JP2002284895A - 樹脂成形品 - Google Patents

樹脂成形品

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Abstract

(57)【要約】 【課題】透過性樹脂材及び吸収性樹脂材を構成する樹脂
材料の中に互いに相溶性の小さい樹脂材料同士が含まれ
ていても、吸収性樹脂材の当接面により多くのレーザ光
を到達、吸収させてレーザ溶着による接合強度を向上さ
せる。 【解決手段】加熱源としてのレーザ光に対して透過性の
ある透過樹脂材１と、レーザ光に対して吸収性のある吸
収性樹脂材２とからなり、透過性樹脂材１及び吸収性樹
脂材２の当接端部同士が透過性樹脂材側からのレーザ光
の照射により溶着されて接合された樹脂成形品におい
て、吸収性樹脂材２が、透過性樹脂材１を構成する第１
樹脂材料と、該第１樹脂材料と相溶性の小さい第２樹脂
材料とからなるアロイ材により構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は樹脂成形品に関し、
詳しくは、レーザ光に対して透過性のある透過性樹脂材
と、該レーザ光に対して吸収性のある吸収性樹脂材とを
レーザ溶着により一体的に接合した樹脂成形品に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、軽量化及び低コスト化等の観点よ
り、自動車部品等、各種分野の部品を樹脂化して樹脂成
形品とすることが頻繁に行われている。また、樹脂成形
品の高生産性化等の観点より、樹脂成形品を予め複数に
分割して成形し、これらの分割成形品を互いに接合する
手段が採られることが多い。
【０００３】ここに、樹脂材同士の接合方法として、従
来よりレーザ溶着方法が利用されている。例えば、特開
昭６０−２１４９３１号公報には、レーザ光に対して透
過性のある透過性樹脂材と、該レーザ光に対して吸収性
のある吸収性樹脂材とを重ね合わせた後、該透過性樹脂
材側からレーザ光を照射することにより、透過性樹脂材
と吸収性樹脂材との当接面同士を加熱溶融させて両者を
一体的に接合するレーザ溶着方法が開示されている。
【０００４】このレーザ溶着方法では、透過性樹脂材内
を透過したレーザ光が吸収性樹脂材の当接面に到達して
吸収され、この当接面に吸収されたレーザ光がエネルギ
ーとして蓄積される。その結果、吸収性樹脂材の当接面
が加熱溶融されるとともに、この吸収性樹脂材の当接面
からの熱伝達により透過性樹脂材の当接面が加熱溶融さ
れる。この状態で、透過性樹脂材及び吸収性樹脂材の当
接面同士を圧着させれば、両者を一体的に接合すること
ができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記したよ
うなレーザ溶着では、透過性樹脂材及び吸収性樹脂材の
当接面同士を確実に溶着させて十分な接合強度を得るた
めには、吸収性樹脂材の当接面にレーザ光のエネルギー
が十分に吸収される必要があることから、透過性樹脂材
やレーザ光の種類等、具体的には透過性樹脂材のレーザ
光透過率や加熱源として用いるレーザ光の波長等を適切
に設定することにより、吸収性樹脂材の当接面に十分な
量のレーザ光を到達、吸収させることが重要となる。
【０００６】一方、上記レーザ溶着による樹脂成形品の
接合方法は、互いに相溶性のある樹脂材同士を接合する
ものである。したがって、上記従来のレーザ溶着によっ
ては、互いに相溶性の小さい樹脂材料よりなる樹脂材同
士を良好に接合することができなかった。
【０００７】そこで、本発明者は、互いに相溶性の小さ
い第１樹脂材料及び第２樹脂材料よりなる樹脂材同士を
レーザ溶着する際の工夫として、一方の樹脂材を第１樹
脂材料で構成するとともに、他方の樹脂材を第１樹脂材
料と第２樹脂材料とからなるアロイ材により構成すると
いう新たな手法に想到した。
【０００８】しかし、レーザ光に対して透過性のある透
過性樹脂材側にアロイ材を採用すると、吸収性樹脂材の
当接面に十分な量のレーザ光を到達、吸収させることが
できず、レーザ溶着による十分な接合強度を得ることが
できないという、新たな問題のあることが判った。これ
