JPS6230090B2 - - Google Patents

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JPS6230090B2
JPS6230090B2 JP59072255A JP7225584A JPS6230090B2 JP S6230090 B2 JPS6230090 B2 JP S6230090B2 JP 59072255 A JP59072255 A JP 59072255A JP 7225584 A JP7225584 A JP 7225584A JP S6230090 B2 JPS6230090 B2 JP S6230090B2
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resin material
melt
hole
resin materials
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Hideo Nakamata
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Toyota Motor Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、異種合成樹脂材料の機械的接合方法
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ユ
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
面にホツ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つ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
ン樹脂と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の接合方法によつて説明す
る。
第２図において、５１はスチレン−アクリロニ
トリル共重合体からなる板部材であつて、この板
部材５１の上部にはポリプロピレン樹脂からなる
板部材５２が配設されており、その中央部には段
差を有する貫通孔５３が形成され、その薄肉部５
４は0.5mmないし３mmの厚さに形成されている。
そして、両板部材５１，５２を接合する際には、
ハンダ鏝５５の先端に設けられている加熱部５６
を20W程度で加熱しておき、その加熱部５６をポ
リプロピレン樹脂からなる板部材５２の貫通孔５
３から挿入し、スチレン−アクリロニトリル共重
合体からなる板部材５１に押し当てつつ、その表
面を溶融させる。その際、板部材５１の溶融物５
１ａはハンダ鏝５５の加熱部５６が挿入されるに
つれて、貫通孔５３の間隙から上方に盛り上が
り、その溶融物５１ａによつて貫通孔５３の薄肉
部５４が覆われる。そして、溶融物５１ａで薄肉
部５４が十分に覆われた後、ハンダ鏝５５の加熱
部５６を板部材５１から引き上げる。これによ
り、溶融物５１ａが硬化して両板部材５１，５２
が接合される。
しかしながら、このような機械的接合方法にお
いては、スチレン−アクリロニトリル共重合体か
らなる板部材５１を加熱・溶融する際に、ハンダ
鏝５５の加熱部５６を板部材５１に直接接触させ
て溶融させるため、接合後におけるハンダ鏝５５
を引き上げる際に溶融物５１ａが加熱部５６に付
着することはもとより、接合を行うたびに溶融物
５１ａを除去しなければならない不具合がある。
〔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、その目的は接合する異種合成樹脂材
料のうち、下部の合成樹脂材料をレーザ光によつ
て加熱・溶融させることにより、溶融物の付着と
除去作業を皆無とすることができる異種合成樹脂
材料の機械的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
種合成樹脂材料の機械的接合方法の構成は、異種
の合成樹脂材料を重ね合わせて両者を機械的に接
合するにあたり、前記重ね合わされた合成樹脂材
料のうち、少なくとも下部の合成樹脂材料をレー
ザ光に対して吸収性とし、上部の合成樹脂材料に
貫通孔を形成せしめ、この貫通孔の上方から下部
の合成樹脂材料の表面にレーザ光を照射して溶融
させるとともに、その溶融部位に加重を加えて、
前記貫通孔から溶融物を上部の合成樹脂材料の表
面に押し出すようにしたものである。
そして、上部の合成樹脂材料としては、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、レーザ光に対して吸収性を有する下部の合
成樹脂材料としては、カーボンブラツク等の補助
材料を添加したポリプロピレン樹脂、ガラス繊維
で強化され、かつカーボンブラツクが添加された
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
レーザ光に対して少なくとも下部の合成樹脂材料
が吸収性を有するものとなる組み合せにおいて自
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3+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、このうち、特にYAG：ネオジウム3+
レーザが最も適している。
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つて1.06μｍ以下が最も
優れており、その波長が1.06μｍ以上の場合には
合成樹脂材料を溶融させて接合することは不可能
である。また、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。
〔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機械
