は、シート材である上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の融着方法。これにより、装置の構成が複雑、大型化せず、必要とするレーザー光出力を小さくすることができる。
【００１４】
（６）　前記融着部材は、前記熱融着性シート材と同一の構成である上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の融着方法。これにより、二つの部分の材料の溶融温度が同一であり、溶融時の樹脂の相溶性を高くすることができる。
【００１５】
（７）　前記融着部材は、前記熱融着性シート材の他の部分である上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の融着方法。これにより、二つの部分の材料の溶融温度が同一であり、溶融時の樹脂の相溶性を高くすることができる。
【００１６】
（８）　前記光透過性部材は、球体形状またはローラー形状のものである上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の融着方法。これにより、複雑な形状のシール部であっても、容易に形成することができる。
【００１７】
（９）　前記発熱部材のうち、少なくとも前記レーザー光が照射される部位は、室温付近における熱伝導率が３５０Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１以下の材料で構成されるものである上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の融着方法。これにより、レーザー光の照射により発生する熱が効率的に熱融着性シート材に伝わり、所定の範囲を確実に融着させることができる。
【００１８】
（１０）　前記発熱部材の表面の少なくとも一部に、前記シート材との融着を防止する表面処理を施した上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の融着方法。これにより、後述する成形品の生産性を向上させることができる。
【００１９】
（１１）　前記シート材は、主としてポリオレフィン系樹脂で構成されたものである上記（１）ないし（１０）のいずれかに記載の融着方法。これにより、高周波シール法が適用できないという制限にもかかわらず、単純な工程で確実に融着させることができる。
【００２０】
（１２）　上記（１）ないし（１１）のいずれかに記載の融着方法により、融着されたことを特徴とする成形品。これにより、バリの発生を十分に抑制しつつ、かつ単純な工程で成形品を形成することができる。
【００２１】
（１３）　医療用に用いられる上記（１２）に記載の成形品。これにより、バリを原因とする異物の発生、成形不良等を抑制することができる。特に、異物等が問題になる、医療用の成形品に好適に利用できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のレーザー光透過性シート材の融着方法の好適な実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
【００２３】
本発明の融着方法は、熱融着性シート材と融着部材とを融着するものである。融着部材としては、後述するように、シート形状、板状、チューブ状（管状）等、透明、半透明または薄く着色したもので、レーザー光を透過するものであれば、いかなる形状のものを用いてもよい。融着部材がシート形状である場合、バリや変形を改善する効果が高く、本発明の好適な対象である。以下の説明では、融着部材として、シート形状を有するもの（シート材）を用いる構成について説明する。
【００２４】
図１は、本発明のシート材の融着方法の第１実施形態における各部材の設置構成を示す断面図、図２は、本実施形態における光透過性部材１Ａのシート材との接触面側から見た平面図、図３は、本実施形態により得られるバッグ６の平面図である。
【００２５】
図１に示すように、本実施形態のシート材の融着方法では、レーザー光を透過する光透過性部材１Ａと、レーザー光の照射により発熱する発熱部材２Ａとの間に、熱融着性シート材（以下単に「シート材」という）３１と、該シート材３１と融着する融着部材としてのシート材３２とを設置した状態で、後述する押圧部１０の領域に対し、レーザー光照射装置４よりレーザー光を照射させる。ここで、シート材３１は、発熱部材２Ａと接触するように設置され、シート材３２は、光透過性部材１Ａ側と接触するように設置される。
【００２６】
図１に示すように、光透過性部材１Ａは、シート材３２を押圧する凸形状の押圧部１０を有している。
