JP2003145626A - 樹脂材の接合方法 - Google Patents

樹脂材の接合方法

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JP2003145626A JP2001343745A JP2001343745A JP2003145626A JP 2003145626 A JP2003145626 A JP 2003145626A JP 2001343745 A JP2001343745 A JP 2001343745A JP 2001343745 A JP2001343745 A JP 2001343745A JP 2003145626 A JP2003145626 A JP 2003145626A
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laser beam
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順 早川
Kyoji Koda
京司 国府田
Yukari Sato
由佳里 佐藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 接着剤や金型を用いることなく樹脂材を接合
対象物の表面に接合でき、したがって工程の簡素化や高
い位置精度の確保が可能な接合方法を実現する。 【解決手段】 レーザ透過性樹脂材12と接合対象物10と
を積層配置させる工程と、レーザ透過性樹脂材12の表面
12ａにレーザビームＬを照射して接合対象物10の表面10
ａを加熱する工程と、この加熱によって溶融した接合対
象物の表面10ａをレーザ透過性樹脂材12の背面12ｂに融
着させる工程とを備えた樹脂材の接合方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【００１】
【発明の属する技術分野】この発明は樹脂材を他の樹脂
材や紙材等の接合対象物に接合させる方法に係り、特
に、レーザ透過性樹脂材にレーザビームを照射し、透過
レーザビームによって接合対象物の表面を加熱すること
で樹脂材の背面を接合対象物の表面に接合させる方法に
関する。
【００２】
【従来の技術】これまで、樹脂材を他の樹脂材や紙材等
に接合させる場合、接着剤を用いた接合方法の他に、熱
圧着法が広く用いられてきた。この熱圧着法は、図８に
示すように樹脂材30の背面30ａ及び接合対象物32の表面
32ａに対応した形状を備えた金型34を用意し、この金型
34を所定の温度に加熱した上で、図９に示すように接合
対象物の表面32ａに密着させてこれを溶融させ、つぎに
金型34を接合対象物32から取り外した後、図１０に示す
ように樹脂材30と接合対象物32間を圧着・接合させる技
術である。この熱圧着法にあっては、接着剤を用いるこ
となく、樹脂材30を接合対象物32に接合させることが可
能であり、接合対象物32が樹脂材よりなる場合には高い
気密性を確保することもできる。
【００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、熱圧着
法の場合、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、仕様が変更される度に金型34を作り替える変えなけ
ればならず、設計変更に対する柔軟性に欠けていた。特
に、樹脂材30及び接合対象物32が平面状の場合には金型
製作も比較的容易であるが、上記のように接合面が立体
的な場合にはそれに対応した複雑な形状の金型34を用意
する必要があり、その分金型34の製造コストが嵩むこと
となる。また、接合対象物の表面32ａを加熱して溶融さ
せた後に金型34を取り外し、樹脂材30を接合対象物32に
接触させる必要があるため、その分工程が複雑化するの
みならず、過溶融による位置決め精度の低下という問題
があった。
【００４】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、接着
剤や金型を用いることなく樹脂材を接合対象物の表面に
接合でき、したがって工程の簡素化や高い位置精度の確
保が可能な接合方法を実現することを目的としている。
【００５】
【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に記載した樹脂材の接合方法は、レーザ透
過性樹脂材と接合対象物とを積層配置させる工程と、上
記レーザ透過性樹脂材の表面に、レーザビームを照射し
て接合対象物の表面を加熱する工程と、この加熱によっ
て溶融した接合対象物の表面をレーザ透過性樹脂材の背
面に融着させる工程とを備えたことを特徴としている。
この接合方法は、予めレーザ透過性樹脂材と接合対象物
とを位置決め配置しておいた上で、透過レーザビームに
よって接合対象物の表面を溶融させてレーザ透過性樹脂
材の背面に融着させるものであり、接着剤や金型を用い
ることなく、レーザ透過性樹脂材と接合対象物間を高い
位置精度で直接接合することが可能となる。
【００６】また、請求項２に記載した樹脂材の接合方法
は、レーザ透過性樹脂材と接合対象物とを積層配置させ
る工程と、上記レーザ透過性樹脂材の表面に、レーザビ
ームを照射して接合対象物の表面を加熱する工程と、接
合対象物表面からの伝導熱によって溶融したレーザ透過
性樹脂材の背面を接合対象物の表面に融着させる工程と
を備えたことを特徴としている。この接合方法は、透過
