ガラス繊維などのフィラーが入った樹脂材料を他の樹脂材料と強固に接合することができる新技術を開発した。
【本技術の概要】
ポリプラスチックス(株)は、従来、困難であった異なる樹脂材料同士の接合を可能にする新技術「AKI-Lock(Advanced Knitting Integrated Lock)」を開発した。本技術は、ガラス繊維などのフィラーで強化された樹脂成形品の表面に特殊なレーザー処理を施すことで、添加しているガラス繊維を残し、樹脂部分を除去することで、ガラス繊維が２材料間のアンカーとして作用し、高い接着強度を発現する技術である。
図1の左が、ガラス繊維で強化された１次成形品の表面に格子状にレーザーを照射し樹脂分だけを融除、除去したところを示す。レーザーの当たった部分は溝になり、溝の中ではガラス繊維部が露出している。１次材料が除去された溝内には、突き出た多数のガラス繊維が四角形に残された１次材料表面の樹脂部間に橋渡し状に形成されており、これら露出したガラス繊維は２次側射出成形時に物理アンカーとして機能する。
図1の右は、ガラス繊維がアンカーとして働き、2種類の樹脂が強固に結合したイメージである。これまで接合が難しかった樹脂同士でも接合でき、二重成形だけでなく、密着や接着も可能となる。
＜結合強度の評価結果＞
表1に既存の二重成形（無処理）と本技術によって接合した同材および異材接合強さを示した。評価に用いた材料は、POM（ポリアセタール）、PBT、PPS、LCP（液晶フィルム）。無処理では評価を行ったすべての材料の組合せにおいて接合しないか、接合強度が低い結果となった。一方、本技術においては、1次材にガラス繊維が添加されていれば融点差や相溶性の有無にかかわらず異材であっても優れた接合強度が発現したことがわかった。
【本技術の特徴】
① 片側がガラス繊維強化材料であれば、相手側の材料選定は自由。
② ガラス繊維で強化された接合界面を形成させることで、高い接合強度を実現。
③ 従来は接合が困難だった樹脂材料も接合が可能。
【本技術の応用事例・想定用途】
本接合技術は、ガラス繊維の補強効果のある高強度な接合界面が形成できる画期的な手法であることから、異材接合であっても気密性も発現させることが可能である。原則として、1次材料側は繊維強化材料であることが求められるが、2次材料の選定には制約はなく、従来の二重成形よりも幅広い材料の組合せで接合が可能となる。たとえば、成形品骨格に高剛性なガラス繊維強化樹脂を用い、表層には外観の優れた非強化樹脂を接合させれば高剛性と良外観の両立が可能となる。また、高剛性の骨格を持つ歯車の歯面に高摺動樹脂を接合することや、ガラス繊維強化樹脂のボディでありながら非強化PBTのヒンジ部を有したコネクター、ガラス繊維強化樹脂のケースに非強化POMのスナップフィット部を接合させるといったことも可能と考えられる。