JP2022026113A - Manufacturing method of laminate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、積層体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a laminate.
臨床検査や食物検査、環境検査等では、細胞や、タンパク質、核酸などの微量な被分析物の高精度な分析が要求されることがある。微量な被分析物の分析を行う手法の一つとして、微小な流路や微小なチャンバーを有する流体取扱装置を利用する方法が知られている。 In clinical tests, food tests, environmental tests, etc., high-precision analysis of cells, trace amounts of proteins, nucleic acids, and other substances to be analyzed may be required. As one of the methods for analyzing a minute amount of an object to be analyzed, a method using a fluid handling device having a minute flow path or a minute chamber is known.
このような流体取扱装置では、被分析物を流動させるための流路と、被分析物を収容するウェル等とが別々に成形されることがある。例えば、特許文献1には、流路を構成する部材と、ウェルを構成する部材と、をそれぞれ射出成形等によって成形した後、これらの間に樹脂シートを挟み込み、両側から加熱して貼り合わせることが記載されている(例えば特許文献1)。 In such a fluid handling device, a flow path for flowing the object to be analyzed and a well or the like for accommodating the object to be analyzed may be formed separately. For example, in Patent Document 1, after molding a member constituting a flow path and a member constituting a well by injection molding or the like, a resin sheet is sandwiched between them and heated from both sides to be bonded. (For example, Patent Document 1).
ここで、特許文献1に記載されているような流体取扱装置等において、流路やウェル等を、異なる樹脂材料から作製することがある。しかしながら、特許文献1に記載されているような方法で異なる樹脂からなる部材どうしを貼り合わせると、得られる流体取扱装置(積層体)に反りや剥離が生じることが明らかとなった。 Here, in a fluid handling device or the like as described in Patent Document 1, a flow path, a well, or the like may be manufactured from a different resin material. However, it has been clarified that when members made of different resins are bonded to each other by the method described in Patent Document 1, the resulting fluid handling device (laminated body) is warped or peeled off.
各部材の熱膨張率は、これを構成する材料の種類によって定まる。つまり、異なる材料からなる複数の部材では、互いに熱膨張率が異なる。そのため、上記のように、両側から同じ温度で加熱して接着を行うと、熱膨張率の高い樹脂部材は、室温より体積が増大した状態で他方の部材と貼り合わせられる。そして当該積層体を室温まで冷却すると、各部材の収縮量が相違するため、収縮量の大きな部材側に他方の部材が引っ張られて反ったり、接着面に負荷がかかって剥離が生じたりする。流体取扱装置において、このような反りや剥離が生じると、被分析物が外部に漏れたり、複数の被分析物が混ざったりする等の不具合が生じる。 The thermal expansion rate of each member is determined by the type of material constituting the member. That is, a plurality of members made of different materials have different thermal expansion rates from each other. Therefore, as described above, when bonding is performed by heating from both sides at the same temperature, the resin member having a high thermal expansion rate is bonded to the other member in a state where the volume is larger than room temperature. When the laminate is cooled to room temperature, the amount of shrinkage of each member is different, so that the other member is pulled toward the member having a large amount of shrinkage and warps, or a load is applied to the adhesive surface to cause peeling. In the fluid handling device, when such warpage or peeling occurs, problems such as leakage of the object to be analyzed to the outside or mixing of a plurality of objects to be analyzed occur.
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものである。すなわち、異なる材料で構成される複数の部材を、反りを生じさせることなく貼り合わせることが可能な積層体の製造方法を提供する。 The present invention has been made in view of the above problems. That is, a method for manufacturing a laminated body capable of bonding a plurality of members made of different materials without causing warpage is provided.
本発明は、以下の積層体の製造方法を提供する。
第1部材と、前記第1部材とは異なる材料で構成される第2部材と、前記第1部材および前記第2部材の間に配置され、前記第1部材および前記第2部材を接着する接着層と、を有する積層体の製造方法であって、前記第1部材、前記接着層、および前記第2部材をこの順に重ね合わせる配置工程と、前記配置工程後、前記第1部材を第1温度に加熱しながら、前記第2部材を前記第1温度とは異なる第2温度に加熱する接着工程と、を含み、前記第1部材および前記第2部材の少なくとも一方が樹脂であり、前記第1部材の熱膨張率が前記第2部材の熱膨張率より高く、前記第1温度が前記第2温度より低い、積層体の製造方法。
The present invention provides the following method for producing a laminate.
Adhesion arranged between the first member, the second member made of a material different from the first member, the first member and the second member, and adhering the first member and the second member. A method for manufacturing a laminate having a layer, wherein the first member, the adhesive layer, and the second member are overlapped in this order, and after the arrangement step, the first member is placed at a first temperature. The first member comprises a bonding step of heating the second member to a second temperature different from the first temperature while heating the first member, and at least one of the first member and the second member is a resin. A method for manufacturing a laminated body, wherein the thermal expansion rate of the member is higher than the thermal expansion rate of the second member, and the first temperature is lower than the second temperature.