【００２７】
光透過性部材１Ａを構成する材料としては、後述するレーザー光４１が透過し得るものであれば、いかなるものを用いてもよい。このような材料としては、例えば、石英ガラス、青板ガラス、耐熱ガラス、耐圧ガラス等のガラス、アクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂等の樹脂等が挙げられるが、なかでも、耐圧ガラスが好ましい。耐圧ガラスは、光の透過性に優れ、特に優れた機械的強度耐久性を有している。
【００２８】
光透過性部材１Ａは、後述するレーザー光４１の透過率が８０％以上であるのが好ましく、９０％以上であるのがより好ましい。
【００２９】
上記レーザー光４１の透過率が前記下限値未満であると、レーザー光４１が後述する発熱部材２Ａに充分に届かず、このため、レーザー光４１の照射による発熱部材２Ａの発熱が不充分となり、シール部３３を形成するのが困難となる場合がある。また、光透過性部材１Ａ自体が過度に発熱してしまう場合がある。
【００３０】
図１に示すように、押圧部１０は、後述するシート材３２の融着すべき部分（融着部）を押圧し、シート材３１とシート材３２とを密着させる機能を有する。このような状態にすることにより、後述するレーザー照射による融着の際、例えば、シート材の浮きや、形成されるシール部３３への空気の残存等を防止し、シート材３１とシート材３２とを確実に融着させることができる。また、シート材表面の多少の凹凸が平均化され、形成されるシール部３３の透明性が向上する。
【００３１】
押圧部１０は、図２に示すように、光透過性部材１Ａの外周に沿って形成され、シート材３１およびシート材３２の融着すべき部分（シール部３３）の形状に対応したものである。このような形状にすることにより、上記のような問題点をより効果的に防止することができる。
【００３２】
図１中、Ｈ１で示す押圧部の高さは、０．１〜１．０ｍｍであるのが好ましく、０．１〜０．５ｍｍであるのがより好ましい。
【００３３】
上記押圧部の高さＨ１が前記下限値未満であると、シール部の押圧力が弱く、剥離等のシール不良となる可能性がある。
【００３４】
一方、上記押圧部の高さＨ１が前記上限値を超えると、シール部が肉薄となり、シール部が破断する可能性がある。
【００３５】
また、押圧部１０の形状は、上記形状に限定されず、例えば、角がなく滑らな形状のもの等であってもよい。
【００３６】
発熱部材２Ａは、後に詳述するように、レーザー光４１の照射により、発熱するものである。
【００３７】
発熱部材２Ａは、少なくとも一部がレーザー光４１の照射により発熱する材料で構成されたものであれば、いかなる材料で構成されるものであってもよい。このような材料としては、例えば、鉄、ニッケル、ステンレス鋼、銅、真鍮、アルミニウム、チタン等の各種金属、セラミックまたはこれらを含む合金等が挙げられる。
【００３８】
また、発熱部材２Ａは、上記材料の表面に、黒色、褐色、濃青色、濃緑色、その他暗色の表面加工を施したもの等であってもよい。黒色等の表面加工としては、例えば、黒色の耐熱塗料の塗布、黒色金属のめっき等が挙げられる。
【００３９】
また、発熱部材２Ａは、レーザー光４１の吸収率が、５０％以上の材料で構成されるものが好ましい。上記発熱部材２Ａは、黒色テフロンコート（「テフロン」は登録商標です）された材料が特に好ましい。
【００４０】
また、発熱部材２Ａは、室温付近での熱伝導率が、３５０Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１以下の材料で構成されるものが好ましく、１７Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１以下の材料で構成されるものがより好ましい。
【００４１】
上記熱伝導率が前記上限値を超えると、レーザー光４１の照射により発生する熱が発熱部材２Ａ中で拡散してしまい、シール幅が広くなり、シート材３１、シート材３２の材質等によっては、押圧部１０に対応する形状のシール部３３を形成するのが困難となる場合がある。
【００４２】
さらに、発熱部材２Ａの表面には、例えば、熱融着性シート材との融着を防止する表面処理等を施してもよい。このような表面処理としては、例えば、フッ素樹脂（ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等）等でのコーティング等が挙げられる。
【００４３】
また、発熱部材２Ａは、連続使用による温度上昇を防止するため、温度調節されていることが好ましい。前記温度調節の範囲は、常温から８０℃であるのが好ましい。調節方式は、特に限定されないが、例えば、温水を利用したチラー方式や、ヒータを利用したヒート温調方式等が挙げられる。
