WO2004005013A1 - パイプ形状品の接合方法 - Google Patents

Abstract

樹脂部材からなるパイプ形状品の端部同士を、直接に当接させ、又は樹脂部材からなるフランジを介して突き合わせ、又は樹脂部材からなる継手内に挿入し、又は、上記において、パイプ形状品の端部同士の間、又はパイプ形状品の端部とフランジもしくは継手との間にレーザー吸収材を配置し；パイプ形状品の端部の少なくとも一方、又はフランジもしくは継手がレーザー光に対して透過性を有する樹脂部材からなり；パイプ形状品の端部の少なくとも一方、又はフランジもしくは継手、又は前記レーザー吸収材がレーザー光に対して吸収性を有する樹脂部材からなり；パイプ形状品の端部、フランジ、継手、及び前記レーザー吸収材が接する部分に、レーザー光を照射してレーザー溶接することを特徴とするパイプ形状品の接合方法。

Description

パイプ形状品の接合方法

発明の分野

本発明は、 レーザー光を照射して樹脂部材からなるパイプ形状品 同士を、 樹脂部材からなる継手もしく はフラ ンジを介して、 又は直 明

接に、 溶着させるパイプ形状品の接合方法に関する。

田 胃京技

従来、 樹脂部材からなるパイプを接合する方法として、 ポルト等 による押しつけ力とシール材を利用した物理接合、 反応性物質を塗 布して化学的に接合する化学接合、 樹脂を部分的に溶解して接合す る溶着が知られている。 パイプ用途では接合部の長期信頼性が重要 であるため、 信頼性を得やすい溶着方法が好適に用いられている。 溶着方法としては、 熱を利用した熱溶着と樹脂可溶性溶媒を用い た溶剤溶着が知られている。

熱溶着方法と しては、 熱板によるバッ ト溶着や電線埋め込み継手 にパイプを挿入し、 溶着する方法があった （例えば、 特開平 9一 2 3 9 8 3 9号公報参照） 。

しかしながら、 パッ ト溶着では、 垂れが生じやすく、 かけらが剥 がれてパイプ内を搬送されて閉塞等を引き起こしたり、 あるいは、 圧損等の問題があり、 また薄肉パイプでは、 芯合わせが難しく、 適 切な融着が困難であった。

また、 電線埋め込み継手は、 その構造が複雑であり、 コス トが高 い問題があった。

また、 溶剤溶着方法としては、 パイプの接合面に溶剤接着剤を塗 布して、 継手に挿入し、 溶剤を蒸発させて接合させる方法がある （ 例えば、 特表平 4一 5 0 6 9 7 7号公報参照） 。

しかしながら、 使用する溶剤が有害であったり、 接着剤の乾燥時 間が長くかかりすぎるという欠点があり、 また、 樹脂部材の種類に よつては十分な接着力が得られないという問題があった。

本発明は、 前記問題点を解決し、 レーザー光を照射して、 樹脂部 材からなるパイプ形状品同士を、 樹脂部材からなる継手もしくはフ ランジを介して、 又は直接に、 レーザー溶着によ り強固に接合させ ることができるパイプ形状品の接合方法を提供することを目的とす る。 発明の開示

本発明は、 上記目的を達成するために下記を提供するものである

〔 1〕 樹脂部材からなるパイプ形状品の端部同士を、 直接に当接 させ、 又は樹脂部材からなるフラ ンジを介して突き合わせ、 又は樹 脂部材からなる継手内に挿入し、 又は、 上記において、 パイプ形状 品の端部同士の間、 又はパイプ形状品の端部とフランジもしく は継 手との間にレーザー吸収材を配置し、

パイプ形状品の端部の少なく とも一方、 又はフラ ンジもしく は継 手がレーザー光に対して透過性を有する樹脂部材からなり、

パイプ形状品の端部の少なく とも一方、 又はフランジもしくは継 手、 又は前記レーザー吸収材がレーザー光に対して吸収性を有する 樹脂部材からなり、

パイプ形状品の端部、 フランジ、 継手及びノ又は前記レーザー吸 収材が接する部分に、 レーザー光を照射してそれらをレーザー溶接 するこ とを特徴とするパイプ形状品の接合方法。 PC蘭 003/008716

〔 2〕 パイプ形状品を継手を介して接合する方法であって、 下記 のいずれかの方法で接合する、 上記 〔 1〕 に記載のパイプ形状品の 接合方法。 "

( A ) レーザー光に対して吸収性を有する樹脂部材からなるパイ プ形状品を、 レーザー光に対して透過性を有する樹脂部材からなる 継手に挿入し、 該継手側からレーザー光を照射して両者をレーザー 溶着する ； 又は

( B ) レーザー光に対して透過性を有する榭脂部材からなるパイ プ形状品の外側表面にレ一ザ一吸収材を配置し、 該パイプ形状品を レ一ザ一光に対して透過性を有する樹脂部材からなる継手に挿入し 、 該継手側からレーザー光を照射して両者をレーザー溶着する。

〔 3〕 パイプ形状品をフランジを介して接合する方法であって、 下記のいずれかの方法で接合する上記 〔 1〕 に記載のパイプ形状品 の接合方法。

( C ) レーザー光に対して透過性を有する樹脂部材からなるパイ プ形状品の端部同士を、 レーザー光に対して吸収性を有する樹脂部 材からなるフランジを介して加圧しながら突き合わせ、 パイプ形状 品の端部側からレーザー光を照射してレーザー溶着する ；

( D ) レーザー光に対して吸収性を有する樹脂部材からなるパイ プ形状品の端部同士を、 レーザー光に対して透過性を有する樹脂部 材からなるフランジを介して加圧しながら突き合わせ、 フランジ側 からレーザー光を照射してレーザー溶着する ；

( E ) レーザー光に対して透過性を有する樹脂部材からなるパイ プ形状品の端部同士を、 レーザー光に対して透過性を有する樹脂部 材からなるフランジを介して、 さらに、 該フランジとパイプ形状品 との当接部にレーザー吸収材を配置した状態で、 加圧しながら突き 合わせ、 パイプ形状品の端部側からレーザー光を照射してレーザー 溶着する ； 又は

( F ) レーザー光に対して透過性を有する樹脂部材からなるパイ プ形状品の端部同士を、 レーザー光に対して透過性を有する樹脂部 材からなるフランジを介して、 さ らに、 該フランジとパイプ形状 との当接部にレーザー吸収材を配置した状態で、 加圧しながら突き 合わせ、 フ ラ ンジ側からレーザー光を照射してレーザー溶着する。

〔4〕 パイプ形状品の端部同士を接合する方法であり、 下記のい ずれかの方法で接合する上記 〔 1〕 に記載のパイプ形状品の接合方 法。

( G ) レーザー光に対して透過性を有する樹脂部材からなり 、 そ の端部の内面にテーパ状接合面を有する第一のパイプ形状品の端部 と、 レーザ一光に対して吸収性を有する樹脂部材からなり、 その端 部の外面に、 前記第一のパイプ形状品の端部のテーパ状接合面に整 合するテーパ状接合面を有する第二のパイプ形状品の端部とを互い に当接し、 該第一のパイプ形状品側からレーザー光を照射して接合 面同士をレーザ一溶着する ； 又は

( H ) レーザ一光に対して透過性を有する樹脂部材からなり、 そ の端部の内面にテーパ状接合面を有する第一のパイプ形状品の端部 と、 レーザー光に対して透過性を有する樹脂部材からなり 、 その端 部の外面に、 前記第一のパイプ形状品の端部のテーパ状接合面に整 合するテーパ状接合面を有し、 該テーパ状接合面にレーザー吸収材 が配置された第二のパイプ形状品の端部とを互いに当接し、 該第一 のパイプ形状品側からレーザー光を照射して接合面同士をレーザ一 溶着する。

〔 5〕 前記 （A ) の方法で接合するに当たり、 パイプ形状品が、 レーザー光に対して吸収性を有する樹脂部材からなる外層と、 レー ザ一光に対して透過性を有する樹脂部材からなる内層とから構成さ れてなる上記 〔 2〕 記載のパイプ形状品の接合方法。

〔 6〕 外層の厚みが、 1 0〜 1 0 0 0 μ πιである上記 〔5〕 記载 のパイプ形状品の接合方法。

〔 7〕 レーザ一吸収材が、 レーザー光に対して吸収性を有する着 色材である上記 〔 1〕 〜 〔 7〕 のいずれか 1項に記載のパイプ形状 品の接合方法。 '

〔 8〕 レーザー吸収材が、 レーザー光に対して吸収性を有する着 色材を含む樹脂部材からなるフィルムである上記 〔 7〕 に記載のパ ィプ形状品の接合方法。

〔 9〕 フィルムの厚みが 1 0〜 1 0 0 0 μ ιηである上記 〔9〕 記 載のパイプ形状品の接合方法。

〔 1 0〕 第一のパイプ形状品、 継手又はフランジが、 レーザー光 に対して弱吸収性である樹脂部材からなることを特徴とする上記 〔

2〕 〜 〔 9〕 のいずれか 1項に記載のパイプ形状品の接合方法。 〔 1 1〕 樹脂部材が、 樹脂と レーザー光に対して弱吸収性の添加 剤とからなることを特徴とする上記 〔 1 0〕 記載のパイプ形状品の 接合方法。

〔 1 2〕 弱吸収性の添加剤が、 レーザー光に対して 4 0〜 9 0 % の透過率を有するものである上記 〔 1 1〕 記載のパイ プ形状品の接 合方法。

〔 1 3〕 弱吸収性の添加剤が、 エチレン及びノ又はプロ ピレン系 共重合体、 スチレン系共重合体、 変性エチレン及び/又はプロピレ ン系共重合体及び変性スチレン系共重合体の少なく とも一種である ことを特徴とする上記 〔 1 2〕 記載のパイプ形状品の接合方法。

〔 1 4〕 樹脂部材が、 樹脂にレーザー光に対して吸収性を有する 添加剤をレーザー光の吸収があっても樹脂が溶融しない範囲で配合 してなることを特徴とする上記 〔 1 0〕 記載のパイ プ形状品の接合 方法。

〔 1 5〕 パイプ形状品及び継手を構成する樹脂部材が、 ポリアミ ド樹脂またはポリアミ ドを主成分とするポリアミ ド樹脂組成物から なる上記 〔 1〕 〜 〔 1 4〕 記載のパイプ形状品の接合方法。

〔 1 6〕 パイプ形状品が、 自動車用燃料パイプ、 自動車用ェアブ レーキパイプ、 薬液輸送パイプ、 可燃性ガス供給または輸送パイプ 用である上記 〔 1〕 〜 〔 1 5〕 記載のパイプ形状品の接合方法。 図面の簡単な説明

