KR20090119691A - 시트 접합체의 제조 방법 및 시트 접합체 - Google Patents

시트 접합체의 제조 방법 및 시트 접합체 Download PDF

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KR20090119691A
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KR
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sheet
bonding
joined body
resin
sheet member
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KR1020090035906A
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나오유끼 마쯔오
간지 니시다
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닛토덴코 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 점착제의 사용을 억제하면서 우수한 접합 강도를 갖는 시트 접합체의 제공을 과제로 하고 있다.
시트 부재의 단부끼리를 맞대고, 이 맞대어진 부분을 열가소성 수지가 함유되어 이루어지는 접합 부재로 피복하고, 상기 접합 부재로 피복되어 있는 개소에 레이저광을 조사하여 상기 시트 부재와 상기 접합 부재를 용착시킴으로써 상기 단부끼리를 접합시켜 시트 접합체를 제조하는 것을 특징으로 하는 시트 접합체의 제조 방법 등을 제공한다.
시트 접합체, 시트 부재, 열가소성 수지, 접합 부재

Description

시트 접합체의 제조 방법 및 시트 접합체{METHOD FOR MANUFACTURING SHEET JOINED BODY AND SHEET JOINED BODY}
본 발명은 시트 접합체의 제조 방법과 시트 접합체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시트 부재의 단부끼리를 맞대어 접합 부재로 상기 단부끼리를 접합하는 시트 접합체의 제조 방법과, 시트 부재의 단부끼리가 맞대어져 접합 부재로 상기 단부끼리가 접합되어 있는 시트 접합체에 관한 것이다.
종래, 벨트상의 시트 부재를 연속적으로 가공기에 공급하여 가공을 실시하는 것과 같은 경우에 있어서, 하나의 시트 부재에 계속해서 새로운 시트 부재를 가공기에 공급하기 위해, 먼저 가공되어 있는 시트 부재의 말단부에 새로운 시트 부재의 선단부를 접합하는 것이 행해지고 있다.
또한, 이러한 경우에 한정되지 않고, 시트 부재끼리의 단부를 접합하여 시트 접합체를 제조하는 것이 널리 행해지고 있다.
이 시트 접합체는 그의 접합부의 접합 강도가 시트 부재 자체의 강도보다 낮은 상태로 형성되기 쉬워 종래에는 접합 강도의 향상이 요구되었다.
그런데, 테이프 기재 상에 감압 접착제(점착제)로 접착제층을 형성시킨, 이 른바 "점착 테이프"는 종래 다양한 물품의 접합에 이용되고 있고, 상기 시트 접합체를 제조하는 경우의 단부끼리의 접합에도 이용되고 있다.
이 점착 테이프를 이용한 시트 접합체 제조 방법에 있어서는, 한쪽 시트 부재의 단부와 다른 쪽 시트 부재의 단부를 맞댄 상태로 하고, 이 맞대어진 개소를 피복하여 점착 테이프를 시트 부재의 표면에 접착시키는 것이 행해지고 있다.
이 시트 접합체 제조 방법은 점착 테이프가 한쪽 단부로부터 다른 쪽 단부에 걸쳐서 시트 부재의 표면에 접착되기 때문에, 점착 테이프의 접착 위치나 사용하는 점착 테이프의 폭 등을 변경함으로써 각각의 시트 부재와 점착 테이프가 중첩되는 면적을 조정할 수 있다.
즉, 접착 면적을 조정하여 접합 강도의 향상을 도모하는 것이 용이하고, 예를 들면 폭이 넓은 점착 테이프를 시트 부재의 양면에서 접착시키는 등 하여 강고한 접착을 행할 수 있다.
한편으로, 점착 테이프는 피착체에 대하여 감압 접착되기 때문에, 통상적으로 양호한 접착성을 발휘하기 위해 상기 접착제층의 형성에 유연한 점착제가 이용되고 있다.
따라서, 점착 테이프 주위에 점착제가 비어져 나오기 쉽고, 이 점착제는 상온에서 점착성을 갖기 때문에, 주변의 기기나 부재에 부착되거나, 비어져 나온 점착제에 먼지 등이 부착되어 미관을 저하시킬 우려가 있다.
또한, 시트 부재를 약액 중에 침지하는 공정, 예를 들면 시트 부재에 비누화 처리를 실시하기 위해 알칼리액 중에 침지시켰을 경우, 시트 접합부에 점착 테이프 를 이용하면 점착제 성분이 알칼리액 중에 용출되어, 이 알칼리액에 이물질이 혼입될 우려가 있다.
또한, 통상적으로 점착 테이프는 코어재에 권회(卷回)된 것을 외측으로부터 박리하여 사용하도록 되고 있고, 테이프 기재에는 접착제층이 형성되어 있는 측과는 반대 면에 박리성을 향상시키기 위한 표면 처리가 실시되고 있다.
따라서, 예를 들면 시트 부재에 도공 처리를 실시하는 경우에 있어서는, 점착 테이프를 접착한 개소에서 상기 표면 처리에 의해 도공액이 튕겨져 버릴 우려가 있다.
이러한 문제를 방지하기 위해, 도공액이 도공되는 면과는 반대가 되는 면에서만 점착 테이프를 이용한 접합을 행하는 것을 생각할 수 있지만, 점착 테이프에 의한 한쪽 면만의 접착으로는 충분한 접합 강도를 확보할 수 없을 우려가 있다.
