(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂製のメッシュ本体と、前記メッシュ本体を補強する樹脂製の補強部材とを備えるメッシュの製造方法であって、
樹脂製の第１フィルム材のメッシュ形成領域にレーザにより複数の貫通孔を形成する工程と、
樹脂製の第２フィルム材に開口部を形成する工程と、
前記第１フィルム材および前記第２フィルム材を積層するとともに、前記メッシュ形成領域と前記開口部とを対応する位置に配置する工程と、
前記第１フィルム材および前記第２フィルム材を前記開口部の周囲でレーザ溶着によって接合する工程とを備え、
前記第１フィルム材にレーザにより前記貫通孔を形成する工程は、
前記第１フィルム材の厚みを計測する工程と、
前記第１フィルム材の厚みの計測結果に応じて前記貫通孔を形成する際のレーザの照射条件を設定する工程とを含むことを特徴とするメッシュの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のメッシュの製造方法において、
前記第１フィルム材および前記第２フィルム材の接合部の外縁を切り抜く工程を備えることを特徴とするメッシュの製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載のメッシュの製造方法において、
前記第１フィルム材には複数の前記メッシュ形成領域が設けられるとともに、前記第２フィルム材には複数の前記開口部が形成され、前記複数のメッシュ形成領域と前記複数の開口部とがそれぞれ対応する位置に配置され、
レーザ溶着によって前記複数の開口部の周囲を接合した後に、複数の接合部の周囲を切り抜くことを特徴とするメッシュの製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載のメッシュの製造方法において、
前記第１フィルム材に前記貫通孔を形成した後に、前記第１フィルム材および前記第２フィルム材を接合することを特徴とするメッシュの製造方法。
【請求項５】
樹脂製のメッシュ本体と、前記メッシュ本体を補強する樹脂製の補強部材とを備えるメッシュの製造方法であって、
樹脂製の第１フィルム材に、開口部を有する樹脂製の第２フィルム材を積層する工程と、
前記第１フィルム材のメッシュ形成領域にレーザにより複数の貫通孔を形成する工程と、
前記第１フィルム材および前記第２フィルム材を前記開口部の周囲でレーザ溶着によって接合する工程とを備え、
前記第１フィルム材にレーザにより前記貫通孔を形成する工程は、
前記第１フィルム材の厚みを計測する工程と、
前記第１フィルム材の厚みの計測結果に応じて前記貫通孔を形成する際のレーザの照射条件を設定する工程とを含むことを特徴とするメッシュの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メッシュの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、多数の微細な貫通孔が形成されたメッシュが知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１には、液体噴霧装置に設けられるメッシュ部が開示されている。メッシュ部は、樹脂製であり、薄板状の外形を有するとともに、複数の貫通孔が形成されている。このメッシュ部は、薬液を噴霧化するために設けられている。そして、このメッシュ部の周縁部には、中空部を有するドーナツ状の補強部が接合されている。このため、厚みが小さく剛性が低い樹脂製のメッシュ部を補強部で補強することができるので、全体として十分な強度を得ることが可能である。なお、メッシュ部は、たとえば金型によって形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−４２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のように、メッシュ部を金型により形成する場合において、貫通孔の開口径や数などを変更するためには、使用する金型を変更する必要がある。すなわち、メッシュ部の設計変更を行うことが困難である。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、設計変更を容易に行うことが可能なメッシュの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によるメッシュの製造方法は、樹脂製のメッシュ本体と、メッシュ本体を補強する樹脂製の補強部材とを備えるメッシュの製造方法であり、樹脂製の第１フィルム材のメッシュ形成領域にレーザにより複数の貫通孔を形成する工程と、樹脂製の第２フィルム材に開口部を形成する工程と、第１フィルム材および第２フィルム材を積層するとともに、メッシュ形成領域と開口部とを対応する位置に配置する工程と、第１フィルム材および第２フィルム材を開口部の周囲でレーザ溶着によって接合する工程とを備える。第１フィルム材にレーザにより貫通孔を形成する工程は、第１フィルム材の厚みを計測する工程と、第１フィルム材の厚みの計測結果に応じて貫通孔を形成する際のレーザの照射条件を設定する工程とを含む。
【０００８】