図 1 A〜 5 Bは継手とパイプの接合形態の概略図である。

図 6 ~ 8は本発明におけるフランジ接合の形態及び用いるフラン ジの形状の例の概略図である。

図 9〜 1 1はパイプ同士の直接接合形態の概略図である。 発明の実施の形態

本発明は、 樹脂部材からなるパイプ形状品の端部同士を、 直接に 当接させ、 又は樹脂部材からなるフランジを介して突き合わせ、 又 は樹脂部材からなる継手内に挿入し、 又は、 上記において、 パイプ 形状品の端部同士の間、 又はパイプ形状品の端部とフランジもしく は継手との間にレーザー吸収材を配置し ； パイプ形状品の端部の少 なく とも一方、 又はフランジもしくは継手がレーザ一光に対して透 過性を有する樹脂部材からなり ； パイプ形状品の端部の少なく とも 一方、 又はフランジもしく は継手、 又は前記レーザー吸収材がレー ザ一光に対して吸収性を有する樹脂部材からなり ； パイプ形状品の 端部、 フラ ンジ、 継手及び/又は前記レーザー吸収材が接する部分 に、 レーザー光を照射して、 それらの接する部分の間をレーザー溶 接する、 パイプ形状品の接合方法にある。 より具体的には、 下記 （A ) 〜 （ I ) の方法を例示することがで ぎる。

パイプ形状品を継手を介して接合する方法 ：

( A ) レーザー光に対して吸収性を有する樹脂部材からなるパイプ 形状品を、 レーザー光に対して透過性を有する樹脂部材からなる継 手に挿入し、 該継手側からレーザー光を照射して両者をレーザー溶 着する方法。

この方法では、 図 1 A及び図 1 Bを参照すると、 レーザー光に対 して吸収性を有する樹脂部材からなるパイプ形状品 1， 2を、 レー ザ一光に対して透過性を有する樹脂部材からなる継手 5に挿入し、 継手側からレーザー光 9を照射して両者をレーザー溶着する。

すなわち、 レーザ一光が照射されたとき、 レーザー光に対して透 過性を有する樹脂部材からなる継手 5をレーザー光 9が透過し、 透 過したレーザー光は、 レーザー光に対して吸収性を有する樹脂部材 1 , 2からなるパイプ形状品の表面に到達し、 接合面においてレー ザ一光が吸収され、 パイプ形状品 1， 2および当接する継手 5を溶 融させ、 接合する。

このレーザー溶着法によ り、 パイプ形状品と継手を接合すること ίこよ り 、 垂れとコス トの問題、 さらに薄肉パイ プの融着の困難性を 解決できる。 特に、 樹脂がポ リ エチレン （ P E ) の場合には高分子 量で高粘度の材料が製造しやすため、 垂れが発生しにくいが、 ポリ アミ ド （P A ) の場合は、 工業的に粘度上昇に限界があり、 また吸 水による更なる粘度低下の問題もあり、 垂れが発生しやすいので、 このレーザー溶着法が適している。

, ( B ) レーザー光に対して透過性を有する樹脂部材からなるパイ プ形状品の外側表面にレーザー吸収材を配置し、 該パイプ形状品を レーザー光に対して透過性を有する樹脂部材からなる継手に挿入し 、 該継手側からレ一ザ一光を照射して両者をレーザー溶着する方法 この方法においては、 図 2を参照すると、 パイプ形状品 3 , 4の 外側表面の継手 5 との接合部分にレーザー吸収材 8を配置する。

この方法では、 レ一ザ一光に対して透過性を有する樹脂部材から なるパイプ形状品 3， 4 の外側表面にレーザー吸収材 8を配置し、 該パイプ形状品をレーザー光に対して透過性を有する樹脂部材から なる継手 5に挿入し、 継手側からレーザー光を照射して両者をレー ザ一溶着する。

すなわち、 レ一ザ一光が照射されたとき、 レーザー光に対して透 過性を有する樹脂部材からなる継手 5をレーザー光が透過し、 透過 したレーザー光は、 レーザー光に対して透過性を有する樹脂部材か らなるパイプ形状品 3， 4 の外側表面に配置されたレーザー吸収材 8に吸収され、 接合面において当接するパイプ形状品および継手を 溶融させ、 接合する。

このレーザー溶着法によれば、 パイプ形状品にレーザー光に対し て吸収性を有する着色材を配合する必要がないため、 本吸収材によ る着色 · 変色の可能性が無く、 所望の色に容易に着色することがで きる。

このレーザー溶着法によ り、 パイプ形状品と継手を接合すること によ り、 垂れ、 強い溶剤による環境安全問題、 コス トの問題、 さら に薄肉パイプの融着の困難性を解決できる。 特に、 樹脂が P Eの場 合には高分子量で高粘度の材料が製造しやすため、 垂れが発生しに くいが、 P Aの場合は、 工業的に粘度上昇に限界があり、 また吸水 による更なる粘度低下の問題もあり、 垂れが発生しやすいので、 こ のレーザー溶着法が適している。

上記 （A ) ( B ) の方法における継手と しては、 パイプと接する 内側に溝や梨地状の微細な凹凸を設けることもできる。 溝や微細な 凹凸を設けることによ り、 パイプの挿入性の改善と固化時の応力緩 和に効果がある。

さらに、 高い接着強度発現のためにレーザー溶着面を十分密着さ せることが必要であり、 十分な圧力がかかるよう継手内径よ りパイ プ外径の寸法を大きくすることが望ましい。 例えば、 パイプ外径/ 継手内径 = 1 . 0〜 1 . 3の範囲にすることが好ましい。

また、 必要に応じ、 内側から外側 （パイプ開口部） へ向けて広が るよ うにテーパーをつけ、 パイプを挿入しやすくすることができる また、 レーザー光に対して透過性を有する樹脂部材料として、 レ 一ザ一光に対して弱吸収性である樹脂部材 （レーザー光に対して透 過性であるが、 一部のレーザー光を吸収することによ り、 その部分 の樹脂が発熱する樹脂部材） を用いて、 樹脂部材にレーザー光を照 射すると、 エネルギーを吸収して、 発熱し、 パイプ形状品との接合 面部分の温度がある程度まで高くなる。 こ の状態で、 レーザー光に 対して吸収性を有する樹脂部材からなるパイプ形状品、 継手又はフ ランジがレーザー光を吸収して加熱されることにより、 溶融する と 、 レーザー光に対して弱吸収性である樹脂部材も容易に溶融するた め、 接合部において樹脂部材同士が十分に互いに絡み合った接合部 となり、 接合力が強くなる。

図 3のこの態様の例を示すが、 図において、 3 ' 、 4 ' はレーザ 一光に対して弱吸収性である樹脂部材からなるパイプ形状品、 5 ， レーザー光に対して弱吸収性である樹脂部材からなる継手である。 また、 これらの継手を用いる方法では、 図 4 A及び図 4 Bを参照 すると、 レーザー光に対して吸収性を有する樹脂部材からなるパイ プ形状品 1 ， 2は、 レーザー光に対して吸収性を有する樹脂部材か らなる外層 l a， 2 a と、 レーザー光に対して透過性を有する樹脂 部材からなる内層 l b， 2 b とから構成してもよレ、。 外層 1 a , 2 aの厚みは、 1 0〜 1 0 0 0 μ πιであることが好ましい。

これは、 レーザー吸収性材料は可視光も吸収するものが多く配合 によ り着色するが、 レーザー光に対して吸収性を有する樹脂部材か らなる外層の厚みを 1 0〜 1 0 0 0 μ πιの範囲にすることによ り、 その発色の影響が小さくなり、 パイプ基材 （内層） の色が外観上支 配的になる。 よって、 パイプ基材の着色によ り見かけ上の色をコン ト ロ ールでき、 着色の自由度が高くなる。

また、 レーザー吸収層を外層に限定することにより、 内部で発熱 しないため、 パイプ内面に円筒状の溶解痕が出来にく くなり、 接合 部の欠陥が発生しにく くなる。

また、 図 5 Α及び図 5 Βを参照すると、 図 1 A及び図 1 Bに示す 態様において、 レーザー光に対して透過性である樹脂部材からなる 継手 5をレーザ一光に対して弱吸収性である樹脂部材からなる内層 5 c と、 レーザー光に対して透過性である樹脂部材からなる外層 5 dから構成することで、 同様の効果を得ることができる。

パイプ形状品をフランジを介して接合する方法 ：

( C ) レーザー光に対して透過性を有する樹脂部材からなるパイ プ形状品の端部同士を、 レーザー光に対して吸収性を有する樹脂部 材からなるフランジを介して加圧しながら突き合わせ、 パイプ形状 品の端部側からレーザー光を照射してレーザー溶着する方法。

図 6を参照する と、 レーザー光に対して透過性を有する樹脂部材 からなるパイプ形状品 3， 4 の端部をレーザー光に対して吸収性を 有する榭脂部材からなるフラ ンジ 6に突き当てて、 レーザー光に対 して透過性を有する樹脂部材からなるパイプ形状品 3， 4の側から レーザー光を照射する。 上記フランジ 6の形状としては、 図 7 Aに示すように、 パイプ形 状品の端部と略同形のリ ング状とすることができる。 フランジの外 径及び内径はパイプ形状品のそれと同じであるこ とが好ましいが、 例えば、 フランジの外径をパイプ形状品の外径よ り大きく してもよ い。 また、 図 7 Bに示すように、 フランジ 6におけるパイプ形状品 の端部との当接部に、 パイプ形状品の内面 （又は外面） と接する突 出部 6 a を設けることもできる。 これにより、 フランジとパイプ形 状品の端部の接合面積が増大し、 より高い接合強度及び耐圧強度と することができ、 また、 垂れを防止することもできる。

この方法では、 レーザ一光に対して透過性を有する樹脂部材から なるパイプ形状品の端部同士を、 レーザー光に対して吸収性を有す る樹脂部材からなるフランジを介して加圧しながら突き合わせ、 ノ ィプ形状品の端部側からレーザー光を照射してレーザー溶着する。 すなわち、 レーザー光が照射されたとき、 レーザ一光に対して透 過性を有する樹脂部材からなるパイプ形状品をレーザー光が透過し 、 透過したレーザー光は、 レーザー光に対して吸収性を有する樹脂 部材からなるフランジの表面に到達し、 接合面においてレーザー光 が吸収され、 フランジおよび当接するパイプ形状品を溶融させ、 接 合する。 なお、 レーザ一光の照射は、 フランジの両側に当接するそ れぞれのパイプ形状品について行われる。

このレーザー溶着法によ り、 パイプ形状品同士をフランジを介し て接合するこ とによ り、 垂れとコス トの問題、 さらに薄肉パイプの 融着の困難性を解決できる。 特に、 樹脂が P Eの場合には高分子量 で高粘度の材料が製造しやすため、 垂れが発生しにくいが、 P Aの 場合は、 工業的に粘度上昇に限界があり、 また吸水による更なる粘 度低下の問題もあり、 垂れが発生しやすいので、 このレーザ一溶着 法が適している。 このレーザー溶着法によれば、 パイプ形状品にレーザー光に対し て吸収性を有する着色材を配合する必要がないため、 本吸収材によ る着色 · 変色の可能性が無く、 所望の色に容易に着色することがで さる。

