CN111194259A - 树脂接合体及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

在将线性膨胀系数彼此不同的第1树脂部件(14)和第2树脂部件(16)接合而获得树脂接合体(10)的树脂接合体的制造方法中，具有弹性体(12)夹装工序和接合工序。在弹性体(12)夹装工序中，使热可塑性的弹性体(12)以熔融状态夹装于第1树脂部件(14)的第1接合面(22)与第2树脂部件(16)的第2接合面(28)之间。在接合工序中，通过使夹装于第1接合面(22)与所述第2接合面(28)之间的弹性体(12)和由于弹性体(12)的热而熔融的第1接合面(22)及第2接合面(28)固化，来接合第1树脂部件(14)和第2树脂部件(16)。

Description

树脂接合体及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种由第1树脂部件和第2树脂部件接合而成的树脂接合体及其制造方法(resin joined body and method for manufacturing same)。
背景技术
在使用通常的粘接剂来接合第1树脂部件和第2树脂部件的树脂接合体的制造方法中，由于需要使该粘接剂固化的时间，因此难以提高树脂接合体的制造效率。因此，例如，在日本发明专利公开公报特开2005-119051号中，公开了一种通过激光熔接而代替使用粘接剂来接合第1树脂部件和第2树脂部件的树脂接合体的制造方法。
在该制造方法中，在抵接的第1树脂部件与第2树脂部件之间所产生的间隙中填充弹性体(elastomer)，在抑制了空气侵入的状态下进行激光熔接。具体而言，使对激光具有透射性的第1树脂部件与对该激光具有吸收性的第2树脂部件以彼此之间夹装有弹性体的状态抵接，并且从第1树脂部件侧照射激光。由于第2树脂部件的表面吸收从第1树脂部件和弹性体透射的激光，从而在该表面附近产生热。通过该热被传递至弹性体和第1树脂部件，使第1树脂部件与第2树脂部件接合。
发明内容
在第1树脂部件由对激光不显示出透射性的材料构成的情况下、以及在第2树脂部件由对激光不显示出吸收性的材料构成的情况下，均无法适用如上所述这样的进行激光熔接来获得树脂接合体的方法。另外，由于需要用于照射激光的设备，而相应地导致树脂接合体的制造成本高涨。
本发明的主要目的在于，提供一种能够提高材料的设计自由度、降低制造成本和提高制造效率的树脂接合体和该树脂接合体的制造方法。
根据本发明的一实施方式，提供一种树脂接合体的制造方法，将线性膨胀系数彼此不同的第1树脂部件和第2树脂部件接合而获得树脂接合体，其特征在于，具有弹性体夹装工序和接合工序，其中，在所述弹性体夹装工序中，使热可塑性的弹性体以熔融状态夹装于所述第1树脂部件的第1接合面与所述第2树脂部件的第2接合面之间；在所述接合工序中，通过使夹装于所述第1接合面与所述第2接合面之间的所述弹性体和由于所述弹性体的热而熔融的所述第1接合面及所述第2接合面固化，来接合所述第1树脂部件和所述第2树脂部件。
在该树脂接合体的制造方法的弹性体夹装工序中，能够使第1接合面和第2接合面通过夹装于第1接合面与第2接合面之间的熔融的弹性体的热而熔融。这样，通过使熔融的部分在接合工序中固化，能够将第1树脂部件和第2树脂部件接合而获得树脂接合体。因此，能够将第1接合面和第2接合面接合而并不使用激光、通常的粘接剂。
因此，与是否对激光显示出透射性或者吸收性无关，而能够将由各种材料构成的第1树脂部件和第2树脂部件接合而获得树脂接合体。即能够提高材料的设计自由度。另外，即使是线性膨胀系数彼此不同的第1树脂部件和第2树脂部件，也能够获得质量优异的树脂接合体。