このようにメッシュ形成領域の貫通孔をレーザで形成することによって、レーザの照射条件などを変更することにより、メッシュ形成領域の貫通孔の設計変更を容易に行うことができる。これにより、金型などを用いる場合に比べて、貫通孔の開口径や数などが異なるメッシュを安価に製造することができるので、薬液に応じたメッシュを容易に提供することができる。また、第１フィルム材および第２フィルム材をレーザ溶着によって接合することにより、熱影響範囲を狭くすることができるので、メッシュの噴霧性能にばらつきが発生するのを抑制することができる。
【０００９】
上記メッシュの製造方法において、第１フィルム材および第２フィルム材の接合部の外縁を切り抜く工程を備えていてもよい。
【００１０】
この場合において、第１フィルム材には複数のメッシュ形成領域が設けられるとともに、第２フィルム材には複数の開口部が形成され、複数のメッシュ形成領域と複数の開口部とがそれぞれ対応する位置に配置され、レーザ溶着によって複数の開口部の周囲を接合した後に、複数の接合部の周囲を切り抜くようにしてもよい。
【００１１】
上記メッシュの製造方法において、第１フィルム材に貫通孔を形成した後に、第１フィルム材および第２フィルム材を接合するようにしてもよい。
【００１３】
本発明によるメッシュの製造方法は、樹脂製のメッシュ本体と、メッシュ本体を補強する樹脂製の補強部材とを備えるメッシュの製造方法であり、樹脂製の第１フィルム材に、開口部を有する樹脂製の第２フィルム材を積層する工程と、第１フィルム材のメッシュ形成領域にレーザにより複数の貫通孔を形成する工程と、第１フィルム材および第２フィルム材を開口部の周囲でレーザ溶着によって接合する工程とを備える。第１フィルム材にレーザにより貫通孔を形成する工程は、第１フィルム材の厚みを計測する工程と、第１フィルム材の厚みの計測結果に応じて貫通孔を形成する際のレーザの照射条件を設定する工程とを含む。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のメッシュの製造方法によれば、設計変更を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態によるメッシュを模式的に示した断面図である。
【図２】図１のメッシュを模式的に示した平面図である。
【図３】図１のメッシュの貫通孔を拡大して示した断面図である。
【図４】本実施形態のメッシュの製造方法を説明するための図であって、第１フィルム材単体に対する加工手順を示した図である。
【図５】第１フィルム材がチャックされた状態を模式的に示した断面図である。
【図６】第１フィルム材がチャックされた状態を模式的に示した平面図である。
【図７】第１フィルム材の１つのメッシュ形成領域に貫通孔が形成された状態を模式的に示した平面図である。
【図８】第１フィルム材の全てのメッシュ形成領域に貫通孔が形成された状態を模式的に示した平面図である。
【図９】第１フィルム材の全てのメッシュ形成領域に貫通孔が形成された状態を模式的に示した断面図である。
【図１０】本実施形態のメッシュの製造方法を説明するための図であって、第２フィルム材単体に対する加工手順を示した図である。
【図１１】第２フィルム材がチャックされた状態を模式的に示した断面図である。
【図１２】第２フィルム材に１つの開口部が形成された状態を模式的に示した平面図である。
【図１３】第２フィルム材に全ての開口部が形成された状態を模式的に示した平面図である。
【図１４】第２フィルム材に全ての開口部が形成された状態を模式的に示した断面図である。
【図１５】本実施形態のメッシュの製造方法を説明するための図であって、第１フィルム材および第２フィルム材の両方に対する加工手順を示した図である。
【図１６】第１フィルム材および第２フィルム材が位置決めされた状態を模式的に示した断面図である。
【図１７】第１フィルム材および第２フィルム材が位置決めされた状態を模式的に示した平面図である。
【図１８】本実施形態の第１変形例による貫通孔を拡大して示した断面図である。
【図１９】本実施形態の第２変形例による貫通孔を拡大して示した断面図である。
【図２０】補強部材の厚みと噴霧量との関係を示したグラフである。
【図２１】補強部材の開口部の開口径と噴霧量との関係を示したグラフである。
【図２２】本実施形態の第３変形例による貫通孔を拡大して示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
【００２１】
−メッシュの構造−
まず、図１〜図３を参照して、本発明の一実施形態によるメッシュ１００の構造について説明する。このメッシュ１００は、たとえば薬液を噴霧化するためにネブライザ（吸入器）に設けられる。
【００２２】
メッシュ１００は、図１および図２に示すように、メッシュ本体１０と、メッシュ本体１０を補強する補強部材２０とを備える。このメッシュ１００は、平面的に見て円形に形成され、その直径がたとえば６ｍｍである。なお、図１および図２は、メッシュ１００を説明するために模式的に示した図であり、貫通孔１１の数やその寸法関係などは実際のものとは異なっている。
【００２３】
メッシュ本体１０は、樹脂製の薄いフィルム状部材であり、平面的に見て円形に形成されている。このメッシュ本体１０は、たとえば、透明なポリカーボネート製であり、厚みが３０μｍであるとともに、直径が６ｍｍである。このため、メッシュ本体１０は、接合用のレーザを透過可能に構成されている。
【００２４】
また、メッシュ本体１０の中央にはメッシュ形成領域Ｔ１が設けられており、そのメッシュ形成領域Ｔ１に多数の微細な貫通孔１１が形成されている。メッシュ形成領域Ｔ１は、平面的に見て円形の領域であり、その直径がたとえば２．５ｍｍである。このメッシュ形成領域Ｔ１には、たとえば、紫外線レーザにより２０００個程度の貫通孔１１が形成されている。
