JP2009286837A - 接着体の分離方法及び分離装置 - Google Patents

Abstract

【課題】接着剤と被着体とをきれいに剥離させることができる接着体の分離方法及びその分離装置を提供する。
【解決手段】接着体１は被着体２と接着剤層４を備えている。接着体１は超音波振動付与装置３の工具ホーン６とアンビル７とに挟まれて超音波振動が付与される。工具ホーン６は被着体２に重ねられる。アンビル７は重なる方向としての矢印Ｚに対して交差する方向Ｘに沿って接着体１が移動することを規制し矢印Ｚに沿って移動することを許容する挟持部９を備えている。
【選択図】図３

Description

本発明は、被着体とこの被着体に積層された接着剤層を備えた接着体をリサイクルするためなどに、被着体を接着剤層から分離する接着体の分離方法及びその分離装置に関する。

接着剤の持つ本来の機能は「物質と物質を接合すること」である。接着剤を接合に利用する「接着」には様々な長所を有している（例えば、応力が均一に分散する、異種材料の接続が可能、重量を軽くする等）。反面、接着剤を用いて一対の被着体を接合（接着）すると、前記接着剤などからなりかつ一対の被着体を互いに接合した接着剤層の解体が困難であるという短所を有している。

前述したように、接着剤を用いて、一対の被着体を互いに接合する接合方法は、建築材料、自動車の各部品、事務用品、家電製品、エレクトロニクス製品などの、非常に多くの分野で用いられている。近年、これら製品には、環境問題、資源枯渇問題などの観点から前述した被着体のリサイクルを行うことが求められている。

前述したように、接着剤により互いに接合された一対の被着体をリサイクルする際には、勿論、一対の被着体を互いに分離しなければならない。即ち、接着剤層から被着体を分離しなければ（剥がさなければ）ならない。この種の接着剤層で接合した接着体の分離方法として、従来から種々の方法（特許文献１参照）が提案されている。

特許文献１に示された接着体の分離方法を行う分離装置１０３は、図８に示すように、圧電振動子１０５により超音波振動する工具ホーン１０６とアンビル１０７との間に接着体１０１を挟んで、工具ホーン１０６の超音波振動を接着剤層１０４に作用させて、被着体１０２と接着剤層１０４とを互いに剥離させて、接着剤層１０４から被着体１０２を分離していた。
特開２００５−１０５２６３号公報

前述した特許文献１に示された接着体の分離方法では、工具ホーン１０６と接着体１０１とアンビル１０７とが互いに密着する状態で、これらの工具ホーン１０６とアンビル１０７との間に接着体１０１を挟むので、接着体１０１の中央部の振幅が小さく、外縁部の振幅が大きくなる傾向であった。このため、前述した接着剤層１０４に伝わる超音波振動にむらが生じて、接着剤層１０４と被着体１０２との間の界面が剥離せずに接着剤層１０４と被着体１０２とが接着されたままの箇所が生じたり、接着剤層１０４自体が破壊されて（所謂凝集剥離して）接着剤層１０４と被着体１０２とが分離する箇所が生じる。このように、前述した特許文献１に示された分離方法では、接着剤層１０４と被着体１０２とが接着されたままの箇所や接着剤層１０４自体が破壊された箇所が生じて、接着剤層１０４と被着体１０２とをきれいに剥離させることが困難となっていた。

したがって、本発明の目的は、接着剤と被着体とをきれいに剥離させることができる接着体の分離方法及びその分離装置を提供することにある。

前述した目的を達成するために、請求項１に記載の本発明の接着体の分離方法は、被着体とこの被着体に積層された接着剤層とを備えた接着体の前記被着体に超音波振動する工具ホーンを重ねて前記接着剤層から前記被着体を分離する方法において、前記被着体と前記接着剤層との双方を、前記工具ホーンが前記被着体に重なる方向に対して交差する方向に移動することを規制して、前記接着剤層に超音波振動を作用することにより、前記接着剤層から前記被着体を分離することを特徴としている。

請求項２に記載の本発明の接着体の分離方法は、請求項１に記載の接着体の分離方法において、前記被着体と前記接着剤層との双方が、前記重なる方向に沿って移動することを許容して、前記接着剤層に超音波振動を作用することにより、前記接着剤層から前記被着体を分離することを特徴としている。

