JP2018127571A - 接着物の接着方法及び吸収発熱部材 - Google Patents

Abstract

【課題】接着剤を加熱することで被着物に接着物を接着する場合において、接着剤の硬化の遅れを抑制する。【解決手段】接着物２６の接着方法は、電磁波で接着剤層２４を加熱して被着物２２に接着物２６を接着させる接着方法であって、被着物２２上の領域である接着剤領域Ａに、接着剤層２４を形成する接着剤層形成ステップと、接着剤層２４上に接着物２６を配置する接着物配置ステップと、被着物２２上の接着剤領域Ａの周囲に、電磁波を吸収して発熱する吸収発熱部３０を設ける吸収発熱部配置ステップと、接着物２６及び吸収発熱部３０に対して電磁波を照射して、接着物２６を介して接着剤層２４を加熱し、吸収発熱部３０を加熱する電磁波照射ステップと、を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、接着物の接着方法及び吸収発熱部材に関する。

航空機などの製品は、複数の部品同士が接合されて構成される場合がある。このような場合、一般的に、部品同士は、例えばボルトなどを用いたファスニング接合方法により接合される。さらに、製品の重量低減や接合工程の時間削減のために、接着剤を用いて接合する接着接合方法により接合する場合がある。接着接合方法では、被着物、小部品あるいはその両方に接着剤を塗布し、両者を貼り合わせる。そして、接着接合方法では、この接着剤を硬化させることで、被着物に対し接着物を接合する。

接着接合を用いる際は、接着剤が硬化するまでの時間を削減することにより、接合工程の時間削減を更に削減することができる。例えば特許文献１では、レーザ光を接着剤に照射することにより接着剤を加熱して、接着剤を早期に硬化させる技術が記載されている。

特開２０１０−１８０３５２号公報

しかし、接着剤は、被着物の表面に塗布されるため、被着物に接触している。そのため、接着剤の熱が被着物に伝熱され、被着物から外部に放熱されるおそれがある。この場合、接着剤の温度上昇が抑制され、接着剤を早期に硬化させることが困難となる。従って、接着剤を加熱することで被着物に接着物を接着する場合において、接着剤の硬化の遅れを抑制する技術が求められている。

本発明は、上述した課題を解決するものであり、接着剤を加熱することで被着物に接着物を接着する場合において、接着剤の硬化の遅れを抑制する接着物の接着方法及び吸収発熱部材を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る接着方法は、電磁波で接着剤を加熱して被着物に接着物を接着させる接着方法であって、前記被着物上の領域である接着剤領域に、接着剤層を形成する接着剤層形成ステップと、前記接着剤層上に前記接着物を配置する接着物配置ステップと、前記被着物上の前記接着剤領域の周囲に、前記電磁波を吸収して発熱する吸収発熱部を設ける吸収発熱部配置ステップと、前記接着物及び前記吸収発熱部に対して前記電磁波を照射して、前記接着物を介して前記接着剤層を加熱し、前記吸収発熱部を加熱する電磁波照射ステップと、を有する。

この接着方法は、吸収発熱部を介して被着物の表面を加熱することで、被着物の表面からの放熱を抑制して、接着剤の硬化の遅れを抑制することができる。

前記接着方法において、前記吸収発熱部は、前記被着物よりも前記電磁波の吸収率が高いことが好ましい。この接着方法は、電磁波により吸収発熱部を効率的に加熱することで、被着物の表面からの放熱を抑制して、接着剤の硬化の遅れを抑制することができる。

前記接着方法において、前記吸収発熱部は、樹脂又はセラミックス材料の少なくとも一方を含有することが好ましい。この吸収発熱部は、このような材料を含有するため、電磁波を適切に吸収してより好適に加熱される。従って、この接着方法は、被着物からの放熱をより好適に抑制して、接着剤の硬化の遅れを抑制することができる。

前記接着方法において、前記吸収発熱部配置ステップは、前記接着剤領域に対し、前記接着剤領域の外周に接する領域である中間領域を隔てて、前記吸収発熱部を設けることが好ましい。この接着方法は、接着剤領域から中間領域を隔てて吸収発熱部を設けているため、吸収発熱部が接着剤領域上の接着剤に接触することを抑制して、接着強度の低下を抑制することができる。

前記接着方法は、前記中間領域に、前記吸収発熱部から前記接着剤への伝熱を抑制する中間部を設ける中間部配置ステップを更に有することが好ましい。この接着方法は、中間部が吸収発熱部から接着剤への伝熱を抑制するため、接着剤の温度が高くなり過ぎることを抑制して、接着強度の低下を抑制することができる。

前記接着方法において、前記吸収発熱部は、所定の粘性を有するジェル状の材料であることが好ましい。この接着方法は、吸収発熱部を被着物上に適切に設けることが可能となる。

前記接着方法において、前記吸収発熱部は、固体状の材料であることが好ましい。この接着方法は、吸収発熱部を被着物上に容易に設けることが可能となる。

前記接着方法において、前記電磁波照射ステップは、前記電磁波として近赤外線を照射することが好ましい。この接着方法は、被着物からの放熱をより好適に抑制して、接着剤の硬化の遅れを抑制することができる。

前記接着方法において、前記吸収発熱部は、前記近赤外線を吸収して遠赤外線を放射する放射剤を含有することが好ましい。この接着方法は、吸収発熱部が、遠赤外線により自身をより好適に加熱することで、接着剤の硬化の遅れを抑制することができる。