( D ) レーザー光に対して吸収性を有する樹脂部材からなるパイ プ形状品の端部同士を、 レーザー光に対して透過性を有する樹脂部 材からなるフランジを介して加圧しながら突き合わせ、 フランジ側 からレーザ一光を照射してレーザー溶着する方法。

この方法では、 図 6 と類似の態様において、 パイプ形状品がレー ザ一光に対して吸収性を有する樹脂部材からなり、 フラ ンジがレー ザ一光に対して透過性を有する樹脂部材からなり、 レーザ一光はフ ランジ側から照射される。

この方法では、 レーザー光が照射されたとき、 レーザー光に対し て透過性を有する樹脂部材からなるフラ ンジをレーザー光が透過し 、 透過したレーザー光は、 レーザー光に対して吸収性を有する樹脂 部材からなるパイプ形状品の表面に到達し、 接合面においてレーザ 一光が吸収され、 パイプ形状品および当接するフランジを溶融させ 、 接合する。 なお、 レーザー光の照射は、 フラ ンジの両側に当接す るそれぞれのパイプ形状品について行われる。

このレーザー溶着法により、 パイプ形状品同士をフラ ンジを介し て接合することによ り、 垂れとコス トの問題、 さらに薄肉パイプの 融着の困難性を解決できる。 特に、 樹脂が P Eの場合には高分子量 で高粘度の材料が製造しやすため、 垂れが発生しにくいが、 P Aの 場合は、 工業的に粘度上昇に限界があり、 また吸水による更なる粘 度低下の問題もあり、 垂れが発生しやすいので、 このレーザ一溶着 法が適している。

( E ) レーザー光に対して透過性を有する樹脂部材からなるパイ プ形状品の端部同士を、 レーザー光に対して透過性を有する樹脂部 材からなるフランジを介して、 さ らに、 該フラ ンジとパイプ形状品 との当接部にレーザー吸収材を配置した状態で、 加圧しながら突き 合わせ、 パイプ形状品の端部側からレーザー光を照射してレーザー 溶着する方法。

この方法では、 図 8を参照すると、 レーザー光に対して透過性を 有する樹脂部材からなるパイプ形状品 3， 4 の端部同士を、 レーザ 一光に対して透過性を有する樹脂部材からなるフラ ンジ 6を介して 、 さらに、 該フラ ンジ 6 とパイプ形状品 3， 4 との当接部にレーザ 一吸収材 8を配置した状態で、 加圧しながら突き合わせ、 パイプ形 状品の端部側からレーザー光を照射してレーザー溶着する。

( F ) レーザー光に対して透過性を有する樹脂部材からなるパイ プ形状品の端部同士を、 レーザー光に対して透過性を有する樹脂部 材からなるフランジを介して、 さらに、 該フランジとパイプ形状品 との当接部にレーザー吸収材を配置した状態で、 加圧しながら突き 合わせ、 フラ ンジ側からレーザー光を照射してレーザー溶着する方 法。

この方法では、 図 8 の場合と同様であるが、 レーザー光をパイプ 形状品の端部側 3， 4からではなく、 フラ ンジ 6側から照射してレ 一ザ一溶着するものである。

これら （E ) ( F ) の方法では、 レーザー光が照射されたとき、 レーザー光に対して透過性を有する樹脂部材からなるパイプ形状品 又はフランジをレーザ一光が透過し、 透過したレーザー光は、 フラ ンジとパイプ形状品との当接部に配置されたレーザー吸収材に吸収 され、 接合面において当接するパイプ形状品及びフランジを溶融さ せ、 接合する。

このレーザー溶着法によ り、 パイプ形状品同士をフランジを介し て接合することにより、 垂れとコ ス ト の問題、 さらに薄肉パイプの 融着の困難性を解決できる。 特に、 樹脂が P Eの場合には高分子量 で高粘度の材料が製造しやすため、 垂れが発生しにくいが、 P Aの 場合は、 工業的に粘度上昇に限界があり、 また吸水による更なる粘 度低下の問題もあり、 垂れが発生しやすいので、 このレーザー溶着 法が適している。

このレーザ一溶着法によれば、 パイプ形状品にレーザー光に対し て吸収性を有する着色材を配合する必要がないため、 本吸収材によ る着色 ' 変色の可能性が無く、 所望の色に容易に着色することがで きる。

上記のパイプ形状品同士をブランジを介して接合する場合にも、 レーザー光に対して透過性を有する樹脂部材と してレーザー光に対 して弱吸収性を有する樹脂部材を用いることが可能である。

パイプ形状品の端部同士を接合する方法 ：

( G ) レーザー光に対して透過性を有する樹脂部材からなり、 そ の端部の内面にテーパ状接合面を有する第一のパイプ形状品の端部 と、 レーザ一光に対して吸収性を有する樹脂部材からなり 、 その端 部の外面に、 前記第一のパイプ形状品の端部のテーパ状接合面に整 合するテーパ状接合面を有する第二のパイプ形状品の端部とを互い に当接し、 該第一のパイプ形状品側からレーザー光を照射して接合 面同士をレーザー溶着する方法。

第一のパイプ形状品は、 レーザー光に対して透過性を有する樹脂 部材からなり、 その端部の内面にテーパ状接合面を有する。

第二のパイプ形状品は、 レーザー光に対して吸収性を有する樹脂 部材からなり、 その端部の外面に、 前記第一のパイプ形状品の端部 のテ一パ状接合面に整合するテーパ状接合面を有する。

第二のパイプ形状品の樹脂は、 通常は、 前記第一のパイプ形状品 との接着性を考慮して、 前記第一のパイプ形状品に用いられる樹脂 と同種の樹脂を用いることが好ましい。

この方法では、 図 9を参照すると、 第一のパイプ形状品 1 1 の端 部のテーパ状接合面と、 第二のパイプ形状品 1 2の端部のテーパ状 接合面とを互いに当接し、 該第一のパイプ形状品側からレーザー光 9を照射して接合面同士をレーザー溶着する。

すなわち、 レーザー光が照射されたとき、 レーザー光に対して透 過性を有する樹脂部材からなる第一のパイプ形状品をレーザー光が 透過し、 透過したレーザー光は、 レーザー光に対して吸収性を有す る樹脂部材からなる第二のパイプ形状品の表面に到達し、 接合面に おいてレーザー光が吸収され、 第二のパイプ形状品および当接する 第一のパイプ形状品を溶融させ、 接合する。

このレーザー溶着法によ り、 パイプ形状品同士を接合することに より、 垂れとコス トの問題、 さ らに薄肉パイプの融着の困難性を解 決できる。 特に、 榭脂が P Eの場合には高分子量で高粘度の材料が 製造しやすため、 垂れが発生しにくいが、 P Aの場合は、 工業的に 粘度上昇に限界があり、 また吸水による更なる粘度低下の問題もあ り、 垂れが発生しやすいので、 このレーザー溶着法が適している。 また、 前記第一及び第二のパイプ形状品は、 各当接端部に互いに 整合して当接し合うテーパ状接合面がそれぞれ設けられ、 各該テー パ状接合面同士が接合されている。 このため、 テーパ状とされた分 だけ接合部における接合面積が増大し、 より高い接合強度及び耐圧 強度とすることができる。

さ らに、 前記第一及び第二のパイプ形状品では、 各当接端部に設 けられたテーパ状接合面同士がレーザ溶着されていることから、 レ 一ザ光の発射位置の自由度が増すという作用効果も奏する。

( H ) レーザー光に対して透過性を有する樹脂部材からなり 、 そ の端部の内面にテーパ状接合面を有する第一のパイプ形状品の端部 と、 レーザー光に対して透過性を有する樹脂部材からなり、 その端 部の外面に、 前記第一のパイプ形状品の端部のテーパ状接合面に整 合するテーパ状接合面を有し、 該テーパ状接合面にレーザー吸収材 が配置された第二のパイプ形状品の端部とを互いに当接し、 該第一 のパイプ形状品側からレーザー光を照射して接合面同士をレーザー 溶着する方法。

この方法における第一のパイプ形状品は、 レーザー光に対して透 過性を有する樹脂部材からなり、 その端部の内面にテーパ状接合面 を有する。

第二のパイプ形状品は、 レーザー光に対して透過性を有する樹脂 部材からなり、 その端部の外面に、 前記第一のパイプ形状品の端部 のテーパ状接合面に整合するテーパ状接合面を有する。 第二のパイ プ形状品の樹脂は、 第一のパイプ形状品との接着性を考慮して、 前 記第一のパイプ形状品に用いられる樹脂と同種の樹脂を用いること が好ましい。

この方法においては、 図 1 0を参照すると、 第二のパイプ形状品 1 3の端部の外面のテーパ状接合面にレーザー吸収材 1 4を配置す る。 第一のパイプ形状品 1 1の端部のテーパ状接合面と、 第二のパ イブ形状品 1 3の端部のレーザー吸収材 1 4が配置されたテーパ状 接合面とを互いに当接し、 該第一のパイプ形状品側からレーザー光 を照射して接合面同士をレーザー溶着する。

すなわち、 レーザー光が照射されたとき、 レーザー光に対して透 過性を有する樹脂部材からなる第一のパイプ形状品をレーザー光が 透過し、 透過したレーザー光は、 第二のパイプ形状品の端部のテー パ状接合面に配置されたレーザー吸収材に吸収され、 接合面におい て第一及び第二のパイプ形状品を溶融させ、 接合する。 このレーザー溶着法によれば、 第二のパイプ形状品にレーザー光 に対して吸収性を有する着色材を配合する必要がないため、 本吸収 材による着色 · 変色の可能性が無く、 所望の色に容易に着色するこ とができる。

このレーザー溶着法によ り、 パイプ形状品同士を接合することに より、 垂れ、 強い溶剤による環境安全問題、 コス トの問題、 さ らに 薄肉パイプの融着の困難性を解決できる。 特に、 樹脂が P Eの場合 には高分子量で高粘度の材料が製造しやすため、 垂れが発生しにく いが、 P Aの場合は、 工業的に粘度上昇に限界があり、 また吸水に よる更なる粘度低下の問題もあり、 垂れが発生しやすいので、 この レーザー溶着法が適している。

また、 前記第一及び第二のパイプ形状品は、 各当接端部に互いに 整合して当接し合うテーパ状接合面がそれぞれ設けられ、 各該テー パ状接合面同士が接合されている。 このため、 テーパ状とされた分 だけ接合部における接合面積が増大し、 よ り高い接合強度及び耐圧 強度とすることができる。

さらに、 前記第一及び第二のパイプ形状品では、 各当接端部に設 けられたテーパ状接合面同士がレーザー溶着されていることから、 レーザー光の発射位置の自由度が増すという作用効果も奏する。 上記のパイプ形状品同士を直接に接合する場合にも、 レーザー光 に対して透過性を有する樹脂部材と してレーザー光に対して弱吸収 性を有する樹脂部材を用いることが可能である。