請求項３に記載の本発明の接着体の分離方法は、請求項２に記載の接着体の分離方法において、前記接着体の前記工具ホーンが重なる部分の中央部から外縁に向かうにしたがって前記工具ホーンから前記接着剤層に超音波振動が徐々に伝わることを規制して、前記接着剤層に超音波振動を作用することにより、前記接着剤層から前記被着体を分離することを特徴としている。

請求項４に記載の本発明の接着体の分離装置は、被着体とこの被着体に積層された接着剤層とを備えた接着体の前記被着体に重ねられる超音波振動する工具ホーンと、前記工具ホーンとの間に前記接着体を挟むアンビルとを備えた前記接着剤層から前記被着体を分離する分離装置において、前記被着体と前記接着剤層との双方を、前記工具ホーンが前記被着体に重なる方向に対して交差する方向に移動することを規制する規制部を備えたことを特徴としている。

請求項１に記載の本発明の接着体の分離方法によれば、被着体に工具ホーンを重ねかつ被着体と接着剤層との双方の重なる方向に交差する方向の移動を規制して、超音波振動を接着体に作用させるので、接着体の外縁部の振幅が抑制される。

請求項２に記載の本発明の接着体の分離方法によれば、被着体と接着剤層との双方の重なる方向の移動を許容して超音波振動を接着体に作用させるので、接着体の中央部が十分に振動でき、当該中央部の振幅を十分に確保できる。

請求項３に記載の本発明の接着体の分離方法によれば、接着体の中央部から外縁に向かうにしたがって工具ホーンから接着剤層に超音波振動が徐々に伝わることを規制して超音波振動を接着体に作用させるので、接着体の中央部が十分に振動でき、当該中央部の振幅を十分に確保できるとともに、接着体の外縁部の振動を抑制して、当該外縁部の振幅を抑制することができる。

請求項４に記載の本発明の接着体の分離装置によれば、規制部が被着体に工具ホーンを重ねかつ被着体と接着剤層との双方の重なる方向に交差する方向の移動を規制して、超音波振動を接着体に作用させるので、接着体の外縁部の振幅が抑制される。

なお、本発明でいう超音波振動とは、電気的なエネルギーを機械的な振動に変換した振動をいう。例えば、圧電振動子に電圧を印加して、この圧電振動子が振動することにより、超音波振動は、発生する。そして、超音波振動は、被着体が互いに近づく方向に接着体を加圧する工具ホーンに伝えられ、この工具ホーンを介して、被着体などを介して接着剤層に伝播されるものである。

被着体を介して接着剤層に伝播された超音波振動は、接着剤層にてエネルギー励起され接着剤層のみを破壊する。従って、接着剤層のみに選択的にエネルギーを集中できる。このため、被着体の致命的な損傷を防ぎ、被着体を接着剤層から分離することができる。本発明による超音波振動の伝播を促進させるには、発振周波数、発振時間、発振振幅、縦振動や横振動が重要な因子となる。従って、被着体や接着剤層の大きさや厚さ、材質によって大きく作用されるので、実施される条件によって決定されるのが好ましい。

本発明の超音波振動の印加時間は１秒以下ないし数秒であるのが望ましい。これにより、オーブンなどの単純に被着体毎接着剤層を加熱する手段や超音波振動するカッタ刃などで物理的に接着剤層を切断する手段より、所要時間が短く、効率がよい。また、単純に被着体毎接着剤層を加熱する手段において懸念される熱劣化等による被着体の致命的な損傷（加熱による機械的な強度の低下）もない。

本発明でいう接着剤層を構成する接着剤としては特に限定されないが、その性質上、大きく分類すると非反応型と反応型に区別することができる。上記非反応型とは接着剤層中での化学的反応による結合が生じないタイプのものを意味し、反応型とは二次元、三次元的を問わず反応後の化学的結合が生じるタイプのものを意味する。

上記非反応型としては例えば酢酸ビニル樹脂系（エマルジョン型、溶剤型を含む）、ポリビニルアルコール系、ポリビニルアセタール系（ブチラール、ホルマールを含む）、塩化ビニル系、アクリル樹脂系（エマルジョン型、シアノアクリレート型を含む）、ポリアミド系、ポリエチレン系、ＥＶＡ（エチレン・酢酸ビニル共重合体）系接着剤、クロロプレンゴム系（溶剤型、ラテックス型を含む）、ニトリルゴム系（溶剤型、ラテックス型、フィルム型を含む）、スチレンブタジエンゴム系（溶剤型、ラテックス型を含む）、ＳＩＳゴム系、ＳＢＳゴム系、ＳＥＢＳゴム系、ＳＥＰＳゴム系等が挙げられる。

