JP5608376B2

JP5608376B2 - シート接合体作製方法

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Publication number: JP5608376B2
Application number: JP2010005593A
Authority: JP
Inventors: 直之松尾; 麻由下田
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2010-01-14
Filing date: 2010-01-14
Publication date: 2014-10-15
Anticipated expiration: 2030-01-14
Also published as: JP2011143596A

Description

本発明は、シート状部材どうしを接合してシート接合体を作製するシート接合体作製方法に関し、特には、厚みの異なる２枚のシート状部材の端面どうしを突き合わせてシート状部材どうしの接合を行うシート接合体作製方法に関する。

従来、樹脂フィルムなどのシート状部材は、長尺な帯状の形態で生産され、該帯状の樹脂フィルムをロール状に巻き取ったシートロールの状態で利用者に提供されている。
そして、前記樹脂フィルムを利用するのに際しては、該樹脂フィルムを連続的にラインに供給すべく一つのシートロールの終端部に別のシートロールの先端部を接合してシート状部材どうしを接合してシート接合体を形成させることが行われている。
また、前記樹脂フィルムをシートロールとして巻き取る際に定尺に満たない端尺品どうしを連結させてシート接合体を作製することも従来広く行われている。

この樹脂フィルムのようなシート状部材を接合するための接合部材としては、粘着テープが従来広く用いられている。
例えば、従来のシート接合体作製方法においては、接合するシート状部材の長手方向端部どうしを突き合わせた状態とし、一方のシート状部材から他方のシート状部材にかけて跨るようにして、この端面どうしを突き合わせた部分を一枚の粘着テープで覆って前記粘着テープをそれぞれのシート状部材の表面に接着させる方法が広く採用されている。

しかし、粘着テープは、一般に、その粘着剤層を形成している感圧接着剤が柔軟であるため、この粘着テープを接合部材として使用すると接合部から感圧接着剤がはみ出して周囲に付着したり、はみ出した感圧接着剤にホコリ等が付着して美観を低下させたりするおそれを有する。
このようなことからクリーンで簡便な接着方法としてレーザー溶着による接合方法が注目されるようになってきている。

例えば、下記特許文献１には、接合するシート状の部材の側面どうしを突き合わせた状態でレーザー光を照射して溶着を行う、“バット溶接”などと呼ばれる方法でシート接合体を形成させることが記載されている。
このシート接合体の形成方法においては、端面が接着面となるために、粘着テープのようにシート状部材の表面を利用して接着するような場合に比べて十分な接着面積を確保することが難しく、特に、厚みの薄いシート状部材では、十分な接着面積を確保することが困難である。
そのため、接合強度を十分に確保することが難しく接合部に十分な信頼性を確保することが困難であるという問題を有する。

特開平５−２７８１１２号公報

このことに対して、粘着テープの代わりに感圧接着剤が用いられていない樹脂フィルムのようなシート状の部材を接合部材として用い、接合するシート状部材の表面に前記接合部材をそれぞれレーザー溶着させることで十分な接着面積を確保しつつ粘着剤による問題の解消を図ることが考えられる。

しかし、厚みの異なるシート状部材をこのような方法で接合することを考えた場合、互いの端面を対向させた状態で突き合わせさせて両者の端部を隣接させた場合には、その突き合わせ箇所に厚みの違いによる段差が形成される。
そして、レーザー溶着においては、溶着される部材どうしの接触状態によって溶着後の接合強度などに大きく変化が生じる。
そのため、このような状態でこの突き合わせ箇所を接合部材で単に覆っただけでは接合部材とそれぞれのシート状部材との接触状態を異ならせやすく接合強度にバラツキを生じさせるおそれを有する。

このことを防止するために、例えば、薄い側のシート状部材の裏側にスペーサーを配してこの薄いシート状部材の表面と厚いシート状部材の表面とを面一にして接合部材で被覆する方法も考えられる。
しかし、このスペーサーを薄い側のシート状部材の裏側に正確に配する手間や、別の厚みのシート状部材を接合させる際に別途厚みの異なるスペーサーを用意したりすることを考慮するとこのような対策は簡便なる工程にて実施することが難しいものであるといえる。
本発明は、このような問題に鑑み、接合品質の向上されたシート接合体を簡便に作製することのできるシート接合体作製方法の提供を課題としている。