【００２５】
貫通孔１１は、図３に示すように、一方端側の開口径Ｒ１が他方端側の開口径Ｒ２に比べて大きくなるように形成されている。すなわち、下面１０ａ側の入口開口の開口径Ｒ１が上面１０ｂ側の出口開口の開口径Ｒ２に比べて大きくなっている。なお、メッシュ１００がネブライザに装着された場合には、入口開口から薬液が流入し、噴霧化した薬液が出口開口から噴出される。たとえば、開口径Ｒ１は２５μｍ程度であり、開口径Ｒ２は３μｍ程度である。
【００２６】
また、貫通孔１１は、下面１０ａ側に形成された縮径部１１１と、縮径部１１１から連なるように形成された円筒状部１１２と、円筒状部１１２から連なるように形成された縮径部１１３とを有する。
【００２７】
縮径部１１１は、下面１０ａ側から上面１０ｂ側に向けて縮径するように形成されている。この縮径部１１１は、断面形状が内側に膨らむように曲線状に形成され、下面１０ａ側に比べて上面１０ｂ側の縮径度合いが小さくなるように形成されている。
【００２８】
円筒状部１１２は、厚み方向（Ｚ方向）における開口径がほぼ同じになっている。この円筒状部１１２は、縮径部１１１および１１３の間に配置されている。
【００２９】
縮径部１１３は、上面１０ｂ側に配置され、下面１０ａ側から上面１０ｂ側に向けて縮径するように形成されている。この縮径部１１３は、断面形状が内側に膨らむように曲線状に形成され、下面１０ａ側に比べて上面１０ｂ側の縮径度合いが小さくなるように形成されている。
【００３０】
このため、貫通孔１１は、円筒状部１１２を挟んだ２つの縮径部１１１および１１３で縮径するように構成されており、２段階で縮径するようになっている。
【００３１】
補強部材２０は、図１および図２に示すように、樹脂製のフィルム状部材であり、平面的に見て円形に形成されている。なお、補強部材２０の直径（外径）は、たとえば６ｍｍである。この補強部材２０は、たとえば黒色のポリカーボネート製であり、メッシュ本体１０に比べて厚みが大きくなっており、たとえば厚みが４１０μｍである。また、補強部材２０は、接合用のレーザを吸収可能に構成されている。
【００３２】
また、補強部材２０は、環状に形成されており、内部に開口部２１を有する。開口部２１は、平面的に見て円形に形成され、その開口径がたとえば２．７ｍｍである。開口部２１およびメッシュ形成領域Ｔ１は対応する位置に配置されており、環状の補強部材２０によりメッシュ形成領域Ｔ１が取り囲まれている。このため、メッシュ形成領域Ｔ１の貫通孔１１から薬液が噴出された場合には、その薬液が補強部材２０の開口部２１を通過するようになっている。
【００３３】
そして、メッシュ本体１０および補強部材２０は、レーザ溶着によって接合されている。具体的には、環状の補強部材２０がメッシュ本体１０の外縁部に積層された状態で、その接触界面が溶着接合されている。このように、厚みが小さく剛性が低い樹脂製のメッシュ本体１０を補強部材２０で補強することにより、メッシュ１００全体として十分な強度を得ることが可能である。
【００３４】
−メッシュの製造方法−
次に、図１〜図１７を参照して、本実施形態によるメッシュ１００の製造方法について説明する。なお、以下では、第１フィルム材５０および第２フィルム材６０のそれぞれの単体に対する加工手順を説明した後に、第１フィルム材５０および第２フィルム材６０の両方に対する加工手順を説明する。
【００３５】
［第１フィルム材に対する加工手順］
まず、図４のステップＳ１において、第１フィルム材５０を洗浄する。なお、第１フィルム材５０は、たとえば、透明なポリカーボネート製であり、厚みが３０μｍである。また、第１フィルム材５０のサイズは、特に限定されないが、取り扱いが容易なようにたとえばＡ５またはＡ６である。この洗浄工程では、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）などで数十秒〜数分程度の超音波洗浄を第１フィルム材５０に対して行う。その後、エアガンなどにより、第１フィルム材５０からＩＰＡを吹き飛ばす。
【００３６】
次に、ステップＳ２において、図５に示すように、第１フィルム材５０をチャック台２００に載置する。そして、真空チャックで第１フィルム材５０をチャック台２００に固定する。なお、チャック台２００として多孔質セラミックチャックを用いることにより、第１フィルム材５０の全面をチャックすることが好ましい。これは、第１フィルム材５０が全面的に吸着されるため、後述する貫通孔１１の形成時に、その貫通孔１１からエアが抜けても、第１フィルム材５０が浮き上がるのを抑制することができるためである。これにより、加工対象である第１フィルム材５０の位置がずれるのを抑制することができるので、形成される貫通孔１１の形状がばらつくのを抑制することが可能である。なお、チャック台２００は、ＸＹステージに設けられている。
【００３７】
次に、ステップＳ３において、第１フィルム材５０のメッシュ形成領域Ｔ１の厚みを計測する。メッシュ形成領域Ｔ１は、第１フィルム材５０の面内において予め設定された円形（たとえば直径が２．５ｍｍ）の領域である。具体的には、メッシュ形成領域Ｔ１は、図６に示すように、第１フィルム材５０に複数（たとえば３２０個）設けられ、千鳥状に配置されている。なお、図６は模式図であり、数やその寸法関係などは実際のものとは異なっている。後述する各図についても同様である。また、厚みを計測する計測装置の一例としては、触針式の段差計や光学式の膜厚計などを挙げることができる。また、第１フィルム材５０をチャックする前にマイクロメータなどで厚みを計測してもよい。