また、上記反応型接着剤としては、ユリア樹脂系、メラミン樹脂系、フェノール樹脂系、レゾルシノール系、エポキシ樹脂系、ポリウレタン系、ポリサルファイド系（エポキシ混合型、シーラント型を含む）等の２液硬化型接着剤；ポリイミド系、ポリベンゾイミダゾール系等の熱硬化型接着剤；ポリウレタン系、シリコーンゴム系、変性シリコーン系等の湿気硬化型接着剤等が挙げられる。他にも、紫外線、電子線等で架橋反応を起こしたり、逆に嫌気条件でのみで硬化するものも挙げられる。

上記接着剤は、２種類以上を併用しても良い。また、上記非反応型に分類された接着剤においても、特殊な状況により反応を伴う場合があり、その場合には反応型として扱うものとする。

上記接着剤の中でも反応型接着剤を用いることが本発明の方法には特に好ましい。従来の手法では熱可塑型接着剤しか効率良い接着体の分離は行えない。しかしながら、熱可塑型接着剤はその特性ゆえに常態接着力や耐熱性が乏しいという欠点を有していた。本発明の方法によると反応型接着剤でも剥離が可能となった。上記反応型接着剤としては例えば２液成分の化学反応によって硬化するエポキシ系や熱以外にも湿気（水分）を必要とする
ポリウレタン系、シリコーンゴム系、変成シリコーン系等が挙げられる。他にも紫外線、電子線等で架橋反応を起こしたり逆に嫌気条件でのみで硬化するものも挙げられる。特に、変成シリコーン系とエポキシ系の併用は粘弾性の適宜設計変更が自由に行い易いという点で好ましい。

上記接着剤の中でも反応型接着剤を用いることが好ましいことの理由は、超音波振動の性質上、上記反応型接着剤に本発明の剥離方法を使用した場合、硬化接着後に耐熱性や強度が向上するという特性を活かしながら剥離時に簡易的且つ被着体の損傷がないという点で特に有効である。

さらに、上記接着剤中に熱膨張性中空微粒子を混入したものも適用することが出来る。この場合、発泡無機材料等の熱伝導性の悪い被着体を接着剤層から確実に分離することが出来ると共に、加熱することにより機械的な強度などが低下しやすい則ち熱劣化し易い被着体も、熱劣化することなく確実に接着剤層からの分離が可能となる。

本発明で言う被着体とは、アルミニウム、ステンレス鋼、銅、鉄、チタン、シリコンなどの金属からなる物品や、陶器（陶磁器）、スレートなどの無機系の物質（無機化合物）からなる物品や、さらにポリカーボネイト、アクリル樹脂、ＡＢＳ（Acrylonitrile-butadiene-styrene）樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリアミドなどの有機系の物質（有機化合物）からなる物品、さらには木材、ＭＤＦ、パーチクルボードなどの木質の物質からなる物品を示している。被着体とは、前述した各種の物質からなり、建築材料、自動車の各部品、事務用品、家電製品、エレクトロニクス製品などの各種の部品（主に構造部品）などをなしている。

上述のように請求項１に記載の本発明は、接着体の外縁部の振幅が抑制されるので、当該接着体の中央部と外縁部との振幅即ち作用する超音波振動の差を抑制でき、即ち、接着体の中央部と外縁部との振幅即ち作用する超音波振動のむらを抑制できる。そのために、接着体の中央部と外縁部とに均一に超音波振動を作用させることができ、一部に接着したままの箇所や接着剤層が破壊させる箇所を生じさせることなく、被着体と接着剤層の界面でこれらを分離させることができる即ち被着体を接着剤層からきれいに剥離させることができる。

請求項２に記載の本発明は、接着体の中央部が十分に振動でき、当該中央部の振幅を十分に確保できるので、当該接着体の中央部と外縁部との振幅即ち作用する超音波振動の差を確実に抑制でき、即ち、接着体の中央部と外縁部との振幅即ち作用する超音波振動のむらを確実に抑制できる。そのために、接着体の中央部と外縁部とにより均一に超音波振動を作用させることができ、一部に接着したままの箇所や接着剤層が破壊させる箇所を確実に生じさせることなく、被着体と接着剤層の界面でこれらを分離させることができる即ち被着体を接着剤層から確実にきれいに剥離させることができる。