【００４４】
前述した光透過性部材１Ａと発熱部材２Ａとの間に設置するシート材３１は、熱融着性を有し、レーザー光４１が透過し得る材料であれば、いかなる材料でもよい。このような材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブタジエン、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）のようなポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）のようなポリエステル、軟質ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、シリコーン、ポリウレタン、ポリアミドエラストマー等の各種熱融着性エラストマーあるいはこれらを任意に組み合わせたもの（ブレンド樹脂、ポリマーアロイ等）が挙げられる。このなかでは、ポリオレフィンが好ましい。ポリオレフィンは、高周波シール法の適用の困難性が高く、本発明の適用により、加工の幅を拡げることができるからである。
【００４５】
また、シート材３１は、単一の層で構成されたもの（単一層シート材）であってもよいし、複数の層が積層された積層体（積層シート材）であってもよいが、単一層シート材、または、溶融温度が実質的に単一の（各層の溶融温度が同一または近い値であり、加熱により、ほぼ同時に溶融状態となる）積層シート材であることが好ましい。このとき、特に、本発明の効果が大きく発揮される。
【００４６】
また、シート材３１の平均厚さは、その層構成や用いる素材の特性（柔軟性、強度、水蒸気透過性、耐熱性等）等に応じて適宜決定され、特に限定されない。
【００４７】
上記シート材３１のレーザー光４１の吸収率が、２０％以下であるのが好ましく、１０％以下であるのがより好ましい。
【００４８】
シート材３２としては、例えば、前述したシート材３１と同様のものを用いることができる。
【００４９】
シート材３２は、シート材３１と、ほぼ同じ構成のものであってもよいし、異なる構成のものであってもよいが、シート材３１と同じ構成のものであるのが好ましい。これにより、シート材３１と、シート材３２の溶融温度が同じか近い値になり、また、溶融時の相溶性も良いので、形成されるシール部３３のシール強度が向上する。
【００５０】
また、シート材３１とシート材３２との構成が異なる場合でも、シート材３１とシート材３２の少なくとも接触する部分（融着部）が、同じ材質であるのが好ましい。これにより、上記と同様の効果を得ることができる。この例としては、単一層からなるシート材３１と、複数の層からなる積層体としてのシート材３２とを融着させる場合、シート材３２を構成する層のうち、シート材３１と接触する層が、シート材３１を構成する材質と同じ材質で構成されたものが挙げられる。また、材質が異なる場合でも、それらの融点が同じか、または、できるだけ近いものが、シール強度向上のために、好ましい。
【００５１】
また、シート材３１とシート材３２の厚さは、ほぼ同じものでも、異なるものでもよい。
【００５２】
また、シート材３１とシート材３２の剛性（可撓性）は、ほぼ同じものでも、異なるものでもよい。
【００５３】
また、シート材３１とシート材３２の透明度（レーザー光の吸収率）は、ほぼ同じものでも、異なるものでもよい。
【００５４】
また、シート材３１とシート材３２の気体透過性（ガスバリア性）は、ほぼ同じものでも、異なるものでもよい。
【００５５】
前述の押圧部１０の圧力の条件については、シート材３１、シート材３２の材質や厚さ、光透過性部材１Ａの材質等の条件により異なるが、０．５〜２．０ＭＰａであることが好ましい。上記圧力が前記下限値未満であると、シート材３１、シート材３２の材質によっては、確実に融着できない可能性がある。一方、上記圧力が前記上限値を超えると、シート材３１、シート材３２の材質によっては、融着部分がつぶれ、シール部３３が変形しやすくなる。
【００５６】
このように押圧部１０でシート材を押圧した状態で、押圧部１０、シート材３１、シート材３２を介して、レーザー光照射装置４より発熱部材２Ａにレーザー光４１を照射する。発熱部材２Ａは、レーザー光４１が照射された部位で発熱する。発熱部材２Ａに接触しているシート材３１は、この熱により溶融状態となり、押圧部１０の圧力により、シート材３２と融着するものである。
【００５７】
