JPS60212327A - 異種合成樹脂材料の接合方法 - Google Patents

異種合成樹脂材料の接合方法

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JPS60212327A
JPS60212327A JP59069718A JP6971884A JPS60212327A JP S60212327 A JPS60212327 A JP S60212327A JP 59069718 A JP59069718 A JP 59069718A JP 6971884 A JP6971884 A JP 6971884A JP S60212327 A JPS60212327 A JP S60212327A
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resin materials
joining
laser light
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Toshihisa Terasawa
寺沢　利久
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、異種の合成樹脂材料を重ね合わせ、その両者
をレーザ光によって接合させる方法に関するものである
。
〔従来技術〕
従来、合成樹脂材料と合成樹脂材料とを接合する際には
、熱を加えて溶着する物理的接合方法と接着剤を用いて
接着する化学的接合方法が広く利用されている。
すなわち、前者の物理的接合方法は、接合しようとする
合成樹脂材料の接合面でメタルメツシュ等の発熱体を発
熱させて両者の合成樹脂材料の接合面を溶融させつつ加
圧・冷却し、再合成樹脂材料を接合する方法である。ま
た、後者の化学的接合方法は、接合しようとする合成樹
脂材料の接合面にホットメルト等の接着剤を介在させ、
一方の合成樹脂材料の表面から高周波または超音波を付
与させて接着剤を加熱・溶融させた後、両者の合成樹脂
材料を加圧しつつ冷却し、再合成樹脂材料を接合する方
法である。
しかし、前者の物理的接合方法においては、同種の合成
樹脂材料を接合する際には接合しようとする両者の合成
樹脂材料・の溶融温度が同一であるとともに、相溶性を
有するので、再合成樹脂材料の接合には適しているが、
異種の合成樹脂材料を接合する際には両者の合成樹脂材
料の溶融温度が異なるとともに、相溶性が悪いことから
、再合成樹脂材料の接合は困難である。また、後者の化
学的接合方法においては、同種の合成樹脂材料を接合す
る際には前者の物理的接合方法と同様に適しているが、
異種の合成樹脂材料を接合する際には合成樹脂材料の材
質によって接着剤の接着力が低下し、再合成樹脂材料を
強固に接合することは困難である。
上述のようなことから、異種の合成樹脂材料を接合する
際には、機械的接合方法が多く利用されてい為。その代
表例を第２図に示すポリプロピレンとポリエチレンの接
合方法によって説明する。
第２図においては、５１はポリプロピレン樹脂からなる
板部材であって、この板部材５１の下部にはポリエチレ
ン樹脂からなる板部材５２が配設されており、このポリ
エチレン樹脂の板部材５２とポリプロピレン樹脂の板部
材５１とは互いに対向する部位に貫通孔５３ａ、５３ｂ
が形成されてい、る。そして、両板部材５１．５２の貫
通孔５３ａ、５３ｂには上方からパンキン５４をを介在
して螺子５５が螺合され、両板部材５１．５２が接合さ
れている。
しかしながら、このような機械的接合方法においては、
両板部材５１．５２に貫通孔５３ａ、５３ｂを形成し、
螺子５５を螺合しなければならず、前記の物理的接合方
法および化学的接合方法に比較して接合作業が煩雑とな
ることはもとより、画板部材５１５２に貫通孔５３ａ、
５３ｂを形成する必要があることから、画板部材５１．
５２の強度が低下する不具合がある。
〔発明の目的〕
本発明は、上記の不具合を解消するためになされたもの
で、その目的は重ね合わされた合成樹脂材料のうち、上
方の合成樹脂材料にレーザ光を照射して溶融させるとと
もに、再合成樹脂材料の接合面を露出させた後、その接
合面にさらにレーザ光を照射することにより、再合成樹
脂材料の強度を低下させることなく、容易に接合するこ
とができる異種合成樹脂材料の接合方法を提供すること
にある。
［発明の構成〕 上記の目的を達成するために、本発明に係る異種合成樹
脂材料の接合方法の構成は、異種の合成樹脂材料を重ね
合わせて両者を接合するにあたり、前記重ね合わされた
合成樹脂材料のうち、少なくとも上部の合成樹脂材料は
レーザ光に対して吸収性とし、この合成樹脂材料の表面
にレーザ光を照射して溶融させるとともに、その溶融物
を蒸発させて下部の合成樹脂材料との接合面を露出させ
た後、さらに、再合成樹脂材料との接合面にレーザ光を
照射するようにしたものである。
そして、上部に配置されるレーザ光に対して吸収性の合
成樹脂材料としては、カーボンブランク等の補助材料が
添加されたポリプロピレン樹脂、ガラス繊維で強化され
、かつカーボンブラックが添加されたスチレン−アクリ
ロニトリル共重合体等を挙げることができ、下部に配置
される合成樹脂材料としては、上述のレーザ光に対して
吸収性の合成樹脂の外に、ポリエチレン、塩化ビニール
、ポリプロピレン、スチレン−アクリロニトリル共重合
体等を挙げることができる。そして、これらの合成樹脂
材料は、重ね合わされた際に上部に配置される合成樹脂
材料がレーザ光に対して吸収性のものとなる組み合わせ
において自由に選択して接合することができる。
また、異種合成樹脂材料の接合時に使用されるレーザと
しては、ガラス：ネオジウムトレーザ、ＹＡＧ：ネオジ
ウムル−ザ、ルビーレーザ、ヘリウム−ネオンレーザ、