前記接着方法において、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る吸収発熱部材は、電磁波で接着剤を加熱して被着物に接着物を接着させる際に、前記被着物上の前記接着剤を設けた領域の周囲に配置される吸収発熱部材であって、前記電磁波を吸収して発熱する固体状の部材であり、前記被着物に対して着脱可能である。この吸収発熱部材を用いると、被着物からの放熱をより好適に抑制して、接着剤の硬化の遅れを抑制することができる。

本発明によれば、接着剤を加熱することで被着物に接着物を接着する場合において、接着剤の硬化の遅れを抑制することができる。

図１は、第１実施形態に係る接着システムの構成を示す模式的なブロック図である。 図２は、第１実施形態に係る対象物の構成を示す模式図である。 図３は、第１実施形態に係る対象物の構成を示す模式図である。 図４は、第１実施形態に係る接着剤の模式的な断面図である。 図５は、第１実施形態に係る吸収発熱部の模式的な断面図の一例である。 図６は、第１実施形態に係る吸収発熱部の模式的な断面図の他の例である。 図７は、第１実施形態に係る電磁波照射装置の模式図である。 図８は、対象物への電磁波の照射を説明するための模式図である。 図９は、第１実施形態に係る接着物の接着方法を示すフローチャートである。 図１０は、第２実施形態に係る対象物の構成を示す模式図である。 図１１は、第２実施形態に係る接着物の接着方法を示すフローチャートである。

以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る接着システムの構成を示す模式的なブロック図である。第１実施形態に係る接着システム１は、対象物２０の部品同士を接着させるためのシステムである。図１に示すように、接着システム１は、対象物積層装置１０と、電磁波照射装置１２とを有する。対象物積層装置１０は、対象物２０の各部品を積層する装置である。詳しくは後述するが、対象物積層装置１０は、母材である被着物２２上に、接着剤層２４、接着物２６、及び吸収発熱部３０を積層する。電磁波照射装置１２は、対象物２０に電磁波Ｗを照射することで接着剤層２４を加熱して熱硬化させ、硬化した接着剤層２４を介して被着物２２に接着物２６を接着する。なお、以下の説明において、接着とは、部材同士が互いに接合された状態で固定されることを指す。

電磁波照射装置１２は、所定の波長域を有する電磁波Ｗを照射する。この波長域は任意であるが、本実施形態において、電磁波照射装置１２は、電磁波Ｗとして、赤外線を照射する。ここでの赤外線は、波長が０．７μｍ以上１０００μｍ以下であるが、一般的に赤外線とされる波長域であれば、この波長域に限られない。さらに詳しくは、電磁波照射装置１２は、電磁波Ｗとして、近赤外線を照射する。ここでの近赤外線は、波長が０．７μｍ以上２．５μｍ以下であるが、一般的に近赤外線とされる波長域であれば、この波長域に限られない。ただし、電磁波照射装置１２は、赤外線とは波長域が異なる赤外線以外の電磁波Ｗを照射してもよい。電磁波照射装置１２の構成は後述する。

図２及び図３は、第１実施形態に係る対象物の構成を示す模式図である。図２は、対象物２０の正面図であり、図３は、対象物２０の上面図である。対象物積層装置１０は、対象物２０の各部品を積層する装置である。対象物２０は、母材である被着物２２に、接着剤層２４を介して接着物２６が接着される製品である。対象物２０は、航空機用の部品であるが、被着物２２及び接着物２６を有するものであれば、航空機の部品に限られない。接着物２６は、例えば、配線を固定するための部品である。つまり、親部品である被着物２２において、配線を固定するための部位がない場合、子部品としての接着物２６を接着固定することで、配線を固定するための部位を形成している。なお、被着物２２及び接着物２６は、他の機能を有する部品であってもよく、特に限定されない。

対象物積層装置１０は、被着物２２上に、接着剤層２４を形成する。対象物積層装置１０は、被着物２２の表面２２Ａの接着剤領域Ａに、接着剤層２４を形成する。接着剤領域Ａは、被着物２２の表面２２Ａの一部の領域であり、接着剤層２４が形成されてその上に接着物２６が接着される領域である。接着剤領域Ａの位置は、接着物２６をどの位置に設けるかにより、予め決定される。また、対象物積層装置１０は、接着剤層２４の厚みＸ１が０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下となるように、接着剤層２４を形成する。厚みＸ１は、表面２２Ａに直交する方向の接着剤層２４の長さである。ただし、厚みＸ１の数値範囲はこれに限られず任意である。

被着物２２は、電磁波Ｗの反射率が高い部材である。すなわち、被着物２２は、電磁波Ｗが有する所定の波長域における反射率が高い部材である。本実施形態において、被着物２２は、赤外線の反射率が８５％以上９０％以下である。被着物２２は、アルミニウム合金などの金属であるが、電磁波Ｗの吸収率が低く反射率が高い部材であれば、金属に限られない。

