JP4161824B2

JP4161824B2 - How to join pipe-shaped products

Info

Publication number: JP4161824B2
Application number: JP2003193337A
Authority: JP
Inventors: 勉片山; 善郎岩田
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 2002-07-09
Filing date: 2003-07-08
Publication date: 2008-10-08
Anticipated expiration: 2023-07-08
Also published as: JP2004090629A

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for mutually joining pipe-shaped articles made of a resin member firmly to each other by laser welding by irradiating both articles with laser beams. <P>SOLUTION: The end parts of the pipe-shaped articles each comprising a laser beam permeable resin member are butted together while being pressed through a flange comprising a laser beam absorbing resin member, and they are irradiated with laser beams from one end sides of the pipe-shaped articles to be laser-welded. Polyamide 11 or polyamide 12 is used as the laser beam permeable resin member. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザー光を照射してポリアミド系樹脂部材からなるパイプ形状品同士を溶着させるパイプ形状品の接合方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、樹脂部材からなるパイプを接合する方法として、ボルト等による押しつけ力とシール材を利用した物理接合、反応性物質を塗布して化学的に接合する化学接合、樹脂を部分的に溶解して接合する溶着が知られている。パイプ用途では接合部の長期信頼性が重要であるため、信頼性を得やすい溶着方法が好適に用いられている。
【０００３】
溶着方法としては、熱を利用した熱溶着と樹脂可溶性溶媒を用いた溶剤溶着が知られている。
熱溶着方法としては、熱板によるバット溶着や電線埋め込み継手にパイプを挿入し、溶着する方法があった（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、バット溶着では、垂れが生じやすく、かけらが剥がれてパイプ内を搬送されて閉塞等を引き起こしたり、あるいは、圧損等の問題があり、また薄肉パイプでは、芯合わせが難しく、適切な融着が困難であった。
また、電線埋め込み継ぎ手は、その構造が複雑であり、コストが高い問題があった。
【０００４】
また、溶剤溶着方法としては、パイプの接合面に溶剤接着剤を塗布して、継手に挿入し、溶剤を蒸発させて接合させる方法がある（例えば、特許文献２参照）。
しかしながら、使用する溶剤が有害であったり、接着剤の乾燥時間が長くかかりすぎるという欠点があり、また、樹脂部材の種類によっては十分な接着力が得られないという問題があった。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−２３９８３９号公報
【特許文献２】
特表平４−５０６９７７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記問題点を解決し、レーザー光を照射して、ポリアミド系樹脂部材からなるパイプ形状品同士を、レーザー溶着により強固に接合させることができるパイプ形状品の接合方法を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決する手段】
本発明は、レーザー光に対して透過性を有する樹脂部材からなるパイプ形状品の端部同士を、レーザー光に対して吸収性を有する樹脂部材からなるフランジを介して、フランジに対して押圧しながら突合せ、パイプ形状品の端部側からレーザー光を照射してレーザー溶着すること、前記パイプ形状品の樹脂部材及びフランジが、ポリアミド樹脂またはポリアミドを主成分とするポリアミド樹脂組成物からなること、前記パイプ形状品の樹脂部材及びフランジのいずれかが、前記ポリアミド樹脂またはポリアミドを主成分とするポリアミド樹脂組成物１００重量部に対し結晶化促進効果を有する他の樹脂を１〜２０重量部配合してなることを特徴とするパイプ形状品の接合方法に関するものである。
また、本発明は、レーザー光に対して吸収性を有する樹脂部材からなるパイプ形状品の端部同士を、レーザー光に対して透過性を有する樹脂部材からなるフランジを介して、フランジに対して押圧しながら突合せ、フランジ側からレーザー光を照射してレーザー溶着すること、前記パイプ形状品の樹脂部材及びフランジが、ポリアミド樹脂またはポリアミドを主成分とするポリアミド樹脂組成物からなること、前記パイプ形状品の樹脂部材及びフランジのいずれかが、前記ポリアミド樹脂またはポリアミドを主成分とするポリアミド樹脂組成物１００重量部に対し結晶化促進効果を有する他の樹脂を１〜２０重量部配合してなることを特徴とするパイプ形状品の接合方法に関するものである。
さらに、本発明は、レーザー光に対して透過性を有する樹脂部材からなるパイプ形状品の端部同士を、レーザー光に対して透過性を有する樹脂部材からなるフランジを介して、さらに、該フランジとパイプ形状品との当接部にレーザー吸収材を配置した状態で、フランジに対して押圧しながら突合せ、パイプ形状品の端部側又はフランジ側からレーザー光を照射してレーザー溶着すること、前記パイプ形状品の樹脂部材及びフランジが、ポリアミド樹脂またはポリアミドを主成分とするポリアミド樹脂組成物からなること、前記パイプ形状品の樹脂部材及びフランジのいずれかが、前記ポリアミド樹脂またはポリアミドを主成分とするポリアミド樹脂組成物１００重量部に対し結晶化促進効果を有する他の樹脂を１〜２０重量部配合してなることを特徴とするパイプ形状品の接合方法に関するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の第一の発明においては、レーザー光に対して透過性を有する樹脂部材からなるパイプ形状品の端部同士を、レーザー光に対して吸収性を有する樹脂部材からなるフランジを介して、フランジに対して押圧しながら突合せ、パイプ形状品の端部側からレーザー光を照射してレーザー溶着し、パイプ形状品の樹脂部材及びフランジが、ポリアミド樹脂またはポリアミドを主成分とするポリアミド樹脂組成物からなり、パイプ形状品の樹脂部材及びフランジのいずれかが、ポリアミド樹脂またはポリアミドを主成分とするポリアミド樹脂組成物１００重量部に対し結晶化促進効果を有する他の樹脂を１〜２０重量部配合してなる。
【０００９】
上記発明におけるパイプ形状品は、レーザー光に対して透過性を有する樹脂部材からなる。
レーザー光に対して透過性を有する樹脂としては、ポリアミド樹脂または、ポリアミド樹脂を主成分とするポリアミド樹脂組成物が用いられる。特に、耐薬品性・靭性が必要な自動車用パイプや可燃性ガス供給および／又は輸送用パイプ用など有用である。なお、必要に応じて、ガラス繊維やカーボン繊維等の補強繊維を添加したものを用いてもよい。
ここで、レーザー光に対して透過性を有するとは、たとえば一部のレーザー光の吸収があっても、残りのレーザー光が透過し、その部分の樹脂が溶融しない透過性をいう。
【００１０】
前記ポリアミド樹脂としては、ジアミンと二塩基酸とからなるか、またはラクタムもしくはアミノカルボン酸からなるか、またはこれらの２種以上の共重合体からなるものが挙げられる。
【００１１】
ジアミンとしては、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン等の脂肪族ジアミンや、メタキシリレンジアミン等の芳香族・環状構造を有するジアミンが挙げられる。
ジカルボン酸としては、アジピン酸、ヘプタンジカルボン酸、オクタンジカルボン酸、ノナンジカルボン酸、ウンデカンジカルボン酸、ドデカンジカルボン酸等の脂肪族ジアミンやテレフタル酸、イソフタル酸等の芳香族・環状構造を有するジカルボン酸が挙げられる。
【００１２】
ラクタムとしては、炭素数６〜１２のラクタム類であり、また、アミノカルボン酸としては炭素数６〜１２のアミノカルボン酸である。６−アミノカプロン酸、７−アミノヘプタン酸、１１−アミノウンデカン酸、１２−アミノドデカン酸、α−ピロリドン、ε−カプロラクタム、ω−ラウロラクタム、ε−エナントラクタム等が挙げられる。
【００１３】
特に、パイプ用としては、加工温度範囲が広く、熱的に安定な押出加工性に優れた材料が好ましく、ポリアミド６、ポリアミド１１、ポリアミド１２、ポリアミド６１０、ポリアミド６１２などの比較的融点の低いホモポリマーや、ポリアミド６／６６、ポリアミド６／１２、ポリアミド１１／１２などのコポリマーが好適に使用される。特に粘度や吸水性の点でポリアミド１１、ポリアミド１２が望ましい。
【００１４】
また、上記ポリアミド樹脂は、他のポリアミド樹脂またはその他のポリマーとの混合物であってもよい。混合物中のポリアミド樹脂の含有率は、５０重量％以上が好ましい。
混合するポリアミド樹脂としては、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド１１、ポリアミド１２、ポリアミド６１０、ポリアミド６１２、ポリアミド９１２、ポリアミド１０１０、ポリアミド１２１２、ポリアミド６／６６共重合、ポリアミド６／１２共重合、ポリアミド１１／１２共重合等を挙げることができる。また、その他のポリマーとしては、ポリプロピレン、ＡＢＳ樹脂、ポリフェニレンオキサイド、ポリカーボネ−ト、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等を挙げることができる。
【００１５】
また、本発明においては、パイプ形状品及びフランジのいずれかとして、ポリアミド樹脂またはポリアミド樹脂を主成分とするポリアミド樹脂組成物に対して結晶化促進効果を有する他の樹脂を配合してなる樹脂部材を用いることを特徴としており、したがって、前記パイプ形状品を構成する樹脂部材として、ポリアミド樹脂またはポリアミド樹脂を主成分とするポリアミド樹脂組成物に対して結晶化促進効果を有する他の樹脂を配合してなる樹脂部材を用いることができる。
ポリアミド樹脂またはポリアミド樹脂を主成分とするポリアミド樹脂組成物に対し結晶化促進効果を有する他の樹脂を配合することにより、結晶化開始温度が高くなる。このため、接合面において、溶融時の体積膨張による圧力が高い時点で樹脂の結晶化が始まるので、接合部において樹脂部材同士が十分に互いに絡み合った状態となり、接合強度が著しく向上する。
【００１６】
ポリアミド樹脂またはポリアミド樹脂を主成分とするポリアミド樹脂組成物に対し結晶化促進効果を有する他の樹脂としては、ポリアミド樹脂またはポリアミド樹脂を主成分とするポリアミド樹脂組成物の結晶化速度を速める効果を有するものであれば、特に制限はなく、一般に、樹脂の凝固点（Ｔｃ）よりも高い凝固点（Ｔｃ）を有する樹脂であればよい。例えば、樹脂がポリアミド１２である場合には、ポリアミド６、ポリアミド６６等が挙げられる。
【００１７】
また、結晶化促進効果を有する他の樹脂の含有量は、ポリアミド樹脂またはポリアミド樹脂を主成分とするポリアミド樹脂組成物１００重量部に対し、１〜２０重量部であるが、特に５〜１５重量部であることが好ましい。含有量が１重量％よりも少ないと、樹脂の結晶化開始温度を高くする効果が得られず、接合部の接合強度が向上しない場合がある。また、含有量が２０重量％を超えると、母材の剛性、耐衝撃性及び流動性などの物性が大きく変化するため好ましくない場合がある。
【００１８】
上記樹脂には、耐熱剤、耐候剤、離型剤、滑剤、帯電防止剤、難燃剤、難燃助剤等の機能性付与剤を添加してもよい。
また、上記樹脂にレーザー光に対して十分な透過性を示す着色材を添加してもよい。例えば、アンスラキノン系染料、ペリレン系、ペリノン系、複素環系、ジスアゾ系、モノアゾ系等の有機系染料をあげることができる。また、これらの染料を混合させて用いてもよい。
【００１９】
また、上記発明におけるフランジは、レーザー光に対して吸収性を有する樹脂部材からなる。
レーザー光に対して吸収性を有する樹脂としては、前記パイプ形状品との接着性を考慮して、前記パイプ形状品に用いられる樹脂と同種の樹脂、すなわち、ポリアミド樹脂または、ポリアミド樹脂を主成分とするポリアミド樹脂組成物に、レーザー光に対して吸収性を有する着色材を混入したものを用いる。なお、必要に応じて、ガラス繊維やカーボン繊維等の補強繊維を添加したものを用いてもよい。
ここで、十分な吸収性とは、レーザー光を受けた部分がレーザー光を吸収し、その部分が溶融するような吸収性をいう。
【００２０】
本発明におけるレーザー光に対して吸収性を有する着色材としては、そのような性質を有するものであればどのようなものでも利用可能であるが、具体的には、カーボンブラック、複合酸化物系顔料等の無機系着色材、フタロシアニン系顔料、ポリメチン系顔料等の有機系着色材が用いられる。
【００２１】
また、上記樹脂には、耐熱剤、耐候剤、結晶核剤、結晶化促進剤、離型剤、滑剤、帯電防止剤、難燃剤、難燃助剤等の機能性付与剤を添加してもよい。
【００２２】
上記フランジの形状としては、図１に示すように、パイプ形状品の端部と略同形のリング状とすることができる。また、図２に示すように、フランジにおけるパイプ形状品の端部との当接部に、パイプ形状品の内面と接する突出部を設けることもできる。これにより、フランジとパイプ形状品の端部の接合面積が増大し、より高い接合強度及び耐圧強度とすることができ、また、垂れを防止することもできる。
【００２３】
上記発明では、レーザー光に対して透過性を有する樹脂部材からなるパイプ形状品の端部同士を、レーザー光に対して吸収性を有する樹脂部材からなるフランジを介して押圧しながら突き合わせ、パイプ形状品の端部側からレーザー光を照射してレーザー溶着する。すなわち、レーザー光が照射されたとき、レーザー光に対して透過性を有する樹脂部材からなるパイプ形状品をレーザー光が透過し、透過したレーザー光は、レーザー光に対して吸収性を有する樹脂部材からなるフランジの表面に到達し、接合面においてレーザー光が吸収され、フランジおよび当接するパイプ形状品を溶融させ、接合する。なお、レーザー光の照射は、フランジの両側に当接するそれぞれのパイプ形状品について行われる。
【００２４】
このレーザー溶着法により、パイプ形状品同士をフランジを介して接合することにより、垂れとコストの問題、さらに薄肉パイプの融着の困難性を解決できる。特に、樹脂がＰＥの場合には高分子量で高粘度の材料が製造しやすため、垂れが発生しにくいが、ＰＡの場合は、工業的に粘度上昇に限界があり、また吸水による更なる粘度低下の問題もあり、垂れが発生しやすいので、このレーザー溶着法が適している。
このレーザー溶着法によれば、パイプ形状品にレーザー光に対して吸収性を有する着色材を配合する必要がないため、本吸収材による着色・変色の可能性が無く、所望の色に容易に着色することができる。
【００２５】
次に、本発明の第二の発明においては、レーザー光に対して吸収性を有する樹脂部材からなるパイプ形状品の端部同士を、レーザー光に対して透過性を有する樹脂部材からなるフランジを介して、フランジに対して押圧しながら突き合せ、フランジ側からレーザー光を照射して両者をレーザー溶着し、パイプ形状品の樹脂部材及びフランジが、ポリアミド樹脂またはポリアミドを主成分とするポリアミド樹脂組成物からなり、パイプ形状品の樹脂部材及びフランジのいずれかが、ポリアミド樹脂またはポリアミドを主成分とするポリアミド樹脂組成物１００重量部に対し結晶化促進効果を有する他の樹脂を１〜２０重量部配合してなる。
【００２６】
上記発明において、パイプ形状品を構成するレーザー光に対して吸収性を有する樹脂部材については、前記第一発明における、フランジを構成するレーザー光に対して吸収性を有する樹脂部材と同様である。
また、フランジを構成するレーザー光に対して透過性を有する樹脂部材については、前記第一発明における、パイプ形状品を構成するレーザー光に対して透過性を有する樹脂部材と同様である。
【００２７】
上記発明では、レーザー光に対して吸収性を有する樹脂部材からなるパイプ形状品の端部同士を、フランジに対して押圧しながら、レーザー光に対して透過性を有する樹脂部材からなるフランジを介して突合せ、フランジ側からレーザー光を照射してレーザー溶着する。
すなわち、レーザー光が照射されたとき、レーザー光に対して透過性を有する樹脂部材からなるフランジをレーザー光が透過し、透過したレーザー光は、レーザー光に対して吸収性を有する樹脂部材からなるパイプ形状品の表面に到達し、接合面においてレーザー光が吸収され、パイプ形状品および当接するフランジを溶融させ、接合する。なお、レーザー光の照射は、フランジの両側に当接するそれぞれのパイプ形状品について行われる。
【００２８】
このレーザー溶着法により、パイプ形状品同士をフランジを介して接合することにより、垂れとコストの問題、さらに薄肉パイプの融着の困難性を解決できる。特に、樹脂がＰＥの場合には高分子量で高粘度の材料が製造しやすため、垂れが発生しにくいが、ＰＡの場合は、工業的に粘度上昇に限界があり、また吸水による更なる粘度低下の問題もあり、垂れが発生しやすいので、このレーザー溶着法が適している。
【００２９】
さらに、本発明の第三の発明においては、レーザー光に対して透過性を有する樹脂部材からなるパイプ形状品の端部同士を、レーザー光に対して透過性を有する樹脂部材からなるフランジを介して、さらに、該フランジとパイプ形状品との当接部にレーザー吸収材を配置した状態で、フランジに対して押圧しながら突合せ、パイプ形状品の端部側又はフランジ側からレーザー光を照射してレーザー溶着する。
【００３０】
上記発明において、パイプ形状品を構成するレーザー光に対して透過性を有する樹脂部材、及びフランジを構成するレーザー光に対して透過性を有する樹脂部材については、前記第一発明における、パイプ形状品を構成するレーザー光に対して透過性を有する樹脂部材と同様である。
【００３１】
また、上記発明においては、フランジとパイプ形状品との当接部にレーザー吸収材を配置する。
レーザー吸収材としては、レーザー光に対して吸収性を有する着色材を直接塗布したものが挙げられる。具体的には、着色材を溶媒に分散させた懸濁液をフランジ及び／又はパイプ形状品の端面に塗布し、乾燥することにより、着色材がフランジ及び／又はパイプ形状品の端面に配置される。
レーザー光に対して吸収性を有する着色材としては、カーボンブラック、複合酸化物系顔料等の無機系着色材、フタロシアニン系顔料、ポリメチン系顔料等の有機系着色材が用いられる。
【００３２】
また、レーザー吸収材として、レーザー光に対して吸収性を有する着色材を含む樹脂部材からなるフィルムを用いることもできる。
前記樹脂としてはフィルムに成形可能で、レーザー光に対して十分な吸収性を示すものであれば特に限定されない。例えば、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、あるいはエチレン、プロピレンなどの共重合体などのポリオレフィン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリメチルメタクリレート、あるいはスチレン、塩化ビニル、メチルメタクリレート、塩化ビニリデンなどの共重合体、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリエステル、ポリエーテル、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルフォン、ポリイミドなどの縮合系のエンジニアリングプラスチック等の樹脂に、レーザー光に対して吸収性を有する着色材を混入したものを挙げることができる。具体的には、前記パイプ形状品及びフランジとの接着性を考慮して、前記パイプ形状品及びフランジに用いられる樹脂と同種の樹脂を用いることが好ましい。
フィルムの厚みは、１０〜５００μｍであることが好ましい。１０μｍ未満ではパイプとフランジ接合時、破損が発生しやすく、５００μｍ超では、フィルムが剛直になり、取り扱い性が悪くなる。
【００３３】
上記発明では、レーザー光に対して透過性を有する樹脂部材からなり、かつ、前記樹脂部材が、樹脂に該樹脂に対し結晶化促進効果を有する他の樹脂を配合してなるパイプ形状品の端部同士を、レーザー光に対して透過性を有する樹脂部材からなるフランジを介して、さらに、該フランジとパイプ形状品との当接部にレーザー吸収材を配置した状態で、押圧しながら突合せ、パイプ形状品の端部側又はフランジ側からレーザー光を照射してレーザー溶着する。