【００３８】
ここで、第１フィルム材５０は、フィルム毎に厚みにばらつきがあるとともに、同一のフィルム内においてもばらつきがある。たとえば、最大で５〜６μｍ程度のばらつきがある。そこで、計測した厚みに応じて後述する紫外線レーザの照射条件を設定することにより、貫通孔１１の形状（出口径）がばらつくのを抑制することが可能である。
【００３９】
具体例としては、予め基準として設定されたショット数を計測した厚みに応じて補正する。すなわち、計測された厚みが基準厚よりも大きい場合には、ショット数を基準値から増やし、計測された厚みが基準厚よりも小さい場合には、ショット数を基準値から減らすようにする。なお、ショット数以外のパラメータ（たとえば、出力）を変更するようにしてもよい。
【００４０】
次に、ステップＳ４において、紫外線レーザにより所定のメッシュ形成領域Ｔ１に対して多数の貫通孔１１を形成する。たとえば、所定のメッシュ形成領域Ｔ１内に、２０００個の貫通孔１１を３０μｍ間隔で千鳥状に形成する。
【００４１】
本実施形態では、紫外線レーザとしてＹＡＧ第４高調波（波長２６６ｎｍ、パルス幅１０〜１５ｎｓ、繰り返し周波数１０ｋＨｚ）を用い、ガルバノミラーで単一レーザビームをＸ方向およびＹ方向に走査してテレセントリックｆθレンズで集光する構成で加工を行う。なお、レンズは、開口数ＮＡ（Numerical Aperture）が高い（たとえば、０．１８）ものを用いる。また、上記したように、所定のメッシュ形成領域Ｔ１の厚みに応じて紫外線レーザの照射条件を補正する。
【００４２】
ここで、本実施形態では、貫通孔１１を形成するために、デフォーカスした状態で紫外線レーザを照射するとともに、ジャストフォーカスした状態で紫外線レーザを照射する。すなわち、２段階で紫外線レーザを照射することにより、１つの貫通孔１１を形成する。なお、テレセントリックｆθレンズを用いることにより、走査しても第１フィルム材５０に対して垂直に紫外線レーザが集光されるようになっており、フォーカス位置を変更した場合であっても、紫外線レーザが照射される位置を同じにすることが可能である。
【００４３】
具体的には、まず、第１フィルム材５０の表面がジャストフォーカス位置に合致するように、チャック台２００が設けられたＸＹステージをＺ方向に移動させる。その後、ＸＹステージを所定のデフォーカス量だけＺ方向に移動させる。デフォーカス量は、たとえば０．０６ｍｍである。そして、出力をたとえば５０ｍＷとして１段階目のレーザ照射を行う。すなわち、デフォーカスした状態で、形成する孔数（２０００個）分の１段階目の加工を行う。
【００４４】
その後、第１フィルム材５０の表面がジャストフォーカス位置に合致するようにＸＹステージをＺ方向に移動させる。そして、出力をたとえば１０ｍＷとして２段階目のレーザ照射を行う。すなわち、ジャストフォーカスした状態で、形成する孔数（２０００個）分の２段階目の加工を行う。これにより、図３に示すような形状の貫通孔１１がメッシュ形成領域Ｔ１に多数形成される。なお、入口開口の開口径Ｒ１は２５μｍ程度であり、出口開口の開口径Ｒ２は３μｍ程度である。
【００４５】
このようにして、図７に示すように、１つのメッシュ形成領域Ｔ１に多数の貫通孔１１が形成される。そして、１つのメッシュ形成領域Ｔ１に対する加工が完了されると、ステップＳ５において、全てのメッシュ形成領域Ｔ１に対する加工が完了したか否かが判断される。そして、全てのメッシュ形成領域Ｔ１に対して加工が完了されていない場合には、ステップＳ６に移る。
【００４６】
ステップＳ６では、ＸＹステージにより第１フィルム材５０が水平方向にたとえば７ｍｍ程度移動されることにより、未加工のメッシュ形成領域Ｔ１が加工領域に配置され、ステップＳ４に戻る。これにより、第１フィルム材５０の各メッシュ形成領域Ｔ１にそれぞれ多数の貫通孔１１が形成される。
【００４７】
そして、図８および図９に示すように、全てのメッシュ形成領域Ｔ１に対して加工が完了されると（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、ステップＳ７に移り、形成された貫通孔１１の検査を行う。
【００４８】
貫通孔１１の検査は、まず、画像処理により入口開口の開口径Ｒ１を計測する。なお、全ての貫通孔１１の開口径Ｒ１を計測するようにしてもよいし、一部の貫通孔１１を抜き出して開口径Ｒ１を計測するようにしてもよい。
【００４９】
その後、第１フィルム材５０をチャック台２００から取り外し、第１フィルム材５０を裏返しにしてチャック台２００に固定する。そして、画像処理により出口開口の開口径Ｒ２を計測する。なお、全ての貫通孔１１の開口径Ｒ２を計測するようにしてもよいし、一部の貫通孔１１を抜き出して開口径Ｒ２を計測するようにしてもよい。
【００５０】
このようにして、第１フィルム材５０単体に対する加工が行われる。
【００５１】
［第２フィルム材に対する加工手順］
まず、図１０のステップＳ１１において、第２フィルム材６０を洗浄する。なお、第２フィルム材６０は、たとえば、黒色のポリカーボネート製であり、厚みが４１０μｍである。また、第２フィルム材６０のサイズは、特に限定されないが、たとえば第１フィルム材５０と同じサイズ（Ａ５またはＡ６）である。この洗浄工程では、ＩＰＡなどで数十秒〜数分程度の超音波洗浄を第２フィルム材６０に対して行う。その後、エアガンなどにより、第２フィルム材６０からＩＰＡを吹き飛ばす。
【００５２】