在第1树脂部件的线性膨胀系数与第2树脂部件不同的情况下，由于树脂接合体的温度变化，而在第1树脂部件与第2树脂部件的接合界面产生与线性膨胀系数之差相对应的应力，因此易于产生树脂接合体的变形、第1接合面与第2接合面的剥离。然而，在如上所述这样获得的树脂接合体中，将弹性体夹装于第1接合面与第2接合面之间。因此，即使产生上述的应力，也能够通过弹性体进行伸缩，来抑制树脂接合体产生变形、第1树脂部件与第2树脂部件发生剥离，从而能够实现树脂接合体的高质量化。
另外，由于能够无需用于照射激光的设备，从而相应地能够简化树脂接合体的制造装置、降低制造成本。
而且，由于如上所述这样的使熔融的部分固化所需的时间比使通常的粘接剂固化的时间短，因此能够快速地获得树脂接合体。即，能够提高树脂接合体的制造效率。
在上述的树脂接合体的制造方法中，优选为在所述弹性体夹装工序中，在向相比所述第1树脂部件难以产生热变形的所述第2树脂部件的所述第2接合面供给熔融的所述弹性体之后，使所述第2接合面与所述第1接合面隔着所述弹性体相向，由此，使熔融的所述弹性体夹装于所述第2接合面与所述第1接合面之间。在该情况下，由于能够使第1树脂部件的第1接合面接触温度由于热经由第2接合面传递至第2树脂部件而相应地下降的弹性体，因此能够抑制第1树脂部件产生变形。
另外，在第1接合面与弹性体接触之后，弹性体在该第1接合面与第2接合面之间受到挤压而流动，因此第1接合面及第2接合面与弹性体的接触面积增大。伴随于此，即使弹性体的温度下降，也能够有效地抑制第1树脂部件的热变形。其结果，能够获得尺寸精度优异的树脂接合体。
在上述的树脂接合体的制造方法中，优选为使所述第1树脂部件和所述第2树脂部件的树脂材料为聚丙烯和聚乙烯中的至少任一种，使所述弹性体为烯烃系弹性体。在该情况下，由于第1树脂部件及第2树脂部件的树脂材料与弹性体的组分相近，因此能够获得通过该弹性体将第1接合面和第2接合面进一步高强度地接合而成的树脂接合体。
根据本发明的另一实施方式，提供一种树脂接合体，其由线性膨胀系数彼此不同的第1树脂部件和第2树脂部件接合而成，其特征在于，所述第1树脂部件和所述第2树脂部件的树脂材料为聚丙烯和聚乙烯中的至少任一种，在所述第1树脂部件的第1接合面与所述第2树脂部件的第2接合面之间，夹装有热可塑性的烯烃系弹性体。
该树脂接合体能够不使用激光、通常的粘接剂而获得。因此，能够与是否对激光显示出透射性或者吸收性无关，而选择各种材料作为第1树脂部件和第2树脂部件，从而能够提高材料的设计自由度。而且，即使在选择了线性膨胀系数彼此不同的第1树脂部件和第2树脂部件的情况下，通过在第1接合面与第2接合面之间夹装弹性体，也能够抑制树脂接合体根据线性膨胀系数之差而产生的变形、剥离。另外，由于能够无需用于照射激光的设备，而相应地能够简化树脂接合体的制造装置、降低制造成本。而且，由于能够无需使粘接剂固化的时间、工序，因此能够提高树脂接合体的制造效率。
而且，由于第1树脂部件及第2树脂部件的树脂材料与弹性体的组分相近，因此能够通过该弹性体将第1接合面与第2接合面高强度地接合。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式所涉及的树脂接合体的概略剖视图。
图2是说明本发明的第1实施方式所涉及的树脂接合体的制造方法中的弹性体夹装工序的说明图。
图3是本发明的第2实施方式所涉及的树脂接合体的概略剖视图。
图4是说明作为本发明的第2实施方式所涉及的树脂接合体的制造方法中的弹性体夹装工序，而向第2接合面供给熔融的弹性体的状态的说明图。
具体实施方式
列举优选的实施方式，参照附图来详细地说明本发明所涉及的树脂接合体和该树脂接合体的制造方法。