또한, 약액 중에 침지하는 공정에서 점착제의 성분이(예를 들면, 이음매 부분으로부터) 스며나오는 등 하여 문제가 되는 점에 대해서는 충분한 해결이 이루어지지 않는다.
이러한 점에서, 점착제의 사용을 제한하면서 우수한 접합 강도를 갖는 시트 접합체를 제조하는 제조 방법이 최근 검토되고 있다.
이 점에 대하여 하기 특허 문헌 1에는 접합하는 시트 부재의 단부끼리를 맞대어 그의 단부면을 접촉시키고, 이 단부면에 레이저광을 조사하여 용착을 실시하는 것이 기재되어 있다.
이 특허 문헌 1에 기재된 방법에 있어서는 시트 부재끼리의 용착에 의해 시 트 접합체가 제조되기 때문에 점착제의 사용을 억제시킬 수 있다.
그러나, 특허 문헌 1에 기재된 시트 접합체 제조 방법은 시트 부재의 단부면이라는 한정된 영역을 접착 영역으로 하기 때문에, 얻어지는 시트 접합체에 우수한 접합 강도를 부여하는 것이 곤란하다는 문제를 갖고 있다.
이와 같이 종래의 시트 접합체의 제조 방법에 있어서는 점착제의 사용을 억제하면서 우수한 접합 강도를 갖는 시트 접합체를 제조하는 것이 곤란하다는 문제를 갖고 있다.
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 (평)5-278112호 공보
본 발명은 점착제의 사용이 억제되고, 우수한 접합 강도를 갖고 있는 시트 접합체의 제공을 과제로 하고 있다.
시트 접합체의 제조 방법에 관한 본 발명은, 시트 부재의 단부끼리를 맞대고, 이 맞대어진 부분을 열가소성 수지가 함유되어 이루어지는 접합 부재로 피복하고, 상기 접합 부재로 피복되어 있는 개소에 레이저광을 조사하여 상기 시트 부재와 상기 접합 부재를 용착시킴으로써 상기 단부끼리를 접합시켜 시트 접합체를 제조하는 것을 특징으로 한다.
또한, 시트 접합체에 관한 본 발명은, 시트 부재의 단부끼리가 맞대어져 접합 부재로 상기 단부끼리가 접합되어 있는 시트 접합체이며, 상기 단부끼리가 맞대 어진 부분에 열가소성 수지가 함유되어 이루어지는 접합 부재가 피복되고, 상기 접합 부재로 피복된 개소에 레이저광이 조사되어 상기 시트 부재와 상기 접합 부재가 용착됨으로써 상기 단부끼리가 접합되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명에 있어서는 열가소성 수지가 함유되어 이루어지는 접합 부재와 시트 부재가 레이저광으로 용착되기 때문에, 이 용착에 의한 접합 강도를 시트 접합체에 부여할 수 있다.
게다가 시트 부재의 단부끼리가 맞대어진 부분을 상기 접합 부재로 피복하고, 상기 접합 부재로 피복되어 있는 개소에 레이저광을 조사하여 상기 용착을 실시하기 때문에, 접합 부재에서의 피복 면적을 증대시켜 용착 영역을 확대시킬 수 있고, 접합 강도를 향상시킬 수 있다.
즉, 본 발명에 따르면, 용착에 의해 시트 접합체에 접합 강도를 부여할 수 있고, 게다가 강도 향상도 용이하게 실시할 수 있기 때문에, 점착제의 사용을 억제하면서 우수한 접합 강도를 갖는 시트 접합체를 제조할 수 있다.
이하에, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대하여(첨부 도면에 기초하여) 설명한다.
도 1(a) 내지 (c)는 시트 접합체의 제조 방법에 있어서 시트 접합체가 제조되는 모습을 나타내는 측면도이고, 이 도 1에도 도시된 바와 같이 본 실시 형태에 있어서는, 제1 시트 부재 (10)과 제2 시트 부재 (20)의 2장의 시트 부재를 접합 부 재 (30)으로 접합하여 시트 접합체 (1)을 제조한다.
또한, 도 1(a)는 본 실시 형태의 시트 접합체 제조 방법에서의 준비 공정의 모습을 나타내는 측면도이다.
또한, 도 1(b)는 상기 준비 공정 후에 실시되는 접합 공정의 모습을 나타내는 측면도이고, 도 1(c)는 상기 접합 공정 후에 실시되는 취출 공정의 모습을 나타내는 측면도이다.
이하에, 각 공정에 대하여 설명한다.
상기 준비 공정(도 1(a))에 있어서는, 평반형의 스테이지 (40)의 상면 중앙부에, 제1 시트 부재 (10)의 단부 (11)과 제2 시트 부재 (20)의 단부 (21)을 위치시키고, 게다가 이들 단부끼리가 맞대어진 상태가 되도록 하여 제1 시트 부재 (10)과 제2 시트 부재 (20)을 배치하고, 또한 이 제1 시트 부재 (10)의 단부 (11)과 제2 시트 부재 (20)의 단부 (21)이 맞대어져 있는 개소를 피복하도록 상기 접합 부재 (30)을 배치시킨다.