本発明者らは、接合部材とシート状部材とを溶着させる箇所における接触圧力がレーザー溶着後の接合強度に大きな影響を与えることを見出し、厚みの厚いシート状部材側と厚みの薄いシート状部材側とで溶着時に作用させる圧力を近似させることで良好なる接合強度となることを見出した。
また、加圧によって弾性変形を生じる部材で接合部材をその背面側から加圧することで接合部材とシート状部材とを溶着させる箇所における接触圧力の値を近似させ得ることを見出して本発明を完成させるに至った。

すなわち、本発明は、前記課題を解決すべく、厚みの異なる２枚のシート状部材の端面どうしを突き合わせ、該端面どうしが突き合わせられて前記厚みの差によって段差が生じている箇所をシート状の接合部材で被覆し、該シート状の接合部材を前記シート状部材のそれぞれの表面に接着させることにより前記シート状部材どうしの接合を行うシート接合体作製方法であって、前記段差が生じている箇所を当該段差が形成されている側から前記接合部材で被覆し、前記シート状部材と前記接合部材との内の少なくとも一方に前記接着を行う表面がポリマーで形成されているものを用い、前記端面どうしが突き合わせられている箇所に沿ってレーザー溶着して前記接着を実施し、しかも、厚みが薄い側の前記シート状部材の表面にも圧力を作用させ得るように少なくとも表面が弾性変形可能な部材で前記接合部材を加圧しつつ前記レーザー溶着を実施することを特徴とするシート接合体作製方法を提供する。

本発明によれば、溶着時において、厚みの厚いシート状部材と接合部材との間に作用する圧力と、厚みの薄いシート状部材と接合部材との間に作用する圧力とを近似させることができ双方の接合強度に差異が生じることを抑制しつつシート接合体を作製することができる。
しかも、単に接合部材の加圧という簡便なる手法で接合強度のバラツキを抑制させ得る。
すなわち、本発明によれば接合品質の向上されたシート接合体を簡便に作製し得る。

一実施形態のシート接合体の作製方法を示す正面図。同実施形態において得られるシート接合体の溶着部の様子を示す正面図及び上面図。同実施形態におけるシート状部材の切断方法を示す正面図。他実施形態のシート接合体の作製方法を示す正面図。

以下に、本発明の好ましい実施の形態について、図を参照しつつ説明する。
図１は、本実施形態に係るシート接合体作製方法を示す正面図である。
この図１にも示されているように、本実施形態におけるシート接合体作製方法は、厚みの異なる２枚のシート状部材１０，２０を、その端部を水平なステージ３０の上に並べて配置し、しかも、厚手のシート状部材１０（以下「厚手シート１０」ともいう）の端面と薄手のシート状部材２０（以下「薄手シート２０」ともいう）の端面とを対向させた状態で端部どうしを突き合わせて配置し、この端面どうしが対面している箇所（突き合わせ箇所）を細幅シートからなる接合部材４０で上側から覆い、クッション性を有するシート状部材５０（以下「クッション材５０」ともいう）を介して前記接合部材４０を押圧板６０で押圧してレーザー溶着を実施するものである。

まず、本実施形態において用いる部材類について説明する。

前記厚手シート１０、前記薄手シート２０、及び、前記接合部材４０は、前記溶着される箇所の少なくとも表面がポリマーによって形成されて前記溶着が可能とされているものであれば、特に、その素材が限定されるものではない。
また、前記接合部材４０の表面がポリマーによって形成されていれば、前記厚手シート１０と前記薄手シート２０とは、その表面がポリマーによって形成されている必要はなく金属フィルムのようなものであってもよい。
さらに、前記厚手シート１０と前記薄手シート２０との表面がポリマーによって形成されていれば、接合部材４０は金属フィルムのようなものであってもよく、この場合、前記厚手シート１０と前記薄手シート２０との表面を形成しているポリマー種が同一である必要はない。
すなわち、前記接合部材４０と前記厚手シート１０との接触界面、及び、前記接合部材４０と前記厚手シート１０との接触界面において、いずれか一方がレーザー光によって溶着可能な状態となるポリマーによって形成されていればよい。

この溶着箇所の形成に用いるポリマーとしては、熱可塑性樹脂が好ましく、該熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ塩化ビニル、熱可塑性ポリイミド、トリアセチルセルロース、ポリメチルメタクリレート、シクロオレフィンポリマー、ノルボルネン樹脂、ポリオキシメチレン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリブタジエン、熱可塑性ポリウレタン、ポリスチレン、ポリメチルペンテン、ポリアミド、ポリアセタール、エチレンビニルアセテートなどが挙げられる。

