JP2006334912A - ラミネート装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 表面に微小な凹部を有する被ラミネート部材に対して、凹部内に気泡を巻き込むことなく良好にラミネートを行うことの可能なラミネート装置を提供する。
【解決手段】 ダイアフラム１２によって仕切られたチャンバー３、４を有し、下側のチャンバー内にヒータ６を備えたラミネート装置１１において、ダイアフラム１２のヒータに面する側の面１２ａを、ヒータに向かって凸型の形状とし、ダイアフラムを被ラミネート部材５及び樹脂ラミネート材７に押し付けた際、ダイアフラム１２が中央部から外周に向かって徐々に接触し、樹脂ラミネート材を被ラミネート部材に対して中央部から外周部に向かって徐々に圧着させ、凹部に残りがちな微小な気泡を外周に向かって搾り出してゆく構成とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、薄い金属板などの板状の部材（被ラミネート部材）に対して樹脂シート、樹脂フィルムなどの樹脂ラミネート材をラミネートする技術に関する。

従来、金属板に樹脂フィルムをラミネートするためのラミネート装置として、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、ダイアフラム２により仕切られた上下二つのチャンバー３、４と、両チャンバー３、４をそれぞれ真空吸引する真空吸引手段を備えた二重真空方式のラミネート装置１が知られている（特許文献１、２参照）。このラミネート装置１は、下側のチャンバー４に被ラミネート部材５を載せて加熱する加熱面６ａを備えたヒータ６が設けられており、図３（ａ）に示すように、そのヒータ６の上に被ラミネート部材５とそれにラミネートする樹脂シート、樹脂フィルムなどの樹脂ラミネート材７を載せ、上下のチャンバー３、４内を真空に引きながら被ラミネート部材５及びその上の樹脂ラミネート材７を加熱し、その後、図３（ｂ）に示すように、上側のチャンバー３内を大気に開放することで、ダイアフラム２を上側のチャンバー３内の大気圧でヒータ６に押し付け、樹脂ラミネート材７を被ラミネート部材５に密着させ、ラミネートする構成となっている。

ところが、この構成のラミネート装置において、被ラミネート部材５として図４に示すように上面に多数の微小な凹部８を備えたものを用いたところ、凹部８内に微小な気泡９が残ってしまうことがあるということが判明した。例えば、凹部８が直径５０〜２００μｍ、深さ１０〜８０μｍと比較的小さいものに対しては、直径１０〜３０μｍ程度の微小な気泡９が残ってしまうことがあった。この気泡の防止には、真空度を上げて対応する方法もあるが、チャンバー設計や真空吸引手段として用いる真空ポンプのコストが上がってしまうという問題を生じる。
特公平４−６５５５６号公報 特公平６−５２８０１号公報

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、上面に微小な凹部を備えた被ラミネート部材に対しても、凹部内に気泡を残すことなく良好にラミネートを行うことの可能なラミネート装置を提供することを課題とする。

本発明は、上下二つのチャンバーと、下側のチャンバーに設けられ、被ラミネート部材を保持して加熱するヒータと、前記した上下二つのチャンバーを仕切るダイアフラムであって、上側のチャンバー内の圧力を下側のチャンバー内の圧力よりも大きくした時にその圧力差によって変形し、前記ヒータ上に置かれた被ラミネート部材及びその上のラミネートすべき樹脂ラミネート材を加圧するダイアフラムと、前記上下二つのチャンバーをそれぞれ真空吸引する真空吸引手段とを備えたラミネート装置において、被ラミネート部材の上面の凹部内に気泡が残るのを防止するため、前記ダイアフラムの、前記ヒータに面する側の面を、前記ヒータに向かって凸型の形状とするという構成としたものである。

ここで、前記ダイアフラムの、前記ヒータとは反対側の面は平坦面としておくことが好ましい。

本発明のラミネート装置では、下側のチャンバーを真空引きした状態で上側のチャンバーを大気開放して、ダイアフラムを被ラミネート部材及び樹脂ラミネート材に押し付けた際、ダイアフラムが、被ラミネート部材及びその上の樹脂ラミネート材に対して、中央部から外周に向かって徐々に接触することとなり、このため、樹脂ラミネート材が被ラミネート部材に対して中央部から外周部に向かって徐々に圧着されてゆき、被ラミネート部材の上面に凹部がある場合においてその凹部に残りがちな微小な気泡を外周に向かって搾り出してゆく。かくして、上面に微小な凹部を有する被ラミネート部材に対するラミネートにおいても、チャンバー内の真空度をさほど上げなくても、凹部内に気泡を残すことなく良好にラミネートを行うことができる。