すなわち、レーザー光が照射されたとき、レーザー光に対して透過性を有する樹脂部材からなるパイプ形状品又はフランジをレーザー光が透過し、透過したレーザー光は、フランジとパイプ形状品との当接部に配置されたレーザー吸収材に吸収され、接合面において当接するパイプ形状品及びフランジを溶融させ、接合する。
【００３４】
このレーザー溶着法により、パイプ形状品同士をフランジを介して接合することにより、垂れとコストの問題、さらに薄肉パイプの融着の困難性を解決できる。特に、樹脂がＰＥの場合には高分子量で高粘度の材料が製造しやすいため、垂れが発生しにくいが、ＰＡの場合は、工業的に粘度上昇に限界があり、また吸水による更なる粘度低下の問題もあり、垂れが発生しやすいので、このレーザー溶着法が適している。
このレーザー溶着法によれば、パイプ形状品にレーザー光に対して吸収性を有する着色材を配合する必要がないため、本吸収材による着色・変色の可能性が無く、所望の色に容易に着色することができる。
【００３５】
本発明においては、レーザー光を照射する側のパイプ形状品又はフランジとして、レーザー光に対して弱吸収性である樹脂部材を用いても良い。
ここで、レーザー光に対して弱吸収性であるとは、レーザー光に対して透過性であるが、一部のレーザー光を吸収することにより、その部分の樹脂が発熱することをいう。
そのため、樹脂部材にレーザー光を照射すると、エネルギーを吸収して、発熱し、パイプ形状品又はフランジの接合面部分の温度がある程度まで高くなる。この状態で、例えば、レーザー光に対して吸収性を有する樹脂部材からなるフランジ又はパイプ形状品がレーザー光を吸収して加熱されることにより、溶融すると、当接するパイプ形状品又はフランジの樹脂部材も容易に溶融するため、接合部において樹脂部材同士が十分に互いに絡み合った接合部となり、接合力が強くなる。
【００３６】
レーザー光に対して弱吸収性である樹脂部材としては、樹脂にレーザー光に対して弱吸収性の添加剤を配合したものや、樹脂にレーザー光に対して吸収性を有する添加剤をレーザー光の吸収があっても樹脂が溶融しない範囲で配合したものを用いることができる。
【００３７】
レーザー光に対して弱吸収性の添加剤としては、レーザー光の波長に共振して、レーザー光の一部を吸収し、一部を透過する材料であればよい。特にレーザー光に対して４０〜９０％の透過率を有するものが好ましい。なお、前記レーザー光に対する透過率は、弱吸収性の添加剤を３．２ｍｍ厚さのＡＳＴＭ１号ダンベルの形状に成形したものについて測定した数値である。
【００３８】
また、弱吸収性の添加剤の含有量は、樹脂に対し、０．１〜５０重量％であることが好ましい。含有量が０．１重量％よりも少ないと、レーザー光のエネルギーを吸収することによる発熱が少ないため、樹脂部材の温度が十分にあがらず、接合部の接合強度が低くなる。また、含有量が５０重量％を超えると、曲げ弾性率等の物性が低下したり、十分な溶着強度を得るためにより多くのレーザー光のエネルギーが必要になるので好ましくない。
【００３９】
弱吸収性の添加剤としては、例えば、エチレン及び／又はプロピレンと他のオレフィン類やビニル系化合物との共重合体（以下、エチレン及び／又はプロピレン系共重合体という）、スチレンと、共役ジエン化合物との共重合体を水素添加してなるブロック共重合体（以下、スチレン系共重合体という）、かかるエチレン及び／又はプロピレン系共重合体、スチレン系共重合体にα，β−不飽和カルボン酸もしくはその誘導体を付加させた変性エチレン及び／又はプロピレン系共重合体、変性スチレン系共重合体が挙げられる。
【００４０】
エチレン及び／又はプロピレン系共重合体としては、（エチレン及び／又はプロピレン）・α−オレフィン系共重合体、（エチレン及び／又はプロピレン）・α，β−不飽和カルボン酸共重合体、（エチレン及び／又はプロピレン）・α，β−不飽和カルボン酸エステル系共重合体、アイオノマー重合体などを挙げることができる。
【００４１】
（エチレン及び／又はプロピレン）・α−オレフィン系共重合体とは、エチレン及び／又はプロピレンと炭素数３以上のα−オレフィンを共重合した重合体であり、炭素数３以上のα−オレフィンとしては、プロピレン、ブテン−１、ヘキセン−１、デセン−１、４−メチルブテン−１、４−メチルペンテン−１が挙げられる。
【００４２】
（エチレン及び／又はプロピレン）・α，β−不飽和カルボン酸系共重合体とは、エチレン及び／又はプロピレンとα，β−不飽和カルボン酸単量体を共重合した重合体であり、α，β−不飽和カルボン酸単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸、エタクリル酸、無水マレイン酸等を挙げることができる。
【００４３】
（エチレン及び／又はプロピレン）・α，β−不飽和カルボン酸エステル系共重合体とは、エチレン及び／又はプロピレンとα，β−不飽和カルボン酸エステル単量体を共重合した重合体であり、α，β−不飽和カルボン酸エステル単量体としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチルなどのアクリル酸エステル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチルなどのメタクリル酸エステル等を挙げられる。
【００４４】
アイオノマー重合体とは、オレフィンとα，β−不飽和カルボン酸共重合体のカルボキシル基の少なくとも一部が金属イオンの中和によりイオン化されたものである。オレフィンとしてはエチレンが好ましく用いられ、α，β−不飽和カルボン酸としてはアクリル酸、メタクリル酸等が用いられる。金属イオンはナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、亜鉛等のイオンを挙げることできる。
【００４５】
スチレン系共重合体とは、少なくとも１個、好ましくは２個以上のスチレンを主体とする重合体ブロックＡと、少なくとも１個の共役ジエン化合物を主体とする重合体ブロックＢとからなるブロック共重合体を水素添加してなるブロック共重合体であり、例えばＡ−Ｂ−Ａ、Ｂ−Ａ−Ｂ−Ａ、Ａ−Ｂ−Ａ−Ｂ−Ａ、Ｂ−Ａ−Ｂ−Ａ−Ｂ等の構造を有する。
【００４６】
共役ジエン化合物としては、例えばブタジエン、イソプレン、１，３−ペンタジエン、２，３−ジメチル−１，３−ブタジエンなどが挙げられる。
スチレン系共重合体としては、水添スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体（ＳＥＢＳ）、水添スチレン−イソプレン−スチレン共重合体（ＳＥＰＳ）等が挙げられる。
【００４７】
変性（エチレン及び／又はプロピレン）系共重合体、変性スチレン系共重合体は、前記に規定した（エチレン及び／又はプロピレン）系共重合体、スチレン系共重合体にα，β−不飽和カルボン酸基またはその誘導体基を含有する化合物を溶液状態もしくは溶融状態において付加することによって得られる。これら変性（エチレン及び／又はプロピレン）系共重合体、変性スチレン系共重合体の製造方法としては、例えば押出機中で、ラジカル開始剤存在下、（エチレン及び／又はプロピレン）系共重合体、スチレン系共重合体とカルボン酸基またはその誘導体基を含有する化合物とを反応させる方法がある。
【００４８】
α，β−不飽和カルボン酸またはその誘導体（以下単に不飽和カルボン酸という）としては、アクリル酸，メタクリル酸，エタクリル酸，マレイン酸，フマル酸あるいはこれらの酸の無水物またはエステルなどを挙げることができる。
【００４９】
樹脂にレーザー光に対して吸収性を有する添加剤を配合する場合には、レーザー光を照射した際、一部のレーザー光を吸収しても、残りのレーザー光が透過し、その部分の樹脂が溶融しない範囲で添加量を調整する。
レーザー光に対して吸収性を有する添加剤としては、カーボンブラック、複合酸化物系顔料等の無機系着色材、フタロシアニン系顔料、ポリメチン系顔料等の有機系着色材が用いられる。
【００５０】
また、本発明においては、前記パイプ形状品として、樹脂に結晶核剤を配合してなる樹脂部材を用いても良い。
樹脂に結晶核剤を配合することにより、該樹脂の結晶化開始温度が高くなる。このため、接合面において、前記溶融時の体積膨張による圧力が高い時点で樹脂の結晶化が始まるので、接合部において樹脂部材同士が十分に互いに絡み合った状態となり、接合強度が著しく向上する。
【００５１】
結晶核剤としては、樹脂の結晶化速度を速める効果を有するものであれば、特に制限はないが、例えば、グラファイト、二硫化モリブデン、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、燐酸ソーダ、タルク、マイカ、カオリンなどの無機結晶核剤や、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、ベヘニン酸等の脂肪酸と亜鉛、マグネシウム、カルシウム、リチウム、アルミニウム、バリウム等の金属からなる脂肪酸金属塩や、高級脂肪酸類、高級脂肪酸エステル類、高級脂肪族アルコール類等の有機結晶核剤などが挙げられる。
【００５２】
また、結晶核剤の含有量は、樹脂１００重量部に対し、０．００１〜５重量部、特に０．００２〜１重量部であることが好ましい。含有量が０．００１重量％よりも少ないと、樹脂の結晶化開始温度を高くする効果が得られず、接合部の接合強度が向上しない。また、含有量が５重量％を超えると、母材の剛性、耐衝撃性及び流動性などの物性が大きく変化するため好ましくない。
【００５３】
本発明のレーザー溶着方法に用いられるレーザー光としては、ガラス：ネオジム^３＋レーザー、ＹＡＧ：ネオジム^３＋レーザー、ルビーレーザー、ヘリウム−ネオンレーザー、クリプトンレーザー、アルゴンレーザー、Ｈ_２レーザー、Ｎ_２レーザー、半導体レーザー等のレーザー光をあげることができる。より好ましいレーザーとしては、半導体レーザーである。
【００５４】
レーザー光の波長は、接合される樹脂材料により異なるため一概に決定できないが、４００ｎｍ以上であることが好ましい。波長が４００ｎｍより短いと、樹脂が著しく劣化することがある。
【００５５】
また、レーザー光の出力は、走査速度と透過基材の吸収能力により調整できる。レーザー光の出力が低いと樹脂材料の接合面を互いに溶融させることが困難となり、出力が高いと樹脂材料が蒸発したり、変質し強度が低下する問題が生じるようになる。
さらに、高い接着強度発現のためにレーザー溶着面を十分密着させることが必要であり、溶着面を平滑にし、ミクロの隙間ができない程度以上の圧力を付与する必要がある。
本接合方法は、自動車用燃料パイプ、自動車用エアブレーキパイプ、薬液輸送パイプ、可燃性ガス供給または輸送パイプ等に用いることができる。
【００５６】
【実施例】
以下、実施例を用いて本発明を説明する。
参考例１
ポリアミド１２（宇部興産（株）製ＵＢＥＳＴＡ３０３５Ｕ）を用いて、レーザー透過性のパイプ（外径３２ｍｍ、厚み１．５ｍｍ）を作製した。
また、同じポリアミド１２にカーボンブラックを０．５重量％配合したものを用いて、レーザー吸収性のリング状のフランジ（外径３２ｍｍ、内径２９ｍｍ、厚み３ｍｍ）を作製した。
このパイプ同士をフランジを介して加圧しながら突き合わせた状態で、半導体レーザー装置にセットした。片方のパイプ側からレーザー光を照射しながら、照射ノズルをパイプの円周に沿って移動させた。その結果、フランジとパイプとの当接面部において、溶融、固化が生じ、フランジとパイプが強固に溶着した。もう一方のパイプ側から同様にレーザー光を照射した。その結果、フランジとパイプとの当接面部において、溶融、固化が生じ、フランジとパイプが強固に溶着した。
このとき、レーザー溶着に用いられたレーザー光は、波長が８０８ｎｍ、出力が３０Ｗ、走査速度が１０ｍｍ／ｓであった。
このレーザー溶着したパイプとフランジの接着力を、両端のパイプを治具で固定し、長手方向に引っ張ることにより評価したところ、接着力は４２００Ｎであった。
【００５７】
参考例２
ポリアミド１２（宇部興産（株）製ＵＢＥＳＴＡ３０３５Ｕ）にカーボンブラックを０．５重量％配合したものを用いて、レーザー吸収性のパイプ（外径３２ｍｍ、厚み１．５ｍｍ）を作製した。
また、同じポリアミド１２を用いて、レーザー透過性のリング状のフランジ（外径３２ｍｍ、内径２９ｍｍ、厚み３ｍｍ）を作製した。
このパイプ同士をフランジを介して加圧しながら突き合わせた状態で、半導体レーザー装置にセットした。フランジ側から片方のパイプへ向かってレーザー光を照射しながら、照射ノズルをフランジの円周に沿って移動させた。その結果、フランジとパイプとの当接面部において、溶融、固化が生じ、フランジとパイプが強固に溶着した。また、フランジ側からもう一方のパイプへ向かっても同様にレーザー光を照射した。その結果、フランジとパイプとの当接面部において、溶融、固化が生じ、フランジとパイプが強固に溶着した。
このとき、レーザー溶着に用いられたレーザー光は、波長が８０８ｎｍ、出力が３０Ｗ、走査速度が１０ｍｍ／ｓであった。
このレーザー溶着したパイプとフランジの接着力を参考例１と同様にして評価したところ、接着力は４０００Ｎであった。
【００５８】
参考例３
ポリアミド１２（宇部興産（株）製ＵＢＥＳＴＡ３０３５Ｕ）を用いて、レーザー透過性のパイプ（外径３２ｍｍ、厚み１．５ｍｍ）を作製した。
また、同じポリアミド１２を用いて、レーザー透過性のリング状のフランジ（外径３２ｍｍ、内径２９ｍｍ、厚み３ｍｍ）を作製した。
前記フランジの両端面にカーボンブラック系黒色インクを塗布、乾燥して、レーザー吸収材を配置した。
このパイプ同士をフランジを介して加圧しながら突き合わせた状態で、半導体レーザー装置にセットした。フランジ側から片方のパイプへ向かってレーザー光を照射しながら、照射ノズルをフランジの円周に沿って移動させた。その結果、フランジとパイプとの当接面部において、溶融、固化が生じ、フランジとパイプが強固に溶着した。また、フランジ側からもう一方のパイプへ向かっても同様にレーザー光を照射した。その結果、フランジとパイプとの当接面部において、溶融、固化が生じ、フランジとパイプが強固に溶着した。
このとき、レーザー溶着に用いられたレーザー光は、波長が８０８ｎｍ、出力が３０Ｗ、走査速度は１０ｍｍ／ｓであった。
このレーザー溶着したパイプとフランジの接着力を参考例１と同様にして評価したところ、接着力は３７００Ｎであった。
【００５９】
参考例４
ポリアミド１２（宇部興産（株）製ＵＢＥＳＴＡ３０３５Ｕ）を用いて、レーザー透過性のパイプ（外径３２ｍｍ、厚み１．５ｍｍ）を作製した。
また、同じポリアミド１２を用いて、レーザー透過性のリング状のフランジ（外径３２ｍｍ、内径２９ｍｍ、厚み３ｍｍ）を作製した。
同じポリアミド１２にカーボンブラックを０．５重量％配合したものを用いて、溶融押出したフィルムを作製した。
このフィルムをフランジの両端面に配置し、両端にパイプを押し付けレーザー吸収材を固定した。
このパイプ同士をフランジを介して加圧しながら突き合わせた状態で、半導体レーザー装置にセットした。フランジ側から片方のパイプへ向かってレーザー光を照射しながら、照射ノズルをフランジの円周に沿って移動させた。その結果、フランジとパイプとの当接面部において、溶融、固化が生じ、フランジとパイプが強固に溶着した。また、フランジ側からもう一方のパイプへ向かっても同様にレーザー光を照射した。その結果、フランジとパイプとの当接面部において、溶融、固化が生じ、フランジとパイプが強固に溶着した。
このとき、レーザー溶着に用いられたレーザー光は、波長が８０８ｎｍ、出力が３０Ｗ、走査速度は１０ｍｍ／ｓであった。
このレーザー溶着したパイプとフランジの接着力を参考例１と同様にして評価したところ、接着力は４１００Ｎであった。
【００６０】
参考例５
ポリアミド１２（宇部興産（株）製ＵＢＥＳＴＡ３０３５Ｕ）を用いて、レーザー透過性のパイプ（外径３２ｍｍ、厚み１．５ｍｍ）を作製した。
また、同じポリアミド１２にタルク（竹原化学工業（株）製タルクカップ）２００ｐｐｍを配合したものを用いて、レーザー透過性のリング状のフランジ（外径３２ｍｍ、内径２９ｍｍ、厚み３ｍｍ）を作製した。
同じポリアミド１２にカーボンブラックを０．５重量％配合したものを用いて、溶融押出したフィルムを作製した。
このフィルムをフランジの両端面に配置し、両端にパイプを押し付けレーザー吸収材を固定した。
このパイプ同士をフランジを介して加圧しながら突き合わせた状態で、半導体レーザー装置にセットした。フランジ側から片方のパイプへ向かってレーザー光を照射しながら、照射ノズルをフランジの円周に沿って移動させた。その結果、フランジとパイプとの当接面部において、溶融、固化が生じ、フランジとパイプが強固に溶着した。また、フランジ側からもう一方のパイプへ向かっても同様にレーザー光を照射した。その結果、フランジとパイプとの当接面部において、溶融、固化が生じ、フランジとパイプが強固に溶着した。
このとき、レーザー溶着に用いられたレーザー光は、波長が８０８ｎｍ、出力が６０Ｗ、走査速度が１０ｍｍ／ｓであった。
このレーザー溶着したパイプとフランジの接着力を参考例１と同様にして評価したところ、５５００Ｎでパイプが破断した。
【００６１】
実施例１
ポリアミド１２（宇部興産（株）製ＵＢＥＳＴＡ３０３５Ｕ）を用いて、レーザー透過性のパイプ（外径３２ｍｍ、厚み１．５ｍｍ）を作製した。
また、同じポリアミド１２にポリアミド６（宇部興産（株）製１０３０Ｂ）を１０重量％配合したものを配合したものを用いて、レーザー透過性のリング状のフランジ（外径３２ｍｍ、内径２９ｍｍ、厚み３ｍｍ）を作製した。
同じポリアミド１２にカーボンブラックを０．５重量％配合したものを用いて、溶融押出したフィルムを作製した。
このフィルムをフランジの両端面に配置し、両端にパイプを押し付けレーザー吸収材を固定した。
このパイプ同士をフランジを介して加圧しながら突き合わせた状態で、半導体レーザー装置にセットした。フランジ側から片方のパイプへ向かってレーザー光を照射しながら、照射ノズルをフランジの円周に沿って移動させた。その結果、フランジとパイプとの当接面部において、溶融、固化が生じ、フランジとパイプが強固に溶着した。また、フランジ側からもう一方のパイプへ向かっても同様にレーザー光を照射した。その結果、フランジとパイプとの当接面部において、溶融、固化が生じ、フランジとパイプが強固に溶着した。
このとき、レーザー溶着に用いられたレーザー光は、波長が８０８ｎｍ、出力が６０Ｗ、走査速度が１０ｍｍ／ｓであった。
このレーザー溶着したパイプとフランジの接着力を参考例１と同様にして評価したところ、５７００Ｎでパイプが破断した。
【００６２】
参考例６
ポリアミド１２（宇部興産（株）製ＵＢＥＳＴＡ３０３５Ｕ）を用いて、レーザー透過性のパイプ（外径３２ｍｍ、厚み１．５ｍｍ）を作製した。
また、同じポリアミド１２にマレイン酸変性ＥＰＲ（ＪＳＲ製Ｔ７７１２ＳＰ）を２重量％配合したものを用いて、レーザー透過性のリング状のフランジ（外径３２ｍｍ、内径２９ｍｍ、厚み３ｍｍ）を作製した。
同じポリアミド１２にカーボンブラックを０．５重量％配合したものを用いて、溶融押出したフィルムを作製した。
このフィルムをフランジの両端面に配置し、両端にパイプを押し付けレーザー吸収材を固定した。
このパイプ同士をフランジを介して加圧しながら突き合わせた状態で、半導体レーザー装置にセットした。フランジ側から片方のパイプへ向かってレーザー光を照射しながら、照射ノズルをフランジの円周に沿って移動させた。その結果、フランジとパイプとの当接面部において、溶融、固化が生じ、フランジとパイプが強固に溶着した。また、フランジ側からもう一方のパイプへ向かっても同様にレーザー光を照射した。その結果、フランジとパイプとの当接面部において、溶融、固化が生じ、フランジとパイプが強固に溶着した。
このとき、レーザー溶着に用いられたレーザー光は、波長が８０８ｎｍ、出力が６０Ｗ、走査速度が１０ｍｍ／ｓであった。
このレーザー溶着したパイプとフランジの接着力を参考例１と同様にして評価したところ、５６００Ｎでパイプが破断した。
【００６３】
参考例７
ポリアミド１２（宇部興産（株）製ＵＢＥＳＴＡ３０３５Ｕ）を用いて、レーザー透過性のパイプ（外径３２ｍｍ、厚み１．５ｍｍ）を作製した。
また、同じポリアミド１２に赤外線吸収剤（Ａｖｅｃｉａ製ＰＲＯ−ＪＥＴ８３０ＮＰ）を０．００５重量％配合したものを用いて、レーザー透過性のリング状のフランジ（外径３２ｍｍ、内径２９ｍｍ、厚み３ｍｍ）を作製した。
同じポリアミド１２にカーボンブラックを０．５重量％配合したものを用いて、溶融押出したフィルムを作製した。
このフィルムをフランジの両端面に配置し、両端にパイプを押し付けレーザー吸収材を固定した。
このパイプ同士をフランジを介して加圧しながら突き合わせた状態で、半導体レーザー装置にセットした。フランジ側から片方のパイプへ向かってレーザー光を照射しながら、照射ノズルをフランジの円周に沿って移動させた。その結果、フランジとパイプとの当接面部において、溶融、固化が生じ、フランジとパイプが強固に溶着した。また、フランジ側からもう一方のパイプへ向かっても同様にレーザー光を照射した。その結果、フランジとパイプとの当接面部において、溶融、固化が生じ、フランジとパイプが強固に溶着した。