図４は、第１実施形態に係る接着剤の模式的な断面図である。接着剤層２４は、加熱により硬化する加熱硬化型の接着剤によって形成される層である。本実施形態では、接着剤層を形成する接着剤は、エポキシ樹脂系接着剤であり、常温でも硬化するが、加熱することで硬化を促進させることが可能である。図４に示すように、接着剤層２４を構成する接着剤は、本剤２４Ａと、硬化剤２４Ｂと、放射剤２４Ｃとを含有する。本剤２４Ａは、ジェル状（液状）のエポキシ樹脂である。硬化剤２４Ｂは、アミン類などの液体である。放射剤２４Ｃは、遠赤外線を放射する固体状の粒子であり、近赤外線を受けることで、放射する遠赤外線の強度が増幅される。すなわち、放射剤２４Ｃは、近赤外線を吸収して遠赤外線を放射する粒子である。放射剤２４Ｃとしては、例えばアルミナなどが用いられる。対象物積層装置１０は、この接着剤を接着剤領域Ａに塗布することで、接着剤層２４を形成する。

接着剤層２４は、硬化する前は、ジェル状の本剤２４Ａに複数の粒子状の硬化剤２４Ｂ及び放射剤２４Ｃが含有されており、全体としては、所定の粘度を有したジェル状（液状）となっている。接着剤層２４は、このジェル状の状態において加熱されることにより、硬化剤２４Ｂと本剤２４Ａとが結合して、固体状に硬化する。本実施形態では、接着剤層２４は、電磁波Ｗにより加熱されて硬化する。さらに、放射剤２４Ｃは、近赤外線である電磁波Ｗを受けることで、遠赤外線を放射する。この遠赤外線は、周囲の本剤２４Ａ及び硬化剤２４Ｂをさらに加熱して、接着剤層２４の硬化を促進する。ただし、接着剤層２４は、電磁波Ｗを受けることにより硬化するものであれば、以上説明した構成に限られない。例えば、接着剤層２４は、加熱硬化型のシリコーン接着剤などであってもよいし、シート状に形成された接着シートであってもよい。また、接着剤層２４には、必ずしも放射剤２４Ｃが含まれていなくてもよい。

また、対象物積層装置１０は、図２及び図３に示すように、形成された接着剤層２４上に、接着物２６を配置する。対象物積層装置１０は、接着剤層２４の被着物２２とは反対側の表面に、接着物２６の表面を接触させる。接着物２６は、電磁波Ｗ（ここでは近赤外線）を透過可能な部材である。例えば、接着物２６は、赤外線の透過率が１５％以上である。接着物２６は、ガラス繊維強化プラスチック（GFRP; Glass Fiber Reinforced Plastics）など、透明性を有する部材であることが好ましいが、電磁波Ｗを透過可能な部材であれば、これに限られない。接着物２６の厚さＸ２は、３ｍｍ以上５ｍｍ以下であるが、厚さＸ２はこれに限られず任意である。厚さＸ２は、表面２２Ａに直交する方向の接着物２６の長さである。図２及び図３では、接着物２６は、接着剤層２４が形成される領域、すなわち接着剤領域Ａの全域を占めているが、接着剤領域Ａの一部の領域のみを占めていてもよく、また、接着剤領域Ａから外側にはみ出して配置されていてもよい。

このように、対象物２０は、被着物２２上に接着剤層２４が形成され、その接着剤層２４上に接着物２６が配置される。この状態では、接着剤層２４は硬化していない。従って、この状態において、接着物２６は、被着物２２に接着（接合）されていない。

また、対象物積層装置１０は、図２及び図３に示すように、被着物２２上の接着剤領域Ａの周囲に、吸収発熱部３０を設ける。具体的には、対象物積層装置１０は、被着物２２上の吸収発熱部領域Ｂに、吸収発熱部３０を設ける。吸収発熱部領域Ｂは、被着物２２の表面２２Ａの一部の領域であり、接着剤領域Ａを囲うように設けられた接着剤領域Ａの周囲の領域である。従って、吸収発熱部３０は、表面３０Ａが、被着物２２の表面２２Ａと接触する。吸収発熱部３０は、接着剤を含有していないため、被着物２２に接着しない。

第１実施形態においては、吸収発熱部領域Ｂは、中間領域Ｃを介して、接着剤領域Ａよりも外側に設けられる。中間領域Ｃは、被着物２２上の接着剤領域Ａを囲うように設けられた接着剤領域Ａの周囲の領域であり、内周が接着剤領域Ａの外周と接している。また、中間領域Ｃは、吸収発熱部領域Ｂの内側の領域であり、外周が吸収発熱部領域Ｂの内周と接している。すなわち、吸収発熱部３０は、接着剤領域Ａに対し、中間領域Ｃを隔てて設けられている。第１実施形態において、中間領域Ｃには部材が設けられていない。従って、吸収発熱部３０は、接着剤領域Ａ上の接着剤層２４との間に、スペースが設けられており、接着剤層２４に直接接触しない。ただし、中間領域Ｃは必ずしも設けられていなくてもよく、吸収発熱部領域Ｂの内周が接着剤領域Ａの外周と接しており、吸収発熱部３０は接着剤層２４に接触してもよい。また、本実施形態では、吸収発熱部領域Ｂ（吸収発熱部３０）は、接着剤領域Ａの外周の全てを囲うように設けられているが、接着剤領域Ａの外周の一部のみを囲うものであってもよい。言い換えれば、吸収発熱部３０は、接着剤層２４の周囲を、一周分途切れることなく囲っているが、一部が途切れていてもよい。

