CN120813467A - 树脂接合体 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种接合强度优异的树脂接合体。树脂接合体(1)具备树脂构件(2)、与树脂构件(2)接合的树脂构件(3)以及将树脂构件(2)与树脂构件(3)接合的接合部(4)。树脂构件(2)由发泡树脂构成，树脂构件(3)由非发泡树脂构成。接合部(4)包括贯通树脂构件(3)而在树脂构件(2)中形成凹部(5)的熔融孔(6)、凹状接合部(7)以及外缘接合部(8)。凹状接合部(7)由包含树脂构件(2)及树脂构件(3)的树脂材料并熔融固化的非发泡树脂构成，且形成于凹部(5)的内壁。外缘接合部(8)包括从凹状接合部(7)连续地形成在树脂构件(2)与树脂构件(3)之间的外缘接合部。通过树脂构件(2)为发泡树脂，从而熔融的树脂构件(2)及树脂构件(3)的树脂材料容易流入凹部。

Description

树脂接合体

技术领域

本公开涉及将相互重叠的树脂构件彼此接合而成的树脂接合体。

背景技术

以往，利用将由热塑性树脂构成的树脂构件彼此接合的点焊法。点焊法通过超声波熔接将树脂构件彼此接合。即，点焊法是将在前端具有突起的焊头按压于相互重叠的多个树脂构件的主面并使其振动。通过焊头振动，使树脂构件彼此的界面熔接。由此，相互重叠的树脂构件彼此被接合。点焊法是能够比较自由地设计要接合的树脂构件的形状的熔接法。例如，在点焊法中，在将树脂构件彼此接合时，无需在树脂构件的表面设置被称为导能筋(Energy Director)的突起等熔接所需的接头形状。

国际公开第2021/193828号(专利文献1)公开了将由第一树脂构成的第一构件与由发泡倍率比第一树脂高的第二树脂构成的第二构件接合的接合结构。接合结构具有在使第一构件与第二构件重叠的状态下从第二构件的外表面侧到达第一构件的至少内部的凹状接合部。凹状接合部是由熔接焊头的突起所形成的熔融孔。第一构件通过形成于与第二构件的接合界面的热熔接部而与第二构件接合(参照专利文献1的图2及图3)。

日本特开2018-149765号(专利文献2)公开了一种超声波树脂熔接固定结构。超声波树脂熔接固定结构包括互相接触的第一树脂板和第二树脂板、贯通第一树脂板而在第二树脂板中形成凹部的熔融孔以及至少第一树脂板的树脂材料熔接于熔融孔的内壁而形成的熔接部。熔融孔以相对于第二树脂板的与第一树脂板接触的主面倾斜的方式形成。在凹部形成有朝向凹部的底部侧倾斜的倾斜面。熔接部熔接于倾斜面。由此，超声波树脂熔接固定结构不仅确保面方向的熔接强度，还确保垂直方向的熔接强度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2021/193828号

专利文献2：日本特开2018-149765号

专利文献3：日本特开2006-305893号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，在专利文献1的接合结构中，形成于第一构件和第二构件的接合界面的热熔接部相对于在沿着接合界面的方向上的拉伸载荷无法获得充分的接合强度。另外，专利文献2的超声波树脂熔接固定结构必须以相对于第二树脂板的与第一树脂板接触的主面倾斜的方式形成熔融孔。即，与在相对于第二树脂板的与第一树脂板接触的主面垂直的方向上形成熔融孔的情况相比，不易向第一树脂板的表面传递由焊头产生的振动。因此，即使在相对于第二树脂板的与第一树脂板接触的主面垂直的方向上形成熔融孔的情况下，也要求接合强度优异的树脂接合体。

