JPS6274629A - 合成樹脂材料の接合方法 - Google Patents

合成樹脂材料の接合方法

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JPS6274629A
JPS6274629A JP60217397A JP21739785A JPS6274629A JP S6274629 A JPS6274629 A JP S6274629A JP 60217397 A JP60217397 A JP 60217397A JP 21739785 A JP21739785 A JP 21739785A JP S6274629 A JPS6274629 A JP S6274629A
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plate member
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metal mesh
resin materials
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Toshihisa Terasawa
寺沢　利久
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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、接合する合成樹脂材料の一方にメタルメソシ
ュを設け、他方の合成樹脂材料に重ね合わせ、その一方
からレーザ光を照射して両者の合成樹脂材料を接合する
方法に関するものである。
〔従来の技術〕
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熔融させつつ加
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、再合成樹脂材料の接合には通しているが、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。さらに、同種の合成樹
脂材料でもポリプロピレン樹脂のように相溶性の悪い合
成樹脂材料では異種の合成樹脂材料と同様に強固に接合
することは困難である。
上述のようなことから、異種または同種でもポリプロピ
レンのように相溶性の悪い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、画板部材５１．５２の貫通
孔５３ａ、５３ｂには上方からパツキン５４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。
〔発明が解決しようとする問題点〕
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。
従って、この発明は、上記の不具合を解消するためにな
されたもので、接合する合成樹脂材料の一方にメタルメ
ツシュの一部が露出するように設け、他方の合成樹脂材
料に重ね合わせ、その一方からレーザ光を照射して他方
の合成樹脂材料の接合面を加熱・溶融し、その溶融部位
にメタルメツシュを押し込むことによって、再合成樹脂
材料の強度を低下させることなく、容易に、しかも強固
に接合することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
すなわち、この発明に係る合成樹脂材料の接合方法にお
いては、合成樹脂材料を重ね合わせ、その一方からレー
ザ光を照射して両者の合成樹脂材料を接合するにあたり
、前記重ね合わされる合成樹脂材料のうち、下部をレー
ザ光に対して吸収性とし、上部をレーザ光に対して非吸
収性とするとともに、その接合面に一部が露出するよう
メタルメツシュを設け、この両者の合成樹脂材料を重ね
合わせ、上部の合成樹脂材料の方向からレーザ光を照射
して下部の合成樹脂材料の接合面を加熱・溶融し、その
溶融部位に前記上部の合成樹脂＋〕料の接合面に露出し
ているメタルメソシュを押し込むようにしたものである
。
そして、上部に配設されるレーザ光に対して非吸収性の
合成樹脂材料としては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピ
レン樹脂、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、下部に配設されるレーザ光に対して吸
収性を有する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０．１ないし０．３重量％添加されたポ
リエチレン樹脂、、ポリプロピレン樹脂、スチレン−ア
クリロニトリル共重合体、さらにはガラス繊維、カーボ
ン繊維、メタル繊維等の短繊維で強化され、かつカーボ