吸収発熱部３０は、接着剤層２４の硬化を補助する部材である。吸収発熱部３０は、電磁波Ｗを吸収して発熱する部材である。吸収発熱部３０は、被着物２２よりも電磁波Ｗ（ここでは近赤外線）の波長域における吸収率が高い部材である。吸収発熱部３０は、赤外線の吸収率が２０％以上の部材であることが好ましい。赤外線の吸収率がこの範囲にあることで、吸収発熱部３０は、適切に加熱される。また、吸収発熱部３０は、赤外線の吸収率が比較的高いことに加え、比熱が比較的低い部材であることが好ましい。吸収発熱部３０は、比熱がこの範囲にあることで、電磁波Ｗによって温度が上昇する速度を高くすることができる。図５に示すように、本実施形態においては、吸収発熱部３０は、樹脂又はセラミックス材料の少なくとも一方を含有することが好ましい。ここでの樹脂としては、例えばシリコーン系、ポリプロピレン、又はエポキシ系などが挙げられる。また、セラミックス材料としては、アルミナ、陶磁器、ガラスなどが挙げられる。ただし、吸収発熱部３０は、電磁波Ｗを吸収して発熱する部材であれば、その材料は任意である。

また、吸収発熱部３０は、所定の粘性を有するジェル状（液体状）となっている。対象物積層装置１０は、被着物２２上の吸収発熱部領域Ｂに、吸収発熱部３０を塗布する。ただし、吸収発熱部３０は、固体状であってもよい。この場合、吸収発熱部３０は、吸収発熱部領域Ｂの形状に相当する表面を有する外枠部３１を有する。そして、吸収発熱部３０は、外枠部３１の内側、すなわち接着剤領域Ａ及び中間領域Ｃに該当する箇所が、開口した形状となる。この場合、対象物積層装置１０は、吸収発熱部領域Ｂに外枠部３１が重畳し、外枠部３１の内側の開口が接着剤領域Ａ及び中間領域Ｃに重畳するように、吸収発熱部３０を被着物２２上に配置する。固体状の吸収発熱部３０は、被着物２２に対して着脱可能である。

吸収発熱部３０の厚さＸ３は、３ｍｍ以上４ｍｍ以下であることが好ましいが、これに限られず任意である。また、吸収発熱部３０（吸収発熱部領域Ｂ）の幅Ｘ４は、２ｃｍ以上３ｃｍ以下であることが好ましいが、これに限られず任意である。なお、厚さＸ３は、表面２２Ａに直交する方向の吸収発熱部３０の長さである。幅Ｘ４は、吸収発熱部３０の接着物２６側の側面（吸収発熱部領域Ｂの内周）から接着物２６と反対側の側面（吸収発熱部領域Ｂの外周）までの吸収発熱部３０の長さである。また、中間領域Ｃの幅Ｘ５は、幅Ｘ４より小さく、例えば１ｍｍ以上３ｍｍ以下であることが好ましい。幅Ｘ５は、中間領域Ｃの内周から外周までの長さである。

図５は、第１実施形態に係る吸収発熱部の模式的な断面図の一例である。本実施形態における吸収発熱部３０は、図５に示すような構成であることがより好ましい。図５に示す吸収発熱部３０は、基礎部３２と、発熱剤３４と、放射剤３６とを有する。基礎部３２は、電磁波Ｗを透過し、また電磁波の一部を吸収可能な部材であり、電磁波Ｗの吸収により発熱する。基礎部３２は、樹脂であり、例えば上述のようなシリコーン、ポリプロピレン、又はエポキシなどである。基礎部３２は、所定の粘性を有するジェル状（液体状）であるが、固体状であってもよい。また、基礎部３２は、電磁波Ｗの少なくとも一部を透過可能であれば、必ずしも電磁波Ｗを吸収しなくてもよい。発熱剤３４は、電磁波Ｗを吸収して発熱する粒子であり、例えばセラミックス材料の粒子である。さらに詳しくは、発熱剤３４は、遠赤外線を吸収して発熱する。発熱剤３４としては、例えば上述のようなアルミナ、陶磁器、ガラスなどが挙げられる。また、放射剤３６は、上述の放射剤２４Ｃと同じ材料の粒子である。この吸収発熱部３０は、基礎部３２中に複数の発熱剤３４及び放射剤３６が含有されている。吸収発熱部３０は、電磁波Ｗを受けると、基礎部３２及び発熱剤３４が発熱する。そして、吸収発熱部３０中の放射剤３６は、近赤外線である電磁波Ｗを受けることで、遠赤外線を放射する。この遠赤外線は、周囲の基礎部３２及び発熱剤３４をさらに加熱する。ただし、図５の吸収発熱部３０は、必ずしも放射剤３６を含有していなくてもよい。また、吸収発熱部３０は、基礎部３２中に発熱剤３４が含有されておらず、１種類の材料から構成されていてもよい。この場合、吸収発熱部３０を構成する１種類の材料が、被着物２２よりも電磁波Ｗの吸収率が高く、電磁波Ｗを吸収して発熱する部材となる。