즉, 제1 시트 부재 (10)의 단부 (11)로부터 제2 시트 부재 (20)의 단부 (21)에 걸치도록 하여 이들 시트 부재 상에 상기 접합 부재 (30)을 적재한다.
이와 같이 배치시킨 접합 부재 (30)의 상측에 투명 유리판 (50)을 배치하고, 상기 투명 유리판 (50)을 하방측(스테이지측)을 향하여 가압하고, 이 가압력에 의해 제1 시트 부재 (10), 제2 시트 부재 (20), 및 접합 부재 (30)의 위치를 고정시킨다.
또한, 이 때 접합 부재 (30)의 전체면에 균일하게 압력을 가할 목적으로, 투 명 유리판 (50)과 접합 부재 (30) 사이, 또는 제1 시트 부재 (10) 또는 제2 시트 부재 (20)과 스테이지 (40) 사이 중 어느 하나에, 저경도이면서 사용하는 레이저광의 파장에 대하여 높은 광 투과성을 나타내는 완충 시트재를 삽입하는 것도 가능하다.
이러한 완충 시트재로서는, 예를 들면 실리콘 고무 시트, 우레탄 고무 시트 등을 사용할 수 있고, 이 완충 시트재는 상온(예를 들면 23℃)에서의 경도(JIS K6253에 정해진 타입 A 경도계(durometer) 경도)가 90°이하인 것이 바람직하고, 70°이하인 것이 더욱 바람직하다.
상기 접합 공정(도 1(b))에 있어서는, 상기 투명 유리판 (50)에서의 상기 접합 부재 (30)으로의 가압을 유지하면서, 접합 부재 (30)이 제1 시트 부재 (10)의 단부 (11)과 제2 시트 부재 (20)의 단부 (21)을 피복하고 있는 개소를 향하여 투명 유리판 (50)의 상방측으로부터 레이저광 R을 조사한다.
그리고, 조사한 레이저광 R을 투명 유리판 (50)을 통과시켜, 접합 부재 (30)과 제1 시트 부재 (10)이 접촉해 있는 계면, 및 접합 부재 (30)과 제2 시트 부재 (20)이 접촉해 있는 계면부에 도달시키고, 조사한 레이저광 R을 주로 이 계면부에서 흡수시켜 빛 에너지를 열 에너지로 변환하여, 접합 부재 (30)과 제1 시트 부재 (10)과의 용착, 및 접합 부재 (30)과 제2 시트 부재 (20)과의 용착을 실시한다.
또한, 이 계면부에서의 레이저광 R의 흡수가 불충분해지는 것이 예측될 것 같으면, 미리 상기 준비 공정에서 제1 시트 부재 (10)과 상기 접합 부재 (30)과의 계면이나 상기 제2 시트 부재 (20)과 상기 접합 부재 (30)과의 계면 등에 염료, 안 료, 카본 블랙과 같은 광 흡수제로서 이용할 수 있는 물질을 배치하여 광 흡수성(발열성)을 향상시켜 두는 것도 가능하다.
상기한, 계면에 광 흡수제를 배치하는 양태로서는, 이들을 시트 부재 (10, 20)이나 접합 부재 (30)의 표면에 도포하는 방법이나, 광 흡수제를 함유시킨 접합 부재를 이용하여 시트 부재 (10, 20)과 접합 부재와의 계면에 광 흡수제를 존재시키는 방법을 들 수 있다.
이 접합 공정에서의 상기 레이저광 R의 조사 방법에 대해서는 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 제1 시트 부재 (10)의 단부 (11)과 제2 시트 부재 (20)의 단부 (21)을 접합 부재 (30)이 피복하고 있는 개소에 있어서 스폿 빔을 소정 속도로 주사하는 방법이나, 동일한 개소에 라인 빔을 무주사로 조사하는 방법을 채용할 수 있다.
또는, 용착에 요하는 시간의 단축을 목적으로 하여 복수의 광원으로부터 레이저빔을 조사할 수도 있고, 1개소에서의 레이저광의 조사 시간을 길게 하면서 용착에 요하는 시간을 단축시키기 위해, 스폿의 형상이 주사 방향으로 신장하는 타원 형상이 되는 레이저빔을 이용할 수도 있다.
또한, 레이저광 R의 조사시에서의 상기 투명 유리판 (50)에 의한 가압은 제1 시트 부재 (10)이나 제2 시트 부재 (20)과 접합 부재 (30)과의 접합 강도를 향상시키기 위해 실시하는 것으로서, 접합 부재 (30), 제1 시트 부재 (10), 및 제2 시트 부재 (20)의 재질이나 레이저광 R의 조사 강도 등에 따라서도 달라지지만, 0.5 kgf/cm2 이상 100 kgf/cm2 이하 중 어느 하나의 압력이 접합 부재 (30)에 가해지도록 실시되는 것이 바람직하고, 1 kgf/cm2 이상 50 kgf/cm2 이하 중 어느 하나의 압력이 되는 것이 더욱 바람직하다.
상기 취출 공정(도 1(c))에 있어서는, 필요에 따라 용착부 등의 냉각을 실시한 후에 투명 유리판 (50)의 가압을 해제하여 시트 접합체 (1)의 취출을 실시한다.