このとき、レーザー溶着に用いられたレーザー光は、波長が８０８ｎｍ、出力が６０Ｗ、走査速度が１０ｍｍ／ｓであった。
このレーザー溶着したパイプとフランジの接着力を参考例１と同様にして評価したところ、５６００Ｎでパイプが破断した。
【００６４】
【発明の効果】
本発明によれば、レーザー光を照射して、樹脂部材からなるパイプ形状品同士を、レーザー溶着により強固に接合させることができる。
本発明のレーザー溶着法では、従来の熱溶着の場合の垂れとコストの問題、さらに薄肉パイプの融着の困難性を解決でき、また、溶剤接着剤の場合に比べて高い接合強度で接合することができるので、ガスパイプ用等に好適に利用できる。また、機械的な接合方法にくらべ、機密性が高くできるため、自動車用燃料パイプ、自動車用エアブレーキパイプ、薬液輸送パイプにも好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明におけるフランジの形状の一例の概略図である。
【図２】図２は、本発明におけるフランジの形状の他の例の概略図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention irradiates a laser beam.PolyamideThe present invention relates to a pipe-shaped product joining method for welding pipe-shaped products made of resin members.
[0002]
[Prior art]
  Conventionally, as a method of joining pipes made of resin members, pressing force with bolts and the like and physical joining using a sealing material, chemical joining by applying a reactive substance and chemically joining, partially dissolving the resin Welding to join is known. Since the long-term reliability of the joint is important for pipe applications, a welding method that easily obtains reliability is preferably used.
[0003]
  As the welding method, heat welding using heat and solvent welding using a resin-soluble solvent are known.
  As a heat welding method, there are a butt welding by a hot plate and a method of inserting a pipe into a wire embedded joint and welding them (for example, see Patent Document 1).
  However, with butt welding, dripping is likely to occur, and fragments are peeled off and transported through the pipe, causing problems such as blockage, etc., or pressure loss, etc. It was difficult.
  In addition, the electric wire embedded joint has a problem in that its structure is complicated and the cost is high.
[0004]
  Further, as a solvent welding method, there is a method in which a solvent adhesive is applied to the joint surface of a pipe, inserted into a joint, and the solvent is evaporated to join (see, for example, Patent Document 2).
  However, there are drawbacks that the solvent to be used is harmful and that the drying time of the adhesive is too long, and there is a problem that sufficient adhesive strength cannot be obtained depending on the type of the resin member.
[0005]
[Patent Document 1]
          Japanese Patent Laid-Open No. 9-239839
[Patent Document 2]
          Japanese National Publication No. 4-506977
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
  The present invention solves the above problems, irradiates a laser beam,PolyamideIt is an object of the present invention to provide a pipe-shaped product joining method capable of firmly joining pipe-shaped products made of resin members by laser welding.
[0007]
[Means for solving the problems]
  The present invention relates to a resin member that is transparent to laser light.Consist ofThe ends of pipe-shaped products, Les-From resin material that absorbs lightBecomeThrough the flangeButt while pressing against the flange, Laser welding by irradiating laser light from the end side of the pipe-shaped productThe resin member and flange of the pipe-shaped product are made of a polyamide resin or a polyamide resin composition mainly composed of polyamide, and either the resin member or flange of the pipe-shaped product is mainly made of the polyamide resin or polyamide. 1 to 20 parts by weight of another resin having an effect of promoting crystallization to 100 parts by weight of the polyamide resin composition as a componentIt is related with the joining method of the pipe-shaped goods characterized by these.
  Moreover, this invention is a resin member which has an absorptivity with respect to a laser beam.Consist ofThe ends of pipe-shaped products, Les-Through a flange made of a resin material that is transparent to the user's lightButt while pressing against the flange, Laser welding from the flange sideThe resin member and flange of the pipe-shaped product are made of a polyamide resin or a polyamide resin composition mainly composed of polyamide, and either the resin member or flange of the pipe-shaped product is mainly made of the polyamide resin or polyamide. 1 to 20 parts by weight of another resin having an effect of promoting crystallization to 100 parts by weight of the polyamide resin composition as a componentIt is related with the joining method of the pipe-shaped goods characterized by these.
  Furthermore, the present invention provides a resin member that is transparent to laser light.Consist ofThrough the flanges made of resin members that are transparent to laser light between the ends of the pipe-shaped product, and in a state where a laser absorber is disposed at the contact portion between the flange and the pipe-shaped product,Press against flangewhile doingReconciliationLaser welding by irradiating laser light from the end side or flange side of pipe-shaped productsThe resin member and flange of the pipe-shaped product are made of a polyamide resin or a polyamide resin composition mainly composed of polyamide, and either the resin member or flange of the pipe-shaped product is mainly made of the polyamide resin or polyamide. 1 to 20 parts by weight of another resin having an effect of promoting crystallization to 100 parts by weight of the polyamide resin composition as a componentIt is related with the joining method of the pipe-shaped goods characterized by these.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  First, in the first invention of the present invention, a resin member having transparency to laser lightConsist ofFrom the resin member that absorbs the laser beam between the ends of the pipe-shaped productBecomeThrough the flange,Butt while pressing against the flangeLaser welding by irradiating laser light from the end side of pipe-shaped productsThe resin member and flange of the pipe-shaped product are made of a polyamide resin or a polyamide resin composition mainly composed of polyamide, and either the resin member or flange of the pipe-shaped product is composed mainly of polyamide resin or polyamide. 1-20 parts by weight of another resin having a crystallization promoting effect is blended with 100 parts by weight of the polyamide resin composition..
[0009]
  The pipe-shaped product in the above invention is made of a resin member that is transparent to laser light.
  As a resin that is transparent to laser light,Polyamide resin or polyamide A polyamide resin composition containing a resin as a main component is used. In particular, it is useful for automobile pipes that require chemical resistance and toughness, and for combustible gas supply and / or transportation pipes.In addition, you may use what added reinforcement fibers, such as glass fiber and carbon fiber, as needed.
ThisHere, the phrase “having transparency with respect to laser light” refers to the transparency with which the remaining laser light is transmitted and the resin in that part is not melted even if some of the laser light is absorbed.
[0010]
  Examples of the polyamide resin include those composed of diamine and dibasic acid, or composed of lactam or aminocarboxylic acid, or composed of a copolymer of two or more of these.
[0011]
  Examples of diamines include aliphatic diamines such as tetramethylene diamine, hexamethylene diamine, octamethylene diamine, nonamethylene diamine, undecamethylene diamine, and dodecamethylene diamine, and diamines having aromatic / cyclic structures such as metaxylylene diamine. Can be mentioned.
  Examples of the dicarboxylic acid include aliphatic diamines such as adipic acid, heptane dicarboxylic acid, octane dicarboxylic acid, nonane dicarboxylic acid, undecane dicarboxylic acid, and dodecane dicarboxylic acid, and dicarboxylic acids having aromatic / cyclic structures such as terephthalic acid and isophthalic acid. Can be mentioned.
[0012]
  The lactam is a lactam having 6 to 12 carbon atoms, and the aminocarboxylic acid is an aminocarboxylic acid having 6 to 12 carbon atoms. Examples thereof include 6-aminocaproic acid, 7-aminoheptanoic acid, 11-aminoundecanoic acid, 12-aminododecanoic acid, α-pyrrolidone, ε-caprolactam, ω-laurolactam, and ε-enanthractam.
[0013]
  In particular, for pipes, a material having a wide processing temperature range and a thermally stable extrudability is preferable. Polyamide 6, polyamide 11, polyamide 12, polyamide 610, polyamide 612 and the like having a relatively low melting point are used. Polymers and copolymers such as polyamide 6/66, polyamide 6/12, polyamide 11/12 are preferably used. Particularly, polyamide 11 and polyamide 12 are desirable in terms of viscosity and water absorption.
[0014]
  The polyamide resin may be a mixture with other polyamide resins or other polymers. The content of the polyamide resin in the mixture is preferably 50% by weight or more.
  Polyamide resins to be mixed include polyamide 6, polyamide 66, polyamide 11, polyamide 12, polyamide 610, polyamide 612, polyamide 912, polyamide 1010, polyamide 1212, polyamide 6/66 copolymer, polyamide 6/12 copolymer, polyamide 11 / 12 copolymerization. Examples of other polymers include polypropylene, ABS resin, polyphenylene oxide, polycarbonate, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, and the like.
[0015]