図６は、第１実施形態に係る吸収発熱部の模式的な断面図の他の例である。また、吸収発熱部３０は、図６に示すように、第１層３０Ｓと第２層３０Ｔとを有していてもよい。第１層３０Ｓは、吸収発熱部３０の表面３０Ａ側、すなわち被着物２２側の層である。第１層３０Ｓは、基礎部３２と発熱剤３４とを含有する。より詳しくは、第１層３０Ｓは、基礎部３２中に複数の発熱剤３４が含有されている。第１層３０Ｓは、放射剤３６を含有しない。第２層３０Ｔは、第１層３０Ｓよりも表面３０Ａと反対側の層である。第２層３０Ｔは、基礎部３２と放射剤３６とを含有し、発熱剤３４を含有しない。より詳しくは、第２層３０Ｔは、基礎部３２中に複数の放射剤３６が含有されている。この場合、電磁波Ｗは、第２層３０Ｔ側から入射される。第２層３０Ｔの放射剤３６は、電磁波Ｗを受けて遠赤外線を放出する。この遠赤外線は、第１層３０Ｓの基礎部３２及び発熱剤３４を加熱する。従って、この吸収発熱部３０は、被着物２２と接する表面３０Ａ側を、より好適に加熱することができる。このように、吸収発熱部３０は、異なる成分を有する複数の層を厚さＸ３の方向に設けることで、より好適に発熱することが可能となる。

対象物積層装置１０は、以上説明したように、対象物２０の各部材（被着物２２、接着剤層２４、接着物２６及び吸収発熱部３０）を積層する。この積層した状態では、接着剤層２４は硬化しておらず、被着物２２と接着物２６とは接着（接合）されていない。なお、本実施形態では、対象物積層装置１０により対象物２０の各部材を積層するが、対象物積層装置１０を用いずに作業者が手作業で各部品を積層してもよい。

次に、図１に示す電磁波照射装置１２について説明する。図７は、第１実施形態に係る電磁波照射装置の模式図である。図７に示すように、電磁波照射装置１２は、収納室４０と電磁波照射部４２とを有する。収納室４０は、対象物積層装置１０によって各部材が積層された対象物２０を、内部に収納する部屋である。電磁波照射部４２は、収納室４０内に設けられ、収納室４０内の対象物２０に対して電磁波Ｗを照射する。収納室４０内に設けられた対象物２０は、電磁波Ｗの照射前の段階では、接着剤層２４がまだ硬化していない。電磁波照射装置１２は、この未硬化の接着剤層２４に対し電磁波Ｗを照射することにより、接着剤層２４を硬化させる。接着剤層２４は、硬化することにより、被着物２２に対して接着物２６を接合（接着）する。以下、電磁波Ｗの照射について詳述する。

図８は、対象物への電磁波の照射を説明するための模式図である。図８に示すように、電磁波照射部４２は、対象物２０に対し、上側、すなわち接着物２６が配置されている側から、電磁波Ｗを照射する。対象物２０は、接着物２６及び吸収発熱部３０が上側に露出している。従って、最初に、電磁波Ｗは、接着物２６及び吸収発熱部３０に（直接）照射される。接着物２６は、電磁波Ｗの反射率及び吸収率が比較的低く、電磁波Ｗの少なくとも一部を透過する。接着物２６を透過した電磁波Ｗは、接着剤層２４に照射される。電磁波照射部４２は、接着物２６を透過した電磁波Ｗが接着剤層２４を所定の温度まで加熱するような出力強度で、電磁波Ｗを照射する。この所定の温度は、接着剤層２４が硬化を開始する温度であるが、例えば５０℃以上１２０℃以下であることが好ましい。電磁波照射部４２は、設定した出力強度を保ちつつ、電磁波Ｗを所定の時間照射し続ける。接着剤層２４は、受光した電磁波Ｗを吸収してこの所定の温度まで加熱され、硬化する。接着剤層２４の硬化により、硬化した接着剤層２４を介して、被着物２２と接着物２６が接着される。なお、電磁波照射部４２は、被着物２２と接着物２６が所定の接着強度で接着する程度に接着剤層２４を加熱すればよく、接着剤層２４を完全に硬化しなくてもよい。この場合、接着剤層２４は、これよりも後の工程で徐々に硬化を続け、最終的に完全に硬化する。

ここで、吸収発熱部３０が設けられていない場合を想定する。接着剤層２４は、被着物２２の表面２２Ａに接触している。被着物２２は、電磁波Ｗの反射率が高いため、電磁波Ｗが照射されても、電磁波Ｗを反射してしまう。従って、被着物２２は、電磁波Ｗによって加熱されにくい。従って、被着物２２の温度は、接着剤層２４より低くなっている。従って、図８の熱領域Ｈ１に示すように、接着剤層２４の熱は、被着物２２に伝わり、被着物２２も加熱される。もし吸収発熱部３０が設けられていない場合、被着物２２は、接着剤層２４と接触していない吸収発熱部領域Ｂにおける温度が低いままとなる。従って、被着物２２の熱は、吸収発熱部領域Ｂから放出されて、接着剤層２４に加熱されても温度が上昇しにくい。この場合、被着物２２は、接着剤層２４の熱を奪い続け、接着剤層２４が適切に加熱されず、接着剤を早期に硬化させることが困難となる。

しかし、本実施形態においては、吸収発熱部領域Ｂを覆うように吸収発熱部３０が設けられている。電磁波照射部４２からの電磁波Ｗは、吸収発熱部３０に照射される。吸収発熱部３０は、被着物２２よりも電磁波Ｗの吸収率が高く、受光した電磁波Ｗを吸収して発熱する。従って、図８の熱領域Ｈ２に示すように、吸収発熱部３０の熱は、被着物２２の吸収発熱部領域Ｂに伝わり、被着物２２の吸収発熱部領域Ｂが加熱される。そのため、被着物２２は、吸収発熱部領域Ｂからの放熱が抑制され、接着剤層２４の温度が上がらなくなることが抑制される。このように、吸収発熱部３０を設けると、接着剤の硬化の遅れを抑制することができる。