的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ｄにおいて、１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つて、この板部
材１の原材料色はカーボンブラツクが混入されて
黒色となつており、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、その中央部
には段差を有する貫通孔３が形成され、その薄肉
部４の厚さは0.5mmないし３mmに形成されてい
る。そして、この板部材２の材料色はカーボンブ
ラツクが添加されて黒色となつており、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、YAG：ネオジウム3+レーザの照射ノズ
ル５の先端にはポリプロピレン樹脂から円柱状に
形成されたプローブ６が設けられており、その直
径はポリプロピレン樹脂からなる板部材２に形成
されている貫通孔３の直径より、小径とされてい
るとともに、その外周にはアルミニウムの蒸着層
７が途中まで被覆されている。そして、このプロ
ーブ６の原材料色は乳白色をしており、1.06μｍ
以下のレーザ光に対しては非吸収性の性質を有し
ている。
そして、第１図のａに示すようにセツトされた
異種合成樹脂材料の板部材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
の板部材２に形成されている貫通孔３の上方近傍
にプローブ６を移動させ、その先端をスチレン−
アクリロニトリル共重合体からな板部材１の表面
上方に位置させる。次に、YAG：ネオジウム3+
レーザの照射ノズル５から波長が1.60μｍ、出力
が数十ＷのYAGレーザ光を照射させる。これに
より、YAGレーザ光は、円柱状のプローブ６の
中を反射および屈折を繰り返しながら透過すると
ともに、プローブ６の先端から貫通孔３を通過し
て板部材１の表面に達する。
そして、板部材１に達したYAGレーザ光は、
その部位でエネルギとして蓄積されるとともに、
そのエネルギによつて板部材１の表面がすみやか
に加熱・溶融される。そして、YAGレーザ光に
よつて板部材１を十分に溶融させた後、YAGレ
ーザ光の照射を停止するとともに、第２図のｃに
示すようにプローブ６を貫通孔３から挿入し、そ
の先端を溶融部分に押し付ける。その際、板部材
１の溶融物１ａはプローブ６が挿入されるにつれ
て、貫通孔３の間隙から上方に盛り上がり、貫通
孔３の薄肉部４がその溶融物１ａによつて覆われ
る。
そして、溶融物１ａによつて薄肉部４が十分に
覆われた後、第１図のｄに示すようにプローブ６
を引き上げて、その先端をポリプロピレン樹脂か
らなる板部材２の上方に位置させる。その際、プ
ローブ６は結晶構造をしたポリプロピレン樹脂に
よつて円柱状に形成されているため、他の物質と
は極めて結合しにくく、溶融物１ａの付着もな
く、容易に引き上げることができる。
これにより、板部材１の溶融物１ａが板部材２
に形成されている貫通孔３の薄肉部４を覆つた状
態で硬化し、スチレン−アクリロニトリル共重合
体からなる板部材１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。
なお、プローブ６の溶融物１ａへの押し付け操
作から引き上げ操作は時間をかけて行うと、プロ
ーブ６が溶融熱によつて溶解される危険があるの
ですみやかに行う必要があり、その目安としては
２秒以内が適している。
〔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
脂材料の機械的接合方法においては、接合しよう
とする異種合成樹脂材料のうち、下部の合成樹脂
材料をレーザ光によつて加熱・溶融させた後、そ
の溶融部位に加重を加え、上部の合成樹脂材料の
表面に盛り上がらせて接合するようにしたから、
従来のハンダ鏝のように加熱部を直接接触させて
溶融させる必要がないので、上部の合成樹脂材料
の表面に盛り上がらせることができ、接合強度を
向上させることができる効果がある。
また、本発明においては、従来のようにハンダ
鏝を使用する必要がないので、接合時における溶
融物の付着を皆無とすることができる効果があ
る。
また、本発明においては、異種合成樹脂材料の
一方からレーザ光を照射することによつて、一方
の合成樹脂材料が溶融させるので、従来のハンダ
鏝に比較してすみやかに溶融させることができ、
接合作業を著しく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機械
的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……
溶融物、２……ポリプロピレン樹脂からなる板部
材、３……貫通孔、４……薄肉部、５……照射ノ
ズル、６……プローブ、７……蒸着層。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 異種の合成樹脂材料を重ね合わせて両者を機
    械的に接合するにあたり、前記重ね合わされた合
    成樹脂材料のうち、少なくとも下部の合成樹脂材
    料をレーザ光に対して吸収性とし、上部の合成樹
    脂材料に貫通孔を形成せしめ、この貫通孔の上方
    から下部の合成樹脂材料の表面にレーザ光を照射
    して溶融させるとともに、その溶融部位に加重を
    加えて、前記貫通孔から溶融物を上部の合成樹脂
    材料の表面に押し出すことを特徴とする異種合成
    樹脂材料の機械的接合方法。
JP59072255A 1984-04-10 1984-04-10 異種合成樹脂材料の機械的接合方法 Granted JPS60214930A (ja)

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