( I ) 上記では、 レーザー光に対して透過性を有する樹脂部材の 間の接合面にレーザー吸収材を配置したが、 レーザ一光に対して透 過性を有する樹脂部材とレーザー光に対して吸収性を有する樹脂部 材の間の接合面にレーザー吸収材を配置してもよいことは明らかで める。 樹脂部材

本発明において、 パイプ形状品又は継手もしく はフランジは、 レ 一ザ一光に対して吸収性を有する樹脂部材、 又はレーザー光に対し て透過性を有する樹脂部材からなる。

(レーザー光に対して吸収性を有する樹脂）

レーザー光に対して吸収性を有する樹脂と しては、 熱可塑性を有 し、 ガスパイプ等のパイプ形状品、 又は継手もしくはフランジに成 形可能で、 レーザー光に対して十分な吸収性を示すものであれば特 に限定されない。 例えば、 ポリ ビュルアルコール、 ポリ酢酸ビニル 、 ポリ アミ ド、 ポリエチレン、 ポリ プロ ピレン、 あるいはエチレン 、 プロ ピレンなどの共重合体などのポリ オレフイ ン、 ポリ スチレン 、 ポリ塩化ビュル、 ポリ塩化ビ-リデン、 ポリ メチルメタク リ レー ト、 あるいはスチレン、 塩化ビニル、 メチルメ タク リ レー ト 、 塩化 ビニリデンなどの共重合体、 ポリ カーボネー ト、 ポリ アミ ド、 ポリ エステル、 ポリ エーテル、 ポリ エーテルケ ト ン、 ポリ エーテルエー テルケ ト ン、 ポリ スルフォン、 ポリイ ミ ドなどの縮合系のェンジ二 ァリ ングプラスチック等の樹脂に、 レーザー光に対して吸収性を有 する着色材を混入したものを挙げることができる。 なお、 必要に応 じて、 ガラス繊維や力一ボン繊維等の補強繊維を添加したものを用 いてもよい。

特に、 耐薬品性 · 靭性が必要な自動車用パイプゃ可燃性ガス供給 および Z又は輸送用パイプ用などには、 ポリアミ ド樹脂または、 ポ リ アミ ド榭脂を主成分とするポリアミ ド樹脂組成物が好適に用いら れる。

ここで、 十分な吸収性とは、 レーザー光を受けた部分がレーザー 光を吸収し、 その部分が溶融するような吸収性をいう。

前記ポリアミ ド樹脂としては、 ジアミンとニ塩基酸とからなるか 、 またはラタタムもしく はァミ ノカルボン酸からなるか、 またはこ れらの 2種以上の共重合体からなるものが挙げられる。

ジァミ ンと しては、 テ トラメチレンジァミ ン、 へキサメチレンジ ァミ ン、 オタタメチレンジァミ ン、 ノナメチレジアミ ン、 ゥンデ力 メチレンジァミ ン、 ドデカメチレンジアミ ン等の脂肪族ジァミ ンゃ 、 メタキシリ レンジアミ ン等の芳香族 · 環状構造を有するジァミ ン が挙げられる。

ジカルボン酸と しては、 アジピン酸、 ヘプタンジカルボン酸、 ォ クタンジ力/レポン酸、 ノナンジカルボン酸、 ゥンデカンジカルボン 酸、 ドデカンジカルボン酸等の脂肪族ジアミ ンゃテレフタル酸、 ィ ソフタル酸等の芳香族 · 環状構造を有するジカルボン酸が挙げられ る。

ラタタムと しては、 炭素数 6〜 1 2のラタタム類であり、 また、 アミ ノカルボン酸と しては炭素数 6〜 1 2のアミ ノカルボン酸であ る。 6—アミ ノカプロ ン酸、 7—ァミ ノヘプタン酸、 1 1ーァミ ノ ゥンデカン酸、 1 2—ァミ ノ ドデカン酸、 α—ピロ リ ドン、 ε—力 プロラクタム、 ω —ラウロ ラクタム、 ε —ェナント ラクタム等が挙 げられる。

特に、 パイプ用と しては、 加工温度範囲が広く、 熱的に安定な押 出加工性に優れた材料が好ましく 、 ポリ アミ ド 6、 ポリ アミ ド 1 1 、 ポリ アミ ド 1 2、 ポリ アミ ド 6 1 0、 ポリ アミ ド 6 1 2などの比 較的融点の低いホモポリ マーや、 ポリ アミ ド 6 / 6 6、 ポリ アミ ド 6 / 1 2、 ポリ アミ ド 1 1 / 1 2などのコポリマーが好適に使用さ れる。 特に粘度や吸水性の点でポリ アミ ド 1 1 、 ポリ アミ ド 1 2が 望ましい。

また、 上記ポリ アミ ド樹脂は、 他のポリ アミ ド樹脂またはその他 のポリ マーとの混合物であってもよい。 混合物中のポリ アミ ド榭脂 の含有率は、 5 0重量％以上が好ましい。

混合するポリアミ ド樹脂と しては、 ポリアミ ド 6、 ポリアミ ド 6 6、 ポリ アミ ド 1 1、 ポリ アミ ド 1 2、 ポリ アミ ド 6 1 0、 ポリ ア ミ ド 6 1 2、 ポリ アミ ド 9 1 2、 ポリ アミ ド 1 0 1 0、 ポリ アミ ド 1 2 1 2、 ポリ アミ ド 6 / 6 6共重合、 ポリ アミ ド 6 / 1 2共重合 、 ポリ アミ ド 1 1 Z 1 2共重合等を挙げることができる。 また、 そ の他のポリ マーと しては、 ポリ プロ ピレン、 A B S樹脂、 ポリ フエ 二レンオキサイ ド、 ポリ カーボネー ト、 ポリ エチレンテレフタ レー ト、 ポリ ブチレンテレフタレート等を挙げることができる。

また、 上記樹脂には、 耐熱剤、 耐候剤、 離型剤、 滑剤、 帯電防止 剤、 難燃剤、 難燃助剤等の機能性付与剤を添加してもよい。

本発明におけるレーザー光に対して吸収性を有する着色材と して はそのような性質を有するものであればどのようなものでも利用可 能であるが、 具体的には、 カーボンブラック、 複合酸化物系顔料等 の無機系着色材、 フタロシアニン系顔料、 ポリ メチン系顔料等の有 機系着色材が用いられる。

(レーザー光に対して透過性を有する樹脂）

レーザー光に対して透過性を有する樹脂と しては、 熱可塑性を有 し、 パイプ用継手等に成形可能で、 レーザー光に対して透過性を示 すものであれば特に限定されない。 例えば、 ポリ ビニルアルコール 、 ポリ酢酸ビュル、 ポリ アミ ド、 ポリ エチレン、 ポリ プロ ピレン、 あるいはエチレン、 プロ ピレンなどの共重合体などのポリオレフィ ン、 ポリ スチレン、 ポリ塩化ビュル、 ポリ塩化ビニリデン、 ポリ メ チルメ タク リ レー ト、 あるいはスチレン、 塩化ビ二ル、 メチルメ タ ク リ レート、 塩化ビニリデンなどの共重合体、 ポリ カーボネー ト、 ポリ アミ ド、 ポリ エステル、 ポリエーテル、 ポリエーテルケ ト ン、 ポリエーテルエーテルケ ト ン、 ポリ スルフォン、 ポリイ ミ ドなどの 縮合系のエンジニアリ ングプラスチック等の樹脂を挙げることがで きる。 なお、 必要に応じて、 ガラス繊維やカーボン繊維等の補強繊 維を添加したものを用いてもよい。 '

具体的には、 レーザー光に対して透過性を有する樹脂は、 レーザ 一光に対して吸収性を有する樹脂との接着性を考慮して、 同種の樹 脂を用いるこ とが好ましい。

こ こで、 レーザー光に対して透過性を有するとは、 たとえば一部 のレーザー光の吸収があっても、 残りのレーザー光が透過し、 その 部分の樹脂が溶融しない透過性をいう。

上記樹脂には、 耐熱剤、 耐候剤、 離型剤、 滑剤、 帯電防止剤、 難 燃剤、 難燃助剤等の機能性付与剤を添加してもよい。

また、 上記樹脂にレーザー光に対して透過性を示す着色材を添加 してもよい。 例えば、 アンスラキノ ン系染料、 ペリ レン系、 ぺリ ノ ン系、 複素環系、 ジスァゾ系、 モノァゾ系等の有機系染料をあげる ことができる。 また、 これらの染料を混合させて用いてもよい。

(レーザー光に対して弱吸収性である樹脂部材）

本発明においては、 レーザー光に対して透過性を有する樹脂部材 料と して、 レーザー光に対して弱吸収性である樹脂部材を用いても 良レヽ。

ここで、 レーザー光に対して弱吸収性であるとは、 レーザー光に 対して透過性であるが、 一部のレーザー光を吸収することによ り、 その部分の樹脂が発熱することをいう。

そのため、 樹脂部材にレーザー光を照射すると、 エネルギーを吸 収して、 発熱し、 パイプ形状品との接合面部分の温度がある程度ま で高くなる。 この状態で、 例えば、 レーザー光に対して吸収性を有 する樹脂部材からなるパイプ形状品、 継手又はフラ ンジがレーザー 光を吸収して加熱されることにより、 溶融すると、 レーザー光に対 して弱吸収性である樹脂部材も容易に溶融するため、 接合部におい て樹脂部材同士が十分に互いに絡み合った接合部となり、 接合力が 強くなる。

レ'一ザ一光に対して弱吸収性である樹脂部材としては、 樹脂にレ 一ザ一光に対して弱吸収性の添加剤を配合したものや、 樹脂にレー ザ一光に対して吸収性を有する添加剤をレーザー光の吸収があって も樹脂が溶融しない範囲で配合したものを用いることができる。

レーザー光に対して弱吸収性の添加剤としては、 レーザー光の波 長に共振して、 レーザー光の一部を吸収し、 一部を透過する材料で あればよい。 特にレーザー光に対して 4 0〜9 0 %の透過率を有す るものが好ましい。 なお、 前記レーザー光に対する透過率は、 弱吸 収性の添加剤を 3 . 2 m m厚さの A S T M 1号ダンベルの形状に成 形したものについて測定した数値である。

また、 弱吸収性の添加剤の含有量は、 樹脂に対し、 0 . 1〜5 0 重量％であることが好ましい。 含有量が 0 . 1重量％よ りも少ない と、 レーザー光のエネルギーを吸収することによる発熱が少ないた め、 樹脂部材の温度が十分にあがらず、 接合部の接合強度が低くな る。 また、 含有量が 5 0重量％を超えると、 曲げ弾性率等の物性が 低下したり、 十分な溶着強度を得るためによ り多くのレーザー光の エネルギーが必要になるので好ましくない。

弱吸収性の添加剤としては、 例えば、 エチレン及び/又はプロ ピ レンと他のォレフィ ン類やビニル系化合物との共重合体 （以下、 ェ チレン及び/又はプロ ピレン系共重合体という） 、 スチレンと、 共 役ジェン化合物との共重合体を水素添加してなるブロック共重合体