本公开的课题在于提供接合强度优异的树脂接合体。

用于解决课题的方法

为了解决上述课题，本公开采取了如下的解决方法。即，本公开的树脂接合体可以具备由发泡树脂构成的第一树脂构件、与第一树脂构件接合的第二树脂构件以及将第一树脂构件与第二树脂构件接合的接合部。接合部可以包括熔融孔、凹状接合部和外缘接合部，该熔融孔贯通第二树脂构件而在第一树脂构件中形成凹部，该凹状接合部由包含第一树脂构件及第二树脂构件的树脂材料并熔融固化的非发泡树脂构成，且形成于凹部的内壁，该外缘接合部从凹状接合部连续地形成于第一树脂构件与第二树脂构件之间。

发明效果

根据本公开，能够提供接合强度优异的树脂接合体。

附图说明

图1是第一实施方式的树脂接合体的立体图。

图2是图1所示的树脂接合体的截面图。

图3是具有多个接合部的树脂接合体的立体图。

图4是第二实施方式的树脂接合体的截面图。

图5是表示变形例的树脂接合体的截面图。

图6是表示实施例的试验方法的立体图。

图7是实施例中使用的焊头的突起的主视图。

图8是表示实施例的试验方法的截面图。

具体实施方式

(构成1)

本实施方式的树脂接合体可以具备由发泡树脂构成的第一树脂构件、与第一树脂构件接合的第二树脂构件以及将第一树脂构件与第二树脂构件接合的接合部。接合部可以包括熔融孔、凹状接合部和外缘接合部；该熔融孔贯通第二树脂构件而在第一树脂构件中形成凹部；该凹状接合部由包含第一树脂构件及第二树脂构件的树脂材料并熔融固化的非发泡树脂构成，且形成于凹部的内壁；该外缘接合部从凹状接合部连续地形成于第一树脂构件与第二树脂构件之间。

通过由发泡树脂构成第一树脂构件，从而在熔接时第二树脂构件的树脂材料容易流入凹部，能够适当地形成凹状接合部。由此能够增大熔接面积，能够提高接合强度。

(构成2)

在构成1的树脂接合体中，凹状接合部可以在包含熔融孔的中心轴的截面中连续地形成。即，凹状接合部不间断地形成于凹部的内壁。由此，能够进一步提高接合强度。

(构成3)

在构成1及2的树脂接合体中，在包含熔融孔的中心轴的截面中，凹状接合部和外缘接合部的边界与第一树脂构件中的凹部的内壁的接点处的厚度可以不大于凹状接合部的最下端部处的沿着熔融孔的中心轴的方向的厚度。由此，在凹状接合部厚度变大，能够进一步提高接合强度。

(构成4)

在构成1～3中任一项的树脂接合体中，凹状接合部在与第一树脂构件的界面处包含以朝向凹部的底侧而前端变细的方式形成的弯曲面，由此，在点焊时能够将由焊头产生的超声波振动适当地传递到第一树脂构件及第二树脂构件而高效地形成接合部，且能够提高接合强度。

(构成5)

在构成1～4中任一项的树脂接合体中，凹状接合部可以具有相对于第一树脂构件的厚度，从第一树脂构件和所述第二树脂构件的界面起20％～75％的深度。由此，能够适当地形成凹状接合部，有效地提高接合强度。

(构成6)

在构成1～5中任一项的树脂接合体中，第二树脂构件可以由非发泡树脂构成。由此，在点焊时流入凹部的树脂材料的树脂量增加，能够有效地形成凹状接合部。

(构成7)

在构成1～5中任一项的树脂接合体中，第二树脂构件可以由发泡树脂构成。即使第二树脂构件由发泡树脂构成，只要第一树脂构件由发泡树脂构成，则在点焊时第二树脂构件的树脂材料流入凹部，能够形成凹状接合部而提高接合强度。

(构成8)

在构成7的树脂接合体中，第一树脂构件的密度可以不大于第二树脂构件的密度。若第二树脂构件的密度不大于第一树脂构件的密度，则在点焊时流入凹部的树脂材料的树脂量增加。由此，能够有效地形成凹状接合部，提高接合强度。

(构成9)

在构成8的树脂接合体中，第一树脂构件的发泡倍率可以大于1且为3以下。由此，能够抑制树脂接合体的接合强度的降低。

(构成10)