本発明の方法において使用されるレーザー光４１としては、ルビーレーザー、半導体レーザー、ＹＡＧレーザー、ガラスレーザー、ＹＶＯ４レーザー、Ｎｅ−Ｈｅレーザー、Ａｒレーザー、ＣＯ２レーザーが挙げられる。なかでも、室温で連続発振を容易に行うことができ、低い照射エネルギー領域における制御性の良さ等からＹＡＧレーザーが好ましく用いられる。
【００５８】
レーザー光４１の照射条件については、上記シート材の材質や厚さ、および発熱部材２Ａの材質等により若干異なるが、例えば、ＹＡＧレーザーの場合、エネルギー強度は２０〜８０Ｗ程度であることが好ましい。
【００５９】
前記レーザー光４１のビーム径は、特に限定されず、上記シート材の材質や厚さ、および発熱部材２Ａの材質等により若干異なるが、０．５〜３．０ｍｍ程度が好ましく、１．０〜２．０ｍｍ程度がより好ましい。
【００６０】
本実施形態のシート材の融着方法では、前記レーザー光４１の照射部位を経時的に変化させる（走査させる）ことにより、シート材３１とシート材３２とが融着される。これにより、図３に示すように、所望の形状（パターン形状）のシール部３３を形成させることができる。なお、融着されない部分は、非シール部３４となる。
【００６１】
また、レーザー光４１の照射により発熱する発熱部材２Ａの領域は、一部に限定されるので、発熱部材２Ａの発熱により溶融されるシート材３１の領域もレーザー光４１の照射部位に限定される。このため、本実施形態では、シート材の溶融部が、これよりも広い面積の発熱していない（溶融部位を含み、かつ、溶融部位より広い面積の平面部を有している）発熱部材２Ａにより押さえられるため、溶融部位の発熱部材２Ａと接触する側における押圧力が分散され、溶融部位の周囲にバリが出るのが抑えられるのである。
【００６２】
さらに、本実施形態のシート材の融着方法では、発熱、融着、冷却の一連の工程が、レーザー光４１の移動（走査）とともに連続して行われ、これにより、シート材３１、シート材３２を単純な工程（短時間）で確実に融着させることが可能となる。
【００６３】
以下に、レーザー光４１の走査方法の一例を挙げ、説明する。
レーザー光照射装置４は、図３中の横方向（図中、矢印Ａで示す方向）にレーザー光４１を走査させることができるものである。
【００６４】
レーザー光照射装置４は、前記レーザー光４１の照射部位を、図３中の矢印Ａで示す方向に向かって、直線的に走査（主走査）させる。ここで、点３５Ａは主走査開始点、点３６Ａは主走査終了点、点３７および点３８はシール部３３と非シール部３４との境界点である。
【００６５】
点３５Ａから点３６Ａへ走査させる間に、形成されるシール部のパターンに対応して、レーザー光４１の照射が制御される。すなわち、点３５Ａと点３７との間では、レーザー光４１を照射させ、点３７と点３８との間ではレーザー光４１を照射させず、点３８と点３６Ａとの間では、レーザー光４１を照射させる。点３６Ａに達したら、レーザー光４１の照射をやめ、主走査開始点３５Ａに戻る。
【００６６】
前記主走査を行った後、前記主走査方向と垂直の方向に、すなわち、図３における上方向（図中、矢印Ｂで示す方向）に、シート材を所定の距離だけ移動させることにより、レーザー光照射部位を移動（副走査）させる。ここで、副走査時のシート材の移動距離は、通常、ビーム径に対応する。このとき、シート材３１、シート材３２は、光透過性部材１Ａと発熱部材２Ａとで挟持・固定された状態で移動する。
【００６７】
このような副走査を行った後、前記と同様に主走査を行う。主走査、副走査を繰り返し行うことにより、レーザー光４１の照射パターンに対応する形状のシール部３３が形成され、本発明の成形品としてのバッグ６が得られる。本発明により得られるバッグ６は、例えば、輸液バッグ、栄養剤バッグ、血液バッグ等の医療用容器等に好適に用いることができる。なお、バッグ６は、このような医療用バッグに限定されず、いかなる用途のものであってもよい。
【００６８】
また、本実施形態では、角のあるシート材を用いて長方形のバッグを形成させたが、例えば、角のないシート材を用いてバッグを形成させてもよいし、長方形に形成させた後に、角を切り落としてバッグを形成させてもよい。
【００６９】
また、図３に示す構成では、シート材の縁部を融着するものであるが、例えば、さらに、縁部以外の非シール部３４の一部を帯状に融着することにより、複数の空間を有する複室容器を形成することができる。
【００７０】
また、本発明の方法および成形品は、このようなバッグに適用する場合に限定されず、いかなるものであってもよい。例えば、各種包材、特に、内部に例えば、シリンジ、カテーテル、手術器具のような医療器具が、収納された包材の形成または該包材の開口封止に適用することができる。
【００７１】
