JPH01201385A - 繊維強化プラスチックの接着方法 - Google Patents
繊維強化プラスチックの接着方法Info
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- JPH01201385A JPH01201385A JP63024020A JP2402088A JPH01201385A JP H01201385 A JPH01201385 A JP H01201385A JP 63024020 A JP63024020 A JP 63024020A JP 2402088 A JP2402088 A JP 2402088A JP H01201385 A JPH01201385 A JP H01201385A
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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。
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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、繊維強化プラスチックを接着剤により強固に
接着するための改良方法に関するものである。
接着するための改良方法に関するものである。
従来の技術
繊維強化プラスチック、特にガラス繊維、炭素繊維、金
属繊維などの無機繊維による強化プラスチックは、その
素材のプラスチックに比べて、耐熱性、機械的強度が優
れているために板、管、ロッド、機械部品などの成形材
料として広く用いられている。
属繊維などの無機繊維による強化プラスチックは、その
素材のプラスチックに比べて、耐熱性、機械的強度が優
れているために板、管、ロッド、機械部品などの成形材
料として広く用いられている。
ところで、この繊維強化プラスチックの成形体を機械部
品、各種器具、積層体などに二次加工するに際し、しば
しば接着剤による接着を必要とすることがあるが、この
繊維強化プラスチック成形体を接着する場合、一般にそ
の接合面を平滑に仕上げ、かつ清浄化することが行われ
ている。
品、各種器具、積層体などに二次加工するに際し、しば
しば接着剤による接着を必要とすることがあるが、この
繊維強化プラスチック成形体を接着する場合、一般にそ
の接合面を平滑に仕上げ、かつ清浄化することが行われ
ている。
しかしながら、このような状態で接着を行うと、被接着
体は全体にわたって繊維で強化されているにかかわらず
被接着体表面と接着剤層との間には繊維が存在せず、単
に接着剤と被接着体表面との間の接合力と、接着剤の層
が収縮することにより生じる変形拘束力のみによって結
合しているため、その強度は被接着体に比べかなり低下
するのを免れない。
体は全体にわたって繊維で強化されているにかかわらず
被接着体表面と接着剤層との間には繊維が存在せず、単
に接着剤と被接着体表面との間の接合力と、接着剤の層
が収縮することにより生じる変形拘束力のみによって結
合しているため、その強度は被接着体に比べかなり低下
するのを免れない。
発明が解決しようとする課題
本発明は、このような従来の繊維強化プラスチックの接
着方法における欠点を克服し、繊維強化プラスチック表
面同士又は繊維強化プラスチック表面と他の物体表面と
を強固に接着するための改良方法を提供することを目的
としてなされt;ものである。
着方法における欠点を克服し、繊維強化プラスチック表
面同士又は繊維強化プラスチック表面と他の物体表面と
を強固に接着するための改良方法を提供することを目的
としてなされt;ものである。
課題を解決するための手段
本発明者らは、繊維強化プラスチックの接着方法につい
て種々研究を重ねた結果、繊維強化プラスチックにレー
ザーを照射すると、基材プラスチックと、強化繊維との
間にレーザーエネルギーの吸収率の差があるため、前者
か優先的に蒸発し、後者が露出した状態になること、し
たがってこの上に接着剤層を設けると、被接着体表面と
接着剤層との間に露出した強化繊維によるアンカー効果
を生じることを見出し、この知見に基づいて本発明をな
すに至った。
て種々研究を重ねた結果、繊維強化プラスチックにレー
ザーを照射すると、基材プラスチックと、強化繊維との
間にレーザーエネルギーの吸収率の差があるため、前者
か優先的に蒸発し、後者が露出した状態になること、し
たがってこの上に接着剤層を設けると、被接着体表面と
接着剤層との間に露出した強化繊維によるアンカー効果
