JPS60212328A - 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Info
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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。
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ψ両者
をレーザ光によって接合させる方法に関するものである
。
をレーザ光によって接合させる方法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。
、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。
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、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
の溶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。
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
の溶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とポリエチレンの接
合方法によって説明する。
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とポリエチレンの接
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。
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。
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５１．５゛２に貫通孔５３
ａ、５３ｂを形成する必要があることから、画板部材５
１．５２の強度が低下する不具合がある。
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５１．５゛２に貫通孔５３
ａ、５３ｂを形成する必要があることから、画板部材５
１．５２の強度が低下する不具合がある。
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、その目的は重ね合わされた合成樹脂材料のうち、上
方の合成樹脂材料にレーザ光を照射して加熱・溶融させ
、その溶融物に圧縮気体を吹き付けて下部の合成樹脂材
料の凹部に流し込むことにより、両合成樹脂材料の強度
を低下させることなく、容易に接合することができる異
種合成樹脂材料の接合方法を提供することにある。
で、その目的は重ね合わされた合成樹脂材料のうち、上
方の合成樹脂材料にレーザ光を照射して加熱・溶融させ
、その溶融物に圧縮気体を吹き付けて下部の合成樹脂材
料の凹部に流し込むことにより、両合成樹脂材料の強度
を低下させることなく、容易に接合することができる異
種合成樹脂材料の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、
ね合わせて両者を接合するにあたり、前記異種の合成樹
脂材料をレーザ光に対して吸収性とし、この両者の合成
樹脂材料を重ね合わせ、前記上部の合成樹脂材料の上方
からレーザ光を照射して溶融せしめ、両者の合成樹脂材
料に連続した凹部を形成し、更に、上部の合成樹脂材料
の凹部近傍にレーザ光を照射して溶融させるとともに、
その溶融物に圧縮気体を吹き付けて溶融物を下部の合成
樹脂材料の凹部に流し込むようにしたものである。
脂材料の接合方法の構成は、異種の合成樹脂材料を重、
ね合わせて両者を接合するにあたり、前記異種の合成樹
脂材料をレーザ光に対して吸収性とし、この両者の合成
樹脂材料を重ね合わせ、前記上部の合成樹脂材料の上方
からレーザ光を照射して溶融せしめ、両者の合成樹脂材
料に連続した凹部を形成し、更に、上部の合成樹脂材料
の凹部近傍にレーザ光を照射して溶融させるとともに、
その溶融物に圧縮気体を吹き付けて溶融物を下部の合成
樹脂材料の凹部に流し込むようにしたものである。
そして、重ね合わされるレーザ光に対して吸収性の合成
樹脂材料としては、カーボンブラック等の補助材料が添
加されたポリプロピレン樹脂、ガラス繊維で強化され、
かつカーボンブラッ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、上部および下部に配置する組み
合わせにおいて自由に選択して接合させることができる
。
樹脂材料としては、カーボンブラック等の補助材料が添
加されたポリプロピレン樹脂、ガラス繊維で強化され、
かつカーボンブラッ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、上部および下部に配置する組み
合わせにおいて自由に選択して接合させることができる
。
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：ネオジウムル−ザ、ＹＡＧ：ネオジウ
ムｈ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、炭酸ガスレーザ等を挙げることができる。
しては、ガラス：ネオジウムル−ザ、ＹＡＧ：ネオジウ
ムｈ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、炭酸ガスレーザ等を挙げることができる。
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
必要であり、その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以下の場合には異
種の合成樹脂材料を互いに溶融させることができず、３