在构成1～9中任一项的树脂接合体中，第一树脂构件可以在与第二树脂构件相对的表面包含由非发泡树脂构成的表皮层。熔融孔可以贯通表皮层而在第一树脂构件中形成凹部。由此，在点焊时，不仅第二树脂构件的树脂材料，表皮层的树脂材料也会流入凹部，凹状接合部的厚度变得更大。其结果是，能够进一步提高接合强度。

(构成11)

在构成10的树脂接合体中，凹状接合部的至少一部分的厚度可以大于表皮层的厚度。由此，能够形成厚度大的凹状接合部，能够提高接合强度。

(构成12)

在构成1～11中任一项的树脂接合体中，第一树脂构件与第二树脂构件的接合强度可以为0.6kN以上。由此，树脂接合体能够得到优异的接合强度。

[第一实施方式]

以下，使用图1和图2对本公开的第一实施方式的树脂接合体1进行具体说明。此外，对于图中相同以及相当的结构标注相同的附图标记，不重复相同的说明。此外，为了使说明容易理解，在以下参照的附图中，简化或者示意性地示出结构，或者省略一部分的结构构件。

如图1及图2所示，树脂接合体1具备树脂构件2(第一树脂构件)、树脂构件3(第二树脂构件)及接合部4。

树脂构件2由发泡树脂构成。树脂构件2通过发泡成型而形成。即，树脂构件2具有多个气泡A。需要说明的是，树脂构件2的厚度没有特别限定，优选为2～5mm。发泡树脂是在熔融树脂中添加化学发泡剂或物理发泡剂而发泡成型。化学发泡剂例如为ADCA(偶氮二甲酰胺)、DPT(N,N’-二硝基五亚甲基四胺)、OBSH(4,4’-氧代双苯磺酰肼)、碳酸氢盐或碳酸盐等。物理发泡剂例如为氮气或二氧化碳等。

树脂构件3由非发泡树脂构成。非发泡树脂不使用上述那样的发泡剂而成型。将非发泡树脂成型的方法为挤出成型法或注射成型法等，没有特别限定。即，非发泡树脂是不对熔融树脂添加发泡剂而成型的，不包含由发泡剂形成的气泡。树脂构件3也可以由发泡树脂形成。但是，如后所述，树脂构件3优选由非发泡树脂形成。需要说明的是，树脂构件3的厚度没有特别限定，优选为2～5mm。

树脂构件2和树脂构件3的树脂材料是热塑性树脂。热塑性树脂例如可以从通用塑料、工程塑料及超级工程塑料等中进行各种选择。树脂构件2和树脂构件3的树脂材料只要是热塑性树脂即可，没有特别限定。例如，可以使用熔接特性优异的聚碳酸酯树脂、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)树脂、丙烯酸(PMMA)树脂、丙烯酸苯乙烯(AS)树脂、聚苯醚树脂等以及它们的组合。

接合部4包括熔融孔6、凹状接合部7以及外缘接合部8。熔融孔6贯通树脂构件3而在树脂构件2中形成凹部5；凹状接合部7形成于凹部5的内壁；外缘接合部8从凹状接合部7连续地形成于树脂构件2与树脂构件3之间。

熔融孔6在点焊法中例如通过一边使图6及图7所示那样的焊头100的突起101进行超声波振动一边对树脂构件3及树脂构件2进行加压而熔融来形成。更具体而言，在使树脂构件2及树脂构件3重叠的状态下，将进行超声波振动的突起101按压至与树脂构件2的对向面的相反侧的树脂构件3的外表面。在本实施方式中，突起101在相对于树脂构件2的与树脂构件3接触的主面垂直的方向上被按压。突起101一边将树脂构件3熔融，一边向树脂构件2的方向插入，在厚度方向上贯通树脂构件3。进而，突起101使树脂构件2熔融，在树脂构件2中形成凹部5，由此形成熔融孔6。此时，树脂构件3的树脂材料和树脂构件2的树脂材料熔融混合并固化，形成由非发泡树脂构成的凹状接合部7和外缘接合部8。