또한, 상기 도 1(a) 내지 (c)에서는 제1 시트 부재 (10)의 단부 (11)과 제2 시트 부재 (20)의 단부 (21)이 맞대어져 있는 개소를 레이저광이 조사되는 표면측(상측)으로부터 피복하는 경우를 예시하고 있지만, 예를 들면 도 2(a) 내지 (c)에 기재되어 있는 바와 같이, 제1 시트 부재 (10)의 단부 (11)과 제2 시트 부재 (20)의 단부 (21)이 맞대어져 있는 개소를 이면측(하측)으로부터 피복시키는 경우도 본 발명이 의도하는 범위이다.
또한, 상기 도 2에 도시한 바와 같은 양태에 있어서도 완충 시트재나 광 흡수제의 사용이 가능하다.
나아가, 상기 도 1, 도 2에서는 제1 시트 부재 (10)과 제2 시트 부재 (20)의 일면측에만 접합 부재 (30)이 접착되어 있는 편면 접합의 시트 접합체 (1)을 제조하는 것이 도시되어 있지만, 예를 들면 제1 시트 부재 (10)의 단부 (11)과 제2 시트 부재 (20)의 단부 (21)이 맞대어져 있는 개소의 양면에 접합 부재를 접착시켜 양면 접합된 시트 접합체를 상기와 같이 하여 제조하는 것도 가능하다.
이 경우에는, 예를 들면 상기에 나타낸 일련의 공정에서 일면측에 접합 부재 (30)을 접착시켜 편면 접합이 행해진 시트 접합체 (1)을 일단 제조한 후에, 다른 면측에 새로운 접합 부재를 접착시키는 방법 등을 채용할 수 있다.
이러한 방법으로서는, 예를 들면 도 1(a) 내지 (c)에 도시한 바와 같은 방법에 의해 편면 접합이 된 시트 접합체 (1)을, 접착된 접합 부재 (30)이 하면측이 되도록 하여 상기 스테이지 (40) 상에 적재하고, 새로운 접합 부재를 시트 부재의 맞댐 개소에 배치하여 상기 접합 공정과 마찬가지로 상기 새로운 접합 부재의 접착을 실시하는 방법 등을 들 수 있다.
또한, 예를 들면 도 2(a) 내지 (c)에 도시한 바와 같은 방법에 의해 하면측의 편면 접합이 된 시트 접합체 (1)의 맞댐 개소에 새로운 접합 부재를 상면측으로부터 피복시켜 도 1(a) 내지 (c)와 마찬가지로 상기 새로운 접합 부재의 접착을 실시하는 방법 등을 들 수 있다.
본 실시 형태의 시트 접합체의 제조 방법에서 사용되는 제1 시트 부재 (10) 및 제2 시트 부재 (20)은 그의 재질이 특별히 한정되는 것은 아니고, 단층 구조, 적층 구조 등과 같은 시트의 구성에 대해서도 특별히 한정되는 것은 아니다.
이들 시트 부재로서는, 예를 들면 폴리에틸렌 수지(PE), 폴리프로필렌 수지(PP), 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지(PET), 트리아세틸셀룰로오스(TAC), 노르보르넨 수지(PCPD) 등의 시클로올레핀 수지(COP), 아크릴 수지, 폴리비닐알코올 수지(PVA), 열가소성 폴리이미드 수지(PI), 폴리아미드이미드 수지(PAI), 폴리에테르술폰 수지(PES), 폴리아릴레이트 수지(PAR), 폴리부타디엔(BDR), 폴리카보네이트 수지(PC), 폴리에틸렌나프탈레이트 수지(PEN), 폴리메틸펜텐 수지(TPX), 폴리우레 탄 수지(PU), 폴리스티렌 수지(PS), 폴리페닐렌술피드 수지(PPS), 액정 중합체(LCP), 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 등의 열가소성 수지, 에폭시 수지(EP), 페놀포름알데히드 수지(PF) 등의 열경화성 수지, 천연 고무(NR), 에틸렌프로필렌디엔 3원 공중합체(EPDM) 등의 고무 중 어느 1종 이상이 이용되어 이루어지는 중합체 시트; 합성 섬유, 천연 섬유 및 이들의 혼방품 등에 의해 형성된 직포 또는 부직포; 알루미늄, 구리, 철 및 이들의 합금 등이 이용되어 이루어지는 금속 시트; 및 이들의 복합 시트를 채용할 수 있다.
다만, 적어도 상기 접합 부재와 용착되는 표면이, 레이저광에 의해 가열되었을 때에 연화되는 수지 재료로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
또는, 표면이 금속 재료와 같은 열에 의해 연화시키는 것이 실질적으로 곤란한 재료로 형성되어 있는 것인 경우에는 적어도 접합 부재가 용착되는 단부의 표면이 조화되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 접합 부재가 용착되는 측의 표면에 금속 재료로 형성된 금속층이 설치되고, 열가소성 수지가 이용되어 이루어지는 수지층이 상기 금속층의 배면측에 설치되어 있는 적층 시트를 시트 부재로서 채용한 경우에는, 접합 부재에 이용되고 있는 열가소성 수지가 레이저에 의해 연화되어 상기 금속층에 용착됨으로써 앵커 효과에 의한 우수한 접합 강도가 발휘될 수 있다.