は、アロイ材の構造によるものと考えられる。すなわ
ち、アロイ材は、一方の樹脂材料が島成分になるととも
に他方の樹脂材料が海成分となる海島構造をなし、島成
分がミクロ（１μｍ以下）に微細分布することで強度や
特性を維持しているが、この島成分の微細分布がレーザ
光の乱反射を招き、レーザ光透過率を低下させているも
のと考えられる。
【０００９】本発明は上記実情に鑑みてなされたもので
あり、透過性樹脂材及び吸収性樹脂材を構成する樹脂材
料の中に互いに相溶性の小さい樹脂材料同士が含まれて
いても、各樹脂材における樹脂材料の構成の仕方やその
配合割合を工夫することにより、吸収性樹脂材の当接面
により多くのレーザ光を到達、吸収させてレーザ溶着に
よる接合強度を向上させるのに有利となる樹脂成形品を
提供することを解決すべき技術課題とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】（１）請求項１記載の樹
脂成形品は、加熱源としてのレーザ光に対して透過性の
ある透過性樹脂材と、該レーザ光に対して吸収性のある
吸収性樹脂材とからなり、該透過性樹脂材及び該吸収性
樹脂材の当接端部同士が該透過性樹脂材側からの該レー
ザ光の照射により溶着されて接合された樹脂成形品にお
いて、上記吸収性樹脂材が、上記透過性樹脂材を構成す
る第１樹脂材料と、該第１樹脂材料と相溶性の小さい第
２樹脂材料とからなるアロイ材により構成されているこ
とを特徴とするものである。
【００１１】（２）請求項２記載の樹脂成形品は、加熱
源としてのレーザ光に対して透過性のある透過性樹脂材
と、該レーザ光に対して吸収性のある吸収性樹脂材とか
らなり、該透過性樹脂材及び該吸収性樹脂材の当接端部
同士が該透過性樹脂材側からの該レーザ光の照射により
溶着されて接合された樹脂成形品において、上記透過性
樹脂材は、第１樹脂材料と、上記吸収性樹脂材を構成
し、該第１樹脂材料と相溶性の小さい第２樹脂材料とか
らなるアロイ材により構成されるとともに、該第１樹脂
材料と該第２樹脂材料との配合割合が、該透過性樹脂材
における上記レーザ光の透過率を２６％以上に確保しう
るように設定されていることを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の樹脂成形品は、加熱源と
してのレーザ光に対して透過性のある透過性樹脂材と、
該レーザ光に対して吸収性のある吸収性樹脂材とからな
り、該透過性樹脂材及び該吸収性樹脂材の当接端部同士
がレーザ溶着により一体的に接合されている。このレー
ザ溶着は、透過性樹脂材及び吸収性樹脂材の当接端部同
士を当接させた状態で、透過性樹脂材側からレーザ光を
照射することにより行われる。透過性樹脂材側から照射
されたレーザ光は該透過性樹脂材内を透過して吸収性樹
脂材の当接面に到達し、吸収される。この吸収性樹脂材
の当接面に吸収されたレーザ光がエネルギーとして蓄積
される結果、吸収性樹脂材の当接面が加熱溶融されると
ともに、この吸収性樹脂材の当接面からの熱伝達により
透過性樹脂材の当接面が加熱溶融される。この状態で、
透過性樹脂材及び吸収性樹脂材の当接面同士を圧着させ
れば、両者を一体的に接合することができる。
【００１３】こうして得られた接合部では、接合面同士
が溶融されて接合されており、該接合面同士の間では両
成形部材を構成する両樹脂が溶融して互いに入り込み絡
まった状態が形成されているため、強固な接合状態を構
成して高い接合強度及び耐圧強度を有している。
【００１４】ここに、請求項１記載の樹脂成形品では、
吸収性樹脂材が、透過性樹脂材を構成する第１樹脂材料
と、該第１樹脂材料と相溶性の小さい第２樹脂材料とか
らなるアロイ材により構成されている。
【００１５】このため、レーザ光照射により、透過性樹
脂材及び吸収性樹脂材の当接面同士が加熱溶融されれ
ば、吸収性樹脂材を構成するアロイ材中の第１樹脂材料
と透過性樹脂材中の第１樹脂材料とが、すなわち同一樹
脂材料同士が溶着する。
【００１６】また、第１樹脂材料及び第２樹脂材料から
なるアロイ材には、互いに相溶性の小さい樹脂材同士を
化学的に結合させる相溶化剤が両樹脂の界面に含まれて
いる。このため、アロイ材により構成された吸収性樹脂