０Ｗ以上の場合には異種の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。
波長としては、接合する合成樹脂材料に適合した波長が
必要であり、その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以下の場合には異
種の合成樹脂材料を互いに溶融させることができず、３
０Ｗ以上の場合には異種の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。
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。
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ｄ）において、ｌ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って、この板部材１の原材料
色はカーボンブランクが添加されて黒色となっており、
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って、この板部材１の原材料
色はカーボンブランクが添加されて黒色となっており、
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、その下面は平坦に形成され
、板部材１の接触面１ａに当接する接触面２ａとなって
いる。そして、この板部材２の原材料色はカーボンブラ
ックが添加されて黒色となっており、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。
板部材２が配設されており、その下面は平坦に形成され
、板部材１の接触面１ａに当接する接触面２ａとなって
いる。そして、この板部材２の原材料色はカーボンブラ
ックが添加されて黒色となっており、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）のような異種合成樹脂材料から
なる板部材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からなる板部材２の接触
面２ａをスチレン−アクリロ、ニトリル共重合体からな
る板部材１の接触面１ａに重ね合わせる。次に、ポリプ
ロピレン樹脂の板部材２の上方にＹＡＧ ：ネオジウム
３ル−ザの照射ノズル４を当接しないように位置させる
。その後、照射ノズル４から波長が１．０６μｍ、出力
が２０ＷのＹＡＧレーザ光５を凸レンズ６を通過させて
板部材２の表面に照射する。
なる板部材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からなる板部材２の接触
面２ａをスチレン−アクリロ、ニトリル共重合体からな
る板部材１の接触面１ａに重ね合わせる。次に、ポリプ
ロピレン樹脂の板部材２の上方にＹＡＧ ：ネオジウム
３ル−ザの照射ノズル４を当接しないように位置させる
。その後、照射ノズル４から波長が１．０６μｍ、出力
が２０ＷのＹＡＧレーザ光５を凸レンズ６を通過させて
板部材２の表面に照射する。
その際、ＹＡＧレーザ光５は、その波長と合成樹脂材料
の組成および色差によって、ポリプロピレン樹脂からな
る板部材２の照射位置にエネルギとして蓄積される。そ
して、照射位置に蓄積されたエネルギによって画板部材
ｌ、２が加熱され、その部位が溶融されるとともに、画
板部材１．２に連続した凹部３が形成される。
の組成および色差によって、ポリプロピレン樹脂からな
る板部材２の照射位置にエネルギとして蓄積される。そ
して、照射位置に蓄積されたエネルギによって画板部材
ｌ、２が加熱され、その部位が溶融されるとともに、画
板部材１．２に連続した凹部３が形成される。
つづいて、照射ノズル４を第１図（ｃ）に示すように凹
部３の近傍に変位させ、照射ノズル４から波長が１．０
６μｍ、出力が２０ＷのＹＡＧレーザ光５を凸レンズ６
に通過させて板部材２の表面に照射する。
部３の近傍に変位させ、照射ノズル４から波長が１．０
６μｍ、出力が２０ＷのＹＡＧレーザ光５を凸レンズ６
に通過させて板部材２の表面に照射する。
その際、ＹＡＧレーザ光５は、その波長と合成樹脂材料
の組成および色差によって、ポリプロピレン樹脂からな
る板部材２の照射位置にエネルギとして蓄積される。そ
して、照射位置に蓄積されたエネルギによって画板部材
１．２が加熱され、その部位１＞＜ｍ融されるとととも
に、画板部材１．２に連続した凹部３ａが形成される。
の組成および色差によって、ポリプロピレン樹脂からな
る板部材２の照射位置にエネルギとして蓄積される。そ
して、照射位置に蓄積されたエネルギによって画板部材
１．２が加熱され、その部位１＞＜ｍ融されるとととも
に、画板部材１．２に連続した凹部３ａが形成される。
また、ＹＡＧレーザ光５の照射と同時に、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
の先端を照射部位の後方上部に位置させる。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
を溶融部位の斜め後方から吹き付ける。
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
の先端を照射部位の後方上部に位置させる。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
を溶融部位の斜め後方から吹き付ける。
その際、画板部材１．２の溶融物２ｂは、圧縮気体の吹
き付は圧力に比例して先に形成された凹部３の方向に盛
り上がり、その大部分が板部材１．２に形成されている
凹部３に流れ込んでその一部が覆われる。
き付は圧力に比例して先に形成された凹部３の方向に盛
り上がり、その大部分が板部材１．２に形成されている
凹部３に流れ込んでその一部が覆われる。
そして、溶融物２ｂが凹部３に十分に流れ込んだ後、照
射ノズル４からのＹＡＧレーザ光５の照射とパイプ７か