次に、ステップＳ１２において、図１１に示すように、第２フィルム材６０をチャック台２１０に載置する。そして、真空チャックで第２フィルム材６０をチャック台２１０に固定する。なお、チャック台２１０として多孔質セラミックチャックを用いることにより、第２フィルム材６０の全面をチャックすることが好ましい。なお、チャック台２１０は、ＸＹステージに設けられている。
【００５３】
そして、ステップＳ１３において、図１２に示すように、上記したメッシュ形成領域Ｔ１と対応する位置に開口部２１を形成する。なお、開口部２１は、たとえば、開口径が２．７ｍｍであり、ポンチやレーザマーカなどによって形成される。
【００５４】
その後、１つの開口部２１が形成されると、ステップＳ１４において、全ての開口部２１が形成されたか否かが判断される。なお、全ての開口部２１とは、予め設定された数の開口部である。また、予め設定された数は、たとえば、第１フィルム材５０のメッシュ形成領域Ｔ１の数と同じ数であって３２０個である。そして、全ての開口部２１が形成されていない場合には、ステップＳ１５に移る。
【００５５】
ステップＳ１５では、ＸＹステージにより第２フィルム材６０が水平方向にたとえば７ｍｍ程度移動され、ステップＳ１３に戻る。これにより、第１フィルム材５０の複数のメッシュ形成領域Ｔ１にそれぞれ対応するように、複数の開口部２１が第２フィルム材６０に形成される。なお、第２フィルム材６０を搬送するＸＹステージは、第１フィルム材５０を搬送するＸＹステージと駆動性能が同等であることが好ましい。これは、第１フィルム材５０および第２フィルム材６０を積層したときに、開口部２１と貫通孔１１とが位置ずれするのを抑制するためである。
【００５６】
そして、図１３および図１４に示すように、全ての開口部２１が形成されると（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、ステップＳ１６に移り、形成された開口部２１の検査を行う。
【００５７】
開口部２１の検査は、たとえば画像処理によりその開口径を計測する。なお、全ての開口部２１の開口径を計測するようにしてもよいし、一部の開口部２１を抜き出して開口径を計測するようにしてもよい。また、開口部２１をポンチで形成する場合には、そのポンチの位置（たとえば、ポンチが下死点まで到達したか否か）を確認することにより、開口部２１の検査としてもよい。
【００５８】
このようにして、第２フィルム材６０単体に対する加工が行われる。
【００５９】
［第１フィルム材および第２フィルム材に対する加工手順］
まず、図１５のステップＳ２１において、第１フィルム材５０および第２フィルム材６０が位置決めされる。具体的には、図１６および図１７に示すように、載置台２２０上に、上記の加工が施された第２フィルム材６０が載置される。そして、第２フィルム材６０上に、上記の加工が施された第１フィルム材５０が積層される。このとき、貫通孔１１の入口開口側が上方に配置され、第１フィルム材５０が第２フィルム材６０に対して位置決めされる。なお、位置決めは、たとえば、第１フィルム材５０および第２フィルム材６０の所定の位置、例えば四隅に位置決め孔（図示省略）を形成し、その位置決め孔にピンを挿入することにより行われる。
【００６０】
その後、板状部材２２１（図１６参照）により、第１フィルム材５０および第２フィルム材６０を加圧する。なお、板状部材２２１は、接合用のレーザを透過するように構成されている。また、図１７では、見やすさを考慮して板状部材２２１の図示を省略した。
【００６１】
そして、ステップＳ２２において、第１フィルム材５０および第２フィルム材６０がレーザ溶着によって接合される。なお、接合用のレーザは、板状部材２２１側から第２フィルム材６０に向けて照射され、板状部材２２１および第１フィルム材５０を透過して第２フィルム材６０で吸収される。具体的には、各開口部２１の周囲の環状領域Ｔ２（図１７参照）が溶着によって接合される。本実施形態では、波長が８０８ｎｍで連続出力の半導体レーザにより第１フィルム材５０および第２フィルム材６０が溶着される。
【００６２】
そして、ステップＳ２３において、画像処理などにより接合部の検査を行う。その後、ステップＳ２４において、各接合部の外縁（たとえば、環状領域Ｔ２の外周の僅かに内側）がポンチなどにより切り抜かれる。これにより、図１および図２に示すようなメッシュ１００が得られる。すなわち、本実施形態では、１枚の第１フィルム材５０と１枚の第２フィルム材６０とから３２０個のメッシュ１００が形成される。
【００６３】
−効果−
本実施形態では、上記のように、メッシュ形成領域Ｔ１の貫通孔１１を紫外線レーザで形成することによって、その紫外線レーザの照射条件などを変更することにより、メッシュ形成領域Ｔ１の貫通孔１１の設計変更を容易に行うことができる。これにより、金型などを用いる場合に比べて、貫通孔１１の開口径や数などが異なるメッシュ１００を安価に製造することができるので、薬液に応じたメッシュ１００を容易に提供することができる。また、第１フィルム材５０および第２フィルム材６０をレーザ溶着により接合することによって、熱影響範囲を狭くすることができるので、メッシュ１００の噴霧性能にばらつきが発生するのを抑制することができる。
【００６４】
また、本実施形態では、第１フィルム材５０の複数のメッシュ形成領域Ｔ１に多数の貫通孔１１を一括して形成するとともに、第２フィルム材６０に複数の開口部２１を一括して形成し、第１フィルム材５０および第２フィルム材６０をレーザ溶着により接合して複数のメッシュ１００を抜き出すことによって、生産性の向上を図ることができる。