材の当接面が加熱溶融されれば、アロイ材中に含まれる
相溶化剤の相溶作用により、透過性樹脂材中の第１樹脂
材料及び吸収性樹脂材を構成するアロイ材中の第１樹脂
材料と吸収性樹脂材を構成するアロイ材中の第２樹脂材
料とが、すなわち異種材料同士が溶着する。
【００１７】そして、請求項１記載の樹脂成形品では、
吸収性樹脂材をアロイ材としており、レーザ光を透過さ
せる透過性樹脂材をアロイ材としていないため、前述し
たようなアロイ材の光散乱特性によるレーザ光透過率の
低下の問題が発生しない。したがって、透過性樹脂材及
び吸収性樹脂材を構成する樹脂材料の中に互いに相溶性
の小さい樹脂材料同士が含まれていても、吸収性樹脂材
の当接面により多くのレーザ光を到達、吸収させてレー
ザ溶着による接合強度を向上させるのに有利となり、十
分な接合強度をもった良好なレーザ溶着が可能となる。
【００１８】上記透過性樹脂材を構成する第１樹脂材料
の種類としては、熱可塑性を有し、加熱源としてのレー
ザ光を所定の透過率以上（好適には２６％以上）で透過
させうるものであれば特に限定されない。例えば、ナイ
ロン６（ＰＡ６）やナイロン６６（ＰＡ６６）等のポリ
アミド（ＰＡ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレ
ン（ＰＰ）、スチレン−アクリロニトリル共重合体、ポ
リエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリスチレン、
ＡＢＳ、アクリル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（Ｐ
Ｃ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリア
セタール（ＰＯＭ）等を挙げることができる。なお、こ
の透過性樹脂材には、必要に応じて、カーボンブラッ
ク、染料や顔料等の所定の着色材を添加したり、あるい
はガラス繊維、カーボン繊維等の補強繊維を添加したり
してもよい。
【００１９】上記吸収性樹脂材を構成するアロイ材は、
上記透過性樹脂材を構成する第１樹脂材料と、熱可塑性
を有し、この第１樹脂材料と相溶性の小さい第２樹脂材
料とからなる。
【００２０】例えば、上記透過性樹脂材を構成する第１
樹脂材料として、ＰＡ６やＰＡ６６等のＰＡを採用した
場合は、この第１樹脂材料とともにアロイ材を構成する
第２樹脂材料として、ＰＰ、ＰＥ、ＰＰＳ、ＰＢＴやＡ
ＢＳ等を採用することができる。
【００２１】また、上記透過性樹脂材を構成する第１樹
脂材料として、ＰＰを採用した場合は、この第１樹脂材
料とともにアロイ材を構成する第２樹脂材料として、Ｐ
Ａ６やＰＡ６６等のＰＡ、ＰＥ、ＰＰＳ、ＰＢＴやＡＢ
Ｓ等を採用することができる。
【００２２】また、上記透過性樹脂材を構成する第１樹
脂材料として、ＰＥを採用した場合は、この第１樹脂材
料とともにアロイ材を構成する第２樹脂材料として、Ｐ
Ａ６やＰＡ６６等のＰＡ、ＰＰ、ＰＰＳ、ＰＢＴやＡＢ
Ｓ等を採用することができる。
【００２３】また、上記透過性樹脂材を構成する第１樹
脂材料として、ＰＣを採用した場合は、この第１樹脂材
料とともにアロイ材を構成する第２樹脂材料として、Ｐ
Ａ６やＰＡ６６等のＰＡ、ＰＰ、ＰＢＴ、ＡＢＳやＰＥ
Ｔ等を採用することができる。
【００２４】また、上記透過性樹脂材を構成する第１樹
脂材料として、ＰＭＭＡを採用した場合は、この第１樹
脂材料とともにアロイ材を構成する第２樹脂材料とし
て、ＰＣ、ＡＢＳやＰＥＴ等を採用することができる。
【００２５】また、上記透過性樹脂材を構成する第１樹
脂材料として、ＡＢＳを採用した場合は、この第１樹脂
材料とともにアロイ材を構成する第２樹脂材料として、
ＰＡ６やＰＡ６６等のＰＡ、ＰＰ、ＰＢＴ、ＰＥ、ＰＰ
ＳやＰＥＴ等を採用することができる。
【００２６】上記吸収性樹脂材を構成するアロイ材にお
ける第１樹脂材料と第２樹脂材料との配合割合は、レー
ザ光に対する吸収性や透過性樹脂材との溶着強度に影響
を与えるため、透過性樹脂材との必要な溶着強度を確保
しうる範囲内で適宜設定可能である。具体的には、第１
樹脂材料と第２樹脂材料との配合割合は、１０：９０〜