以下、接着システム１による接着物２６の接着方法をフローチャートに基づき説明する。図９は、第１実施形態に係る接着物の接着方法を示すフローチャートである。図９に示すように、最初に、接着システム１は、対象物積層装置１０により、被着物２２上の接着剤領域Ａに、接着剤層２４を形成し（ステップＳ１０；接着剤層形成ステップ）、接着剤層２４上に接着物２６を配置する（ステップＳ１２；接着物配置ステップ）。そして、接着システム１は、対象物積層装置１０により、接着剤領域Ａの周囲に吸収発熱部３０を設ける（ステップＳ１４；吸収発熱部配置ステップ）。具体的には、対象物積層装置１０は、被着物２２上の吸収発熱部領域Ｂに吸収発熱部３０を設ける。これにより、対象物２０の各部材の積層が完了する。この段階では、接着剤層２４は硬化しておらず、接着物２６は、被着物２２に接着していない。なお、ステップＳ１４は、ステップＳ１０、Ｓ１２よりも前に行ってもよいし、同時に行ってもよい。

対象物２０の各部材の積層が完了した後、接着システム１は、電磁波照射装置１２により、対象物２０に電磁波Ｗを照射する（ステップＳ１６；電磁波照射ステップ）。具体的には、電磁波照射装置１２は、対象物２０の上面から、すなわち接着物２６及び吸収発熱部３０に、電磁波Ｗを照射する。照射された電磁波Ｗは、接着物２６を介して（透過して）接着剤層２４を加熱する。そして、電磁波Ｗは、吸収発熱部３０にも照射され、吸収発熱部３０を加熱する。加熱された吸収発熱部３０は、被着物２２からの放熱を抑制する。接着システム１は、これらの作用により、接着剤層２４の温度低下を抑制し、接着剤層２４を適切に硬化させ、接着物２６を被着物２２に接着させる。電磁波Ｗを照射した後、接着システム１は、吸収発熱部３０を除去する（ステップＳ１８）。接着システム１は、例えばジェル状の吸収発熱部３０を被着物２２からふき取ったり、固体状の吸収発熱部３０を被着物２２から取り外したりすることで、吸収発熱部３０を除去する。これにより、本処理は終了する。なお、ステップＳ１０からステップＳ１４及びステップＳ１８は、作業者による手作業で行われてもよい。

以上説明したように、第１実施形態に係る接着物２６の接着方法は、電磁波Ｗで接着剤層２４を加熱して被着物２２に接着物２６を接着させる接着方法であって、接着剤層形成ステップと、接着物配置ステップと、吸収発熱部配置ステップと、電磁波照射ステップと、を有する。接着剤層形成ステップは、被着物２２上の接着剤領域Ａに、接着剤層２４を形成する。接着物配置ステップは、接着剤層２４上に接着物２６を配置する。吸収発熱部配置ステップは、被着物２２上の接着剤領域Ａの周囲に、電磁波Ｗを吸収して発熱する吸収発熱部３０を設ける。電磁波照射ステップは、接着物２６及び吸収発熱部３０に対して電磁波Ｗを照射して、接着物２６を介して接着剤層２４を加熱しつつ、吸収発熱部３０を加熱する。

この接着方法は、接着剤領域Ａの周囲に吸収発熱部３０を設け、吸収発熱部３０にも電磁波Ｗを照射して、吸収発熱部３０を加熱する。そのため、この接着方法は、吸収発熱部３０を介して被着物２２の表面を加熱することで、被着物２２の表面２２Ａからの放熱を抑制して、接着剤層２４の温度が上がらなくなることを抑制する。このように、本実施形態に係る接着方法は、接着剤層２４を加熱することで被着物２２に接着物２６を接着する場合において、被着物２２からの放熱を抑制して、接着剤層２４の硬化の遅れを抑制することができる。

また、吸収発熱部３０は、被着物２２よりも電磁波Ｗの吸収率が高い。この吸収発熱部３０は、電磁波Ｗの吸収率が高いため、電磁波Ｗの照射によりより効率的に加熱される。従って、この接着方法は、被着物の表面からの放熱を抑制して、接着剤の硬化の遅れを抑制することができる。

また、第１実施形態に係る接着方法において、吸収発熱部３０は、樹脂又はセラミックス材料の少なくとも一方を含有する。吸収発熱部３０は、このような材料を含有するため、電磁波Ｗを適切に吸収してより好適に加熱される。従って、この接着方法は、被着物２２からの放熱をより好適に抑制して、接着剤層２４の硬化の遅れを抑制することができる。