請求項３に記載の本発明は、接着体の中央部が十分に振動でき、当該中央部の振幅を十分に確保できるとともに、接着体の外縁部の振動を抑制して、当該外縁部の振幅を抑制することができる。そのために、接着体の中央部と外縁部とにより確実に均一に超音波振動を作用させることができ、一部に接着したままの箇所や接着剤層が破壊させる箇所をより確実に生じさせることなく、被着体と接着剤層の界面でこれらを分離させることができる即ち被着体を接着剤層からより確実にきれいに剥離させることができる。

請求項４に記載の本発明は、規制部が接着体の外縁部の振幅が抑制するので、当該接着体の中央部と外縁部との振幅即ち作用する超音波振動の差を抑制でき、即ち、接着体の中央部と外縁部との振幅即ち作用する超音波振動のむらを抑制できる。そのために、接着体の中央部と外縁部とに均一に超音波振動を作用させることができ、一部に接着したままの箇所や接着剤層が破壊させる箇所を生じさせることなく、被着体と接着剤層の界面でこれらを分離させることができる即ち被着体を接着剤層からきれいに剥離させることができる。

以下に、本発明の一実施形態を、図１ないし図３を参照して説明する。本発明の一実施形態にかかる接着体の分離方法は、図１及び図２に示す接着体１の被着体２を、図３に示す超音波振動付与装置３（超音波溶着装置や超音波接合装置や超音波溶接装置ともいい、特許請求の範囲の接着体の分離装置に相当する）を用いて、接着剤層４から剥離させる（分離する）方法である。

接着体１は、図１及び図２に示すように、被着体２と、この被着体２に積層された接着剤層４とを備えている。被着体２は、図示例では、平板状に形成されている。被着体２は、上述した製品などの各種の部品（主に構造部品）などをなしている。被着体２は、上述した物質で構成されている。

接着剤層４は、被着体２の表面上に設けられ、当該被着体２の表面上に積層されている。接着剤層４は、液状、ゾル状、ゲル状の周知の接着剤が、被着体２の表面上で硬化して得られる。接着剤層４は、周知の接着剤からなる。接着剤層４を構成する接着剤として、上述したものを用いることができる。

さらに、前述した接着剤層４を構成する接着剤として、前述した接着剤に熱膨張性中空微粒子を混入したものも適用することができる。この場合、発泡無機材料などの熱伝導性の悪い被着体２も接着剤層４から確実に分離することができるとともに、加熱することにより機械的な強度などが低下しやすい則ち熱劣化し易い被着体２も、熱劣化することなく確実に接着剤層４から分離できる。

超音波振動付与装置３は、図３に示すように、振動源としての圧電振動子５と、工具ホーン６と、アンビル７と、図示しない加圧機などを備えている。圧電振動子５は、図示しない電源などにより印加されて例えば周波数が１０ｋＨｚから８０ｋＨｚの超音波振動する。このとき、圧電振動子５は、図３中の矢印Ｚに沿って、超音波振動する。

なお、矢印Ｚは、工具ホーン６とアンビル７との間に挟まれる接着体１に当該工具ホーン６が重なる方向をなしている。本明細書では、前記矢印Ｚに沿って圧電振動子５が振動することを縦振動と呼ぶ。

また、超音波振動とは、圧電振動子５に電圧を印加して、この圧電振動子５が振動するなどして、電気的なエネルギーを機械的な振動に変換して得られる振動をいう。

工具ホーン６は、圧電振動子５に取り付けられている。このため、圧電振動子５の超音波振動により、工具ホーン６は、矢印Ｚに沿って振動する。工具ホーン６は、接着体１の被着体２上に重ねられる。工具ホーン６は、接着体１の被着体２上に重ねられると、当該被着体２と密に接触する。

アンビル７は、工具ホーン６と間隔をあけて相対している。アンビル７は、工具ホーン６との間に、被剥対象物としての接着体１を挟む。アンビル７は、ベース部８と、特許請求の範囲に記載された規制部と許容部との双方をなす挟持部９とを備えている。ベース部８は、その上面が平坦に形成された厚手の平板状に形成されている。