(以下、 スチレン系共重合体とい う ） 、 かかるエチレン及び Z又は プロピレン系共重合体、 スチレン系共重合体に Q；， ]3—不飽和カル ボン酸もしくはその誘導体を付加させた変性エチレン及び/又はプ 口 ピレン系共重合体、 変性スチレン系共重合体が挙げられる。

エチレン及び Z又はプロ ピレン系共重合体と しては、 （エチレン 及び Z又はプロ ピレン） · α —ォレフィ ン系共重合体、 （エチレン 及び Ζ又はプロ ピレン） · α ， —不飽和カルボン酸共重合体、 （ エチレン及び/又はプロ ピレン） · α， 一不飽和カルボン酸エス テル系共重合体、 アイオノマー重合体などを挙げるこ とができる。

(エチレン及び/又はプロ ピレン） . ひ ーォレフイ ン系共重合体 とは、 エチレン及び 又はプロ ピレンと炭素数 3以上の α—ォレフ ィ ンを共重合した重合体であり、 炭素数 3以上のひーォレフイ ンと しては、 プロ ピレン、 ブテン一 1 、 へキセン一 1 、 デセン一 1 、 4 —メチルブテン一 1 、 4—メチルペンテン一 1 が挙げられる。

(エチレン及び Z又はプロ ピレン） · _α ， /3—不飽和カルボン酸 系共重合体とは、 エチレン及び/又はプロ ピレンと ひ ， ）3—不飽和 カルボン酸単量体を共重合した重合体であり 、 _α , jS —不飽和カル ボン酸単量体と しては、 アク リル酸、 メ タク リル酸、 ェタク リル酸 、 無水マレイ ン酸等を挙げるこ とができる。

(エチレン及び Z又はプロ ピレン） . α ， ）3 —不飽和カルボン酸 エステル系共重合体とは、 エチレン及び/又はプロ ピレンと _α， β 一不飽和カルボン酸エステル単量体を共重合した重合体であり、 _α ， j8 —不飽和カルボン酸エステル単量体と しては、 アク リル酸メチ ル、 アク リ ル酸ェチル、 アク リ ル酸プロ ピル、 アク リ ル酸ブチルな どのアク リ ル酸エステル、 メ タ ク リ ル酸メチル、 メ タ ク リノレ酸ェチ ル、 メ タク リル酸プロ ピル、 メ タク リル酸ブチルなどのメタク リノレ 酸エステル等を挙げられる。

アイオノマー重合体とは、 ォレフィ ンと ひ ， ]3 —不飽和カルボン 酸共重合体のカルボキシル基の少なく とも一部が金属イ オンの中和 によ りイオン化されたものである。 ォレフィ ンと してはエチレンが 好ましく用いられ、 α， i3—不飽和カルボン酸と してはアク リル酸 、 メタク リル酸等が用いられる。 金属ィオンはナト リ ウム、 力 リ ウ ム、 マグネシウム、 カルシウム、 亜鉛等のイオンを挙げることでき る。

スチレン系共重合体とは、 少なく とも 1個、 好ましくは 2個以上 のスチレンを主体とする重合体ブロ ック Aと、 少なく とも 1個の共 役ジェン化合物を主体とする重合体ブロ ック Bとからなるブロ ック 共重合体を水素添加してなるプロ ック共重合体であり、 例えば A— B— A、 B— A— B— A、 A— B—A— B— A、 B— A— B— A— B等の構造を有する。

共役ジェン化合物と しては、 例えばブタジエン、 イ ソプレン、 1 ， 3 —ペンタジェン、 2， 3 —ジメチルー 1， 3 —ブタジエンなど が挙げられる。

スチレン系共重合体と しては、 水添スチレン一ブタジエン—スチ レン共重合体 （ S E B S ) 、 水添スチレン一イ ソプレン一スチレン 共重合体 （S E P S ) 等が挙げられる。

変性 （エチレン及び Z又はプロ ピレン） 系共重合体、 変性スチレ ン系共重合体は、 前記に規定した （エチレン及び Z又はプロ ピレン

) 系共重合体、 スチレン系共重合体に a， j3 _不飽和カルボン酸基 またはその誘導体基を含有する化合物を溶液状態もしく は溶融状態 において付加することによって得られる。 これら変性 （エチレン及 び/又はプロ ピレン） 系共重合体、 変性スチレン系共重合体の製造 方法としては、 例えば押出機中で、 ラジカル開始剤存在下、 （ェチ レン及び/又はプロ ピレン） 系共重合体、 スチレン系共重合体と力 ルボン酸基またはその誘導体基を含有する化合物とを反応させる方 法がある。

a , j3—不飽和カルボン酸またはその誘導体 （以下単に不飽和力 ルボン酸という） と しては、 アク リル酸， メタク リル酸， エタタ リ ル酸， マレイ ン酸， フマル酸あるいはこれらの酸の無水物またはェ ステルなどを挙げることができる。

樹脂にレーザー光に対して吸収性を有する添加剤を配合する場合 には、 レーザー光を照射した際、 一部のレーザー光を吸収しても、 残りのレーザー光が透過し、 その部分の樹脂が溶融しない範囲で添 加量を調整する。

レーザー光に対して吸収性を有する添加剤と しては、 カーポンプ ラック、 複合酸化物系顔料等の無機系着色'材、 フタロシアニン系顔 料、 ポリ メチン系顔料等の有機系着色材が用いられる。

本発明においては、 レーザー光に対して弱吸収性である樹脂部材 からなる継手と して、 前記樹脂にレーザー光に対して弱吸収性の添 加剤等を配合した樹脂部材からなる内層と、 レーザー光に対して弱 吸収性の添加剤等を含有しない樹脂部材からなる外層とから構成し てもよい。 内層の厚みは、 全継手厚みの 1 / 2以下であることが好 ましい。 多層にすることにより、 弱吸収性の材料によるレーザーェ ネルギーロスを低減することができ、 必要なレーザー光出力が小さ くて済む。 それゆえ、 コンパク トな小型半導体レーザーが選択でき 、 よ り早い走査速度で対応可能になり、 装置 · 速度の面で好ましい

(レーザー吸収材）

レーザー吸収材と しては、 レーザー光に対して吸収性を有する着 色材を直接塗布したものが挙げられる。 具体的には、 着色材を溶媒 に分散させた懸濁液をパイプ形状品の外側表面、 継手の内面、 パイ プ形状品又はフランジの端面などの接合面に塗布し、 乾燥すること によ り、 着色材がパイプ形状品の外側表面、 継手の内面、 パイプ形 状品又はフランジの端面などの接合面に配置される。 レーザー光に対して吸収性を有する着色材としては、 カーボンプ ラック、 複合酸化物系顔料等の無機系着色材、 フタ ロ シアニン系顔 科、 ポリ メチン系顔料等の有機系着色材が用いられる。

また、 レーザー吸収材と して、 レーザー光に対して吸収性を有す る着色材を含む樹脂部材からなるフィルムを用いることもできる。 前記樹脂と してはフィルムに成形可能で、 レーザー光に対して十 分な吸収性を示すものであれば特に限定されない。 例えば、 ポリ ビ ニノレアノレコーノレ、 ポリ酢酸ビニル、 ポリアミ ド、 ポリ エチレン、 ポ リ プロピレン、 あるいはエチレン、 プロピレンなどの共重合体など のポ リ オレフイ ン、 ポリ スチレン、 ポリ塩化ビュル、 ポリ塩化ビニ リデン、 ポリ メチルメタタ リ レー ト、 あるいはスチレン、 塩化ビ二 ル、 メチルメタク リ レー ト、 塩化ビ-リデンなどの共重合体、 ポリ カーボネート、 ポリ アミ ド、 ポリエステル、 ポリエーテル、 ポリエ 一テルケ ト ン、 ポリ エーテノレエーテノレケ ト ン、 ポリ スノレフォ ン、 ポ リイ ミ ドなどの縮合系のエンジニアリ ングプラスチック等の樹脂に 、 レーザー光に対して吸収性を有.する着色材を混入したものを挙げ ることができる。

具体的には、 パイプ形状品、 継手及び/又はフランジとの接着性 を考慮して、 パイプ形状品、 継手及び 又はフランジに用いられる 樹脂と同種の樹脂を用いることが好ましい。

フィルムの厚みは、 1 0〜1 0 0 0 / m、 よ り好ましくは 1 0 ~ 5 0 0 μ mであることが好ましい。 1 0 μ m未満ではパイプと継手 接合時、 破損が発生しやすく、 Ι Ο Ο Ο μ πι超では、 フィルムが剛 直になり、 取り扱い性が悪くなる。

(レーザー光の照射による接合）

本発明のレーザー溶着方法に用いられるレーザー光としては、 ガ ラス ： ネオジム ³ + レーザー、 Y A G ： ネオジム ^{3 +} レーザー、 /レビー レーザー、 ヘ リ ウ ム—ネオンレーザー、 ク リ プ ト ンレーザー、 ァノレ ゴンレーザー、 H₂ レーザー、 N₂ レーザー、 半導体レーザ一等のレ 一ザ一光をあげることができる。 より好ましいレーザーと しては、 半導体レーザーである。

レーザー光の波長は、 接合される樹脂材料によ り異なるためー概 に決定できないが、 4 0 0 n m以上であるこ とが好ましい。 波長が 4 0 0 n mよ り短いと、 樹脂が著しく劣化することがある。

また、 レーザ一光の出力は、 走査速度と透過基材の吸収能力によ り調整できる。 レーザー光の出力が低いと樹脂材料の接合面を互い に溶融させることが困難となり、 出力が高いと樹脂材料が蒸発した り、 変質し強度が低下する問題が生じるよ うになる。

(用途）

本接合方法は、 自動車用燃料パイプ、 自動車用エアブレーキパイ プ、 薬液輸送パイプ、 可燃性ガス供給または輸送パイプ等に用いる こ とができる。 実施例

以下、 実施例を用いて本発明を説明する。

(継手の実施例）

実施例 1

図 1 A及び図 1 Bに示すよ うに、 ポリ アミ ド 1 2 (宇部興産 （株 ) 製 U B E S TA 3 0 3 5 U) を用いて、 レーザー透過性の円筒形 継手 5 (内径 3 1 . 5 mm、 厚み 3. 5 mm) を作製した。

また、 同じポリ アミ ド 1 2にカーボンブラックを 0. 5重量％配 合したものを用いて、 レーザー吸収性のパイプ 1， 2 (外径 3 2 m m、 厚み 1. 5 mm) を作製した。

この継手にパイプを揷入し、 半導体レーザー装置にセッ ト した。 継手側からレーザー光を照射しながら、 照射ノズルを継手の円周に 沿って移動させた。 その結果、 継手とパイプとの当接面部において 、 溶融、 固化が生じ、 継手とパイプが強固に溶着した。