これらの熱可塑性樹脂は、上記樹脂の１種以上をベースポリマーとした組成物からなるフィルムや繊維シート、さらには、これらのフィルムや繊維シートが他のシートに積層された積層シートの形態で前記シート状部材１０，２０や前記接合部材４０に利用されうる。
例えば、ガラスマットや金属フィルムの表面に上記熱可塑性樹脂がコーティングされたシートも、前記シート状部材１０，２０や前記接合部材４０として用いられ得る。
なお、前記シート状部材１０，２０と前記接合部材４０との両方の表面を同じ種類のポリマーが用いられた組成物で形成させることによって溶着時における相互溶融が促進され強度に優れた接着（溶着）を行うことができる。

また、例えば、シート状部材１０，２０にポリマーフィルムなどを採用し、接合部材４０の側に溶融したポリマーが侵入可能な微細な凹凸を形成させることによって接着強度を高めることも可能である。
すなわち、マット加工や酸処理などの表面粗化処理された金属フィルムや、電解金属箔のような元々マット面を有する金属フィルム、あるいは、ガラスマットなどを接合部材４０として利用することで、レーザーによって溶融したシート状部材１０，２０の表面のポリマー組成物を金属フィルムのマット面の凹入部に侵入させたり、ガラスマットのガラス繊維間に侵入させたりして単なる接着作用だけでなくアンカー効果や物理的な作用を接着強度に付加することができる。

なお、このような接合部材で接合するシート状部材１０，２０は、厚手シート１０として利用されるシートの厚みが、通常、最大で２ｍｍ程度であり、薄手シート２０として利用されるシートの厚みは、通常、１μｍ以上とされる。
この厚手シート１０ならびに薄手シート２０は、いずれもが１００μｍ以上２００μｍ以下の範囲内の厚みを有していることが好ましい。
また、厚手シート１０と薄手シート２０との厚みの差が大きい程、後述するクッション材５０の意義が明確になり、本発明の効果が顕著に発揮されることになるが、厚みの差が過大である場合には、クッション材５０の効果が及ばずに接合部材４０をそれぞれの部材表面に十分な強度で溶着させることが困難になるおそれを有する。
このような点において、厚手シート１０と薄手シート２０との厚みの差は、５μｍ以上１００μｍ以下である事が好ましい。

また、前記接合部材４０は、この接合部材で接合された接合箇所に、当該接合部材４０の厚み分だけ段差が生じることになるため、シート接合体を搬送させる目的などでローラによるニップ箇所を通過させるなどした際に前記段差による衝撃を発生させることになる。
したがって、このような衝撃を減少させるなどという意味では、前記接合部材４０は、２００μｍ以下とされることが好ましく、１００μｍ以下とされることがより好ましい。
なお、接合部材４０は、その幅についても特に限定がされるものではないが、通常、１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲の内から適宜選択されうる。

なお、レーザー溶着を実施する際には、シート状部材１０，２０と接合部材４０の接触界面をレーザー光で加熱するため、シート状部材１０，２０と接合部材４０とのいずれか一方がレーザー光に対する光透過性に優れた部材で、他方がレーザー光に対する光吸収性に優れた部材であることが好ましい。
例えば、レーザー光を接合部材４０の背面（図１上側）から照射する場合を想定すると、この接合部材４０は、レーザー光の主たる波長の光に対して、３０％以上の光透過性を有していることが好ましく、５０％以上の光透過性を有していることがさらに好ましい。
逆にシート状部材１０，２０の側からレーザー光を照射するのであれば、これらのシート状部材１０，２０の光透過性が３０％以上であることが好ましく、５０％以上であることがより好ましい。

この「光透過率」は、「１００％−“光吸収率（％）”」にて示される値であり、分光光度計などによって入射光強度に対する透過光強度の割合（透過光強度÷入射光強度×１００％）を測定することによって求められる値である。
また、「入射光強度」は、通常、「照射光強度」から「表面反射光強度」を減じることで求められる。

なお、シート状部材１０，２０と接合部材４０との両方に光透過性に優れるものを採用してシート接合体を作製するような場合においては、このシート状部材１０，２０と接合部材４０とが接触する界面部にレーザー光に対して吸収性の高い光吸収剤を配してレーザー溶着させることも可能である。

