JPS60225734A - 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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JPS60225734A
JPS60225734A JP59084612A JP8461284A JPS60225734A JP S60225734 A JPS60225734 A JP S60225734A JP 59084612 A JP59084612 A JP 59084612A JP 8461284 A JP8461284 A JP 8461284A JP S60225734 A JPS60225734 A JP S60225734A
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JP
Japan
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synthetic resin
resin materials
joining
plate member
compressed gas
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Toshihisa Terasawa
寺沢　利久
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Toyota Motor Corp
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Publication date
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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（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、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１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１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には上方からパツキン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、両板部材５１．５２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上方から
レーザ光を照射して加熱・溶融させ、その溶融部位に圧
縮気体を吹き付けて溶融物を互いに絡ませることにより
、両合成樹脂材料の強度を低下させることなく、容易に
接合を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、前記異種の合成樹脂
材料のうち、少なくとも下部の合成樹脂材料はレーザ光
に対して吸収性とし、上部の合成樹脂材料の端部に間隔
を有して突出片を形成するとともに、この合成樹脂材料
を下部の合成樹脂材料に重ね合わせ、その後、上部の合
成樹脂材料の突出片に沿って、レーザ光を照射しつつ溶
融させるとともに、その溶融部位に圧縮気体を吹き付け
て溶融物を互いに絡ませるようにしたものである。
そして、下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、カーボンブラック等の補助材料が
添加されたポリプロピレン樹脂、ガラス繊維で強化され
、かつカーボンブラン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、上部に配置
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３＋レーザ、ＹＡＧ　：ネ
オジウム３９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、Ｈ２レー
ザ、Ｎ２レーザ、炭酸ガスレーザ等を挙げることができ
、このうち、特にＹＡＧ：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以上の場合には異種の合成樹脂材料
の接合面を互いに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
、変質したりして接合が不可能である。
また、上部の合成樹脂材料の端部に形成される突出片は
一定または不規則な間隔を有して形成し、その長さおよ
び幅は両合成樹脂材料の接合強度を考慮に入れて任意に
定めることができる。
〔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２図は本発明に係る異種合成樹脂材料の接合方法にお
ける組み合わせの斜視図、第３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２図および第３図において、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
ボンブランクが添加されて黒色となっており、１．０６
μｍ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、その上面は平坦な接合面１ａとなっている
。
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、その下面は平坦に形成され
、板部材１の接合面１ａに当接する接合面２ａとなって
いる。また、板部材２の端部には一定の間隔を有して長
さし、幅Ｙの突出片３が複数個形成されている。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、上述のような組み合わせの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２図および第
３図の（ａ）に示すように、ポリプロピレン樹脂からな
る板部材２の接合面２ａをスチレン−アクリロニトリル
共重合体からなる板部材ｌの接合面１ａに当接させると
ともに、その突出片３を板部材１の先端部近傍に位置す
るように重ね合わせる。
次に、第３図の（ｂ）に示すようにポリプロピレン樹脂
からなる板部材２の突出片３の上方にＹＡＧ：ネオジウ
ムム３′″レーザの照射ノズル４を当接しないように位
置させる。その後、照射ノズル４から波長力月、０６　
ｐｍ、出力が２０ＷのＹＡＧレーザ光５を凸レンズ６に
通過させて照射しつつ、突出片３に沿って矢印Ａおよび
矢印Ｂ方向に一定速度で移行させる。
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、まず、突出片３が位置しな
い板部材１の照射位置ば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１
が加熱され、その部位が溶融されるとともに、板部材１
に凹部１ｂが形成される。また、’ＹＡＧレーザ光５は
矢印Ａおよび矢印Ｂ方向に一定速度で移行しながら照射
されているので、板部材１の接合面１ａと板部材１の表
面にエネルギが蓄積され、その部位が加熱・溶融される
。
また、第３図の（ｃ）に示すように、ＹＡＧレーザ光５
の照射と同時に、空気、ガス、空気およびガスの混合気
体等からなる圧縮気体の供給源（図示せず）に接続され
ているパイプ７を照射ノズル４と同様に突出片３の上方
に位置させるとともに、パイプ７に設けられているバル
ブ８を開放させて圧縮気体を溶融物１ａ、２ｂの上方か
ら吹き付けつつ、突出片３に沿って矢印Ｃおよび矢印り
方向に一定速度で移行させる。
その際、板部材２の溶融物２ｂの一部が圧縮気体の吹き
付は圧力に比較して照射位置周辺に吹き飛ばされ、板部
材１に形成された凹部１ｂの溶融物ＩＣと互いに絡み合
う。
そして、板部材ｌ、２の溶融物１ｃ、２ｂが十分に絡み
合った後、照射ノズル４からのＹＡＧレーザ光５の照射
とパイプ７からの圧縮気体の供給を停止するとともに、
照射ノズル４はパイプ７をポリプロピレン樹脂から６な
る板部材２の上方から後退させる。
これにより、第３図の（ｄ）に示すように板部材２の溶
融物２ｂが板部材１の溶融物１ｃに十分に絡みあった状
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、バイブ７からの
気体の吹き付は方向を画板部材ｌ、２の溶融物ＩＣ１２
ｂが形成される部位に向けて吹き付け、両港融物１ｃ、
２ｂの絡み面積を増加させることによって、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の端部に間隔を有して突出片を
形成し、少なくとも下部の合成樹脂材料はレーザ光に対
して吸収性とせしめ、突出片に沿ってその上方からレー
ザ光を照射するようにしたから、再合成樹脂材料の溶融
物が互いに絡み合った状態で硬化されるので、再合成樹
脂材料の強度を低下させることな（、強固に接合させる
ことができる効果がある。
吹き付けを行うことによって、再合成樹脂材料が接合さ
れるので、従来の機械的接合方法に比較して、異種合成
樹脂材料の接合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。 第２図は本発明に係る異種合成樹脂材料の接合方法にお
ける組み合わせの斜視図である。 第３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。 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−−−−−一接合面 １　ｂ、−−−−一門部 ｌ　ｃ−−−−−−・溶融物 ２−・−−一−−ポリプロピレン樹脂からなる板部材２
　ａ−−−−−一接合面 ２　ｂ−−−−一溶融物 ３−・−突出片 ４−−−−−−一照射ノズル ５−・−−−Ｙ　Ａ　Ｇレーザ光 ６−−−−−凸レンズ ？−−−−−−−パイプ ８−−−一−−バルブ 第１図 １ （ａ） １Ｃ （Ｃ） 第 （ｂ） （ｄ） ３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、前記異種の合成樹脂材料のうち、少なくとも下部
    の合成樹脂材料はレーザ光に対して吸収性とし、上部の
    合成樹脂材料の端部に間隔を有して突出片を形成すると
    ともに、この合成樹脂材料を下部の合成樹脂材料に重ね
    合わせ、その後、上部の合成樹脂材料の突出片に沿って
    、レーザ光を照射しつつ溶融させるとともに、その溶融
    部位に圧縮気体を吹き付けて溶融物を互いに絡ませるよ
    うにしたことを特徴とする異種合成樹脂材料の接合方法
    。
JP59084612A 1984-04-25 1984-04-25 異種合成樹脂材料の接合方法 Pending JPS60225734A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002057066A1 (en) * 2001-01-18 2002-07-25 Munekata Ireland Limited Method of joining thermoplastics parts

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WO2002057066A1 (en) * 2001-01-18 2002-07-25 Munekata Ireland Limited Method of joining thermoplastics parts

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