を生じることを見出し、この知見に基づいて本発明をな
すに至った。
すなわち、本発明は、接着剤を用いて繊維強化プラスチ
ック成形体を接着するに当り、その接合面にあらかじめ
レーザー照射処理を施すことを特徴とする繊維強化プラ
スチックの接着方法を提供するものである。
ック成形体を接着するに当り、その接合面にあらかじめ
レーザー照射処理を施すことを特徴とする繊維強化プラ
スチックの接着方法を提供するものである。
本発明方法において被接着体となる繊維強化プラスチッ
ク成形体は、熱硬化性樹脂を基材とするもの、いわゆる
FRP及び熱可塑性樹脂を基材とするもの、いわゆるF
RPTのいずれでもよい。
ク成形体は、熱硬化性樹脂を基材とするもの、いわゆる
FRP及び熱可塑性樹脂を基材とするもの、いわゆるF
RPTのいずれでもよい。
この熱硬化性樹脂基材の例としては、エポキシ樹脂、不
飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メ
ラミン樹脂、アルキド樹脂を、また熱可塑性樹脂基材の
例としては、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアセ
タール、ABS樹脂、AS樹脂、ポリプロピレン、高密
度ポリエチレン、ポリエステルをそれぞれ挙げることが
できる。
飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メ
ラミン樹脂、アルキド樹脂を、また熱可塑性樹脂基材の
例としては、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアセ
タール、ABS樹脂、AS樹脂、ポリプロピレン、高密
度ポリエチレン、ポリエステルをそれぞれ挙げることが
できる。
次に、この基材中に含有させる強化繊維としては、例え
ばガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、セラミンク繊維の
ような無機繊維やアラミド繊維、ポリオキシメチレンホ
イスカーのような有機繊維のいずれをも使用しうるが、
レーザーエネルギーの吸収率の差による露出を容易に行
いうるという点で無機繊維を用いたものの方が好ましい
。これらの強化繊維は、長繊維状、短繊維状、撚糸状、
カーリング加工糸状、編布状、織布状など任意の形状で
基材と複合させることができる。
ばガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、セラミンク繊維の
ような無機繊維やアラミド繊維、ポリオキシメチレンホ
イスカーのような有機繊維のいずれをも使用しうるが、
レーザーエネルギーの吸収率の差による露出を容易に行
いうるという点で無機繊維を用いたものの方が好ましい
。これらの強化繊維は、長繊維状、短繊維状、撚糸状、
カーリング加工糸状、編布状、織布状など任意の形状で
基材と複合させることができる。
本発明方法における被接着体としては、これら繊維強化
プラスチック中の強化繊維含有率、基材中に含まれる添
加剤の種類などには制限はなく、これまで一般に使用さ
れている繊維強化プラスチックのいずれに対しても適用
することができる。
プラスチック中の強化繊維含有率、基材中に含まれる添
加剤の種類などには制限はなく、これまで一般に使用さ
れている繊維強化プラスチックのいずれに対しても適用
することができる。
また、この繊維強化プラスチックの成形体の形状につい
ても特に制限はなく、接着面を平滑にしうるものであれ
ば、板状、管状、ロンド状、異形状などどのようなもの
でもよい。
ても特に制限はなく、接着面を平滑にしうるものであれ
ば、板状、管状、ロンド状、異形状などどのようなもの
でもよい。
他方、この繊維強化プラスチック成形体を接着するため
の接着剤についても、特に制限はなく、これまで繊維強
化プラスチック成形体に使用されていたものをそのまま
用いることができる。このような接着剤の例としては、
エポキシ系接着剤、ポリエステル系接着剤、アクリル系
接着剤、ウレタン系接着剤、レゾルシノール系接着剤、
合成ゴム系接着剤などを挙げることができる。
の接着剤についても、特に制限はなく、これまで繊維強
化プラスチック成形体に使用されていたものをそのまま
用いることができる。このような接着剤の例としては、
エポキシ系接着剤、ポリエステル系接着剤、アクリル系
接着剤、ウレタン系接着剤、レゾルシノール系接着剤、
合成ゴム系接着剤などを挙げることができる。
本発明方法に従い、繊維強化プラスチック成形体を接着
させるには、先ず常法により成形体の接合面に対し、研