本実施形態においては、ジイモニウム塩系の光吸収剤、フタロシアニン、ナフタロシアニンなどのポルフィリン系の光吸収剤、ポリメチン系の光吸収剤、ジフェニルメタン系光吸収剤、トリフェニルメタン系光吸収剤、キノン系光吸収剤、アゾ系光吸収剤、カーボンブラックなど従来公知の光吸収剤を用いることができる。
また、これらの光吸収剤は、市販品を適宜用いることができ、例えば、８００〜１２００ｎｍの波長のレーザー光を用いる場合であれば、Ｇｅｎｔｅｘ社から「Ｃｌｅａｒｗｅｌｄ」の商品名で市販されている光吸収剤を利用することができる。

この光吸収剤は、例えば、有機溶剤などに分散させて塗工液を作製し、この塗工液を接合部材４０や、シート状部材１０，２０のいずれか、又は両方に塗布、乾燥させてこれらの界面部に配することができ、この塗布には、ディスペンサー、インクジェット印刷機、スクリーン印刷機、２流体式スプレー、１流体式スプレー、超音波スプレー、スタンパーなどの一般的な装置を、シート状部材１０，２０や接合部材４０などの塗布対象部材に応じて適宜選択して利用することができる。

なお、これらを加熱するレーザー光についても、シート状部材１０，２０と接合部材４０の材質や前記光吸収剤の使用の有無などによって適宜選択が可能である。

前記レーザー光としては、可視光領域、赤外線領域の波長を有するものが好ましく、半導体レーザー、ファイバーレーザー、フェムト秒レーザー、ピコ秒レーザー、ＹＡＧレーザーなどの固体レーザーや炭酸ガスレーザーなどのガスレーザーを利用することができる。
なかでも、安価で且つ面内均一なレーザー光が容易に得られる点においては、半導体レーザーやファイバーレーザーが好適である。
また、その発振方法としては、連続的にレーザー光が照射される、いわゆる、ＣＷレーザー（ＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓＷａｖｅＬａｓｅｒ）と呼ばれるものが瞬間的に高いエネルギーを投入するレーザー照射よりもシート状部材１０，２０や接合部材４０の分解を抑制しつつ溶着を実施させうる点において好適である。
ただし、フェムト秒レーザーやピコ秒レーザーによるプロセスのような多光子吸収過程を経由するプロセスは、その限りではなく、レーザー光の波長に対するシート状部材１０，２０や接合部材４０の光透過率及び光吸収率に関係なく、レーザーの焦点位置や投入エネルギーを最適化することにより接合を達成する事が可能である点において優れているといえる。

このようなレーザー光は、その照射形態も特に限定されるものではなく、例えば、スポットビーム、ラインビーム、あるいは、集光レーザーなど、種々の照射形式のものを用いることができる。
また、レーザー光を集光させる手段も、特に限定されず、シリンドリカルレンズや回折光学素子（ＤＯＥ）レンズを用いる従来公知の手段を採用することができる。
また、照射位置をシート状部材１０，２０と接合部材４０との接触箇所に沿って走査させる場合においては、その走査方法も限定されるものではなくガルバノスキャナーによってレーザー光源を固定したままスポットを走査させる方法などが採用可能である。
さらに、レーザースポットを走査させる方法に代えて、複数箇所にレーザー光を照射させ得るように装置構成を行って、無走査で複数箇所を一括して溶着させるようにしてもよい。

前記クッション材５０は、前記接合部材４０の上面側（背面側）に当接されて、レーザー溶着を行う間、前記接合部材４０を前記シート状部材１０，２０側に向けて付勢するための部材であり前記押圧板６０によって背面側から加圧された際に、その圧力を薄手シート２０の表面にも作用させるべく厚み方向に作用する力によって容易に弾性変形を生じて厚みを減少させやすいものが好適に採用され得る。
しかし、過度な柔軟性を有する場合には、押圧板６０による圧力をシート状部材１０，２０の表面に十分作用させることが困難になるおそれを有する。
このようなことから、前記クッション材５０としては、５ＭＰａの圧力で加圧した際に該加圧方向に５０μｍ以上２０００μｍ以下の弾性変形を示す部材が好適に用いられ得る。
このクッション材５０は、そのクッション性や厚みは、厚手シート１０と薄手シート２０との厚みの差や接合部材４０の材質などによって適宜選択が可能なものであるが、先のような、厚みの差が５μｍ以上１００μｍ以下の厚手シート１０と薄手シート２０との接合を行う場合には、前記弾性変形が１００μｍ以上１０００μｍ以下となるものが好ましく、２００μｍ以上５００μｍ以下の弾性変形を示すものがより好ましい。
また、このクッション材５０は、溶着される部分のみを加圧するものであってもよいが、前記接合部材４０全体を加圧させるべく、前記接合部材４０よりも大きなシート状であってもよい。

