JP4438501B2 - 樹脂加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、レーザ光を樹脂に照射して該樹脂を加工する方法に関するものである。

レーザ光を照射して樹脂を加工する技術として特許文献１に開示されたものが知られている。この文献に開示された樹脂加工技術は、レーザ光照射により発熱して変性する樹脂製フィルムを樹脂成型品の面上に配置し、更にその上に透明なカバー部材を配置して、カバー部材の側からレーザ光を照射する。そして、このレーザ光照射により、樹脂製フィルムを発熱・変性させて、該樹脂製フィルムを樹脂成型品の表面に融着させ、変性しなかった樹脂製フィルムの部分およびカバー部材を取り外す。
特開２００３−２７３２５８号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された樹脂加工方法は、意図した樹脂加工を行うに際して多くの工程を必要とすることから、生産性が低く、加工コストが高い。

本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、高い生産性で安いコストで樹脂を加工することができる樹脂加工方法を提供することを目的とする。

本発明に係る樹脂加工方法は、レーザ光を樹脂に照射して該樹脂を加工する方法であって、加工対象の樹脂として第１樹脂，第２樹脂および第３樹脂を含み、第１樹脂，第２樹脂および第３樹脂がこの順に配置されており、第３樹脂の透過率より第２樹脂の透過率が大きいレーザ光を照射して、第１樹脂を硬化させるとともに、第２樹脂と第３樹脂とを互いに溶着することを特徴とする。この樹脂加工方法では、レーザ光の照射によって、第１樹脂が硬化するとともに、第２樹脂と第３樹脂とが溶着されるので、工程数が少なく、高い生産性で安いコストで樹脂を加工することができる。

また、本発明に係る樹脂加工方法は、レーザ光を樹脂に照射して該樹脂を加工する方法であって、加工対象の樹脂として第１樹脂，第２樹脂，第３樹脂および第４樹脂を含み、第４樹脂，第１樹脂，第２樹脂および第３樹脂がこの順に配置されており、第３樹脂の透過率より第２樹脂および第４樹脂それぞれの透過率が大きいレーザ光を照射して、第１樹脂を硬化させて第２樹脂と第４樹脂とを互いに接着するとともに、第２樹脂と第３樹脂とを互いに溶着することを特徴とする。この樹脂加工方法では、レーザ光の照射によって、第１樹脂の硬化により第２樹脂と第４樹脂とが接着されるとともに、第２樹脂と第３樹脂とが溶着されるので、工程数が少なく、高い生産性で安いコストで樹脂を加工することができる。

また、本発明に係る樹脂加工方法は、レーザ光を樹脂に照射して該樹脂を加工する方法であって、加工対象の樹脂として第１樹脂，第２樹脂および第３樹脂を含み、第１樹脂，第２樹脂および第３樹脂がこの順に配置されており、第３樹脂の透過率より第２樹脂の透過率が大きいレーザ光を照射して、第１樹脂を変色させるとともに、第２樹脂と第３樹脂とを互いに溶着することを特徴とする。この樹脂加工方法では、レーザ光の照射によって、第１樹脂が変色するとともに、第２樹脂と第３樹脂とが互いに溶着されるので、工程数が少なく、高い生産性で安いコストで樹脂を加工することができる。

また、本発明に係る樹脂加工方法は、レーザ光を樹脂に照射して該樹脂を加工する方法であって、加工対象の樹脂として第１樹脂，第２樹脂，第３樹脂および第４樹脂を含み、第４樹脂，第２樹脂，第１樹脂および第３樹脂がこの順に配置されており、レーザ光を照射して、第１樹脂を硬化させて第２樹脂と第３樹脂とを互いに接着するとともに、第４樹脂を変色させることを特徴とする。この樹脂加工方法では、レーザ光の照射によって、第１樹脂の硬化により第２樹脂と第３樹脂とが互いに接着されるとともに、第４樹脂が変色するので、工程数が少なく、高い生産性で安いコストで樹脂を加工することができる。

何れかの樹脂が紫外線硬化型樹脂である場合には、レーザ光の中心波長は５００ｎｍ以下であるのが好適である。

本発明によれば、高い生産性で安いコストで樹脂を加工することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