このとき、 レーザー溶着に用いられたレーザー光は、 波長が 8.0 8 n m、 出力が 3 0W、 走査速度が 1 0 m m Z sであった。

前記と同様にして、 前記パイ プの他端をも う一つの継手とレーザ 一溶着し、 このレーザ一溶着したパイプと継手の接着力を、 両端の 継手側を長手方向に引き抜く ことによ り評価したところ、 4 2 0 0 Nで接合部が外れた。

実施例 2

図 2 A及び図 2 Bに示すように、 ポリ アミ ド 1 2 (宇部興産 （株 ) 製 U B E S TA 3 0 3 5 U) を用いて、 レーザー透過性の円筒形 継手 5 (内径 3 1. 5 mm、 厚み 3. 5 mm) を作製した。

また、 同じポリ アミ ド 1 2を用いて、 レーザー透過性のパイプ 3 ， 4 (外径 3 2 mm、 厚み 1 . 5 mm) を作製した。

前記パイプ 3， 4の外側表面にカーボンブラック系黒色ィンクを 塗布、 乾燥して、 レーザー吸収材 8を配置した。

このパイプを継手に挿入し、 半導体レーザー装置にセッ ト した。 継手側からレーザー光を照射しながら、 照射ノズルを継手の円周に 沿って移動させた。 その結果、 継手とパイプとの当接面部において 、 溶融、 固化が生じ、 継手とパイプが強固に溶着した。

この とき、 レーザー溶着に用いられたレーザー光は、 波長が 8 0 8 n m、 出力が 3 0W、 走査速度は l O mmZ sであった。

このレーザー溶着したパイプと継手の接着力を実施例 1 と同様に して評価したところ、 接着力は 3 6 0 O Nであった。

実施例 3

図 3 A及び図 3 Bに示すよ うに、 ポリ アミ ド 1 2 (宇部興産 （株 ) 製 UB E S T A 3 0 3 5 U) を用いて、 レーザー透過性の円筒形 継手 5， （内径 3 1. 5 mm、 厚み 3. 5 mm) を作製した。

また、 同じポリ アミ ド 1 2を用いて、 レーザー透過性のパイプ 3 ' 、 4， （外径 3 2 mm、 厚み 1. 5 mm) を作製した。

同じポリアミ ド 1 2にカーボンブラックを 0. 5重量％配合した ものを用いて、 溶融押出したフィルムを二軸延伸処理して熱収縮性 フィルムを作製した。

この熱収縮性フイルムをパイプ 7の外側表面に被覆し、 熱処理し てパイプに密着させて、 レーザー吸収材 8を配置した。

このパイプを継手に挿入し、 半導体レーザー装置にセ ッ トした。 継手側からレーザー光を照射しながら、 照射ノズルを継手の円周に 沿って移動させた。 その結果、 継手とパイプとの当接面部において 、 溶融、 固化が生じ、 継手とパイ プが強固に溶着した。

この と き、 レーザー溶着に用いられたレーザー光は、 波長が 8 0 8 n m、 出力が 3 0W、 走査速度は l O mmZ sであった。

このレーザー溶着したパイプと継手の接着力を実施例 1 と同様に して評価したところ、 接着力は 4 0 0 O Nであった。

実施例 4

図 1 A及び図 1 Bに示すように、 ポリ アミ ド 1 2 (宇部興産 （株 ) 製 U B E S TA 3 0 3 5 U) を用いて、 レーザー透過性の円筒形 継手 5 (内径 3 1 . 5 mm、 厚み 3. 5 mm) を作製した。

また、 同じポリ アミ ド 1 2に黄色の着色剤及び赤外線吸収剤 （Av ecia製 PRO- JET830NP) を 0. 0 5重量％配合したものを用いて、 レ 一ザ一吸収性のパイプ 2 (外径 3 2 mm、 厚み 1. 5 mm) を作製 した。 パイプの色は黒ずんだ黄色であった。

この継手にパイプを挿入し、 半導体レーザー装置にセッ トした。 継手側からレーザー光を照射しながら、 照射ノズルを継手の円周に 沿って移動させた。 その結果、 継手とパイプとの当接面部において 、 溶融、 固化が生じ、 継手とパイプが強固に溶着した。

このとき、 レーザー溶着に用いられたレーザー光は、 波長が 8 0 8 n m、 出力が 3 0 W、 走査速度が 1 0 mm/ s であった。

このレーザー溶着したパイプと継手の接着力を実施例 1 と同様に して評価したところ、 接着力は 3 9 0 O Nであった。

実施例 5

図 4 A及び図 4 Bに示すように、 ポリアミ ド 1 2 (宇部興産 （株 ) 製 UB E S T A 3 0 3 5 U) を用いて、 レーザー透過性の円筒形 継手 5 (内径 3 1 . 5 mm、 厚み 3. 5 mm) を作製した。

また、 同じポリアミ ド 1 2に黄色着色剤と赤外線吸収剤 （Avecia 製 PRO- JET830NP) を 0. 0 5重量％配合したものを外層 l a , 2 a に、 赤外線吸収剤抜きの黄色材料だけを配合したものを内層 1 b， 2 bにして共押出しで、 レーザー吸収性の多層パイプ （外径 3 2 m m、 厚み 1 . 5 mm) を作製した。 吸収剤入りの外層の厚みは 1 0 Ο μ πιであり、 2層パイ プの外観は、 明るい黄色であった。

この継手にパイプを揷入し、 半導体レーザー装置にセッ ト した。 継手側からレーザー光を照射しながら、 照射ノズルを継手の円周に 沿って移動させた。 その結果、 継手とパイプとの当接面部において 、 溶融、 固化が生じ、 継手とパイプが強固に溶着した。

このとき、 レーザー溶着に用いられたレーザー光は、 波長が 8 0 8 n m、 出力が 3 0 W、 走査速度が 1 0 mm/ s であった。

このレーザー溶着したパイプと継手の接着力を実施例 1 と同様に して評価したところ、 接着力は 4 4 0 Ό Nであり、 単層パイプよ り 高い強度であった。 また、 内面に観察される溶着部の変形は単層よ り小さかった。

実施例 6 図 1 A及び図 I Bに示すように、 ポリアミ ド 1 2 (宇部興産 （株 ) 製 UB E S TA 3 0 3 5 U) にマレイン酸変性 E P R (JSR製 T77 12SP) を 2重量％配合したものを用いて、 レーザー透過性の円筒形 継手 5 (内径 3 1 . 5 mm、 厚み 3. 5 mm) を作製した。

また、 同じポリ アミ ド 1 2にカーボンブラックを 0. 5重量⁰ /₀配 合したものを用いて、 レーザー吸収性のパイプ 1 , 2 (外径 3 2 m m、 厚み 1. 5 mm) を作製した。

この継手にパイプを挿入し、 半導体レーザー装置にセッ トした。 継手側からレーザー光を照射しながら、 照射ノズルを継手の円周に 沿って移動させた。 その結果、 継手とパイプとの当接面部において 、 溶融、 固化が生じ、 継手とパイプが強固に溶着した。

このとき、 レーザー溶着に用いられたレーザー光は、 波長が 8 0 8 n m、 出力が 1 0 0W、 走査速度が l O mmZ sであった。

このレーザー溶着したパイプと継手の接着力を実施例 1 と同様に して評価したところ、 5 6 0 0 Nでパイプが破断した。

実施例 7

図 1 A及び図 1 Bに示すように、 ポリアミ ド 1 2 (宇部興産 （株 ) 製 UB E S TA 3 0 3 5 U) に赤外線吸収剤 （ Avecia製 PR0-JET8 30NP) を 0. 0 0 5重量％配合したものを用いて、 レーザー透過性 の円筒形継手 5 (内径 3 1. 5 mm、 厚み 3. 5 mm) を作製した また、 同じポリ アミ ド 1 2にカーボンブラックを 0. 5重量⁰ /₀配 合したものを用いて、 レーザー吸収性のパイプ 1， 2 (外径 3 2 m m、 厚み 1. 5 mm) を作製した。

この継手にパイプを揷入し、 半導体レーザー装置にセッ ト した。 継手側からレーザー光を照射しながら、 照射ノズルを継手の円周に 沿って移動させた。 その結果、 継手とパイプとの当接面部において 、 溶融、 固化が生じ、 継手とパイプが強固に溶着した。

このとき、 レーザー溶着に用いられたレーザー光は、 波長が 8 0 8 n m、 出力が 1 0 0W、 走査速度が 1 0 mm/ s であった。

このレーザー溶着したパイプと継手の接着力を実施例 1 と同様に して評価したところ、 5 7 0 0 Nでパイプが破断した。

(フラ ンジの実施例）

実施例 8

ポリ アミ ド 1 2 (宇部興産 （株） 製 UB E S TA 3 0 3 5 U) を 用いて、 レーザー透過性のパイプ 3 , 4 (外径 3 2 mm、 厚み 1. 5 mm) を作製した。

また、 同じポリ アミ ド 1 2にカーボンブラックを 0. 5重量％配 合したものを用いて、 レーザー吸収性のリ ング状のフランジ 6 (外 径 3 2 mm、 内径 2 9 mm、 厚み 3 mm) を作製した。

このパイプ同士をフランジを介して加圧しながら突き合わせた状 態で、 半導体レーザー装置にセッ トした。 片方のパイプ側からレー ザ一光を照射しながら、 照射ノズルをパイプの円周に沿って移動さ せた。 その結果、 フランジとパイプとの当接面部において、 溶融、 固化が生じ、 フランジとパイプが強固に溶着した。 も う一方のパイ プ側から同様にレーザー光を照射した。 その結果、 フラ ンジとパイ プとの当接面部において、 溶融、 固化が生じ、 フランジとパイプが 強固に溶着した。

このレーザー溶着したパイプとフランジの接着力を、 両端のパイ プを治具で固定し、 長手方向に引っ張ることによ り評価したところ 、 接着力は 4 2 0 O Nであった。

実施例 9

ポリ アミ ド 1 2 (宇部興産 （株） 製 UB E S TA 3 0 3 5 U) に カーボンブラックを 0. 5重量⁰ /₀配合したものを用いて、 レーザー 吸収性のパイプ （外径 3 2 mm、 厚み 1. 5 mm) を作製した。 また、 同じポリアミ ド 1 2を用いて、 レーザー透過性のリ ング状 のフランジ （外径 3 2 mm、 内径 2 9 mm、 厚み 3 mm) を作製し た。

このパイプ同士をフランジを介して加圧しながら突き合わせた状 態で、 半導体レーザー装置にセッ ト した。 フランジ側から片方のパ イブへ向かってレーザー光を照射しながら、 照射ノズルをフランジ の円周に沿って移動させた。 その結果、 フランジとパイプとの当接 面部において、 溶融、 固化が生じ、 フランジとパイプが強固に溶着 した。 また、 フランジ側からも う一方のパイプへ向かっても同様に レーザー光を照射した。 その結果、 フランジとパイプとの当接面部 において、 溶融、 固化が生じ、 フランジとパイプが強固に溶着した このレーザー溶着したパイプとフランジの接着力を実施例 8 と同 様にして評価したところ、 接着力は 4 0 0 O Nであった。