また、第１実施形態に係る接着方法において、吸収発熱部配置ステップは、接着剤領域Ａに対し中間領域Ｃを隔てて、吸収発熱部３０を設ける。中間領域Ｃは、接着剤領域Ａの外周に接する領域である。この接着方法は、接着剤領域Ａから中間領域Ｃを隔てて吸収発熱部３０を設けているため、吸収発熱部３０が接着剤領域Ａ上の接着剤層２４に接触することを抑制して、接着強度の低下を抑制することができる。例えば吸収発熱部３０が液状である場合、吸収発熱部３０が接着剤層２４に接触していると、吸収発熱部３０の一部成分が接着剤層２４に混ざるおそれがある。この場合、接着剤層２４の接着強度が低下する可能性がある。それに対し、この接着方法は、吸収発熱部３０を接着剤層２４に接触させないため、吸収発熱部３０の接着剤層２４への混入を抑制し、接着強度の低下を抑制している。また、接着剤層２４には、接着物２６を透過した電磁波Ｗが照射されるのに対し、吸収発熱部３０には、電磁波Ｗが直接照射される。従って、吸収発熱部３０への電磁波Ｗの照射強度が、接着剤層２４への照射強度より高くなり、吸収発熱部３０の温度が、接着剤層２４より高くなる場合がある。この場合、吸収発熱部３０が接着剤層２４に接触していると、吸収発熱部３０の熱が接着剤層２４に伝わり、接着剤層２４の温度が高くなりすぎるおそれがある。接着剤層２４の温度が高くなり過ぎると、例えば、揮発成分の気化によりボイドが生成されることや接着剤の靱性低下により、接着強度が低下するおそれがある。それに対し、この接着方法は、吸収発熱部３０を接着剤層２４に接触させないため、吸収発熱部３０から接着剤層２４への伝熱を抑制する。従って、この接着方法は、接着剤層２４の温度が高くなり過ぎることを抑制して、接着強度の低下を抑制することができる。

また、吸収発熱部３０は、所定の粘性を有するジェル状の材料である。この吸収発熱部３０は、ジェル状であるため、被着物２２上の望んだ領域に容易に塗布することが可能となる。従って、この接着方法は、吸収発熱部３０を被着物２２上に適切に設けることが可能となる。

また、吸収発熱部３０は固体状の材料であってもよい。この吸収発熱部３０は、固体状であるため、被着物２２上に容易に配置することができ、作業終了後は、容易に取り外すことができる。さらに、他の対象物２０にも用いることができる。このように、この接着方法は、吸収発熱部３０を被着物２２から着脱可能とすることができるため、被着物２２上に容易に設けることが可能となる。

また、電磁波照射ステップは、電磁波Ｗとして近赤外線を照射することが好ましい。この接着方法は、近赤外線を照射することで、接着剤層２４を適切に加熱しつつ、吸収発熱部３０についても適切に加熱する。従って、この接着方法は、被着物２２からの放熱をより好適に抑制して、接着剤層２４の硬化の遅れを抑制することができる。また、赤外線は、高分子を透過するなどの特性を有しているため、赤外線を吸収して発熱するために用いる吸収発熱部３０について、材料の種類選択を多くすることが可能となる。

また、吸収発熱部３０は、近赤外線を吸収して遠赤外線を放射する放射剤３６を含有することが好ましい。吸収発熱部３０は、電磁波Ｗとしての近赤外線を受けて遠赤外線を放射する。これにより、吸収発熱部３０は、自身をより好適に加熱することで、接着剤層２４の硬化の遅れを抑制することができる。

また、本実施形態に係る吸収発熱部３０（吸収発熱部材）は、電磁波Ｗで接着剤層２４を加熱して被着物２２に接着物２６を接着させる際に、被着物２２上の接着剤層２４を形成した領域（接着剤領域Ａ）の周囲に配置される吸収発熱部材である。吸収発熱部３０は、電磁波Ｗを吸収して発熱する固体状の部材であり、被着物２２に対し着脱可能であることが好ましい。この吸収発熱部３０は、接着剤領域Ａの周囲に配置されることで、電磁波Ｗの照射時に電磁波Ｗを吸収して加熱される。従って、この吸収発熱部３０を用いると、被着物２２からの放熱をより好適に抑制して、接着剤層２４の硬化の遅れを抑制することができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態においては、対象物積層装置１０が中間部５０をさらに被着物２２上に積層する点で、第１実施形態とは異なる。第２実施形態において第１実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。

図１０は、第２実施形態に係る対象物の構成を示す模式図である。図１０に示すように、第２実施形態に係る対象物２０Ａは、被着物２２、接着剤層２４、接着物２６及び吸収発熱部３０に加えて、中間部５０を有する。対象物積層装置１０は、中間領域Ｃに中間部５０を設ける。すなわち、第１実施形態においては中間領域Ｃに部材は設けられていなかったが、第２実施形態では、中間領域Ｃに中間部５０を設ける。

中間部５０は、断熱性を有する部材であり、吸収発熱部３０から接着剤層２４への伝熱を抑制する。中間部５０は、内周が接着剤領域Ａ上の接着剤層２４と接触し、外周が吸収発熱部領域Ｂ上の吸収発熱部３０と接触する。中間部５０は、断熱性を有するため、例えば吸収発熱部３０が接着剤層２４より高温であっても、吸収発熱部３０の熱が接着剤層２４に伝わることを抑制する。従って、この中間部５０は、接着剤層２４の温度が高くなり過ぎることを抑制して、接着強度の低下を抑制することができる。

中間部５０は、例えばエポキシ樹脂やウレタンフォームのようなフォーム材などであることが好ましいが、吸収発熱部３０から接着剤層２４への伝熱を抑制する部材であれば、その材質は任意である。また、中間部５０は、所定の粘性を有するジェル状（液状）であってもよいし、固体状であってもよい。また、吸収発熱部３０及び中間部５０の両方が固体状である場合、吸収発熱部３０及び中間部５０は、一つの部品であってもよい。この場合、この部品は、内周側に中間部５０の層を有し、この中間部５０の外周側に、吸収発熱部３０の層を有することとなる。そして、この部品は、中間部５０の層の内側、すなわち接着剤領域Ａに該当する箇所が、開口した形状となる。この場合、対象物積層装置１０は、吸収発熱部領域Ｂに吸収発熱部３０の層が重畳し、中間領域Ｃに中間部５０の層が重畳し、中間部５０の層の内側の開口が接着剤領域Ａに重畳するように、この部品を被着物２２上に配置する。