如图1所示，第1实施方式所涉及的树脂接合体10由经由弹性体12接合的第1树脂部件14和第2树脂部件16构成。此外，树脂接合体10能够适用于各种各样的用途的树脂接合体，并且能够根据该用途形成各种各样的形状。
第1树脂部件14具有第1平板部18和被立设于该第1平板部18的周缘部的第1立设部20。另外，由第1平板部18的立设有第1立设部20的一侧的表面22a和第1立设部20的内壁面22b形成第1接合面22。第1树脂部件14的材料并未特别限定，但从例如提高耐冲击性的观点等出发，优选由纤维增强树脂形成，其中，树脂材料为聚丙烯和聚乙烯中的至少任一种，增强纤维为滑石纤维。
第2树脂部件16具有第2平板部24和被立设于该第2平板部24的周缘部的第2立设部26，所述第2树脂部件16被配置于上述的第1树脂部件14的内侧。此时，与第1接合面22相向的面、即第2平板部24的与立设有第2立设部26的一侧相反的表面28a和第2立设部26的外壁面28b形成第2接合面28。
第2树脂部件16的材料并未特别限定，但从例如提高强度的观点等出发，优选由纤维增强树脂形成，其中，树脂材料为聚丙烯和聚乙烯中的至少任一种，增强纤维为玻璃纤维。第2树脂部件16的线性膨胀系数的数值与第1树脂部件14的线性膨胀系数不同。另外，第2树脂部件16相比第1树脂部件14难以产生热变形。
弹性体12夹装于第1接合面22与第2接合面28之间。另外，弹性体12具有热可塑性，由与第1树脂部件14和第2树脂部件16的树脂材料相近的组分构成。在第1树脂部件14和第2树脂部件16的树脂材料为聚丙烯和聚乙烯中的至少任一种的情况下，优选弹性体12为烯烃系弹性体。这样，通过分别设定弹性体12、第1树脂部件14和第2树脂部件16的材料，能够通过弹性体12将第1接合面22与第2接合面28进一步高强度地接合。
树脂接合体10大致上如上述这样构成。下面，结合参照图2，列举获得上述的树脂接合体10的情况为例，说明第1实施方式所涉及的树脂接合体的制造方法。在该制造方法中，首先，以第1接合面22和第2接合面28隔开间隔相向的方式，在第1树脂部件14的内侧配置第2树脂部件16，从而在第1接合面22与第2接合面28之间形成空间。
接着，如图2所示，进行弹性体夹装工序，在所述弹性体夹装工序中，通过使用例如公知的供给装置30，将弹性体12以熔融状态向上述的空间进行供给，从而使熔融的弹性体12夹装于第1接合面22与第2接合面28之间。据此，由于能够使弹性体12的热传递至第1接合面22和第2接合面28，因此能够使该第1接合面22和第2接合面28熔融。向上述的空间供给弹性体12直至弹性体12夹装于整个第1接合面22与第2接合面28之间为止，然后停止由供给装置30进行的弹性体12的供给。
接着，如图1所示，进行接合工序，在所述接合工序中，通过使夹装于第1接合面22与第2接合面28之间的弹性体12和由于该弹性体12的热而熔融的第1接合面22及所述第2接合面28固化，由此来接合第1树脂部件14和所述第2树脂部件16。据此，能够获得在第1接合面22与第2接合面28之间夹装有弹性体12的树脂接合体10。在该树脂接合体10中，通过第1树脂部件14及第2树脂部件16各自的树脂材料的分子链与弹性体12的分子链彼此嵌入，从而第1接合面22和第2接合面28经由弹性体12被良好地粘接。
树脂接合体10和第1实施方式所涉及的制造方法取得以下的效果。如上所述，由于能够使第1接合面22和第2接合面28通过熔融的弹性体12的热而熔融，因此能够将第1接合面22和第2接合面28接合而并不使用激光、通常的粘接剂。