挟持部９は、固定片１０と、移動片１１と、移動部１２とを備えている。固定片１０は、ベース部８の外縁より立設した柱状に形成されている。移動片１１は、柱状に形成されて、固定片１０に対して接離自在にベース部８上に設けられている。移動部１２は、移動片１１を貫通したねじ孔１３ａと、固定片１０に設けられたねじ孔１３ｂと、当該ねじ孔１３ａ，１３ｂに螺合したボルト１４とを備えている。移動部１２は、ボルト１４をねじ孔１３ａ，１３ｂの奥にねじ込むことで、当該ボルト１４の頭１４ａが移動片１１を押圧して、移動片１１を固定片１０に近づける。このように、移動部１２は、ボルト１４のねじ孔１３ａ，１３ｂへのねじこみ量を適宜変更することで、移動片１１を固定片１０に接離させる。

アンビル７は、固定片１０と移動片１１との間に被着体２と接着剤層４との双方即ち接着体１を挟み込んで、ボルト１４で移動片１１を固定することで、前記矢印Ｚに対して交差（図示例では、直交）する方向（図３中に矢印Ｘで示す）に沿って、被着体２と接着剤層４との双方即ち接着体１が移動することを規制する。また、アンビル７は、固定片１０と移動片１１との間に被着体２と接着剤層４との双方即ち接着体１を挟み込む際に、接着体１をベース部８と間隔をあけた状態に保つ。さらに、アンビル７は、固定片１０と移動片１１との間に被着体２と接着剤層４との双方即ち接着体１を挟み込むことで、これらの被着体２と接着剤層４との双方即ち接着体１が矢印Ｚに沿って移動することを規制する。

加圧機は、工具ホーン６とアンビル７とを互いに近づく方向に加圧する。加圧機は、工具ホーン６とアンビル７とを加圧する加重値（圧力値）を変更できる。

超音波振動付与装置３は、工具ホーン６と、アンビル７との間に被剥対象物としての接着体１を挟む。このとき、工具ホーン６とアンビル７とが相対する方向が、接着体１の被着体２と接着剤層４とが互いに重なる方向と平行になるように、工具ホーン６とアンビル７との間に接着体１を挟む。さらに、工具ホーン６を接着体１の被着体２上に重ね、アンビル７のベース部８と間隔をあけた状態で固定片１０と移動片１１との間に被着体２と接着剤層４との双方即ち接着体１を挟みこむ。固定片１０と移動片１１との間に挟みこんだ被着体２が矢印Ｘ，Ｚとの双方に沿って移動することを規制する。

そして、超音波振動付与装置３は、加圧機で工具ホーン６とアンビル７とを互いに近づける方向に加圧した状態で、圧電振動子５に電圧を印加して、当該圧電振動子５を矢印Ｚに沿って超音波振動させて、この超音波振動を工具ホーン６に伝える。そして、超音波振動付与装置３は、工具ホーン６とアンビル７との間に挟んだ被剥対象物としての接着体１に例えば周波数が１０ｋＨｚから８０ｋＨｚの超音波振動を与える。このように、超音波振動付与装置３は、圧電振動子５に印加して、この圧電振動子５を振動させることにより、超音波振動を発生させる。そして、超音波振動付与装置３は、超音波振動を、工具ホーン６を介して被着体２に伝え、この被着体２を介して、接着剤層４に作用させる。

前述した超音波振動付与装置３を用いて、接着体１の被着体２を接着剤層４から（剥離させる）分離する際には、図３に示すように、工具ホーン６とアンビル７との間に前述したように接着体１を挟む。そして、加圧機で加圧した後、圧電振動子５に印加して、矢印Ｚに沿う超音波振動を発生させる。発生した超音波振動は、工具ホーン６を介して、被着体２に伝えられる。このとき、加圧機により、工具ホーン６とアンビル７とが互いに近づく方向に加圧されているため、前記超音波振動により、工具ホーン６と被着体２とが一体となって、振動する。すると、超音波振動により、被着体２と接着剤層４とが相対的に移動して、当該接着剤層４が加熱されて、接着剤層４を破壊または接着剤層４の機械的な強度の低下を引き起こす。

このように、工具ホーン６と被着体２を介して、超音波振動は、接着剤層４に付与（作用）される。そして、超音波振動付与装置３の圧電振動子５の振動と、加圧機による加圧を停止して、工具ホーン６とアンビル７との間から接着体１を取り外す。