９０：１０程度の範囲内で適宜設定可能であり、２５：
７５〜７５：２５程度とすることが好ましい。
【００２７】なお、アロイ材は、相溶化剤等又は架橋材
を添加したり、あるいは相溶化剤及び架橋材を添加した
りすることにより製造することができる。
【００２８】そして、上記吸収性樹脂材には、レーザ光
に対して所定の吸収性を発揮しうるように、必要に応じ
て、カーボンブラック、染料や顔料等の所定の着色材を
添加される。また、この吸収性樹脂材には、必要に応じ
て、ガラス繊維、カーボン繊維等の補強繊維を添加して
もよい。
【００２９】一方、請求項２記載の樹脂成形品は、上記
透過性樹脂材が、第１樹脂材料と、上記吸収性樹脂材を
構成し、該第１樹脂材料と相溶性の小さい第２樹脂材料
とからなるアロイ材により構成されるとともに、該第１
樹脂材料と該第２樹脂材料との配合割合が、該透過性樹
脂材における上記レーザ光の透過率を２６％以上に確保
しうるように設定されている。
【００３０】このように透過性樹脂材をアロイ材により
構成する場合は、上記したようにアロイ材の光散乱特性
によるレーザ光透過率の低下の問題が発生しうる。ここ
で、アロイ材の光散乱特性は、アロイ材における第１樹
脂材料と第２樹脂材料との配合割合の影響を受けること
が本発明者の実験により明らかとなっている。すなわ
ち、この配合割合が特定の範囲にあれば、アロイ材であ
っても所定以上のレーザ光透過率を維持することが可能
となる。
【００３１】そこで、請求項２記載の樹脂成形品では、
透過性樹脂材を構成するアロイ材において、該透過性樹
脂材におけるレーザ光透過率を２６％以上に確保しうる
ように、第１樹脂材料と第２樹脂材料との配合割合を設
定している。これにより、透過性樹脂材にアロイ材を採
用しつつ、透過性樹脂材におけるレーザ光透過率を２６
％以上に維持して、透過性樹脂材を透過する間における
レーザ光のエネルギーロスを抑えることができる。した
がって、吸収性樹脂材の当接面により多くのレーザ光を
到達、吸収させることができ、透過性樹脂材及び吸収性
樹脂材の当接面同士を十分に加熱溶融させてレーザ溶着
による接合強度を向上させることが可能となる。
【００３２】なお、レーザ光透過率とは、透過性樹脂材
を透過したレーザ光のエネルギーの入射光のエネルギー
に対する百分率をいう。また、レーザ光透過率は、レー
ザ光が透過性樹脂材内を透過する透過長が長くなるほど
低下し、またレーザ光の波長や樹脂成形品の吸収スペク
トルの影響も受ける。このため、レーザ光に対する樹脂
成形品の透過率が所定範囲となるように、透過性樹脂材
における透過長及び吸収スペクトル、並びにレーザ光の
波長を適宜設定する必要がある。
【００３３】上記吸収性樹脂材を構成する第２樹脂材料
の種類としては、熱可塑性樹脂のうち、例えば、ナイロ
ン６（ＰＡ６）やナイロン６６（ＰＡ６６）等のポリア
ミド（ＰＡ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン
（ＰＰ）、スチレン−アクリロニトリル共重合体、ポリ
エチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリスチレン、Ａ
ＢＳ、アクリル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（Ｐ
Ｃ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ＰＰＳ
等を挙げることができる。
【００３４】そして、この吸収性樹脂材には、レーザ光
に対して所定の吸収性を発揮しうるように、必要に応じ
て、カーボンブラック、染料や顔料等の所定の着色材が
添加される。また、この吸収性樹脂材には、必要に応じ
て、ガラス繊維、カーボン繊維等の補強繊維を添加して
もよい。
【００３５】上記透過性樹脂材を構成するアロイ材は、
上記吸収性樹脂材を構成する第２樹脂材料と、熱可塑性
を有し、この第２樹脂材料と相溶性の小さい第１樹脂材
料とからなり、しかも該透過性樹脂材におけるレーザ光
透過率を２６％以上に確保しうるように、第１樹脂材料
と第２樹脂材料との配合割合が設定されている。なお、
透過性樹脂材におけるレーザ光透過率は、上述のとお