レーザビームによって接合対象物の表面を加熱し、その
伝導熱によってレーザ透過性樹脂材側を溶融させるもの
であり、接合対象物が紙材や金属材のように溶融し難い
材質であっても接合することが可能となる。
【００７】さらに、請求項３に記載した樹脂材の接合方
法は、レーザ透過性樹脂材と接合対象物とを積層配置さ
せる工程と、上記レーザ透過性樹脂材の表面に、レーザ
ビームを照射して接合対象物の表面を加熱する工程と、
この加熱によって溶融した接合対象物の表面と、接合対
象物表面からの伝導熱によって溶融したレーザ透過性樹
脂材の背面とを融着させる工程とを備えたことを特徴と
している。この接合方法は、レーザビームの照射によっ
て接合対象物の表面及びレーザ透過性樹脂材の背面を同
時に溶融させるものであり、両者間を強固に接合させる
ことが可能となる。
【００８】
【発明の実施の形態】図１及び図２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。すなわち、接合
対象物10の表面には、特定のレーザビームに対する透過
性を備えた樹脂材12が積層配置されている。このレーザ
透過性樹脂材12の表面12ａにレーザビームＬを照射する
と、レーザビームＬは樹脂材12を透過して接合対象物10
の表面10ａに到達する。この結果、接合対象物の表面10
ａはレーザビームＬの照射を受けて発熱・溶融し、図２
に示すように、溶融部14を介してレーザ透過性樹脂材12
の背面12ｂに融着する。
【００９】上記レーザ透過性樹脂材12としては、例えば
アクリル系の樹脂材が該当し、レーザビームＬとしては
半導体レーザ（波長：807nm〜830nm）が該当する。もち
ろん、他のレーザビームを用いると共に、当該レーザビ
ームに対する透過性を備えた樹脂材を採用することもで
きる。また、上記接合対象物10としては、照射されたレ
ーザビームＬの吸収特性に優れた樹脂材等が用いられ
る。
【００１０】上記のように透過レーザビームによって接
合対象物の表面10ａを溶融させる代わりに、レーザ透過
性樹脂材の背面12ｂを溶融させてもよい。例えば、接合
対象物10が紙材よりなる場合には、レーザビームＬの照
射によって溶融することはないが、加熱されて表面温度
が上昇することとなる。そして、この接合対象物10に接
触配置されたレーザ透過性樹脂材の背面12ｂに熱が伝導
してこれを溶融させる結果、接合対象物の表面10ａに融
着する。もちろん、レーザビームＬの照射によって接合
対象物の表面10ａを溶融させると共に、その伝導熱によ
ってレーザ透過性樹脂材の背面12ｂをも溶融させ、以て
両者間を強固に接合させることも可能である。
【００１１】上記にあっては、レーザ透過性樹脂材の表
面12ａにレーザビームＬを点状に照射することで、複数
の点状溶融部14を介して樹脂材12と接合対象物10とを接
合させる例を説明したが、より高い接合性を確保する必
要がある場合には、レーザビームＬを樹脂材の表面12ａ
に線状、あるいは面状に照射する。この結果、図３に示
すように、レーザ透過性樹脂材12と接合対象物10間が線
状あるいは面状の溶融部16を介して隙間なく接合され、
高い気密性を確保することができる。
【００１２】レーザ透過性樹脂材12及び接合対象物10が
それぞれ複雑な立体形状を備えている場合であっても、
基本的には上記と同様の手順によって接合することがで
きる。図４はその一例を示すものであり、大きな凸部を
備えたレーザ透過性樹脂材12と、これに対応する凹部を
備えた接合対象物10とを係合させた状態で、レーザ透過
性樹脂材の表面12ａにレーザビームＬを線状に照射して
いる。この結果、レーザ透過性樹脂材の背面12ｂと接合
対象物の表面10ａ間が、線状の溶融部16を介して気密に
接合される。この場合、レーザ透過性樹脂材10の厚さが
レーザビームＬの照射部位によって異なっているが、レ
ーザビームＬはレーザ透過性樹脂材10を文字通り透過し
て接合対象物の表面12ａに到達するため、厚さに多少の
変動が存在しても問題なく接合できる。
【００１３】図５は、上記した接合方法の応用例を示し
ており、レーザビームＬの吸収特性に優れた一枚の接合
対象物10の表面10ａ及び背面10ｂに、それぞれレーザ透
過性樹脂材12を接触させた状態で、各レーザ透過性樹脂
材の表面12ａにレーザビームＬを線状に照射している。
この結果、一対のレーザ透過性樹脂材12，12が、間に接
合対象物10を介装させた状態で接合されることとなる。
なお、図においては両方のレーザ透過性樹脂材12，12に
対して同時にレーザビームＬを照射する例を示している
が、交互に照射することも当然に可能である。
【００１４】図６は、この発明に係る接合方法の実施例
を示すものであり、飲料用の紙パック18の表面18ａにス
トロー収納袋を固着させる様子が描かれている。すなわ
ち、内部にストロー20が収納されたレーザ透過性樹脂材
よりなる袋体22を、紙パックの表面18ａに載置した状態
で両端の取付用マージン部22ａ，22ｂにレーザビームＬ
を照射すると、マージン部22ａ，22ｂを透過したレーザ
ビームによって紙パックの表面18ａが加熱され、この熱
を受けて当該マージン部22ａ，22ｂが溶融する結果、紙
パックの表面18ａに融着することとなる。従来は、図７
に示すように、接着剤24を介して袋体22を紙パックの表
面18ａに固着していたため美観を損ねていたが、この接
合方法によれば余計な接着剤を使う必要がなく、見た目
