JPS6271626A - 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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JPS6271626A
JPS6271626A JP60213304A JP21330485A JPS6271626A JP S6271626 A JPS6271626 A JP S6271626A JP 60213304 A JP60213304 A JP 60213304A JP 21330485 A JP21330485 A JP 21330485A JP S6271626 A JPS6271626 A JP S6271626A
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JP
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resin material
plate member
resin materials
laser
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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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    • B29K2023/10—Polymers of propylene
    • B29K2023/12—PP, i.e. polypropylene

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、接合しようとする異種の合成樹脂材料の一方
からレーザ光を照射して、その両者を接合する方法に関
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両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であり、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、再合成樹脂材料。
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、再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、再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を蚊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Ｍ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、上部に配設する合成樹脂材料の下面に突
起部を形成し、下部に配設する合成樹脂材料にレーザ光
を照射しつつ加熱・熔融せしめ、この溶融部位に上部の
合成樹脂材料に形成されている突起部を挿入して接合す
ることによって再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の一方からレーザ光を
照射して、その両者を接合するにあたり、前記異種の合
成樹脂材料のうち、下部に配設される合成樹脂材料をレ
ーザ光に対して吸収性とし、上部に配設される合成樹脂
材料をレーザ光に対して非吸収性とすると共に、その下
面に突起部を形成せしめ、この突起部を下部の合成樹脂
材料に当接し、上部の合成樹脂材料の上方から下部の合
成樹脂材料にレーザ光を照射して加熱・熔融させると共
に、上部の合成樹脂材料の突起部を下部の合成樹脂材料
の熔融部位に押し圧するようにしたものである。
そして、上部に配設されるレーザ光に対して非吸収性の
合成樹脂材料としては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピ
、レン樹脂、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、下部に配設されるレーザ光に対して
吸収性を有する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０．１ないし０．３重量％添加された
ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、スチレン−ア
クリロニトリル共重合体、さらにはガラス繊維、カーボ
ン繊維、メタル繊維等の短繊維で強化され、かつカーボ
ンブランク等の補助材料が０．１ないし０．３４ｆ量％
添加されたポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、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。
また、上部に配設される合成樹脂材料の下面に形成され
る突起部は、要求する接合強度に応じて１体または複数
体形成することができる。さらに、その形状においても
特に限定するものではなく、例えば多角形、円柱形、円
筒形、台形、円錐形等に形成することができ、強い接合
強度を要求する際には突起部の先端部または途中に鉤形
、楔形等の掛止め片を形成することもできる。
そして、上述の両合成樹脂材料は、接合する際に下部に
配設される材料がレーザ光に対して吸収性を有する合成
樹脂材料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、両合成樹脂材料の接合時に照射されるレーザ光と
しては、アルゴンレーザ光、ガラス：ネオジウム３＋レ
ーザ光、ＹＡＧ　：ネオジウム″レーザ、ルビーレーザ
光、ヘリウム−ネオンレーザ光、クリプトンレーザ、Ｈ
２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＋レーザ光およびガラス二
♀オジウムレーザ光が最も優れている。
また、両合成樹脂材料の接合時に照射されるレーザ光の
波長としては、接合する合成樹脂材料に通した波長が必
要であって、１．０６μｍ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加
熱・溶融させて接合することが困難となる。また、レー