り、レーザ光が透過性樹脂材内を透過する透過長、レー
ザ光の波長の影響も受ける。このため、透過性樹脂材に
おけるレーザ光透過率が２６％以上となるように、透過
長やレーザ光の波長を適宜設定する必要がある。また、
この透過性樹脂材には、必要に応じて、カーボンブラッ
ク、染料や顔料等の所定の着色材を添加したり、あるい
はガラス繊維、カーボン繊維等の補強繊維を添加したり
してもよい。
【００３６】例えば、上記吸収性樹脂材を構成する第２
樹脂材料として、ＰＡ６やＰＡ６６等のＰＡを採用した
場合は、この第２樹脂材料とともにアロイ材を構成する
第１樹脂材料として、ＰＰ、ＰＥ、ＡＢＳやＰＯＭ等を
採用することができる。そして、ＰＡとＰＰとの組合せ
の場合は、ＰＡとＰＰとの配合割合をＰＡ：ＰＰ＝２
０：８０〜８０：２０とすることができ、ＰＡとＰＥと
の組合せの場合は、ＰＡとＰＥとの配合割合をＰＡ：Ｐ
Ｅ＝２０：８０〜８０：２０とすることができる。
【００３７】また、上記吸収性樹脂材を構成する第２樹
脂材料として、ＰＢＴを採用した場合は、この第２樹脂
材料とともにアロイ材を構成する第１樹脂材料として、
ＰＣ、ＡＢＳ、ＰＭＭＡやＰＰ等を採用することができ
る。そして、ＰＢＴとＡＢＳの組合せの場合は、ＰＢＴ
とＡＢＳとの配合割合をＰＢＴ：ＡＢＳ＝９０：１０〜
１０：９０とすることができ、ＰＢＴとＰＰとの組合せ
の場合は、ＰＢＴとＰＰとの配合割合をＰＢＴ：ＰＰ＝
９０：１０〜１０：９０とすることができる。
【００３８】なお、請求項１又は２記載の発明におい
て、加熱源として用いるレーザ光の種類としては、レー
ザ光を透過させる透過性樹脂材の吸収スペクトルや板厚
（透過長）等との関係で、透過性樹脂材内での透過率が
所定値以上となるような波長を有するものが適宜選定さ
れる。例えば、ＹＡＧ：Ｎｄ3+レーザ（レーザ光の波
長：１０６０ｎｍ）や半導体レーザ（レーザ光の波長：
５００〜１０００ｎｍ）を用いることができる。
【００３９】また、レーザの出力、照射密度や加工速度
（移動速度）等の照射条件は、樹脂の種類等に応じて適
宜設定可能である。
【００４０】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。
【００４１】（実施例１）本実施例は、請求項１記載の
発明を具現化したもので、透過性樹脂材及び吸収性樹脂
材を構成する樹脂材料の中に互いに相溶性の小さい樹脂
材料同士が含まれており、吸収性樹脂材側にアロイ材を
採用したものである。
【００４２】図１は自動車用の電子制御装置（ＥＣＵ）
の斜視図であり、図２はこの電子制御装置の断面図であ
る。
【００４３】この電子制御装置は、加熱源としてのレー
ザ光に対して透過性のある透過性樹脂材１と、該レーザ
光に対して吸収性のある吸収性樹脂材２とから外郭が構
成された中空体である。なお、透過性樹脂材１が蓋を構
成し、吸収性樹脂材２がハウジングを構成する。この透
過性樹脂材１の下面の周縁部には環状凸部１０が設けら
れ、吸収性樹脂材２の側壁２１の上端面２１ａには該環
状凸部１０と互いに整合して嵌合し合う環状凹部２０が
設けられている。そして、この環状凸部１０及び環状凹
部２０同士が嵌合し合った状態で、吸収性樹脂材２の側
壁２１の上端面２１ａ及びこの上端面２１ａと当接し合
う透過性樹脂材１の周縁部の下面同士と、環状凸部１０
の外面及び環状凹部２０の内面同士とがレーザ溶着によ
り一体的に接合されている。
【００４４】なお、上記吸収性樹脂材２の側壁２１に
は、低コスト化の観点よりコネクタ２２が一体に形成さ
れており（図１参照）、また吸収性樹脂材２内にはこの
コネクタ２２に接続された電気回路２３が配設されてい
る（図２参照）。
【００４５】そして、透過性樹脂材１は、第１樹脂材料
としてのＰＡ６により構成されている。
【００４６】一方、吸収性樹脂材２は、透過性樹脂材１
を構成する第１樹脂材料としてのＰＡ６と、該第１樹脂
材料と相溶性の小さい第２樹脂材料としてのＰＢＴとか
らなるアロイ材により構成されている。また、この吸収
性樹脂材２を構成するアロイ材における第１樹脂材料と
第２樹脂材料との配合割合は、ＰＡ６：ＰＢＴ＝５０：
５０とされている。さらに、この吸収性樹脂材２には、
