JPS60225733A - 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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JPS60225733A
JPS60225733A JP59082318A JP8231884A JPS60225733A JP S60225733 A JPS60225733 A JP S60225733A JP 59082318 A JP59082318 A JP 59082318A JP 8231884 A JP8231884 A JP 8231884A JP S60225733 A JPS60225733 A JP S60225733A
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JP
Japan
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synthetic resin
plate member
resin materials
resin material
joining
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Toshihisa Terasawa
寺沢 利久
Noriaki Ikari
碇 憲明
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Original Assignee
Toyota Motor Corp
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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 。
台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、接
合しようとする合成樹脂材料の接合面にホントメルト等
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、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−7,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0.5鰭ないし3fi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5
1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、加熱部5
6と接触する部位の溶融物51aが炭化等の物質に変質
したりして両板部材51.52の接合強度を低下させる
ことはもとより、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に付着し、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、溶融物の変質を防止して、接合強度を向上さ
せるとともに、溶融物の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当り
、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ガラス棒を介して
レーザ光を照射させて溶融させつつ、その溶融部位に前
記ガラス棒を押し付け、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
ンブラッ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・ツクが添
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重ね
合わされた際に下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3+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YA
G :ネオジウム3゛レーザが最も適している。
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以上の場合には下部の合成樹脂材料
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、
その出力が数5以下の場合には下部の合成樹脂材料を溶
融させることができず、30W以上の場合には下部の合
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、1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 
n+ないし3龍に形成されている。
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 :ネオジウムル−ザの照射ノズル5の先
端にはガラス材料から円柱状に形成されたガラス棒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、わず
かながら小径とされている。そして、このガラス棒6の
原材料色は透明であり、1.06μm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の上方からガラス棒6を挿入し
て、その先端をスチレン−アクリロニトリル共重合体か
らなる板部材1の表面に当接させる。次に、YAG :
ネオジウム3“レーザの照射ノズル5から波長が1.0
6μm、出力が20WのYAGレーザ光5aを凸レンズ
7を介して照射させる。これにより、YAGレーザ光5
aは、円柱状のガラス棒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、ガラス棒6の先端から板
部材1の表面に達する。
そして、板部材lに達したYAGレーザ光5a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1の表面がすみやかに加熱・溶融され
る。そして、YAGレーザ光5aによって板部材1を十
分に溶融させつつ、第1図の(C)に示すようにガラス
棒6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はガラス棒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の薄肉部4
の一部がその溶融物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、YAGレーザ光5aの照射を停止し、第1図の(d
)に示すようにガラス棒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、ガラス棒6は結晶構造をしたガラス材料によ
って円柱状に形成されているため、他の物質とは極めて
結合しにクク、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とが強固に接袷さ
れる。、 〔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ガラス棒を介し
たレーザ光によって加熱・溶融させつつ、その溶融部位
にガラス棒を押し付け、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」二がらせる溶
融物の変質を防止することができ、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、板部材の溶融物を結晶構造の
ガラス棒で押し付けるようにしたから、溶融物からガラ
ス棒を引き上げる際にも溶融物が付着することがないの
で、接合を行うたびに溶融物を除去する作業を皆無とす
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、下部の合成樹脂材料
が溶融されるので、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。 1−一−−−−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 l a−−−−−溶融物 2−−−−−−ポリプロピレン樹脂からなる板部材3−
−−−・−貫通孔 4−−−−一薄肉部 5−−−一照射ノズル 5 a−−−一・レーザ光 6−−−−−−ガラス棒 7−−−−−−凸レンズ (a) (1)) 1 ((j ((1) 第1図 1 第2面

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 異種の合成樹脂材料を重ね合わゼで両者を機械的に接合
    するに当り、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ガラス
    棒を介してレーザ光を照射させて溶融させつつ、その溶
    融部位に前記ガラス棒を押し付け、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。
JP59082318A 1984-04-10 1984-04-24 異種合成樹脂材料の機械的接合方法 Pending JPS60225733A (ja)

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