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

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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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reinforced
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上田　文英
Hisao Tago
多胡　久男
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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、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
特許出願人　旭化成工業株式会社

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  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。
JP63024020A 1988-02-05 1988-02-05 繊維強化プラスチックの接着方法 Pending JPH01201385A (ja)

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

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JP63024020A JPH01201385A (ja) 1988-02-05 1988-02-05 繊維強化プラスチックの接着方法

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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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