図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本発明の好適な実施の形態に係るラミネート装置を、異なる作動状態で示す概略断面図であり、図３に示す従来例と同一部品には同一符号を付している。本発明の実施形態に係るラミネート装置１１は、上下二つのチャンバー３、４と、下側のチャンバー４に設けられ、上面を加熱面６ａとしたヒータ６と、上下二つのチャンバー３、４を仕切るように配置されたダイアフラム１２と、上下二つのチャンバー３、４をそれぞれ真空吸引する真空ポンプ等の真空吸引手段（図示せず）等を備えている。

ダイアフラム１２は上側のチャンバー３に取り付けられており、上側のチャンバー３は、下側のチャンバー４を開放することができるよう開閉可能となっている。ここで用いているダイアフラム１２は、従来の一定膜厚の平坦なものとは異なり、ダイアフラム１２のヒータ６に面する側の面（以下、下面という）１２ａを、ヒータ６に向かって凸型の形状とし、反対側の面（以下、上面という）１２ｂを平坦としている。従って、ダイアフラム１２の厚さは、中央部が最も厚く、外周に向かって徐々に減少している。

次に、上記構成のラミネート装置１１によるラミネート動作を説明する。まず、上側のチャンバー３を上方に旋回或いは移動させて下側のチャンバー４の上面を開き、下側のチャンバー４のヒータ６の加熱面（上面）６ａに被ラミネート部材５及び樹脂ラミネート材７を載せ、次いで、上側のチャンバー３を真空引きしながら、図１（ａ）に示すように、下側のチャンバー４の上にかぶせて密着させ、下側のチャンバー４を閉じる。なお、上側のチャンバー３を下側のチャンバー４の上にかぶせて行く際に真空引きするのは、ダイアフラム１２が垂れ下がって被ラミネート部材５や樹脂ラミネート材７に接触することを防止するためである。

上下のチャンバー３、４を密着させた後、下側のチャンバー４の真空引きも開始し、次いで、ヒータ６による加熱を開始し、被ラミネート部材５及びその上の樹脂ラミネート材７を加熱し、樹脂ラミネート材７を溶融する。上下のチャンバー３、４が所定の真空度（例えば、１Ｔｏｒｒ）に到達し且つ樹脂ラミネート材７が溶融した後、図１（ｂ）に示すように、上側のチャンバー３を大気開放し、大気圧をダイアフラム１２の上面に作用させる。これにより、ダイアフラム１２が被ラミネート部材５及びその上の樹脂ラミネート材７に押し付けられ、樹脂ラミネート材７を被ラミネート部材５に押し付ける。この際、ダイアフラム１２は、下面１２ａが下方に凸となっているため、最も下方に凸となった中央部から樹脂ラミネート材７への接触を開始し、中央部から外周に向かって徐々に接触してゆく。このため、樹脂ラミネート材７が被ラミネート部材５に対して中央部から外周部に向かって徐々に圧着されてゆき、被ラミネート部材５の上面に凹部がある場合においてその凹部に残りがちな微小な気泡を外周に向かって搾り出してゆく。そして、図１（ｃ）に示すように、ダイアフラム１２を樹脂ラミネート材７及び被ラミネート部材５の全面に押し付けた後は、その状態でダイアフラム１２による加圧を一定時間継続する。これにより、溶融した樹脂ラミネート材７が被ラミネート部材５に確実に圧着される。かくして、上面に微小な凹部を有する被ラミネート部材５に対するラミネートにおいても、凹部内に気泡を残すことなく良好にラミネートを行うことができる。

ここで、ダイアフラム１２の下面１２ａに付与する凸型形状は、ダイアフラム１２で樹脂ラミネート材７を被ラミネート部材５に圧着させる際に、樹脂ラミネート材７を中央部から外周部に向かって徐々に圧着させてゆき、被ラミネート部材５の上面に凹部がある場合においてその凹部から気泡を搾り出すことができるような形状であれば任意であり、代表的な例として、図１及び図２（ａ）に示すように、低い円錐状を例示できるが、これに限らず、他の形状を用いても良い。図２（ｂ）は異なる凸型形状を用いたダイアフラム１２Ａを示すものであり、このダイアフラム１２Ａは下面１２Ａａを、球面状としている。また、これ以外の形状、例えば、低い角錐状を用いてもよく、更には、円錐或いは角錐と球面を組み合わせたような形状（例えば、全体が円錐状で頂部のみを球面状としたような形状）を用いてよい。更に、本発明で用いる凸型形状は、円錐、角錐、球面等の中心線を含む任意の断面で凸型となっているものに限定されず、三角柱状、かまぼこ状等の長手方向に対して直角な断面において凸型となった形状としてもよい。

ダイアフラム１２の下面１２ａに形成する凸型形状の傾斜の大きさも上記した作用を果たすように選定すればよく、例えば、図２（ａ）に示す傾斜角αが１〜１５度程度に、好ましくは５〜１５度程度に選定すればよい。また、図２（ｂ）に示すような球面を用いる場合においても、平均的な傾斜角が円錐状の場合の傾斜角αと同様になるように選定すればよい。凸型形状を形成する領域の大きさＳ〔図２（ａ）参照〕は、樹脂ラミネート材７のほぼ全域を覆うことができるように定めれておくことが好ましい。

