JP2008105430A - レーザー溶着体 - Google Patents

レーザー溶着体 Download PDF

Info

Publication number
JP2008105430A
JP2008105430A JP2007307226A JP2007307226A JP2008105430A JP 2008105430 A JP2008105430 A JP 2008105430A JP 2007307226 A JP2007307226 A JP 2007307226A JP 2007307226 A JP2007307226 A JP 2007307226A JP 2008105430 A JP2008105430 A JP 2008105430A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser
laser light
resin
manufactured
molded
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2007307226A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4574666B2 (ja
Inventor
Tetsuji Kihara
哲二 木原
Satoshi Yamamoto
聡 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Orient Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Orient Chemical Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Orient Chemical Industries Ltd filed Critical Orient Chemical Industries Ltd
Priority to JP2007307226A priority Critical patent/JP4574666B2/ja
Publication of JP2008105430A publication Critical patent/JP2008105430A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4574666B2 publication Critical patent/JP4574666B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/14Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
    • B29C65/16Laser beams
    • B29C65/1629Laser beams characterised by the way of heating the interface
    • B29C65/1635Laser beams characterised by the way of heating the interface at least passing through one of the parts to be joined, i.e. laser transmission welding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/14Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
    • B29C65/16Laser beams
    • B29C65/1603Laser beams characterised by the type of electromagnetic radiation
    • B29C65/1612Infrared [IR] radiation, e.g. by infrared lasers
    • B29C65/1616Near infrared radiation [NIR], e.g. by YAG lasers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/14Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
    • B29C65/16Laser beams
    • B29C65/1629Laser beams characterised by the way of heating the interface
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/14Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
    • B29C65/16Laser beams
    • B29C65/1629Laser beams characterised by the way of heating the interface
    • B29C65/1654Laser beams characterised by the way of heating the interface scanning at least one of the parts to be joined
    • B29C65/1658Laser beams characterised by the way of heating the interface scanning at least one of the parts to be joined scanning once, e.g. contour laser welding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/14Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
    • B29C65/16Laser beams
    • B29C65/1629Laser beams characterised by the way of heating the interface
    • B29C65/1674Laser beams characterised by the way of heating the interface making use of laser diodes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/14Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
    • B29C65/16Laser beams
    • B29C65/1677Laser beams making use of an absorber or impact modifier
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05Particular design of joint configurations
    • B29C66/10Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
    • B29C66/11Joint cross-sections comprising a single joint-segment, i.e. one of the parts to be joined comprising a single joint-segment in the joint cross-section
    • B29C66/112Single lapped joints
    • B29C66/1122Single lap to lap joints, i.e. overlap joints
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05Particular design of joint configurations
    • B29C66/10Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
    • B29C66/12Joint cross-sections combining only two joint-segments; Tongue and groove joints; Tenon and mortise joints; Stepped joint cross-sections
    • B29C66/128Stepped joint cross-sections
    • B29C66/1282Stepped joint cross-sections comprising at least one overlap joint-segment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05Particular design of joint configurations
    • B29C66/10Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
    • B29C66/12Joint cross-sections combining only two joint-segments; Tongue and groove joints; Tenon and mortise joints; Stepped joint cross-sections
    • B29C66/128Stepped joint cross-sections
    • B29C66/1284Stepped joint cross-sections comprising at least one butt joint-segment
    • B29C66/12841Stepped joint cross-sections comprising at least one butt joint-segment comprising at least two butt joint-segments
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05Particular design of joint configurations
    • B29C66/10Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
    • B29C66/14Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections the joint having the same thickness as the thickness of the parts to be joined
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/40General aspects of joining substantially flat articles, e.g. plates, sheets or web-like materials; Making flat seams in tubular or hollow articles; Joining single elements to substantially flat surfaces
    • B29C66/41Joining substantially flat articles ; Making flat seams in tubular or hollow articles
    • B29C66/43Joining a relatively small portion of the surface of said articles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/40General aspects of joining substantially flat articles, e.g. plates, sheets or web-like materials; Making flat seams in tubular or hollow articles; Joining single elements to substantially flat surfaces
    • B29C66/41Joining substantially flat articles ; Making flat seams in tubular or hollow articles
    • B29C66/43Joining a relatively small portion of the surface of said articles
    • B29C66/432Joining a relatively small portion of the surface of said articles for making tubular articles or closed loops, e.g. by joining several sheets ; for making hollow articles or hollow preforms
    • B29C66/4322Joining a relatively small portion of the surface of said articles for making tubular articles or closed loops, e.g. by joining several sheets ; for making hollow articles or hollow preforms by joining a single sheet to itself
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/73General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/739General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/7392General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of at least one of the parts being a thermoplastic