実施例 1 0

ポリアミ ド 1 2 (宇部興産 （株） 製 U B E S TA 3 0 3 5 U) を 用いて、 レーザ一透過性のパイプ （外径 3 2 mm、 厚み 1. 5 mm ) を作製した。

また、 同じポリアミ ド 1 2を用いて、 レーザー透過性のリ ング状 のフランジ （外径 3 2 mm、 内径 2 9 mm、 厚み 3 mm) を作製し た。

前記フランジの両端面にカーボンブラック系黒色ィンクを塗布、 乾燥して、 レーザー吸収材を配置した。

このパイプ同士をフランジを介して加圧しながら突き合わせた状 態で、 半導体レーザー装置にセッ ト した。 フランジ側から片方のパ ィプへ向かつてレーザー光を照射しながら、 照射ノズルをフランジ の円周に沿って移動させた。 その結果、 フラ ンジとパイプとの当接 面部において、 溶融、 固化が生じ、 フランジとパイプが強固に溶着 した。 また、 フランジ側からも う一方のパイプへ向かっても同様に レーザー光を照射した。 その結果、 フランジとパイプとの当接面部 において、 溶融、 固化が生じ、 フランジどパイプが強固に溶着した この と き、 レーザー溶着に用いられたレーザー光は、 波長が 8 0 8 n m、 出力が 3 0W、 走查速度は l O mmZ s であった。

このレーザー溶着したパイプとフランジの接着力を実施例 1 と同 様にして評価したところ、 接着力は 3 7 0 O Nであった。

実施例 1 1

ポリ アミ ド 1 2 (宇部興産 （株） 製 U B E S TA '3 0 3 5 U) を 用いて、 レーザー透過性のパイプ （外径 3 2 mm、 厚み 1. 5 mm ) を作製した。

また、 同じポリ アミ ド 1 2を用いて、 レーザー透過性のリ ング状 のフラ ンジ （外径 3 2 mm、 内径 2 9 mm、 厚み 3 mm) を作製し た。

同じポリ アミ ド 1 2にカーボンブラックを 0. 5重量％配合した ものを用いて、 溶融押出したフィルムを作製した。

このフィルムをフランジの両端面に配置し、 両端にパイプを押し 付けレーザー吸収材を固定した。

このパイプ同士をフランジを介して加圧しながら突き合わせた状 態で、 半導体レーザー装置にセッ ト した。 フラ ンジ側から片方のパ イブへ向かってレーザー光を照射しながら、 照射ノズルをフランジ の円周に沿って移動させた。 その結果、 フランジとパイプとの当接 面部において、 溶融、 固化が生じ、 フラ ンジとパイプが強固に溶着 した。 また、 フランジ側からも う一方のパイプへ向かっても同様に レーザー光を照射した。 その結果、 フラ ンジとパイプとの当接面部 において、 溶融、 固化が生じ、 フラ ンジとパイプが強固に溶着した このとき、 レーザー溶着に用いられたレーザー光は、 波長が 8 0 8 n m、 出力が 3 0W、 走査速度は l O mmZ s であった。

このレーザー溶着したパイプとフランジの接着力を実施例 8 と同 様にして評価したところ、 接着力は 4 1 0 O Nであった。

実施例 1 2

ポリアミ ド 1 2 (宇部興産 （株） 製 U B E S T A 3 0 3 5 U) を 用いて、 レーザー透過性のパイ プ （外径 3 2 mm、 厚み 1. 5 mm ) を作製した。

また、 同じポリ アミ ド 1 2にマレイ ン酸変性 E P R (JSR製 T7712 SP) を 2重量％配合したものを用いて、 レーザー透過性のリ ング状 のフランジ （外径 3 2 mm、 内径 2 9 mm、 厚み 3 mm) を作製し た。

同じポリアミ ド 1 2にカーボンブラックを 0. 5重量。/。配合した ものを用いて、 溶融押出したフィルムを作製した。

このフィルムをフランジの両端面に配置し、 両端にパイプを押し 付けレーザー吸収材を固定した。

このパイプ同士をフランジを介して加圧しながら突き合わせた状 態で、 半導体レーザー装置にセッ ト した。 フランジ側から片方のパ イブへ向かってレーザー光を照射しながら、 照射ノズルをフラ ンジ の円周に沿って移動させた。 その結果、 フランジとパイプとの当接 面部において、 溶融、 固化が生じ、 フラ ンジとパイプが強固に溶着 した。 また、 フランジ側からもう一方のパイプへ向かっても同様に レーザー光を照射した。 その結果、 フランジとパイプとの当接面部 において、 溶融、 固化が生じ、 フラ ンジとパイ プが強固に溶着した このとき、 レーザー溶着に用いられたレーザー光は、 波長が 8 0 8 n m、 出力が 6 0 W、 走査速度が l O mmZ sであった。

このレーザー溶着したパイプとフランジの接着力を実施例 8 と同 様にして評価したところ、 5 6 0 O Nでパイプが破断した。

実施例 1 3

ポリアミ ド 1 2 (宇部興産 （株） 製 U B E S TA 3 0 3 5 U) を 用いて、. レーザー透過性のパイプ （外径 3 2 mm、 厚み 1. 5 mm ) を作製した。

また、 同じポリ アミ ド 1 2に赤外線吸収剤 （Avecia製 PRO- JET830 NP) を 0. 0 0 5重量％配合したものを用いて、 レーザ一透過性の リ ング状のフランジ （外径 3 2 mm、 内径 2 9 mm、 厚み 3 mm) を作製した。

同じポリアミ ド 1 2にカーボンブラックを 0. 5重量％配合した ものを用いて、 溶融押出したフィルムを作製した。

このフィルムをフランジの両端面に配置し、 両端にパイプを押し 付けレーザー吸収材を固定した。

このパイプ同士をフランジを介して加圧しながら突き合わせた状 態で、 半導体レーザー装置にセッ ト した。 フランジ側から片方のパ イブへ向かってレーザー光を照射しながら、 照射ノズルをフランジ の円周に沿って移動させた。 その結果、 フランジとパイプとの当接 面部において、 溶融、 固化が生じ、 フランジとパイプが強固に溶着 した。 また、 フランジ側からも う一方のパイプへ向かっても同様に レーザー光を照射した。 その結果、 フランジとパイプとの当接面部 において、 溶融、 固化が生じ、 フランジとパイプが強固に溶着した このとき、 レーザー溶着に用いられたレーザー光は、 波長が 8 0 8 n m、 出力が 6 0W、 走査速度が l O mmZ s であった。

このレーザー溶着したパイプとフランジの接着力を実施例 8 と同 様にして評価したところ、 5 6 0 O Nでパイプが破断した。

(直接接合の実施例）

実施例 1 4

図 9に示すように、 ポリ アミ ド 1 2 (宇部興産 （株） 製 U B E S T A 3 0 3 5 U) を用いて、 端部の内面にテーパ状接合面を有する 第一のパイプ 1 1 (外径 3 2 mm、 厚み 1. 5 mm) を作製した。

また、 同じポリ アミ ド 1 2にカーボンブラックを 0. 5重量％配 合したものを用いて、 端部の外面に、 前記第一のパイプの端部のテ ーパ状接合面に整合するテーパ状接合面を有する第二のパイ プ 1 2 (外径 3 2 mm、 厚み 1. 5 mm) を作製した。

この第一及び第二のパイプの端部のテーパ状接合面を互いに当接 し、 半導体レーザー装置 9にセッ トした。 第一のパイプ 1 1側から レーザー光を照射しながら、 照射ノズルを第一のパイプの円周に沿 つて移動させた。 'その結果、 第一及び第二のパイプの端部のテーパ 状接合面において、 溶融、 固化が生じ、 第一及び第二のパイプが強 固に溶着した。

このレーザー溶着したパイプ同士の接着力を、 パイ プの両端を長 手方向に引き張ることによ り評価したところ、 3 6 0 O Nで接合部 が外れた。

実施例 1 5

図 1 0に示すよ うに、 ポリアミ ド 1 2 (宇部興産 （株） 製 U B E S TA 3 0 3 5 U) を用いて、 端部の内面にテーパ状接合面を有す る第一のパイプ 1 1 (外径 3 2 mm、 厚み 1. 5 mm) を作製した また、 同じポリアミ ド 1 2を用いて、 端部の外面に、 前記第一の パイプの端部のテーパ状接合面に整合するテーパ状接合面を有する 第二のパイプ 1 3 (外径 3 2 mm、 厚み 1 . 5 mm) を作製した。 前記第二のパイプ 1 3のテーパ状接合面にカーボンブラック系黒 色インクを塗布、 乾燥して、 レーザー吸収材 1 4を配置した。

この第一及び第二のパイプの端部のテーパ状接合面を互いに当接 し、 半導体レーザー装置にセッ トした。 第一のパイプ側からレーザ 一光を照射しながら、 照射ノズルを第一のパイプの円周に沿って移 動させた。 その結果、 第一及び第二のパイプの端部のテーパ状接合 面において、 溶融、 固化が生じ、 第一及び第二のパイプが強固に溶 着した。

このとき、 レーザー溶着に用いられたレーザー光は、 波長が 8 0 8 n m、 出力が 3 0 W、 走査速度は 1 O mm/ sであった。

このレーザー溶着したパイプ同士の接着力を実施例 1 4 と同様に して評価したところ、 接着力は 3 3 0 O Nであった。

実施例 1 6

図 1 1に示すように、 ポリ アミ ド 1 2 (宇部興産 （株） 製 U B E S TA 3 0 3 5 U) を用いて、 端部の内面にテーパ状接合面を有す る第一のパイプ 1 6 (外径 3 2 mm、 厚み 1 . 5 mm) を作製した また、 同じポリアミ ド 1 2を用いて、 端部の外面に、 前記第一の パイプの端部のテーパ状接合面に整合するテーパ状接合面を有する 第二のパイプ 1 7 (外径 3 2 mm、 厚み 1 . 5 mm) を作製した。

同じポリ アミ ド 1 2にカーボンブラックを 0. 5重量％配合した ものを用いて、 溶融押出したフィルムを二軸延伸処理して熱収縮性 フィルム 1 8を作製した。

この熱収縮性フィルム 1 8を前記第二のパイプ 1 7のテーパ状接 合面に被覆し、 熱処理してパイプに密着させて、 レーザー吸収材 1 8を配置した。

この第一及び第二のパイプの端部のテーパ状接合面を互いに当接 し、 半導体レーザー装置にセッ トした。 第一のパイプ側からレーザ 一光を照射しながら、 照射ノズルを第一のパイプの円周に沿って移 動させた。 その結果、 第一及び第二のパイプの端部のテーパ状接合 面において、 溶融、 固化が生じ、 第一及び第二のパイ プが強固に溶 着した。