加熱源としてのレーザ光に対して所定の吸収性を発揮し
うるように、着色材としてのカーボンブラックが適宜量
添加されている。なお、上記第２樹脂材料としてのＰＢ
Ｔは、結晶構造により材料固有値としての光透過性が低
いことから、透過性樹脂材として用いることは不適であ
る。
【００４７】上記構成を有する本実施例の樹脂成形品
は、以下のようにして製造した。まず、透過性樹脂材１
及び吸収性樹脂材２を射出成形によりそれぞれ所定形状
に形成した後、吸収性樹脂材２の内面に電気回路２３を
配設した。そして、透過性樹脂材１の当接端部と吸収性
樹脂材２の当接端部とを当接させるとともに、透過性樹
脂材１の環状凸部１０と吸収性樹脂材２の環状凹部２０
とを嵌合した。この状態で、透過樹脂材１側から吸収性
樹脂材２の環状凹部２０に向けてレーザ光を照射した。
なお、レーザ光としてはＹＡＧ−ネオジウムレーザ光
（波長１０６０ｎｍ）を用いた。照射条件は、出力：２
００〜４００Ｗ、加工速度：５ｍ／ｍｉｎとした。
【００４８】このレーザ光照射により、透過性樹脂材１
及び吸収性樹脂材２の当接面同士を加熱溶融して溶着
し、透過性樹脂材１の周縁部の下面及び吸収性樹脂材２
の側壁２１の上端面２１ａ同士と、環状凸部１０の外面
及び環状凹部２０の内面同士とを一体的に接合した。
【００４９】このように、本実施例に係る樹脂成形品で
は、吸収性樹脂材２をアロイ材としており、レーザ光を
透過させる透過性樹脂材１をアロイ材としていないた
め、レーザ照射時にアロイ材の光散乱特性によりレーザ
光透過率低下の問題が発生することはない。したがっ
て、透過性樹脂材１及び吸収性樹脂材２を構成する樹脂
材料の中に互いに相溶性の小さい樹脂材料同士が含まれ
ていても、吸収性樹脂材２の当接面により多くのレーザ
光を到達、吸収させてレーザ溶着による接合強度を向上
させるのに有利となり、十分な接合強度をもった良好な
レーザ溶着が可能となる。
【００５０】また、本実施例によれば、以下に示す作用
効果も期待できる。
【００５１】自動車用の電子制御装置においては、装置
内への水の侵入を防ぐべく密封性が求められる。このた
め、従来、ハウジングと蓋との接合は、熱硬化性接着剤
により接着したり、あるいは高価なフッ素ゴム系のＯリ
ングを介してボルト及び埋め込みナットで締結したりす
ることにより行われている。しかし、熱硬化性接着剤を
利用する場合は、炉内でのバッジ加熱処理時に電気回路
２３のはんだ接合部等に熱影響が発生し易く、また生産
性も悪い。また、Ｏリングを介するボルト及び埋め込み
ナットの締結手段を利用する場合は、部品点数の増加と
工程増加で高コストにある。この点、レーザ溶着を利用
する本実施例によれば、熱影響により電気回路２３に悪
影響が発生したり、部品点数が増加したりすることがな
いことから、上記従来の問題を解消することができる。
【００５２】また、自動車用の電子制御装置におけるコ
ネクタ２２には吸水に対する寸法安定性が求められる。
このため、コネクタ２２の材料として、一般的には耐吸
水性に優れるＰＢＴが採用されている。そして、本実施
例のように低コスト化を図るべくコネクタ２２をハウジ
ングとしての吸収性樹脂材２と一体成形しようとする
と、吸収性樹脂材２の樹脂材料も当然にＰＢＴとなる。
ところが、上述のとおりＰＢＴは材料固有値としての光
透過性が低く、吸収性樹脂材としてしか用いることがで
きない。そして、このＰＢＴと相溶性があり、かつ、レ
ーザ光に対して透過性のある適当な樹脂材料は、一般的
には見あたらない。このため、ハウジングの樹脂材料に
ＰＢＴを採用した場合、従来のレーザ溶着によっては、
蓋部材を接合することができない。この点、本実施例に
よれば、透過性樹脂材１を構成するレーザ透過性に優れ
た第１樹脂材料としてのＰＡ６と、給水に対する寸法安
定性に優れた第２樹脂材料としてのＰＢＴとからなるア
ロイ材によりハウジングとしての吸収性樹脂材料２を構
成していることから、蓋としての透過性樹脂材１とハウ
ジングとしての吸収性樹脂材２とのレーザ溶着が可能と
なる。したがって、ハウジングとしての吸水性樹脂材料
２とコネクタ２２とを一体成形して低コスト化を図りつ
つ、コネクタ２２における吸水に対する寸法安定性を向
