JPS60214930A - 異種合成樹脂材料の機械的接合方法 - Google Patents

異種合成樹脂材料の機械的接合方法

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JPS60214930A
JPS60214930A JP59072255A JP7225584A JPS60214930A JP S60214930 A JPS60214930 A JP S60214930A JP 59072255 A JP59072255 A JP 59072255A JP 7225584 A JP7225584 A JP 7225584A JP S60214930 A JPS60214930 A JP S60214930A
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resin material
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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、異種合成樹脂材料の機械的接合方法に関する
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ソ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、両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１．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、両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、両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、
両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通しているが、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、両合成樹脂材料を強
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る。その代
表例を第２図に示すポリプロピレン樹脂とガラス繊維で
強化されたスチレン−アクリロニトリル共重合体の接合
方法によって説明する。
第２図において、５１はスチレン−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５１の上部
にはポリプロピレン樹脂からなる板部材５２が配設され
ており、その中央部には段差を有する貫通孔５３が形成
され、その薄肉部５４は０．５０ないし３１の厚さに形
成されている。
そして、両板部材５１．５２を接合する際には、ハンダ
鏝５５の先端に設けられている加熱部５６を２０Ｗ程度
で加熱しておき、その加熱部５６をポリプロピレン樹脂
からなる板部材５２の貫通孔５３から挿入し、スチレン
−アクリロニトリル共重合体からなる板部材５１に押し
当てつつ、その表面を溶融させる。その際、板部材５１
の溶融物５１ａはハンダ鏝５５の加熱部５６が挿入され
るにつれて、貫通孔５３の間隙から上方に盛り上がり、
その溶融物５１ａによって貫通孔５３の薄肉部５４が覆
われる。そして、溶融物５１ａで薄肉部５４が十分に覆
われた後、ハンダ鏝５５の加熱部５６を板部材５１から
引き上げる。これにより、溶融物５１ａが硬化して両板
部材５１．５２が接合される。
しかしながら、このような機械的接合方法においては、
スチレン−アクリロニトリル共重合体からなる板部材５
１を加熱・溶融する際に、ハンダ鏝５５の加熱部５６を
板部材５１に直接接触させて溶融させるため、接合後に
おけるハンダ鏝５５を引き上げる際に溶融物５１ａが加
熱部５６に付着することはもとより、接合を行うたびに
溶融物５１ａを除去しなければならない不具合がある。
〔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、その目的は接合する異種合成樹脂材料のうち、下部
の合成樹脂材料をレーザ光によって加熱・溶融させるこ
とにより、溶融物の付着と除去作業を皆無とすることが
できる異種合成樹脂材料の機械的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
脂材料の機械的接合方法の構成は、異種の合成樹脂材料
を重ね合わせて両者を機械的に接合するにあたり、前記
重ね合わされた合成樹脂材料のうち、少なくとも下部の
合成樹脂材料をレーザ光に対して吸収性とし、上部の合
成樹脂材料に貫通孔を形成せしめ、この貫通孔の上方か
ら下部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、その溶融部位に加重を加えて、前記貫
通孔から溶融物を上部の合成樹脂材料の表面に押し出す
ようにしたものである。
そして、上部の合成樹脂材料としては、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、レーザ光に対し
て吸収性を有する下部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を添加し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
ことができる。そして、これらの合成樹脂材料はレーザ
光に対して少なくとも下部の合成樹脂材料が吸収性を有
するものとなる組み合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３ゝレーザ、ＹＡＧ　：ネ
オジウムトレーザ、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、Ｎ２レーザ
、Ｎ２レーザ等を挙げることができ、このうち、特にＹ
ＡＧ　：ネオジウムトレーサが最も適している。
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
必要であって１．０６μｍ以下が最も優れており、その
波長が１．０６μｍ以上の場合には合成樹脂材料を溶融
させて接合することは不可能である。また、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以下の場合には合成樹脂材料を溶融させること
ができず、３０Ｗ以上の場合には合成樹脂材料が蒸発し
たり、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機械的接合方