そして、機械的な強度を低下した接着剤層４から被着体２を分離（剥離）させる。このように、本発明の接着体１の分離方法は、被着体２を介して接着剤層４に超音波振動を作用させることより、被着体２と接着剤層４を容易に剥離できるようにしている。

本実施形態によれば、規制部としての挟持部９が被着体２と接着剤層４のうち被着体２に工具ホーン６を重ねかつ接着剤層４の矢印Ｚに交差する方向としての矢印Ｘと前記矢印Ｚの移動を規制して、超音波振動を接着体１に作用させるので、接着体１の外縁部の振幅が抑制される。

このため、接着体１の中央部と外縁部との振幅即ち作用する超音波振動の差を抑制でき、即ち、接着体１の中央部と外縁部との振幅即ち作用する超音波振動のむらを抑制できる。そのために、接着体１の中央部と外縁部とに均一に超音波振動を作用させることができ、一部に接着したままの箇所や接着剤層４が破壊させる箇所を生じさせることなく、被着体２と接着剤層４の界面でこれらを分離させることができる即ち被着体２を接着剤層４からきれいに剥離させることができる。

また、許容部としての挟持部９が被着体２と接着剤層４のうち接着剤層４の前述した矢印Ｚの移動を許容して超音波振動を接着体１に作用させるので、接着体１の中央部が十分に振動でき、当該中央部の振幅を十分に確保できる。

このため、接着体１の中央部と外縁部との振幅即ち作用する超音波振動の差を確実に抑制でき、即ち、接着体１の中央部と外縁部との振幅即ち作用する超音波振動のむらを確実に抑制できる。そのために、接着体１の中央部と外縁部とにより均一に超音波振動を作用させることができ、一部に接着したままの箇所や接着剤層４が破壊させる箇所を確実に生じさせることなく、被着体２と接着剤層４の界面でこれらを分離させることができる即ち被着体２を接着剤層４から確実にきれいに剥離させることができる。

さらに、超音波振動が矢印Ｚに沿って振動する。これにより、接着剤層４の機械的な強度を確実に低下させることができる。したがって、一部に接着したままの箇所や接着剤層が破壊させる箇所をより確実に生じさせることなく、被着体２と接着剤層４の界面でこれらを分離させることができる即ち被着体２を接着剤層４からより確実にきれいに剥離させることができる。

また、超音波振動を接着剤層４に伝播させて、接着剤層４を破壊または接着剤層４の強度の低下を引き起こし、被着体２の剥離を可能とする。このため、致命的な被着体２の損傷を抑え、短時間で効率よく、接着体１の被着体２を互いに分離することができる。通常の加熱による接着剤層４の破壊と違い、被着体２を同時に加熱するのではなく接着剤層４に集中して超音波振動などのエネルギーを付与できることから、被着体２の損傷を抑えることができ、該被着体２を構成する材質の自由度が大きい。

また、本発明で用いられる接着剤層４を構成する接着剤には上述のものを使用できるため、本発明の適用範囲は実用的で非常に広い。

接着体１が、接着剤層４を構成する接着剤として、上述の反応型接着剤を用いた場合、接着体１の被着体２と接着剤層４との分離が可能となる。また、接着体１が、反応型接着剤を用いる場合、熱可塑性樹脂からなる接着剤より強度、耐熱性が高いため適用範囲が広い。このため、より適用範囲の広い接着体１の被着体２と接着剤層４との分離が可能となる。

これにより、耐熱接着、接着力に優れた反応型接着剤に適用でき、さらに短時間で接着剤を剥離することができる。また、粉塵や騒音を発生せずに短時間での剥離は、今後のリサイクル事業の発展、さらにはリサイクルの促進に大きく寄与するものである。

前述した実施形態では、超音波振動付与装置３は、工具ホーン６を接着体１の被着体２に密に接触させて、この接着体１の接着剤層４に超音波振動を付与している。しかしながら、本発明では、図４に示すように、超音波振動付与装置３の工具ホーン６に伝達規制部１５を設けて、当該工具ホーン６を接着体１の被着体２に密に接触させなくても良い。なお、図４において、前述した実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。

