JP2008230163A - レーザー光吸収材の表面塗布による溶接方法 - Google Patents

レーザー光吸収材の表面塗布による溶接方法 Download PDF

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Abstract

【課題】特に容器を形成する工程において用いた場合に、容器完成後に内容物を収容する場合にあっては、レーザー光吸収材が内容物に直接接触することがなく、また内容物の収容後に容器本体に蓋を被せる場合にあっては、内容物から離れた位置において発熱作用が生ずるようにする。
【解決手段】レーザー光吸収材３を、重合した樹脂部材１、２の内の一方の樹脂部材１における重合面とは反対側の面に付着せしめる。該一方の樹脂部材１の外側からレーザー光吸収材３を付着した部分にレーザー光４を照射する。レーザー光４の吸収による発熱の他方の樹脂部材２への伝導を通して両樹脂部材１、２の接合面を溶融する。その後冷却して接合する。
【選択図】図１

Description

本発明はレーザー光に対する透過性を有する樹脂部材同士のレーザー溶接方法に関するものである。
従来におけるレーザー光に対する透過性を有する樹脂部材同士のレーザー溶接方法は、重合させた樹脂部材の接合部分にサンドイッチ状にレーザー光吸収材を介在させ、この状態においていずれかの樹脂部材の外側からレーザー光を照射し、該レーザー光による輻射エネルギーの吸収による発熱を通して両樹脂部材の接合部分を溶融し、冷却して接合するようになすもの、或いはいずれかの樹脂部材に赤外線を吸収し得る色素を混ぜ込み、光吸収材の混ぜ込まれていない樹脂材料側からレーザー光を照射し、光吸収材の混ぜ込まれた樹脂材料の、該レーザー光による輻射エネルギーの吸収による発熱を通して両樹脂部材の接合部分を溶融し、冷却して接合するようになすものである。
しかし、斯かる従来のレーザー溶接方法は、次の如き問題点がある。それは、例えば図６及び図７に示す如き、特に容器を形成する工程においてレーザー溶接を行う場合である。図６は薬液を収容するバッグの断面図であり、該バッグ１００は、レーザー光に対する透過性を有する樹脂部材、具体的には一枚のポリエチレンシート１０１を折り返してチューブ状となし、重合した両縁部１０１Ａ、１０１Ａの合わせ目にレーザー光吸収材１０２を介在させ、この状態においてポリエチレンシート１０１、１０１のいずれか一方の外側からレーザー光を照射して形成したものである。
斯かるバッグ１００にあっては、ポリエチレンシート１０１の重合した両縁部１０１Ａ、１０１Ａは、その合わせ目が熱によって溶融して接合されるが、この接合部分にはレーザー光吸収材１０２が残存しており、このためバッグ完成後に薬液１０３を充填したとき、該薬液１０３がレーザー光吸収材１０２に直接接触することになる。そして、この場合には薬液に不純物が混入することになり、また薬液を変性させる虞れもある。
また、図７は薬剤、食品等の固形物や粉体を収容する箱形容器の断面図であり、該容器１０３は、箱形の容器本体１０４内に内容物（図示せず。）を収容した後でシート状の蓋１０５を被せるものである。また、該容器本体１０４と蓋１０５は、いずれもレーザー光に対する透過性を有する樹脂部材であり、具体的には容器本体１０４はポリエステル、蓋１０５もポリエステルである。そして、容器本体１０４の開口部と蓋１０５との間にはレーザー光吸収材１０６を介在させ、この状態において蓋１０３の外側からレーザー光１０７を照射するものである。
斯かる容器１０３にあっては、内容物を収容した後で容器本体１０４と蓋１０５との溶接を行うものであり、そしてレーザー光吸収材１０６が容器本体１０４と蓋１０５との間に介在しているため、内容物に極めて近い位置において発熱作用が生ずることになる。このため内容物を変質、劣化させる等の虞れがある。
このように、特に容器を形成する工程において従来のレーザー溶接方法を用いることは望ましくなく、これに代わるレーザー溶接方法の出現が望まれていた。
本発明は上記の点に鑑みなされたものであって、レーザー光吸収材を、重合した樹脂部材の重合面とは反対側の面に付着せしめることを要旨とし、特に容器を形成する工程において用いた場合に、上記従来方法による場合の問題点を悉く解消することができるようになしたレーザー溶着方法を提供せんとするものである。
而して、本発明の要旨とするところは、レーザー光に対する透過性を有する樹脂部材同士のレーザー溶接において、溶接すべき重合した樹脂部材の内の一方の樹脂部材における他方の樹脂部材との接合面と反対側の面に、レーザー光吸収材を付着せしめ、前記一方の樹脂部材の外側から前記レーザー光吸収材を付着した部分にレーザー光を照射して発熱させ、この熱の他方の樹脂部材への伝導を通して両樹脂部材の接合面を溶融し、冷却して接合するようになしたことを特徴とするレーザー溶接方法にある。
また、レーザー光としては赤外線レーザー光が望ましく、またレーザー光吸収材の例としては、色素或いは添加剤、色素或いは添加剤を混入した液体、更には色素或いは添加剤を含有したテープ又はフィルムを挙げることができる。