上させることが可能となる。
【００５３】なお、この実施例において、蓋としての透
過性樹脂材１を構成する第１樹脂材料をＰＡよりも安価
なポリプロピレン（ＰＰ）として、より低コスト化を図
ることも可能である。
【００５４】（実施例２）本実施例は、請求項２記載の
発明を具現化したもので、透過性樹脂材及び吸収性樹脂
材を構成する樹脂材料の中に互いに相溶性の小さい樹脂
材料同士が含まれており、透過性樹脂材側にアロイ材を
採用したものである。
【００５５】射出成形法により、所定のアロイ材により
構成された板厚が３ｍｍの透過性樹脂材３を準備した。
この透過性樹脂材３を構成するアロイ材は、第１樹脂材
料としてのＰＰと、後述する吸収性樹脂材４を構成する
第２樹脂材料としてのＰＡ６とからなる。なお、第１樹
脂材料としてのＰＰと第２樹脂材料としてのＰＡ６とは
互いに相溶性の小さい樹脂である。また、この透過性樹
脂材１には、補強繊維としてのガラス繊維（ＧＦ）が３
０ｍａｓｓ％添加されている。
【００５６】そして、この透過性樹脂材３を構成するア
ロイ材における第１樹脂材料と第２樹脂材料との配合割
合は、ＰＰ：ＰＡ６＝３０：７０とされている。これに
より、該透過性樹脂材３における加熱源としてのレーザ
光の透過率が２６％以上に確保されている。
【００５７】また、射出成形法により、第２樹脂材料と
してのＰＡ６により構成された板厚が３ｍｍの吸収性樹
脂材４を準備した。そして、この吸収性樹脂材４には、
加熱源としてのレーザ光に対して所定の吸収性を発揮し
うるように、着色材としてのカーボンブラックが適宜量
添加されている。また、この吸収性樹脂材には、補強繊
維としてのガラス繊維（ＧＦ）が３０ｍａｓｓ％添加さ
れている。
【００５８】一方、波長が１．０６μｍのＹＡＧ：Ｎｄ
3+レーザ光を発するレーザトーチ５を準備した。
【００５９】そして、図３に示すように、吸収性樹脂材
４の上に透過性樹脂材３を重ね合わせるように両者を当
接させるとともに、透過性樹脂材３及び吸収性樹脂材４
を図示しないクランプ手段でクランプした。この状態
で、レーザトーチ５を透過性樹脂材３側から照射して、
透過性樹脂材３と吸収性樹脂材４とをレーザ溶着により
一体的に接合した。
【００６０】本実施例では、透過性樹脂材３をアロイ材
により構成しているが、このアロイ材における第１樹脂
材料と第２樹脂材料との配合割合の好適化又は最適化に
より、アロイ材の光散乱特性によるレーザ光透過率の低
下の問題を解消することができる。すなわち、透過性樹
脂材３を構成するアロイ材において、該透過性樹脂材３
におけるレーザ光透過率を２６％以上に確保しうるよう
に、第１樹脂材料と第２樹脂材料との配合割合が設定さ
れている。これにより、透過性樹脂材３にアロイ材を採
用しつつ、透過性樹脂材３におけるレーザ光透過率を２
６％以上に維持して、透過性樹脂材３を透過する間にお
けるレーザ光のエネルギーロスを抑えることができる。
したがって、吸収性樹脂材４の当接面により多くのレー
ザ光を到達、吸収させることができ、透過性樹脂材３及
び吸収性樹脂材４の当接面同士を十分に加熱溶融させて
レーザ溶着による接合強度を向上させることが可能とな
る。
【００６１】なお、本実施例では、板材よりなる透過性
樹脂材３及び吸収性樹脂材４からなる樹脂成形品を示し
たが、具体的な製品（例えばインテークマニホールド、
キャニスター、エアークリーナーやダクト）に適用する
ことは勿論可能である。
【００６２】（レーザ光透過率と溶着強度との関係）ガ
ラス繊維が３０ｗｔ％添加されて強化されたナイロン６
からなる板厚３ｍｍの透過性樹脂材と、カーボンブラッ
クが所定量添加されたナイロン６からなる板厚３ｍｍの
吸収性樹脂材とを重ね合わせ、ＹＡＧ：Ｎｄ3+レーザ
（波長：１０６０ｎｍ）を透過性樹脂材側から照射し
て、レーザ溶着により一体的に接合した。なお、レーザ
の出力は４００Ｗ、加工速度は４ｍ／ｍｉｎとした。
【００６３】そして、透過性樹脂材に着色剤としての染
料を添加し、その添加量を種々変更することにより、透
過性樹脂材におけるレーザ光透過率を種々変更して、透
過性樹脂材におけるレーザ光透過率と溶着強度との関係
を調べた。その結果を図４に示す。
