フィルム連続高速加工を可能にする独自の光学システム
―“GHS®”を用いた高速レーザー微細穴加工－
コンバーティング（Converting）技術について、関西コンバーティングものづくり研究会では「プラスチックフィルム・シート、金属箔、紙・板紙、不織布、繊維、鋼板、ガラスなどの比較的薄い基材に、コーティング、ラミネーティング、プリンティングなどの新たなプロセスを経て、新たな価値を生み出す行為の総称」と定義しています。
しかし、従来のレーザー穴加工技術では、レーザー発振器のパルスエネルギーが十分で無く、貫通するためには同じ場所にショットを重ねる必要がありました。 それらのレーザー照射技術は従来のガルバノスキャナーやポリゴンスキャナーではスキャン速度に限界があり、1秒間に最大3,000穴程度しかレーザー加工出来ていませんでした。 しかもこの工法はロールtoロール搬送の様な移動体に高速穴明加工を施すには問題があり、移動している速度に同期してレーザーを照射する機能が必要になり、光学設計が高精度かつ複雑な仕組みにならざるを得ないものでした。
近年、レーザーの性能も向上し電極材、プラスティックフィルム、金属箔への穴あけ加工が可能となる高出力、高繰り返し周波数のレーザーも販売されており、加工効率の向上が図れる環境が整ってきてはいますが、前述の従来のスキャナを活用した場合、十分にレーザーの能力を引き出すことができず、そのエネルギーの約50％以上がロスとなってしまい、効率の悪いレーザー加工となってしまいます。
又、それらのスキャナでは、ステップ＆リピートの繰り返しで、ロール搬送（電極材、フイルム、金属箔）の広幅に対応した大面積レーザー加工では光学系が追随できず、電極やフィルム製造のプラントにおけるスピードには、到底穴加工速度で及ばず、加えて、移動する電極、フィルムなどの大面積加工では、穴形状にバラツキが発生するなどの問題も生じ、レーザー加工速度・品質ともに課題を抱えていました。
ワイヤードが開発した新型スキャナ
GHS®“Grand Helical Scan”について
ワイヤードは、従来の問題点を解決するために世界に先駆けて全く違う視点で、光学設計を一から見直し独自のスキャン方式を開発しました。
レーザー光を加工面に螺旋状に照射する構造から、「GHS®グランドヘリカルスキャン方式」と呼称しています。
更に、光学上のエネルギーロスを10％以下に抑え、レーザー1ショットで200μm以上の厚みを貫通することを可能にしました。その高速レーザー穴加工速度は従来のスキャナの10倍を実現し、またロール搬送のフィルムに対応し、均一に光を分配する光学設計となっており、様々なフィルム、金属箔加えて電極への高速レーザー穴明加工を実現し、量産化を可能とする加工装置の開発を実現しました。
又、特筆すべきは高速で移動しながら高度な制御技術を駆使し特定の箇所へのレーザー穴明け加工を可能にし、樹脂フィルム、金属箔上に選択的なレーザー穴加工が可能となり、文字やパターンを描画する加飾加工が可能です。
また、加工時に発生する蒸散成分（浮遊粒子状物質、ヒュームなど）も連続加工においては阻害要因になり得るため、この蒸散成分の集塵も効率的にかつ連続で行う必要があります。この機能もスキャナ一体型の構造にする事で、樹脂フィルムや金属箔などのロールtoロール搬送による連続レーザー穴加工を実現し、試作に加えて量産加工機の生産・販売も開始しております。
ワイヤード独自の高速スキャナによる、電極、金属箔、樹脂フィルム、その他複合フィルムへの高速連続微細穴加工技術の紹介をご覧いただき、お気軽にお問い合わせください。
| ロールto ロールレーザー加工機 | GHS®180 | GHS®360 |
| 装置外観 |  |
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| 原反幅 | 150mm | 300mm |
| 加工幅 | 120mm | 300mm |
| 送り速度 | 0.5~8m/min | 0.2~10m/min |
| 波長（＊） | 355nm | 1070nm |
| ＊ 発振器の載せ替えにより、波長は変更が可能です。 | ||