게다가, 금속 재료의 우수한 열전도성에 의해 수지층의 열가소성 수지를 연화시킬 수 있고, 이 연화된 수지층의 열가소성 수지에 의해 시트 부재의 배면측 및 단부면에서의 접착이 실시된다는 우수한 효과가 발휘된다.
즉, 금속층의 가열에 의해 수지층이 연화되어, 한쪽 적층 시트의 수지층과 다른 쪽 적층 시트의 수지층이 배면측에서 상용화되거나, 맞대어진 단부면끼리의 사이에 연화된 수지가 유입되거나 하여 적층 시트끼리의 접착이 실시될 수 있다.
또한, 제1 시트 부재 (10) 및 제2 시트 부재 (20) 등에 이용하는 시트 부재의 두께는 500 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 5 내지 200 ㎛ 중 어느 하나인 것이 더욱 바람직하다.
상기 시트 부재의 재질, 적층 구조, 두께 등에 대해서는, 제1 시트 부재 (10)과 제2 시트 부재 (20)에서 동일할 필요는 없고, 상이할 수도 있다.
또한, 본 실시 형태에 있어서는, 제1 시트 부재 (10)과 제2 시트 부재 (20)의 2장의 시트 부재를 이용하는 경우를 예시하고 있지만, 3장 이상의 시트 부재를 접합하여 시트 접합체를 제조할 수도 있다.
나아가, 1장의 시트 부재의 일단부와 타단부를 접합하여 환상의 시트 접합체를 제조하는 것도 가능하다.
상기 접합 부재 (30)은 열가소성 수지가 함유되어 이루어지는 것이면, 이 열가소성 수지만 또는 열가소성 수지와 각종 배합제를 포함하는 수지 조성물에 의해 다양한 형태로 형성된 것을 채용할 수 있다.
상기 접합 부재 (30)의 형태로서는, 시트 부재와의 계면으로의 레이저광의 투과를 용이하게 할 수 있음과 동시에 접착 면적의 확보가 용이한 점에서 시트형인 것이 바람직하다.
상기 시트형의 접합 부재(이하 "접합 시트"라고도 함)는 두께가 너무 얇은 경우에는 시트 접합체의 접합 강도를 충분히 향상시키는 것이 곤란해질 우려가 있고, 반대로 너무 두꺼운 경우에는 접합 시트에 의해 수지 접합체에 큰 단차가 형성되게 된다.
이러한 점에서, 접합 시트는 5 내지 500 ㎛ 중 어느 하나의 두께인 것이 바람직하고, 10 내지 150 ㎛ 중 어느 하나의 두께인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 접합 시트의 폭에 대해서는 특별히 한정되는 것은 아니고, 통상적으로 광폭으로 형성된 접합 시트를 이용하여 시트 부재의 단부를 피복하는 면적을 보다 넓게 함으로써, 용착에 의한 접착 면적을 증대시킬 수 있어, 접합 강도의 향상을 도모할 수 있다.
상기 접합 시트(접합 부재)에 이용되는 상기 열가소성 수지로서는, 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지(PET), 폴리에틸렌 수지(PE), 폴리프로필렌 수지(PP), 폴리스티렌 수지(PS), 폴리카르보네이트 수지(PC), 노르보르넨 수지(PCPD), 크레졸포름알데히드 수지(CF), 폴리우레탄 수지(PU), 트리아세틸셀룰로오스(TAC), 아크릴 수지, 폴리비닐알코올 수지(PVA), 시클로올레핀 수지(COP), 열가소성 폴리이미드 수지(PI), 폴리아미드이미드 수지(PAI), 폴리에테르술폰 수지(PES), 폴리아릴레이트 수지(PAR), 폴리부타디엔(BDR), 폴리메틸펜텐 수지(TPX), 폴리페닐렌술피드 수지(PPS), 액정 중합체(LCP), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리에틸렌나프탈레이트 수지(PEN) 등을 들 수 있다.
또한, 상기 열가소성 수지와 함께 상기 수지 조성물에 함유되는 배합제로서는, 노화 방지제, 내후제 등의 기능성 약제, 각종 충전재, 안료 등을 들 수 있다.
또한, 요컨대, 수지 조성물 중에 점착제를 함유시켜 접합 시트의 표면에 점착성(태크성)을 부여하거나, 접합 시트의 표면에 얇은 점착제층을 설치하여 시트 부재로의 가접착성을 접합 시트에 부여하는 것도 가능하지만, 점착제의 부착 등의 문제를 방지할 수 있는 점에서, 수지 조성물에 점착제를 함유, 또는 점착제층을 접합 시트에 설치하지 않는 것이 바람직하다.
즉, 시트 부재의 접합에는 점착제가 이용되지 않는 것이 바람직하고, 상기 접합 시트는 비점착성의 것이 바람직하다.
또한, 점착제로서는 종래, 스티렌-부타디엔 블록 공중합체나 스티렌-이소프렌 공중합체와 같은 열가소성 엘라스토머를 이용한 고무계 점착제, 아크릴산 에스테르 공중합체를 주성분으로 하는 아크릴계 점착제, 실리콘 고무와 실리콘 수지를 주성분으로 하는 실리콘계 점착제, 비닐에테르계 중합체를 원료로 하는 비닐계 점착제 등이 널리 이용되고 있다.