形成凹状接合部7的机理如下。如上所述，树脂构件2由包含多个气泡A的发泡树脂构成。因此，在由突起101形成凹部5时，树脂构件2的树脂材料熔融，树脂构件2的体积相应减少多个气泡A的体积的量。与该凹部5中的树脂构件2的体积减少相应地，被突起101熔融的树脂构件3的树脂材料流入凹部5，熔融的树脂构件2以及树脂构件3的树脂材料混合并冷却固化。这样，形成由包含树脂构件2及树脂构件3的树脂材料并熔融固化的非发泡树脂构成的凹状接合部7。进而，熔融的树脂构件2及树脂构件3的树脂构件流入树脂构件2和树脂构件3的界面，形成与凹状接合部7的外缘连续的外缘接合部8。

外缘接合部8在树脂构件2和树脂构件3的界面处以从凹状接合部7的开口端外缘连续地延伸的方式形成。因此，外缘接合部8在从树脂构件3的外表面观察时形成为俯视环状。凹状接合部7和外缘接合部8的边界B可以如下定义。参照图2，在包含中心轴CL的纵截面图中，在将面向熔融孔6的树脂构件3的内周面的下端设为下端点C时，边界B由与中心轴CL平行且通过下端点C的假想线形成。即，凹状接合部7是比边界B更靠近中心轴CL的区域(中心轴CL侧的区域)，外缘接合部8是比边界B更远离中心轴CL的区域(与中心轴CL相反的一侧的区域)。需要说明的是，图中的接点D是形成边界B的假想线与形成于树脂构件2的凹部5的内壁的接点。

这样，根据树脂接合体1，通过由发泡树脂形成树脂构件2，能够与外缘接合部8一起形成凹状接合部7而增加熔接面积，即使在相对于树脂构件2的与树脂构件3接触的主面垂直的方向上形成熔融孔6的情况下，也能够提高接合强度。此时，树脂接合体1的接合强度例如能够设为0.6kN以上，能够得到优异的接合强度。

凹状接合部7以覆盖凹部5的内壁的方式形成。因此，凹状接合部7沿着凹部5的形状形成。在本实施方式中，根据图7所示的突起101的形状，凹状接合部7也可以形成为木碗状、研钵状或广口碗(bowl)状。图7所示的附图标记L1表示突起101的直径，附图标记L2表示突起101的突出宽度。凹状接合部7的形状能够根据焊头100的突起101的形状进行各种变更，可以形成为倒三角锥(截面V字状)或倒四角锥等倒多棱锥形状、倒三角锥台或倒四角锥台等倒多棱锥台形状、半球形状或半椭圆球形状等截面U字状或者将倒三角锥形状并排而成的截面W字状等。但是，鉴于要将突起101的超声波振动适当地传递到树脂构件2及树脂构件3，特别是要将开始向树脂构件3的外表面加压时的突起101的超声波振动适当地传递，突起101的形状优选包括半圆球状，此外，凹状接合部7的形状优选为木碗状、研钵状或广口碗状。即，凹状接合部7在与树脂构件2的界面处包含以朝向凹部5的底侧而前端变细的方式形成的弯曲面9，由此与树脂构件3的外表面点接触，能够在树脂构件2和树脂构件3的接合工序中高效地形成接合部4，且能够提高接合强度。

如图2所示，凹状接合部7在包含熔融孔6的中心轴CL的截面中连续地形成。即，凹状接合部7具有规定的厚度而连续地形成，能够不间断地覆盖凹部5的表面。凹状接合部7也可以覆盖凹部5的内壁的整个表面。由此，能够提高树脂接合体1的接合强度。

凹状接合部7的厚度可以朝向上述凹部的底侧逐渐增大。如上所述，与气泡A的体积减少相应地，熔融的树脂构件2及树脂构件3的树脂材料流入凹部5。此时，熔融的树脂材料由于重力而容易向凹部5的底侧流入。这样，凹状接合部7也可以在凹部5的最深的位置、在本实施方式中为穿过熔融孔6的中心轴CL的位置具有最大的厚度。由此，能够在凹部5的底侧增大凹状接合部7的厚度，能够提高树脂接合体1的接合强度。