なお、このクッション材５０の弾性変形（圧縮歪量）については、ＳＡＩＣＡＳ（表面界面物性解析装置、ダイプラウインテス社製）を用いた押し込み試験によって求めることができ、具体的には、先端面積が０．５ｍｍφの圧子を試料（クッション材）に０．５μｍ／ｓの速度で押し込み、圧力が５ＭＰａとなった時の変形量を読み取って、該変形量を弾性変形の値とすることができる。

このようなクッション材５０は、シリコンゴムやウレタンゴムなどのゴム材料や、ポリエチレン、ポリプロピレンといった樹脂材料によって形成させることができ、その厚みについては、５０μｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましく、１ｍｍ以上３ｍｍ以下であることがより好ましい。
また、前記接合部材４０を通過させてレーザー光を照射させる場合には、このクッション材５０をレーザー光が透過することになるため、レーザー光のエネルギーを、より減衰させずに接合部材４０とシート状部材１０，２０との界面に到達させるためには、このクッション材５０の光透過性も３０％以上であることが好ましく、５０％以上であることがより好ましい。

前記押圧板６０は、このクッション材５０に接合部材４０を加圧する力を発生させることが出来るように形成されていればどのような材質のものであっても良いが、レーザー光を透過させる必要があるようであれば、透明なガラス板を採用することが好ましい。
このガラス板としては、前記クッション材５０よりも大面積のもので、押圧に耐える十分な強度を有していることが好ましい。

このような部材等を用いて、本実施形態に係るシート接合体の製造方法は、以下のようにして実施することができる。
以下に、レーザー光に対する光透過性に優れた熱可塑性樹脂製のシート状部材１０，２０と、該シート状部材１０，２０と同様にレーザー光に対する光透過性に優れた熱可塑性樹脂製の接合部材４０とによってシート接合体を作製する場合を例に本実施形態に係るシート接合体の製造方法を説明する。

まず、先に述べたように、本実施形態においては、水平なステージ３０の上に厚手シート１０と薄手シート２０とを端面どうしを対面させた状態で突き合わせて配置し、この端面どうしが突き合わせられて段差が形成されている箇所を厚手シート１０と薄手シート２０とに跨るように接合部材４０で被覆し、しかも、予め光吸収剤を一面側に塗布しておいた接合部材４０を用意し、この光吸収剤塗布側が下面となるようにして突き合わせ箇所を接合部材４０で被覆する。

次いで、この接合部材４０の上側にクッション材５０を配置するとともに該クッション材５０の上側に押圧板６０であるガラス板を載置する。

この後、このガラス板に上方からの押圧力を加えることによって、前記クッション材５０が接合部材４０を背面側からシート状部材１０，２０に向けて加圧している状態にさせつつ前記ガラス板の上方に配したレーザー光源からレーザー光を照射して接合部材４０と、各シート状部材１０，２０との溶着を実施し、シート接合体Ｓを作製する。

このとき、クッション材５０を用いない場合には、ガラス板の押圧力が、主として、厚手シート１０と接合部材４０との界面において作用し、薄手シート２０と接合部材４０との界面には殆ど作用しないことになる。
一方で、全く加圧しない場合には、厚手シート１０と薄手シート２０との厚みの違いによる高低差で接合部材４０と薄手シート２０との間に隙間が生じて溶着が不可能になるおそれを有する。