ン等の補助材料が０．１ないし０．３重量％添加された
ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、スチレン−ア
クリロニトリル共重合体を挙げることができる。
また、上部の合成樹脂材料の接合面に設けられるメタル
メツシュとしては、接合しようとする合成樹脂材料より
も融点の高い金属材料によって網目状または格子状等に
空間部を有するように形成することが好ましく、例えば
鉄、銅、ステンレス、真鍮等を挙げることができる。そ
して、これらの金属材料からなるメタルメ・ノシュを合
成樹脂材料に設ける際には、合成樹脂材料の接合面から
一部が露出するように設けることが接合強度を向上させ
るためにも必要である。また、メタルメ・ノシュを設け
る手段としては、合成樹脂材料を圧縮成形、射出成形等
による成形と同時に設ける方法、合成樹脂材料の成形後
、機械的に埋め込んで設ける方法、合成樹脂材料の成形
後、接着剤等によって一部が露出するように貼着して設
ける方法等を挙げることができる。
そして、上述の両合成樹脂材料は、接合する際に下部に
配設される合成樹脂材料がレーザ光に対して吸収性とな
り、上部に配設される合成樹脂材料がレーザ光に対して
非吸収性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、両合成樹脂材料の接合時に照射されるレーザ光と
しては、アルゴンレーザ光、ガラス：ネオジウム３＋レ
ーザ光、ＹＡＧ　：ネオジウム３＋レーザ光、ルビーレ
ーザ光、ヘリウム−ネオンレーザ光、クリプトンレーザ
光、Ｈ２レーザ光、Ｎ、レーザ光等を挙げることができ
、このうち、特にＹＡＧ　：ネオジウム３＋レーザ光お
よびガラス：ネオジウム３＋レーザ光が最も優れている
。
また、レーザ光の波長としては、上部に配設される合成
樹脂材料を透過し、下部に配設される合成樹脂材料を加
熱・熔融する波長が必要であり、これは、合成樹脂材料
のもつ吸収スペクトル特性によって決まる。例えば、前
述した合成樹脂材料からなる組み合わせにおいては、Ｙ
ＡＧ　：　２オジウム３＋レーザ光の発振波長である１
、０６μｍが最も通している。
また、レーザ光の出力においては、下部に配設される合
成樹脂材料を加熱・溶融するに十分な出力が必要であっ
て、適宜選択して決定される。この時、出力が大きすぎ
ると熔融しようとする合成樹脂材料が蒸発したり、変質
したりして接合が困難となるので考慮する必要がある。
例えば、ＹＡＧ：ネオジウム１＋レーザ光による際の目
安としては、５Ｗないしｔｏｏｗが適しており、５Ｗな
いし３０Ｗが最も優れている。
〔実施例〕
以下、本発明に係る接合方法の一実施例を図面に基づい
て説明する。
第１図は本発明に係る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１図の（ａ）ないしくｄ）において、■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１の板厚
は１（Ｉｎに形成されており、その上面は平坦に形成さ
れた接合面１ａとされ、下面も平坦に形成されて台座（
図示せず）等に支持する載置面１ｂとされている。そし
て、この板部材ｌの原材料色はカーボンブランクが０．
１重量％混入されて黒色となっており、１．０６μｍ付
近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の上部にはスチレン−アクリロニトリル
共重合体からなる板部材２が配設されており、その板厚
は１５ｍ■に形成されている。また、この板部材２の上
面は平坦部２ａとされており、下面は板部材ｌの接合面
１ａに当接する接合面２ｂとされている。さらに、この
板部材２の原材料色は半透明とされており、１．０６μ
ｍ付近のレーザ光に対しては非吸収性の性質を有してい
る。
また、板部材２の接合面２ｂにはステンレスによって格
子状に形成されたメタルメツシュ３が、板部材２を圧縮
成形する際に同時に設けられている。そして、このメタ
ルメソシュ３は板厚が５１層に形成されており、その側
部はテーパ面３ａとなっている。さらに、メタルメソシ
ュ３は板部材２の接合面２ｂより露出して設けられてお
り、その露出度合は２程度とされている。
そして、両板部材ｌ、２を接合する際には、第１図の（
ａ）に示すように板部材２の接合面２ｂに露出して設け
られているメタルメツシュ３の下面を下部の板部材１の
接合面１ａに当接させてセントする。
次に、第１図の（ｂ）に示すようにスチレン−アクリロ
ニトリル共重合体からなる板部材２に設けられているメ
タルメソシュ３の上方にＹＡＧ　：ネオジウム１＋レー
ザ装置の照射ノズル４を位置させる。この状態で、照射
ノズル４から波長が１゜０６μｍで、出力が２０ＷのＹ