另外，在包含中心轴CL的截面中，沿着图2所示的接点D的法线的方向的凹状接合部7的厚度t3不大于凹状接合部7的位于最深位置的最下端部的沿着中心轴CL的方向的厚度t4(t3≤t4)。边界B在俯视时形成为框状(若突起101的俯视形状为圆形状则为环状)。因此，至少在框状的边界的一部分，厚度t3不大于厚度t4即可。需要说明的是，在本实施方式中，认为最下端部位于凹状接合部7中的中心轴CL穿过的部分附近。但是，例如，在后述的变形例(参照图5)中，在波形的凹状接合部7中的形成于多个凹部5的任意一个中的凹状接合部7的多个下端部的任意一个形成最下端部。由此，能够在凹部5的底侧增大凹状接合部7的厚度，能够提高树脂接合体1的接合强度。

如图2所示，凹状接合部7也可以具有相对于由发泡树脂构成的树脂构件2的厚度T，从树脂构件2和树脂构件3的界面起20％～75％的深度d。若深度d过小，则熔融的树脂构件3的树脂材料难以流入凹部5，凹状接合部7不连续地形成，接合强度的提高效果可能降低。另一方面，若深度d过大，则形成有凹部5的位置处的树脂构件2的厚度变小，接合强度的提高效果可能降低。从这样的观点出发，为了更有效地提高接合强度，深度d相对于树脂构件2的厚度为20％以上，优选为30％以上，为75％以下，优选为50％以下。另外，若深度d过大，即凹部5过深，则有时与凹部5的形成相应地，在树脂构件2的背面侧(图示的下方)，即树脂构件2的与树脂构件3相对的表面的相反侧的外表面形成凸状的鼓起。因此，从抑制产生该凸状的鼓起而提高外观设计性的观点出发，深度d相对于树脂构件2的厚度为75％以下，优选为50％以下。

在此，树脂构件3也可以由发泡树脂构成。即，在树脂构件3由发泡树脂构成的情况下，只要树脂构件2由发泡树脂构成，则与树脂构件2熔融时的体积减少相应地，熔融的树脂构件2及树脂构件3的树脂材料流入凹部5，因此能够形成凹状接合部7。但是，如果由非发泡树脂构成树脂构件3，则与由发泡树脂构成的情况相比，能够增加流入凹部5的树脂材料的树脂量。因此，从更有效地形成凹状接合部7的观点来看，树脂材料优选由非发泡树脂构成。从同样的观点出发，在由发泡树脂构成树脂构件3的情况下，优选树脂构件3的密度不大于树脂构件2的密度。需要说明的是，树脂构件2和树脂构件3的密度通过依据JISK 7112的水中置换法来测定。另外，树脂构件2的发泡倍率可以大于1且为3以下。树脂构件2的发泡倍率更优选为1.5～2。发泡倍率可以通过将发泡前的未发泡(固体)树脂的比重除以发泡后的发泡树脂的比重来计算。若树脂构件2的发泡倍率大于3，则树脂构件2自身的强度降低，与树脂构件3熔接后的接合强度也可能降低。另一方面，若树脂构件2的发泡倍率为1以下(未发泡)，则在熔接时树脂构件3的树脂材料难以流入凹部5，因此难以得到接合强度。因此，通过使树脂构件2的发泡倍率大于1且为3以下，能够抑制树脂接合体1的接合强度的降低。

树脂接合体1可以设置多个接合部4。例如，如图3所示，在将作为肋(リブ)或凸台(ボス)等结构体的树脂构件3与片状的树脂构件2接合时，在俯视时接合凸缘面31为四边形的情况下，优选至少在四个角部处设置接合部4。即，在接合凸缘面31为多边形的情况下，优选在各个角部设置接合部4。另外，在俯视时接合凸缘面31为圆环或椭圆环等环状的情况下，优选以均等的角度在四处以上设置接合部4。例如，在圆环状的接合凸缘面31设置四处接合部4的情况下，在俯视时每隔90°设置各个接合部4。进而，在接合凸缘面的俯视时的面积为比较大的1m²以上的情况下，从确保树脂构件2和树脂构件3的接合强度的观点出发，多个接合部4各自的间隔为200mm以下，优选为150mm以下。另一方面，若接合部4的间隔过小，则接合工序增加，生产效率降低。因此，多个接合部4各自的间隔为20mm以上，优选为50mm以上。