本発明の積層体の製造方法によれば、異なる材料で構成される複数の部材を、反りを生じさせることなく貼り合わせることが可能である。 According to the method for manufacturing a laminated body of the present invention, it is possible to bond a plurality of members made of different materials without causing warpage.
以下、本発明の積層体の製造方法について、具体的な2つの実施形態に基づき、詳しく説明する。ただし、本発明の積層体の製造方法は、以下の実施形態に限定されない。 Hereinafter, the method for producing a laminated body of the present invention will be described in detail based on two specific embodiments. However, the method for producing the laminate of the present invention is not limited to the following embodiments.
1.第1の実施形態
本実施形態における積層体の製造方法を図1A~図1Cに示す。本実施形態の積層体の製造方法では、図1Aに示すように、第1部材11と、接着層12と、第2部材13とを、この順に重ね合わせる(配置工程)。そして、図1Bに示すように、第1部材11の外側および第2部材13の外側に加熱部材21aおよび21bをそれぞれ配置する。そして、第1部材11を第1温度で加熱しながら、第2部材13を第1温度より高い第2温度で加熱する(接着工程)。これにより、第1部材11および第2部材13がそれぞれ接着層12と接着され、図1Cに示すように、第1部材11、接着層12、および第2部材13がこの順に積層された積層体100が得られる。
1. 1. First Embodiment The manufacturing method of the laminated body in this embodiment is shown in FIGS. 1A to 1C. In the method for manufacturing a laminated body of the present embodiment, as shown in FIG. 1A, the
上記配置工程で重ね合わせる第1部材11および第2部材13は、互いに異なる材料で構成される。第1部材11および第2部材13を構成する材料は、樹脂であってもよく、ガラスや金属等の無機材料であってもよい。ただし、少なくとも一方は、樹脂である。また、第1部材11の熱膨張率が前記第2部材の熱膨張率13より高い。両方の部材が樹脂からなり、かつこれらの熱膨張率が大きく異なる場合に、本発明の効果が得られやすい。
The
第1部材11および第2部材13を構成する樹脂は、特に制限されず、第1部材11および第2部材13を構成する樹脂の例には、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル;ポリカーボネート;ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂;ポリ塩化ビニル;ポリエチレン、ポリプロピレン、シクロオレフィンポリマー、シクロオレフィンコポリマー等のポリオレフィン;ポリエーテル;ポリスチレン;シリコーン樹脂;ポリアミド;ならびに各種エラストマー等が含まれる。第1部材11および第2部材13は、これらを一種のみ含んでいてもよく、二種以上含んでいてもよい。中でも、第1部材11は、ポリプロピレン、ポリアミド等の結晶性樹脂が好ましく、第2部材13は、シクロオレフィンポリマー、ポリメチルメタクリレート等の非晶性樹脂が好ましい。
The resin constituting the
以下、第1部材11がポリプロピレンを含み、第2部材13がシクロオレフィンポリマーを含む場合を例に説明するが、これらの組み合わせに限定されない。例えば、好ましい組み合わせの例には、ポリプロピレンとシクロオレフィンコポリマー、ポリアミドとポリメチルメタクリレートとの組み合わせ等が含まれる。
Hereinafter, the case where the
ここで、第1部材11および第2部材13の形状は特に制限されず、積層体の用途に応じて適宜選択される。本実施形態では、第1部材11および第2部材13をいずれも平板状の部材としているが、このような形状に制限されず、立体的な構造であってもよい。また、第1部材11および第2部材13は、任意の箇所に溝や凹凸構造、貫通孔等を有していてもよい。
Here, the shapes of the
また、第1部材11の接着層12に対向する面、および第2部材13の接着層12に対向する面は、平面や曲面であってもよく、段差等を有していてもよい。
Further, the surface of the
さらに、第1部材11および第2部材13の厚みは、後述の接着工程で加熱部材21aおよび21bによって加熱したときに、第1部材11と接着層12との界面、ならびに第2部材13と接着層12との界面に十分に熱が伝わる厚さであればよく、積層体の用途(第1部材11や第2部材13の機能等)に応じて適宜選択される。