【００６４】図４から明らかなように、透過性樹脂材に
おけるレーザ光透過率が２６％以上あれば、溶着強度が
４５ＭＰａ以上となり、十分な溶着強度を達成できるこ
とがわかる。
【００６５】なお、レーザ光透過率は、入射エネルギー
をワーク有無で算出することにより測定し、溶着強度
は、溶着部を引張り破断することにより測定した。
【００６６】（樹脂のアロイ化とレーザ光透過率との関
係）樹脂のアロイ化とレーザ光透過率との関係を調べ
た。その結果を図５に示す。なお、レーザ光には、ＹＡ
Ｇ：Ｎｄ3+レーザ（波長：１０６０ｎｍ）を用い、出力
は４００Ｗとした。
【００６７】図５から明らかなように、ＰＣ、ＰＡ６、
ＡＢＳ又はＰＰは、単独では何れもレーザ光透過率が２
６％以上あるのに対し、ＰＡ６とＰＰとからなるアロイ
材（ＰＡ６：ＰＰ＝６０：４０）やＰＣとＡＢＳとから
なるアロイ材（ＰＣ：ＡＢＳ＝６０：４０）では、レー
ザ光透過率が極端に低下し、板厚によってはレーザ光透
過率が２６％未満になる場合があった。
【００６８】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の樹脂成形
品によれば、透過性樹脂材及び吸収性樹脂材を構成する
樹脂材料の中に互いに相溶性の小さい樹脂材料同士が含
まれていても、吸収性樹脂材の当接面により多くのレー
ザ光を到達、吸収させてレーザ溶着による接合強度を向
上させるのに有利となり、十分な接合強度をもった良好
なレーザ溶着が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に係る樹脂成形品の斜視図で
ある。
【図２】上記実施例１に係る樹脂成形品の断面図であ
る。
【図３】本発明の実施例２に係る樹脂成形品の断面図で
ある。
【図４】透過性樹脂材におけるレーザ光透過率と溶着強
度との関係を示す線図である。
【図５】樹脂のアロイ化とレーザ光透過率との関係を示
す線図である。
【符号の説明】
１、３…透過性樹脂材 ２、４…吸収性樹脂材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F071 AA20 AA45 AA54 AH07 AH12 BB05 4F211 AD05 AG03 TA01 TC02 TD11 TN27 4J002 BB03W BB12W BB12X BC03W BC06W BG06W BN15W BN15X CB00W CF06W CF06X CF07W CF07X CG00W CG00X CL01W CL01X CL03W CL03X CN01X FD010 FD090 GN00

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 加熱源としてのレーザ光に対して透過性
    のある透過性樹脂材と、該レーザ光に対して吸収性のあ
    る吸収性樹脂材とからなり、該透過性樹脂材及び該吸収
    性樹脂材の当接端部同士が該透過性樹脂材側からの該レ
    ーザ光の照射により溶着されて接合された樹脂成形品に
    おいて、 上記吸収性樹脂材が、上記透過性樹脂材を構成する第１
    樹脂材料と、該第１樹脂材料と相溶性の小さい第２樹脂
    材料とからなるアロイ材により構成されていることを特
    徴とする樹脂成形品。
  2. 【請求項２】 加熱源としてのレーザ光に対して透過性
    のある透過性樹脂材と、該レーザ光に対して吸収性のあ
    る吸収性樹脂材とからなり、該透過性樹脂材及び該吸収
    性樹脂材の当接端部同士が該透過性樹脂材側からの該レ
    ーザ光の照射により溶着されて接合された樹脂成形品に
    おいて、 上記透過性樹脂材は、第１樹脂材料と、上記吸収性樹脂
    材を構成し、該第１樹脂材料と相溶性の小さい第２樹脂
    材料とからなるアロイ材により構成されるとともに、該
    第１樹脂材料と該第２樹脂材料との配合割合が、該透過
    性樹脂材における上記レーザ光の透過率を２６％以上に
    確保しうるように設定されていることを特徴とする樹脂
    成形品。
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