[第二实施方式]

接着，使用图4对第二实施方式的树脂接合体1进行具体说明。对与第一实施方式的树脂接合体1共通的结构省略说明，基本上仅对与第一实施方式的树脂接合体1不同的结构进行说明。

树脂构件2在与树脂构件3相对的表面具有表皮层21。表皮层21由非发泡树脂构成。因此，树脂构件2也可以改称为包括由发泡树脂构成的芯层和由非发泡树脂构成的表皮层21。具有表皮层21的树脂构件2可以通过共挤出成型法或注射成型法等成型法来形成。例如，在共挤出成型法中，包含表皮层21的树脂构件2一边使用发泡剂使其发泡一边将树脂构件2挤出成型，并且另外挤出非发泡树脂，使成为表皮层21的非发泡树脂与树脂构件2的表面合流。这样，能够成型具有表皮层21的树脂构件2。需要说明的是，表皮层21也可以设置于树脂构件2中与树脂构件3相对的表面的相反侧的外表面。

熔融孔6贯通表皮层21而在树脂构件2中形成凹部5。在此，第二实施方式中的深度d在第二实施方式中替换为包含表皮层21的深度d。即，第二实施方式中的深度d是从树脂构件3和与树脂构件3相对的表皮层21的界面起的凹部5的深度。

在接合部4的形成过程中，凹状接合部7是不仅包含由非发泡树脂构成的树脂构件3的树脂材料，还包含表皮层21的树脂材料而形成。即，凹状接合部7可以说是包含树脂构件3的树脂材料和包括表皮层21的树脂构件2的树脂材料并冷却固化的非发泡树脂层。表皮层21由非发泡树脂构成。因此，能够使比第一实施方式的接合部4多的树脂材料流入凹部5，能够有效地形成厚度更大的凹状接合部7。由此，能够进一步提高接合强度。

凹状接合部7的至少一部分的厚度t1大于表皮层21的厚度t2。在凹状接合部7包含木碗状等弯曲面的情况下，凹状接合部7的厚度t1是沿着凹状接合部7的内侧即熔融孔6侧的弯曲面的法线的方向的厚度。在凹状接合部7形成为直线状的情况下，凹状接合部7的厚度t1是沿着与凹状接合部7的内侧表面正交的方向的厚度。如图4所示，在包含熔融孔6的中心轴CL的截面中，至少穿过熔融孔6的中心轴CL的凹状接合部7的厚度t1大于表皮层21的厚度t2。在凹状接合部7的厚度t1形成得比表皮层21的厚度t2大的情况下，可以说能够高效地形成厚度更大的凹状接合部7。因此，如果能够将凹状接合部7的厚度t1形成得比表皮层21的厚度t2大，则能够更有效地提高接合强度。

[变形例]

需要说明的是，如图5所示，也可以形成多个凹部5。可以与多个凹部5一起形成波形的凹状接合部7。由此，与形成一个凹部5的情况相比，凹状接合部7与树脂构件2的接合界面处的面积增加，因此即使凹状接合部7的深度d比较小，也能够得到良好的接合强度。这样的多个凹部5和波形的凹状接合部7例如能够由在前端部设置有多个突起101的焊头100形成。如上所述，当深度d过大时，有时与凹部5的形成相应地在树脂构件2的与树脂构件3相对的表面的相反侧的外表面形成凸状的鼓起。通过进一步减小凹状接合部7的深度d，能够抑制产生凸状的鼓起，有助于树脂接合体1的外观性的提高。这在第一实施方式的树脂接合体1中也是同样的。