통상, 이들에는 이행성이 높은 성분(예를 들면, 저분자량 성분 등)이 많이 함유되어 있고, 시트 접합체를 약액 등에 침지하는 공정 등이 실시되면 점착제로부터 저분자량 성분의 용출에 의해 약액이 오염될 우려가 있다.
한편으로, 상기한 바와 같이 점착제를 이용하지 않고 접합된 시트 접합체는 약액이 오염될 우려가 낮고, 이것을 원인으로 하는 용도의 제한을 방지할 수 있어 용도의 확대를 도모할 수 있다.
상기 투명 유리판 (50)은 통상, 용착에 이용하는 레이저광에 대한 투과 성능이 우수하고, 접합 부재에 대한 가압에 견딜 수 있는 강도를 갖는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니다.
또한, 투명 유리판 대신에 원주상, 원통상, 구상 등과 같은 각종 형상의 투명 유리재를 접합 부재의 가압에 사용할 수 있다.
또한, 요컨대, 이들 대신에 투명한 수지에 의해 형성된 부재로 접합 부재의 가압을 실시하는 것도 가능하다.
상기 레이저광 R로서는, 반도체 레이저, Nd-YAG 레이저, 파이버 레이저 등 다양한 발진 수단에 의해 얻어지는 것을 채용할 수 있고, 그의 발진 방법도 한정되는 것은 아니며, 연속적으로 레이저광이 조사되는, 이른바 CW 레이저(Continuous Wave Laser)라 불리는 것이나, 펨토초 레이저 등의 펄스 레이저를 채용할 수 있다.
그 중에서도, 반도체 레이저, 파이버 레이저 등의 적외선 레이저가 접합 부재와 시트 부재와의 계면에서의 발열성이 우수하여 바람직하다.
상기 레이저광을 흡수시키기 위한 광 흡수제로서는, 예를 들면 프탈로시아닌계, 또는 나프탈로시아닌계의 포르피린계 화합물이 사용된 안료, 염료, 카본 블랙 등을 들 수 있다.
또한, 상기 이외에 이용할 수 있는 성분으로서는, 예를 들면 폴리메틴계 흡수제, 디페닐메탄계 흡수제, 트리페닐메탄계 흡수제, 퀴논계 흡수제, 아조계 흡수제 등을 들 수 있다.
800 내지 1200 ㎚의 파장을 갖는 레이저광을 이용하는 경우, 예를 들면 미국 젠텍스(Gentex)사로부터 상품명 "클리어웰드(Clearweld)"로 시판되는 것을 이용할 수 있다.
이들 광 흡수제를 도포하는 수단으로서는, 예를 들면 디스펜서, 잉크젯 프린터, 스크린 인쇄, 2유체식, 1유체식 또는 초음파식 분무, 스탬퍼 등의 일반적인 수법을 이용할 수 있다.
또한, 여기서는 상술하지 않지만 본 발명의 효과가 현저히 손상되지 않는 범위에서, 종래 공지된 시트 접합체 제조 방법, 및 시트 접합체에 관한 기술 사항을 본 발명의 시트 접합체 제조 방법, 및 시트 접합체에도 채용하는 것이 가능하다.
<실시예>
다음으로 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명이 이들로 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1)
실시예 1의 시트 접합체를 하기와 같은 부재를 사용하여 제조하였다.
(사용 부재)
·시트 부재 A: 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지(PET)제 시트재(길이 50 mm×폭 50 mm×두께 50 ㎛)
·시트 부재 B: 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지(PET)제 시트재(길이 50 mm×폭 50 mm×두께 50 ㎛)
·접합 시트 C: 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지(PET)제 시트재(길이 50 mm×폭 3 mm×두께 50 ㎛)
실시예 1의 시트 접합체는 상기 사용 부재를 하기의 레이저광 조사 장치로 접합함으로써 제조하였다.
(사용 레이저광 조사 장치)
·레이저 광원: 반도체 레이저
·레이저광 파장: 940 ㎚
·출력: 20 W
·레이저광 스폿 직경: 2 mmφ
·주사 속도: 100 mm/s
상기 부재 및 레이저광 조사 장치를 이용한 실시예 1의 시트 접합체의 제조는 이하에 나타낸 바와 동일한 방법으로 실시하였다(도 3: 시트 접합체의 제조 방법을 나타내는 측면도 참조).
우선, 시트 부재 A와 시트 부재 B를 그의 단부끼리를 맞댄 상태에서 스테이지 상에 배열하고, 접합 시트 C를, 상기 맞대어진 시트 부재 A의 단부로부터 시트 부재 B의 단부에 걸치도록 하여 이들 시트 부재 상에 적재한다.
즉, 상기 폭 3 mm의 접합 시트 C가 시트 부재 A의 단부와 시트 부재 B의 단부의 상면을 각각 약 1.5 mm씩 피복하는 상태가 되도록 시트 부재 A와 시트 부재 B와의 경계선을 따라서 접합 시트 C를 배치하였다.
또한, 시트 부재 A 및 시트 부재 B와 접합 시트 C와의 계면에는 레이저광의 흡수성을 향상시키기 위해 염료(광 흡수제)액의 도포를 실시하였다.