【００６５】
また、本実施形態では、貫通孔１１を形成した後に、第１フィルム材５０および第２フィルム材６０を溶着することによって、第１フィルム材５０が溶着による熱影響を受ける前に貫通孔１１を形成することができるので、貫通孔１１の形状がばらつくのを抑制することができる。
【００６６】
また、本実施形態では、メッシュ形成領域Ｔ１の厚みに応じて紫外線レーザの照射条件を補正することによって、貫通孔１１の形状（出口径）がばらつくのを抑制することができる。
【００６７】
また、本実施形態では、２段階で縮径するように円筒状部１１２を有する貫通孔１１を形成することによって、メッシュ１００からの噴霧量の増加を図りながら、噴霧径が大きくなるのを抑制することができる。なお、詳細については後述する。
【００６８】
また、本実施形態では、第２フィルム材６０が接合用のレーザを吸収することによって、第１フィルム材５０が熱影響を受けるのを抑制することができるので、メッシュ形成領域Ｔ１が変形や収縮するのを抑制することができる。
【００６９】
また、本実施形態では、レーザ溶着時に板状部材２２１により加圧することによって、熱影響範囲を狭くすることができるので、複数個を並列で処理する際に各開口部２１の周囲の環状領域Ｔ２の溶着時に収縮などによる位置ずれを抑制することができる。これにより、並列で処理することが可能で生産性が向上するとともに、噴霧性能のばらつきを抑制することができる。
【００７０】
−貫通孔の形状−
本実施形態では、２段階で縮径するように円筒状部１１２を有する貫通孔１１（図３参照）を示したが、これに限らず、図１８に示す第１変形例による貫通孔１１ａのように円筒状部が形成されていなくてもよい。この貫通孔１１ａは、一方端側の開口径Ｒ３が他方端側の開口径Ｒ４に比べて大きくなるように形成されており、一方端側から他方端側に向けて徐々に縮径するように構成されている。すなわち、貫通孔１１ａは、厚み方向における全長にわたり連続的に縮径するように形成されている。この貫通孔１１ａは、たとえば、開口数ＮＡが低い（たとえば、０．０２５）レンズを用い、出力を８０ｍＷとして０．３ｍｍのデフォーカスで１段階目の加工を行い、出力を８０ｍＷとしてジャストフォーカスで２段階目の加工を行うことにより形成することが可能である。
【００７１】
ここで、連続的に縮径する場合には、図１９に示す第２変形例による貫通孔１１ｂのように、一方端側の開口径Ｒ５が大きくなるに連れて他方端側の開口径Ｒ６が大きくなる。この貫通孔１１ｂは、一方端側から他方端側に向けて徐々に縮径するように構成されており、貫通孔１１ａに比べて全体的に開口径が大きくなっている。
【００７２】
そこで、貫通孔１１〜１１ｂを有するメッシュについて噴霧性能の評価実験を行い、その結果を表１に示す。なお、２段階で縮径するように円筒状部１１２を有する貫通孔１１（図３参照）では、入口開口の開口径Ｒ１が約２５μｍであり、出口開口の開口径Ｒ２が約３．３μｍである。また、連続的に縮径する貫通孔１１ａ（図１８参照）では、入口開口の開口径Ｒ３が約２５μｍであり、出口開口の開口径Ｒ４が約３．３μｍである。また、連続的に縮径する貫通孔１１ｂ（図１９参照）では、入口開口の開口径Ｒ５が約２８μｍであり、出口開口の開口径Ｒ６が約４．９μｍである。
【００７３】
【表１】
0006415953.tif 000002
【００７４】
この実験では、貫通孔１１を有するメッシュを用いて、パルミコート（登録商標）、アレベール（登録商標）、ムコフィリン（登録商標）および浄水をそれぞれ噴射し、その際の噴霧量および噴霧径の計測を行った。貫通孔１１ａを有するメッシュおよび貫通孔１１ｂを有するメッシュについても同様である。なお、貫通孔１１ａを有するメッシュでムコフィリンを噴射した場合には、噴霧量が少なく、噴霧径の計測ができなかった。
【００７５】
表１に示す実験結果から、貫通孔１１ｂを有するメッシュは、貫通孔１１ａを有するメッシュに比べて、噴霧量が多くなるとともに、噴霧径が大きくなることが判明した。これは、貫通孔１１ｂの出口開口の開口径Ｒ６が貫通孔１１ａの出口開口の開口径Ｒ４に比べて大きいためであると考えられる。すなわち、連続的に縮径する場合には、噴霧量の増加を図ると、噴霧径が大きくなってしまう。
【００７６】
そして、貫通孔１１を有するメッシュでは、貫通孔１１ａを有するメッシュに比べて噴霧量を多くするとともに、貫通孔１１ｂを有するメッシュに比べて噴霧径を小さくすることができた。したがって、２段階で縮径する貫通孔１１を有するメッシュでは、噴霧量の増加を図りながら、噴霧径が大きくなるのを抑制することができるので、噴霧性能が好ましいことが判明した。
【００７７】
なお、貫通孔１１を有するメッシュと貫通孔１１ｂを有するメッシュとでは、浄水についての噴霧径の値が近くなっているが、薬液（パルミコート、アレベール、ムコフィリン）については噴霧径の値が顕著に異なっている。つまり、貫通孔１１を有するメッシュでは、特に薬液を噴霧する場合に噴霧性能がよいといえる。なお、浄水と薬液とのこのような違いは、粘性や表面張力の違いに起因するものと考えられる。
【００７８】
−補強部材の形状−
次に、補強部材の形状と噴霧量との関係について説明する。なお、以下では、補強部材の厚みと噴霧量との関係を説明した後に、補強部材の開口部の開口径と噴霧量との関係について説明する。
【００７９】
［厚みについて］