    • B29C66/73921General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of at least one of the parts being a thermoplastic characterised by the materials of both parts being thermoplastics
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C53/00Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
    • B29C53/36Bending and joining, e.g. for making hollow articles
    • B29C53/38Bending and joining, e.g. for making hollow articles by bending sheets or strips at right angles to the longitudinal axis of the article being formed and joining the edges
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/14Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
    • B29C65/16Laser beams
    • B29C65/1603Laser beams characterised by the type of electromagnetic radiation
    • B29C65/1609Visible light radiation, e.g. by visible light lasers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/14Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
    • B29C65/16Laser beams
    • B29C65/1696Laser beams making use of masks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/82Testing the joint
    • B29C65/8207Testing the joint by mechanical methods
    • B29C65/8215Tensile tests
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/71General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the composition of the plastics material of the parts to be joined
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/83General aspects of machine operations or constructions and parts thereof characterised by the movement of the joining or pressing tools
    • B29C66/836Moving relative to and tangentially to the parts to be joined, e.g. transversely to the displacement of the parts to be joined, e.g. using a X-Y table
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2023/00Use of polyalkenes or derivatives thereof as moulding material
    • B29K2023/10Polymers of propylene
    • B29K2023/12PP, i.e. polypropylene
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2067/00Use of polyesters or derivatives thereof, as moulding material
    • B29K2067/006PBT, i.e. polybutylene terephthalate
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2069/00Use of PC, i.e. polycarbonates or derivatives thereof, as moulding material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2077/00Use of PA, i.e. polyamides, e.g. polyesteramides or derivatives thereof, as moulding material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2081/00Use of polymers having sulfur, with or without nitrogen, oxygen or carbon only, in the main chain, as moulding material
    • B29K2081/04Polysulfides, e.g. PPS, i.e. polyphenylene sulfide or derivatives thereof
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2101/00Use of unspecified macromolecular compounds as moulding material
    • B29K2101/12Thermoplastic materials

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

【課題】
複雑な工程を経ることなく、簡便に調製された部材を一度のレーザー溶着工程で一体化でき、しかも外観や溶着強度に優れ、樹脂特性を損なわないレーザー溶着体を提供する。
【解決手段】
レーザー溶着体は、熱可塑性樹脂と、ニグロシン、アニリンブラック、フタロシアニン、ナフタロシアニン、ポルフィリン、ペリレン、クオテリレン、アゾ染料、アントラキノン、スクエア酸誘導体、インモニウム染料から選ばれるレーザー光弱吸収剤とを含有するレーザー光弱吸収性成形部材(1)(2)の複数を重ね合わせたまま、そこへ照射された発振波長800〜1100nmのレーザー光による発熱で、溶着されている。該複数のうちレーザー光照射側の成形部材(1)の吸光度aが0.09〜2.0であり、該吸光度aと別な成形部材(2)の吸光度aとの吸光度比a/aが0.4〜1.2である。
【選択図】図1

Description

本発明は、レーザー光透過吸収性成形部材同士を、一度にレーザー溶着して一体化させたレーザー溶着体に関するものである。
熱可塑性合成樹脂製の成形部材同士を接合するのに、レーザー溶着による方法が知られている。
このような従来のレーザー溶着は、例えば次のようにして行われる。図5に示すように、一方の部材にレーザー光透過性を示す部材11を用い、他方の部材にレーザー光吸収性を示す部材13を用い、両者を当接させる。そこに、レーザー光透過性成形部材11の側からレーザー光吸収性部材13へ向けレーザー光14を照射すると、レーザー光透過性成形部材11を透過したレーザー光14が、レーザー光吸収性部材13に吸収されて、発熱を引き起こす。この熱により、レーザー光を吸収した部分を中心としてレーザー光吸収性部材13が、溶融し、更にレーザー光透過性成形部材11を溶融させて、双方が融合する。これが冷却されると、レーザー光透過性成形部材11とレーザー光吸収性部材13とが、溶着部位15で、接合される。
レーザー溶着の特長として、溶着すべき箇所へレーザー光発生部を接触させることなく、溶着させることが可能であること、局所加熱であるため周辺部への熱影響がごく僅かであること、機械的振動のおそれがないこと、微細な部分や、立体的で複雑な構造を有する部材同士の溶着が可能であること、再現性が高いこと、高い気密性を維持できること、溶着強度が高いこと、溶着部分の境目が目視で分かりにくいこと、粉塵が発生しないこと等が挙げられる。
このレーザー溶着によれば、簡単な操作により確実に溶着を行なうことができる上に、従来の樹脂部品の接合方法である締結用部品(ボルト、ビス、クリップ等)による締結、接着剤による接着、振動溶着、超音波溶着等の方法と同等以上の溶着強度が得られる。しかも振動や熱の影響が少ないので、省力化、生産性の改良、生産コストの低減等を実現することができる。そのためレーザー溶着は、例えば自動車産業や電気・電子産業等において、振動や熱の影響を回避すべき機能部品や電子部品等の接合に適すると共に、複雑な形状の樹脂部品の接合にも対応可能である。
レーザー溶着に関する技術として、特許文献1に、レーザー光を吸収するカーボンブラックが添加されたレーザー光吸収性の熱可塑性合成樹脂部材と、レーザー光透過性の熱可塑性合成樹脂部材とを、重ね合わせた後、レーザー光透過性の部材側からレーザー光を照射することによりレーザー溶着させる方法が記載されている。この場合、2種類のレーザー光透過性成形部材とレーザー光吸収性部材とを別々に調製しなければならない。
また、特許文献2には、熱可塑性樹脂成形部材A及びBと、赤外線透過部を有する放熱材Cとを、C/A/Bの位置関係となるように接触させ、赤外線を放熱材C側から照射するレーザー溶着方法が記載されている。この場合、熱可塑性樹脂成形部材A及びBは、別々に調製する必要がなく同質の熱可塑性樹脂で成形されたものであってもよいが、レーザー溶着時に発熱を調整するために特殊な放熱材Cを使用しなければならず、作業工程が複雑である。
また、特許文献3には、レーザー光を透過する樹脂部材と、レーザー光を吸収する他方の樹脂部材との夫々に溶着代として予め形成された接合フランジ部同士を突き合わせ、レーザー光を透過する樹脂部材の接合フランジ部側からレーザー光を照射して両樹脂部材同士を溶着して一体化させるレーザー溶着方法が記載されている。この場合、2種類のレーザー光を透過する樹脂部材と、レーザー光を吸収する樹脂部材とを別々に調製しなければならない。
特公昭62−49850号公報 再公表WO2003/039843 特開2004−351730号公報
本発明は、前記の課題を解決するためになされたもので、複雑な工程を経ることなく、簡便に調製された部材を一度のレーザー溶着工程で一体化でき、しかも成形部材同士の溶着強度に優れ、樹脂特性を損なわないレーザー溶着体を提供することを目的とする。
本発明者は、レーザー光の一部を吸収しながら一部を透過させるように特定の吸光度に調整した単一又は複数のレーザー光透過吸収性成形部材にレーザー光を照射し、この成形部材からの発熱、熱伝導を利用してレーザー溶着することにより、そこの溶着部分で、大きくて深い溶融現象が引き起こされる結果、レーザー光の透過性成形部材と吸収性成形部材とを溶着する従来のレーザー溶着よりも、一層強固に接合した溶着体を得ることができることを見出した。
前記の目的を達成するためになされた本発明のレーザー溶着体は、熱可塑性樹脂と、ニグロシン、アニリンブラック、フタロシアニン、ナフタロシアニン、ポルフィリン、ペリレン、クオテリレン、アゾ染料、アントラキノン、スクエア酸誘導体、インモニウム染料から選ばれるレーザー光弱吸収剤とを含有するレーザー光弱吸収性成形部材(1)(2)の複数を重ね合わせたまま、そこへ照射された発振波長800〜1100nmのレーザー光による発熱で、溶着されているものであって、該複数のうちレーザー光照射側の成形部材(1)の吸光度aが0.09〜2.0であり、該吸光度aと別な成形部材(2)の吸光度aとの吸光度比a/aが0.3〜1.2であることを特徴とする。
このレーザー溶着体を製造する好ましい実施の態様は、レーザー光照射側にある一方の成形部材で、先ず発熱して樹脂の溶融が発生し、次第に成形部材が重ね合わされた界面に向かって溶融が広がり、終には大きな溶融が発生することにより、強い強度を持つレーザー溶着体が得られるというものである。
このようなレーザー光透過吸収剤は使用するレーザー波長に対する弱い吸収性を有しているものである。このレーザー光透過吸収剤の吸収係数εは、例えば1000〜8000(ml/g・cm)であり、好ましくは1000〜6000、更に好ましくは3000〜6000である。これを含むレーザー光透過吸収性成形部材は、レーザー光透過性という特徴を有しながら、弱いレーザー光吸収性という特徴を併せ持つものである。
レーザー光透過吸収性成形部材の複数(2又は3以上)をレーザー溶着してレーザー溶着体にする。複数のレーザー光透過吸収性成形部材は、それらの成形部材の一部分同士、例えば各成形部材の端部と端部、又は各成形部材端部と中央部等の一部を重ね合わせ、その重なり合った部分をレーザー溶着することにより、達成される。またレーザー光透過吸収性成形部材の1箇所、又は複数箇所でレーザー溶着してレーザー溶着体にしてもよい。
また、複数のレーザー光透過吸収性成形部材は、その厚さを、200〜5000μmとすることができる。
レーザー光透過吸収性成形部材は、少なくともレーザー光透過吸収剤と熱可塑性樹脂とで構成される樹脂組成物から成形して得られたものである。この熱可塑性樹脂は、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリオレフィン系樹脂であることが好ましい。即ち、レーザー光透過吸収性成形部材は、前記熱可塑性樹脂から選ばれる少なくとも一つの樹脂を含有するものが好適である。
レーザー溶着体は、吸光度aが0.09〜2.0の範囲であるレーザー光透過吸収性成形部材を用い、この成形部材を重ね合わせて、レーザー溶着されたものである。一層好ましい吸光度aは、0.09〜0.8である。吸光度がこの範囲であると、レーザー光照射側の成形部材において、十分な強度でレーザー溶着するのに有効な範囲の透過率が保たれる。その結果、レーザー光照射側と反対側の成型部材においても、充分発熱が起こり、溶融現象が起こり易くなるとともに、温度差が少ない溶着現象が起こるものと推察される。このため、強固なレーザー溶着体が得られる。