  In the present invention,As either pipe-shaped products or flanges, polyamide resin or polyamide resin composition containing polyamide resin as the main componentOn the other hand, it is characterized by using a resin member formed by blending another resin having a crystallization promoting effect, and therefore, as a resin member constituting the pipe-shaped product,Polyamide resin or polyamide resin composition mainly composed of polyamide resinA resin member formed by blending another resin having an effect of promoting crystallization with respect to the resin can be used.
  Polyamide resin or polyamide resin composition mainly composed of polyamide resinBy blending other resins with a crystallization promoting effect, YuiThe crystallization start temperature increases. For this reason, since the crystallization of the resin starts at the time when the pressure due to volume expansion at the time of melting is high on the joint surface, the resin members are sufficiently intertwined with each other at the joint, and the joint strength is significantly improved.
[0016]
  Polyamide resin or polyamide resin composition mainly composed of polyamide resinAs another resin having a crystallization promoting effect,Polyamide resin or polyamide resin composition mainly composed of polyamide resinThe resin is not particularly limited as long as it has an effect of increasing the crystallization speed of the resin, and generally, any resin having a freezing point (Tc) higher than the freezing point (Tc) of the resin may be used. For example, when the resin is polyamide 12, examples thereof include polyamide 6 and polyamide 66.
[0017]
  The content of other resins having a crystallization promoting effect isPolyamide resin or polyamide resin composition mainly composed of polyamide resin1 to 20 parts by weight per 100 parts by weightIn AlthoughIn particular, the amount is preferably 5 to 15 parts by weight. When the content is less than 1% by weight, the effect of increasing the crystallization start temperature of the resin cannot be obtained, and the joint strength of the joint part may not be improved. On the other hand, if the content exceeds 20% by weight, the physical properties such as rigidity, impact resistance and fluidity of the base material may change greatly, which may not be preferable.
[0018]
  Functional additives such as heat-resistant agents, weathering agents, mold release agents, lubricants, antistatic agents, flame retardants, and flame retardant aids may be added to the resin.
  Moreover, you may add the coloring material which shows sufficient transmittance | permeability with respect to a laser beam to the said resin. Examples thereof include organic dyes such as anthraquinone dyes, perylene series, perinone series, heterocyclic series, disazo series and monoazo series. Further, these dyes may be mixed and used.
[0019]
  Moreover, the flange in the said invention consists of a resin member which has an absorptivity with respect to a laser beam.
  As a resin that absorbs laser light,In consideration of adhesiveness to the pipe-shaped product, the same type of resin as that used for the pipe-shaped product, that is, a polyamide resin or a polyamide resin composition containing a polyamide resin as a main componentMixed with a colorant that absorbs laser lightIs used.In addition, you may use what added reinforcement fibers, such as glass fiber and carbon fiber, as needed.
ThisHere, sufficient absorptivity means the absorptivity such that a part that receives the laser beam absorbs the laser beam and the part melts.
[0020]
  As the colorant having absorptivity with respect to the laser beam in the present invention, any colorant having such properties can be used. Specifically, carbon black, composite oxide type Inorganic colorants such as pigments, and organic colorants such as phthalocyanine pigments and polymethine pigments are used.
[0021]
  In addition, functional additives such as heat-resistant agents, weathering agents, crystal nucleating agents, crystallization accelerators, mold release agents, lubricants, antistatic agents, flame retardants, and flame retardant aids may be added to the resin. Good.
[0022]
  As the shape of the flange, as shown in FIG. 1, it can be a ring shape that is substantially the same shape as the end of the pipe-shaped product. Moreover, as shown in FIG. 2, the protrusion part which contact | connects the inner surface of a pipe-shaped goods can also be provided in the contact part with the edge part of the pipe-shaped goods in a flange. Thereby, the joining area of the edge part of a flange and a pipe-shaped article increases, it can be set as higher joining strength and pressure | voltage resistance, and can also prevent dripping.
[0023]
  In the above invention, the ends of the pipe-shaped product made of a resin member that is permeable to laser light are connected to each other via a flange made of a resin member that is absorbent to the laser light.PressingThen, they are butted together, and laser welding is performed by irradiating laser light from the end of the pipe-shaped product. That is, when irradiated with laser light, the laser light is transmitted through a pipe-shaped product made of a resin member that is transparent to the laser light, and the transmitted laser light is a resin member that is absorbent to the laser light. The laser beam is absorbed at the joining surface, and the flange and the pipe-shaped product that comes into contact are melted and joined. The laser beam irradiation is performed on each pipe-shaped product that comes into contact with both sides of the flange.
[0024]
  By joining the pipe-shaped products to each other via a flange by this laser welding method, it is possible to solve the problem of drooping and cost and the difficulty of fusion of thin pipes. In particular, when the resin is PE, a high molecular weight and high viscosity material can be easily produced, so that dripping does not easily occur. However, in the case of PA, there is an industrially limited increase in viscosity, and further viscosity due to water absorption. This laser welding method is suitable because there is a problem of lowering and sag is likely to occur.
  According to this laser welding method, since it is not necessary to add a coloring material having absorptivity to laser light to the pipe-shaped product, there is no possibility of coloring or discoloration by this absorbing material, and it is easy to obtain a desired color. Can be colored.
[0025]
  Next, in the second invention of the present invention, a resin member having absorptivity for laser lightConsist ofEnds of pipe-shaped products are made of resin materials that are transparent to laser light.BecomeThrough the flangePress against the flangewhile doingMatchingLaser welding from the flange side and laser weldingThe resin member and flange of the pipe-shaped product are made of a polyamide resin or a polyamide resin composition mainly composed of polyamide, and either the resin member or flange of the pipe-shaped product is composed mainly of polyamide resin or polyamide. 1-20 parts by weight of another resin having a crystallization promoting effect is blended with 100 parts by weight of the polyamide resin composition..
[0026]
  In the said invention, about the resin member which has absorptivity with respect to the laser beam which comprises a pipe-shaped article, it is the same as that of the resin member which has absorptivity with respect to the laser beam which comprises the flange in said 1st invention.
  Further, the resin member having transparency to the laser beam constituting the flange is the same as the resin member having transparency to the laser beam constituting the pipe-shaped product in the first invention.
[0027]
  In the said invention, the resin member which has an absorptivity with respect to a laser beamConsist ofThe ends of pipe-shaped productsPress against flangeWhile, through a flange made of a resin member that is transparent to laser lightReconciliationLaser welding is performed by irradiating laser light from the flange side.
  That is, when irradiated with laser light, the laser light is transmitted through a flange made of a resin member that is transparent to the laser light, and the transmitted laser light is made of a resin member that is absorbent to the laser light. It reaches the surface of the pipe-shaped product, the laser beam is absorbed at the joining surface, and the pipe-shaped product and the flange to be abutted are melted and joined. The laser beam irradiation is performed on each pipe-shaped product that comes into contact with both sides of the flange.
[0028]
  By joining the pipe-shaped products to each other via a flange by this laser welding method, it is possible to solve the problem of drooping and cost and the difficulty of fusion of thin pipes. In particular, when the resin is PE, a high molecular weight and high viscosity material can be easily produced, so that dripping does not easily occur. However, in the case of PA, there is an industrially limited increase in viscosity, and further viscosity due to water absorption. This laser welding method is suitable because there is a problem of lowering and sag is likely to occur.
[0029]