らの圧縮気体の供給を停止するとともに、照射ノズル４
とパイプ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。
射ノズル４からのＹＡＧレーザ光５の照射とパイプ７か
らの圧縮気体の供給を停止するとともに、照射ノズル４
とパイプ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、第１図の（ｄ）に示すように両板部材１．
２の溶融物２ｂが一方の凹部３に十分に流れ送光だ状態
で硬化し、スチレン−アクリ・−トリル共重合体からな
る板部材ｌ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。
２の溶融物２ｂが一方の凹部３に十分に流れ送光だ状態
で硬化し、スチレン−アクリ・−トリル共重合体からな
る板部材ｌ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。
そして、両板部材１．２の接合強度は、板部材１．２に
形成される凹部３と板部材２のＹＡＧレーザ光５の照射
面積とを長くし、溶融物２ｂと凹部３との接触面積を増
加させることによってさらに向上させることができる。
形成される凹部３と板部材２のＹＡＧレーザ光５の照射
面積とを長くし、溶融物２ｂと凹部３との接触面積を増
加させることによってさらに向上させることができる。
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、重ね合わされた合成樹脂材料のう
ち、上部の合成樹脂材料にレーザ光を照射して溶融させ
、両者の合成樹脂材料に連続した凹部を形成させ、さら
にこの凹部の近傍にレーザ光を照射させるとともに、そ
の溶融部位に圧縮気体を吹き付けて溶融物を凹部に流し
込むようにしたから、溶融物が凹部の凹凸面に絡みあっ
た状態で硬化するので、合成樹脂材料の強度を低下させ
ることなく、強固に接合させることができる効果が多る
。
接合方法においては、重ね合わされた合成樹脂材料のう
ち、上部の合成樹脂材料にレーザ光を照射して溶融させ
、両者の合成樹脂材料に連続した凹部を形成させ、さら
にこの凹部の近傍にレーザ光を照射させるとともに、そ
の溶融部位に圧縮気体を吹き付けて溶融物を凹部に流し
込むようにしたから、溶融物が凹部の凹凸面に絡みあっ
た状態で硬化するので、合成樹脂材料の強度を低下させ
ることなく、強固に接合させることができる効果が多る
。
また、本発明においては、重ね合わされた合成樹脂材料
の上方からレーザ光の照射と圧縮気体の吹き付けを行う
ことによって、再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。
の上方からレーザ光の照射と圧縮気体の吹き付けを行う
ことによって、再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。
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−・・−接触面 ２−−−−−−−ポリプロピレン樹脂からなる板部材２
ａ・−・−接触面 ２ ｂ−−−−−−−一溶融物 ３．３ ａ−−−−−−一凹部 ４−−−−−−−・照射ノズル ５−・・−・ＹＡＧレーザ光 ６・〜・−・−・凸レンズ ７−’−−−−パイプ ８・−・−・−バルブ 出願人 トヨタ自政所耐躍 １ （ａ）（ｂ） （ｃ） （ｄ） 第１図
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−・・−接触面 ２−−−−−−−ポリプロピレン樹脂からなる板部材２
ａ・−・−接触面 ２ ｂ−−−−−−−一溶融物 ３．３ ａ−−−−−−一凹部 ４−−−−−−−・照射ノズル ５−・・−・ＹＡＧレーザ光 ６・〜・−・−・凸レンズ ７−’−−−−パイプ ８・−・−・−バルブ 出願人 トヨタ自政所耐躍 １ （ａ）（ｂ） （ｃ） （ｄ） 第１図
Claims (1)
- 異種の合成樹脂材料を重ね合わせて両者を接合するにあ
たり、前記異種の合成樹脂材料をレーザ光に対して吸収
性とし、この両者の合成樹脂材料を重ね合わせ、前記上
部の合成樹脂材料の上方からレーザ光を照射して溶融せ
しめ、両者の合成樹脂材料に連続した凹部を形成し、更
に、上部の合成樹脂材料の凹部近傍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
付けて溶融物を下部の合成樹脂材料の凹部に流し込むよ
うにしたことを特徴とする異種合成樹脂材料の接合方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59069719A JPS60212328A (ja) | 1984-04-06 | 1984-04-06 | 異種合成樹脂材料の接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59069719A JPS60212328A (ja) | 1984-04-06 | 1984-04-06 | 異種合成樹脂材料の接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60212328A true JPS60212328A (ja) | 1985-10-24 |
Family
ID=13410921
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59069719A Pending JPS60212328A (ja) | 1984-04-06 | 1984-04-06 | 異種合成樹脂材料の接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60212328A (ja) |
-
1984
- 1984-04-06 JP JP59069719A patent/JPS60212328A/ja active Pending
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