Further, the thickness of the
一方、接着層12は、加熱によって、第1部材11および第2部材13と接着可能な層であればよく、その例には、粘弾性を有するエラストマーからなるシート等が含まれる。接着層12は、常温で接着性を有していてもよく、有していなくてもよい。
On the other hand, the
接着層12を構成するエラストマーは、熱可塑性エラストマーであってもよく、熱硬化性エラストマー樹脂であってもよい。熱硬化性エラストマーの例には、ポリウレタン系エラストマー、ポリシリコーン系エラストマー等が含まれる。熱可塑性エラストマーの例には、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー等が含まれる。オレフィン系エラストマーの具体例には、ポリプロピレン系エラストマーが含まれ、その例には、三菱ケミカル社製のZELAS(同社の登録商標)が含まれる。ポリエステル系エラストマーの例には、東洋紡社製ペルプレン(同社の登録商標)、東レ・デュポン社製ハイトレル(同社の登録商標)等が含まれる。接着層12は、これらを一種のみ含んでいてもよく、二種以上含んでいてもよい。
The elastomer constituting the
接着層12の平面視形状は第1部材11や第2部材13の形状に合わせて適宜選択され、第1部材11や第2部材13の形状に合わせて貫通孔等を有していてもよい。
The plan-view shape of the
接着層12の厚みは特に制限されないが、得られる積層体の強度を高める観点では、100~500μm程度が好ましく、200~400μm程度がより好ましい。また、積層体の厚みは、均一であってもよく、一部異なっていてもよい。第1部材11や第2部材13の構造等に合わせて適宜選択される。
The thickness of the
本実施形態における配置工程では、上述の第1部材11、接着層12、および第2部材13を重ね合わせる。このとき、第1部材11や第2部材13を、必要に応じて治具等によって固定してもよい。重ね合わせる順序は特に制限されず、第1部材11と接着層12とを先に重ねてもよく、第2部材13と接着層12とを先に重ねてもよい。
In the arrangement step in the present embodiment, the above-mentioned
そして、上記第1部材11を第1温度に加熱しながら、前記第2部材13を前記第1温度とは異なる第2温度に加熱する接着工程を行う。本明細書において、第1部材11を第1温度に加熱する、とは、第1部材11の少なくとも一部(本実施形態では、加熱部材21aとの界面)の温度を第1温度に加熱することをいい、必ずしも第1部材11全体の温度が第1温度とならなくてもよい。同様に、第2部材13を第2温度に加熱する、とは、第2部材13の少なくとも一部(本実施形態では、加熱部材21bとの界面)の温度が、第2温度に加熱されればよく、必ずしも第2部材13全体の温度が第2温度とならなくてもよい。
Then, while heating the
本実施の形態では、第1部材11および第2部材13の外側(いずれも接着層12とは反対側)に、加熱部材21aおよび21bをそれぞれ配置し、第1部材11が第1温度となるように、さらに第2部材13が第2温度となるように加熱する。
In the present embodiment, the
ここで、接着工程における、第1部材の温度(第1温度)、および第2部材の温度(第2温度)は、それぞれ第1部材11および第2部材13の収縮しやすさ(冷却時の収縮量)、接着層12の種類等に応じて適宜選択される。本実施形態では、第1部材11が結晶性樹脂であるポリプロピレンを含み、第2部材13が非晶性樹脂であるシクロオレフィンポリマーを含む。つまり、第1部材11のほうが、熱膨張率が高く、比較的低い温度であっても収縮する材料を含む。そこで、本実施形態では、第1温度を、70~110℃程度、第2温度は110~160℃程度(ただし、第1温度<第2温度)としている。
Here, the temperature of the first member (first temperature) and the temperature of the second member (second temperature) in the bonding step are the easiness of shrinkage of the
ここで、第1温度および第2温度を、熱膨張率の高い部材(ここでは第1部材11)に合わせて、いずれも90℃程度とすること等も考えられる。しかしながらこの場合、得られる積層体に反りは生じ難いものの、加熱によって第2部材13が十分に軟化せず、第2部材13と接着層12との接着強度が低くなりやすい。一方、第1温度および第2温度を、熱膨張率の低い部材(ここでは第2部材13)に合わせて、いずれも135℃程度とすることも考えられる。しかしながらこの場合、第2部材13と接着層12との接着強度は高まるものの、接着後、第1部材11の変形(収縮)が大きくなり、得られる積層体100に反りが生じやすい。
Here, it is conceivable that the first temperature and the second temperature are set to about 90 ° C. in accordance with the member having a high thermal expansion rate (here, the first member 11). However, in this case, although the obtained laminated body is unlikely to warp, the