摩地理を施し、平滑化し、さらに必要に応じ薬液による
清浄化処理を施す。
させるには、先ず常法により成形体の接合面に対し、研
摩地理を施し、平滑化し、さらに必要に応じ薬液による
清浄化処理を施す。
次に、このように処理した接合面にレーザー照射処理を
施し、基材プラスチックを蒸発させて、強化繊維を表面
上に露出させ、巨視的な平滑性を維持したまま微視的な
凹凸を形成させる。
施し、基材プラスチックを蒸発させて、強化繊維を表面
上に露出させ、巨視的な平滑性を維持したまま微視的な
凹凸を形成させる。
この際、レーザーの照射量は、強化繊維自体が損傷を受
けずに、基材プラスチックのみが効率よく蒸発しうるよ
うに制御することが必要である。
けずに、基材プラスチックのみが効率よく蒸発しうるよ
うに制御することが必要である。
例えば強化繊維として、ガラス繊維を用いた場合、照射
量があまり高くなるとガラス繊維の一部が溶融蒸発して
、脆弱なSiCを生じ、このため接着強度がむしろ低下
することになる。
量があまり高くなるとガラス繊維の一部が溶融蒸発して
、脆弱なSiCを生じ、このため接着強度がむしろ低下
することになる。
適正なレーザー照射量は、基材プラスチックの種類、強
化繊維の種類などにより変わるが、通常、平均入熱とし
て0.0004〜0.0I7Wmin/mがの範囲であ
る。ただし、 平均入熱−(レーザー出力)/(唄射幅)X(1分間の
レーザー移動距離)このようにして、レーザー照射処理
を施したのち、接着すべき面に所定の接着剤を塗布し、
この接着剤層を介して常法に従い接着させる。この際の
接着剤層の厚さとしては、0.05〜0.5mmの範囲
が適当である。
化繊維の種類などにより変わるが、通常、平均入熱とし
て0.0004〜0.0I7Wmin/mがの範囲であ
る。ただし、 平均入熱−(レーザー出力)/(唄射幅)X(1分間の
レーザー移動距離)このようにして、レーザー照射処理
を施したのち、接着すべき面に所定の接着剤を塗布し、
この接着剤層を介して常法に従い接着させる。この際の
接着剤層の厚さとしては、0.05〜0.5mmの範囲
が適当である。
本発明方法は、繊維強化プラスチックの成形体同士を接
着する場合に、特に効果的であるか、繊維強化プラスチ
ック成形体と他の物体との接着にも利用することかでき
る。
着する場合に、特に効果的であるか、繊維強化プラスチ
ック成形体と他の物体との接着にも利用することかでき
る。
本発明方法においては、各被接着体の接合面を接着剤層
を介して接触させ、保持するだけでも十分に強固な接着
か(−リられるが、接着時に圧力を加えることにより、
さらに接着強度を高めることができる。また、強化繊維
と接着剤との間の親和性を高めるために通常行われてい
る処理、例えは強化繊維としてガラス繊維を用いたとき
に行われる7ラン処理を併用することによっても、接着
強度を高めることができる。
を介して接触させ、保持するだけでも十分に強固な接着
か(−リられるが、接着時に圧力を加えることにより、
さらに接着強度を高めることができる。また、強化繊維
と接着剤との間の親和性を高めるために通常行われてい
る処理、例えは強化繊維としてガラス繊維を用いたとき
に行われる7ラン処理を併用することによっても、接着
強度を高めることができる。
作 用
本発明においては、繊維強化プラスチック成形体の接合
面に多数の強化繊維が露出しているため、従来の接着の
際に生しる被接着体表面と接着剤層との間の接着力、接
着剤層の収縮による変形拘束力に加えて、さらに強化繊
維と接着剤層との間のアンカー効果、強化繊維露出面に
基づく接着面積の増加、両接合面に露出した強化繊維同
士の絡み合い等による接着力向上が達成される。
面に多数の強化繊維が露出しているため、従来の接着の
際に生しる被接着体表面と接着剤層との間の接着力、接
着剤層の収縮による変形拘束力に加えて、さらに強化繊
維と接着剤層との間のアンカー効果、強化繊維露出面に
基づく接着面積の増加、両接合面に露出した強化繊維同
士の絡み合い等による接着力向上が達成される。
実施例
次に実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
なお、各個におけるレーザー照射は、CO2レーザー発
振器〔(株)ダイヘン製E L tool、焦光レンズ
(2nSc)、焦点距離5インチ〕を用い、アシストガ
スのArの流量50Q/分、レーザー出力200W。
振器〔(株)ダイヘン製E L tool、焦光レンズ
(2nSc)、焦点距離5インチ〕を用い、アシストガ
スのArの流量50Q/分、レーザー出力200W。