また、本実施形態では、レーザー光４１を主走査方向に走査させ、シート材を移動させることによりレーザー光４１を副走査方向に走査させる方法について説明したが、例えば、シート材を移動させずに、レーザー光４１を主走査および副走査させるような方法でもよいし、図３中の縦方向に主走査させ、かつ、横方向に副走査させる方法等でもよい。
【００７２】
次に、本発明のシート材の融着方法の第２実施形態について説明する。以下、第２実施形態のシート材の融着方法について、前記第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００７３】
図４は、本発明のシート材の融着方法の第２実施形態における、各部材の設置構成を示す断面図、図５は、本実施形態により得られるバッグ６の平面図である。
【００７４】
図４に示すように、本実施形態のシート材の融着方法では、レーザー光４１を透過する球体形状の光透過性部材１Ｂと、レーザー光４１の照射により発熱する発熱部材２Ａとの間に、シート材３１と、該シート材３１と融着する融着部材としてのシート材３２とを設置した状態で、光透過性部材１Ｂと前記シート材とを介して、レーザー光照射装置４より、発熱部材２Ａにレーザー光４１を照射させる。ここで、シート材３１は、発熱部材２Ａと接触するように設置され、シート材３２は、光透過性部材１Ｂ側と接触するように設置される。
【００７５】
図４に示す光透過性部材１Ｂは、支持部材５Ａにより支持され、転動可能となっている。また、光透過性部材１Ｂは、シート材３２と接触する押圧部１０により、シート材３２を押圧するものである。押圧部１０は、光透過性部材１Ｂの転動に伴い、シート材３２の表面を相対的に移動する。
【００７６】
レーザー光照射装置４は、押圧部１０に追従して移動するものである。また、レーザー光照射装置４より発射されたレーザー光４１は、光透過性部材１Ｂの中心１１と押圧部１０を介して、前記発熱部材２Ａに照射される。
【００７７】
光透過性部材１Ｂの構成材料、レーザー光４１の透過率は、前述した第１実施形態の光透過性部材１Ａの構成材料、レーザー光４１の透過率と同様である。
【００７８】
本実施形態のシート材の融着方法では、光透過性部材１Ｂの転動により押圧部１０をシート材に対し相対的に移動させ、レーザー光照射装置４からレーザー光４１を発熱部材１Ａの押圧部１０に対応した部位に照射させることにより、シート材３１とシート材３２とが融着される。これにより、図３に示すように、所望の形状のシール部３３を形成させることができる。なお、融着されない部分は、非シール部３４となる。
【００７９】
さらに、本実施形態のシート材の融着方法では、発熱、融着、冷却の一連の工程が、レーザー光４１の移動、すなわち、押圧部１０の移動とともに連続して行われ、これにより、シート材３１、シート材３２を単純な工程（短時間）で確実に融着させることが可能となる。
【００８０】
押圧部１０の移動方法の一例としては、押圧部１０を、レーザー光照射装置４とともに、シート材上を二次元的に移動させ、シール部３３のパターンに対応して、レーザー光４１の照射を制御する方法が挙げられる。すなわち、融着すべき領域ではレーザー光４１を照射させ、融着しない領域ではレーザー光４１を照射させない。
【００８１】
例えば、まず、押圧部１０でシート材を押圧しつつ、押圧部１０をシート材の横方向に移動させる。押圧部１０が、左右方向移動の端部まで移動したら、押圧部１０を図３中の下方向に移動させる。この移動距離は、通常、ビーム径に対応する。
【００８２】
その後、押圧部１０を、順次移動させ、前述と同様に、レーザー光照射装置４は、シール部３３のパターンに沿って、レーザー光４１の照射を制御する。このように、押圧部１０の移動、すなわち、レーザー光４１の移動により、レーザー光４１の照射パターンに対応する形状のシール部３３が形成される。
【００８３】
また、押圧部１０を、レーザー光照射装置４とともに、シート材上のシール部３３に対応する領域のみを順次移動させてもよい。この間、押圧部１０に追従するレーザー光照射装置４は、押圧部１０に対しレーザー光４１を照射し続ける。
【００８４】
このように、押圧部１０の移動、すなわち、レーザー光４１のシール部３３に対応する領域内の移動により、シート材３１とシート材３２とが順次融着されていき、シール部３３が形成される。
【００８５】
本実施形態では、押圧部１０を移動させる方法について説明したが、例えば、シート材を移動させる方法、押圧部１０とシート材との両方を移動させる方法等でもよい。
【００８６】
次に、本発明のシート材の融着方法の第３実施形態について説明する。以下、第３実施形態のシート材の融着方法について、前記第１〜第２実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００８７】
