JPS63105042A - 高分子成形品 - Google Patents

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】 発明の目的 （産業上の利用分野） 本発明は特にＣＯ２レーザー又はＹＡＧレーザーを使用
して表面に模様を描いたり、塗料や接着剤を塗布する際
に好適な高分子成形品に関するものであり、自動車部品
用樹脂成形品その他のあらゆる成形品として使用される
。

（従来の技術） 従来高分子材料の表面を粗面化（エツチング）する方法
としては、サンドペーパー、やすり等を用いる物理的な
方法又は酸例えばクロム酸を用いる湿式処理方法が行わ
れていた。

（発明が解決しようとする問題点） 上記従来技術において、物理的方法により高分子材料表
面を粗面化する方法は作業に手間がかかって、自動化が
難しく、クロム酸を用いた湿式処理方法は粗面化させな
い部分をマスキングする必要があり、またクロム酸の汚
水処理設備がいるという問題点があった。

発明の構成 （問題点を解決するための手段） 本発明は上記問題点を解決するために、高分子材料の表
面がレーザーによって粗面化されるという構成を採用し
ている。

（作用） 上記構成を採用したことにより、乾式にて高分子材料表
面の粗面化が思い通りの位置、形状で容易に、自由にし
かも正確にできる。

（実施例） 以下に本発明を具体化した実施例を第１図〜第４図を用
いて説明する。

−Ｃにレーザーは増幅倍率によって気体レーザー、液体
レーザー、固体レーザーの３種類に分けられ、以下の実
施例で用いるＣＯ，レーザーは気体レーザーに属し、Ｙ
ＡＧレーザーは固体レーザーに属するものである。

またレーザーを用いて金属加工する場合、一般に単位面
積あたりに照射するレーザーのパワー密度によって切断
、溶接、アニーリングの加工法に分類されるが、以下の
実施例においては切断と溶接の中間パワー密度を用いる
ことにより、高分子材料表面の粗面化ができる。

実施例１ 本実施例ではポリアセタール（以下ＰＯＭという）、ガ
ラス繊維強化プラスチック（以下ＦＲＰという）又はポ
リプロピレン（以下ＰＰという）の表面にＣＯ□レーザ
ーを照射した。

次にＰＯＭの表面を粗面化するのに使用したＣＯ２レー
ザー照射装置について説明すると、第３図に示すように
ＣＯ□レーザー発生機１４で発生したレーザーは集光レ
ンズ９により被加工物１１に集光される。レーザービー
ムのスポット径は通常２０μｍで、この焦点をポカして
（デフォーカス）スポット径０．５　ｍｍ又は１■で行
った。上記ＣＯ□レーザー照射装置を用い、次の表−１
に示す加工条件に基づいて高分子材料表面の粗面化を行
った。

レーザー照射後の樹脂表面の状態についても表−１に併
記した。

なお、ＣＯ□レーザーは、その性質から光ファ表−１ 本実施例で得られた高分子成形品の表面についてみると
、第１図に示すように高分子材料１としてのＰＯＭ、Ｆ
ＲＰ又はＰＰの表面１ａはＣＯ。

レーザーによって粗面化されている。そして上記高分子
材料１の表面１ａは第２図に示すように山部１ｂと谷部
１ｃとが明瞭に認められる。またＣＯ□レーザー照射の
ピッチが０．５ｍｍの場合は、１１の場合に比べて高分
子材料１の表面がより平滑になる。

ＣＯｔレーザーによる樹脂表面の粗面化は後述するＹＡ
Ｇレーザーによる樹脂表面の粗面化に比べて低い出力で
行うことができ、同出力の場合はより広い面積を高速で
粗面化することができる。

即ち、ＣＯ，レーザーの波長は１０．６＃ｍ　、　ＹＡ
Ｇレーザーの波長は１．０６μｍであり、樹脂の吸収帯
と比較するとＣＯ２レーザーが樹脂加工には適切である
。

実施例２ 本実施例では、固体レーザーとしてのＹＡＧレーザーを
用いてＦＲＰ、ＰＰ又はＰＯＭの表面の加工処理を行っ
た。

次に上記高分子材料の表面を粗面化するのに使用したＹ
ＡＧレーザー照射装置について説明すると、第４図に示
すようにＹＡＧレーザー発生機２はレーザーロッド３、
ランプ４、レーザーの増幅作用をするミラー５、電源６
及びＹＡＧレーザー発生機２を冷却する冷却水ポンプ７
から構成されている。