加工速度5m/分、焦点から処理面までの距離115m
m、平均入熱0.6X10−2W−分/mm2の条件下
で行った。
m、平均入熱0.6X10−2W−分/mm2の条件下
で行った。
実施例1
2本のガラス繊維強化エポキシ樹脂棒状体(150X2
2X20I+Im)の最小面積面をそれぞれ研摩し、さ
らにアセトンで脱脂、洗浄して接合面とした。
2X20I+Im)の最小面積面をそれぞれ研摩し、さ
らにアセトンで脱脂、洗浄して接合面とした。
次にこの接合面に対し、レーザー中心を5mmずつ移動
させながら、全面にわたってレーザー照射したのち、一
方の棒状体の接合面に、エポキシ樹脂系接着剤を0.3
mmの厚さで塗布し、各接合面を密着させ、テフロン7
0ログラス粘着テープで固定し、lOO′Cにおいて1
時間硬化させた。
させながら、全面にわたってレーザー照射したのち、一
方の棒状体の接合面に、エポキシ樹脂系接着剤を0.3
mmの厚さで塗布し、各接合面を密着させ、テフロン7
0ログラス粘着テープで固定し、lOO′Cにおいて1
時間硬化させた。
このようにして得られた試料について引張速度0 、5
mm7分で引張試験したところ、その最大引張応力は
0 、48 kg/ mm2であった。
mm7分で引張試験したところ、その最大引張応力は
0 、48 kg/ mm2であった。
また、比較のために、レーザー照射処理を行わない棒状
体を用いて同じように接着した試料について引張試験し
たところ、その最大引張応力は0 、20 kg/ m
m2であった。
体を用いて同じように接着した試料について引張試験し
たところ、その最大引張応力は0 、20 kg/ m
m2であった。
実施例2
ガラス繊維強化エポキシ樹脂板状体(+50X 100
x100x20枚の最小面積面に対し、実施例1と同様
にしてレーザー照射を行ったのち、この一方の処理面に
スタイキャスト+266 (エマーツン・アンド・カジ
ング社製工′ポキシ樹脂系接着剤)を厚さ0.3mmに
塗布し、2枚の接合面を突き合わせて密着させた。次に
加圧治具を用いて接合面に垂直な圧力0 、01179
1/ mm”又は0 、1 kgI/ mrn2を加え
て48時間保持し、硬化させた。このようにして得た試
料について引張試験を行ったところ、圧力0 、01
kgI/ mm2を加えたものの最大引張応力は3 、
26 kg/ mm2であり、0 、1 kgf/ m
m2を加えたものの最大張応力は3 、32 kg/
mm2であった。
x100x20枚の最小面積面に対し、実施例1と同様
にしてレーザー照射を行ったのち、この一方の処理面に
スタイキャスト+266 (エマーツン・アンド・カジ
ング社製工′ポキシ樹脂系接着剤)を厚さ0.3mmに
塗布し、2枚の接合面を突き合わせて密着させた。次に
加圧治具を用いて接合面に垂直な圧力0 、01179
1/ mm”又は0 、1 kgI/ mrn2を加え
て48時間保持し、硬化させた。このようにして得た試
料について引張試験を行ったところ、圧力0 、01
kgI/ mm2を加えたものの最大引張応力は3 、
26 kg/ mm2であり、0 、1 kgf/ m
m2を加えたものの最大張応力は3 、32 kg/
mm2であった。
また、比較のためにレーザー照射を行わないものを同様
にして接着した試料について引張試験したところ、前記
に対応する最大引張応力は、それぞれ0 、95 kg
/ mm2.0 、98 kg/ IIIys”であっ
た。
にして接着した試料について引張試験したところ、前記
に対応する最大引張応力は、それぞれ0 、95 kg
/ mm2.0 、98 kg/ IIIys”であっ
た。
実施例3
カラス繊維強化エポキシ樹脂の代りに炭素繊維強化エポ
キシ樹脂を用い、かつレーザー照射の際の加工速度を2
m/分にすること以外は全〈実施例1と同様にして接着
を行い、このようにして得た試料の引張試験を行ったと
ころ最大引張応力は0.123kg/mm”であった。
キシ樹脂を用い、かつレーザー照射の際の加工速度を2
m/分にすること以外は全〈実施例1と同様にして接着
を行い、このようにして得た試料の引張試験を行ったと
ころ最大引張応力は0.123kg/mm”であった。
比較のために、同じ炭素繊維強化エポキシ樹脂について
レーザー照射を行わずに、同様の接着を行って得た試料
を引張試験したところ、このものは装着時に接着部が破
断し、測定することができなかった。
レーザー照射を行わずに、同様の接着を行って得た試料
を引張試験したところ、このものは装着時に接着部が破
断し、測定することができなかった。
実施例4