また、前記好適な樹脂について、実用的な吸光度aの範囲を具体的に示す。この樹脂がポリアミド樹脂である場合、前記吸光度aは0.1〜2.0、好ましくは0.1〜0.8の範囲である。ポリカーボネート樹脂である場合、前記吸光度aは0.1〜1.8、好ましくは0.1〜0.8の範囲である。ポリプロピレン樹脂である場合、前記吸光度aは0.1〜0.9、好ましくは0.1〜0.8の範囲である。
レーザー光透過吸収性成形部材がポリアミド樹脂やポリカーボネート樹脂やポリプロピレン樹脂を用いて成形されている場合、940nmのレーザー光に対して得られる吸収係数ε(2つの成形部材の場合は吸収係数εj1と吸収係数εj2)は、例えば200〜8000(1/cm)、好ましくは1000〜8000である。レーザー光透過吸収性成形部材がポリブチレンテレフタレート樹脂やポリフェニレンサルファイド樹脂を用いて成形されている場合、吸収係数ε(2つの成形部材の場合は吸収係数εj1と吸収係数εj2)は、例えば3000〜15000(1/cm)、好ましくは9000〜14000である。
本発明のレーザー溶着体を、図1のようにレーザー光透過吸収性成形部材1と別なレーザー光透過吸収性成形部材2との二つをレーザー溶着する場合を例に説明する。レーザー光照射側の成形部材1の吸光度をaとし、別な成形部材2の吸光度をaとしたとき、前記吸光度aと前記吸光度aとの比a1/aが、0.8〜1.3であることが好ましい。吸光度aと吸光度aとが等しく、比a1/aが1であると、一層好ましい。この比が1に近い程、レーザー溶着体の外観、色相、接合つなぎ目などが綺麗に見える。また吸光度が等しいか、又はほぼ同等である場合、二つの成形部材のいずれの側からレーザー光を照射するかの区別をする必要がないため、レーザー溶着の際の取り扱いが簡便となる。
レーザー光透過吸収性成形部材1と別なレーザー光透過吸収性成形部材2との二つを用いる場合、一方の成形部材のレーザー光透過吸収剤の濃度C(重量%)及びそれの厚さL(cm)の積Cと、他方の成形部材のレーザー光透過吸収剤の濃度C(重量%)及びそれの厚さL(cm)の積Cとの少なくとも片方を、0.01×10−3〜4.0×10−3とすることが好ましい。
本発明のレーザー溶着体は、レーザー光透過性機能とレーザー光吸収性機能とを有する複数のレーザー光透過吸収性成形部材をレーザー溶着したものである。レーザー光透過吸収性成形部材同士を区別する必要がないから、部材を管理し易く、また、レーザー溶着の際に部材の重ね合わせの順序や向きを調整する煩雑な操作を必要としない。
また、レーザー溶着体は、樹脂部材の接着の際に施す表面前処理工程やアロイ化工程のような煩雑な操作を必要とせず、簡便に製造できるものである。また、当接させたレーザー光透過吸収性成形部材のどちらの側からレーザー光を照射しても製造でき、更にレーザー光の照射角度を自由に調整しつつ製造できるので、複雑な形状の部材の接合に対応できる。しかもレーザー溶着体は、一度のレーザー光照射で製造できるので、生産効率が高いものである。
レーザー溶着体は、それを形成している樹脂本来の特性に影響を与えず、溶着強度が強い。しかも、従来のようなレーザー光透過性成形部材とレーザー光吸収性成形部材とのレーザー溶着の際に生じるエネルギー過剰による溶融部分のボイドの発生がない。また、接着剤や締結用部品を用いていないので、リサイクル性に優れている。
発明を実施するための形態
以下に、本発明のレーザー溶着体の一例について、実施例に対応する図1を参照しながら、詳細に説明する。
本発明のレーザー溶着体を作製するのに、複数の板状のレーザー光透過吸収性成形部材1・2が用いられる。レーザー光透過吸収性成形部材1・2は、レーザー溶着に使用される波長のレーザー光4を一部吸収し、別な一部を透過させるレーザー光透過吸収剤を含有したレーザー光透過性樹脂である熱可塑性樹脂が、熱成形されたものである。レーザー溶着体は、レーザー光透過吸収性成形部材1・2の端部同士が当接され重ねられたまま、レーザー溶着されて強固に一体化したものである。
レーザー溶着体は、以下のようにして作製される。先ず、図1のように、レーザー光透過吸収性成形部材1にレーザー光を照射する。レーザー光透過吸収性成形部材1は、レーザー光を一部透過させながら別な一部を吸収して、発熱し、次第に溶融する。レーザー光透過吸収性成形部材1を透過したレーザー光は、別なレーザー光透過吸収性成形部材2に到達し、一部吸収される結果、レーザー光透過吸収性成形部材2は、発熱する。すなわちこれらレーザー光透過吸収性成形部材1・2の吸光度及び透過率が適切に調整されていることにより、成形部材2に到達するレーザー光量が変化し、発熱量が適切に調整されている。レーザー光透過吸収性成形部材1と2との界面では、熱伝導又は熱輻射が起こる。
このようにレーザー光透過吸収性成形部材1で先ず発熱により樹脂溶融が発生し、次第にレーザー光透過吸収性成形部材1・2の界面に向かって溶融が広がり、両成形部材1・2に広くて深い溶融が発生する結果、強くレーザー溶着される。
このレーザー溶着体のより具体的な製造工程について、その一例を挙げて説明する。その製造工程は例えば下記の(A)〜(D)からなる。
(A)熱可塑性樹脂とレーザー光透過吸収性吸収剤とを少なくとも含み、必要に応じて添加剤を含んでいてもよいレーザー光透過吸収性樹脂組成物を成形して、レーザー光照射側に配置されるレーザー光透過吸収性成形部材1を得る。この成形部材1は、レーザー光(例えば、940nm)に対する吸光度aが、0.07〜2.0である。
(B)レーザー光透過吸収性成形部材1に当接させるレーザー光透過吸収性成形部材2を、成形する。この成形部材2は、成形部材1と同組成又は異種の組合せからなる組成物で成形したものであってもよい。この成形部材2は、レーザー光(例えば、940nm)に対する吸光度a2が、0.07〜2.0である。
(C)レーザー光透過吸収性成形部材1と、レーザー光透過吸収性成形部材2とを、重ね合わせて当接させる。この時に両成形部材1・2を固定するため、適宜治具を用いて加圧してもよい。更に透過吸収性成形部材側に、反射防止膜のような反射防止機能を有する部材を配してもよく、冷却効果を有する部材やガス処理装置などを設置してもよい。
(D)成形部材1側から適切な条件に調整されたレーザー光4を照射する。レーザー光4は、その一部が成形部材1を透過し、別な一部が成形部材1に吸収されて発熱を引き起こす。透過したレーザー光4が、成形部材2へ到達し、成形部材2に吸収され、発熱を引き起こす。これらのレーザー光透過吸収性成形部材1・2の発熱した部位近傍で、成形部材1及び2が溶融する。この熱溶融部分が、冷却されると、固化して溶着する。その結果、これらの成形部材1及び2は、その溶着部位5で強固に接合され、一体化する。
図3に示すように、別なレーザー溶着体を作製するのに、単一のフィルム状のレーザー光透過吸収性成形部材1を用いてもよい。レーザー光透過吸収性成形部材1は、前記と同様に、レーザー溶着に使用される波長のレーザー光4を一部吸収し別な一部を透過させるレーザー光透過吸収剤と、レーザー光透過性樹脂である熱可塑性樹脂とを含有するレーザー光透過吸収性樹脂組成物を熱成形したものである。このレーザー光透過吸収性成形部材1を曲げて丸め、その両端部分同士を重ね合わせたまま、レーザー溶着すると、強固なレーザー溶着体が得られる。
このレーザー溶着体のより具体的な製造工程について、その一例を挙げて説明する。その製造工程は例えば下記の(E)〜(G)からなる。
(E)熱可塑性樹脂とレーザー光透過吸収性吸収剤とを少なくとも含み、必要に応じて添加剤を含んでいてもよいレーザー光透過吸収性樹脂組成物を成形し、レーザー光透過吸収性成形部材1を得る。この成形部材1は、レーザー光(例えば、940nm)に対する吸光度aが、0.07〜2.0である。
(F)レーザー光透過吸収性成形部材1をロール状に曲げ、その両端部を重ね合わせて当接させる。この時に成形部材1の両端部を固定するため、適宜治具を用いて加圧してもよい。更に透過吸収性成形部材側に、反射防止膜のような反射防止機能を有する部材を配してもよく、冷却効果を有する部材やガス処理装置などを設置してもよい。ロール状又は円筒状の金型を用いてロール状又は円筒状に成形した成形部材1を用いてもよい。
(G)重ね合わされたまま当接した箇所に適切な条件に調整されたレーザー光4を照射する。レーザー光4の一部は、両端部が重ねられた上側にある成形部材1の端部を透過し、別な一部は、両端部が重ねられた下部にある成形部材1の端部に吸収され、発熱を引き起こす。このレーザー光透過吸収性成形部材1の発熱した部位近傍で、成形部材1の重ねられた両端部同士が溶融する。この熱溶融部分が、冷却されると、固化して溶着する。
勿論、本発明は、これらの製造工程に限定されるものではない。
なお、レーザー溶着体は、前記の通り複数で均一な厚さの平坦な板状、又は単一のフィルム状のレーザー光透過吸収性成形部材が用いられたものであってもよく、金型で成形したり、湾曲や屈曲させたりしたロール状、円筒状、角柱状、箱状の複数又は単一のレーザー光透過吸収性成形部材が用いられたものであってもよい。レーザー光透過吸収性成形部材は、任意の形状をとり得る。図2に示すように、重畳させる部位で継ぎしろとなる段差を設けていてもよい。
レーザー光透過性成形部材とレーザー光吸収性部材との従来のレーザー溶着は、レーザー光吸収性部材を発熱させて溶融させ、その熱でレーザー光透過性成形部材を溶融させるものであるから熱効率がさほど高くなく、またレーザー光透過性成形部材の樹脂溶融が小さくレーザー光吸収性部材の樹脂溶融が大きいから溶着強度がさほど強くないものである。それに対し、本発明のレーザー溶着体は、光透過吸収性成形部材1と2とのレーザー溶着の例で説明すると、レーザー溶着の際、両成形部材1と2とが共に発熱を引き起こすため、両成形部材1・2間の温度差が少なく、低エネルギーで効率よくレーザー溶着することができるうえ、両成形部材1・2の樹脂溶融部位が大きく広がるので、溶着強度が極めて強いものである。
レーザー溶着体は、レーザー光透過吸収性成形部材1・2同士を溶着した溶着部位5で、実用的に充分な強度を有している。また、レーザー溶着体は、用途や目的に合わせて、レーザー溶着条件を選択して製造され得る。このようにして製造されたレーザー溶着体は、JIS K7113−1995に準じた引張試験において、少なくとも引張溶着強度が50N以上の値を示し、200N以上を示すことが好ましい。
レーザー溶着に用いられるレーザー光として、可視光より長波長域の800〜1600nmの赤外光線、好ましくは800〜1100nmに発振波長を有するレーザー光が使用される。例えば、固体レーザー(Nd:YAG励起、半導体レーザー励起等)、半導体レーザー、チューナブルダイオードレーザー、チタンサファイアレーザー(Nd:YAG励起)が使用される。また、その他に波長が700nm以上の赤外線を発生するハロゲンランプやキセノンランプを用いてもよい。また、レーザー光を、レーザー光透過吸収性成形部材の面に対して、垂直方向からでも斜め方向からでも照射してもよく、また、1方向又は複数方向から照射してもよい。レーザー光の出力は、走査速度と、レーザー光透過吸収性成形部材の吸収能力に応じ、適宜調整される。
波長が700nm以上の赤外線を発生するハロゲンランプを使用する場合、ランプ形状としては、帯状にランプを配したものが多い。照射態様としては、例えば、ランプ照射部が動く走査タイプ、溶着部材が動くマスキングタイプ、多方面から溶着部材に対してランプを同時照射させるタイプ等が挙げられる。また照射は、適宜、赤外線の照射幅、照射時間、照射エネルギー等を調整して行なうことができる。ハロゲンランプは近赤外域を中心にエネルギー分布を持っているため、そのエネルギー分布の短波長側、すなわち可視領域においてエネルギーが存在することがある。このような場合、部材表面に溶着痕を生じることがあるため、カットフィルター等を用いて可視領域のエネルギーを遮断してもよい。
次に、レーザー光透過吸収性成形部材について、より具体的に説明する。
二つのレーザー光透過吸収性成形部材1・2を用い、重ねられたままレーザー光の照射による発熱で溶着されて一体化するレーザー溶着体である場合、例えばレーザー溶着に使用される波長のレーザー光に対し、一方の成形部材の吸光度a1と、他方の成形部材の吸光度aとが、0.07≦(a1及びa)≦2.0であることが好ましく、レーザー光の透過性を考慮すると、0.07≦(a1及びa)≦1.0であることが一層好ましく、0.07≦(a1及びa)≦0.8であるとより一層好ましい。本発明においては、全ての厚みに対する吸光度、特に重ね合わせでは、透過率の関係で、総ての吸光度が重要である。
吸光度がこの範囲であると、レーザー光照射側の成形部材において、十分な強度でレーザー溶着するのに有効な範囲の透過率が保たれる。そのため照射側と反対側の成型部材においても、充分発熱が起こり、溶融現象が起こり易くなるとともに、温度差が少ない溶着現象が起こるものと推察される。この結果、強固なレーザー溶着体が得られる。また成形部材の厚みを変化させて様々な形状のレーザー溶着体を得る際にも対応し易い。
また、前記好適な樹脂について、実用的な吸光度aの範囲をより具体的に示す。この樹脂がポリアミド樹脂である場合、前記吸光度aは0.1〜2.0、好ましくは0.1〜0.8の範囲である。ポリカーボネート樹脂である場合、前記吸光度aが0.1〜1.8、好ましくは0.1〜0.8の範囲である。ポリプロピレン樹脂である場合、前記吸光度aが0.1〜0.9、好ましくは0.1〜0.8の範囲である。
一方の成形部材の吸光度a1と、他方の成形部材の吸光度aとは、0.5≦a1/a≦2.0の条件を満たすことが好ましく、0.8≦a1/a≦1.3の条件を満たすことが更に好ましい。例えば、レーザー光透過吸収性成形部材1・2の吸光度a1,aは、a1≧a、a1≦a、a1=aの場合がある。
この中でも吸光度aとaとが同値、即ちa1=aであると一層好ましい。これはレーザー溶着体の外観、色相、接合つなぎ目などを考慮したものである。また吸光度が等しいかほぼ同等である場合は2種類の部材を区別する必要がなく、簡便に取り扱うことができる。
上記のように、レーザー光透過吸収性成形部材1の吸光度を前記の範囲内となるように調節するため、レーザー光透過吸収性成形部材1の厚さL(cm)に応じ、レーザー光透過吸収剤の吸収係数εを選択し、レーザー光透過吸収剤の濃度C(重量%)を調整する必要がある。レーザー光透過吸収性成形部材2の厚さL(cm)、それのレーザー光透過吸収剤の濃度C(重量%)についても、同様である。
このようにレーザー光透過吸収性成形部材1・2の吸収係数εj1及びεj2を所望の範囲に調整することが重要である。
ポリアミド樹脂・ポリカーボネート樹脂・ポリプロピレン樹脂を用いた場合、940nmのレーザー光に対して得られる各々の吸収係数εj1及びεj2は、例えば200≦εj1(及びεj2)≦8000(1/cm)、好ましくは2000≦εj1(及びεj2)≦7500、特に好ましくは4000≦εj1(及びεj2)≦7000である。
ポリブチレンテレフタレート樹脂・ポリフェニレンサルファイド樹脂を用いた場合、940nmのレーザー光に対して得られる各々の吸収係数εj1及びεj2は、例えば3000≦εj1(及びεj2)≦15000(1/cm)、好ましくは5000≦εj1(及びεj2)≦15000、特に好ましくは8000≦εj1(及びεj2)≦13000である。