クリプトンレーザ、アルゴンレーザ、Ｈｚレーザ、Ｎ２
レーザ等を挙げることができる。
また、異種合成樹脂材料の接合時に用いられるレーザの
波長としては、接合する合成樹脂材料に適合した波長が
必要であり、そのレーザの出力においては、５Ｗないし
３０Ｗが適しており、その出力が５Ｗ以下の場合には異
種の合成樹脂材料の接合面を互いに溶融させることがで
きず、３０Ｗ以上の場合には異種の合成樹脂材料が蒸発
したりぐ変質したりして接合が不可能である。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。
第１図は本発明に係る異種合成樹脂材料の接合方法を説
明する概略断面図を示すものである。
第１図の（ａ）ないしくｄ）において、ｌはガラス繊維
が添加されて強化されたスチレン−アクリロニトリル共
重合体からなる板部材であって、この板部材１の原材料
色はカーボンブランクが添加されて黒色となっており、
１．０６μｍ以下のレーザ光に対しては吸収性の性質を
有している。
また、板部材１の上部にはポリプロピレン樹脂からなる
板部材２が配設されており、その下面と板部材１との接
触部が接合面３となっている。そして、この板部材２の
原材料色は、カーボンブラックが添加されて黒色となっ
ており、１．０６μｍ以下のレーザ光に対しては、吸収
性の性質を有している。
そして、第１図の（ａ）のような異種合成樹脂材−料か
らなる板部材１．２を接合する際には、第１図の（ｂ）
に示すようにポリプロピレン樹脂の板部材２の上方にＹ
ＡＧ　：ネオジウムル−ザの照射ノズル４を位置させる
とともに、その照射ノズル４から波長が１．０６μｍ、
出力が２０ＷのＹＡＧレーザ光５を凸レンズ４ａを通過
させて照射する。
その際、ＹＡＧレーザ光５は、その波長と合成樹脂材料
の組成および色差によって、ポリプロピレン樹脂からな
る板部材２の照射位置にエネルギとして蓄積される。そ
して、照射位置に蓄積されたエネルギによって板部材２
が加熱され、その部位が溶融される。
そして、さらにＹＡＧレーザ光５の照射をｍ続させるこ
とにより、板部材２の溶融物２ａが蒸発されて凹部６が
形成されるとともに、ポリプロピレン樹脂からなる板部
材２とスチレン−アクリロニトリル共重合体からなる板
部材１との接合面３が露出される。
つづいて、第１図の（Ｃ）に示すように、照射゛ノズル
４の板部材２の凹部６上方に傾斜させて位置させるとと
もに、その照射ノズル４から波長が１．０６μｍ１出力
が２０ＷのＹＡＧレーザ光５ａを凸レンズ４ａを通過さ
せて両板部材１．２の露出された接合面３に照射する。
その際、ＹＡＧレーザ光５ａは、その波長と合成樹脂材
料の組成および色差によって、両板部材１．２の接合面
３にエネルギとして蓄積される。
そして、接合面３に蓄積されたエネルギによって両板部
材１．２が加熱・溶融され１．その表面が凹凸状の溶融
物７が形成される。
そして、接合面３に凹凸状の溶融物が十分に形成された
後、照射ノズル４からのＹＡＧレーザ光５ａの照射を停
止するとともに、照射ノズル４をポリプロピレン樹脂か
らなる板部材２の上方から後退させる。
これにより、第１図の（ｄ）に示すように両板部材１．
２の凹凸状の溶融物７が互いに絡みあった状態で硬化し
、スチレン−アクリロニトリル共重合体からなる板部材
１とポリプロピレン樹脂からなる板部材２とが強固に接
合される。そして、画板部材１．２の接合強度は、接合
面３に形成される凹凸状の溶融物７を増加させ、その接
合面積を増すことによって、さらに向上させることがで
きる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明に係る異種合成樹脂材料の
接合方法においては、重ね合わされた合成樹脂材料のう
ち、上部の合成樹脂材料にレーザ光を照射して溶融させ
るとともに、両合成樹脂材料の接合面を露出させた後、
その接合面にさらにレーザ光を照射するようにしたから
、両合成樹脂材料の溶融物が互いに絡みあった状態で硬
化するので、両合成樹脂材料の強度を低下させることな
く、強固に接合させることができる効果がある。
また、本発明においては、重ね合わされた合成樹脂材料
の上方からレーザ光を照射することによって、両合成樹
脂材料が接合されるので、従来の機械的方法に比較して
、異種合成樹脂材料の接合作業を容易に行うことができ
る効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係る異種合成樹脂材料の接合方法を説
明する概略断面図である。 第２図は従来の異種合成樹脂材料の機械方法を説明する
概略断面図である。 １−−−−−−−ガラス繊維で強化されたスチレンリロ
ニトリル共重合体力【らなる板 ２−・−−一−−ポリプロピレン樹脂からなる板部２ａ
−・〜溶融物 ３・−・−・・接合面 ４−−−−−−−・照射ノズル ４ａ−・・・−凸レンズ ５．５　ａ　−−−−−−−Ｙ　Ａ　Ｇレーザ光６−−
−−−−−−凹部 ７・−・−・溶融物 出願人 的接合 一アク 部材 材 トヨタ自ル胃材微社 １７　１ （Ｃ）　（ｄ） 第１図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 異種の合成樹脂材料を重ね合わせて両者を・接合するに
    あたり、前記重ね合わされた合成樹脂材料のうち、少な
    くとも上部の合成樹脂材料はレーザ光に対して吸収性と
    し、この合成樹脂材料の表面にレーザ光を照射して溶融
    させるとともに、その溶融物を蒸発させて下部の合成樹
    脂材料との接合面を露出させた後、さらに、再合成樹脂
    材料との接合面にレーザ光を照射することを特徴とする
    異種合成樹脂材料の接合方法。
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