ダイアフラム１２（又は１２Ａ）の材質は、従来のダイアフラム２に用いているものと同様なもの〔ゴム硬度（ＪＩＳ Ｋ ６２５３）が７０〜８０程度のゴム材〕としてもよいが、気泡の絞り出し効果を向上させる上からは、これよりも軟らかいゴム材を用いることが好ましい。その場合、ダイアフラム１２（又は１２Ａ）の全体を軟らかいゴム材で形成してもよいが、あまり軟らかくし過ぎると、自重による変形が大きくなってトラブルを起こすこともあるので、これらを考慮してゴム硬度を定めればよい。また、ダイアフラム１２（又は１２Ａ）は、単一構造に作成してもよいし、積層構造を採用してもよい。図２（ｃ）に示すダイアフラム１２Ｂは、平板状の基材部分２２Ｂに凸型形状の表面層２３Ｂを積層したものであり、図２（ｄ）に示すダイアフラム１２Ｃは、下面を凸型形状とした基材部分２２Ｃに、一定厚さの表面層２３Ｃを積層したものである。これらのダイアフラム１２Ｂ、１２Ｃにおいては、基材部分２２Ｂ、２２Ｃにダイアフラムとして使用するのに必要な強度、剛性を持たせ、表面層２３Ｂ、２３Ｃを軟らかいゴム材で構成している。この構成とすることで、表面層２３Ｂ、２３Ｃのゴム硬度をきわめて低くすることが可能となり、気泡の絞り出し効果を高めることができる。

上記した実施の形態では、ダイアフラム１２、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの上面１２ｂを平坦面としているが、本発明に使用するダイアフラムの形態はこれに限らず、変更可能である。図２（ｅ）に示すダイアフラム１２Ｄは、下面のみならず、上面も下方に凸型形状となるようにしたものである。この構成のダイアフラム１２Ｄを用いることによっても、樹脂ラミネート材７の中央部から圧着を開始し、気泡を外周に向かって搾り出してゆきながらラミネートを行うことができ、気泡の残らない良好なラミネートを行うことができる。なお、全体を下方に凸型としたダイアフラム１２Ｄを用いる場合には、ダイアフラム１２Ｄを上側のチャンバー３に取り付けるに当たって、あまり大きい張力を加えると下方に凸型となった形状が変形する恐れがあるので、取り付け時に注意が必要である。一方、図２（ａ）〜図２（ｄ）に示すように、ダイアフラムの上面１２ａを平坦面としておくと、ダイアフラム１２に大きい張力を加えても形状がほとんど変形せず、このため、ダイアフラムを適当に張った状態で上側のチャンバー３に取り付ける際の作業が容易になる利点が得られる。

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載範囲内で適宜変更可能であることは言うまでもない。

本発明のラミネート装置は、薄い板状の被ラミネート部材に樹脂をラミネートする任意の用途に使用可能であり、例えば、太陽電池パネルの製造、プリント回路基板への樹脂ラミネート材貼り合わせ、薄い金属プレート類への樹脂ラミネート材のコーティング等に好適である

（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明の実施の形態に係るラミネート装置を、異なる作動状態で示す概略断面図 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は、図１に示すラミネート装置に用いるダイアフラムの例を示す概略断面図 （ａ）、（ｂ）は、従来のラミネート装置を、異なる作動状態で示す概略断面図 従来のラミネート装置によってラミネートした製品の一部を、拡大して示す概略断面図

符号の説明

１、１１ ラミネート装置
２、１２、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ ダイアフラム
３ 上側のチャンバー
４ 下側のチャンバー
５ 被ラミネート部材
６ ヒータ
６ａ 加熱面
７ 樹脂ラミネート材
１２ａ 下面
１２ｂ 上面
２２Ｂ、２２Ｃ 基材部分
２３Ｂ、２３Ｃ 表面層

Claims (2)

1. 上下二つのチャンバーと、下側のチャンバーに設けられ、被ラミネート部材を保持して加熱するヒータと、前記した上下二つのチャンバーを仕切るダイアフラムであって、上側のチャンバー内の圧力を下側のチャンバー内の圧力よりも大きくした時にその圧力差によって変形し、前記ヒータ上に置かれた被ラミネート部材及びその上のラミネートすべき樹脂ラミネート材を加圧するダイアフラムと、前記上下二つのチャンバーをそれぞれ真空吸引する真空吸引手段とを備え、前記ダイアフラムは、前記ヒータに面する側の面を、前記ヒータに向かって凸型の形状としていることを特徴とするラミネート装置。
2. 前記ダイアフラムは、前記ヒータとは反対側の面を平坦面としていることを特徴とする請求項１記載のラミネート装置。

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