JPS60212330A - 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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JPS60212330A
JPS60212330A JP59069721A JP6972184A JPS60212330A JP S60212330 A JPS60212330 A JP S60212330A JP 59069721 A JP59069721 A JP 59069721A JP 6972184 A JP6972184 A JP 6972184A JP S60212330 A JPS60212330 A JP S60212330A
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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。

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
。
【従来技術〕
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、
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通しているが、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。
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。
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５１．５２に貫通孔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。
〔発明の目的〕
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
材料の掛止め溝に流し込むことにより、再合成樹脂材料
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
。
〔発明の構成〕
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
脂材料のうち、少なくとも上部の合成樹脂材料はレーザ
光に対して吸収性とし、下部の合成樹脂材料の接合面側
に掛止め溝を形成せしめ、この掛止め溝の上方に前記上
部の合成樹脂材料の先端面が位置するよう重ね合わせ、
この上部の合成樹脂材料の先端面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掛止め溝に流し
込むようにしたものである。
そして、上部に配置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、下部に配置
される合成樹脂材料としては、上述のレーザ光に対して
吸収性ノ合成樹脂の外に、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る。そして、これらの合成樹脂
材料は、重ね合わされた際に上部に配置される合成樹脂
材料がレーザ光に対して吸収性のものとなる組み合わせ
において自由に選択して接合することができる。
また、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　：
ネオジウムトレーザ、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溶融させることができず、３０Ｗ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。
また、下部の合成樹脂材料の接合面に形成される掛止め
溝は、合成樹脂材料に対して垂直または傾斜させて形成
することができ、その数も一条ないし複数条を形成する
こができる。また、掛止め溝の深さは少なくとも合成樹
脂材料の厚さのｌ／２以下とすることが望ましく、１／
２以上になると強度が低下する。そして、接合しようと
する両者の合成樹脂材料の接合強度をより向上させたい
場合には掛止め溝を傾斜させて複数条形成させることが
望ましい。
〔実施例〕
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。
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ｄ）において、１はガラース繊
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、この板部材ｌの接合面１ａには
板部材ｌの軸線方向に向けて一条の掛止め溝１ｂが傾斜
して形成されており、その深さは板部材１の厚さの１／
２以下とされている。
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の接合面１ａに当接する接合面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ｌ、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の接合
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の接合面１ａに当接させるとともに、その先端
面２ｂを板部材１の掛止め溝１ｂの上方に位置するよう
に重ね合わせる。
次に、第１図の（Ｃ）に示すようにポリプロピレン樹脂
の板部材２の先端面２ｂの近傍に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１．０６．ｕｍ、出力
が２０ＷのＹＡＧレーザ光５を凸レンズ６を通過させて
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板部材２
が加熱され、その部位が溶融される。
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
の先端を板部材２の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
て圧縮気体を溶融物２ｃの斜め後方から吹き付ける。そ
の際、板部材２の溶融物２ｃは圧縮気体の吹き付は圧力
に比例し、第１図の（ｄ）に示すように凹み３を形成す
るとともに、その凹み３が生じた量の溶融物２ｃが先端
面２ｂ方向に盛り上がり、その大部分が板部材１に形成
されている掛止め溝１ｂに流れ込んでその一部が覆われ
る。
そして、溶融物２ｃが掛止め溝１ｂ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。
これにより、板部材２の溶融物２ｃが板部材１の掛止め
溝１ｂに十分に流れ込んだ状態＋硬化し、スチレン−ア
クリロニ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、画板部材１．２の接合強度は、板部材１に形成され
ている掛止め溝１〉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２ｃと掛止めｌｌｂとの接合
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。
なお、板部材１への掛止め溝１ｂの形成は、トリ翫レー
ザ光等の機悼的方法、薬品等によって溶融させる化学的
方法等によって適宜形成することができる。
〔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、重ね合わされた合成樹脂材料のう
ち、上部のレーザ光に対して吸収性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掛止め溝に流し込
むようにしたから、溶融物が掛止め溝を挟み込んだ状態
で硬化するので、再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ある。
庫た、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。
【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機械的接合方法を説
明する概略断面図である。 １・−・−ミーーー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 ｌａ・−−−ミー一一接合面 １　ｂ　−−−−−−−一掛止め溝 ２−−−−−−−−−ポリプロピレン樹脂からなる板部
材２　ａ　−−−−−−一接合面 ２ｂ−・−・−先端面 ２ｃｍ・−溶融物 ３−−−−−−一凹み ４−−−−−−−一照射ノズル ５・・−−−−一・ＹＡＧレーザ光 ６・・〜・−凸レンズ ７−・−パイプ ８°−曲バルブ 出願人　トヨタ自双屑４札（

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  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のうち、少な（とも上部
    の合成樹脂材料はレーザ光に対して吸収性とし、下部の
    合成樹脂材料の接合面側に掛止め溝を形成せしめ、この
    掛止め溝の上方に前記上部の合成樹脂材料の先端面が位
    置するよう重ね合わせ、この上部の合成樹脂材料の先端
    面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
    脂材料の掛止め溝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。
JP59069721A 1984-04-06 1984-04-06 異種合成樹脂材料の接合方法 Pending JPS60212330A (ja)

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