JPS6249170B2 - - Google Patents
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- JPS6249170B2 JPS6249170B2 JP59066545A JP6654584A JPS6249170B2 JP S6249170 B2 JPS6249170 B2 JP S6249170B2 JP 59066545 A JP59066545 A JP 59066545A JP 6654584 A JP6654584 A JP 6654584A JP S6249170 B2 JPS6249170 B2 JP S6249170B2
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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。
に関するものである。
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。
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にメタルメツシユ
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
面にホツ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。
うとする合成樹脂材料の接合面にメタルメツシユ
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
面にホツ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が相溶性を有するので、
同種の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
脂材料の相溶性が悪いことから、異種の合成樹脂
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つ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。
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が相溶性を有するので、
同種の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
脂材料の相溶性が悪いことから、異種の合成樹脂
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つ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つて説明す
る。
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つて説明す
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つて、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が配置されており、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5
4は0.5mmないし3mm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5
3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5
1a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によつて貫通孔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が硬化してハトメになり、斯か
るハトメによつて両板部材51,52が接合され
る。
トリル共重合体からなる板部材であつて、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が配置されており、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5
4は0.5mmないし3mm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5
3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5
1a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によつて貫通孔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が硬化してハトメになり、斯か
るハトメによつて両板部材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51を加熱・溶融する際に、ハンダ
鏝55の加熱部56を板部材51に直接押しつけ
て溶融させるため、ハンダ鏝55を引き上げる際
に溶融物がハンダ鏝55の加熱部56に付着して
ハトメになる樹脂の量が減少するので、その分強
度低下をきたす。また次の接合を行う場合には付
着している溶融物をハンダ鏝55の加熱部56か
ら除去しなければならないので手間がかかるとい
う不具合がある。
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51を加熱・溶融する際に、ハンダ
鏝55の加熱部56を板部材51に直接押しつけ
て溶融させるため、ハンダ鏝55を引き上げる際
に溶融物がハンダ鏝55の加熱部56に付着して
ハトメになる樹脂の量が減少するので、その分強
度低下をきたす。また次の接合を行う場合には付
着している溶融物をハンダ鏝55の加熱部56か
ら除去しなければならないので手間がかかるとい
う不具合がある。
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つ
て加熱・溶融させることにより、ハンダ鏝への溶
融物の付着とハンダ鏝からの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。
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つ
て加熱・溶融させることにより、ハンダ鏝への溶
融物の付着とハンダ鏝からの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。
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、その溶融部位に圧縮気体を吹き付
けて、前記貫通孔から溶融物を上部の合成樹脂材
料の表面に盛り上げハトメを構成するようにした
ものである。
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、その溶融部位に圧縮気体を吹き付
けて、前記貫通孔から溶融物を上部の合成樹脂材
料の表面に盛り上げハトメを構成するようにした
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、カーボンブラツク等の補助
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
レーザ光に対して非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。
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、カーボンブラツク等の補助
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
レーザ光に対して非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+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、H2レーザ、N2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。
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、H2レーザ、N2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つて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。
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つて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。
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。
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。
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つて、この板部
材1の原材料色はカーボンブラツクが混入されて
黒色となつており、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。
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つて、この板部
材1の原材料色はカーボンブラツクが混入されて