まず、３０μｍの間隔で千鳥状に２８００個の貫通孔を有するメッシュ本体を複数作製した。なお、貫通孔は、入口開口の開口径が２５μｍであり、出口開口の開口径が３．５μｍである。また、厚みが異なる補強部材を複数作製した。なお、各補強部材は、開口部の開口径が２．３ｍｍであり同じになっている。そして、メッシュ本体および補強部材を接合することにより、補強部材の厚みが異なる複数のメッシュを作製した。そして、各メッシュの噴霧量を計測し、その結果を図２０に示した。
【００８０】
図２０に示すように、補強部材の厚みが大きく８００μｍ程度である場合、および、補強部材の厚みが小さく２００μｍ程度である場合には、噴霧量が低下することが判明した。なお、各メッシュにおける貫通孔の総開口面積は同じである。したがって、補強部材の厚みとしては、３００μｍ〜６００μｍが好ましい。
【００８１】
［開口部の開口径について］
まず、上記と同様のメッシュ本体を複数作製した。また、開口径が異なる補強部材を複数作製した。なお、各補強部材は、厚みが４４０μｍであり同じになっている。そして、メッシュ本体および補強部材を接合することにより、開口径が異なる複数のメッシュを作製した。そして、各メッシュの噴霧量を計測し、その結果を図２１に示した。
【００８２】
図２１に示すように、開口径が大きく４ｍｍ程度である場合、および、開口径が小さく１．６ｍｍ程度である場合には、噴霧量が低下することが判明した。なお、各メッシュにおける貫通孔の総開口面積は同じである。したがって、補強部材の開口径としては、２．３ｍｍ〜３．２ｍｍが好ましい。
【００８３】
−他の実施形態−
なお、今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００８４】
たとえば、本実施形態では、メッシュ本体１０と補強部材２０とがレーザ溶着によって接合される例を示したが、これに限らず、メッシュ本体と補強部材とがその他の方法によって接合されていてもよい。また、補強部材が設けられていなくてもよい。
【００８５】
また、本実施形態では、円筒状部１１２と縮径部１１３とを有する貫通孔１１を示したが、これに限らず、図２２に示す第３変形例による貫通孔１１ｃのように、開口径の異なる複数の円筒状部１１１ｃおよび１１２ｃが形成されていてもよい。この貫通孔１１ｃは、一方端側（入口開口）の開口径が他方端側（出口開口）の開口径に比べて大きくなるように形成されている。また、貫通孔１１ｃは、一方端側に形成された円筒状部１１１ｃと、他方端側に形成された円筒状部１１２ｃとを有しており、円筒状部１１１ｃおよび１１２ｃが段差部を介して連なるようになっている。円筒状部１１１ｃの開口径が円筒状部１１２ｃの開口径に比べて大きくなっており、円筒状部１１１ｃおよび１１２ｃはそれぞれ厚み方向における開口径がほぼ同じである。なお、貫通孔１１ｃは、開口径が異なる２つの円筒状部１１１ｃおよび１１２ｃを有する例を示したが、これに限らず、貫通孔は、開口径が異なる３つ以上の円筒状部を有していてもよい。
【００８６】
また、本実施形態では、メッシュ本体１０の厚みが３０μｍである例を示したが、これに限らず、メッシュ本体の厚みが３０μｍ以外であってもよい。なお、メッシュ本体の厚みは、好ましくは１００μｍ以下であり、より好ましくは５０μｍ以下である。
【００８７】
また、本実施形態では、メッシュ本体１０がポリカーボネート製である例を示したが、これに限らず、貫通孔を形成可能であり、ネブライザに用いることが可能であれば、メッシュ本体がその他の材料により形成されていてもよい。メッシュ本体の材料の一例としては、ポリサルホン、ポリフェニルサルホン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルファイド、ポリフッ化ビニリデン、ポリフェニレンエーテル、ポリアセタール、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートなどを挙げることができる。
【００８８】
また、本実施形態では、補強部材２０の厚みが４１０μｍである例を示したが、これに限らず、補強部材の厚みが４１０μｍ以外であってもよい。なお、補強部材の厚みは、好ましくは１００μｍ以上であり、より好ましくは３００μｍ以上である。
【００８９】
また、本実施形態では、補強部材２０がポリカーボネート製である例を示したが、これに限らず、メッシュ本体に接合可能であり、ネブライザに用いることが可能であれば、補強部材がその他の材料により形成されていてもよい。補強部材の材料の一例としては、ポリサルホン、ポリフェニルサルホン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルファイド、ポリフッ化ビニリデン、ポリフェニレンエーテル、ポリアセタール、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートなどを挙げることができる。
【００９０】
また、本実施形態では、デフォーカスにより貫通孔１１を形成する例を示したが、これに限らず、ジャストフォーカス位置でヘリカル加工を行うことにより、所望の形状の貫通孔を形成するようにしてもよい。同様に、マスク転写法でマスクサイズを変えることにより、所望の形状の貫通孔を形成するようにしてもよい。同様に、マスクサイズを連続的に可変し、レーザビーム径を変えることで開口数ＮＡを変えることにより、貫通孔の縮径角度を制御し所望の形状の貫通孔を形成するようにしてもよい。
【００９１】