なお、本実施形態のように、第1部材11が結晶性樹脂を含む場合、第1温度を、第1部材11を構成する結晶性樹脂の結晶化温度Tc1に基づいて決定することがより好ましい。具体的には、当該第1温度を、(Tc1-50)℃以上、(Tc1-10)℃以下とすることが特に好ましい。例えば、本実施形態のように、第1部材11が結晶化温度120℃のポリプロピレンを含む場合、第1温度は70~110℃が好ましい。第1温度がこのような温度範囲であると、第1部材11の温度を第1温度から室温まで降下させる際に、体積が非常に変化し難く、得られる積層体100に反りが生じ難い。ただし、第1温度が過度に低いと、第1部材11と接着層12との接着強度が低くなる。そこで第1温度の下限は、第1部材11の結晶化温度Tc1より50℃低い温度、すなわち(Tc1-50)℃が好ましい。
When the
一方、第2部材13が非結晶性樹脂を含む場合、第2部材13は熱によって収縮し難い。そこでこのような場合、第2温度を接着層12の融点Tm2に基づいて決定することがより好ましい。具体的には、第2温度を、(Tm2-50)℃以上Tm2℃以下、とすることが特に好ましい。例えば、本実施形態のように、接着層12が融点160℃のポリプロピレン系エラストマーを含む場合、第2温度は110~160℃が好ましい。第2温度がこのような温度範囲であると、第2部材13を第2温度から室温まで降下させる際に、体積変化が生じ難い。さらに、第1温度より高い温度とすることで、第2部材13と接着層12とを強固に接着できる。
On the other hand, when the
また、第1部材11および第2部材13の加熱時間は、第1部材11や第2部材13の形状、厚み等に応じて適宜選択されるが10秒~90秒程度が好ましく、20~60秒程度がより好ましい。加熱時間が当該範囲であると、第1部材11と接着層12との界面、および第2部材13と接着層12との界面に熱が十分に伝わり、これらを十分に接着できる。一方で、加熱時間が当該範囲であると、効率よく積層体100を製造でき、さらには第1部材11や第2部材13が過度に軟化して変形することを抑制できる。
The heating time of the
なお、第1部材11および第2部材13の加熱を開始するタイミングは同時であってもよく、異なっていてもよい。同様に、第1部材11および第2部材13の加熱を終了するタイミングも、同時であってもよく、異なっていてもよい。
The timing of starting heating of the
さらに、第1部材11、接着層12、および第2部材13を、必要に応じて互いに押し付けてもよい。このときの圧力は、第1部材11の種類や第2部材13の材料等に応じて適宜選択される。
Further, the
ここで、第1部材11および第2部材13を加熱するための加熱部材21aおよび21bは特に制限されず、第1部材11および第2部材13の形状に合わせて適宜選択される。例えば公知のプレス装置や、公知の加熱装置を使用できる。
Here, the
上記加熱後、第1部材11、接着層12、および第2部材13がこの順に積層された積層体100を必要に応じて冷却する。
After the heating, the
(変形例)
上記では、第1部材11や第2部材13を接着する接着層12を、自立性を有するシートとし説明した。ただし、接着層12は、自立性を有していなくてもよく、例えば接着剤の塗布等によって、第1部材11および第2部材13の間に接着層12を形成してもよい。
(Modification example)
In the above, the
(効果)
上述の第1の実施形態では、第1部材11、接着層12、および第2部材13を接着するときの、第1部材11の加熱温度(第1温度)と、第2部材13の加熱温度(第2温度)とを相違させる。より具体的には、熱膨張率(冷却時の収縮)が大きい第1部材11を比較的低い温度で加熱する。一方、熱膨張率が低く、かつ軟化し難い第2部材13を比確的高い温度で加熱する。そのため、第1部材11および第2部材13のいずれにおいても、接着後、収縮が生じ難く、得られる積層体100に反りが生じ難い。さらに、第1部材11および接着層12の接着強度、第2部材13および接着層12の接着強度がそれぞれ良好になるため、これらの間で剥離や隙間等が生じ難く、信頼性の高い積層体100が得られる。
(effect)
In the above-mentioned first embodiment, the heating temperature (first temperature) of the
したがって、当該実施形態の積層体の製造方法は、例えば流体取扱装置の製造や、各種工業用製品の製造に適用可能である。 Therefore, the method for manufacturing a laminate of the embodiment can be applied to, for example, the manufacture of a fluid handling device and the manufacture of various industrial products.