因此，与是否对激光显示出透射性或者吸收性无关，而能够将由各种材料构成的第1树脂部件14和第2树脂部件16接合而获得树脂接合体10。即，能够提高材料的设计自由度。另外，即使是线性膨胀系数彼此不同的第1树脂部件14和第2树脂部件16，也能够获得质量优异的树脂接合体10。
在第1树脂部件14的线性膨胀系数与第2树脂部件16的线性膨胀系数不同的情况下，由于树脂接合体10的温度变化，而在第1树脂部件14与第2树脂部件16的接合界面产生与线性膨胀系数之差相对应的应力。在该树脂接合体10中，由于将弹性体12夹装于第1接合面22与第2接合面28之间，因此即使产生上述的应力，弹性体12也会伸缩。据此，能够抑制树脂接合体10产生变形、第1树脂部件14与第2树脂部件16发生剥离，从而能够实现树脂接合体10的高质量化。
另外，由于能够无需用于照射激光的设备，而相应地能够简化树脂接合体10的制造装置、降低制造成本。
而且，由于如上所述这样的使熔融的部分固化所需的时间比使通常的粘接剂固化的时间短，因此能够快速地获得树脂接合体10。即，能够提高树脂接合体10的制造效率。
下面，参照图3和图4来说明第2实施方式所涉及的树脂接合体40和该树脂接合体40的制造方法。此外，针对图3和图4所示的结构要素之中的、与图1和图2所示的结构要素相同的结构或者起到同样的功能和效果的结构要素，标注相同的附图标记，并且省略详细的说明。
如图3所示，树脂接合体40是车辆(未图示)的后背门的结构部件，由经由弹性体12接合的外板42(第1树脂部件)和内板44(第2树脂部件)构成。此外，树脂接合体40能够适用于各种各样的用途的树脂接合体，并且能够根据该用途形成各种各样的形状，而并不限定于后背门的结构部件。
如图4所示，外板42能够由与上述的第1树脂部件14相同的材料形成，并且在与内板44相向的相向面42a上，设置有用于定位的多个凸部46。另外，在外板42的相向面42a的外周缘部，沿着周向隔开间隔地设置有两处第1接合面48。此外，第1接合面48设置的部位、个数并无特别限定，例如也可以以围绕外板42的相向面42a的外周缘部的方式来设置第1接合面48。
内板44能够由与上述的第2树脂部件16相同的材料形成，并且在面向外板42的凸部46的部位上设置有与该凸部46嵌合的凹部50。另外，内板44在面向外板42的第1接合面48的部位上，设置有第2接合面52。
树脂接合体40大致上如上述这样构成。下面，列举获得上述的树脂接合体40的情况为例，说明第2实施方式所涉及的树脂接合体的制造方法。在该制造方法的弹性体夹装工序中，首先，如图4所示，使用供给装置30向相比外板42难以产生热变形的内板44的第2接合面52供给熔融状态的弹性体12。据此，在第2接合面52上形成由熔融的弹性体12构成的凸棱(bead)。
如上所述，在供给至第2接合面52上的弹性体12固化之前，使用例如未图示的机器人等搬运机构，以凸部46与凹部50嵌合的方式使位置对齐的外板42与内板44重叠。这样，在使第1接合面48抵接于第2接合面52上的弹性体12的状态下，在第1接合面48和第2接合面52接近的方向上，对外板42和内板44作用载荷。据此，能够使弹性体12一边流动一边夹装于第1接合面48与第2接合面52之间。
之后，与第1实施方式所涉及的制造方法同样地，进行接合工序，由此，如图3所示，能够获得在第1接合面48与第2接合面52之间夹装有弹性体12的树脂接合体40。
第2实施方式所涉及的制造方法除了上述的效果以外，还取得以下的效果。即，如上所述，在第2实施方式所涉及的制造方法的弹性体夹装工序中，能够使外板42的第1接合面48抵接于温度由于热经由第2接合面52传递至内板44而相应地下降的弹性体12。据此，能够抑制外板42产生热变形。