  Furthermore, in the third aspect of the present invention, a resin member having transparency to laser lightConsist ofThrough the flanges made of resin members that are transparent to laser light between the ends of the pipe-shaped product, and in a state where a laser absorber is disposed at the contact portion between the flange and the pipe-shaped product,Press against flangewhile doingReconciliationLaser welding is performed by irradiating laser light from the end side or flange side of the pipe-shaped product.
[0030]
  In the above invention, the resin member having transparency to the laser beam constituting the pipe-shaped product and the resin member having transparency to the laser beam constituting the flange are the pipe-shaped product in the first invention. This is the same as the resin member that is transparent to the laser beam constituting the.
[0031]
  Moreover, in the said invention, a laser absorber is arrange | positioned in the contact part of a flange and a pipe-shaped goods.
  Examples of the laser absorbing material include those obtained by directly applying a coloring material having absorptivity to laser light. Specifically, the colorant is disposed on the end face of the flange and / or pipe-shaped product by applying a suspension in which the colorant is dispersed in a solvent to the end face of the flange and / or pipe-shaped product and drying. The
  As the colorant having absorptivity with respect to laser light, inorganic colorants such as carbon black and composite oxide pigments, and organic colorants such as phthalocyanine pigments and polymethine pigments are used.
[0032]
  Moreover, the film which consists of a resin member containing the coloring material which has an absorptivity with respect to a laser beam can also be used as a laser absorber.
  The resin is not particularly limited as long as it can be formed into a film and exhibits sufficient absorbability with respect to laser light. For example, polyolefins such as polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate, polyamide, polyethylene, polypropylene, or copolymers such as ethylene and propylene, polystyrene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polymethyl methacrylate, or styrene, vinyl chloride, methyl methacrylate Absorptive to laser light in resins such as copolymers such as vinylidene chloride, polycarbonate, polyamide, polyester, polyether, polyetherketone, polyetheretherketone, polysulfone, polyimide, and other condensate engineering plastics The thing which mixed the coloring material which has this can be mentioned. Specifically, it is preferable to use the same type of resin as that used for the pipe-shaped product and the flange in consideration of the adhesiveness between the pipe-shaped product and the flange.
  The thickness of the film is preferably 10 to 500 μm. If it is less than 10 μm, breakage is likely to occur when the pipe and the flange are joined, and if it exceeds 500 μm, the film becomes rigid and the handleability is deteriorated.
[0033]
  In the above invention, the end of a pipe-shaped product comprising a resin member that is transparent to laser light, and the resin member is blended with another resin that has a crystallization promoting effect on the resin. Through the flange made of a resin member that is transparent to the laser light between the parts, in a state where the laser absorbing material is further arranged at the contact portion between the flange and the pipe-shaped product,Pressingwhile doingReconciliationLaser welding is performed by irradiating laser light from the end side or flange side of the pipe-shaped product.
  That is, when irradiated with laser light, the laser light is transmitted through a pipe-shaped product or flange made of a resin member that is transparent to the laser light, and the transmitted laser light is brought into contact with the flange and the pipe-shaped product. The pipe-shaped product and the flange that are absorbed by the laser absorber disposed in the part and abut on the joining surface are melted and joined.
[0034]
  By joining the pipe-shaped products to each other via a flange by this laser welding method, it is possible to solve the problem of drooping and cost and the difficulty of fusion of thin pipes. In particular, when the resin is PE, it is easy to produce a high-molecular weight, high-viscosity material, so that dripping does not occur easily. This laser welding method is suitable because there is a problem of lowering and sag is likely to occur.
  According to this laser welding method, since it is not necessary to add a coloring material having absorptivity to laser light to the pipe-shaped product, there is no possibility of coloring or discoloration by this absorbing material, and it is easy to obtain a desired color. Can be colored.
[0035]
  In this invention, you may use the resin member which is weakly absorptive with respect to a laser beam as a pipe-shaped goods or flange on the side which irradiates a laser beam.
  Here, being weakly absorptive with respect to laser light means being transmissive with respect to laser light, but absorbing a part of the laser light causes the resin in that part to generate heat.
  Therefore, when the resin member is irradiated with laser light, the energy is absorbed and heat is generated, and the temperature of the joint surface portion of the pipe-shaped product or the flange is increased to some extent. In this state, for example, when a flange or a pipe-shaped product made of a resin member that absorbs laser light absorbs the laser light and is melted by heating, the pipe-shaped product or the resin member of the flange that comes into contact therewith Since the resin member is easily melted, the resin members are sufficiently intertwined with each other at the joint, and the joining force is increased.
[0036]
  Examples of resin members that are weakly absorbent to laser light include those in which an additive that is weakly absorbent to laser light is added to the resin, or additives that are absorbent to the laser light in the resin. Even if there is absorption, a compounded in a range where the resin does not melt can be used.
[0037]
  The additive weakly absorbing the laser beam may be any material that resonates with the wavelength of the laser beam, absorbs part of the laser beam, and transmits part of the laser beam. In particular, those having a transmittance of 40 to 90% with respect to laser light are preferable. In addition, the transmittance | permeability with respect to the said laser beam is the numerical value measured about what shape | molded the weak absorption additive in the shape of the ASTM1 dumbbell of thickness 3.2mm.
[0038]
  Moreover, it is preferable that content of a weakly absorbable additive is 0.1 to 50 weight% with respect to resin. When the content is less than 0.1% by weight, the heat generated by absorbing the energy of the laser beam is small, so that the temperature of the resin member is not sufficiently increased and the bonding strength of the bonded portion is lowered. On the other hand, if the content exceeds 50% by weight, it is not preferable because physical properties such as flexural modulus are lowered and more laser beam energy is required to obtain sufficient welding strength.
[0039]
  Examples of weakly absorbing additives include copolymers of ethylene and / or propylene with other olefins and vinyl compounds (hereinafter referred to as ethylene and / or propylene copolymers), styrene, and conjugated dienes. Block copolymer obtained by hydrogenating copolymer with compound (hereinafter referred to as styrene copolymer), ethylene and / or propylene copolymer, and α, β-unsaturated styrene copolymer Examples thereof include modified ethylene and / or propylene copolymer and modified styrene copolymer to which carboxylic acid or a derivative thereof is added.
[0040]
  Examples of the ethylene and / or propylene copolymer include (ethylene and / or propylene) · α-olefin copolymer, (ethylene and / or propylene) · α, β-unsaturated carboxylic acid copolymer, (ethylene And / or propylene) · α, β-unsaturated carboxylic acid ester copolymer, ionomer polymer, and the like.
[0041]
  (Ethylene and / or propylene) · α-olefin copolymer is a polymer obtained by copolymerizing ethylene and / or propylene and an α-olefin having 3 or more carbon atoms, and as an α-olefin having 3 or more carbon atoms. Are propylene, butene-1, hexene-1, decene-1, 4-methylbutene-1, 4-methylpentene-1.
[0042]
  The (ethylene and / or propylene) · α, β-unsaturated carboxylic acid copolymer is a polymer obtained by copolymerizing ethylene and / or propylene and an α, β-unsaturated carboxylic acid monomer. Examples of the .beta.-unsaturated carboxylic acid monomer include acrylic acid, methacrylic acid, ethacrylic acid, and maleic anhydride.
[0043]
  (Ethylene and / or propylene) · α, β-unsaturated carboxylic acid ester copolymer is a polymer obtained by copolymerizing ethylene and / or propylene and an α, β-unsaturated carboxylic acid ester monomer. , Α, β-unsaturated carboxylic acid ester monomers include methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, butyl acrylate and other acrylic esters, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, methacrylic acid And methacrylates such as butyl acid.
[0044]