本発明は、レーザー光吸収材を、重合した樹脂部材の内の一方の樹脂部材における重合面とは反対側の面に付着せしめ、該一方の樹脂部材の外側からレーザー光吸収材を付着した部分にレーザー光を照射して発熱させるようになしたものであるから、容器を形成する工程において用いた場合に、容器完成後に内容物を収容する場合にあっては、レーザー光吸収材が内容物に直接接触することがなく、また内容物の収容後に容器本体に蓋を被せる場合にあっては、内容物から離れた位置において発熱作用が生ずることになる。したがって、内容物の変質や劣化を招く虞れがないものである。
本発明を実施するための最良の形態は、レーザー光吸収材を、重合した樹脂部材の内の一方の樹脂部材における重合面とは反対側の面に付着せしめ、該一方の樹脂部材の外側からレーザー光吸収材を付着した部分にレーザー光を照射して発熱させるようになしたことにある。
以下、本発明の実施例について説明する。
図１は本発明の概略的説明図であり、１、２は溶接すべき重合した樹脂部材であり、いずれもレーザー光に対する透過性を有するものである。また、該樹脂部材１、２は、本実施例ではいずれもポリエチレンシートである。
而して、これら重合した樹脂部材１、２の内の一方の樹脂部材１における他方の樹脂部材２との接合面と反対側の面に、レーザー光吸収材であるリレン系添加剤（例えばＬｕｍｏｇｅｎ−ＩＲ（ＢＡＳＦ社製：登録商標）を付着せしめ、前記一方の樹脂部材１の外側から前記レーザー光吸収材であるリレン系添加剤（例えばＬｕｍｏｇｅｎ−ＩＲ（ＢＡＳＦ社製：登録商標）３を付着した部分にレーザー光４を照射して発熱させ、この熱の他方の樹脂部材２への伝導を通して両樹脂部材１、２の接合面を溶融し、冷却して接合するようになすものである。尚、図１において１Ａは一方の樹脂部材１の熱によって溶融し、熱を伝導している部分、２Ａは他方の樹脂部材２における伝導熱によって溶融した部分を示す。また、レーザー光４は赤外線レーザー光である。
また、上記方法においては、レーザー光吸収材として色素を用い、具体的には黒色の顔料又は染料或いは色素、添加剤を用いており、これを液体に混入して直接樹脂部材の表面に塗布したり、或いは印刷によって塗布することによって付着せしめている。また、この他にも、図示はしないが色素を含有したテープ又はフィルムをもってレーザー光吸収材となしてもよい。
図２は本発明の応用例であり、シート状の薄い樹脂部材（ポリエチレンシート）５、６同士を溶接する場合を示すものである。この場合には、両方の樹脂部材５、６を重合させた状態において、一方の樹脂部材５の外面（接合面と反対側の面）にレーザー光吸収材である黒色の顔料又は染料７或いは色素、添加剤を付着せしめ、該一方の樹脂部材５の外側からレーザー光８を照射するものである。
また、斯かる方法は、例えば図３に示す如く、薬液等の収容バッグ９を形成する工程において、チューブ状の本体９ａの底部９ｂを封止するに際し、開口部の両縁を重合した状態において、縁の外面に付着させたレーザー光吸収材である黒色の顔料又は染料１０或いは色素、添加剤にレーザー光（図示せず。）を照射して接合する場合にも応用可能である。
図４は本発明の他の応用例であり、両方の樹脂部材の厚味が相違し、一方の樹脂部材に対して他方の樹脂部材が容器等の成形体の如く相当な厚味を有する場合を示すものである。
図４において、１１はシート状の一方の樹脂部材（ポリプロピレン）であり、１２は容器等の形態をなす他方の樹脂部材（ポリプロピレン）である。斯かる場合において、一方の樹脂部材１１と他方の樹脂部材１２とを接合するには、厚味の少ないシート状の一方の樹脂部材１１の外面（接合面と反対側の面）にレーザー光吸収材である黒色の顔料又は染料１３或いは色素、添加剤を付着せしめ、該一方の樹脂部材１１の外側からレーザー光１４を照射するものである。
また、斯かる方法は、例えば図５に示す如く、薬剤、食品等の固形物や粉体を収容する箱形容器１５において、内容物（図示せず。）を収容した箱形の容器本体１５Ａにシート状の蓋１５Ｂを被せる場合に応用可能である。尚、容器本体１５Ａはポリエステル、蓋１５Ｂはポリエステルである。この場合においては、容器本体１５Ａの開口部に蓋１５Ｂを被せた状態において、蓋１５Ｂの外縁に沿って付着させたレーザー光吸収材である黒色の顔料又は染料１６或いは色素、吸収材にレーザー光（図示せず。）を照射して接合するものである。
本発明の概略的説明図である。 本発明の薄い樹脂部材同士を溶接する場合の応用例である。 本発明の薬液等の収容バッグの形成に実施する場合の説明図である。 本発明の厚味の相違する樹脂部材同士を溶接する場合の応用例である。 本発明の箱形の容器本体への蓋の被着に実施する場合の説明図である。 従来方法の説明図であり、薬液等の収容バッグの形成に実施する場合の説明図である。 従来方法の説明図であり、箱形の容器本体への蓋の被着に実施する場合の説明図である。
符号の説明
１、２ 樹脂部材
３ レーザー光吸収材
４ レーザー光
５、６ 樹脂部材
７ レーザー光吸収材
８ レーザー光
９ 薬液等の収容バッグ
１０ レーザー光吸収材
１１、１２ 樹脂部材
１３ レーザー光吸収材
１４ レーザー光
１５ 箱形容器
１６ レーザー光吸収材