ＹＡＧレーザー発生機２で発生したレーザーは光フアイ
バーケーブル８を経由し、集光レンズ９により架台１０
上の被加工物１１に集光される。

その際被加工物１１にレーザーが集光される付近には窒
素供給配管１２を通って窒素ガスが吹きつけられる。

また光フアイバーケーブル８はロボット１３によって自
由自在に被加工物１１に対するレーザーの照射位置を調
節できる。

なお、ＹＡＧレーザ−ビームのスポット径はデフォーカ
スしても１ｍｍ程度が限度である。

上記ＹＡＧレーザー発生機を用い、次のような順序で高
分子材料表面にＹＡＧレーザーを照射した。

まず、被加工物１１である高分子材料を架台１０上に載
せる。次いで被加工物１１上に描きたい模様に沿ってレ
ーザーが照射されるようにロボット１３を設定する。

そして、ＹＡＧレーザー発生機２が駆動され、レーザー
が発生し、それが光フアイバーケーブル８に導かれ、集
光レンズ９で集光されて、ロボットの操作で被加工物１
１の表面上に照射され、レーザー加工が行われる。

ＹＡＧレーザーのエネルギーは高密度であるので、被加
工物であるＰＯＭの表面を精度よく確実に加工できる。

なお、ＰＯＭ表面の処理面積を大きくする場合は、デフ
ォーカスして単位面積当たりのパワー密度を小さくして
実施することができる。また、ＹＡＧレーザーは光ファ
イバーを用いて任意の位置で照射することができるので
前記ＣＯＺ　レーザーに比較して作業がしやすいという
利点がある。

ＹＡＧレーザーによる具体的な加工条件及びＹＡＧレー
ザー照射後の樹脂表面の状態は表−２の通りである。

表−２ 上記のようにＹＡＧレーザーを用いることにより、樹脂
表面の粗面化をはかることができ、得られた樹脂の表面
は、前記実施例１と同様第１図に示すように高分子材料
１としてのＦＲＰ、ＰＰ又はＰＯＭの表面１ａはＹＡＧ
レーザーによって粗面化され、段差がついている。そし
て高分子材料ｌの表面１ａは、第２図に示すように、山
部ｔｂと谷部ＩＣとが明瞭に認られる。

上記のいずれの実施例においても高分子材料の表面は、
境い目（見切り線）が鮮明であり、しかもレーザー加工
の自動化が簡単でコストも安く、加工時間も大幅に節約
できる。

さらに、ＦＲＰ、、ＰＰ又はＰＯＭの表面に塗料や接着
剤を塗布した場合、表面の粗面化に基づくアンカー効果
によって密着性が非常に良好となる。

本発明の高分子成形品は自動車の部品、例えばバンパー
、ラジェーターグリル、モール、インストルメントパネ
ル、エンブレム、電化製品のケース、例えば洗濯機のケ
ース、冷蔵庫のケース、テレビのケース、その他あらゆ
る製品に利用される。

本発明は上記実施例に限定されず、次のように構成する
こともできる。

（１）高分子材料（１）は、上記実施例では樹脂として
ＰＯＭ、ＦＲＰ及びＰＰを用いたが、それ以外にポリア
ミド、ポリカーボネート、ＡＢＳ樹脂、ポリブチレンテ
レフタレート（ＰＢＴ）を用いることもでき、またゴム
として天然ゴム、合成ゴムも使用することができる。

合成ゴムとしては、ブタジェン系ゴム、イソプレン系ゴ
ム等のジエン系ゴム、ポリアルキレン・スルフィド等の
多硫化物系ゴム、エチレン・プロピレン系ゴム等のオレ
フィン系ゴム、アルキル・シロキサン縮合物等の存機ケ
イ素化合物系ゴム、ビニリデンフロライド−へキサフロ
ロプロピレン共重合物等のフッ素化合物系ゴム、ポリエ
ステル・イソシアネート縮合物等のウレタン系ゴム、ア
クリル酸エステル・架橋コモノマー共重合物等のビニル
系ゴム等があげられる。

（２）レーザーは、上記実施例では気体レーザーの１種
であるＣＯ２レーザ−、固体レーザーの１種であるＹＡ
Ｇレーザーを用いたが、それ以外の種類の気体レーザー
又は固体レーザー、さらに液体レーザーも用いることが
できる。

発明の効果 本発明の高分子成形品は、その表面に接着剤や塗料を塗
布した場合、アンカー効果により密着性が格段に向上し
、かつ表面の粗面化が思い通りの位置、形状で容易に、
自由にしかも正確にできるという優れた効果を奏する。

さらに、レーザー照射の自動化が簡単にでき、作業時間
の短縮及びコストの節約ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の粗面化された高分子成形品の表面を示
す斜視図、第２図は同じく本発明の高分子成形品の表面
の拡大断面図、第３図はＣＯ□レーザー照射装置を示す
模式図、第４図はＹＡＧレーザーの発生及び照射機構を
示す模式図である。 １・・・高分子材料

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、高分子材料（１）の表面がレーザーによって粗面化
   された高分子成形品。 ２、レーザーはＣＯ＿２レーザーである特許請求の範囲
   第１項に記載の高分子成形品。 ３、レーザーはＹＡＧレーザーである特許請求の範囲第
   １項に記載の高分子成形品。 ４、高分子材料（１）はポリアセタール、ガラス繊維強
   化プラスチック又はポリオレフィンである特許請求の範
   囲第１項に記載の高分子成形品。