2.第2の実施形態
本実施形態における積層体の製造方法を図2A~図2Dに示す。本実施形態の積層体の製造方法では、図2Aに示すように、第1部材111と接着層112とを重ね、これらを加熱して接着させる(仮接着工程)。その後、図2Bに示すように、第1部材111と接着させた接着層112上に、第2部材113を重ねる(配置工程)。そして、図2Cに示すように、第1部材111の外側および第2部材113の外側に加熱部材21aおよび21bをそれぞれ配置し、第1部材111を第1温度で加熱しながら、第2部材113を第1温度より高い第2温度で加熱する(接着工程)。これにより、第1部材111および第2部材113がそれぞれ接着層112と接着され、図2Dに示すように、第1部材111、接着層112、および第2部材113がこの順に積層された積層体200が得られる。
2. 2. Second Embodiment The manufacturing method of the laminated body in this embodiment is shown in FIGS. 2A-2D. In the method for manufacturing a laminated body of the present embodiment, as shown in FIG. 2A, the
本実施形態においても、第1部材111および第2部材113は、互いに異なる材料で構成され、第1部材111の熱膨張率が第2部材113の熱膨張率より高い。第1部材111および第2部材113を構成する材料は、樹脂であってもよく、ガラスや金属等の無機材料であってもよい。ただし、少なくとも一方は、樹脂である。両方の部材が樹脂からなり、かつこれらの熱膨張率が大きく異なる場合に、本発明の効果が得られやすい。ここで、本実施形態の方法に使用する第1部材111、および第2部材113は、上述の第1の実施形態の第1部材11および第2部材13と同様である。また、接着層112も、第1の実施形態の接着層12と、同様である。そこで、これらについての説明は省略する。以下、第1部材111がポリプロピレンを含み、第2部材113がシクロオレフィンポリマーを含む場合を例に説明するが、これらの組み合わせに限定されない。
Also in this embodiment, the
本実施形態では、まず、第1部材111と接着層112とを重ね、これらを加熱して接着させる仮接着工程を行う。当該仮接着工程における加熱温度は特に制限されず、第1部材111と接着層112とが接着可能な温度であればよい。仮接着工程における加熱温度は、後述の第1温度より高い温度であってもよい。当該温度は、接着層112の融点Tm2に基づいて設定してもよい。特に、仮接着工程における加熱温度を、接着層112の融点(Tm2-50)℃以上Tm2℃以下とすると、接着層112と第1部材111との接着強度が高くなる。例えば、接着層112が、融点が160℃のポリプロピレン系エラストマーを含む場合、仮接着工程における加熱温度を110~160℃とすることが好ましい。
In the present embodiment, first, a temporary bonding step of stacking the
仮接着工程における第1部材111および接着層112の加熱方法は特に制限されない。例えば、第1部材111側に加熱部材(図示せず)を配置して第1部材111側から加熱してもよく、接着層112側に加熱部材(図示せず)を配置して接着層112側から加熱してもよい。また、両側に加熱部材(図示せず)を配置して加熱してもよい。第1部材111および接着層112を加熱する加熱装置の種類は特に制限されず、各種オーブン、プレス装置等、いずれであってもよい。また仮接着工程の間、接着層112の第1部材111と反対側の面を、保護部材等によって保護してもよい。
The method for heating the
また、仮接着工程における加熱時間は特に制限されない。仮接着工程後、第1部材111および接着層112は、適度に接着していればよく、第1部材111および接着層112を完全に接着させてもよいが、一部接着していない領域があってもよい。
Further, the heating time in the temporary bonding step is not particularly limited. After the temporary bonding step, the
当該仮接着工程後、第1部材111と接着層112との積層物を室温程度ま1で冷却する。このとき、冷却装置等によって冷却してもよく、空冷してもよい。
After the temporary bonding step, the laminate of the
続いて、上記仮接着工程において第1部材111と接着された接着層112上に、第2部材113を配置する配置工程を行う。これにより、第1部材111、接着層112、および第2部材113が、この順に配置される。
Subsequently, in the temporary bonding step, an arrangement step of arranging the
そして配置工程後、上記第1部材111を第1温度に加熱しながら、前記第2部材113を前記第1温度とは異なる第2温度に加熱する接着工程を行う。本実施の形態では、第1部材111および第2部材113の外側(いずれも接着層112とは反対側)に、加熱部材21aおよび21bをそれぞれ配置し、第1部材111および第2部材113が異なる温度となるように加熱する。
Then, after the arranging step, the bonding step of heating the
本実施形態においても、第1部材111がポリプロピレンを含み、第2部材113がシクロオレフィンポリマーを含む。つまり、第1部材111のほうが、比較的低い温度で収縮する材料を含む。そこで、本実施形態では、第1温度を、70~110℃程度とし、第2温度を110~160℃程度としている(ただし、第1温度<第2温度)。
Also in this embodiment, the
なお、本実施形態においても、第1部材111が結晶性樹脂を含む場合、第1温度を、第1部材111を構成する結晶性樹脂の結晶化温度Tc1に基づいて決定することがより好ましい。具体的には、当該第1温度を、(Tc1-50)℃以上、(Tc1-10)℃以下とすることが特に好ましい。例えば、本実施形態のように、第1部材111が結晶化温度120℃のポリプロピレンを含む場合、上述のように、第1温度は70~110℃が好ましい。このような温度範囲であれば、第1部材111の温度を第1温度まで上昇させた後、冷却する際の体積変化が小さく、反りを低減できる。なお、本実施形態では、上記仮接着工程を既に行っているため、当該温度が比較的低かったとしても、第1部材111と接着層112との接着強度を十分に高めることができる。このとき、第1温度の下限は、(Tc1-50)℃が好ましい。