吸収係数が前記指定の範囲の上限を超えると、透過率が低下することに伴い、レーザー照射時のレーザー光透過吸収性成形部材同士の発熱が急激となって、焦げやボイドの発生を抑制することが難しくなり、十分な溶着強度を得ることができなくなる。一方、吸収係数が前記指定の範囲の下限未満であると、発熱が不十分となり、十分な溶着強度を得ることができなくなる。
また、一方の成形部材1のレーザー光透過吸収剤の濃度C(重量%)及びそれの厚さL(cm)の積Cと、他方の成形部材2のレーザー光透過吸収剤の濃度C(重量%)及びそれの厚さL(cm)の積Cが、0.01×10-3≦(C及びC)≦4.0×10-3の範囲にあると、より良好な溶着ができる。
レーザー光透過吸収性成形部材1・2の各々の厚さが何れも、200〜5000μmの範囲にあることが好ましい。厚さが200μm未満であるとレーザー光エネルギーのコントロールが難しく、レーザー溶着の際に、熱溶融の過不足が生じ、過熱により破断したり十分な溶着強度が得られなくなったりする。一方、5000μmを超えると、レーザー光透過吸収性成形部材の表面から溶着部位5までの距離が長過ぎ透過率の低下を引き起こして十分な溶着強度が得られなくなってしまう。
レーザー光透過吸収性成形部材1・2に含有されるレーザー光透過吸収剤として、アジン系化合物、ニグロシン、アニリンブラック、フタロシアニン、ナフタロシアニン、ポルフィリン、シアニン系化合物、ペリレン、クオテリレン、金属錯体、アゾ染料、アントラキノン、スクエア酸誘導体、インモニウム染料等が挙げられる。レーザー光透過吸収剤の吸収係数εは、1000〜8000(ml/g・cm)であり、好ましくは1000〜6000、更に好ましくは3000〜6000である。
吸収係数(吸光係数)εの測定方法は、レーザー光透過吸収剤0.05gを精秤し、50mlメスフラスコを用いて、例えば、溶媒N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)に溶解後、その1mlを、50mlメスフラスコを用いてDMFで希釈して測定サンプルとし、分光光度計(島津製作所製の商品名:UV1600PC)を用いて、吸光度測定を行なうというものである。
熱可塑性樹脂に対する着色は、装飾効果、色分け効果、成形品の耐光性向上、内容物の保護や隠蔽等の目的で行われる。産業界において最も重要なのは、黒色着色である。また樹脂の分散性や相溶性を考慮すると、油溶性染料が適している。このため、黒色着色剤としてもレーザー光透過吸収剤としても、用いることができる黒色油溶性染料が、最適である。黒色油溶性染料の中でも、より高い溶着強度等を得ることができるニグロシンが好ましい。
ニグロシンとして、COLOR INDEXにC.I.SOLVENT BLACK 5及びC.I.SOLVENT BLACK 7として記載されているような黒色アジン系縮合混合物が挙げられる。その中でも、C.I.SOLVENT BLACK 7が一層好ましい。このようなニグロシンの合成は、例えば、アニリン、アニリン塩酸塩及びニトロベンゼンを、塩化鉄の存在下、反応温度160乃至180℃で酸化及び脱水縮合することにより行い得るものである。このようなニグロシンとして、オリヱント化学工業社製の商品名NUBIAN BLACKシリーズが市販されている。
また、レーザー光透過吸収剤の含有量は、レーザー光透過性樹脂に対し、0.001〜0.5重量%、好ましくは、0.01〜0.2重量%である。この含有量が0.001重量%よりも少ないと、レーザー光のエネルギーを吸収しても発熱が少ないため、温度が十分にあがらず、レーザー光透過吸収性成形部材同士の接合部の溶着強度が低くなる。また、含有量が0.5重量%を超えると、レーザー光の透過率が低下し過ぎ、レーザー光透過吸収性成形部材同士の十分な溶着強度を得ることができず、更にレーザー光透過性樹脂本来の樹脂特性を失い易い。
また、レーザー光透過吸収剤の含有量は、レーザー光透過性樹脂としてポリアミド樹脂・ポリカーボネート樹脂・ポリプロピレン樹脂を用いた場合、0.001〜0.5重量%、更に好ましくは、0.002〜0.2重量%である。また、レーザー光透過吸収剤の含有量は、レーザー光透過性樹脂としてポリブチレンテレフタレート樹脂・ポリフェニレンサルファイド樹脂を用いた場合、好ましくは、0.001〜0.2重量%である。
この成形部材を形成するレーザー光透過性樹脂は、レーザー光を透過し、レーザー光透過吸収剤を含有させることができる樹脂であれば、どのような樹脂を用いてもかまわない。
レーザー光透過性樹脂としては、例えば、レーザー光透過性を有し、顔料の分散剤として用いられる樹脂、マスターバッチ又は着色ペレットの担体樹脂として使用されている公知の樹脂等が挙げられる。より具体的には、熱可塑性樹脂の代表的な例であるポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS)、ポリアミド樹脂(ナイロン(登録商標)、PA)、ポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、メタクリル樹脂、アクリルポリアミド樹脂、エチレンビニルアルコール(EVOH)樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂やポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂等のポリエステル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリアリルサルホン樹脂、フッ素樹脂、液晶ポリマー等が挙げられる。
このような熱可塑性樹脂は、前記熱可塑性樹脂を形成する単量体の2種以上からなる共重合体樹脂であってもよい。例えば、AS(アクリロニトリル−スチレン)共重合体樹脂、ABS(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン)共重合体樹脂、AES(アクリロニトリル−EPDM−スチレン)共重合体樹脂、PA−PBT共重合体、PET−PBT共重合体樹脂、PC−PBT共重合体樹脂、PC−PA共重合体樹脂等が挙げられる。またポリスチレン系熱可塑性エラストマー、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー等の熱可塑性エラストマー;前記樹脂類を主成分とする合成ワックス又は天然ワックス等が挙げられる。なお、これらの熱可塑性樹脂の分子量は、特に限定されるものではない。また、上記の異なる樹脂を複数用いてもよい。
この熱可塑性樹脂は、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂であることが好ましい。ニグロシンとの相溶性を考慮すると、この中でもポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂が更に好ましい。
ポリアミド樹脂として、ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド46、ポリアミド11、ポリアミド12、ポリアミド69、ポリアミド610、ポリアミド612、ポリアミド96、非晶質性ポリアミド、高融点ポリアミド、ポリアミドRIM、ポリアミドMIX6等;それらの2種類以上のものの共重合体、すなわち、ポリアミド6/66共重合体、ポリアミド6/66/610共重合体、ポリアミド6/66/11/12共重合体、結晶性ポリアミド/非結晶性ポリアミド共重合体等が挙げられる。またポリアミド樹脂は、ポリアミド樹脂と他の合成樹脂との混合重合体であってもよい。そのような混合重合体の例として、ポリアミド/ポリエステル混合重合体、ポリアミド/ポリフェニレンオキシド混合重合体、ポリアミド/ポリカーボネート混合重合体、ポリアミド/ポリオレフィン混合重合体、ポリアミド/スチレン/アクリロニトリル混合重合体、ポリアミド/アクリル酸エステル混合重合体、ポリアミド/シリコーン混合重合体等が挙げられる。これらのポリアミド樹脂は、単独で、又は2種類以上を混合して用いてもよい。
ポリフェニレンサルファイド樹脂は、PPSとも呼ばれる(−φ−S−)[φは置換或いは非置換のフェニレン基]で表わされるチオフェニレン基からなる繰り返し単位を主とする重合体である。この樹脂は、パラジクロルベンゼンと硫化アルカリとを高温、高圧下で反応させて合成したモノマーを、重合させたものである。この樹脂は、重合助剤を用いた重合工程だけで目的の重合度にさせた直鎖型のものと、低分子の重合体を酸素存在下で熱架橋させた架橋型のものとの二タイプに大まかに分類される。特に、直鎖型のものは、透過率が優れている点で好ましい。また、ポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS)の溶融粘度は、溶融混練が可能であれば特に制限はないが、通常5〜2000Pa.sの範囲のものが使用され、100〜600Pa・sの範囲のものが好ましい。
また、ポリフェニレンサルファイド樹脂はポリマーアロイも用いることができる。例えば、PPS/ポリオレフィン系アロイ、PPS/ポリアミド系アロイ、PPS/ポリエステル系アロイ、PPS/ポリカーボネート系アロイ、PPS/ポリフェニレンエーテル系アロイ、PPS/液晶ポリマー系アロイ、PPS/ポリイミド系アロイ、PPS/ポリサルホン系アロイが挙げられる。また、ポリフェニレンサルファイド樹脂は電子部品や自動車部品等の用途に適した特性を有している。
ポリエステル樹脂として、例えばテレフタル酸とエチレングリコールとの重縮合反応によって得られるポリエチレンテレフタレート樹脂、及びテレフタル酸とブチレングリコールとの重縮合反応によって得られるポリブチレンテレフタレート樹脂が挙げられる。その他のポリエステル樹脂の例としては、上記ポリエステル樹脂におけるテレフタル酸成分の一部(例えば15モル%以下[例えば0.5〜15モル%]、好ましくは5モル%以下[例えば0.5〜5モル%])及び/又はエチレングリコール又はブチレングリコール成分の一部(例えば15モル%以下[例えば0.5〜15モル%]、好ましくは5モル%以下[例えば0.5〜5モル%])を置換した共重合体が挙げられる。また、2種以上のポリエステル樹脂を混合したものであってもよい。
ポリオレフィン系樹脂は、特に限定されない。その例としては、エチレン、プロピレン、ブテン−1、3−メチルブテン−1、4−メチルペンテン−1、オクテン−1等のα−オレフィンの単独重合体やこれらの共重合体、或いはこれらと他の共重合可能な不飽和単量体との共重合体(共重合体としては、ブロック共重合体、ランダム共重合体、グラフト共重合体を挙げることができる。)等が挙げられる。より具体例には、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体等のポリエチレン系樹脂;プロピレン単独重合体、プロピレン−エチレンブロック共重合体、又はランダム共重合体、プロピレン−エチレン−ブテン−1共重合体等のポリプロピレン系樹脂;ポリブテン−1、ポリ4−メチルペンテン−1等が挙げられる。これらのポリオレフィン系樹脂は、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、ポリプロピレン樹脂及び/又はポリエチレン樹脂を用いることが好ましい。より好ましいのは、ポリプロピレン系樹脂である。このポリプロピレン系樹脂に特に制限はなく、広範囲の分子量のものを使用できる。
なお、ポリオレフィン系樹脂として、不飽和カルボン酸又はその誘導体で変性された酸変性ポリオレフィンや発泡ポリプロピレンのように樹脂自体に発泡剤を含有したものを用いてもよい。また、エチレン−α−オレフィン系共重合体ゴム、エチレン−α−オレフィン−非共役ジエン系化合物共重合体(例えばEPDM等)、エチレン−芳香族モノビニル化合物−共役ジエン系化合物共重合ゴム、又はこれらの水添物等のゴム類を、ポリオレフィン系樹脂に含有していてもよい。
ポリカーボネートは主鎖に炭酸エステル結合を持つ熱可塑性樹脂で、優れた機械的性質、耐熱性、耐寒性、電気的性質、透明性などを備えており、エンジニアプラスチックの代表的なものである。現在、工業的に生産されているのは、ビスフェノールAからの芳香族ポリカーボネートである。製法にはホスゲン法とエステル交換法の二つの方法がある。化学構造式は、芳香族炭化水素の炭酸エステルを多数連結した直鎖状分子で、分子主鎖にかさばったベンゼン核とフレキシブルなカーボネートから成っている。前者は高い熱変形温度や優れた物理的及び機械的性質を与え、後者は、成形性と柔軟性に寄与するが、アルカリで加水分解し易い。
この成形部材を形成する際、このレーザー光透過性樹脂に、種々の添加剤を必要に応じ配合したものを用いてもよい。このような添加剤としては、例えば着色剤、補強材、充填材、紫外線吸収剤又は光安定剤、酸化防止剤、抗菌・防かび剤、難燃剤、助色剤、分散剤、安定剤、可塑剤、改質剤、帯電防止剤、潤滑剤、離型剤、結晶促進剤、結晶核剤等が挙げられる。
使用できる着色剤の例として、成形部材についての前記の所期の条件を満たすことのできるものであれば、それらの構造や色相には特に限定がなく、より具体的には、アゾメチン系、アントラキノン系、キナクリドン系、ジオキサジン系、ジケトピロロピロール系、アントラピリドン系、イソインドリノン系、インダンスロン系、ペリノン系、ペリレン系、インジゴ系、チオインジゴ系、キノフタロン系、キノリン系、トリフェニルメタン系の各種染顔料等の有機染顔料が挙げられる。
成形部材に用いられる吸収剤が黒色又は暗色の場合、吸収剤の色相並びに、濃度に合わせて、黒色着色剤を混合することにより、良好な黒色成形部材が得られる。黒色混合着色剤としては、例えば、青色着色剤+黄色着色剤+赤色着色剤の組合せ、紫色着色剤+黄色着色剤の組合せ、緑色着色剤+赤色着色剤の組合せが挙げられる。この吸収剤が淡色吸収剤である場合、好適に組み合わすことにより、各色カラー成形部材が得られる。
更に酸化チタン、亜鉛白、炭酸カルシウム、アルミナ白など白色顔料や有機白色顔料を含有することができ、無彩色から、有機染顔料と組合せて、有彩色にも調整できる。
補強材としては、通常の合成樹脂の補強に用い得るものであればよく、特に限定されない。例えば、ガラス繊維、炭素繊維、その他の無機繊維、及び有機繊維(アラミド、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリアミド、ポリエステル及び液晶ポリマー等)等を用いることができ、透明性を要求される樹脂の補強にはガラス繊維が好ましい。好適に用いることができるガラス繊維の繊維長は2〜15mmでありその繊維径は1〜20μmである。ガラス繊維の形態については特に制限はなく、例えばロービング、ミルドファイバー等、何れであってもよい。これらのガラス繊維は、1種類を単独で用いるほか、2種以上を組合せて用いることもできる。その含有量は、レーザー光透過吸収性成形部材100重量部に対し5〜120重量部とすることが好ましい。5重量部未満の場合、十分なガラス繊維補強効果が得られ難く、120重量部を超えると成形性が低下することになり易い。好ましくは10〜60重量部、特に好ましくは20〜50重量部である。