黒色となつており、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0.5mmないし3mm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
ラツクが添加されて黒色となつており、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。
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0.5mmないし3mm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
ラツクが添加されて黒色となつており、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、第1図のaに示すようにセツトされた
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の上部に
YAG:ネオジウム3+レーザの照射ノズル5を当
接させるとともに、その照射ノズル5から波長が
1.06μm、出力が20WのYAGレーザ光5aを凸レ
ンズ6に通過させて照射する。
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の上部に
YAG:ネオジウム3+レーザの照射ノズル5を当
接させるとともに、その照射ノズル5から波長が
1.06μm、出力が20WのYAGレーザ光5aを凸レ
ンズ6に通過させて照射する。
そして、板部材1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、そのエネルギによつて板部材1の表面がすみ
やかに加熱・溶融される。そして、第1図のcに
示すようにYAGレーザ光5aによつて板部材1
の一部を十分に溶融させて溶融物1aを形成させ
た後、YAGレーザ光5aの照射を停止するとと
もに、照射ノズル5を貫通孔3の上方から後退さ
せる。
は、その部位でエネルギとして蓄積されるととも
に、そのエネルギによつて板部材1の表面がすみ
やかに加熱・溶融される。そして、第1図のcに
示すようにYAGレーザ光5aによつて板部材1
の一部を十分に溶融させて溶融物1aを形成させ
た後、YAGレーザ光5aの照射を停止するとと
もに、照射ノズル5を貫通孔3の上方から後退さ
せる。
つぎに、第1図のdに示すように板部材2に形
成されている貫通孔3の上方に、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、その先端を板部材1の溶融物1aの上方
に位置させる。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物1aの
表面に吹き付ける。その際、板部材1の溶融物1
aは圧縮気体の吹き付け圧力に比例し、凹みを形
成するとともに、その凹みが生じた量の溶融物1
aが貫通孔3から上方に盛り上がり、貫通孔3の
薄肉部4が溶融物1aによつて覆われる。
成されている貫通孔3の上方に、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、その先端を板部材1の溶融物1aの上方
に位置させる。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物1aの
表面に吹き付ける。その際、板部材1の溶融物1
aは圧縮気体の吹き付け圧力に比例し、凹みを形
成するとともに、その凹みが生じた量の溶融物1
aが貫通孔3から上方に盛り上がり、貫通孔3の
薄肉部4が溶融物1aによつて覆われる。
溶融物1aによつて貫通孔3の薄肉部4が十分
に覆われた後、パイプ7のバルブ8を閉めて圧縮
気体の供給を停止するとともに、そのパイプ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
を覆つた状態で硬化しそれによつてハトメが構成
され、かかるハトメによつてスチレン−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。
に覆われた後、パイプ7のバルブ8を閉めて圧縮
気体の供給を停止するとともに、そのパイプ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
を覆つた状態で硬化しそれによつてハトメが構成
され、かかるハトメによつてスチレン−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。
従来のハンダ鏝を使つてハトメを構成するやり
方では、溶融物の一部がハンダ鏝に付着して持ち
去られために、ハトメを構成する樹脂が少なくな
り、その分接合強度が低下するという不具合があ
つたが、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
によつて加熱・溶融させた後、その溶融部位に圧
縮気体を吹き付けて、上部の合成樹脂材料の表面
に盛り上がらせてハトメを構成し、そのハトメに
よつて二つの合成樹脂材料を接合するようにした
から、溶融物が減少することがなく、従つて接合
強度を低下させることがないという効果を奏す
る。
方では、溶融物の一部がハンダ鏝に付着して持ち
去られために、ハトメを構成する樹脂が少なくな
り、その分接合強度が低下するという不具合があ
つたが、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
によつて加熱・溶融させた後、その溶融部位に圧
縮気体を吹き付けて、上部の合成樹脂材料の表面
に盛り上がらせてハトメを構成し、そのハトメに
よつて二つの合成樹脂材料を接合するようにした
から、溶融物が減少することがなく、従つて接合
強度を低下させることがないという効果を奏す
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つて、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。
一方からレーザ光を照射することによつて、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。
また、従来はハンダ鏝を溶融物に押し付けてい
たので、接合を行うたびにハンダ鏝に付着した溶
融物を除去する必要があつたが、本発明において
は、板部材の溶融物に圧縮気体を吹き付け、他方
の板部材の表面に盛り上げるようにしたから、ハ
ンダ鏝に付着した溶融物を除去するという作業を
皆無とすることができる効果がある。
たので、接合を行うたびにハンダ鏝に付着した溶
融物を除去する必要があつたが、本発明において
は、板部材の溶融物に圧縮気体を吹き付け、他方
の板部材の表面に盛り上げるようにしたから、ハ
ンダ鏝に付着した溶融物を除去するという作業を
皆無とすることができる効果がある。
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、1a……
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……薄肉部、5……照射ノ
ズル、5a……YAGレーザ光、6……凸レン
ズ、7……パイプ、8……バルブ。
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、1a……
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……薄肉部、5……照射ノ
ズル、5a……YAGレーザ光、6……凸レン
ズ、7……パイプ、8……バルブ。
Claims (1)
- 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、その溶融部位に圧縮気体
を吹き付けて、前記貫通孔から溶融物を上部の合
成樹脂材料の表面に盛り上げハトメを構成するこ
とを特徴とする異種合成樹脂材料の機械的接合方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59066545A JPS60208221A (ja) | 1984-04-02 | 1984-04-02 | 異種合成樹脂材料の機械的接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59066545A JPS60208221A (ja) | 1984-04-02 | 1984-04-02 | 異種合成樹脂材料の機械的接合方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60208221A JPS60208221A (ja) | 1985-10-19 |
JPS6249170B2 true JPS6249170B2 (ja) | 1987-10-17 |
Family
ID=13318974
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59066545A Granted JPS60208221A (ja) | 1984-04-02 | 1984-04-02 | 異種合成樹脂材料の機械的接合方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60208221A (ja) |
-
1984
- 1984-04-02 JP JP59066545A patent/JPS60208221A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS60208221A (ja) | 1985-10-19 |
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