ＡＧレーザ光５を加工レンズ６に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
の吸収スペクトルとの関連によって、スチレン−アクリ
ロニトリル共重合体からなる板部材２に対して非吸収性
となるため、板部材２の中を散乱および屈折を繰り返し
ながら透過するとともに、ポリプロピレン樹脂からなる
板部材１の接合面１ａに達する。
そして、板部材１の接合面１ａに達したＹＡＧレーザ光
５は、照射された部位およびその周辺にエネルギとして
蓄積されるとともに、そのエネルギによって板部材１の
接合面１ａがすみやかに加熱・溶融される。
そして、ＹＡＧレーザ光５の照射によって板部材１を十
分に加熱・溶融させつつ、第１図の（Ｃ）に示すように
矢印Ａ方向から荷重を加え、板部材２の接合面２ｂに設
けられているメタルメソシュ３を板部材１の溶融部位に
除々に挿入する。その際、板部材１の溶融物ＩＣが間隙
７から上部の板部材ｌ側に盛り上がり、メタルメツシュ
３のテーパ面３ａを覆う。そして、上部の板部材２の接
合面２ｂが下部の板部材１の接合面１ａに当接するまで
ＹＡＧレーザ光５の照射を継続するとともに、矢印Ａ方
向からの荷重も継続して加える。
そして、両板部材ｌ、２の接合面１ａ、２ｂが十分に当
接したところで、ＹＡＧレーザ光５の照射を停止すると
ともに、板部材２への矢印六方向からの荷重を取り除く
。その後、照射ノズル４を板部材２から遠ざける。
これによって、第１図の（ｄ）に示すように板部材２の
接合面２ｂに設けられているメタルメツシュ３が板部材
ｌの熔融部位に食い込んだ状態で熔融物ＩＣが自然硬化
し、ポリプロピレン樹脂からなる板部材１とスチレン−
アクリロニトリル共重合体からなる板部材２とが強固に
接合される。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明に係る合成樹脂材料の接合
方法においては、接合する合成樹脂材料の一方にメタル
メツシュの一部が露出するように設け、他方の合成樹脂
材料に重ね合わせ、その一方からレーザ光を照射して他
方の合成樹脂材料の接合面を加熱・溶融し、その溶融部
位にメタルメソシュを押し込むようにしたから、両合成
樹脂材料の強度を低下させることなく接合することがで
きる効果がある。
また、本発明においては、上部の合成樹脂材料に設けら
れるメタルメツシュを下部の合成樹脂材料の溶融部位に
押し込んで接合するようにしたから、両合成樹脂材料を
より強力に接合することができる効果がある。
また、本発明においては、接合しようとする合成樹脂材
料の一方からレーザ光を照射して接合するようにしたか
ら、従来の機械的接合方法に比較して、両合成樹脂材料
の接合作業を容易に行うことができる効果がある。
また、本発明においては、合成樹脂材料を接合した際に
、両合成樹脂材料の接合部位にねじ等の固定手段がない
ので、意匠効果を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図は従来の合成樹脂材料の接合方法を説明する概略
断面図である。 １−−−一−・板部材　　　１ａ・・−・接合面１ｃ−
−−−−一溶融物　　　　２・−−−−一坂部材２ｂ−
−−−・接合面　　　　３−・−メタルメツシュ４−・
・−・照射ノズル　　５・−・−・ＹＡＧレーザ光６−
・−・加エレンス　　７−−−−−一間隙出願人　　　
　　　トヨタ自動車株式会社（ｉ３）　　　　　　　　
　　　　　　　　ｔｂ）（Ｃ）　　　　　　　　　　（
ｄ） 第」図 第２図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 合成樹脂材料を重ね合わせ、その一方からレーザ光を照
    射して両者の合成樹脂材料を接合するにあたり、前記重
    ね合わされる合成樹脂材料のうち、下部をレーザ光に対
    して吸収性とし、上部をレーザ光に対して非吸収性とす
    るとともに、その接合面に一部が露出するようメタルメ
    ッシュを設け、この両者の合成樹脂材料を重ね合わせ、
    上部の合成樹脂材料の方向からレーザ光を照射して下部
    の合成樹脂材料の接合面を加熱・熔融し、その溶融部位
    に前記上部の合成樹脂材料の接合面に露出しているメタ
    ルメッシュを押し込むことを特徴とする合成樹脂材料の
    接合方法。
JP60217397A 1985-09-30 1985-09-30 合成樹脂材料の接合方法 Pending JPS6274629A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2014007382A1 (ja) * 2012-07-05 2014-01-09 旭化成ケミカルズ株式会社 溶着方法及び溶着体

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