図５は、本発明のシート材の融着方法の第３実施形態における、各部材の設置構成を示す断面図である。
【００８８】
図５に示すように、本実施形態のシート材の融着方法では、レーザー光４１を透過するローラー形状の光透過性部材１Ｃと、レーザー光４１の照射により発熱する発熱部材２Ａとの間に、シート材３１と、該シート材３１と融着する融着部材としてのシート材３２とを設置した状態で、光透過性部材１Ｃと前記シート材とを介して、レーザー光照射装置４より、前記発熱部材２Ａにレーザー光４１を照射させる。ここで、シート材３１は、発熱部材２Ａと接触するように設置され、シート材３２は、光透過性部材１Ｃ側と接触するように設置される。
【００８９】
図５に示す光透過性部材１Ｃは、支持部材５Ｂにより支持され、回転軸１２を中心に転動可能である。また、光透過性部材１Ｃは、前記シート材３２と接触する押圧部１０において押圧するものである。押圧部１０は、光透過性部材１Ｃの転動に伴い、シート材３２の表面を相対的に移動する。
【００９０】
レーザー光照射装置４は、押圧部１０の移動に追従して移動するものである。また、レーザー光照射装置４より発射されるレーザー光４１は、光透過性部材１Ｃの回転軸１２と押圧部１０とを介して、前記発熱部材２Ａに照射される。
【００９１】
光透過性部材１Ｃの構成材料、レーザー光４１の透過率は、前述した第１〜第２実施形態の光透過性部材の構成材料、レーザー光４１の透過率と同様である。
【００９２】
本実施形態のシート材の融着方法では、光透過性部材１Ｃの転動により押圧部１０をシート材に対し相対的に移動させ、レーザー光照射装置４からレーザー光４１を発熱部材１Ａの押圧部１０に対応した部位に照射させることにより、シート材３１とシート材３２とが融着される。これにより、図３に示すように、所望の形状のシール部３３を形成させることができる。なお、融着されない部分は、非シール部３４となる。
【００９３】
さらに、本実施形態のシート材の融着方法では、発熱、融着、冷却の一連の工程が、レーザー光４１の移動、すなわち、押圧部１０の移動とともに連続して行われ、これにより、シート材３１、シート材３２を単純な工程（短時間）で確実に融着させることが可能となる。
【００９４】
以下に、押圧部１０の移動方法の一例を挙げ、説明する。
押圧部１０は、図３中、点３５Ａと点３６Ａとの間を押圧しており、レーザー光照射装置４は、図３中の横方向（図中、矢印Ａで示す方向）にレーザー光４１を走査させることができるものである。
【００９５】
レーザー光照射装置４は、レーザー光４１を、図３中の矢印Ａで示す方向に向かって、直線的に走査（主走査）させる。ここで、点３５Ａは主走査開始点、点３６Ａは主走査終了点、点３７および点３８はシール部３３と非シール部３４との境界点である。
【００９６】
点３５Ａから点３６Ａへ走査させる間に、形成されるシール部のパターンに対応して、レーザー光４１の照射が制御される。すなわち、点３５Ａと点３７との間ではレーザー光４１を照射させ、点３７と点３８との間ではレーザー光４１を照射せず、点３８と点３６Ａとの間ではレーザー光４１を照射させる。点３６Ａに達したら、レーザー光４１の照射をやめ、主走査開始点３５Ａに戻る。
【００９７】
前記主走査を行った後、主走査方向と垂直の方向に、すなわち、図３における上方向（図中、矢印Ｂで示す方向）に、シート材を所定の距離だけ移動（副走査）させる。これにより、光透過性部材１Ｃが回転軸１２を中心に回転し、新たな押圧部を生じる。ここで、副走査時のシート材の移動距離は、通常、ビーム径に対応する。このとき、シート材３１、シート材３２は、光透過性部材１Ｃと発熱部材２Ａとで挟持・固定された状態で移動する。
【００９８】
副走査を行った後、前記と同様に新たな押圧部に対応する部位に対し主走査を行う。このように主走査、副走査を繰り返し行うことにより、レーザー光４１の照射パターンに対応する形状のシール部３３が形成される。
【００９９】
一例では、シート材を移動させる方法について説明したが、例えば、シート材を固定し、押圧部を移動させる方法等でもよい。
【０１００】
また、本実施形態では、光透過性部材１Ｃが、シート材の端から端までを押圧する構成について説明したが、例えば、ローラー形状の光透過性部材が、シート材の幅方向の一部を押圧するものであってもよい。例えば、図６に示すように、光透過性部材１Ｄが、凸形状の押圧部１０を備えており、この押圧部１０でシート材の一部を押圧するものであってもよい。この場合、光透過性部材１Ｄの回転軸１２を中心とした転動と、支持部材５Ｃの回転軸５１を中心とした回転とによって、シート材の表面をシール部の形状に対応するように、移動させることが好ましい。