また、充填材としては、マイカ、セリサイト、ガラスフレーク等の板状充填材、タルク、カオリン、クレー、ウォラストナイト、ベントナイト、アスベスト、アルミナシリケート等の珪酸塩、アルミナ、酸化珪素、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン等の金属酸化物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ドロマイト等の炭酸塩、硫酸カルシウム、硫酸バリウム等の硫酸塩、ガラスビーズ、セラミックビ−ズ、窒化ホウ素、炭化珪素等の粒子状充填材等を添加することができる。
紫外線吸収剤又は光安定剤の例としては、ベンゾトリアゾール系化合物、ベンゾフェノン系化合物、サリシレート系化合物、シアノアクリレート系化合物、ベンゾエート系化合物、オギザアリド系化合物、ヒンダードアミン系化合物及びニッケル錯塩等が挙げられる。
酸化防止剤の例としては、フェノール系化合物、リン系化合物、イオウ系化合物及びチオエーテル系化合物等が挙げられる。
抗菌・防かび剤の例としては、2−(4'−チアゾリル)ベンズイミダゾール、10,10'−オキシビスフェノキシアルシン、N−(フルオロジクロロメチルチオ)フタルイミド及びビス(2−ピリジルチオ−1−オキシド)亜鉛等が挙げられる。
難燃剤の例としては、テトラブロモビスフェノールA誘導体、ヘキサブロモジフェニルエーテル及びテトラブロモ無水フタル酸等のハロゲン含有化合物;トリフェニルホスフェート、トリフェニルホスファイト、赤リン及びポリリン酸アンモニウム等のリン含有化合物;尿素及びグアニジン等の窒素含有化合物;シリコンオイル、有機シラン及びケイ酸アルミニウム等のケイ素含有化合物;三酸化アンチモン及びリン酸アンチモン等のアンチモン化合物等が挙げられる。
この成形部材は所望の着色熱可塑性樹脂組成物のマスターバッチを用いて製造してもよい。前記マスターバッチとしては、任意の方法により得られる。例えば、マスターバッチのベースとなる樹脂の粉末又はペレットと着色剤をタンブラーやスーパーミキサー等の混合機で混合した後、押出機、バッチ式混練機又はロール式混練機等により加熱溶融してペレット化又は粗粒子化することにより得ることができる。
この成形部材の成形は、通常行われる種々の手順により行い得る。例えば、着色ペレットを用いて、押出機、射出成形機、ロールミル等の加工機により成形することにより行なうこともでき、また、透明性を有する樹脂のペレット又は粉末、粉砕された着色剤、及び必要に応じ各種の添加物を、適当なミキサー中で混合し、この混合物を、加工機を用いて成形することにより行なうこともできる。また例えば、適当な重合触媒を含有するモノマーに着色剤を加え、この混合物を重合により所望の樹脂とし、これを適当な方法で成形することもできる。成形方法としては、例えば射出成形、押出成形、圧縮成形、発泡成形、ブロー成形、真空成形、インジェクションブロー成形、回転成形、カレンダー成形、溶液流延等、一般に行われる何れの成形方法を採用することができる。このような成形により、種々形状の成形部材を得ることができる。
次に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、勿論本発明はこれらのみに限定されるものではない。
ポリアミド66樹脂を用い、レーザー光透過吸収性成形部材を試作し、次いで図1、図3又は図4に示すように重ね合わせた状態でレーザー溶着させ、本発明を適用するレーザー溶着体を試作した例を実施例1〜14に示し、本発明を適用外のレーザー溶着体の例を比較例1〜3に示す。
(実施例1)
(1−a)レーザー光透過吸収性成形部材1・2の作製
ポリアミド66樹脂(デュポン社製の商品名:ZYTEL(登録商標) 101NC)の499.9gと、ニグロシン(オリヱント化学工業社製の商品名:NUBIAN(登録商標) BLACK PA9801)の0.1gとを、ステンレス製タンブラーに入れ、1時間攪拌混合した。得られた混合物を、射出成形機(東洋機械金属社製の商品名:Si−50)を用いて、シリンダー温度270℃、金型温度60℃で通常の方法により成形して、縦80mm×横50mm×厚さ1mmのレーザー光透過吸収性成形部材1・2を2枚作製した。
(1−b)レーザー溶着体の製造
次に、図1に示すようにレーザー光透過吸収性成形部材1・2同士を、図1のように当接させて重ね合わせ、一方のレーザー光透過吸収性成形部材1の上方から、出力10Wのダイオード・レーザー[波長:940nm 連続的](ファインデバイス社製)によるレーザービーム4を、走査速度1mm/secで、20mm走査させて、照射すると、一体化したレーザー溶着体が得られた。
なお、前記ニグロシンのNUBIAN(登録商標) BLACK PA9801のDMF中での吸収係数εは、6.0×10(ml/g・cm)であった。
下記に示す評価に従い、レーザー光透過吸収性成形部材の吸光度並び吸光係数、レーザー溶着の結果を表1に示す。
(実施例2)
(2−a)レーザー光透過吸収性成形部材1・2の作製
ポリアミド66樹脂(デュポン社製の商品名:ZYTEL(登録商標) 101NC)の499.8gと、ニグロシン(オリヱント化学工業社製の商品名:NUBIAN(登録商標) BLACK PA9801)の0.2gとを、ステンレス製タンブラーに入れ、1時間攪拌混合した。得られた混合物を、射出成形機(東洋機械金属社製の商品名:Si−50)を用いて、シリンダー温度270℃、金型温度60℃で通常の方法により成形して、縦80mm×横50mm×厚さ0.5mmのレーザー光透過吸収性成形部材1・2を2枚作製した。
(2−b)レーザー溶着体の製造
次に、レーザー光透過吸収性成形部材1・2同士を、図1のように当接させて重ね合わせ、一方のレーザー光透過吸収性成形部材1の上方から、出力10Wのダイオード・レーザー[波長:940nm 連続的](ファインデバイス社製)によるレーザービーム4を、走査速度2.5mm/secで、20mm走査させて、照射すると、一体化したレーザー溶着体が得られた。
下記に示す評価に従い、レーザー光透過吸収性成形部材の吸光度並び吸光係数、レーザー溶着の結果を表1に示す。
(実施例3)
(3−a)レーザー光透過吸収性成形部材1・2の作製
ポリアミド66樹脂(デュポン社製の商品名:ZYTEL(登録商標) 101NC)の499.5gと、ニグロシン(オリヱント化学工業社製の商品名:NUBIAN(登録商標) BLACK PA9801)の0.5gとを、表1に示す組成比で、ステンレス製タンブラーに入れ、1時間攪拌混合した。得られた混合物を、射出成形機(東洋機械金属社製の商品名:Si−50)を用いて、シリンダー温度270℃、金型温度60℃で通常の方法により成形して、縦80mm×横50mm×厚さ0.25mmのレーザー光透過吸収性成形部材1・2を2枚作製した。
(3−b)レーザー溶着体の製造
次に、レーザー光透過吸収性成形部材1・2同士を、図1のように当接させて重ね合わせ、一方のレーザー光透過吸収性成形部材1の上方から、出力10Wのダイオード・レーザー[波長:940nm 連続的](ファインデバイス社製)によるレーザービーム4を、走査速度6.5mm/secで、20mm走査させて、照射すると、一体化したレーザー溶着体が得られた。
下記に示す評価に従い、レーザー光透過吸収性成形部材の吸光度並び吸光係数、レーザー溶着の結果を表1に示す。
(実施例4)
(4−a)レーザー光透過吸収性成形部材1・2の作製
ポリアミド66樹脂(デュポン社製の商品名:ZYTEL(登録商標) 101NC)499.95gと、ニグロシン(オリヱント化学工業社製の商品名:NUBIAN(登録商標) BLACK PA9801)0.05gとを、表1に示す組成比で、ステンレス製タンブラーに入れ、1時間攪拌混合した。得られた混合物を、射出成形機(東洋機械金属社製の商品名:Si−50)を用いて、シリンダー温度270℃、金型温度60℃で通常の方法により成形して、縦80mm×横50mm×厚さ1mmのレーザー光透過吸収性成形部材1・2を2枚作製した。
(4−b)レーザー溶着体の製造
次に、レーザー光透過吸収性成形部材1・2同士を、図1のように当接させて重ね合わせ、一方のレーザー光透過吸収性成形部材1の上方から、出力10Wのダイオード・レーザー[波長:940nm 連続的](ファインデバイス社製)によるレーザービーム4を、走査速度1mm/secで、20mm走査させて、照射すると、一体化したレーザー溶着体が得られた。
下記に示す評価に従い、レーザー光透過吸収性成形部材の吸光度並び吸光係数、レーザー溶着の結果を表1に示す。
(実施例5)
(5−a)レーザー光透過吸収性成形部材1の作製
ポリアミド66樹脂(デュポン社製の商品名:ZYTEL(登録商標) 101NC)499.8g、ニグロシン(オリヱント化学工業社製の商品名:NUBIAN(登録商標) BLACK PA9801)0.1g、及びC.I.ソルベントグリーン87のアントラキノン青色油溶性染料とC.I.ソルベントレッド179で示されるペリノン赤色油溶性染料とC.I.ソルベントイエロー163で示されるアントラキノン黄色油溶性染料とを13:20:7の重量比で組み合わせた黒色配合染料0.1gを、ステンレス製タンブラーに入れ、1時間攪拌混合した。得られた混合物を、射出成形機(東洋機械金属社製の商品名:Si−50)を用いて、シリンダー温度270℃、金型温度60℃で通常の方法により成形し、縦80mm×横50mm×厚さ1mmのレーザー光透過吸収性成形部材1を作製した。
(5−a)レーザー光透過吸収性成形部材2の作製
ポリアミド66樹脂(デュポン社製の商品名:ZYTEL(登録商標) 101NC)499.8g、ニグロシン(オリヱント化学工業社製の商品名:NUBIAN(登録商標) BLACK PA9801)0.2g、ステンレス製タンブラーに入れ、1時間攪拌混合した。得られた混合物を、射出成形機(東洋機械金属社製の商品名:Si−50)を用いて、シリンダー温度270℃、金型温度60℃で通常の方法により成形し、縦80mm×横50mm×厚さ1mmのレーザー光透過吸収性成形部材2を作製した。
(5−b)レーザー溶着体の製造
次に、レーザー光透過吸収性成形部材1・2同士を、図1のように当接させて重ね合わせ、一方のレーザー光透過吸収性成形部材1の上方から、出力10Wのダイオード・レーザー[波長:940nm 連続的](ファインデバイス社製)によるレーザービーム4を、走査速度1mm/secで、20mm走査させて、照射すると、一体化したレーザー溶着体が得られた。
下記に示す評価に従い、レーザー光透過吸収性成形部材の吸光度並び吸光係数、レーザー溶着の結果を表1に示す。
(実施例6)
(6−a) 単一のレーザー光透過吸収性成形部材1の作製
ポリアミド66樹脂(デュポン社製の商品名:ZYTEL(登録商標) 101NC)の499.9gと、ニグロシン(オリヱント化学工業社製の商品名:NUBIAN(登録商標) BLACK PA9801)の0.1gとを、ステンレス製タンブラーに入れ、1時間攪拌混合した。得られた混合物を、射出成形機(東洋機械金属社製の商品名:Si−50)を用いて、シリンダー温度270℃、金型温度60℃で通常の方法により成形して、縦50mm×横230mm×厚さ1mmで、直径70mmの円筒状に曲げられ10mm重なっているレーザー光透過吸収性成形部材1を作製した。
(6−b)レーザー溶着体の製造
次に、図3に示すようにレーザー光透過吸収性成形部材1の両端を重ね合わせ、外側方向から、出力10Wのダイオード・レーザー[波長:940nm 連続的](ファインデバイス社製)によるレーザービーム4を、走査速度1mm/secで、20mm走査させて、照射すると、一体化したレーザー溶着体が得られた。
下記に示す評価に従い、レーザー光透過吸収性成形部材の吸光度並び吸光係数、レーザー溶着の結果を表1に示す。
(実施例7)
(7−a)レーザー光透過吸収性成形部材1・2の作製
ポリアミド66樹脂(デュポン社製の商品名:ZYTEL(登録商標) 101NC)499.95gと、ニグロシン(オリヱント化学工業社製の商品名:NUBIAN(登録商標) BLACK PA9801)0.05gとを、ステンレス製タンブラーに入れ、1時間攪拌混合した。得られた混合物を、射出成形機(東洋機械金属社製の商品名:Si−50)を用いて、シリンダー温度280℃、金型温度60℃で通常の方法により成形して、縦80mm×横50mm×厚さ3mmのレーザー光透過吸収性成形部材1・2を2枚作製した。
(7−b)レーザー溶着体の製造
次に、レーザー光透過吸収性成形部材1・2同士を、図1のように当接させて重ね合わせ、一方のレーザー光透過吸収性成形部材1の上方から、出力70Wのダイオード・レーザー[波長:940nm 連続的](ファインデバイス社製)によるレーザービーム4を、走査速度2.2mm/secで、20mm走査させて、照射すると、一体化したレーザー溶着体が得られた。
下記に示す評価に従い、レーザー光透過吸収性成形部材の吸光度並び吸光係数、レーザー溶着の結果を表1に示す。
(実施例8)
(8−a)単一のレーザー光透過吸収性成形部材1の作製
ポリアミド66樹脂(デュポン社製の商品名:ZYTEL(登録商標) 101NC)の499.8gと、ニグロシン(オリヱント化学工業社製の商品名:NUBIAN(登録商標) BLACK PC0850)の0.2gとを、ステンレス製タンブラーに入れ、1時間攪拌混合した。得られた混合物を、射出成形機(東洋機械金属社製の商品名:Si−50)を用いて、シリンダー温度270℃、金型温度60℃で通常の方法により縦50mm×横170mm×厚さ1mmのシートを成形した。それを長手方向で20mm−40mm−40mm−40mm−30mmの順で内向に折り曲げ、両端10mmで重ね合わさせた略四角柱形のレーザー光透過吸収性成形部材1を作製した。
(8−b)レーザー溶着体の製造
次に、レーザー光透過吸収性成形部材1の両端を、図4のように重ね合わせたまま、当接させ、外側方向から、出力10Wのダイオード・レーザー[波長:940nm 連続的](ファインデバイス社製)によるレーザービーム4を、走査速度1mm/secで、20mm走査させて、照射すると、一体化したレーザー溶着体が得られた。
なお、前記ニグロシンのNUBIAN(登録商標) BLACK PC0850のDMF中での吸収係数εは、4.8×10であった。
下記に示す評価に従い、レーザー光透過吸収性成形部材の吸光度並び吸光係数、レーザー溶着の結果を表2に示す。
(実施例9)
(9−a)レーザー光透過吸収性成形部材1・2の作製