図４に示された超音波振動付与装置３は、工具ホーン６の先端に伝達規制部１５を設けている。伝達規制部１５は、複数の支柱１６を備えている。支柱１６は、互いに長さ及び外径の等しい円柱状に形成されており、工具ホーン６の先端面から凸に形成されている。複数の支柱１６は、工具ホーン６の先端面の中央部の方が外縁部よりも互いに密に配置されている（近接している）。即ち、複数の支柱１６は、工具ホーン６の先端面の中央部の方が外縁に向かうにしたがって徐々に疎となるように工具ホーン６の先端面上に設けられている。

伝達規制部１５は、工具ホーン６が被着体２上に重ねられてアンビル７との間に接着体１を挟む際に、各支柱１６が被着体２に密に接触する。そして、伝達規制部１５は、圧電振動子５が工具ホーン６を超音波振動させると、支柱１６が当該超音波振動を被着体２を介して接着剤層４に伝える。伝達規制部１５は、支柱１６が前述したように配置されているので、接着体１の前記工具ホーン６が重なる部分の中央部から外縁に向かうにしたがって工具ホーン６から接着剤層４に超音波振動が徐々に伝わることを規制する。即ち、伝達規制部１５は、接着体１の中央部に外縁部よりも超音波振動をより多く伝達する。

この図４に示す場合によれば、前述した実施形態の効果に加え、伝達規制部１５が接着体１の前記工具ホーン６が重なる部分の中央部から外縁に向かうにしたがって工具ホーン６から接着剤層４に超音波振動が徐々に伝わることを規制して超音波振動を接着体１に作用させるので、接着体１の中央部が十分に振動でき、当該中央部の振幅を十分に確保できるとともに、接着体１の外縁部の振動を抑制して、当該外縁部の振幅を抑制することができる。そのために、接着体１の中央部と外縁部とにより確実に均一に超音波振動を作用させることができ、一部に接着したままの箇所や接着剤層が破壊させる箇所をより確実に生じさせることなく、被着体２と接着剤層４の界面でこれらを分離させることができる即ち被着体２を接着剤層４からより確実にきれいに剥離させることができる。

また、本発明では、被着体２及び接着剤層４即ち接着体１の形状を種々の形状に形成しても良い。

なお、本明細書でいう接着体１の中央部、外縁部及び外縁とは、接着体１の工具ホーン６が重ねられる部分の中央部、外縁部及び外縁をいい、図示例では、接着体１の全体に工具ホーン６が重ねられる場合を示しているので、接着体１の全体の中央部、外縁部及び外縁となっている。即ち、本発明では、接着体１の一部のみに工具ホーン６を重ねても良く、この場合、接着体１の中央部、外縁部及び外縁とは、接着体１の工具ホーン６が重ねられた部分の中央部、外縁部及び外縁を示すこととなる。

次に、本発明の発明者は、本発明の超音波振動付与装置３及び当該超音波振動付与装置３を用いた接着体の分離方法の効果を確認した。確認にあたっては、本発明品として図３に示された実施形態の超音波振動付与装置３を用い、比較例として従来の技術で説明した図８に示された分離装置１０３を用いた。本発明品と比較例との双方において、工具ホーン６，１０６とアンビル７，１０７との間に接着体１，１０１を挟み、圧電振動子５，１０５を同じ周波数で同じ振幅で同じ時間振動させて超音波振動を接着体１，１０１に作用させた（即ち、同じ超音波振動を接着体１，１０１に作用させた）。このとき、本発明品及び比較例との双方において、接着剤層４，１０４の振幅の分布を解析により求め、接着剤層４，１０４の温度分布を測定した。

図６（ａ）は、比較例において求めた接着剤層１０４の振幅の分布を示し、図６（ｂ）は、比較例において測定した接着剤層１０４の温度分布を示し、図６（ｃ）は、図６（ｂ）に示された温度分布を模式的に示した図である。

図５（ａ）は、本発明品において求めた接着剤層４の振幅の分布を示し、図５（ｂ）は、本発明品において測定した接着剤層４の温度分布を示し、図５（ｃ）は、図５（ｂ）に示された温度分布を模式的に示した図である。

図５（ａ）及び図６（ａ）では、平行斜線が密になるほど、振幅がより大きくなる箇所を示しており、図５（ｃ）及び図６（ｃ）では、平行斜線が密になるほど、より温度が高い箇所を示している。