  The ionomer polymer is obtained by ionizing at least part of the carboxyl group of the olefin and the α, β-unsaturated carboxylic acid copolymer by neutralization of metal ions. Ethylene is preferably used as the olefin, and acrylic acid, methacrylic acid or the like is used as the α, β-unsaturated carboxylic acid. Metal ions can include ions of sodium, potassium, magnesium, calcium, zinc and the like.
[0045]
  The styrene copolymer is a block copolymer consisting of a polymer block A mainly composed of at least one, preferably 2 or more styrenes, and a polymer block B mainly composed of at least one conjugated diene compound. It is a block copolymer formed by hydrogenating a coalescence, such as ABA, BABA, ABBABA, BABB, and the like. It has a structure.
[0046]
  Examples of the conjugated diene compound include butadiene, isoprene, 1,3-pentadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, and the like.
  Examples of the styrene copolymer include hydrogenated styrene-butadiene-styrene copolymer (SEBS) and hydrogenated styrene-isoprene-styrene copolymer (SEPS).
[0047]
  The modified (ethylene and / or propylene) -based copolymer and modified styrene-based copolymer are the same as the above-defined (ethylene and / or propylene) -based copolymer and styrene-based copolymer. It can be obtained by adding a compound containing an acid group or a derivative group thereof in a solution state or a molten state. As a method for producing these modified (ethylene and / or propylene) -based copolymers and modified styrene-based copolymers, for example, in an extruder, in the presence of a radical initiator, (ethylene and / or propylene) -based copolymers, There is a method of reacting a styrene copolymer with a compound containing a carboxylic acid group or a derivative group thereof.
[0048]
  Examples of α, β-unsaturated carboxylic acids or derivatives thereof (hereinafter simply referred to as unsaturated carboxylic acids) include acrylic acid, methacrylic acid, ethacrylic acid, maleic acid, fumaric acid, and anhydrides or esters of these acids. Can do.
[0049]
  When an additive that absorbs laser light is added to the resin, even when part of the laser light is absorbed when irradiated with the laser light, the remaining laser light is transmitted and the resin in that part is absorbed. The amount of addition is adjusted within the range that does not melt.
  As an additive having absorptivity with respect to laser light, inorganic colorants such as carbon black and composite oxide pigments, and organic colorants such as phthalocyanine pigments and polymethine pigments are used.
[0050]
  Moreover, in this invention, you may use the resin member formed by mix | blending a crystal nucleating agent with resin as said pipe-shaped goods.
  By adding a crystal nucleating agent to the resin, the crystallization start temperature of the resin is increased. For this reason, since the crystallization of the resin starts at the time when the pressure due to the volume expansion at the time of melting is high on the joint surface, the resin members are sufficiently intertwined with each other at the joint, and the joint strength is remarkably improved.
[0051]
  The crystal nucleating agent is not particularly limited as long as it has an effect of increasing the crystallization speed of the resin. For example, graphite, molybdenum disulfide, barium sulfate, calcium carbonate, sodium phosphate, talc, mica, kaolin, etc. Inorganic crystal nucleating agents, fatty acid metal salts composed of fatty acids such as myristic acid, palmitic acid, stearic acid, oleic acid, behenic acid and metals such as zinc, magnesium, calcium, lithium, aluminum, barium, higher fatty acids, And organic crystal nucleating agents such as higher fatty acid esters and higher aliphatic alcohols.
[0052]
  Moreover, it is preferable that content of a crystal nucleating agent is 0.001-5 weight part with respect to 100 weight part of resin, especially 0.002-1 weight part. When the content is less than 0.001% by weight, the effect of increasing the crystallization start temperature of the resin cannot be obtained, and the bonding strength of the bonded portion is not improved. On the other hand, if the content exceeds 5% by weight, it is not preferable because physical properties such as rigidity, impact resistance and fluidity of the base material change greatly.
[0053]
  As the laser beam used in the laser welding method of the present invention, glass: neodymium³⁺Laser, YAG: Neodymium³⁺Laser, ruby laser, helium-neon laser, krypton laser, argon laser, H₂Laser, N₂Laser light such as laser and semiconductor laser can be used. A more preferable laser is a semiconductor laser.
[0054]
  The wavelength of the laser beam varies depending on the resin material to be joined and cannot be determined unconditionally, but is preferably 400 nm or more. If the wavelength is shorter than 400 nm, the resin may be significantly deteriorated.
[0055]
  Further, the output of the laser beam can be adjusted by the scanning speed and the absorption capacity of the transmissive substrate. If the output of the laser beam is low, it becomes difficult to melt the joint surfaces of the resin materials, and if the output is high, the resin material evaporates or changes in quality and the strength is lowered.
  Furthermore, it is necessary to sufficiently adhere the laser welding surface in order to develop high adhesive strength, and it is necessary to smoothen the welding surface and apply a pressure higher than that which does not allow a micro gap.
  This joining method can be used for automobile fuel pipes, automobile air brake pipes, chemical liquid transport pipes, flammable gas supply or transport pipes, and the like.
[0056]
【Example】
  Hereinafter, the present invention will be described using examples.
Reference example 1
  Using polyamide 12 (UBESTA3035U manufactured by Ube Industries, Ltd.), a laser permeable pipe (outer diameter: 32 mm, thickness: 1.5 mm) was produced.
  Also, a laser-absorbing ring-shaped flange (outer diameter 32 mm, inner diameter 29 mm, thickness 3 mm) was prepared using the same polyamide 12 blended with 0.5% by weight of carbon black.
  The pipes were set in a semiconductor laser device in a state where they were abutted while being pressed through a flange. The irradiation nozzle was moved along the circumference of the pipe while irradiating laser light from one pipe side. As a result, melting and solidification occurred at the contact surface portion between the flange and the pipe, and the flange and the pipe were firmly welded. The laser beam was similarly irradiated from the other pipe side. As a result, melting and solidification occurred at the contact surface portion between the flange and the pipe, and the flange and the pipe were firmly welded.
  At this time, the laser beam used for laser welding had a wavelength of 808 nm, an output of 30 W, and a scanning speed of 10 mm / s.
  The adhesive force between the laser welded pipe and the flange was evaluated by fixing the pipes at both ends with a jig and pulling in the longitudinal direction, and the adhesive force was 4200N.
[0057]
Reference example 2
  A laser-absorbing pipe (outer diameter: 32 mm, thickness: 1.5 mm) was prepared using polyamide 12 (UBESTA3035U manufactured by Ube Industries, Ltd.) blended with 0.5% by weight of carbon black.
  Further, using the same polyamide 12, a laser-transmitting ring-shaped flange (outer diameter 32 mm, inner diameter 29 mm, thickness 3 mm) was produced.
  The pipes were set in a semiconductor laser device in a state where they were abutted while being pressed through a flange. While irradiating laser light from the flange side toward one pipe, the irradiation nozzle was moved along the circumference of the flange. As a result, melting and solidification occurred at the contact surface portion between the flange and the pipe, and the flange and the pipe were firmly welded. Similarly, laser light was irradiated from the flange side toward the other pipe. As a result, melting and solidification occurred at the contact surface portion between the flange and the pipe, and the flange and the pipe were firmly welded.
  At this time, the laser beam used for laser welding had a wavelength of 808 nm, an output of 30 W, and a scanning speed of 10 mm / s.
  When the adhesive strength between the laser welded pipe and the flange was evaluated in the same manner as in Reference Example 1, the adhesive strength was 4000 N.
[0058]
Reference example 3
  Using polyamide 12 (UBESTA3035U manufactured by Ube Industries, Ltd.), a laser permeable pipe (outer diameter: 32 mm, thickness: 1.5 mm) was produced.
  Further, using the same polyamide 12, a laser-transmitting ring-shaped flange (outer diameter 32 mm, inner diameter 29 mm, thickness 3 mm) was produced.
  A carbon black black ink was applied to both end faces of the flange and dried, and a laser absorbing material was disposed.
  The pipes were set in a semiconductor laser device in a state where they were abutted while being pressed through a flange. While irradiating laser light from the flange side toward one pipe, the irradiation nozzle was moved along the circumference of the flange. As a result, melting and solidification occurred at the contact surface portion between the flange and the pipe, and the flange and the pipe were firmly welded. Similarly, laser light was irradiated from the flange side toward the other pipe. As a result, melting and solidification occurred at the contact surface portion between the flange and the pipe, and the flange and the pipe were firmly welded.
