JPS61197223A - 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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JPS61197223A JP60038568A JP3856885A JPS61197223A JP S61197223 A JPS61197223 A JP S61197223A JP 60038568 A JP60038568 A JP 60038568A JP 3856885 A JP3856885 A JP 3856885A JP S61197223 A JPS61197223 A JP S61197223A
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中俣　秀夫
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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、その一方
から超音波を付与させて、両者を接合させる方法に関す
るものである。
〔従来の技術〕
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
合成樹脂材料が同種の場合には再合成樹脂材料に超音波
や振動を付与して溶着して接合する・方法があり、異種
の場合に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
料の接合面を熔融させつつ加圧・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ボットメ
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
融ぎせた後、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、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
の熔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、異種の場合はいうまでもなく、
同種の場合においても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ポリエチレン樹脂の接
合方法によって説明する。
第２図において、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とは互いに対抗する部位に貫通孔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。
〔発明が解決しようとする問題点〕
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、両板部材５１
．５２の強度が低下する不具合がある。
従って、この発明は、上記の不具合を解消するためにな
されたもので、接合する合成樹脂材料のうち、上部の合
成樹脂材料にテーパ面を有する貫通孔を形成し、その貫
通孔から超音波を付与して下部の合成樹脂材料を加熱・
溶融させ、その熔融物を貫通穴のテーパ面に隆起させる
ことによって、両合成樹脂材料の強度を低下させること
なく、容易に、しかも強固に接合させることにある。
〔問題点を解決するための手段〕
すなわち、この発明に係る異種合成樹脂材料の接合方法
においては、異種の合成樹脂材料を重ね合わせ、その一
方から超音波を付与させて、両者の合成樹脂材料を接合
するにあたり、異種の合成樹脂材料のうち、上部に配設
される合成樹脂材料にテーパ面を有する貫通穴を形成し
た後、両者の合成樹脂材料を重ね合わせ、上部の合成樹
脂材料の貫通穴から超音波発振器の振動部材を挿通し、
その先端を下部に配設されている合成樹脂材料の表面に
当接させつつ、振動部材に超音波を付与せしめ、下部の
合成樹脂材料を加熱・溶融させると共に、その溶融物を
上部の合成樹脂材料に形成されている貫通穴のテーパ面
に隆起させるようにしたものである。
そして、本発明で使用される合成樹脂材料としては、熱
可塑性樹脂および熱硬化性樹脂のいずれも使用可能であ
って、ここでは特に限定されるものではない。すなわち
、熱可塑性樹脂としては、スチレン−アクリロニトリル
共重合体樹脂（ＡＳ）ポリカーボネート、ポリプロピレ
ン、ポリスチレン、ＡＢＳ、ポリアミド、ポリエーテル
、塩化ビニリデン、塩化ビニル、フッ素、酢酸ビニル、
メチルメタアクリレート等を挙いることができ、熱硬化
性樹脂としては１、フェノール、ポリエステル、アミノ
、ポリウレタン、ユリア、メラミン、飽和アルキド、不
飽和ポリエステル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自由に選択して組み合わせること
によって接合することができる。
また、上部の合成樹脂材料に形成される貫通穴は合成樹
脂材料の表面から裏面に向けて順次縮小するテーパ面を
有する溝、穴等であって、下部に配設される合成樹脂材
料に通ずることが必要であリ、その形状は特に限定され
るものではない。例えば、穴の場合には、円形、長方形
、正方形、楕円形、三角形に形成することができ、溝の
場合には線状、円状、台形状等に形成することができる
。
また、貫通穴の大きさは、特に限定されるものではなく
、適宜大きさの貫通穴を選択して形成することができる
。
また、超音波発振器は通常一般に使用されしてるものが
そのまま利用することができ、その組み合わせは超音波
発振器と、この超音波発振器の振動子に設けられる振動
部材とからなっているものが望ましい。そして、振動部
材に付与される超音波は接合しようとする合成樹脂材料
の組み合わせによって選択され、その目安としては２０