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ｌの原材料
色はカーボンブランクが混入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、その中央部には段差を有す
る貫通孔３が形成され、その薄肉部４の厚さは０．５　
ｍ■ないし３鰭に形成されている。
そして、この板部材２の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、ＹＡＧ：ネオジウム３ル−ザの照射ノズル５の先
端にはポリプロピレン樹脂から円柱状に形成されたプロ
ーブ６が設けられており、その直径はポリプロピレン樹
脂からなる板部材２に形成されている貫通孔３の直径よ
り、小径とされているとともに、その外周にはアルミニ
ウムの蒸着層７が途中まで被覆されている。そして、こ
のプローブ６の原材料色は乳白色をしており、１．０６
μｍ以下のレーザ光に対しては非吸収性の性質を有して
いる。
そして、第１図の（ａ）に示すようにセントされた異種
合成樹脂材料の板部材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に
形成されている貫通孔３の上方近傍にプローブ６を移動
させ、その先端をスチレン−アクリロニトリル共重合体
からな板部材１の表面上方に位置させる。次に、ＹＡＧ
　：ネオジウム３４レーザの照射ノズル５から波長が１
．０６μｍ、出力が数十ＷのＹＡＧレーザ光を照射させ
る。これにより、ＹＡＧレーザ光は、円柱状のプローブ
６の中を反射および屈折を繰り返しながら透過するとと
もに、プローブ６の先端から貫通孔３を通過して板部材
ｌの表面に達する。
そして、板部材１に達したＹＡＧレーザ光は、その部位
でエネルギとして蓄積されるとともに、そのエネルギに
よって板部材ｌの表面がすみやかに加熱・溶融される。
そして、ＹＡＧレーザ光によって板部材１を十分に溶融
させた後、ＹＡＧレーザ光の照射を停止するとともに、
第２図の（Ｃ）に示すようにプローブ６を貫通孔３がら
挿入し、その先端を溶融部分に押し付ける。その際、板
部材１の溶融物１ａはプローブ６が挿入されるにつれて
、貫通孔３の間隙から上方に盛り上がり、貫通孔３の７
薄肉部４がその溶融物１ａによって覆われる。
そして、溶融物１ａによって薄肉部４が十分に覆われた
後、第１図の（ｄ）に示すようにプローブ６を引き上げ
て、その先端をポリプロピレン樹脂からなる板部材２の
上方に位置させる。その際、プローブ６は結晶構造をし
たポリプロピレン樹脂によって円柱状に形成されている
ため、他の物質とは極めて結合しに＜＜、溶融物１ａの
付着もなく、容易に引き上げることができる。
これにより、板部材１の溶融物１ａが板部材２に形成さ
れている貫通孔３の薄肉部４を覆った状態で硬化し、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。
なお、プローブ６の溶融物１ａへの押し付は操作から引
き上げ操作は時間をかけて行うと、プローブ６が溶融熱
によって溶解される危険があるのですみやかに行う必要
があり、その目安としては２秒以内が適している。
〔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
機械的接合方法においては、接合しようとする異種合成
樹脂材料のうち、下部の合成樹脂材料をレーザ光によっ
て加熱・溶融させた後、その溶融部位に加重を加え、上
部の合成樹脂材料の表面に盛り上がらせて接合するよう
にしたから、従来のハンダ鏝のように加熱部を直接接触
させて溶融させる必要がないので、上部の合成樹脂材料
の表面に盛り上がらせることができ、接合強度を向上さ
せることができる効果がある。
また、本発明においては、従来のようにハンダ鏝を使用
する必要がないので、接合時における溶融物の付着を皆
無とすることができる効果がある。
また、本発明においては、異種合成樹脂材料の一方から
レーザ光を照射することによって、一方の合成樹脂材料
が溶融させるので、従来のハンダ鏝に比較してすみやか
に溶融させることができ、接合作業を著しく向上させる
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機械的接合方
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的接合方法を説
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−ア
クリロニトリル共重合体からなる板部材 ｌａ・−一−−−−溶融物 ２−−−−−−ポリプロピレン樹脂からなる板部材３−
一一一一・−貫通孔 ４・−・・−薄肉部 ５−−−−−−一照射ノズル ６−−−−−−−プローブ ７−・−蒸着層 出願人　トヨタ自動車法人会社 ＋ａｌ　（ｉ）） （（ｊ　（ｄ） 第１１！Ｉ

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機械的に接合
    するにあたり、前記重ね合わされた合成樹脂材料のうち
    、少なくとも下部の合成樹脂材料をレーザ光に対して吸
    収性とし、上部の合成樹脂材料に貫通孔を形成せしめ、
    この貫通孔の上方から下部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、その溶融部位に加
    重を加えて、前記貫通孔から溶融物を上部の合成樹脂材
    料の表面に押し出すことを特徴とする異種合成樹脂材料
    の機械的接合方法。
JP59072255A 1984-04-10 1984-04-10 異種合成樹脂材料の機械的接合方法 Granted JPS60214930A (ja)

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JP59072255A JPS60214930A (ja) 1984-04-10 1984-04-10 異種合成樹脂材料の機械的接合方法
EP85302433A EP0159170A3 (en) 1984-04-10 1985-04-04 A process for joining different kinds of synthetic resins

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110900882A (zh) * 2019-12-11 2020-03-24 深圳市帅鸽美羽科技有限公司 一种提高热性塑料激光焊接性的方法

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