이와 같이 세팅된 시트 부재 A, 시트 부재 B, 및 접합 시트 C의 상부에 투명 유리판을 적재하고, 접합 시트 C에 가해지는 압력이 약 0.1 MPa가 되도록 상기 투명 유리판으로 접합 시트 C를 가압하면서 이 접합 시트 C에 의해 피복되어 있는 개 소에 출력 20W의 레이저광을 조사하였다.
이 때 직경 2 mm의 레이저광 스폿의 중심부가 시트 부재 A와 시트 부재 B와의 경계선을 따라서 이동하도록 레이저광의 조사 위치를 100 mm/s로 주사하여 접합 시트와 시트 부재 A, 및 접합 시트와 시트 부재 B를 한번에 용착시켜 실시예 1의 시트 접합체를 제조하였다.
이 실시예 1의 시트 접합체로부터 폭 10 mm의 스트립형 시료를 잘라내었다. 또한, 시트 부재 A와 시트 부재 B의 맞댐부(용착 개소)가 이 스트립형 시료의 길이 방향 중앙부를 직각으로 횡단하는 상태가 되도록 스트립형 시료를 잘라내었다.
이 길이 방향 중앙의 용착 개소를 통하여 일단측이 시트 부재 A로, 타단측이 시트 부재 B로 형성되어 있는 스트립형 시료의 양단부를 각각 인장 시험기(시마즈 세이사꾸쇼사 제조, "오토그래프 AG-5000A")의 척에 끼우고, 시트 부재 A와 시트 부재 B가 이격하는 방향으로 50 mm/분의 속도로 인장 시험을 실시한 바, 그의 접합 강도(접합체가 파단했을 때의 응력(N)을 시료 폭(1 cm)으로 나눈 값)가 약 100 N/cm임을 알 수 있었다.
상기 점에서도, 본 발명에 따르면 점착제를 이용하지 않고 우수한 접합 강도를 갖는 시트 접합체를 제조할 수 있음을 알 수 있다.
(실시예 2)
접합하는 2장의 시트 부재를, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지(PET)제 시트재 대신에, 25 ㎛ 두께의 스테인리스(SUS)층과 25 μ 두께의 폴리이미드 수지(PI)층이 적층된 적층 시트재(길이 50 mm×폭 50 mm×두께 50 ㎛)로 하여 SUS층측에 접합 시 트(길이 50 mm×폭 3 mm×두께 50 ㎛의 PET제 시트)를 접착시킨 것, 및 레이저광 스폿의 주사 속도를 50 mm/s로 한 것 이외에는 실시예 1의 시트 접합체와 마찬가지로 실시예 2의 시트 접합체를 제조하였다.
얻어진 실시예 2의 시트 접합체는 접합 시트와 SUS층 표면과의 사이에 앵커 효과가 발휘된 것을 확인할 수 있었다.
또한, 이 접합부의 단면 관찰을 행한 바, SUS층의 배면측에 위치하는 PI층에는 SUS층으로부터의 열전달에 의한 용융이 보여, PI층끼리의 용착이 생긴 것이 확인되었다.
또한, 맞대어져 있는 시트 부재의 단부에 미소한 간극이 생긴 개소에서는 접합 시트의 PET가 유입된 것도 확인할 수 있었다.
그리고, 이 실시예 2의 시트 접합체의 접합 강도를 실시예 1의 시트 접합체와 마찬가지로 측정한 바 약 210 N/cm임을 알 수 있었다.
이 점에서도, 본 발명에 따르면 점착제를 이용하지 않고 우수한 접합 강도를 갖는 시트 접합체를 제조할 수 있음을 알 수 있다.
(실시예 3)
접합하는 2장의 시트 부재를, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지(PET)제 시트재 대신에 후지 필름사 제조의 80 ㎛ 두께의 트리아세틸셀룰로오스 수지(TAC)제 장척 시트재(폭 1330 mm)로 하고, 접합 시트로서 동일하게 TAC 시트(1330 mm 길이×5 mm 폭×80 ㎛ 두께)를 준비하였다.
이 접합 시트의 일면 중앙부에 약 3 mm 폭이 되도록 광 흡수제(젠텍스사 제 조, 상품명 "클리어웰드 LD120C")를 10 nL/mm2이 되는 양으로 도포하고, 상기 실시예 1과 마찬가지로 레이저 용착을 실시하였다.
또한, 접합 시트의 가압은 약 0.1 MPa 대신에 15 kgf/cm2가 되도록 하여 행하였다.
또한, 출력을 20W 대신에 30W로 한 것 이외에, 940 ㎚ 파장의 레이저광(스폿 직경 2 mmφ)을 100 mm/s로 주사한 점에 있어서는 실시예 1과 동일한 조건으로 용착을 실시하였다.
얻어진 시트 접합체(장척 시트)를 300N의 장력을 걸어, 한쪽 롤로부터 송출하여 다른 쪽 롤에 권취하는 "롤 투 롤(Roll to Roll) 반송"을 한 바, 이 접합부에서의 절단이 생기지 않고 양호하게 반송할 수 있었다.
(실시예 4)
접합하는 2장의 시트 부재를, 니혼 제온사 제조의 70 ㎛ 두께의 노르보르넨 수지제 장척 시트재(상품명 "제오노어", 폭 1000 mm)로 하고, 접합 시트로서 동일하게 노르보르넨 수지 시트(1000 mm 길이×5 mm 폭×70 ㎛ 두께)를 준비하였다.