このような問題に対して、本実施形態のシート接合体の製造方法においては、所定の歪み特性を有する部材（クッション材５０）を利用しているため、ガラス板の押圧力で前記クッション材５０が厚み方向に変形し厚手シート１０の側と薄手シート２０の側とにおいて接合部材４０を背面側から押圧する力を均等化させうる。
すなわち、クッション材５０が、厚手シート１０の側で大きく厚みを減少させて薄手シート２０の上面において接合部材４０に十分当接されることになるため、この薄手シート２０の側でも接合部材４０が薄手シート２０の表面に押圧された状態となる。
このことによって厚手シート１０と接合部材４０との接触圧力と、薄手シート２０と接合部材４０との接触圧力とを均等化させる効果が発揮され、厚手シート１０の側と、薄手シート２０の側とにおいて溶着部の接合強度に極端な差が生じることが抑制される。

なお、このときクッション材５０によって接合部材４０に加えられる圧力としては、０．５ｋｇｆ／ｃｍ²以上１００ｋｇｆ／ｃｍ²以下とすることが好ましく、１ｋｇｆ／ｃｍ²以上２０ｋｇｆ／ｃｍ²以下とすることがより好ましい。
この圧力については、通常、厚手シート１０と接合部材４０との界面に作用する圧力と、薄手シートと接合部材４０との界面に作用する圧力との平均値を計算することによって求められうる。

なお、上記のような圧力は、必ずしもガラス板のような固体の部材で発生させる必要はなく、例えば、クッション材５０をその上方から気体で加圧して接合部材４０を背面側から加圧するようにしてもよい。
この場合には、ガラス板で押圧する場合に比べて、作業の簡便さという点においてやや劣るものの厚手シート１０と薄手シート２０との圧力差をガラス板を用いる場合に比べて減少させることができる。

なお、シート状部材１０，２０と接合部材４０との溶着においては、図２の（Ａ）に示すように厚手シート１０と接合部材４０との接触界面、及び、薄手シート２０と接合部材４０との接触界面において、接合部材４０の全長（シート状部材の全幅）にわたる溶着を施して２条の線状の溶着部ａ１，ａ２をそれぞれ形成させるようにしてもよく、例えば、１〜５ｍｍφのスポット径で厚手シート１０の端面と薄手シート２０の端面とが突き合わされている界面Ｆに沿って溶着を実施して、１条のみの線状の溶着部ａ’を形成させるようにしてもよい。
また、溶着部の形状は、必ずしも図に示すような接合部材４０の全長わたって連続する線状である必要はなく、不連続な破線状であってもよい。
また、その長さ全長に及ぶ長さとされる必要もない。
さらに、２〜３箇所をスポット溶着させるような態様も採用が可能である。

なお、厚手シート１０の端面と薄手シート２０の端面との界面Ｆに沿ってレーザー溶着する場合には、溶融樹脂がこの界面にも侵入し、接合部材４０とシート状部材１０，２０の界面と、シート状部材１０，２０どうしの界面Ｆとで断面“Ｔ字”状の接着が行われることになる。
例えば、薄手シート２０と接合部材４０との界面で溶融した樹脂は、前記クッション材５０による薄手シート２０の加圧によって界面Ｆの方向に主として流動され厚手シート１０の端面にあたって前記界面Ｆに侵入することになる。
そのため、このような溶着を実施する場合には、厚手シート１０の端面と薄手シート２０の端面との距離（界面Ｆに生じる隙間）が接合部材４０の長さ方向に沿って均一化されていることが好ましい。
すなわち、界面Ｆにおける溶着状態が接合部材４０の長さ方向に沿って均質な状態となることで、局部的に接着力の低い箇所が形成されることが抑制され、この接合箇所を跨いでシート接合体Ｓに張力が加わった場合に接着力の低い箇所に応力が集中して、当該箇所を起点とした破断が発生することを抑制させることができる。

シート状部材１０，２０の端面間の距離を均等化させるための具体的な手段としては、厚手シート１０と薄手シート２０との端面どうしの突き合せを実施するのに先立って、厚手シート１０と薄手シート２０とを重なり合わせた状態にし、この重ね合わせている箇所において厚手シート１０と薄手シート２０とを一度に切断することで両者に互いに合致する端面を形成させる方法が挙げられる。

このような切断加工の一例を、図３（正面図）を参照しつつさらに詳細に説明する。
まず、薄手シート２０のシート幅よりも長いスリットが設けられた切断用ステージ３１の上に、前記薄手シート２０を置き、しかも、その端部２０Ｔを前記切断用ステージ３１の天面に開口している前記スリット３１ａに差し入れてその先端を切断用ステージ３１の下面側に引き出させた状態にさせる。
そして、前記厚手シート１０を、前記薄手シート２０が、その端部２０Ｔをスリット３１ａに差し入れている方向と交差する方向（図３正面視右方向）にその端部１０Ｔを向けて、しかも、その先端が前記スリット３１ａを超えた位置に達するようにして前記薄手シート２０の上に重ね合わせる。