ザ光の出力においては、５ｗないし１００ｗが通してお
り、５ｗないし３０ｗが最も優れている。そして、その
際の出力が５Ｗ以下の場合には下部の合成樹脂材料を加
熱・溶融するのに多くの時間を必要とし、１００Ｗ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
りして接合強度が低下する原因となる。
〔実施例〕
以下、本発明に係る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ｂ）において、■はポリプロピ
レン樹脂からなる板部材であって、この板部材の板厚は
２０鶴に形成されており、その上面は平担に形成された
接合面１ａとされ、下面も平担に形成されて台座（図示
せず）等への載置面ｌｂとされている。そして、この板
部材１の原材料色はカーボンブラックが０．１ｉ（３％
混入されて黒色となっており、１．０６μｍ付近のレー
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の上部にはスチレン−アクリロニトリル
共重合体からなる板部材２が配設されており、その板厚
は１０＋＋ｎに形成されている。また、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■の接合
面１ａに当接する接合面２ｂとされている。さらに、こ
の板部材２の接合面２ｂには１０１ｍ角で、長さが１５
０の突起部３が形成されており、その先端部には掛止め
片３ａが形成されている。そして、この板部材２の原材
料色は半透明とされており、１．０６μｍ付近のレーザ
光に対しでは非吸収性の性質を有している。
そして、画板部材ｌ、２を接合する際には、第１図の（
ａ）に示すように板部材２の接合面２ｂに形成されてい
る突起部３の先端を下方の板部材ｌの接合面１ａに当接
させてセットする。
次に、第１図の（ｂ）に示すようにスチレン−アクリロ
ニトリル共重合体からなる板部材２に形成されている突
起部３の上方にＹＡＧ：ネオジウム３＋レーザ装置の照
射ノズル４を位置させる。
この状態で照射ノズル４から波長が１．０６μｍで、出
力が２０ＷのＹＡＧレーザ光５を加工レンズ６に通過さ
せて照射する。
その際、ＹＡＧレーザ光５は、その波長と合成樹脂材料
の吸収スペクトルとの関連によって、スチレン−アクリ
ロニトリル共重合体からなる板部材２に対して非吸収と
なるため、板部材２の中を反射および屈折を繰り返しな
がら透過すると共に、ポリプロピレン樹脂からなる板部
材１の接合面１ａに達する。
そして、板部材１の接合面１ａに達したＹＡＧレーザ光
５は、その部位および周辺でエネルギとして蓄積される
と共に、そのエネルギによって板部材１の接合面１ａが
すみやかに加熱・溶融される。
そして、ＹＡＧレーザ光５によって板部材１を十分に加
熱・熔融させつつ、第１図の（ｃ）に示すように矢印入
方向から荷重を加え、板部材２の突起部３を板部材１の
熔融部位に徐々に挿入する。
この場合、板部材２は板部材ｌよりも融点が高いので、
板部材１の溶融物１ｃが上部の板部材２側に盛り上がる
。そして、上部の板部材２の接合面２ｂが下部の板部材
ｌの接合面１ａに当接するまでＹＡＧレーザ光５の照射
を継続すると共に、矢印六方向からの荷重も継続して加
える。
そして、両板部材ｌ、２の接合面１ａ、２ｂが十分に当
接したところで、ＹＡＧレーザ光５の照射を停止すると
共に、板部材２への矢印Ａ方向からの荷重を取り除く。
その後、照射ノズル４を板部材２から遠ざける。
これにより、第１図の（ｄ）に示すように板部材２の接
合面２ｂに形成されている突起部３および掛止め片３ａ
が板部材１の熔融部位に食い込んだ状態で熔融物ＩＣが
硬化し、ポリプロピレン樹脂からなる板部材１とスチレ
ン−アクリロニトリル共重合体からなる板部材２とが強
固に接合される。
〔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
接合方法においては、上部に配設する合成樹脂材料の下
面に突起部を形成し、下部に配設する合成樹脂材料にレ
ーザ光を照射しつつ加熱・溶融せしめ、この溶融部位に
上部の合成樹脂材料に形成されている突起部を挿入して
接合するようにしたから、両合成樹脂材料の強度を低下
させることなく接合することができる効果がある。
また、本発明においては、上部の合成樹脂材料に形成さ
れている突起部を下部の合成樹脂材料の熔融部位に挿入
して接合するようにしたから、両合成樹脂材料をより強
力に接合することが効果がある。
また、本発明においては、異種合成樹脂材料の一方から
レーザ光を照射して接合するようにしたから、従来の機
械的接合方法に比較して、両合成樹脂材料の接合作業を
容易に行うことができる効果がある。
また、本発明においては、異種合成樹脂材料を接合した
際に、両合成樹脂材料の接合部にねじ等の固定手段がな
いので、意匠効果を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。 ■・−一一一一坂部材 １ｃ・−−−−一溶融物 ２−−−−−一板部材 ３−・−・−・突起部 ３ａ−・−川止め片 ４−・−一一一照射ノズル ５〜・−Ｙ　Ａ　Ｇレーザ光 ６−・・・−加工レンズ 出願人　　トヨタ自動車株式会社 第１−図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 異種の合成樹脂材料の一方からレーザ光を照射して、そ
    の両者を接合するにあたり、前記異種の合成樹脂材料の
    うち、下部に配設される合成樹脂材料をレーザ光に対し
    て吸収性とし、上部に配設される合成樹脂材料をレーザ
    光に対して非吸収性とすると共に、その下面に突起部を
    形成せしめ、この突起部を下部の合成樹脂材料に当接し
    、上部の合成樹脂材料の上方から下部の合成樹脂材料に
    レーザ光を照射して加熱・溶融させると共に、上部の合
    成樹脂材料の突起部を下部の合成樹脂材料の溶融部位に
    押し圧することを特徴とする異種合成樹脂材料の接合方
    法
JP60213304A 1985-09-26 1985-09-26 異種合成樹脂材料の接合方法 Pending JPS6271626A (ja)

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