  At this time, the laser beam used for laser welding had a wavelength of 808 nm, an output of 30 W, and a scanning speed of 10 mm / s.
  When the adhesive force between the laser welded pipe and the flange was evaluated in the same manner as in Reference Example 1, the adhesive force was 3700N.
[0059]
Reference example 4
  Using polyamide 12 (UBESTA3035U manufactured by Ube Industries, Ltd.), a laser permeable pipe (outer diameter: 32 mm, thickness: 1.5 mm) was produced.
  Further, using the same polyamide 12, a laser-transmitting ring-shaped flange (outer diameter 32 mm, inner diameter 29 mm, thickness 3 mm) was produced.
  Using the same polyamide 12 blended with 0.5% by weight of carbon black, a melt-extruded film was produced.
  This film was placed on both end faces of the flange, and pipes were pressed on both ends to fix the laser absorber.
  The pipes were set in a semiconductor laser device in a state where they were abutted while being pressed through a flange. While irradiating laser light from the flange side toward one pipe, the irradiation nozzle was moved along the circumference of the flange. As a result, melting and solidification occurred at the contact surface portion between the flange and the pipe, and the flange and the pipe were firmly welded. Similarly, laser light was irradiated from the flange side toward the other pipe. As a result, melting and solidification occurred at the contact surface portion between the flange and the pipe, and the flange and the pipe were firmly welded.
  At this time, the laser beam used for laser welding had a wavelength of 808 nm, an output of 30 W, and a scanning speed of 10 mm / s.
  When the adhesive strength between the laser welded pipe and the flange was evaluated in the same manner as in Reference Example 1, the adhesive strength was 4100N.
[0060]
Reference Example 5
  Using polyamide 12 (UBESTA3035U manufactured by Ube Industries, Ltd.), a laser permeable pipe (outer diameter: 32 mm, thickness: 1.5 mm) was produced.
  A laser-transmitting ring-shaped flange (outer diameter: 32 mm, inner diameter: 29 mm, thickness: 3 mm) was prepared using the same polyamide 12 blended with 200 ppm of talc (Talc Cup manufactured by Takehara Chemical Co., Ltd.).
  Using the same polyamide 12 blended with 0.5% by weight of carbon black, a melt-extruded film was produced.
  This film was placed on both end faces of the flange, and pipes were pressed on both ends to fix the laser absorber.
  The pipes were set in a semiconductor laser device in a state where they were abutted while being pressed through a flange. While irradiating laser light from the flange side toward one pipe, the irradiation nozzle was moved along the circumference of the flange. As a result, melting and solidification occurred at the contact surface portion between the flange and the pipe, and the flange and the pipe were firmly welded. Similarly, laser light was irradiated from the flange side toward the other pipe. As a result, melting and solidification occurred at the contact surface portion between the flange and the pipe, and the flange and the pipe were firmly welded.
  At this time, the laser beam used for laser welding had a wavelength of 808 nm, an output of 60 W, and a scanning speed of 10 mm / s.
  When the adhesive force between the laser welded pipe and the flange was evaluated in the same manner as in Reference Example 1, the pipe broke at 5500 N.
[0061]
Example 1
  Using polyamide 12 (UBESTA3035U manufactured by Ube Industries, Ltd.), a laser permeable pipe (outer diameter: 32 mm, thickness: 1.5 mm) was produced.
  In addition, a laser-transmitting ring-shaped flange (outer diameter: 32 mm, inner diameter: 29 mm, thickness: 3 mm) was prepared by blending 10% by weight of the same polyamide 12 with polyamide 6 (1030B manufactured by Ube Industries, Ltd.). ) Was produced.
  Using the same polyamide 12 blended with 0.5% by weight of carbon black, a melt-extruded film was produced.
  This film was placed on both end faces of the flange, and pipes were pressed on both ends to fix the laser absorber.
  The pipes were set in a semiconductor laser device in a state where they were abutted while being pressed through a flange. While irradiating laser light from the flange side toward one pipe, the irradiation nozzle was moved along the circumference of the flange. As a result, melting and solidification occurred at the contact surface portion between the flange and the pipe, and the flange and the pipe were firmly welded. Similarly, laser light was irradiated from the flange side toward the other pipe. As a result, melting and solidification occurred at the contact surface portion between the flange and the pipe, and the flange and the pipe were firmly welded.
  At this time, the laser beam used for laser welding had a wavelength of 808 nm, an output of 60 W, and a scanning speed of 10 mm / s.
  When the adhesive force between the laser welded pipe and the flange was evaluated in the same manner as in Reference Example 1, the pipe broke at 5700N.
[0062]
Reference example6
  Using polyamide 12 (UBESTA3035U manufactured by Ube Industries, Ltd.), a laser permeable pipe (outer diameter: 32 mm, thickness: 1.5 mm) was produced.
  A laser-transmitting ring-shaped flange (outer diameter 32 mm, inner diameter 29 mm, thickness 3 mm) was prepared using the same polyamide 12 blended with 2% by weight of maleic acid-modified EPR (T7712SP manufactured by JSR).
  Using the same polyamide 12 blended with 0.5% by weight of carbon black, a melt-extruded film was produced.
  This film was placed on both end faces of the flange, and pipes were pressed on both ends to fix the laser absorber.
  The pipes were set in a semiconductor laser device in a state where they were abutted while being pressed through a flange. While irradiating laser light from the flange side toward one pipe, the irradiation nozzle was moved along the circumference of the flange. As a result, melting and solidification occurred at the contact surface portion between the flange and the pipe, and the flange and the pipe were firmly welded. Similarly, laser light was irradiated from the flange side toward the other pipe. As a result, melting and solidification occurred at the contact surface portion between the flange and the pipe, and the flange and the pipe were firmly welded.
  At this time, the laser beam used for laser welding had a wavelength of 808 nm, an output of 60 W, and a scanning speed of 10 mm / s.
  When the adhesive force between the laser welded pipe and the flange was evaluated in the same manner as in Reference Example 1, the pipe broke at 5600N.
[0063]
Reference example7
  Using polyamide 12 (UBESTA3035U manufactured by Ube Industries, Ltd.), a laser permeable pipe (outer diameter: 32 mm, thickness: 1.5 mm) was produced.
  Also, a laser-transmitting ring-shaped flange (outer diameter 32 mm, inner diameter 29 mm, thickness 3 mm) is prepared using the same polyamide 12 blended with 0.005 wt% of an infrared absorber (Avecia PRO-JET830NP). did.
  Using the same polyamide 12 blended with 0.5% by weight of carbon black, a melt-extruded film was produced.
  This film was placed on both end faces of the flange, and pipes were pressed on both ends to fix the laser absorber.
  The pipes were set in a semiconductor laser device in a state where they were abutted while being pressed through a flange. While irradiating laser light from the flange side toward one pipe, the irradiation nozzle was moved along the circumference of the flange. As a result, melting and solidification occurred at the contact surface portion between the flange and the pipe, and the flange and the pipe were firmly welded. Similarly, laser light was irradiated from the flange side toward the other pipe. As a result, melting and solidification occurred at the contact surface portion between the flange and the pipe, and the flange and the pipe were firmly welded.
  At this time, the laser beam used for laser welding had a wavelength of 808 nm, an output of 60 W, and a scanning speed of 10 mm / s.
  When the adhesive force between the laser welded pipe and the flange was evaluated in the same manner as in Reference Example 1, the pipe broke at 5600N.
[0064]
【The invention's effect】
  According to the present invention, pipe-shaped products made of resin members can be firmly bonded to each other by laser welding by irradiating laser light.
  The laser welding method of the present invention can solve the problem of sagging and cost in the case of conventional heat welding, and the difficulty of fusion of thin-walled pipes, and it is bonded with higher bonding strength than that of a solvent adhesive. Therefore, it can be suitably used for gas pipes. In addition, since confidentiality can be increased as compared with a mechanical joining method, it can be suitably used for an automobile fuel pipe, an automobile air brake pipe, and a chemical solution transport pipe.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of an example of the shape of a flange according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic view of another example of the shape of the flange according to the present invention.