実施例1で用いたのと同じガラス繊維強化エポキシ樹脂
から成る2枚の板(50x22x20mm)の間に、同
じ材料から成る2枚の板(IsOX 30x 20 a
m)を挟み込み、各接合面を実施例1と同じようにして
接着した。
から成る2枚の板(50x22x20mm)の間に、同
じ材料から成る2枚の板(IsOX 30x 20 a
m)を挟み込み、各接合面を実施例1と同じようにして
接着した。
このようにして得た試料について、引張速度0 、5
rrutr/分で長手方向のせん断強度を測定した。
rrutr/分で長手方向のせん断強度を測定した。
その結果、各接合面の全てについてレーザー照射を行っ
たものの最大ぜん断強度は0.480kg/ mm”で
あり、レーザー照射を行わないものの最大ぜん断強度は
O,122kg/mm”であった。
たものの最大ぜん断強度は0.480kg/ mm”で
あり、レーザー照射を行わないものの最大ぜん断強度は
O,122kg/mm”であった。
発明の効果
本発明方法によると、接着剤を用いて繊維強化プラスチ
ックを接着するに当り、その接合面をあらかじめレーザ
ー照射するだけで、その接着強度を2倍以上増大させる
ことができる。
ックを接着するに当り、その接合面をあらかじめレーザ
ー照射するだけで、その接着強度を2倍以上増大させる
ことができる。
特許出願人 旭化成工業株式会社
Claims (1)
- 1 接着剤を用いて繊維強化プラスチック成形体を接着
するに当り、その接合面にあらかじめレーザー照射処理
を施すことを特徴とする繊維強化プラスチックの接着方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63024020A JPH01201385A (ja) | 1988-02-05 | 1988-02-05 | 繊維強化プラスチックの接着方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63024020A JPH01201385A (ja) | 1988-02-05 | 1988-02-05 | 繊維強化プラスチックの接着方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01201385A true JPH01201385A (ja) | 1989-08-14 |
Family
ID=12126852
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63024020A Pending JPH01201385A (ja) | 1988-02-05 | 1988-02-05 | 繊維強化プラスチックの接着方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01201385A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20140071595A1 (en) * | 2012-09-07 | 2014-03-13 | Apple Inc. | Laser ablation adhesion promotion |
JP2018058541A (ja) * | 2016-10-07 | 2018-04-12 | 東洋ゴム工業株式会社 | 非空気圧タイヤ及びその製造方法 |
JP2019171620A (ja) * | 2018-03-27 | 2019-10-10 | マツダ株式会社 | 熱硬化樹脂部材の接合方法、その方法において使用される熱硬化樹脂部材および接合体 |
-
1988
- 1988-02-05 JP JP63024020A patent/JPH01201385A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20140071595A1 (en) * | 2012-09-07 | 2014-03-13 | Apple Inc. | Laser ablation adhesion promotion |
JP2018058541A (ja) * | 2016-10-07 | 2018-04-12 | 東洋ゴム工業株式会社 | 非空気圧タイヤ及びその製造方法 |
JP2019171620A (ja) * | 2018-03-27 | 2019-10-10 | マツダ株式会社 | 熱硬化樹脂部材の接合方法、その方法において使用される熱硬化樹脂部材および接合体 |
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