另外，在第1接合面48与弹性体12接触之后，弹性体12在该第1接合面48与第2接合面52之间受到挤压而流动，因此第1接合面48及第2接合面52与弹性体12的接触面积增大。伴随于此，通过弹性体12的温度下降，也能够有效地抑制外板42的热变形。其结果，能够获得尺寸精度优异的树脂接合体40。
在第2实施方式所涉及的制造方法中，通过例如调整由供给装置30供给弹性体12的部位、调整凸棱的形状或体积、调整在第1接合面48与第2接合面52接近的方向上对外板42和内板44作用的载荷的大小等，由此能够选择性地使弹性体12夹装于外板42和内板44的所希望的部位，从而获得树脂接合体40。
本发明并不特别限定于上述的实施方式，在不脱离其主旨的范围内，能够进行各种变形。
例如，在上述的第2实施方式所涉及的制造方法中，虽然设定了将熔融状态的弹性体12供给至内板44的第2接合面52，但并不特别限定于此。可以将熔融状态的弹性体12供给至外板42的第1接合面48，也可以将熔融状态的弹性体12供给至第1接合面48和第2接合面52双方。
附图标记说明
10、40：树脂接合体；12：弹性体；14：第1树脂部件；16：第2树脂部件；18：第1平板部；20：第1立设部；22、48：第1接合面；22a：表面；22b：内壁面；24：第2平板部；26：第2立设部；28、52：第2接合面；28a：表面；28b：外壁面；30：供给装置；42：外板；42a：相向面；44：内板；46：凸部；50：凹部。

Claims (4)

1.一种树脂接合体(10、40)的制造方法，将线性膨胀系数彼此不同的第1树脂部件(14、42)和第2树脂部件(16、44)接合而获得树脂接合体(10、40)，其特征在于，
具有弹性体(12)夹装工序和接合工序，其中，
在所述弹性体(12)夹装工序中，使热可塑性的弹性体(12)以熔融状态夹装于所述第1树脂部件(14、42)的第1接合面(22、48)与所述第2树脂部件(16、44)的第2接合面(28、52)之间；
在所述接合工序中，通过使夹装于所述第1接合面(22、48)与所述第2接合面(28、52)之间的所述弹性体(12)和由于所述弹性体(12)的热而熔融的所述第1接合面(22、48)及所述第2接合面(28、52)固化，来接合所述第1树脂部件(14、42)和所述第2树脂部件(16、44)。
2.根据权利要求1所述的树脂接合体(40)的制造方法，其特征在于，
在所述弹性体(12)夹装工序中，在向所述第2树脂部件(44)的所述第2接合面(52)供给熔融的所述弹性体(12)之后，使所述第2接合面(52)与所述第1接合面(48)隔着所述弹性体(12)相向，据此使熔融的所述弹性体(12)夹装于所述第2接合面(52)与所述第1接合面(48)之间，其中，与所述第1树脂部件(42)相比，所述第2树脂部件(44)难以产生热变形。
3.根据权利要求1或2所述的树脂接合体(10、40)的制造方法，其特征在于，
使所述第1树脂部件(14、42)和所述第2树脂部件(16、44)的树脂材料为聚丙烯和聚乙烯中的至少任一种，且使所述弹性体(12)为烯烃系弹性体。
4.一种树脂接合体(10、40)，其由线性膨胀系数彼此不同的第1树脂部件(14、42)和第2树脂部件(16、44)接合而成，其特征在于，
所述第1树脂部件(14、42)和所述第2树脂部件(16、44)的树脂材料为聚丙烯和聚乙烯中的至少任一种，
在所述第1树脂部件(14、42)的第1接合面(22、48)与所述第2树脂部件(16、44)的第2接合面(28、52)之间夹装有热可塑性的烯烃系弹性体(12)。
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