ポリアミド66樹脂(デュポン社製の商品名:ZYTEL(登録商標) 101NC)の499.0gと、ニグロシン(オリヱント化学工業社製の商品名:CRAMITY(登録商標) 81)の1.0gとを、ステンレス製タンブラーに入れ、1時間攪拌混合した。得られた混合物を、射出成形機(東洋機械金属社製の商品名:Si−50)を用いて、シリンダー温度270℃、金型温度60℃で通常の方法により成形して、縦80mm×横50mm×厚さ1mmのレーザー光透過吸収性成形部材1・2を2枚作製した。
(9−b)レーザー溶着体の製造
次に、レーザー光透過吸収性成形部材1・2同士を、図1のように当接させて重ね合わせ、一方のレーザー光透過吸収性成形部材1の上方から、出力10Wのダイオード・レーザー[波長:940nm 連続的](ファインデバイス社製)によるレーザービーム4を、走査速度1mm/secで、20mm走査させて、照射すると、一体化したレーザー溶着体が得られた。
なお、前記ニグロシンのオリヱント化学工業社製の商品名:CRAMITY(登録商標) 81のDMF中での吸収係数εは、5.9×10(ml/g・cm)であった。
下記に示す評価に従い、レーザー光透過吸収性成形部材の吸光度並び吸光係数、レーザー溶着の結果を表2に示す。
(実施例10)
(10−a)レーザー光透過吸収性成形部材1・2の作製
ポリアミド66樹脂(デュポン社製の商品名:ZYTEL(登録商標) 101NC)の498.0gと、ニグロシン(オリヱント化学工業社製の商品名:CRAMITY(登録商標) 81)の2.0gとを、ステンレス製タンブラーに入れ、1時間攪拌混合した。得られた混合物を、射出成形機(東洋機械金属社製の商品名:Si−50)を用いて、シリンダー温度270℃、金型温度60℃で通常の方法により成形して、縦80mm×横50mm×厚さ1mmのレーザー光透過吸収性成形部材1・2を2枚作製した。
(10−b)レーザー溶着体の製造
次に、レーザー光透過吸収性成形部材1・2同士を、図1のように当接させて重ね合わせ、一方のレーザー光透過吸収性成形部材1の上方から、出力10Wのダイオード・レーザー[波長:940nm 連続的](ファインデバイス社製)によるレーザービーム4を、走査速度1mm/secで、20mm走査させて、照射すると、一体化したレーザー溶着体が得られた。
下記に示す評価に従い、レーザー光透過吸収性成形部材の吸光度並び吸光係数、レーザー溶着の結果を表2に示す。
(実施例11)
(11−a)レーザー光透過吸収性成形部材1・2の作製
ポリアミド66樹脂(デュポン社製の商品名:ZYTEL(登録商標) 101NC)の497.5gと、ニグロシン(オリヱント化学工業社製の商品名:CRAMITY(登録商標) 81)の2.5gとを、ステンレス製タンブラーに入れ、1時間攪拌混合した。得られた混合物を、射出成形機(東洋機械金属社製の商品名:Si−50)を用いて、シリンダー温度270℃、金型温度60℃で通常の方法により成形して、縦80mm×横50mm×厚さ1mmのレーザー光透過吸収性成形部材1・2を2枚作製した。
(11−b)レーザー溶着体の製造
次に、レーザー光透過吸収性成形部材1・2同士を、図1のように当接させて重ね合わせ、一方のレーザー光透過吸収性成形部材1の上方から、出力10Wのダイオード・レーザー[波長:940nm 連続的](ファインデバイス社製)によるレーザービーム4を、走査速度1mm/secで、20mm走査させて、照射すると、一体化したレーザー溶着体が得られた。
下記に示す評価に従い、レーザー光透過吸収性成形部材の吸光度並び吸光係数、レーザー溶着の結果を表2に示す。
(実施例12)
(12−a)レーザー光透過吸収性成形部材1の作製
ポリアミド66樹脂(デュポン社製の商品名:ZYTEL(登録商標) 101NC)499.5gと、ニグロシン(オリヱント化学工業社製の商品名:CRAMITY(登録商標) 81)0.5gとを、ステンレス製タンブラーに入れ、1時間攪拌混合した。得られた混合物を、射出成形機(東洋機械金属社製の商品名:Si−50)を用いて、シリンダー温度270℃、金型温度60℃で通常の方法により成形して、縦80mm×横50mm×厚さ1mmのレーザー光透過吸収性成形部材1を作製した。
(12−a)レーザー光透過吸収性成形部材2の作製
ポリアミド66樹脂(デュポン社製の商品名:ZYTEL(登録商標) 101NC)499.5gと、ニグロシン(オリヱント化学工業社製の商品名:CRAMITY(登録商標) 81)0.5gとを、ステンレス製タンブラーに入れ、1時間攪拌混合した。得られた混合物を、射出成形機(東洋機械金属社製の商品名:Si−50)を用いて、シリンダー温度270℃、金型温度60℃で通常の方法により成形して、縦80mm×横50mm×厚さ2mmのレーザー光透過吸収性成形部材2を作製した。
(12−b)レーザー溶着体の製造
次に、レーザー光透過吸収性成形部材1・2同士を、図1のように当接させて重ね合わせ、レーザー光透過吸収性成形部材1の上方から、出力10Wのダイオード・レーザー[波長:940nm 連続的](ファインデバイス社製)によるレーザービーム4を、走査速度2mm/secで、20mm走査させて、照射すると、一体化したレーザー溶着体が得られた。
下記に示す評価に従い、レーザー光透過吸収性成形部材の吸光度並び吸光係数、レーザー溶着の結果を表2に示す。
(実施例13)
(13−a)レーザー光透過吸収性成形部材1の作製
ポリアミド66樹脂(デュポン社製の商品名:ZYTEL(登録商標) 101NC)499gと、ニグロシン(オリヱント化学工業社製の商品名:CRAMITY(登録商標) 81)1.0gとを、ステンレス製タンブラーに入れ、1時間攪拌混合した。得られた混合物を、射出成形機(東洋機械金属社製の商品名:Si−50)を用いて、シリンダー温度270℃、金型温度60℃で通常の方法により成形して、縦80mm×横50mm×厚さ1mmのレーザー光透過吸収性成形部材1を作製した。
(13−a)レーザー光透過吸収性成形部材aの作製
ポリアミド66樹脂(デュポン社製の商品名:ZYTEL(登録商標) 101NC)498.5gと、ニグロシン(オリヱント化学工業社製の商品名:CRAMITY(登録商標) 81)2.5gとを、ステンレス製タンブラーに入れ、1時間攪拌混合した。得られた混合物を、射出成形機(東洋機械金属社製の商品名:Si−50)を用いて、シリンダー温度270℃、金型温度60℃で通常の方法により成形して、縦80mm×横50mm×厚さ1.5mmのレーザー光透過吸収性成形部材2を作製した。
(13−b)レーザー溶着体の製造
次に、レーザー光透過吸収性成形部材1・2同士を、図1のように当接させて重ね合わせ、レーザー光透過吸収性成形部材1の上方から、出力10Wのダイオード・レーザー[波長:940nm 連続的](ファインデバイス社製)によるレーザービーム4を、走査速度2mm/secで、20mm走査させて、照射すると、一体化したレーザー溶着体が得られた。
下記に示す評価に従い、レーザー光透過吸収性成形部材の吸光度並び吸光係数、レーザー溶着の結果を表2に示す。
(実施例14)
(14−a)レーザー光透過吸収性成形部材1の作製
ポリアミド66樹脂(デュポン社製の商品名:ZYTEL(登録商標) 101NC)499.0gと、ニグロシン(オリヱント化学工業社製の商品名:CRAMITY(登録商標) 81)1.0gとを、ステンレス製タンブラーに入れ、1時間攪拌混合した。得られた混合物を、射出成形機(東洋機械金属社製の商品名:Si−50)を用いて、シリンダー温度270℃、金型温度60℃で通常の方法により成形して、縦80mm×横50mm×厚さ1mmのレーザー光透過吸収性成形部材1を作製した。
(14−a)レーザー光透過吸収性成形部材2の作製
ポリアミド66樹脂(デュポン社製の商品名:ZYTEL(登録商標) 101NC)499.5gと、ニグロシン(オリヱント化学工業社製の商品名:CRAMITY(登録商標) 81)0.5gとを、ステンレス製タンブラーに入れ、1時間攪拌混合した。得られた混合物を、射出成形機(東洋機械金属社製の商品名:Si−50)を用いて、シリンダー温度270℃、金型温度60℃で通常の方法により成形して、縦80mm×横50mm×厚さ1.5mmのレーザー光透過吸収性成形部材2を作製した。
(14−b)レーザー溶着体の製造
次に、レーザー光透過吸収性成形部材1・2同士を、図1のように当接させて重ね合わせ、レーザー光透過吸収性成形部材1の上方から、出力10Wのダイオード・レーザー[波長:940nm 連続的](ファインデバイス社製)によるレーザービーム4を、走査速度1mm/secで、20mm走査させて、照射すると、一体化したレーザー溶着体が得られた。
下記に示す評価に従い、レーザー光透過吸収性成形部材の吸光度並び吸光係数、レーザー溶着の結果を表2に示す。
(比較例1)
(1−A)比較成形部材の作製
ポリアミド66樹脂(デュポン社製の商品名:ZYTEL(登録商標) 101NC)495gと、ニグロシン(オリヱント化学工業社製の商品名:NUBIAN(登録商標) BLACK PA9801)5.0gとを、ステンレス製タンブラーに入れ、1時間攪拌混合した。得られた混合物を、射出成形機(東洋機械金属社製の商品名:Si−50)を用いて、シリンダー温度270℃、金型温度60℃で通常の方法により成形し、縦80mm×横50mm×厚さ1mmの比較成形部材を2枚作製した。
(1−B)レーザー溶着体の製造
次に、レーザー光透過吸収性成形部材同士を、当接させて重ね合わせ、一方のレーザー光透過吸収性成形部材の上方から、出力10Wのダイオード・レーザー[波長:940nm 連続的](ファインデバイス社製)によるレーザービーム4を、走査速度1mm/secで、20mm走査させて、照射したが、レーザー溶着体は得られなかった。
下記に示す評価に従い、レーザー光透過吸収性成形部材の吸光度並び吸光係数、レーザー溶着の結果を表2に示す。
(比較例2)
(2−A)従来のレーザー光透過性成形部材の作製
ポリアミド66樹脂(デュポン社製の商品名:ザイテル(登録商標) 101NC)500gをステンレス製タンブラーに入れ、1時間攪拌混合した。それを、射出成形機(東洋機械金属社製の商品名:Si−50)を用いて、シリンダー温度270℃、金型温度60℃で通常の方法により成形して、縦80mm×横50mm×厚さ1mmのレーザー光透性成形部材を2枚作製した。
(2−B)レーザー溶着体の製造
次に、レーザー光透過性成形部材同士を、当接させて重ね合わせ、一方のレーザー光透過性成形部材の上方から、出力10Wのダイオード・レーザー[波長:940nm 連続的](ファインデバイス社製)によるレーザービーム4を、走査速度1mm/secで、20mm走査させて、照射したが、レーザー溶着体は得られなかった。
下記に示す評価に従い、レーザー光透過吸収性成形部材の吸光度並び吸光係数、レーザー溶着の結果を表2に示す。
(比較例3)
(3−A)比較成形部材1・2の作製
ポリアミド66樹脂(デュポン社製の商品名:ZYTEL(登録商標) 101NC)499gと、カーボンブラック(三菱化学社製の商品名:#CB960)1gとを、ステンレス製タンブラーに入れ、1時間攪拌混合した。得られた混合物を、射出成形機(東洋機械金属社製の商品名:Si−50)を用いて、シリンダー温度270℃、金型温度60℃で通常の方法により成形して、縦80mm×横50mm×厚さ1mmの比較成形部材を2枚作製した。
(3−B)レーザー溶着体の製造
次に、レーザー光透過吸収性成形部材1・2同士を、当接させて重ね合わせ、レーザー光透過吸収性成形部材1の上方から、出力15Wのダイオード・レーザー[波長:940nm 連続的](ファインデバイス社製)によるレーザービーム4を、走査速度1mm/secで、20mm走査させて、照射したが、レーザー溶着体は得られなかった。
下記に示す評価に従い、レーザー光透過吸収性成形部材の吸光度並び吸光係数、レーザー溶着の結果を表2に示す。
次に、繊維強化されたポリアミド6樹脂を用い、レーザー光透過吸収性成形部材を試作し、次いで図1に示すように重ね合わせた状態でレーザー溶着させ、本発明を適用するレーザー溶着体を試作した例を実施例15〜18に示し、本発明を適用外のレーザー溶着体の例を比較例4〜5に示す。
(実施例15)
(15−a)レーザー光透過吸収性成形部材1・2の作製
繊維強化ポリアミド6樹脂(デュポン社製の商品名 ZYTEL(登録商標)73G30L)499.9gと、ナフタロシアニン(山本化成社製の商品名 YKR−5010)0.1gとを、ステンレス製タンブラーに入れ、1時間攪拌混合した。得られた混合物を、射出成形機(東洋機械金属社製の商品名:Si−50)を用いて、シリンダー温度280℃、金型温度80℃で通常の方法により成形し、縦80mm×横50mm×厚さ1mmのレーザー光透過吸収性成形部材1・2を2枚作製した。
(15−b)レーザー溶着体の製造
次に、レーザー光透過吸収性成形部材1・2同士を、図1のように当接させて重ね合わせ、一方のレーザー光透過吸収性成形部材1の上方から、出力10Wのダイオード・レーザー[波長:940nm 連続的](ファインデバイス社製)によるレーザービーム4を、走査速度1mm/secで、20mm走査させて、照射すると、一体化したレーザー溶着体が得られた。
下記に示す評価に従い、レーザー光透過吸収性成形部材の吸光度並び吸光係数、レーザー溶着の結果を表3に示す。
(実施例16)
(16−a)レーザー光透過吸収性成形部材1・2の作製
繊維強化ポリアミド6樹脂(デュポン社製の商品名 ZYTEL(登録商標)73G30L)499.99gと、ニグロシン(オリヱント化学工業社製の商品名:CRAMITY(登録商標) 81)0.01gとを、ステンレス製タンブラーに入れ、1時間攪拌混合した。得られた混合物を、射出成形機(東洋機械金属社製の商品名:Si−50)を用いて、シリンダー温度280℃、金型温度80℃で通常の方法により成形し、縦80mm×横50mm×厚さ2mmのレーザー光透過吸収性成形部材1・2を2枚作製した。
(16−b)レーザー溶着体の製造
次に、レーザー光透過吸収性成形部材1・2同士を、図1のように当接させて重ね合わせ、一方のレーザー光透過吸収性成形部材1の上方から、出力30Wのダイオード・レーザー[波長:940nm 連続的](ファインデバイス社製)によるレーザービーム4を、走査速度0.50mm/secで、20mm走査させて、照射すると、一体化したレーザー溶着体が得られた。
下記に示す評価に従い、レーザー光透過吸収性成形部材の吸光度並び吸光係数、レーザー溶着の結果を表3に示す。
(実施例17)
(17−a)レーザー光透過吸収性成形部材1・2の作製
繊維強化ポリアミド6樹脂(デュポン社製の商品名 ZYTEL(登録商標)73G30L)499.975gと、ニグロシン(オリヱント化学工業社製の商品名:CRAMITY(登録商標) 81)0.025gとを、ステンレス製タンブラーに入れ、1時間攪拌混合した。得られた混合物を、射出成形機(東洋機械金属社製の商品名:Si−50)を用いて、シリンダー温度280℃、金型温度80℃で通常の方法により成形し、縦80mm×横50mm×厚さ2mmのレーザー光透過吸収性成形部材1・2を2枚作製した。
(17−b)レーザー溶着体の製造