また、中間部５０は、吸収発熱部３０と接着剤層２４との間に設けられる。従って、吸収発熱部３０がジェル状である場合、中間部５０は、吸収発熱部３０と接着剤層２４との接触を抑制するため、吸収発熱部３０の接着剤層２４への混入を抑制し、接着強度の低下を抑制することができる。この場合、中間部５０は、必ずしも吸収発熱部３０から接着剤層２４への伝熱を抑制する部材でなくてもよい。また、この場合、中間部５０は、固体状であることが好ましいが、中間部５０の成分の接着剤層２４への混入が抑制されるものであれば、ジェル状であってもよい。

以下、第２実施形態における接着物２６の接着方法をフローチャートに基づき説明する。図１１は、第２実施形態に係る接着物の接着方法を示すフローチャートである。図１１に示すように、最初に、接着システム１は、対象物積層装置１０により、被着物２２上の接着剤領域Ａに、接着剤層２４を形成し（ステップＳ２０）、接着剤層２４上に接着物２６を配置する（ステップＳ２２）。このステップＳ２０、Ｓ２２は、第１実施形態（図９）のステップＳ１０、Ｓ１２と同じである。そして、接着システム１は、対象物積層装置１０により、中間領域Ｃに中間部５０を設け（ステップＳ２４；中間部配置ステップ）、中間領域Ｃの周囲（吸収発熱部領域Ｂ）に吸収発熱部３０を設ける（ステップＳ２６）。これにより、対象物２０の各部材の積層が完了する。このステップＳ２６は、第１実施形態のステップＳ１４と同じである。なお、吸収発熱部３０と中間部５０が一体の部材である場合、ステップＳ２４、Ｓ２６は同時に行われる。

対象物２０の各部材の積層が完了した後、接着システム１は、電磁波照射装置１２により、対象物２０に電磁波Ｗを照射する（ステップＳ２８）。ステップＳ２８は、第１実施形態のステップＳ１６と同じである。電磁波Ｗを照射した後、接着システム１は、吸収発熱部３０及び中間部５０を除去する（ステップＳ３０）。これにより、本処理は終了する。

以上説明したように、第２実施形態に係る接着物２６の接着方法は、中間部５０を設ける中間部配置ステップを更に有する。この中間部５０は、吸収発熱部３０から接着剤層２４への伝熱を抑制する部材であることが好ましい。この接着方法は、中間部５０が、吸収発熱部３０から接着剤層２４への伝熱を抑制するため、接着剤層２４の温度が高くなり過ぎることを抑制して、劣化による接着強度の低下を抑制することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態の内容により実施形態が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、前述した実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

１ 接着システム
１０ 対象物積層装置
１２ 電磁波照射装置
２０ 対象物
２２ 被着物
２４ 接着剤層
２６ 接着物
３０ 吸収発熱部（吸収発熱部材）
５０ 中間部
Ａ 接着剤領域
Ｂ 吸収発熱部領域
Ｃ 中間領域

Claims (10)

1. 電磁波で接着剤を加熱して被着物に接着物を接着させる接着方法であって、
   前記被着物上の領域である接着剤領域に、接着剤層を形成する接着剤層形成ステップと、
   前記接着剤層上に前記接着物を配置する接着物配置ステップと、
   前記被着物上の前記接着剤領域の周囲に、前記電磁波を吸収して発熱する吸収発熱部を設ける吸収発熱部配置ステップと、
   前記接着物及び前記吸収発熱部に対して前記電磁波を照射して、前記接着物を介して前記接着剤層を加熱し、前記吸収発熱部を加熱する電磁波照射ステップと、
   を有する接着物の接着方法。
2. 前記吸収発熱部は、前記被着物よりも前記電磁波の吸収率が高い、請求項１に記載の接着物の接着方法。
3. 前記吸収発熱部は、樹脂又はセラミックス材料の少なくとも一方を含有する、請求項２に記載の接着物の接着方法。
4. 前記吸収発熱部配置ステップは、前記接着剤領域に対し、前記接着剤領域の外周に接する領域である中間領域を隔てて、前記吸収発熱部を設ける、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の接着物の接着方法。
5. 前記中間領域に、前記吸収発熱部から前記接着剤層への伝熱を抑制する中間部を設ける中間部配置ステップを更に有する、請求項４に記載の接着物の接着方法。
6. 前記吸収発熱部は、所定の粘性を有するジェル状の材料である、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の接着物の接着方法。
7. 前記吸収発熱部は、固体状の材料である、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の接着物の接着方法。
8. 前記電磁波照射ステップは、前記電磁波として近赤外線を照射する、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の接着物の接着方法。
9. 前記吸収発熱部は、前記近赤外線を吸収して遠赤外線を放射する放射剤を含有する、請求項８に記載の接着物の接着方法。
10. 電磁波で接着剤を加熱して被着物に接着物を接着させる際に、前記被着物上の前記接着剤を設けた領域の周囲に配置される吸収発熱部材であって、前記電磁波を吸収して発熱する固体状の部材であり、前記被着物に対して着脱可能である、吸収発熱部材。

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