ＫＨｚないし４０ＫＨｚが通している。
また、下部の合成樹脂材料の表面に当接される振動部材
の形状は、先端が円錐形状に形成され、その上方に熔融
物を貫通穴のテーパ面に押し圧するための段部が形成さ
れたものであればよい。そして、段部を形成する部位は
下方に配設される合成樹脂材料の溶融物を上方の合成樹
脂材料に形成されている貫通穴のテーパ面に隆起させる
所に形成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（ａ）ないしくｂ）において、１はスチレン−ア
クリロニトリル共重合体樹脂からなる板部材であって、
この板部材１の板厚は１５鶴に形成されており、その上
面は平担に形成された接触面１ａとされ、下面も平担に
形成されて台座（図示せず）への蔵置面１ｂとされてい
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、その板厚は板部材１と同様
に１５鶴に形成されている。そして、この板部材２の中
心部には円錐形状の貫通穴３が形成されており、その大
きさは上方が直径で３０ｍあって、下方が直径で１５寵
に形成され、その途中はテーパ面３ａとなっている。さ
らに、この板部材２の上面は平担面２ａとされており、
下面は板部材１の接触面１ａに当接する平担な接触面２
ｂとされている。
そして、第１図の（ａ）に示すように重ｉ＊わ□　され
た合成樹脂材料からなる板部材１．２を接合する際には
、板部材２に形成されている円錐形状の貫通穴３の上方
に超音波発振器の振−子（図示せず）に設けられている
振動部材４を位置させると共に、振動部材４を貫通穴３
から挿入し、その先端４ａを板部材１の接触面１ａに当
接させる。
この時、矢印Ａ方向から板部材１に対して、先端４ａか
ら一定の荷重を加える。
、　その際の振動部材４は、先端４ａが円錐゛形状に□
　形成され、挿入時の位置出しおよび溶融した樹脂が流
れやすくされている。また、円錐形状の先端４ａの上方
には段部が形成されており、その円周方向には下方に開
放する半球状の溝４ｂが形成され、溶融した樹脂を貫通
穴３のテーパ面３ａに隆起させやすくされている。
次に、板部材２に一定の荷重を加えた状態で、超音波発
振器を作動させて、振動部材４から２０ＫＨｚないし４
０ｋＨｚの超音波を付与させる。その際、振動部材４の
先端４ａで押し付けられた板部材１の表面およびその周
辺部分が超音波による振動部材４の振動によって加熱・
溶融される。
この状態で、板部材２を加熱・溶融しつつ、第１図の（
Ｃ）に示すように矢印Ａ方向から一定の荷重を加えなが
ら振動部材４の先端４ａを溶融部位に押し付ける。その
際、板部材１の熔融物ＩＣは振動部材４が挿入されるに
つれて、貫通穴３の方向に隆起する。そして、振動部材
４が所定の長さ挿入されると段部が貫通穴３のテーパ面
３ａに当接して挿入が停止されると共に、溶融物ＩＣが
半球状の溝４ｂによって隆起が防止されて、貫通穴３の
テーパ面３ａの一部が溶融物１ｃで覆われる。
その後、振動部材４への超音波の付与を停止すると共に
、一定時間（１秒ないし２秒）放置する。
そして、一定時間放置後、第１図の（ｄ）に示すように
振動部材４を矢印Ｂ方向に引き上げて、その先端４ａを
板部材２の上方に位置させる。
これによって、板部材１の溶融物ＩＣが板部材２に形成
されている貫通穴３のテーパ面３ａを覆った状態で自然
硬化し、スチレン−アクリロニトリル樹脂からなる板部
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。
ちなみに、接合部には振動部材４が挿入された穴１ｄが
残るが、この穴１ｄは接合部が破損した際にねしく図示
せず）用の下穴として利用することができる。
〔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、接合しようとする異種合成樹脂材
料のうち、上部に配設される合成樹脂材料にテーパ面を
有する貫通穴を形成し、その貫通穴から超音波を付与し
て下部の合成樹脂材料を加熱・溶融させ、その溶融物を
貫通穴のテーパ面に隆起させるようにしたから、両合成
樹脂材料の強度を低下させることなく、容易にしかも強
固に接合することができる効果がある。
また、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一方から超音波を
付与することによって、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接合方法を説明する
概略断面図である。 １−−−−−一板部材 １ａ・−−−−一接触面 １ｂ−−−−−一載置面 １ｃ・−一一一溶融物 ２・−−一一一板部材 ２ａ−−・・・−平担面 ２ｂ−−−−−一接触面 ３・−一−−−貫通穴 ３　ａ　−−−−−テーパ面 ４−−一振動部材 ４　ａ、　−−−−−一先端 ４ｂ−一・−溝 出願人　　トヨタ自動車株式会社 介 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、その一方から超音波
    を付与させて、両者の合成樹脂材料を接合するにあたり
    、前記異種の合成樹脂材料のうち、上部に配設される合
    成樹脂材料にテーパ面を有する貫通穴を形成した後、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
    貫通穴から超音波発振器の振動部材を挿通し、その先端
    を下部の合成樹脂材料の表面に当接させつつ超音波を付
    与して加熱・溶融させると共に、その溶融物を貫通穴の
    テーパ面に隆起させ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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