次に、レーザー光透過吸収性成形部材1・2同士を、図1のように当接させて重ね合わせ、一方のレーザー光透過吸収性成形部材1の上方から、出力30Wのダイオード・レーザー[波長:940nm 連続的](ファインデバイス社製)によるレーザービーム4を、走査速度0.60mm/secで、20mm走査させて、照射すると、一体化したレーザー溶着体が得られた。
下記に示す評価に従い、レーザー光透過吸収性成形部材の吸光度並び吸光係数、レーザー溶着の結果を表3に示す。
(実施例18)
(18−a)レーザー光透過吸収性成形部材1の作製
繊維強化ポリアミド6樹脂(デュポン社製の商品名 ZYTEL(登録商標)73G30L)499.975gと、ニグロシン(オリヱント化学工業社製の商品名:CRAMITY(登録商標) 81)0.025gとを、ステンレス製タンブラーに入れ、1時間攪拌混合した。得られた混合物を、射出成形機(東洋機械金属社製の商品名:Si−50)を用いて、シリンダー温度280℃、金型温度80℃で通常の方法により成形し、縦80mm×横50mm×厚さ2mmのレーザー光透過吸収性成形部材1を作製した。
(18−a)レーザー光透過吸収性成形部材2の作製
繊維強化ポリアミド6樹脂(デュポン社製の商品名 ZYTEL(登録商標)73G30L)499.95gと、ニグロシン(オリヱント化学工業社製の商品名:CRAMITY(登録商標) 81)0.05gとを、ステンレス製タンブラーに入れ、1時間攪拌混合した。得られた混合物を、射出成形機(東洋機械金属社製の商品名:Si−50)を用いて、シリンダー温度280℃、金型温度80℃で通常の方法により成形し、縦80mm×横50mm×厚さ3mmのレーザー光透過吸収性成形部材2を作製した。
(18−b)レーザー溶着体の製造
次に、レーザー光透過吸収性成形部材1・2同士を、図1のように当接させて重ね合わせ、一方のレーザー光透過吸収性成形部材1の上方から、出力50Wのダイオード・レーザー[波長:940nm 連続的](ファインデバイス社製)によるレーザービーム4を、走査速度0.90mm/secで、20mm走査させて、照射すると、一体化したレーザー溶着体が得られた。
下記に示す評価に従い、レーザー光透過吸収性成形部材の吸光度並び吸光係数、レーザー溶着の結果を表3に示す。
(比較例4)
(4−A)従来のレーザー光透過性成形部材の作製
繊維強化ポリアミド6樹脂(デュポン社製の商品名 ZYTEL(登録商標)73G30L)500gを、ステンレス製タンブラーに入れ、1時間攪拌混合した。それを、射出成形機(東洋機械金属社製の商品名:Si−50)を用いて、シリンダー温度280℃、金型温度80℃で通常の方法により成形して、縦80mm×横50mm×厚さ1mmのレーザー光透性成形部材を2枚作製した。
(4−B)レーザー溶着体の製造
次に、レーザー光透過性成形部材同士を、当接させて重ね合わせ、一方のレーザー光透過性成形部材の上方から、出力30Wのダイオード・レーザー[波長:940nm 連続的](ファインデバイス社製)によるレーザービーム4を、走査速度1mm/secで、20mm走査させて、照射した。
下記に示す評価に従い、レーザー光透過吸収性成形部材の吸光度並び吸光係数、レーザー溶着の結果を表3に示す。
(比較例5)
(5−A)従来のレーザー光透過性成形部材の作製
繊維強化ポリアミド6樹脂(デュポン社製の商品名 ZYTEL(登録商標)73G30L)499gと、カーボンブラック(三菱化学社製の商品名:CB960)1.0gとを、ステンレス製タンブラーに入れ、1時間攪拌混合した。得られた混合物を、射出成形機(東洋機械金属社製の商品名:Si−50)を用いて、シリンダー温度280℃、金型温度80℃で通常の方法により成形して、縦80mm×横50mm×厚さ1mmのレーザー光透性成形部材を2枚作製した。
(5−B)レーザー溶着体の製造
次に、レーザー光透過性成形部材同士を、当接させて重ね合わせ、一方のレーザー光透過性成形部材の上方から、出力30Wのダイオード・レーザー[波長:940nm 連続的](ファインデバイス社製)によるレーザービーム4を、走査速度1mm/secで、20mm走査させて、照射したが、レーザー溶着体は得られなかった。
下記に示す評価に従い、レーザー光透過吸収性成形部材の吸光度並び吸光係数、レーザー溶着の結果を表3に示す。
次に、ポリカーボネート樹脂を用い、レーザー光透過吸収性成形部材を試作し、次いで図1に示すように重ね合わせた状態でレーザー溶着させ、本発明を適用するレーザー溶着体を試作した例を実施例19〜23に示し、本発明を適用外のレーザー溶着体の例を比較例6〜7に示す。
(実施例19)
(19−a)レーザー光透過吸収性成形部材1・2の作製
ポリカーボネート樹脂(帝人社製の商品名:パンライトL1225Y)497.5gと、ニグロシン(オリヱント化学工業社製の商品名:NUBIAN(登録商標) BLACK PC0850)2.5gとを、ステンレス製タンブラーに入れ、1時間攪拌混合した。得られた混合物を、射出成形機(東洋機械金属社製の商品名:Si−50)を用いて、シリンダー温度280℃、金型温度70℃で通常の方法により成形して、縦80mm×横50mm×厚さ1mmのレーザー光透過吸収性成形部材1・2を2枚作製した。
(19−b)レーザー溶着体の製造
次に、レーザー光透過吸収性成形部材1・2同士を、図1のように当接させて重ね合わせ、一方のレーザー光透過吸収性成形部材1の上方から、出力10Wのダイオード・レーザー[波長:940nm 連続的](ファインデバイス社製)によるレーザービーム4を、走査速度1.0mm/secで、20mm走査させて、照射すると、一体化したレーザー溶着体が得られた。
なお、前記ニグロシンのNUBIAN(登録商標) BLACK PC0850のDMF中での940nmの光に対する吸収係数εは、4.8×10(ml/g・cm)であった。
下記に示す評価に従い、レーザー光透過吸収性成形部材の吸光度並び吸光係数、レーザー溶着の結果を表4に示す。
(実施例20)
(20−a)レーザー光透過吸収性成形部材1・2の作製
ポリカーボネート樹脂(帝人社製の商品名:パンライトL1225Y)498.5gと、ニグロシン(オリヱント化学工業社製の商品名:NUBIAN(登録商標) BLACK PC0850)1.5gとを、ステンレス製タンブラーに入れ、1時間攪拌混合した。得られた混合物を、射出成形機(東洋機械金属社製の商品名:Si−50)を用いて、シリンダー温度280℃、金型温度70℃で通常の方法により成形して、縦80mm×横50mm×厚さ1mmのレーザー光透過吸収性成形部材1・2を2枚作製した。
(20−b)レーザー溶着体の製造
次に、レーザー光透過吸収性成形部材1・2同士を、図1のように当接させて重ね合わせ、一方のレーザー光透過吸収性成形部材1の上方から、出力10Wのダイオード・レーザー[波長:940nm 連続的](ファインデバイス社製)によるレーザービーム4を、走査速度1.0mm/secで、20mm走査させて、照射すると、一体化したレーザー溶着体が得られた。
下記に示す評価に従い、レーザー光透過吸収性成形部材の吸光度並び吸光係数、レーザー溶着の結果を表4に示す。
(実施例21)
(21−a)レーザー光透過吸収性成形部材1・2の作製
ポリカーボネート樹脂(帝人社製の商品名:パンライトL1225Y)499gと、ニグロシン(オリヱント化学工業社製の商品名:NUBIAN(登録商標) BLACK PC0850)1.0gとを、ステンレス製タンブラーに入れ、1時間攪拌混合した。得られた混合物を、射出成形機(東洋機械金属社製の商品名:Si−50)を用いて、シリンダー温度280℃、金型温度70℃で通常の方法により成形して、縦80mm×横50mm×厚さ1mmのレーザー光透過吸収性成形部材1・2を2枚作製した。
(21−b)レーザー溶着体の製造
次に、レーザー光透過吸収性成形部材1・2同士を、図1のように当接させて重ね合わせ、一方のレーザー光透過吸収性成形部材1の上方から、出力10Wのダイオード・レーザー[波長:940nm 連続的](ファインデバイス社製)によるレーザービーム4を、走査速度1.0mm/secで、20mm走査させて、照射すると、一体化したレーザー溶着体が得られた。
下記に示す評価に従い、レーザー光透過吸収性成形部材の吸光度並び吸光係数、レーザー溶着の結果を表4に示す。
(実施例22)
(22−a)レーザー光透過吸収性成形部材1・2の作製
ポリカーボネート樹脂(帝人社製の商品名:パンライトL1225Y)499.75gと、ニグロシン(オリヱント化学工業社製の商品名:NUBIAN(登録商標) BLACK PC0850)0.25gとを、ステンレス製タンブラーに入れ、1時間攪拌混合した。得られた混合物を、射出成形機(東洋機械金属社製の商品名:Si−50)を用いて、シリンダー温度280℃、金型温度70℃で通常の方法により成形して、縦80mm×横50mm×厚さ1mmのレーザー光透過吸収性成形部材1・2を2枚作製した。
(22−b)レーザー溶着体の製造
次に、レーザー光透過吸収性成形部材1・2同士を、図1のように当接させて重ね合わせ、一方のレーザー光透過吸収性成形部材1の上方から、出力10Wのダイオード・レーザー[波長:940nm 連続的](ファインデバイス社製)によるレーザービーム4を、走査速度1.0mm/secで、20mm走査させて、照射すると、一体化したレーザー溶着体が得られた。
下記に示す評価に従い、レーザー光透過吸収性成形部材の吸光度並び吸光係数、レーザー溶着の結果を表4に示す。
(実施例23)
(23−a)レーザー光透過吸収性成形部材1・2の作製
ポリカーボネート樹脂(帝人社製の商品名:パンライトL1225Y)498g、ニグロシン(オリヱント化学工業社製の商品名:NUBIAN(登録商標) BLACK PC0850)、1.0g、及びC.I.ソルベントグリーン87のアントラキノン青色油溶性染料とC.I.ソルベントレッド179で示されるペリノン赤色油溶性染料とC.I.ソルベントイエロー163で示されるアントラキノン黄色油溶性染料とを13:20:7の重量比で組み合わせた黒色配合染料1.0gを、ステンレス製タンブラーに入れ、1時間攪拌混合した。得られた混合物を、射出成形機(東洋機械金属社製の商品名:Si−50)を用いて、シリンダー温度280℃、金型温度70℃で通常の方法により成形して、縦80mm×横50mm×厚さ1mmのレーザー光透過吸収性成形部材1・2を2枚作製した。
(23−b)レーザー溶着体の製造
次に、レーザー光透過吸収性成形部材1・2同士を、図1のように当接させて重ね合わせ、一方のレーザー光透過吸収性成形部材1の上方から、出力10Wのダイオード・レーザー[波長:940nm 連続的](ファインデバイス社製)によるレーザービーム4を、走査速度1.0mm/secで、20mm走査させて、照射すると、一体化したレーザー溶着体が得られた。
下記に示す評価に従い、レーザー光透過吸収性成形部材の吸光度並び吸光係数、レーザー溶着の結果を表4に示す。
(実施例24)
(24−a)レーザー光透過吸収性成形部材1・2の作製
ポリカーボネート樹脂(帝人社製の商品名:パンライトL1225Y)498g、ニグロシン(オリヱント化学工業社製の商品名:NUBIAN(登録商標) BLACK PC0850)、1.0g、及びC.I.ソルベントグリーン87のアントラキノン青色油溶性染料とC.I.ソルベントレッド179で示されるペリノン赤色油溶性染料とC.I.ソルベントイエロー163で示されるアントラキノン黄色油溶性染料とを13:20:7の重量比で組み合わせた黒色配合染料1.0gを、ステンレス製タンブラーに入れ、1時間攪拌混合した。得られた混合物を、射出成形機(東洋機械金属社製の商品名:Si−50)を用いて、シリンダー温度280℃、金型温度70℃で通常の方法により成形して、縦80mm×横50mm×厚さ1mmのレーザー光透過吸収性成形部材1を作製した。
(24−a)レーザー光透過吸収性成形部材1・2の作製
ポリカーボネート樹脂(帝人社製の商品名:パンライトL1225Y)498.75g、ニグロシン(オリヱント化学工業社製の商品名:NUBIAN(登録商標) BLACK PC0850)、1.25gを、ステンレス製タンブラーに入れ、1時間攪拌混合した。得られた混合物を、射出成形機(東洋機械金属社製の商品名:Si−50)を用いて、シリンダー温度280℃、金型温度70℃で通常の方法により成形して、縦80mm×横50mm×厚さ2mmのレーザー光透過吸収性成形部材2を作製した。
(24−b)レーザー溶着体の製造
次に、レーザー光透過吸収性成形部材1・2同士を、図1のように当接させて重ね合わせ、一方のレーザー光透過吸収性成形部材1の上方から、出力10Wのダイオード・レーザー[波長:940nm 連続的](ファインデバイス社製)によるレーザービーム4を、走査速度1.0mm/secで、20mm走査させて、照射すると、一体化したレーザー溶着体が得られた。
下記に示す評価に従い、レーザー光透過吸収性成形部材の吸光度並び吸光係数、レーザー溶着の結果を表4に示す。
(比較例6)
(6−A)従来のレーザー光透過性成形部材の作製
ポリカーボネート樹脂(帝人社製の商品名:パンライトL1225Y)500gをステンレス製タンブラーに入れ、1時間攪拌混合した。それを、射出成形機(東洋機械金属社製の商品名:Si−50)を用いて、シリンダー温度280℃、金型温度70℃で通常の方法により成形して、縦80mm×横50mm×厚さ1mmのレーザー光透性成形部材を2枚作製した。
(6−B)レーザー溶着体の製造
次に、レーザー光透過性成形部材同士を、当接させて重ね合わせ、一方のレーザー光透過性成形部材の上方から、出力10Wのダイオード・レーザー[波長:940nm 連続的](ファインデバイス社製)によるレーザービーム4を、走査速度1.0mm/secで、20mm走査させて、照射したが、レーザー溶着体は得られなかった。
下記に示す評価に従い、レーザー光透過吸収性成形部材の吸光度並び吸光係数、レーザー溶着の結果を表4に示す。
(比較例7)
(7−A)従来のレーザー光透過性成形部材の作製
ポリカーボネート樹脂(帝人社製の商品名:パンライトL1225Y)499.65gと、カーボンブラック(三菱化学社製の商品名:MA220)0.35gとを、ステンレス製タンブラーに入れ、1時間攪拌混合した。得られた混合物を、射出成形機(東洋機械金属社製の商品名:Si−50)を用いて、シリンダー温度280℃、金型温度70℃で通常の方法により成形して、縦80mm×横50mm×厚さ1mmのレーザー光透性成形部材を2枚作製した。
(7−B)レーザー溶着体の製造
次に、レーザー光透過性成形部材同士を、当接させて重ね合わせ、一方のレーザー光透過性成形部材の上方から、出力10Wのダイオード・レーザー[波長:940nm 連続的](ファインデバイス社製)によるレーザービーム4を、走査速度1.0mm/secで、20mm走査させて、照射したが、レーザー溶着体は得られなかった。
下記に示す評価に従い、レーザー光透過吸収性成形部材の吸光度並び吸光係数、レーザー溶着の結果を表4に示す。
次に、ポリブチレンテレフタレート樹脂を用い、レーザー光透過吸収性成形部材を試作し、次いで図1に示すように重ね合わせた状態でレーザー溶着させ、本発明を適用するレーザー溶着体を試作した例を実施例25〜27に示し、本発明を適用外のレーザー溶着体の例を比較例8に示す。