【０１０１】
次に、本発明のシート材の融着方法の第４実施形態について説明する。以下、第４実施形態のシート材の融着方法について、前記第１〜第３実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【０１０２】
図７は、本発明のシート材の融着方法の第４実施形態における、各部材の設置構成を示す断面図、図８は、本実施形態における発熱部材２Ｂのシート材との接触面側から見た平面図である。
【０１０３】
図７に示すように、本実施形態のシート材の融着方法では、レーザー光４１を透過する光透過性部材１Ｅと、レーザー光４１の照射により発熱する発熱部材２Ｂとの間に、シート材３１と、該シート材３１と融着する融着部材としてのシート材３２とを設置した状態で、後述する押圧部２０に対し、レーザー光照射装置４よりレーザー光４１を照射させる。ここで、シート材３１は、発熱部材２Ｂと接触するように設置され、シート材３２は、光透過性部材１Ｅ側と接触するように設置される。
【０１０４】
光透過性部材１Ｅの構成材料、レーザー光４１の透過率は、前述した第１〜第３実施形態の光透過性部材の構成材料、レーザー光４１の透過率と同様である。
【０１０５】
また、発熱部材２Ｂの構成材料、熱伝導率は、前述した第１〜第３実施形態の発熱部材の構成材料、熱伝導率と同様である。
【０１０６】
図７に示すように、発熱部材２Ｂは、シート材３１を押圧する凸形状の押圧部２０を有している。押圧部２０は、シート材３１を押圧し、シート材３１とシート材３２とを密着させる機能を有する。このような状態にすることにより、後述するレーザー照射による融着の際、例えば、シート材の浮きや、形成されるシール部３３への空気の残存等を防止し、シート材３１とシート材３２とを確実に融着させることができる。
【０１０７】
押圧部２０は、図８に示すように、発熱部材２Ｂの外周に沿って形成され、シール部３３の形状に対応したものである。このような形状にすることにより、上記のような問題点をより効果的に防止することができる。
【０１０８】
図７中、Ｈ２で示す押圧部の高さは、０．１〜１．０ｍｍであるのが好ましく、０．１〜０．５ｍｍであるのがより好ましい。
【０１０９】
上記押圧部の高さＨ２が前記下限値未満であると、シール部の押圧力が弱く、剥離等のシール不良となる可能性がある。
【０１１０】
一方、上記押圧部の高さＨ２が前記上限値を超えると、シール部が肉薄となり、シール部が破断する可能性がある。
【０１１１】
また、押圧部２０の形状は、上記形状に限定されず、例えば、角がなく滑らな形状のもの等であってもよい。また、発熱部材２Ｂの表面に凹凸がなく、発熱部材２Ｂの全面で押圧するものであってもよい。
【０１１２】
前述の押圧部２０の圧力の条件については、シート材３１、シート材３２の材質や厚さ、発熱部材２Ｂの材質等により若干異なるが、０．５〜２．０ＭＰａであることが好ましい。上記圧力が前記下限値未満であると、シート材３１、シート材３２の材質によっては、確実に融着できない可能性がある。一方、上記圧力が前記上限値を超えると、シート材３１、シート材３２の材質によっては、融着部分がつぶれ、シール部３３が変形しやすくなる。
【０１１３】
このように押圧部２０でシート材を押圧した状態で、光透過性部材１Ｅ、シート材３１、シート材３２を介して、レーザー光照射装置４より発熱部材２Ｂにレーザー光４１を照射する。発熱部材２Ｂは、レーザー光４１が照射された部位で発熱する。発熱部材２Ｂに接触しているシート材３１は、この熱により溶融状態となり、押圧部２０の圧力により、シート材３２と融着するものである。
【０１１４】
本実施形態のシート材の融着方法では、前記レーザー光４１の照射部位を経時的に変化させる（走査させる）ことにより、シート材３１とシート材３２とが融着される。これにより、図３に示すように、所望の形状のシール部３３を形成させることができる。なお、融着されない部分は、非シール部３４となる。
【０１１５】
さらに、本実施形態のシート材の融着方法では、発熱、融着、冷却の一連の工程が、レーザー光４１の移動（走査）とともに連続して行われ、これにより、シート材３１、シート材３２を単純な工程（短時間）で確実に融着させることが可能となる。
レーザー光４１の走査方法は、第１実施形態と同様に行うことができる。
【０１１６】
以上、本発明のシート材の融着方法および成形品の好適な実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではい。
【０１１７】