図６（ａ）に示された比較例では、接着剤層１０４の外縁の振幅のみが他の箇所よりも大きくなっているのに対し、図５（ａ）に示された本発明品では、接着剤層４の外縁部を除く、中央部の全体の振幅が大きくなっていて、本発明品のほうが比較例よりも振幅の分布にむらが少ないことが明らかとなった。

また、図６（ｂ）及び図６（ｃ）に示された比較例では、接着剤層１０４の外縁部のみの温度が他の箇所よりも高くなっているのに対し、図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示された本発明品では、接着剤層４の外縁部を除く、中央部の全体の温度が大きくなっていて、本発明品のほうが比較例よりも温度分布にむらが少ないことが明らかとなった。

このように、接着体１の接着剤層４を矢印Ｘに沿って移動することを規制し、矢印Ｚに沿って移動することを許容して、接着体１の被着体２に超音波振動を付与することで、接着剤層４をむらなく振動させることができ、当該接着剤層４から被着体２を確実にきれいに剥離させることができることが明らかとなった。

なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、図７に示すように、一対の被着体２とこれらの間に設けられた接着剤層４とを備えた接着体１の被着体２を接着剤層４から分離させても良い。なお、図７において、前述した実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。図７に示す場合では、被着体２と接着剤層４とが互いに重なる方向Ｙと前記重なる方向Ｚとが互いに直交するように、一対の被着体２の端面に工具ホーン６を重ねている。この場合においても、前述した実施形態と同様の効果が得られる。

本発明の接着体の分離方法により互いに分離される被着体及び接着剤層を備えた接着体の斜視図である。 図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。 図２に示された接着体を超音波振動付与装置の工具ホーンとアンビルとの間に挟んだ状態を示す説明図である。 図３に示された超音波振動付与装置の変形例を示す説明図である。 （ａ）は本発明品により超音波振動が付与された接着体の振幅の分布を示す説明図であり、（ｂ）は本発明品により超音波振動が付与された接着体の温度分布を示す説明図であり、（ｃ）は本発明品により超音波振動が付与された接着体の温度分布を模式的に示す説明図である。 （ａ）は比較例により超音波振動が付与された接着体の振幅の分布を示す説明図であり、（ｂ）は比較例により超音波振動が付与された接着体の温度分布を示す説明図であり、（ｃ）は比較例により超音波振動が付与された接着体の温度分布を模式的に示す説明図である。 図３に示された接着体の変形例を超音波振動付与装置の工具ホーンとアンビルとの間に挟んだ状態を示す説明図である。 従来の分離装置を示す説明図である。

符号の説明

１ 接着体
２ 被着体
３ 超音波振動付与装置（接着体の分離装置）
４ 接着剤層
５ 圧電振動子（振動源）
６ 工具ホーン
７ アンビル
９ 挟持部（規制部、許容部）
１５ 伝達規制部
Ｘ 重なる方向に対して交差する方向
Ｚ 重なる方向

Claims (4)

1. 被着体とこの被着体に積層された接着剤層とを備えた接着体の前記被着体に超音波振動する工具ホーンを重ねて前記接着剤層から前記被着体を分離する方法において、
   前記被着体と前記接着剤層との双方を、前記工具ホーンが前記被着体に重なる方向に対して交差する方向に移動することを規制して、前記接着剤層に超音波振動を作用することにより、前記接着剤層から前記被着体を分離することを特徴とする接着体の分離方法。
2. 前記被着体と前記接着剤層との双方が、前記重なる方向に沿って移動することを許容して、前記接着剤層に超音波振動を作用することにより、前記接着剤層から前記被着体を分離することを特徴とする請求項１記載の接着体の分離方法。
3. 前記接着体の前記工具ホーンが重なる部分の中央部から外縁に向かうにしたがって前記工具ホーンから前記接着剤層に超音波振動が徐々に伝わることを規制して、前記接着剤層に超音波振動を作用することにより、前記接着剤層から前記被着体を分離することを特徴とする請求項２記載の接着体の分離方法。
4. 被着体とこの被着体に積層された接着剤層とを備えた接着体の前記被着体に重ねられる超音波振動する工具ホーンと、前記工具ホーンとの間に前記接着体を挟むアンビルとを備えた前記接着剤層から前記被着体を分離する分離装置において、
   前記被着体と前記接着剤層との双方を、前記工具ホーンが前記被着体に重なる方向に対して交差する方向に移動することを規制する規制部を備えたことを特徴とする接着体の分離装置。