Claims (5)

  1. レーザー光に対する透過性を有する樹脂部材同士のレーザー溶接において、溶接すべき重合した樹脂部材の内の一方の樹脂部材における他方の樹脂部材との接合面と反対側の面に、レーザー光吸収材を付着せしめ、前記一方の樹脂部材の外側から前記レーザー光吸収材を付着した部分にレーザー光を照射して発熱させ、この熱の他方の樹脂部材への伝導を通して両樹脂部材の接合面を溶融し、冷却して接合するようになしたことを特徴とするレーザー溶接方法。
  2. レーザー光が赤外線レーザー光である請求項１記載のレーザー溶接方法。
  3. レーザー光吸収材が色素、又は添加剤である請求項１又は２記載のレーザー溶接方法。
  4. レーザー光吸収材が色素、又は添加剤を混入した液体である請求項１又は２記載のレーザー溶接方法。
  5. レーザー光吸収材が色素、又は添加剤を含有したテープ又はフィルムである請求項１又は２記載のレーザー溶接方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011156858A (ja) * 2010-01-08 2011-08-18 Hayakawa Rubber Co Ltd レーザー光を用いた接合方法
JP2012516028A (ja) * 2009-01-14 2012-07-12 ヘリアンソス，ビー．ブイ． 太陽電池モジュール及びその製造方法
JP2016064509A (ja) * 2014-09-22 2016-04-28 早川ゴム株式会社 レーザー光を用いた接合方法及び剥離方法

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