另外，树脂构件2和树脂构件3也可以通过将例如烙铁等那样的发热体从树脂构件3的外表面朝向树脂构件2按压而熔接。即，树脂构件2和树脂构件3的接合方法不限于上述的超声波熔接法，只要能够一边按压树脂构件2和树脂构件3一边使其熔融而形成接合部4，就没有特别限定。

通过树脂接合体1制作的产品及部件等能够削减树脂使用量。其结果是，本实施方式的树脂接合体1能够有助于提高资源利用效率、减轻运输负担、削减能源使用量和削减CO2排放量。通过向社会提供树脂接合体1，能够对达成联合国制定的可持续发展目标(SDGs)的17个目标中的目标7(人人获得可负担、清洁的能源)、目标9(建设产业和技术革新的基础)以及目标11(建设可持续的住区)做出贡献。

以上，对实施方式进行了说明，但本公开并不限定于上述实施方式，只要不脱离其主旨就能够进行各种变更。

实施例

参照图6～图8进行说明。制作试验体1～5的树脂接合材料，进行评价各个树脂接合体的接合强度的试验。试验体1～3为实施例，试验体4和5为比较例。

[表1]

表1

(试验体1)

试验体1是如图4所示的在两个主面分别包含表皮层的树脂构件2与树脂构件3的树脂接合体。树脂构件2具有2mm的厚度，通过共挤出发泡成型法制作成片状。表皮层的厚度分别为0.2mm。树脂构件3具有2mm的厚度，通过注射成型法制作成片状。树脂构件2和树脂构件3的树脂材料是聚碳酸酯树脂。另外，树脂构件2的密度为0.65g/cm³，树脂构件3的密度为1.2g/cm³。

将树脂构件2及树脂构件3在俯视下裁切成长100mm、宽50mm后，如图6所示，相互在纵向上以30mm的宽度重叠。将具备图7所示的突起101的焊头100从树脂构件3的上方按压于该重叠的中央部，一边加压一边通过超声波振动对树脂构件2和树脂构件3进行点焊。突起101的直径L1为3.0mm，突出宽度L2为3.4mm。由此，得到在树脂构件2中形成有凹部的树脂接合体的试验体1。需要说明的是，超声波熔接条件如下。触发载荷：50N，频率：28.5HZ，振幅：100％，加压压力：0.4MPa，熔接时保持时间：0.2s，从感知触发载荷后到熔接完成为止的熔接焊头100的沉入量的实测值：2.3mm。

接着，通过拉伸试验评价试验体1的接合强度。如图8所示，在沿着树脂构件2和树脂构件3的界面的方向上以50mm/min的试验速度进行拉伸，测定接合界面剥离时的最大载荷。

(试验体2～5)

如表1所示，变更树脂构件2和树脂构件3的组合，用同样的方法制作试验体2～5。在试验体2～5中也与试验体1同样地进行拉伸试验，评价各自的接合强度。需要说明的是，作为树脂构件2和树脂构件3中不同的条件，试验体2的树脂构件2为未形成表皮层的厚度2.0mm的发泡树脂，试验体3的树脂构件3中的表皮层各自的厚度为0.4mm。

(试验结果)

试验体1的接合强度为最高的1.11kN。试验体2的接合强度为0.89kN，试验体3的接合强度为0.79kN。得到试验体4和5的接合强度低于试验体1、2和3的接合强度的结果。观察试验体1～3的拉伸试验后的接合界面，结果形成在凹状接合部树脂从内部撕裂的状态。另一方面，试验体4和5在外缘接合部存在被破坏的痕迹。

另外，用切片机切割试验体1～5的接合部，用显微镜观察凹状接合部的截面。在试验体1～3中，如图2或图4所示，可确认到凹状接合部和从凹状接合部连续地形成的外缘接合部。另一方面，在试验体4和5中，无法确认到凹状接合部，仅能够确认外缘接合部。

在试验体1～3中，树脂构件2在通过点焊而熔融时体积会减少，熔融的树脂材料不易从熔融孔的开口端部溢出至外部。因此，认为树脂构件3的熔融的树脂材料也流入树脂构件2的凹部，形成凹状接合部。即，认为增大了熔接面积，提高了接合强度。