例えば、上記実施形態では、光透過性部材と発熱部材のいずれか一方が、凸形状の押圧部を有するものについて説明したが、光透過性部材と発熱部材のいずれも、凸形状の押圧部を有するものであってもよい。
【０１１８】
また、上記実施形態では、２枚の同一または異なる構成のシート材を単に重ね合わせて融着させる方法について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、２枚のうちの一方のシート材を２つに折り重ね、もう一方のシート材と重ね合わせて融着させる方法でもよいし、２枚のうちの一方のシート材を２つに折り重ね、その折り重ねた間にもう一方のシート材を挟持して融着させる方法等でもよい。また、２枚のシート材を両方とも折り重ねた状態で融着させる方法でもよい。
また、シート材は、２枚に限らず、１枚でも３枚以上でもよい。
【０１１９】
１枚のシート材を用いる方法としては、例えば、１枚のシート材を２つに折り重ねて融着させる方法（融着部材が、熱融着性シート材の他の部分であるシート材の融着方法）、１枚のシート材を３つ以上に折り重ねて融着させる方法等がある。
【０１２０】
また、３枚以上のシート材を用いる方法としては、例えば、３枚以上の同一または異なる構成のシート材を単に重ね合わせて融着させる方法、３枚以上のシート材のうち少なくとも１枚を２つ以上に折り重ね、他のシート材と重ねて融着させる方法等がある。シート材を３重またはそれ以上重ねて融着することにより、複室容器を形成することもできる。
【０１２１】
また、前述した実施形態では、袋状のバッグを形成させる方法について説明したが、袋状のものを形成させる方法に限定されない。例えば、この方法は、開口を封止するために用いてもよいし、帯状のシート材同士をつなぐために用いてもよい。
【０１２２】
上記実施形態では、融着部材として、シート形状を有するものを用いる構成について説明したが、融着部材は、例えば、ブロック状（塊状）、シート材３１より厚みの大きい板状等の形状を有するものであってもよい。
【０１２３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の方法によれば、レーザー光が透過する透明・半透明あるいは薄く着色したシート材を単純な工程（短時間）で確実に融着させることができ、かつ、シート材の融着後にシール部にバリを生じにくくさせることができる。
【０１２４】
また、本発明では、レーザー光４１の照射パターンにより形成されるシール部の形状を制御することができるので、複雑な形状のシール部であっても、容易に形成することができる。さらに、異なる形状のシール部でも、連続して形成させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシート材の融着方法の第１実施形態における各部材の設置構成を示す断面図である。
【図２】第１実施形態における光透過性部材のシート材との接触面側から見た平面図である。
【図３】本発明のシート材の融着方法により得られるバッグの平面図である。
【図４】本発明のシート材の融着方法の第２実施形態における各部材の設置構成を示す断面図である。
【図５】本発明のシート材の融着方法の第３実施形態における各部材の設置構成を示す断面図である。
【図６】本発明のシート材の融着方法のローラーの形状を説明するための図である。
【図７】本発明のシート材の融着方法の第４実施形態における各部材の設置構成を示す断面図である。
【図８】第４実施形態における発熱部材のシート材と接触する面側から見た平面図である。
【符号の説明】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ　　　　　光透過性部材
１０　　　　押圧部
１１　　　　中心点
１２　　　　回転軸
２Ａ、２Ｂ　　発熱部材
２０　　　　押圧部
３１、３２　シート材
３３　　　　シール部
３４　　　　非シール部
３５Ａ、３６Ａ　点
３７、３８　点
４　　　　　レーザー光照射装置
４１　　　　レーザー光
５Ａ、５Ｂ、５Ｃ　　　　　支持部材
５１　　　　回転軸
６　　　　　バッグ
Ａ　　　　　主走査方向
Ｂ　　　　　副走査方向
Ｈ１　　　　押圧部の高さ
Ｈ２　　　　押圧部の高さ
【図１】
2004142225.tif 000003
【図２】
2004142225.tif 000004
【図３】
2004142225.tif 000005
【図４】
2004142225.tif 000006
【図５】
2004142225.tif 000007
【図６】
2004142225.tif 000008
【図７】
2004142225.tif 000009
【図８】
2004142225.tif 000010