JPS60225737A - 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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JPS60225737A
JPS60225737A JP59084615A JP8461584A JPS60225737A JP S60225737 A JPS60225737 A JP S60225737A JP 59084615 A JP59084615 A JP 59084615A JP 8461584 A JP8461584 A JP 8461584A JP S60225737 A JPS60225737 A JP S60225737A
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resin materials
melt
joining
inclined groove
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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、接合しようとする合成樹
脂材料の接合面にホソー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うち、上
方の合成樹脂材料にレーザ光を斜め上方から照射して加
熱・溶融させ、その溶融物に圧縮気体を吹き付けて両者
の合成樹脂材料の傾斜溝に流し込むことにより、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
合わせてその両者を接合するにあたり、前記異種の合成
樹脂材料をレーザ光に対して吸収性とし、この両者の合
成樹脂材料を重ね合わせ、上部の合成樹脂材料の斜め上
方からレーザ光を照射して溶融せしめ、両者の合成樹脂
材料に連続した傾斜溝を形成し、更に、上部の合成樹脂
材料の傾斜溝の逆方向の斜め上方からレーザ光を照射し
て溶融させるとともに、その溶融物に圧縮気体を吹き付
けて両者の合成樹脂材料の傾斜溝に流し込むようにした
ものである。
そして、重ね合わ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・７り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、上部および下部に配置する組
み合わせにおいて自由に選択して接合させることができ
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３３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、Ｈ２レーザ、Ｎ
、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３４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、両者の合成樹脂材料に連続して形成される傾斜溝
は、−条ないし複数条を形成することができる。また、
傾斜溝の深さは下部に配置される合成樹脂材料の厚さの
１／２以下とすることが望ましく、１／２以上になると
強度が低下する。そして、接合しようとする両者の合成
樹脂材料の接合強度をより向上させたい場合には複数条
形成させて接合することが望ましい。
〔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、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ｌ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ｌ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の接触面１ａに当接する接触面２ａ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
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。
そして、上述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（ａ）に示すように
ポリプロピレン樹脂からなる板部材２の接触面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１の
接触面１ａに重ね合わせる。次に、ポリプロピレン樹脂
の板部材２の上方にＹＡＧ：ネオジウムル−ザの照射ノ
ズル４を当接しないように傾斜させて位置させる。その
後、照射ノズル４から波長カ月、０６μｍ、出力が２０
ＷのＹＡＧレーザ光５を凸レンズ６を通過させて板部材
２の表面に斜め上方から照射する。
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両板部材
１．２が加熱され、その部位が溶融されるとともに、画
板部材１．２に連続した傾斜溝３が形成される。
そして、画板部材１．２に連続した傾斜溝３が形成され
た後、照射ノズル４からＹＡＧレーザ光５の照射を停止
するとともに、第１図の（ｃ）に示すように空気、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を移動させ、
その先端をＹＡＧレーザ光５の照射方向と同様な位置に
傾斜させて配置させる。その後、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部位の斜め上
方から吹き付ける。
その際、画板部材１．２の溶融物１ｂの一部が吹き付け
られた圧縮気体によって傾斜溝３の上方に盛り上がり、
傾斜溝３の輪郭がより鮮明にされるとともに、その表面
に凹凸面が形成される。
つづいて、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を第１図（Ｃ）に示すように傾斜
溝３の逆方向の斜め上方に変位させ、照射ノズル４がら
波長が１．０６μｍ、出力が２０ＷのＹＡＧレーザ光５
を凸レンズ６に通過させて板部材２の表面に照射する。
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、板部材２の照射位置を十分に溶融させた後、照
射ノズル４からのＹＡＧレーザ光５の照射を停止して移
動させるとともに、第１図の（ｄ）に示すようにパイプ
７を移動させ、その先端をＹＡＧレーザ光５の照射方向
と同様な位置に傾斜させて配置させる。その後、パイプ
７に設けられているパルプ８を開放させて圧縮気体を溶
融部位の斜め上方から吹き付ける。
その際、板部材２の溶融物２ｂが吹き付けられた圧縮気
体によって、先に形成された画板部材１．２の傾斜溝３
に流れ込み、その一部が覆われる。
そして、溶融物２ｂが傾斜溝３に十分に流れ込んだ後、
パイプ７からの圧縮気体の供給を停止するとともに、パ
イプ７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、板部材２の溶融物２ｂが両板部材１．２に
連続して形成された傾斜溝３の凹凸面と板部材１の溶融
物１ｂとに絡み合った状態で硬化し、スチレン−アクリ
ロニトリル共重合体からなる板部材ｌ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、板部材１．２に連続して
形成される傾斜溝３と板部材２のＹＡＧレーザ光５の照
射面積とを長くし、溶融物２ｂと傾斜溝３との接触面積
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斜め上方からレーザ光を照射
して溶融させ、両者の合成樹脂材料に連続した傾斜溝を
形成させ、さらにこの傾斜溝の逆方向の斜め上方からレ
ーザ光を照射させるとともに、その溶融部位に圧縮気体
を吹き付けて溶融物を傾斜溝に流し込むようにしたから
、溶融物が傾斜溝の凹凸面に絡みあった状態で硬化する
ので、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の照射と圧縮気体の吹き付けを行う
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 ｌ　ａ−−−−−接触面 １　ｂ　−−−−一溶融物 ２−−−−ポリプロピレン樹脂からなる板部材２　ａ　
−−−−−一接触面 ２　ｂ−一−−−−−溶融物 ３−−−−−−一傾斜溝 ４−−−−−一照射ノズル ５−−−−−−Ｙ　Ａ　Ｇレーザ光 ６−−−−−−−凸レンズ ７−−−−−−−バイプ ８−−−−−バルブ 庇、＠人　トヨタ自動胆ｊ （ａｌ　（ｂ） 第ｉＩ！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その両者を接合する
    にあたり、前記異種の合成樹脂材料をレーザ光に対して
    吸収性とし、この両者の合成樹脂材料を重ね合わせ、上
    部の合成樹脂材料の斜め上方からレーザ光を照射して溶
    融せしめ、両者の合成樹脂材料に連続した傾斜溝を形成
    し、更に、上部の合成樹脂材料の傾斜溝の逆方向の斜め
    上方からレーザ光を照射して溶融させるとともに、その
    溶融物に圧縮気体を吹き付けて両者の合成樹脂材料の傾
    斜溝に流し込む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。
JP59084615A 1984-04-25 1984-04-25 異種合成樹脂材料の接合方法 Pending JPS60225737A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019502078A (ja) * 2015-12-14 2019-01-24 ウィルマーク ホールディングス， エルエルシー 同心状に層化された材料のレーザ誘発シール

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