次いで、スリット３１ａにおいて重ね合わされている薄手シート２０と厚手シート１０の下方からスリット３１ａよりも一回り小さな当て板３３ｂを当接させ、この状態でスリット３１ａの上部に配した直刃状の切断刃３３ａをその刃先（下端部）が前記当て板３３ｂに当接されるまで降下させて厚手シート１０と薄手シート２０とを一度に切断する。

そして、切れ端１０Ｗ，２０Ｗを除去した残りの部分には、切断刃３３ａによって切断された箇所に互いに合致する端面１０Ｆ，２０Ｆが形成されることになり、これらを突き合せることで端面間の距離を均等化させることができる。
このことをさらに具体的に説明すると、図３の奥行き方向いずれかの箇所において、例えば、右側に膨出するような歪が切断刃３３ａに生じていたとすると、厚手シート１０の側では、この歪みに相当する突出形状が形成されることになるが、薄手シート２０の側にはこの歪みに相当する凹入形状が形成されることになる。
このことによって、厚手シート１０の端縁と薄手シート２０の端縁とを合致させることができるため端面間の距離を均等化させた状態で接合部材４０による溶着が可能となる。

なお、ここでは、用いるレーザーの出力や、走査速度、照射するビームの形態等は特に限定されるものではなく、適宜、選択可能である。
また、ここでは詳述しないが、レーザー溶着によってシート接合体を作製するために従来採用されている事項については、上記に例示のシート接合体の製造方法に適宜採用が可能なものである。

また、本実施形態においては、前記シート状部材１０，２０と前記接合部材４０とがいずれも熱可塑性樹脂が用いられたレーザー光の透過性に優れたものである場合を例示しているが、本発明においては、シート状部材１０，２０と接合部材４０とのいずれか一方のみがポリマーによって形成されていれば良く、しかも、その全体がポリマーによって形成されている必要はなく、その表面のみがポリマーによって形成されていてもよい。

また、図１に例示の態様に代えて図４に示すようにシート状部材１０，２０を介して押圧板６０の反対側に接合部材４０と弾性変形を示す部材５０とを配して、該弾性変形を示す部材５０に、押圧板６０の押圧力と対向する方向に反発力を発生させ、該反発力を接合部材４０の背面側に作用させる加圧力とすることができる。
より具体的に説明すると、ガラス板等によって透明な箇所が少なくとも一部に形成されているステージ３０’の上に前記透明箇所３０ａ’を覆うようにしてレーザー光の透過性に優れたクッション材５０’を配し、さらに、このクッション材５０’の上方、且つ前記透明箇所３０ａ’に相当する位置に接合部材４０’を配して、該接合部材４０’の上で厚手シート１０’と薄手シート２０’とを突き合せて、この突き合わせ箇所を押圧板６０’で押圧しつつ前記透明箇所３０ａ’の下方から前記突き合わせ箇所にレーザー光ＬＲを照射してシート接合体を作製するような場合も本発明が意図する範囲である。

また、図１、４では、接合部材４０と該接合部材４０を背面側から加圧するクッション材５０とを透過させたレーザー光で接合部材４０とシート状部材１０，２０との界面を加熱する事例を挙げているが、例えば、図４に示すような透明箇所を有するステージ上に、図１（ｂ）に示したような積層状態でシート状部材や接合部材を配し、この透明箇所を通じてレーザー光を照射するなどして、シート状部材１０，２０の側から透過させたレーザー光で接合部材４０とシート状部材１０，２０との界面を加熱する場合も本発明の意図する範囲のものである。
さらに、本発明は、これらの例示以外にも種々の変更を適宜採用することが可能なものである。