（第１実施形態）
先ず、本発明に係る樹脂加工方法の第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係る樹脂加工方法の説明図である。この第１実施形態に係る樹脂加工方法は、レーザ光Ｌを樹脂１１〜１３に照射して該樹脂を加工する方法である。加工対象の樹脂として第１樹脂１１，第２樹脂１２および第３樹脂１３が含まれる。第１樹脂１１，第２樹脂１２および第３樹脂１３がこの順に配置されている。レーザ光Ｌの波長において、第３樹脂１３の透過率より第２樹脂１２の透過率が大きい。なお、第１樹脂１１が紫外線硬化型樹脂である場合には、レーザ光Ｌの中心波長は５００ｎｍ以下であるのが好適である。

レーザ光Ｌは、第１樹脂１１の側から照射される。この照射されたレーザ光Ｌは、第１樹脂１１に入射するとともに、第２樹脂１２を透過して第３樹脂１３にも入射する。第１樹脂１１にレーザ光Ｌが照射されると、第１樹脂１１は硬化する。また、第３樹脂１３にレーザ光が照射されると、第３樹脂１３は発熱して、第２樹脂１２と第３樹脂１３との境界近傍に溶着層Ａが形成され、第２樹脂１２と第３樹脂１３とは互いに溶着される。

このように、本実施形態に係る樹脂加工方法では、レーザ光Ｌの照射によって、第１樹脂１１が硬化するとともに、第２樹脂１２と第３樹脂１３とが溶着されるので、工程数が少なく、高い生産性で安いコストで樹脂を加工することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明に係る樹脂加工方法の第２実施形態について説明する。図２は、第２実施形態に係る樹脂加工方法の説明図である。この第２実施形態に係る樹脂加工方法は、レーザ光Ｌを樹脂１１〜１４に照射して該樹脂を加工する方法である。加工対象の樹脂として第１樹脂１１，第２樹脂１２，第３樹脂１３および第４樹脂１４が含まれる。第４樹脂１４，第１樹脂１１，第２樹脂１２および第３樹脂１３がこの順に配置されている。レーザ光Ｌの波長において、第３樹脂１３の透過率より第２樹脂１２および第４樹脂１４それぞれの透過率が大きい。なお、第１樹脂１１が紫外線硬化型樹脂である場合には、レーザ光Ｌの中心波長は５００ｎｍ以下であるのが好適である。

レーザ光Ｌは、第４樹脂１４の側から照射される。この照射されたレーザ光Ｌは、第４樹脂１４を透過して第１樹脂１１に入射するとともに、更に第２樹脂１２を透過して第３樹脂１３にも入射する。第１樹脂１１にレーザ光Ｌが照射されると、第１樹脂１１は硬化して、第２樹脂１２と第４樹脂１４とは接着される。また、第３樹脂１３にレーザ光が照射されると、第３樹脂１３は発熱して、第２樹脂１２と第３樹脂１３との境界近傍に溶着層Ａが形成され、第２樹脂１２と第３樹脂１３とは互いに溶着される。

このように、本実施形態に係る樹脂加工方法では、レーザ光Ｌの照射によって、第１樹脂１１の硬化により第２樹脂１２と第４樹脂１４とが接着されるとともに、第２樹脂１２と第３樹脂１３とが溶着されるので、工程数が少なく、高い生産性で安いコストで樹脂を加工することができる。

（第３実施形態）
次に、本発明に係る樹脂加工方法の第３実施形態について説明する。図３は、第３実施形態に係る樹脂加工方法の説明図である。この第３実施形態に係る樹脂加工方法は、レーザ光Ｌを樹脂１１〜１３に照射して該樹脂を加工する方法である。加工対象の樹脂として第１樹脂１１，第２樹脂１２および第３樹脂１３が含まれる。第１樹脂１１，第２樹脂１２および第３樹脂１３がこの順に配置されている。レーザ光Ｌの波長において、第３樹脂１３の透過率より第２樹脂１２の透過率が大きい。

レーザ光Ｌは、第１樹脂１１の側から照射される。この照射されたレーザ光Ｌは、第１樹脂１１に入射するとともに、第２樹脂１２を透過して第３樹脂１３にも入射する（同図（ａ））。第１樹脂１１にレーザ光Ｌが照射されると、第１樹脂１１は変色する。また、第３樹脂１３にレーザ光が照射されると、第３樹脂１３は発熱して、第２樹脂１２と第３樹脂１３との境界近傍に溶着層Ａが形成され、第２樹脂１２と第３樹脂１３とは互いに溶着される（同図（ｂ））。

このように、本実施形態に係る樹脂加工方法では、レーザ光Ｌの照射によって、第１樹脂１１が変色するとともに、第２樹脂１２と第３樹脂１３とが溶着されるので、工程数が少なく、高い生産性で安いコストで樹脂を加工することができる。