Claims

The ends of the pipe-shaped article made of a resin member having transparency to a laser beam, via a flange made of a resin member having an absorptive to Les Za light, butt while pressing against the flange, Laser welding by irradiating laser light from the end side of the pipe-shaped product, the resin member and the flange of the pipe-shaped product are made of a polyamide resin or a polyamide resin composition mainly composed of polyamide, the pipe shape One of the resin members and flanges of the product is formed by blending 1 to 20 parts by weight of the polyamide resin or another resin having a crystallization promoting effect with respect to 100 parts by weight of the polyamide resin composition containing polyamide as a main component. A method for joining pipe-shaped products characterized by

The ends of the pipe-shaped article made of a resin member having absorptivity to a laser beam, via a flange made of a resin member having a permeability to Les Za light, butt while pressing against the flange, Laser welding by irradiating laser light from the flange side , the resin member and the flange of the pipe-shaped product are made of a polyamide resin or a polyamide resin composition containing polyamide as a main component, the resin member of the pipe-shaped product and One of the flanges is formed by blending 1 to 20 parts by weight of another resin having a crystallization promoting effect with respect to 100 parts by weight of the polyamide resin or a polyamide resin composition containing polyamide as a main component. Shaped product joining method.

The ends of the pipe-shaped product made of a resin member that is transparent to laser light are further connected to each other between the flange and the pipe-shaped product through a flange made of a resin member that is transparent to laser light. Abutting while pressing against the flange with the laser absorbing material arranged at the abutting portion, irradiating with laser light from the end side of the pipe-shaped product, laser welding , the resin member and flange of the pipe-shaped product Is made of a polyamide resin or a polyamide resin composition containing polyamide as a main component, and any one of the resin member and flange of the pipe-shaped product is 100 parts by weight of the polyamide resin or a polyamide resin composition containing polyamide as a main component contact the pipe-shaped article, characterized in that to formed by 20 parts by weight blended with another resin having a crystallization promoting effect Method.

The ends of the pipe-shaped product made of a resin member that is transparent to laser light are further connected to each other between the flange and the pipe-shaped product through a flange made of a resin member that is transparent to laser light. In a state where the laser absorbing material is disposed in the contact portion, the butt is pressed against the flange, and laser welding is performed by irradiating a laser beam from the flange side, and the resin member and the flange of the pipe-shaped product are made of polyamide resin or It consists of a polyamide resin composition containing polyamide as a main component, and either the resin member or flange of the pipe-shaped product promotes crystallization with respect to 100 parts by weight of the polyamide resin or the polyamide resin composition containing polyamide as a main component. A pipe-shaped product joining method comprising 1 to 20 parts by weight of another resin having an effect .

The pipe-shaped article joining method according to claim 3 or 4, wherein the laser absorbing material is a colorant having absorptivity to laser light.

The method for joining pipe-shaped products according to claim 3 or 4, wherein the laser absorbing material is a film made of a resin member containing a coloring material having absorptivity to laser light.

The method for joining pipe-shaped products according to claim 6, wherein the film has a thickness of 10 to 500 µm.

The pipe-shaped article joining method according to claim 1 or 3, wherein the pipe-shaped article is made of a resin member that is weakly absorbable with respect to laser light.

The pipe-shaped article joining method according to claim 2 or 4, wherein the flange is made of a resin member that is weakly absorbable with respect to laser light.

The method for joining pipe-shaped articles according to claim 8 or 9, wherein the resin member comprises a resin and an additive that is weakly absorbable with respect to laser light.

The method for joining pipe-shaped articles according to claim 10, wherein the weakly absorbing additive has a transmittance of 40 to 90% with respect to the laser beam.

The weakly absorbent additive is at least one of ethylene and / or propylene copolymer, styrene copolymer, modified ethylene and / or propylene copolymer, and modified styrene copolymer, The method for joining pipe-shaped products according to claim 10.

The pipe shape according to claim 8 or 9, wherein the resin member is formed by blending an additive having an absorptivity with respect to a laser beam into the resin in such a range that the resin does not melt even if the laser beam is absorbed. Product joining method.

4. The method for joining pipe-shaped articles according to claim 1, wherein the resin member constituting the pipe-shaped article is formed by blending a crystal nucleating agent with resin.

The pipe-shaped product joining method according to claim 2 or 4, wherein the resin member constituting the flange is formed by blending a crystal nucleating agent with resin.

The pipe-shaped product joining method according to claim 14 or 15, wherein the content of the crystal nucleating agent is 0.001 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin.

The pipe-shaped product joining method according to claim 14 or 15, wherein the crystal nucleating agent is talc.

The pipe-shaped article joining method according to any one of claims 1 to 17 , wherein the pipe-shaped article is for a fuel pipe for automobile, an air brake pipe for automobile, a chemical transportation pipe, a flammable gas supply or transportation pipe.

Wherein the contact portion between the end portion of the pipe-shaped article in the flange, according to claim 1 to 18 joining method of pipe-shaped article according to the projecting portion in contact with the inner surface of the pipe-shaped article is provided.