Also in this embodiment, when the
一方、第2部材113が非結晶性樹脂を含む場合、第2部材113は熱によって収縮し難い。そこで、第2温度は、接着層112の融点Tm2に基づいて決定することがより好ましい。具体的には、第2温度を、(Tm2-50)℃以上Tm2℃以下、とすることが特に好ましい。例えば、接着層112が、融点が160℃のポリプロピレン系エラストマーを含む場合、上述のように、第2温度は110~160℃が好ましい。このような温度範囲であると、冷却時に第2部材113が収縮し難く、さらに第2部材113と接着層112との接着強度が十分に高まる。
On the other hand, when the
また、第1部材111および第2部材113の加熱時間は、第1部材111や第2部材113の形状、厚み等に応じて適宜選択されるが5~60秒が好ましく、10~30秒がより好ましい。加熱時間が当該範囲であると、第1部材111と接着層112との界面、および第2部材113と接着層112との界面に熱が十分に伝わり、これらを十分に接着できる。一方で、加熱時間が当該範囲であると、効率よく積層体200を製造でき、第1部材111や第2部材113が過度に軟化して変形することも抑制できる。
The heating time of the
なお、第1部材111および第2部材113の加熱を開始するタイミングは同時であってもよく、異なっていてもよい。同様に、第1部材111および第2部材113の加熱を終了するタイミングも、同時であってもよく、異なっていてもよい。
The timing of starting heating of the
さらに、接着工程において、第1部材111、接着層112、および第2部材113を必要に応じて互いに押し付けてもよい。このときの圧力は、第1部材111の種類や第2部材113の材料等に応じて適宜選択される。
Further, in the bonding step, the
なお、第1部材111および第2部材113を加熱するための加熱部材21aおよび21bは特に制限されず、第1部材111および第2部材113の形状に合わせて適宜選択される。例えば公知のプレス装置や公知の加熱装置等を使用できる。
The
上記加熱後、第1部材111、接着層112、および第2部材113がこの順に積層された積層体200を必要に応じて冷却する。
After the heating, the
(変形例)
上記では、第1部材111や第2部材113を接着する接着層112を、自立性を有するシートとし説明した。ただし、接着層112は、自立性を有していなくてもよく、例えば塗布等によって、第1部材111上に接着層112を形成してもよい。
(Modification example)
In the above, the
また、上述の説明では、仮接着工程において、熱膨張率の高い第1部材111と接着層112とを先に貼り合わせた。ただし、仮接着工程において、熱膨張率の低い第2部材113を接着層112と先に接着してもよい。
Further, in the above description, in the temporary bonding step, the
(効果)
上述の第2の実施形態では、第1部材111と接着層112とを仮接着工程によって、先に接着する。接着層112は、通常、第1部材111より柔軟であり、第1部材111の形状に合わせて伸縮しやすい。そのため、仮接着工程において、第1部材111が膨張したり収縮したりしても、第1部材111および接着層112の積層体が撓みにくい。よって、第1部材111および接着層112を高い温度まで加熱可能であり、これらの接着強度を十分に高められる。
(effect)
In the second embodiment described above, the
また、上記第2の実施形態では、上記仮接着工程後に行われる接着工程において、第1部材111の加熱温度(第1温度)と、第2部材113の加熱温度(第2温度)とを相違させる。より具体的には、熱膨張率の大きい第1部材111を、比較的低い温度で加熱する。一方、熱膨張率が低く、かつ軟化し難い第2部材113を、比確的高い温度で加熱する。そのため、第1部材111および第2部材113のいずれにおいても、接着後、収縮が生じ難く、得られる積層体200に反りが生じ難い。さらに、第1部材111および接着層112の接着強度、第2部材113および接着層112の接着強度がそれぞれ良好になるため、これらの間で剥離や隙間等が生じ難く、信頼性の高い積層体200が得られる。
Further, in the second embodiment, in the bonding step performed after the temporary bonding step, the heating temperature of the first member 111 (first temperature) and the heating temperature of the second member 113 (second temperature) are different. Let me. More specifically, the
したがって、当該実施形態の積層体の製造方法も、例えば流体取扱装置の製造や、各種工業用製品の製造に適用可能である。 Therefore, the method for manufacturing the laminate of the embodiment can also be applied to, for example, the manufacture of a fluid handling device and the manufacture of various industrial products.
以下、本発明の具体的な実施例を比較例とともに説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, specific examples of the present invention will be described together with comparative examples, but the present invention is not limited thereto.