（第４実施形態）
次に、本発明に係る樹脂加工方法の第４実施形態について説明する。図４は、第４実施形態に係る樹脂加工方法の説明図である。この第４実施形態に係る樹脂加工方法は、レーザ光Ｌを樹脂１１〜１４に照射して該樹脂を加工する方法である。加工対象の樹脂として第１樹脂１１，第２樹脂１２，第３樹脂１３および第４樹脂１４が含まれる。第４樹脂１４，第２樹脂１２，第１樹脂１１および第３樹脂１３がこの順に配置されている。なお、第１樹脂１１が紫外線硬化型樹脂である場合には、レーザ光Ｌの中心波長は５００ｎｍ以下であるのが好適である。

レーザ光Ｌは、第４樹脂１４の側から照射される。この照射されたレーザ光Ｌは、第４樹脂１４に入射するとともに、第２樹脂１２を透過して第１樹脂１１にも入射する（同図（ａ））。第４樹脂１４にレーザ光Ｌが照射されると、第４樹脂１４は変色する、また、第１樹脂１１にレーザ光Ｌが照射されると、第１樹脂１１は硬化して、第２樹脂１２と第３樹脂１３とは接着される（同図（ｂ））。

このように、本実施形態に係る樹脂加工方法では、レーザ光Ｌの照射によって、第１樹脂１１の硬化により第２樹脂１２と第３樹脂１３とが互いに接着されるとともに、第４樹脂１４が変色するので、工程数が少なく、高い生産性で安いコストで樹脂を加工することができる。

実施例１は、上述した第２実施形態（図２）に相当する。図２中のレーザ光Ｌの波長および各樹脂の組成は、以下のようなものである。レーザ光Ｌの波長は４０５ｎｍである。第１樹脂１１は、紫外線硬化型エポキシ樹脂（スリーボンド社製３１３０Ｂ）である。第２樹脂１２は、ポリプロピレン（ナチュラル）であり、レーザ光Ｌの波長４０５ｎｍにおいて透過率が２５％である。第３樹脂１３は、ポリプロピレン（オリエント化学工業社製ＬＴＷ-８１０１）であり、レーザ光Ｌの波長４０５ｎｍにおいて透過率が非常に小さい。第４樹脂１４は、ＰＭＭＡであり、レーザ光Ｌの波長４０５ｎｍにおいて透過率が９０％である。

なお、図５は、ポリプロピレン（オリエント化学工業社製ＬＴＷ-８１０１が配合されている）およびポリプロピレン（ナチュラル）それぞれの透過スペクトルを示す図である。図６は、ＰＭＭＡの透過スペクトルを示す図である。

それ故、第４樹脂１４を透過したレーザ光Ｌが第１樹脂１１に入射すると、第１樹脂１１が硬化して、この第１樹脂１１の硬化により第２樹脂１２と第４樹脂１４とは接着される。また、これとともに、レーザ光Ｌが更に第２樹脂１２を透過して第３樹脂１３に入射すると第３樹脂が発熱して、この第３樹脂１３の発熱により溶着層Ａが形成され、第２樹脂１２と第３樹脂１３とは溶着される。

実施例２は、上述した第３実施形態（図３）に相当する。図３中のレーザ光Ｌの波長および各樹脂の組成は、以下のようなものである。レーザ光Ｌの波長は４０５ｎｍである。第１樹脂１１は、ファインデバイス社製の吸収剤であり、レーザ光Ｌの波長４０５ｎｍにおいて透過率が３０％であるが、発熱により変色し、その変色後では波長４０５ｎｍにおいて透過率が８０％である。第２樹脂１２は、ＰＭＭＡであり、レーザ光Ｌの波長４０５ｎｍにおいて透過率が９０％である。第３樹脂１３は、吸収剤入りのポリカーボネートであり、吸収剤の含有量が調整されて、レーザ光Ｌの波長４０５ｎｍにおいて透過率が１５％以下とされる。

それ故、レーザ光Ｌの照射によって、第１樹脂１１は、発熱して変色するとともに、その熱により第２樹脂１２を溶融させて、第２樹脂１２表面にマーキングを施す。また、これとともに、第２樹脂１２を透過したレーザ光Ｌが第３樹脂１３に入射すると、第３樹脂１３が発熱して、この第３樹脂１３の発熱により溶着層Ａが形成され、第２樹脂１２と第３樹脂１３とは溶着される（図３（ｂ））。