また、本実施形態では、２段階で紫外線レーザを照射することにより１つの貫通孔１１を形成する例を示したが、これに限らず、３段階以上のレーザ照射で貫通孔を形成するようにしてもよい。
【００９２】
また、本実施形態では、紫外線レーザとしてＹＡＧ第４高調波を用いたが、これに限らず、紫外線レーザとしてＹＡＧ第３高調波やエキシマレーザを用いてもよい。なお、紫外線レーザの波長は３５０ｎｍ以下が好ましい。
【００９３】
また、本実施形態では、テレセントリックｆθレンズで集光する例を示したが、これに限らず、ｆθレンズや球面レンズなどのその他のレンズで集光するようにしてもよい。
【００９４】
また、本実施形態では、単一レーザビームを走査する例を示したが、これに限らず、回折光学素子などを用いてレーザビームを分岐させ、複数のレーザビームを一括で走査するようにしてもよい。このように構成すれば、生産性の向上を図ることができる。
【００９５】
また、本実施形態では、ガルバノミラーで走査することにより、１つのメッシュ形成領域Ｔ１に多数の貫通孔１１を形成する例を示したが、これに限らず、ガルバノミラーで走査することにより、複数のメッシュ形成領域にそれぞれ多数の貫通孔を形成するようにしてもよい。このように構成すれば、ＸＹステージを動作させる回数を減らすことができるので、加工時間の短縮を図ることができる。
【００９６】
また、本実施形態では、各種検査を行う例を示したが、これに限らず、検査を行わないようにしてもよいし、一部の検査のみを行うようにしてもよい。
【００９７】
また、本実施形態において、メッシュ１００の直径、貫通孔１１の数およびその間隔や配置などはいずれも一例であって、適宜変更可能である。
【００９８】
また、本実施形態では、第１フィルム材５０および第２フィルム材６０を接合するレーザとして半導体レーザを示したが、これに限らず、第１フィルム材および第２フィルム材がその他のレーザにより接合されていてもよい。
【００９９】
また、本実施形態では、第１フィルム材５０および第２フィルム材６０を接合するレーザ接合の溶着領域として、各開口部２１の周囲の環状領域Ｔ２が溶着によって接合されることを示したが、環状領域Ｔ２を溶着する前に、線状もしくは点状の溶着箇所を単一もしくは複数箇所形成してもよい。このような構成にすれば、線状もしくは点状の溶着箇所により仮止めすることができるので、環状領域Ｔ２をレーザ溶着した時の収縮を更に抑えることができる。したがって、開口部２１に対する貫通孔１１の位置精度の向上を図ることができる。
【０１００】
また、本実施形態では、貫通孔１１が形成された第１フィルム材５０と開口部２１が形成された第２フィルム材６０とを積層する例を示したが、これに限らず、開口部が形成された第２フィルム材と第１フィルム材とを積層した状態で、第１フィルム材に貫通孔を形成するようにしてもよい。このように構成すれば、開口部に対する貫通孔の位置精度の向上を図ることができる。
【０１０１】
また、本実施形態では、第１フィルム材５０が接合用のレーザを透過し、第２フィルム材６０が接合用のレーザを吸収する例を示したが、これに限らず、第２フィルム材が接合用のレーザを透過し、第１フィルム材が接合用のレーザを吸収するようにしてもよい。
【０１０２】
また、本実施形態において、切り抜いて複数のメッシュ１００を形成した後に、そのメッシュ１００を洗浄する工程が設けられていてもよい。また、メッシュ１００の噴霧性能を評価する工程が設けられていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明は、複数の貫通孔が形成されたメッシュの製造方法に利用可能である。
【符号の説明】
【０１０４】
１０      メッシュ本体
１１      貫通孔
１１ａ    貫通孔
１１ｂ    貫通孔
１１ｃ    貫通孔
２０      補強部材
２１      開口部
５０      第１フィルム材
６０      第２フィルム材
１００    メッシュ
１１１ｃ  円筒状部
１１２    円筒状部
１１２ｃ  円筒状部
１１３    縮径部
Ｔ１      メッシュ形成領域
【図１】
0006415953.tif 000003
【図２】
0006415953.tif 000004
【図３】
0006415953.tif 000005
【図４】
0006415953.tif 000006
【図５】
0006415953.tif 000007
【図６】
0006415953.tif 000008
【図７】
0006415953.tif 000009
【図８】
0006415953.tif 000010
【図９】
0006415953.tif 000011
【図１０】
0006415953.tif 000012
【図１１】
0006415953.tif 000013
【図１２】
0006415953.tif 000014
【図１３】
0006415953.tif 000015
【図１４】
0006415953.tif 000016
【図１５】
0006415953.tif 000017
【図１６】
0006415953.tif 000018
【図１７】
0006415953.tif 000019
【図１８】
0006415953.tif 000020
【図１９】
0006415953.tif 000021
【図２０】
0006415953.tif 000022
【図２１】
0006415953.tif 000023
【図２２】
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