[実施例1]
幅1cm、長さ10cm、厚み0.15cmの直方体状のポリプロピレン(PP、結晶化温度:120℃)からなる第1部材と、幅1cm、長さ10cm、厚み0.15cmの直方体状のシクロオレフィンポリマー(COP)からなる第2部材とを準備した。そして、第1部材と第2部材との間に、三菱ケミカル社製のZELAS(同社の登録商標、融点:160℃)を配置した。そして、加熱装置により、第1部材側を70~110℃(第1温度)に加熱しながら、加熱装置により、第2部材側を110~160℃(第2温度)(ただし第1温度<第2温度)に加熱し、60秒間保持した。その後、空冷して、第1部材、接着層、および第2部材が積層された積層体を得た。
[Example 1]
A first member made of rectangular parallelepiped polypropylene (PP, crystallization temperature: 120 ° C.) having a width of 1 cm, a length of 10 cm and a thickness of 0.15 cm, and a rectangular parallelepiped cycloolefin having a width of 1 cm, a length of 10 cm and a thickness of 0.15 cm. A second member made of polymer (COP) was prepared. Then, ZELAS (registered trademark of Mitsubishi Chemical Corporation, melting point: 160 ° C.) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation was placed between the first member and the second member. Then, while heating the first member side to 70 to 110 ° C. (first temperature) by the heating device, the second member side is heated to 110 to 160 ° C. (second temperature) by the heating device (however, the first temperature <first temperature). It was heated to 2 temperatures) and held for 60 seconds. Then, it was air-cooled to obtain a laminated body in which the first member, the adhesive layer, and the second member were laminated.
[比較例1]
加熱時の第1部材側の第1温度を80~100℃とし、かつ第2部材側の第2温度を80~100℃(ただし、第1温度=第2温度)とした以外は、実施例1と同様に積層体を作製した。
[Comparative Example 1]
Examples except that the first temperature on the first member side at the time of heating was 80 to 100 ° C. and the second temperature on the second member side was 80 to 100 ° C. (however, the first temperature = the second temperature). A laminated body was produced in the same manner as in 1.
[比較例2]
加熱時の第1部材側の第1温度を120~140℃とし、かつ第2部材側の第2温度を120~140℃(ただし、第1温度=第2温度)とした以外は、実施例1と同様に積層体を作製した。
[Comparative Example 2]
Examples except that the first temperature on the first member side at the time of heating was 120 to 140 ° C. and the second temperature on the second member side was 120 to 140 ° C. (however, the first temperature = the second temperature). A laminated body was produced in the same manner as in 1.
[実施例2]
幅1cm、長さ10cm、厚み0.15cmの直方体状のポリプロピレン(PP、結晶化温度:120℃)からなる第1部材と三菱ケミカル社製のZELAS(同社の登録商標、融点:160℃)とを重ね、110~160℃の温度で加熱し、仮接着した。その後、当該接着層上に、幅1cm、長さ10cm、厚み0.15cmの直方体状のシクロオレフィンポリマー(COP)からなる第2部材を配置した。そして、加熱装置により、第1部材側を70~110℃(第1温度)に加熱しながら、加熱装置により、第2部材側を110~160℃(第2温度)(ただし第1温度<第2温度)に加熱し、60秒間保持した。その後、空冷して、第1部材、接着層、および第2部材が積層された積層体を得た。
[Example 2]
The first member made of rectangular parallelepiped polypropylene (PP, crystallization temperature: 120 ° C) with a width of 1 cm, a length of 10 cm, and a thickness of 0.15 cm and ZELAS manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation (registered trademark of the company, melting point: 160 ° C). Was layered, heated at a temperature of 110 to 160 ° C., and temporarily bonded. Then, a second member made of a rectangular parallelepiped cycloolefin polymer (COP) having a width of 1 cm, a length of 10 cm, and a thickness of 0.15 cm was placed on the adhesive layer. Then, while heating the first member side to 70 to 110 ° C. (first temperature) by the heating device, the second member side is heated to 110 to 160 ° C. (second temperature) by the heating device (however, the first temperature <first temperature). It was heated to 2 temperatures) and held for 60 seconds. Then, it was air-cooled to obtain a laminated body in which the first member, the adhesive layer, and the second member were laminated.
[評価]
(1)接着強度
プッシュプルゲージに、実施例および比較例で作製した積層体を固定し、第1部材および第2部材を引き離す方向に引っ張った。そして、接着部分が剥離する直前の強度を接着強度とした。結果を表1に示す。
[evaluation]
(1) Adhesive strength The laminates produced in Examples and Comparative Examples were fixed to the push-pull gauge and pulled in the direction of pulling the first member and the second member apart. Then, the strength immediately before the adhesive portion is peeled off is defined as the adhesive strength. The results are shown in Table 1.
(2)反り
実施例および比較例で作製した積層体を平板上に配置し、積層体の長さ方向中央部における厚みをダイヤルゲージで測定し、当該厚みを0とした。そして、当該積層体の両端の厚みをダイヤルゲージにて測定し、両端の厚みの合計を2で除した値を、反り量とした。結果を表1に示す。
(2) Warpage The laminates produced in Examples and Comparative Examples were placed on a flat plate, and the thickness at the center of the laminate in the length direction was measured with a dial gauge, and the thickness was set to 0. Then, the thickness of both ends of the laminated body was measured with a dial gauge, and the value obtained by dividing the total thickness of both ends by 2 was taken as the amount of warpage. The results are shown in Table 1.