次に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

（実施例１）
（部材）
シート接合体を作製するために、以下の部材を用意した。
厚手シート：シート幅１３３０ｍｍの帯状のトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム（富士フィルム社製：厚み８０μｍ）
薄手シート：シート幅１３３０ｍｍの帯状のトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム（富士フィルム社製：厚み４０μｍ）
接合部材：トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム（富士フィルム社製：厚み４０μｍ）
光吸収剤：ジェンテックス社製、商品名「ＣｌｅａｒｗｅｌｄＬＤ１２０Ｃ」（９４０ｎｍの波長の光に対して４０％の光吸収率となるように予め接合部材の片面に約１００ｎｍの乾燥厚みで塗布）
クッション材：シリコーンゴムシート（２ｍｍ厚み、５ＭＰａ加圧時の圧縮歪量が３５６．０μｍ）
押圧板：１５ｍｍ厚みの溶融石英ガラス板

まず、前記厚手シートと前記薄手シートとをその端面どうしを突き合せた状態でステージ上に並べて配置し、その上に光吸収剤塗布面が下向きになるようにして前記接合部材を載せて厚手シートから薄手シートに跨るように前記接合部材で端面どうしが突き合されている箇所を被覆した。
この、接合部材の上にクッション材（５ＭＰａの圧力で加圧した際に加圧方向に５０μｍ以上２０００μｍ以下の弾性変形を示す部材）を載せ、該クッション材を前記溶融石英ガラス板で加圧し、前記接合部材を背面側から１５ｋｇｆ／ｃｍ²の圧力で加圧した。
そして、この加圧状態を維持しつつ、波長９４０ｎｍ、出力３０Ｗのレーザー光をスポット径が２ｍｍφとなるように照射（溶融石英ガラス板、クッション材、接合部材を透過）し、速度１００ｍｍ／ｓの移動速度でスポット位置を走査して線状の溶着箇所を形成させた。

得られたシート接合体から、前記溶着箇所が、中央部を横断する状態となる幅５ｍｍのリボン状試料を切り出し、厚手シート側と薄手シート側をそれぞれ引っ張り試験機（島津製作所製「オートグラフＡＧＳ−Ｊ」）にチャッキングし、５０ｍｍ／ｍｉｎの引張速度で破断応力を測定したところ３００Ｎ／５ｍｍ幅の高い強度で接合されていることが確認できた。

（比較例１）
クッション材を用いなかったこと以外は、実施例１と同様にシート接合体を作製し、実施例１と同様の評価を行った。
結果、この比較例１では、１００Ｎ／５ｍｍ幅の接合強度しか有しておらず、実施例１のシート接合体に比べて接合品質が劣ることが確認できた。

以上のようなことからも、本発明によれば接合品質に優れたシート接合体を作製しうることがわかる。

１０：シート状部材（厚手シート）、２０：シート状部材（薄手シート）、３０：ステージ、４０：接合部材、５０：クッション材、６０：押圧板、Ｓ：シート接合体

Claims

厚みの異なる２枚のシート状部材の端面どうしを突き合わせ、該端面どうしが突き合わせられて前記厚みの差によって段差が生じている箇所をシート状の接合部材で被覆し、該シート状の接合部材を前記シート状部材のそれぞれの表面に接着させることにより前記シート状部材どうしの接合を行うシート接合体作製方法であって、
前記段差が生じている箇所を当該段差が形成されている側から前記接合部材で被覆し、前記シート状部材と前記接合部材との内の少なくとも一方に前記接着を行う表面がポリマーで形成されているものを用い、前記端面どうしが突き合わせられている箇所に沿ってレーザー溶着して前記接着を実施し、しかも、厚みが薄い側の前記シート状部材の表面にも圧力を作用させ得るように少なくとも表面が弾性変形可能な部材で前記接合部材を加圧しつつ前記レーザー溶着を実施することを特徴とするシート接合体作製方法。
前記加圧に用いる部材が、５ＭＰａの圧力で加圧した際に該加圧方向に５０μｍ以上２０００μｍ以下の弾性変形を示す部材である請求項１記載のシート接合体作製方法。
前記シート状部材の厚みの差が５μｍ以上１００μｍ以下である請求項１又は２記載のシート接合体作製方法。
接合部材の前記加圧を、０．５ｋｇｆ／ｃｍ²以上１００ｋｇｆ／ｃｍ²以下の圧力で実施する請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシート接合体作製方法。
厚みの異なる２枚のシート状部材の長手方向端部どうしを前記突き合わせる方向に交差させて重ね合わせ、該重ね合わせられている箇所において２枚の前記シート状部材を一度に切断して切断端面を互いに合致する形状とし、該端面どうしを前記突き合わせて前記レーザー溶着を実施する請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシート接合体作製方法。