对比试验体1～3，通过树脂构件3由非发泡树脂构成，树脂构件2具有表皮层，从而流入凹部的树脂材料的树脂量增加，凹状接合部的厚度变得比较大。因此，认为接合界面的树脂强度变高，接合强度提高。另外，认为在试验体3中，若树脂构件3的密度大于树脂构件2的密度，则流入凹部的树脂量变多，因此接合强度提高。

另一方面，在试验体4和5中，树脂构件2由非发泡树脂构成，因此熔融的树脂构件3的树脂材料从熔融孔的开口端部向外部溢出，因此树脂构件3的树脂材料难以流入凹部。因此，熔接面积变小，接合强度也变低。

需要说明的是，在本实施例中，使用作为非晶性树脂的聚碳酸酯树脂作为树脂材料，但使用相同的非晶性树脂且熔接特性优异的丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)树脂、丙烯酸(PMMA)树脂、丙烯酸苯乙烯(AS)树脂及聚苯醚树脂等也能够得到同样的结果。

附图标记说明

1：树脂接合体，2：树脂构件(第一树脂构件)，21：表皮层，3：树脂构件(第二树脂构件)，4：接合部，5：凹部，6：熔融孔，7：凹状接合部，8：外缘接合部，9：弯曲面，T：厚度，d：深度，t1：厚度，t2：厚度，t3：厚度，t4：厚度，A：气泡，B：边界，C：下端点，D：接点。

Claims (12)

1.一种树脂接合体，具有：

第一树脂构件，其由发泡树脂构成，

第二树脂构件，其与所述第一树脂构件接合，以及

接合部，其将所述第一树脂构件和所述第二树脂构件接合；

所述接合部包含：

熔融孔，其贯通所述第二树脂构件而在所述第一树脂构件中形成凹部，

凹状接合部，其由包含所述第一树脂构件和所述第二树脂构件的树脂材料并熔融固化的非发泡树脂构成，且形成于所述凹部的内壁，以及

外缘接合部，其从所述凹状接合部连续地形成于所述第一树脂构件与所述第二树脂构件之间。

2.根据权利要求1所述的树脂接合体，其中，所述凹状接合部在包含所述熔融孔的中心轴的截面中连续地形成。

3.根据权利要求1或2所述的树脂接合体，其中，在包含所述熔融孔的中心轴的截面中，所述凹状接合部和所述外缘接合部的边界与所述第一树脂构件中的所述凹部的内壁的接点处的沿着法线的方向的厚度不大于所述凹状接合部的最下端部处的沿着所述熔融孔的中心轴的方向的厚度。

4.根据权利要求1所述的树脂接合体，其中，所述凹状接合部在与所述第一树脂构件的界面处包含以朝向所述凹部的底侧而前端变细的方式形成的弯曲面。

5.根据权利要求1所述的树脂接合体，其中，所述凹状接合部具有相对于所述第一树脂构件的厚度，从所述第一树脂构件和所述第二树脂构件的界面起20％～75％的深度。

6.根据权利要求1所述的树脂接合体，其中，所述第二树脂构件由非发泡树脂构成。

7.根据权利要求1所述的树脂接合体，其中，所述第二树脂构件由发泡树脂构成。

8.根据权利要求7所述的树脂接合体，其中，所述第一树脂构件的密度不大于所述第二树脂构件的密度。

9.根据权利要求8所述的树脂接合体，其中，所述第一树脂构件的发泡倍率大于1且为3以下。

10.根据权利要求1所述的树脂接合体，其中，所述第一树脂构件在与所述第二树脂构件相对的表面包含由非发泡树脂构成的表皮层，

所述熔融孔贯通所述表皮层而在所述第一树脂构件中形成凹部。

11.根据权利要求10所述的树脂接合体，其中，所述凹状接合部的至少一部分的厚度大于所述表皮层的厚度。

12.根据权利要求1所述的树脂接合体，其中，所述第一树脂构件与所述第二树脂构件的接合强度为0.6kN以上。