[結果]
上記表1に示すように、第1温度および第2温度をいずれも80~100℃(ただし、第1温度=第2温度)とした場合には、反りは生じ難かったものの、接着強度が低かった。第2部材と接着層との接着強度が低かったと考えられる。一方、第1温度および第2温度をいずれも120~140℃(ただし、第1温度=第2温度)とした場合には、接着強度は高まったものの、反りが生じた。 As shown in Table 1 above, when both the first temperature and the second temperature were set to 80 to 100 ° C. (however, the first temperature = the second temperature), warpage was unlikely to occur, but the adhesive strength was low. rice field. It is probable that the adhesive strength between the second member and the adhesive layer was low. On the other hand, when both the first temperature and the second temperature were set to 120 to 140 ° C. (however, the first temperature = the second temperature), the adhesive strength was increased, but warpage occurred.
これに対し、第1部材の温度および第2部材の温度を異なる温度(ただし、第1温度<第2温度)とした場合(実施例1および2)では、いずれも接着強度が高く、さらに反りも生じ難かった。また特に、仮接着工程を行った場合には、接着強度が非常に高かった。 On the other hand, when the temperature of the first member and the temperature of the second member are different temperatures (however, the first temperature <the second temperature) (Examples 1 and 2), the adhesive strength is high and the warp is further increased. Was also unlikely to occur. In particular, when the temporary bonding step was performed, the bonding strength was very high.
本発明の積層体の製造方法によれば、異なる複数の部材を、反りを生じさせることなく、強固に接着できる。したがって、各種積層体の製造方法に適用可能であり、例えば非常に厳密な接着性が要求される流体取扱装置の製造等にも有用である。 According to the method for producing a laminated body of the present invention, a plurality of different members can be firmly bonded without causing warpage. Therefore, it can be applied to various methods for manufacturing laminated bodies, and is also useful for, for example, manufacturing a fluid handling device that requires very strict adhesiveness.
11、111 第1部材
12、112 接着層
13、113 第2部材
21a、21b 加熱部材
100、200 積層体
11,111
Claims (4)
前記第1部材、前記接着層、および前記第2部材をこの順に重ね合わせる配置工程と、
前記配置工程後、前記第1部材を第1温度に加熱しながら、前記第2部材を前記第1温度とは異なる第2温度に加熱する接着工程と、
を含み、
前記第1部材および前記第2部材の少なくとも一方が樹脂であり、
前記第1部材の熱膨張率が前記第2部材の熱膨張率より高く、前記第1温度が前記第2温度より低い、
積層体の製造方法。 Adhesion arranged between the first member, the second member made of a material different from the first member, the first member and the second member, and adhering the first member and the second member. A method for manufacturing a laminate having a layer and
The arrangement step of superimposing the first member, the adhesive layer, and the second member in this order,
After the arrangement step, the bonding step of heating the second member to a second temperature different from the first temperature while heating the first member to the first temperature.
Including
At least one of the first member and the second member is a resin.
The thermal expansion rate of the first member is higher than the thermal expansion rate of the second member, and the first temperature is lower than the second temperature.
A method for manufacturing a laminate.
前記第1温度が、前記第1部材の結晶化温度に対して-50℃以上、前記第1部材の結晶化温度に対して-10℃以下であり、
前記第2部材が、非晶性樹脂を含み、
前記第2温度が、前記接着層の融点に対して-50℃以上、前記接着層の融点以下である、
請求項1に記載の積層体の製造方法。 The first member contains a crystalline resin and contains
The first temperature is −50 ° C. or higher with respect to the crystallization temperature of the first member and −10 ° C. or lower with respect to the crystallization temperature of the first member.
The second member contains an amorphous resin and contains
The second temperature is −50 ° C. or higher with respect to the melting point of the adhesive layer and lower than the melting point of the adhesive layer.
The method for manufacturing a laminate according to claim 1.
前記配置工程が、前記第1部材に接着された前記接着層上に前記第2部材を配置する工程である、
請求項1または2に記載の積層体の製造方法。 Prior to the arrangement step, the first member and the adhesive layer are overlapped and heated to further have a temporary bonding step of adhering the first member and the adhesive layer.
The arranging step is a step of arranging the second member on the adhesive layer bonded to the first member.
The method for producing a laminate according to claim 1 or 2.
請求項1~3のいずれか一項に記載の積層体の製造方法。 The first member comprises polypropylene and the second member comprises a cycloolefin polymer.
The method for producing a laminate according to any one of claims 1 to 3.
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