このとき、 レーザー溶着に用いられたレーザー光は、 波長が 8 0 8 n m、 出力が 3 0 W、 走査速度は 1 0 mm/ sであった。

このレーザー溶着したパイプ同士の接着力を実施例 1 4 と同様に して評価したところ、 接着力は 3 7 0 O Nであった。

実施例 1 Ί

図 9に示すように、 ポリ アミ ド 1 2 (宇部興産 （株） 製 U B E S T A 3 0 3 5 U) にマ レイ ン酸変性 E P R ( JSR製 T7712SP) を 2重 量％配合したものを用いて、 端部の内面にテーパ状接合面を有する 第一のパイプ 1 1 (外径 3 2 mm、 厚み 1 . 5 mm) を作製した。

また、 同じポリ アミ ド 1 2にカーボンブラックを 0. 5重量％配 合したものを用いて、 端部の外面に、 前記第一のパイプの端部のテ ーパ状接合面に整合するテーパ状接合面を有する第二のパイプ 1 2 (外径 3 2 mm、 厚み 1 . 5 mm) を作製した。

この第一及び第二のパイプ 1 1， 1 2の端部のテーパ状接合面を 互いに当接し、 半導体レーザー装置 9にセッ トした。 第一のパイプ 側からレーザー光を照射しながら、 照射ノズルを第一のパイプの円 周に沿って移動させた。 その結果、 第一及び第二のパイプの端部の テーパ状接合面において、 溶融、 固化が生じ、 第一及び第二のパイ プが強固に溶着した。

このとき、 レーザー溶着に用いられたレーザー光は、 波長が 8 0 8 n m、 出力が 6 0 W、 走査速度は 1 O mmZ sであった。

このレーザー溶着したパイプ同士の接着力を実施例 1 4と同様に して評価したところ、 接着力は 4 9 0 O Nであった。

実施例 1 8

図 9に示すよ うに、 ポ'リ アミ ド 1 2 (宇部興産 （株） 製 U B E S T A 3 0 3 5 U) に赤外線吸収剤 （Avecia製 PRO- JET830NP) を 0. 0 0 5重量％配合したものを用いて、 端部の内面にテーパ状接合面 を有する第一のパイプ 1 1 (外径 3 2 mm、 厚み 1. 5 mm) を作 製した。

また、 同じポリアミ ド 1 2にカーボンブラックを 0. 5重量％配 合したものを用いて、 端部の外面に、 前記第一のパイプの端部のテ ーパ状接合面に整合するテーパ状接合面を有する第二のパイプ 1 2 (外径 3 2 mm、 厚み 1. 5 mm) を作製した。

この第一及び第二のパイプ 1 1， 1 2の端部のテーパ状接合面を 互いに当接し、 半導体レーザー装置 9にセッ ト した。 第一のパイプ 1 1側からレーザー光を照射しながら、 照射ノズルを第一のパイプ 1 1の円周に沿って移動させた。 その結果、 第一及び第二のパ 'イブ の端部のテーパ状接合面において、 溶融、 固化が生じ、 第一及び第 二のパイプが強固に溶着した。

このとき、 レーザー溶着に用いられたレーザー光は、 波長が 8 0 8 n m、 出力が 6 0 W、 走査速度は 1 O mm/ sであった。

このレーザー溶着したパイプ同士の接着力を実施例 1 4と同様に して評価したところ、 接着力は 4 6 0 0 Nであった。 産業上の利用可能性

本発明によれば、 レーザー光を照射して、 樹脂部材からなるパイ プ形状品同士を、 継手もしく はフランジを介して、 又は直接に、 レ 一ザ一溶着によ り強固に接合させることができる。

本発明のレーザー溶着法では、 従来の熱溶着の場合の垂れ、 強い 溶剤による環境安全問題、 コス トの問題を解決でき、 また、 溶剤接 着剤の場合に比べて高い接合強度で接合するこ とができるので、 ガ スパイプ用等に好適に利用できる。

また、 機械的な接合方法にく らべ、 機密性が高くできるため、 自 動車用燃料パイプ、 自動車用エアブレーキパイプ、 薬液輸送パイプ にも好適に利用できる。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 樹脂部材からなるパイプ形状品の端部同士を、 直接に当接さ せ、 又は樹脂部材からなるフ ラ ンジを介して突き合わせ、 又は樹脂 部材からなる継手内に挿入し、 又は、 上記において、 パイプ形状品 の端部同士の間、 又はパイプ形状品の端部とフランジもしく は継手 との間にレーザー吸収材を配置し、

パイプ形状品の端部の少なく とも一方、 又はフランジもしく は継 手がレーザー光に対して透過性を有する樹脂部材からなり、

パイプ形状品の端部の少なく とも一方、 又はフランジもしく は継 手、 又は前記レーザー吸収材がレーザー光に対して吸収性を有する 樹脂部材からなり、

パイプ形状品の端部、 フランジ、 継手及び/又は前記レーザー吸 収材が接する部分にレーザー光を照射して、 それらをレーザー溶接 することを特徴とするパイプ形状品の接合方法。

2 . パイプ形状品を継手を介して接合する方法であって、 下記の いずれかの方法で接合する、 請求項 1に記載のパイプ形状品の接合 方法。

( A ) レーザー光に対して吸収性を有する樹脂部材からなるパイ プ形状品を、 レーザー光に対して透過性を有する樹脂部材からなる 継手に挿入し、 該継手側からレーザー光を照射して両者をレーザー 溶着する ； 又は

( B ) レーザー光に対して透過性を有する樹脂部材からなるパイ プ形状品の外側表面にレーザー吸収材を配置し、 該パイプ形状品を レーザー光に対して透過性を有する樹脂部材からなる継手に挿入し 、 該継手側からレーザー光を照射して両者をレーザー溶着する。

3 . パイプ形状品をフランジを介して接合する方法であって、 下 記のいずれかの方法で接合する、 請求項 1 に記載のパイプ形状品の 接合方法。

( C ) レーザー光に対して透過性を有する樹脂部材からなるパイ プ形状品の端部同士を、 レーザー光に対して吸収性を有する樹脂部 材からなるフ ラ ンジを介して加圧しながら突き合わせ、 パイプ形状 品の端部側からレーザー光を照射してレーザー溶着する ；

( D ) レーザー光に対して吸収性を有する樹脂部材からなるパイ プ形状品の端部同士を レーザー光に対して透過性を有する樹脂部 材からなるフラ ンジを介して加圧しながら突き合わせ、 フラ ンジ側 からレーザー光を照射してレーザー溶着する ；

( Ε ) レーザー光に対して透過性を有する樹脂部材からなるパイ プ形状品の端部同士を、 レーザー光に対して透過性を有する樹脂部 材からなるフランジを介して、 さらに、 該フランジとパイプ形状品 との当接部にレーザー吸収材を配置した状態で、 加圧しながら突き 合わせ、 パイプ形状品の端部側からレーザー光を照射してレーザー 溶着する ； 又は

( F ) レーザー光に対して透過性を有する樹脂部材からなるパイ プ形状品の端部同士を、 レーザー光に対して透過性を有する樹脂部 材からなるフランジを介して、 さらに、 該フランジとパイプ形状品 との当接部にレーザー吸収材を配置した状態で、 加圧しながら突き 合わせ、 フラ ンジ側からレーザー光を照射してレーザー溶着する。

4 . パイプ形状品の端部同士を接合する方法であり、 下記のいず れかの方法で接合する請求項 1 に記載のパイプ形状品の接合方法。

( G ) レーザー光に対して透過性を有する樹脂部材からなり、 そ の端部の内面にテーパ状接合面を有する第一のパイプ形状品の端部 と、 レーザー光に対して吸収性を有する樹脂部材からなり、 その端 部の外面に、 前記第一のパイプ形状品の端部のテーパ状接合面に整 合するテーパ状接合面を有する第二のパイプ形状品の端部とを互い に当接し、 該第一のパイプ形状品側からレーザー光を照射して接合 面同士をレーザー溶着する ； 又は

( H ) レーザー光に対して透過性を有する樹脂部材からなり、 そ の端部の内面にテーパ状接合面を有する第一のパイプ形状品の端部 と、 レーザー光に対して透過性を有する樹脂部材からなり、 その端 部の外面に、 前記第一のパイプ形状品の端部のテーパ状接合面に整 合するテーパ状接合面を有し、 該テーパ状接合面にレーザー吸収材 が配置された第二のパイプ形状品の端部とを互いに当接し、 該第一 のパイプ形状品側からレーザー光を照射して接合面同士をレーザー 溶着する。

5 . 前記 （A ) の方法で接合するに当たり、 パイプ形状品が、 レ 一ザ一光に対して吸収性を有する樹脂部材からなる外層と、 レーザ 一光に対して透過性を有する樹脂部材からなる内層とから構成され てなる請求項 2記載のパイプ形状品の接合方法。

6 . 外層の厚みが、 1 0〜 1 0 0 0 μ πιである請求項 5記載のパ ィプ形状品の接合方法。

7 . レーザー吸収材が、 レーザー光に対して吸収性を有する着色 材である請求項 1〜 7のいずれか 1項に記載のパイプ形状品の接合 方法。

8 . レーザー吸収材が、 レーザー光に対して吸収性を有する着色 材を含む樹脂部材からなるフィルムである請求項 7に記載のパイプ 形状品の接合方法。

9 . フィルムの厚みが 1 0〜 1 0 0 0 μ ιηである請求項 9記載の パイプ形状品の接合方法。

1 0 . 第一のパイプ形状品、 継手又はフランジが、 レーザー光に 対して弱吸収性である樹脂部材からなることを特徴とする請求項 2 〜 9のいずれか 1項に記載のパイ プ形状品の接合方法。

1 1 . 樹脂部材が、 樹脂と レーザー光に対して弱吸収性の添加剤 とからなることを特徴とする請求項 1 0記載のパイプ形状品の接合 方法。

1 2 . 弱吸収性の添加剤が、 レーザー光に対して 4 0〜 9 0 %の 透過率を有するものである請求項 1 1記載のパイプ形状品の接合方 法。

1 3 . 弱吸収性の添加剤が、 エチレン及び/又はプロ ピレン系共 重合体、 スチレン系共重合体、 変性エチレン及び Z又はプロ ピレン 系共重合体及び変性スチレン系共重合体の少なく とも一種であるこ とを特徴とする請求項 1 2記載のパイプ形状品の接合方法。

1 4 . 樹脂部材が、 樹脂にレーザー光に対して吸収性を有する添 加剤をレーザー光の吸収があっても樹脂が溶融しない範囲で配合し てなることを特徴とする請求項 1 0記載のパイプ形状品の接合方法

1 5 . パイプ形状品及び継手を構成する樹脂部材が、 ポリアミ ド 樹脂またはポリ アミ ドを主成分とするポリ アミ ド樹脂組成物からな る請求項 1〜 1 4記載のパイプ形状品の接合方法。

1 6 . パイ プ形状品が、 自動車用燃料パイプ、 自動車用ェアブレ ーキパイプ、 薬液輸送パイプ、 可燃性ガス供給または輸送パイプ用 である請求項 1〜 1 5記載のパイプ形状品の接合方法。