なお、この場合、第１樹脂１１が透明化することにより、第１樹脂１１の発熱が小さくなって、レーザ光Ｌの過剰照射に因る過剰なマーキングを回避することができる。すなわち、意図したマーキングを容易に行うことができる。

実施例３は、上述した第４実施形態（図４）に相当する。図４中のレーザ光Ｌの波長および各樹脂の組成は、以下のようなものである。レーザ光Ｌの波長は４０５ｎｍである。第１樹脂１１は、紫外線硬化型エポキシ樹脂（スリーボンド社製３１３０Ｂ）である。第２樹脂１２は、ＰＭＭＡであり、レーザ光Ｌの波長４０５ｎｍにおいて透過率が９０％である。第３樹脂１３は、ポリカーボネートである。第４樹脂１４は、ファインデバイス社製の吸収剤であり、レーザ光Ｌの波長４０５ｎｍにおいて透過率が３０％であるが、発熱により変色し、その変色後では波長４０５ｎｍにおいて透過率が８０％である。

それ故、レーザ光Ｌの照射によって、第４樹脂１４は、発熱して変色するとともに、その熱により第２樹脂１２を溶融させて、第２樹脂１２表面にマーキングを施す。また、これとともに、第２樹脂１２を透過したレーザ光Ｌが第１樹脂１１に入射すると、第１樹脂１１が硬化して、この第１樹脂１１の硬化により第２樹脂１２と第３樹脂１３とが互いに接着される（図４（ｂ））。

なお、この場合、第１樹脂１１が透明化することにより、第１樹脂１１の発熱が小さくなって、レーザ光Ｌの過剰照射に因る過剰なマーキングを回避することができる。すなわち、意図したマーキングを容易に行うことができる。

第１実施形態に係る樹脂加工方法の説明図である。 第２実施形態に係る樹脂加工方法の説明図である。 第３実施形態に係る樹脂加工方法の説明図である。 第４実施形態に係る樹脂加工方法の説明図である。 ポリプロピレン（オリエント化学工業社製ＬＴＷ-８１０１）およびポリプロピレン（ナチュラル）それぞれの透過スペクトルを示す図である。 ＰＭＭＡの透過スペクトルを示す図である。

符号の説明

１１…第１樹脂、１２…第２樹脂、１３…第３樹脂、１４…第４樹脂。

Claims (5)

1. レーザ光を樹脂に照射して該樹脂を加工する方法であって、
   加工対象の樹脂として第１樹脂，第２樹脂および第３樹脂を含み、前記第１樹脂，前記第２樹脂および前記第３樹脂がこの順に配置されており、
   前記第３樹脂の透過率より前記第２樹脂の透過率が大きいレーザ光を照射して、前記第１樹脂を硬化させるとともに、前記第２樹脂と前記第３樹脂とを互いに溶着する、
   ことを特徴とする樹脂加工方法。
2. レーザ光を樹脂に照射して該樹脂を加工する方法であって、
   加工対象の樹脂として第１樹脂，第２樹脂，第３樹脂および第４樹脂を含み、前記第４樹脂，前記第１樹脂，前記第２樹脂および前記第３樹脂がこの順に配置されており、
   前記第３樹脂の透過率より前記第２樹脂および前記第４樹脂それぞれの透過率が大きいレーザ光を照射して、前記第１樹脂を硬化させて前記第２樹脂と前記第４樹脂とを互いに接着するとともに、前記第２樹脂と前記第３樹脂とを互いに溶着する、
   ことを特徴とする樹脂加工方法。
3. レーザ光を樹脂に照射して該樹脂を加工する方法であって、
   加工対象の樹脂として第１樹脂，第２樹脂および第３樹脂を含み、前記第１樹脂，前記第２樹脂および前記第３樹脂がこの順に配置されており、
   前記第３樹脂の透過率より前記第２樹脂の透過率が大きいレーザ光を照射して、前記第１樹脂を変色させるとともに、前記第２樹脂と前記第３樹脂とを互いに溶着する、
   ことを特徴とする樹脂加工方法。
4. レーザ光を樹脂に照射して該樹脂を加工する方法であって、
   加工対象の樹脂として第１樹脂，第２樹脂，第３樹脂および第４樹脂を含み、前記第４樹脂，前記第２樹脂，前記第１樹脂および前記第３樹脂がこの順に配置されており、
   レーザ光を照射して、前記第１樹脂を硬化させて前記第２樹脂と前記第３樹脂とを互いに接着するとともに、前記第４樹脂を変色させる、
   ことを特徴とする樹脂加工方法。
5. 前記レーザ光の中心波長が５００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の樹脂加工方法。

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