にも綺麗な状態で強固に固着することができる。
【００１５】
【発明の効果】請求項１に記載した樹脂材の接合方法
は、予めレーザ透過性樹脂材と接合対象物とを位置決め
配置しておいた上で、透過レーザビームによって接合対
象物の表面を溶融させてレーザ透過性樹脂材の背面に融
着させるものであり、接着剤や金型を用いることなく、
レーザ透過性樹脂材と接合対象物間を高い位置精度で直
接接合することが可能となる。
【００１６】請求項２に記載した樹脂材の接合方法は、
透過レーザビームによって接合対象物の表面を加熱し、
その伝導熱によってレーザ透過性樹脂材側を溶融させる
ものであり、接合対象物が紙材や金属材のように溶融し
難い材質であっても接合することが可能となる。
【００１７】請求項３に記載した樹脂材の接合方法は、
レーザビームの照射によって接合対象物の表面及びレー
ザ透過性樹脂材の背面を同時に溶融させるものであり、
両者間を強固に接合させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る接合方法の基本原理を示す拡大
断面図である。
【図２】この発明に係る接合方法の基本原理を示す拡大
断面図である。
【図３】レーザ透過性樹脂材と接合対象物間が線状ある
いは面状の溶融部を介して隙間なく接合された状態を示
す拡大断面図である。
【図４】凸部を備えたレーザ透過性樹脂材と、これに対
応する凹部を備えた接合対象物とを係合させた状態で、
レーザ透過性樹脂材の表面にレーザビームを線状に照射
する様子を示す拡大断面図である。
【図５】一枚の接合対象物の表面及び背面にそれぞれレ
ーザ透過性樹脂材を接触させた状態で、各レーザ透過性
樹脂材の表面にレーザビームを線状に照射する様子を示
す拡大断面図である。
【図６】この発明に係る接合方法を用いて飲料用の紙パ
ックの表面にストロー収納袋を固着させる様子を示す模
式図である。
【図７】飲料用の紙パックの表面に接着剤を用いてスト
ロー収納袋を固着させる従来の方法を示す模式図であ
る。
【図８】従来の熱圧着法による接合方法を示す拡大断面
図である。
【図９】従来の熱圧着法による接合方法を示す拡大断面
図である。
【図１０】従来の熱圧着法による接合方法を示す拡大断
面図である。
【符号の説明】
10 接合対象物 10ａ 接合対象物の表面 10ｂ 接合対象物の背面 12 レーザ透過性樹脂材 12ａ レーザ透過性樹脂材の表面 12ｂ レーザ透過性樹脂材の背面 14 点状溶融部 16 線状あるいは面状溶融部 18 飲料用の紙パック 18ａ 紙パックの表面 20 ストロー 22 袋体 22ａ，22ｂ 取付用マージン部 Ｌ レーザビーム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 由佳里 福井県坂井郡春江町為国西の宮50−２ 株 式会社ファインディバイス内 Ｆターム(参考） 4E068 BF02 DB10 4F211 AA20 AD08 AD32 AG03 AG07 AH56 TA01 TC14 TC16 TC17 TD11 TN27

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】レーザ透過性樹脂材と接合対象物とを積層
    配置させる工程と、 上記レーザ透過性樹脂材の表面に、レーザビームを照射
    して接合対象物の表面を加熱する工程と、 この加熱によって溶融した接合対象物の表面をレーザ透
    過性樹脂材の背面に融着させる工程と、 を備えたことを特徴とする樹脂材の接合方法。
  2. 【請求項２】レーザ透過性樹脂材と接合対象物とを積層
    配置させる工程と、 上記レーザ透過性樹脂材の表面に、レーザビームを照射
    して接合対象物の表面を加熱する工程と、 接合対象物表面からの伝導熱によって溶融したレーザ透
    過性樹脂材の背面を接合対象物の表面に融着させる工程
    と、 を備えたことを特徴とする樹脂材の接合方法。
  3. 【請求項３】レーザ透過性樹脂材と接合対象物とを積層
    配置させる工程と、 上記レーザ透過性樹脂材の表面に、レーザビームを照射
    して接合対象物の表面を加熱する工程と、 この加熱によって溶融した接合対象物の表面と、接合対
    象物表面からの伝導熱によって溶融したレーザ透過性樹
    脂材の背面とを融着させる工程と、 を備えたことを特徴とする樹脂材の接合方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1305631C (zh) * 2003-08-21 2007-03-21 莱斯特加工技术公司 同时加热材料的方法和装置
CN100339206C (zh) * 2003-06-24 2007-09-26 株式会社电装 能够防止粗劣激光焊接的制造激光束透射部件的方法，树脂模制设备及制造合成树脂产品的方法
US7664446B2 (en) * 2002-05-17 2010-02-16 Ricoh Company, Ltd. Image forming apparatus and a fixing device having a rigid heat-insulating layer
JP2010147123A (ja) * 2008-12-17 2010-07-01 Lintec Corp シート剥離装置及び剥離方法

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