상기 접합 시트의 일면 중앙부에 약 3 mm 폭이 되도록 광 흡수제(젠텍스사 제조, 상품명 "클리어웰드 LD120C")를 15 nL/mm2이 되는 양으로 도포하고, 상기 실시예 3과 마찬가지로 레이저 용착을 실시하였다.
또한, 접합 시트의 가압은 15 kgf/cm2 대신에 10 kgf/cm2가 되도록 하여 행 하였다.
또한, 출력을 30W 대신에 50W로 한 것 이외에, 940 ㎚ 파장의 레이저광(스폿 직경 2 mmφ)을 100 mm/s로 주사시킨 점에 있어서는 실시예 3과 동일한 조건으로 용착을 실시하였다.
얻어진 시트 접합체(장척 시트)를 300N의 장력을 걸어 "롤 투 롤 반송"한 바, 이 접합부에서의 절단이 생기지 않고 양호하게 반송할 수 있었다.
이들 점에서도, 본 발명에 따르면 점착제의 사용을 억제하면서도 우수한 접합 강도의 시트 접합체를 형성할 수 있음을 알 수 있다.
(비교예 1)
실시예 3과 동일한 TAC제 장척 시트를 준비하고, 상기 장척 시트의 단부끼리를 맞대고, 상기 맞댐 개소에 대하여 연신 폴리프로필렌 필름 기재의 50 mm 폭의 점착 테이프(닛토 덴꼬사 제조, 상품명 "단프론 테이프", 두께 70 ㎛(기재 두께 40 ㎛＋점착제층 두께 30 ㎛))를 접착시켜 실시예 3과 마찬가지로 장척의 시트 접합체를 제조하였다.
상기 점착 테이프를 맞댐부의 양면에 접착시킴으로써 300N의 장력을 걸어, 실시예 3과 마찬가지로 롤 투 롤 반송이 가능한 시트 접합체를 얻을 수 있었지만, 이 시트 접합체는 점착제의 사용에 의해 먼지 등의 부착에 의한 미관의 저하나 일부 성분이 알칼리 용액 등에 대하여 용출될 우려가 있음과 동시에 50 mm 폭의 테이프를 양면에 접착시킴으로써 "롤 투 롤 반송"에 있어서 2개의 롤러로 물린 개소를 접합부가 통과할 때의 충격이 큰 것이었다.
(비교예 2)
실시예 3과 동일한 TAC제 장척 시트를 준비하고, 상기 장척 시트의 단부끼리를 맞대고, 상기 맞댐 개소에 대하여 광 흡수제(젠텍스사 제조, 상품명 "클리어웰드 LD120C")를 도포하고, 상기 특허 문헌 1(일본 특허 공개 (평)5-278112호 공보)에 기재된 방법과 같이 레이저광을 조사하여 단부면끼리를 용착시켰다.
구체적으로는, 투명 유리판으로 10 kgf/cm2의 압력으로 가압하면서, 맞댐 개소에 대하여 940 ㎚ 파장의 레이저광(스폿 직경 1 mmφ, 출력 50 W)을 50 mm/s로 주사시켜 용착을 실시하였다.
얻어진 시트 접합체에 대하여 실시예 1, 2와 마찬가지로 인장 시험기로 접합 강도의 측정을 행한 바, 10 N/cm의 접합 강도밖에 없었고, 300N의 장력을 걸어 "롤 투 롤 반송"한 바, 상기 접합부를 따라 시트 접합체의 파단이 생기는 결과가 되었다.
도 1은 일 실시 형태의 시트 접합체 제조 방법을 나타내는 측면도. (a) 준비 공정, (b) 접합 공정, (c) 취출 공정.
도 2는 다른 실시 형태의 시트 접합체 제조 방법을 나타내는 측면도. (a) 준비 공정, (b) 접합 공정, (c) 취출 공정.
도 3은 실시예 1의 시트 접합체 제조 방법을 나타내는 측면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 시트 접합체
10: 제1 시트 부재
11: 단부
20: 제2 시트 부재
21: 단부
30: 접합 부재
40: 스테이지
50: 투명 유리판
R: 레이저광

Claims (4)

  1. 시트 부재의 단부끼리를 맞대고, 이 맞대어진 부분을 열가소성 수지가 함유되어 이루어지는 접합 부재로 피복하고, 상기 접합 부재로 피복되어 있는 개소에 레이저광을 조사하여 상기 시트 부재와 상기 접합 부재를 용착시킴으로써 상기 단부끼리를 접합시켜 시트 접합체를 제조하는 것을 특징으로 하는 시트 접합체의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 접합이 점착제를 이용하지 않고 실시되는 시트 접합체의 제조 방법.
  3. 시트 부재의 단부끼리가 맞대어져 접합 부재로 상기 단부끼리가 접합되어 있는 시트 접합체이며,
    상기 단부끼리가 맞대어진 부분에 열가소성 수지가 함유되어 이루어지는 접합 부재가 피복되고, 상기 접합 부재로 피복된 개소에 레이저광이 조사되어 상기 시트 부재와 상기 접합 부재가 용착됨으로써 상기 단부끼리가 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 시트 접합체.
  4. 제3항에 있어서, 상기 단부끼리가 점착제를 이용하지 않고 접합되어 있는 시트 접합체.
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