(実施例25)
(25−a)レーザー光透過吸収性成形部材1・2の作製
ポリブチレンテレフタレート樹脂(三菱エンジニアリングプラスチックス社製の商品名:NOVADURAN(登録商標)MY5008)499.99gと、ニグロシン(オリヱント化学工業社製の商品名:CRAMITY(登録商標) 81)0.01gとを、ステンレス製タンブラーに入れ、1時間攪拌混合した。得られた混合物を、射出成形機(東洋機械金属社製の商品名:Si−50)を用いて、シリンダー温度260℃、金型温度60℃で通常の方法により成形して、縦80mm×横50mm×厚さ1mmのレーザー光透過吸収性成形部材1・2を2枚作製した。
(25−b)レーザー溶着体の製造
次に、レーザー光透過吸収性成形部材1・2同士を、図1のように当接させて重ね合わせ、一方のレーザー光透過吸収性成形部材1の上方から、出力30Wのダイオード・レーザー[波長:940nm 連続的](ファインデバイス社製)によるレーザービーム4を、走査速度0.6mm/secで、20mm走査させて、照射すると、一体化したレーザー溶着体が得られた。
なお、前記ニグロシンのNUBIAN(登録商標) BLACK PA9803のDMF中での940nmの光に対する吸収係数εは、6.4×10(ml/g・cm)であった。
下記に示す評価に従い、レーザー光透過吸収性成形部材の吸光度並び吸光係数、レーザー溶着の結果を表5に示す。
(実施例26)
(26−a)レーザー光透過吸収性成形部材1・2の作製
ポリブチレンテレフタレート樹脂(三菱エンジニアリングプラスチックス社製の商品名:NOVADURAN(登録商標)MY5008)499.5gと、ニグロシン(オリヱント化学工業社製の商品名:NUBIAN(登録商標)BLACK PA9803)0.5gとを、ステンレス製タンブラーに入れ、1時間攪拌混合した。得られた混合物を、射出成形機(東洋機械金属社製の商品名:Si−50)を用いて、シリンダー温度260℃、金型温度60℃で通常の方法により成形して、縦80mm×横50mm×厚さ1mmのレーザー光透過吸収性成形部材1・2を2枚作製した。
(26−b)レーザー溶着体の製造
次に、レーザー光透過吸収性成形部材1・2同士を、図1のように当接させて重ね合わせ、一方のレーザー光透過吸収性成形部材1の上方から、出力10Wのダイオード・レーザー[波長:940nm 連続的](ファインデバイス社製)によるレーザービーム4を、走査速度2.0mm/secで、20mm走査させて、照射すると、一体化したレーザー溶着体が得られた。
下記に示す評価に従い、レーザー光透過吸収性成形部材の吸光度並び吸光係数、レーザー溶着の結果を表5に示す。
(実施例27)
(27−a)レーザー光透過吸収性成形部材1・2の作製
ポリブチレンテレフタレート樹脂(三菱エンジニアリングプラスチックス社製の商品名:NOVADURAN(登録商標)MY5008)499.95gと、ニグロシン(オリヱント化学工業社製の商品名:NUBIAN(登録商標)BLACK PA9803)0.05gとを、ステンレス製タンブラーに入れ、1時間攪拌混合した。得られた混合物を、射出成形機(東洋機械金属社製の商品名:Si−50)を用いて、シリンダー温度260℃、金型温度60℃で通常の方法により成形して、縦80mm×横50mm×厚さ1mmのレーザー光透過吸収性成形部材1・2を2枚作製した。
(27−b)レーザー溶着体の製造
次に、レーザー光透過吸収性成形部材1・2同士を、図1のように当接させて重ね合わせ、一方のレーザー光透過吸収性成形部材1の上方から、出力10Wのダイオード・レーザー[波長:940nm 連続的](ファインデバイス社製)によるレーザービーム4を、走査速度1.0mm/secで、20mm走査させて、照射すると、一体化したレーザー溶着体が得られた。
下記に示す評価に従い、レーザー光透過吸収性成形部材の吸光度並び吸光係数、レーザー溶着の結果を表5に示す。
(比較例8)
(8−A)レーザー光透過吸収性成形部材の作製
ポリブチレンテレフタレート樹脂(三菱エンジニアリングプラスチックス社製の商品名:NOVADURAN(登録商標)MY5008)499gと、ニグロシン(オリヱント化学工業社製の商品名:NUBIAN(登録商標)BLACK PA9803)1gとを、ステンレス製タンブラーに入れ、1時間攪拌混合した。得られた混合物を、射出成形機(東洋機械金属社製の商品名:Si−50)を用いて、シリンダー温度260℃、金型温度60℃で通常の方法により成形して、縦80mm×横50mm×厚さ2mmのレーザー光透過吸収性成形部材1・2を2枚作製した。
(8−B)レーザー溶着体の製造
次に、レーザー光透過吸収性成形部材1・2同士を、当接させて重ね合わせ、一方のレーザー光透過吸収性成形部材1の上方から、出力30Wのダイオード・レーザー[波長:940nm 連続的](ファインデバイス社製)によるレーザービーム4を、走査速度0.6mm/secで、20mm走査させて、照射したが、レーザー溶着体は得られなかった。
下記に示す評価に従い、レーザー光透過吸収性成形部材の吸光度並び吸光係数、レーザー溶着の結果を表5に示す。
次にポリフェニレンサルファイド樹脂を用い、レーザー光透過吸収性成形部材を試作し、次いで図1に示すように重ね合わせた状態でレーザー溶着させ、本発明を適用するレーザー溶着体を試作した例を実施例28〜30に示し、本発明を適用外のレーザー溶着体の例を比較例9に示す。
(実施例28)
(28−a)レーザー光透過吸収性成形部材1・2の作製
ポリフェニレンサルファイド樹脂(ポリプラスチックス社製の商品名:FORTRON(登録商標)0220A9)499.99gと、ニグロシン(オリヱント化学工業社製の商品名:CRAMITY(登録商標) 81)0.01gとを、ステンレス製タンブラーに入れ、1時間攪拌混合した。得られた混合物を、射出成形機(東洋機械金属社製の商品名:Si−50)を用いて、シリンダー温度310℃、金型温度150℃で通常の方法により成形して、縦80mm×横50mm×厚さ1mmのレーザー光透過吸収性成形部材1・2を2枚作製した。
(28−b)レーザー溶着体の製造
次に、レーザー光透過吸収性成形部材1・2同士を、図1のように当接させて重ね合わせ、一方のレーザー光透過吸収性成形部材1の上方から、出力30Wのダイオード・レーザー[波長:940nm 連続的](ファインデバイス社製)によるレーザービーム4を、走査速度0.3mm/secで、20mm走査させて、照射すると、一体化したレーザー溶着体が得られた。
下記に示す評価に従い、レーザー光透過吸収性成形部材の吸光度並び吸光係数、レーザー溶着の結果を表5に示す。
(実施例29)
(29−a)レーザー光透過吸収性成形部材1・2の作製
ポリフェニレンサルファイド樹脂(ポリプラスチックス社製の商品名:FORTRON(登録商標)0220A9)499.5gと、ニグロシン(オリヱント化学工業社製の商品名:NUBIAN(登録商標)BLACK PA9803)0.5gとを、ステンレス製タンブラーに入れ、1時間攪拌混合した。得られた混合物を、射出成形機(東洋機械金属社製の商品名:Si−50)を用いて、シリンダー温度310℃、金型温度150℃で通常の方法により成形して、縦80mm×横50mm×厚さ1mmのレーザー光透過吸収性成形部材1・2を2枚作製した。
(29−b)レーザー溶着体の製造
次に、レーザー光透過吸収性成形部材1・2同士を、図1のように当接させて重ね合わせ、一方のレーザー光透過吸収性成形部材1の上方から、出力10Wのダイオード・レーザー[波長:940nm 連続的](ファインデバイス社製)によるレーザービーム4を、走査速度1.0mm/secで、20mm走査させて、照射すると、一体化したレーザー溶着体が得られた。
下記に示す評価に従い、レーザー光透過吸収性成形部材の吸光度並び吸光係数、レーザー溶着の結果を表5に示す。
(実施例30)
(30−a)レーザー光透過吸収性成形部材1・2の作製
ポリフェニレンサルファイド樹脂(ポリプラスチックス社製の商品名:FORTRON(登録商標)0220A9)499.75gと、ニグロシン(オリヱント化学工業社製の商品名:NUBIAN(登録商標)BLACK PA9803)0.25gとを、ステンレス製タンブラーに入れ、1時間攪拌混合した。得られた混合物を、射出成形機(東洋機械金属社製の商品名:Si−50)を用いて、シリンダー温度310℃、金型温度150℃で通常の方法により成形して、縦80mm×横50mm×厚さ1mmのレーザー光透過吸収性成形部材1・2を2枚作製した。
(30−b)レーザー溶着体の製造
次に、レーザー光透過吸収性成形部材1・2同士を、図1のように当接させて重ね合わせ、一方のレーザー光透過吸収性成形部材1の上方から、出力10Wのダイオード・レーザー[波長:940nm 連続的](ファインデバイス社製)によるレーザービーム4を、走査速度1.0mm/secで、20mm走査させて、照射すると、一体化したレーザー溶着体が得られた。
下記に示す評価に従い、レーザー光透過吸収性成形部材の吸光度並び吸光係数、レーザー溶着の結果を表5に示す。
(比較例9)
(9−A)レーザー光透過吸収性成形部材の作製
ポリフェニレンサルファイド樹脂(ポリプラスチックス社製の商品名:FORTRON(登録商標)0220A9)499gと、ニグロシン(オリヱント化学工業社製の商品名:NUBIAN(登録商標)BLACK PA9803)1gとを、ステンレス製タンブラーに入れ、1時間攪拌混合した。得られた混合物を、射出成形機(東洋機械金属社製の商品名:Si−50)を用いて、シリンダー温度310℃、金型温度150℃で通常の方法により成形して、縦80mm×横50mm×厚さ2mmのレーザー光透過吸収性成形部材1・2を2枚作製した。
(9−B)レーザー溶着体の製造
次に、レーザー光透過吸収性成形部材1・2同士を、当接させて重ね合わせ、一方のレーザー光透過吸収性成形部材1の上方から、出力30Wのダイオード・レーザー[波長:940nm 連続的](ファインデバイス社製)によるレーザービーム4を、走査速度1.0mm/secで、20mm走査させて、照射したが、レーザー溶着体は得られなかった。
下記に示す評価に従い、レーザー光透過吸収性成形部材の吸光度並び吸光係数、レーザー溶着の結果を表5に示す。
ポリプロピレン樹脂を用い、レーザー光透過吸収性成形部材を試作し、次いで図1に示すように重ね合わせた状態でレーザー溶着させ、本発明を適用するレーザー溶着体を試作した例を実施例31〜32に示す。
(実施例31)
(31−a)レーザー光透過吸収性成形部材1・2の作製
ポリプロピレン樹脂(日本ポリプロ社製の商品名:NOVATEC(登録商標)MA04A)499.95gと、ナフタロシアニン(山本化成社製の商品名 YKR−5010)0.05gとを、ステンレス製タンブラーに入れ、1時間攪拌混合した。得られた混合物を、射出成形機(東洋機械金属社製の商品名:Si−50)を用いて、シリンダー温度200℃、金型温度40℃で通常の方法により成形して、縦80mm×横50mm×厚さ2mmのレーザー光透過吸収性成形部材1・2を2枚作製した。
(31−b)レーザー溶着体の製造
次に、レーザー光透過吸収性成形部材1・2同士を、図1のように当接させて重ね合わせ、一方のレーザー光透過吸収性成形部材1の上方から、出力30Wのダイオード・レーザー[波長:940nm 連続的](ファインデバイス社製)によるレーザービーム4を、走査速度1.5mm/secで、20mm走査させて、照射すると、一体化したレーザー溶着体が得られた。
下記に示す評価に従い、レーザー光透過吸収性成形部材の吸光度並び吸光係数、レーザー溶着の結果を表5に示す。
(実施例32)
(32−a)レーザー光透過吸収性成形部材1・2の作製
ポリプロピレン樹脂(日本ポリプロ社製の商品名:NOVATEC(登録商標)BC05B)498.0gと、ニグロシン(オリヱント化学工業社製の商品名:NUBIAN(登録商標) BLACK PA9801)2.0gとを、ステンレス製タンブラーに入れ、1時間攪拌混合した。得られた混合物を、射出成形機(東洋機械金属社製の商品名:Si−50)を用いて、シリンダー温度200℃、金型温度40℃で通常の方法により成形して、縦80mm×横50mm×厚さ1mmのレーザー光透過吸収性成形部材1・2を2枚作製した。
(32−b)レーザー溶着体の製造
次に、レーザー光透過吸収性成形部材1・2同士を、図1のように当接させて重ね合わせ、一方のレーザー光透過吸収性成形部材1の上方から、出力10Wのダイオード・レーザー[波長:940nm 連続的](ファインデバイス社製)によるレーザービーム4を、走査速度2.0mm/secで、20mm走査させて、照射すると、一体化したレーザー溶着体が得られた。
下記に示す評価に従い、レーザー光透過吸収性成形部材の吸光度並び吸光係数、レーザー溶着の結果を表5に示す。
(物性評価)
実施例、比較例で得た成形部材、及びそれのレーザー溶着体について、下記方法により物性評価を行った。
(1)吸光度及び吸収係数(εj)の算出
吸収係数の算出方法は、以下の通りである。分光光度計(日本分光社製の商品名:V−570)を用いて、レーザー光透過吸収性成形部材1・2について、
940nmでのLambert−Beerの法則(1)
Figure 2008105430
(式(1)中、(I0):入射光の強さ、(IT):透過光の強さ、(IR):反射光の強さ)により、吸光度a1を求めた。
また、
Figure 2008105430
であるから、レーザー光透過吸収性成形部材1・2についてその式から検量線を作成し、この検量線の傾きである吸収係数εj1より、吸収係数εj1(1/cm)を求めた。なお、ニグロシン以外の着色剤の場合も同様である。また吸光度a2、εj2も同様である。
(2)引張強度試験
前記実施例、比較例で得られたレーザー溶着体に対し、JIS K7113−1995に準じ、引張試験機(島津製作所社製の商品名:AG−50kNE)にて、溶着体の長手方向(溶着部を引離す方向)に試験速度10mm/minで引張試験を行って、引張溶着強度を測定した。
(3)外観の目視観察
前記実施例、比較例で得られたレーザー溶着体の溶着部外観について目視判定を行った。
上記実施例、比較例で得たレーザー溶着体の物性評価の結果を、表1〜表5に纏めて示す。
Figure 2008105430
Figure 2008105430
Figure 2008105430
Figure 2008105430
Figure 2008105430
表1〜5から明らかなとおり、本発明のレーザー溶着体は、レーザー光透過吸収性成形部材同士が、しっかりと溶着されており、大きな引張強度と、良好なレーザー溶着外観性とを有していた。
本発明のレーザー溶着体は、自動車部品、例えば内装のインストルメントパネル、エンジンルーム内におけるレゾネター(消音器)、医療器具例えば輸液等の内容物を注入して点滴等で使用する医療用チューブ、食料包材例えば流動食や飲料組成物を含有するスパウトパウチ、ペットボトルのラベル、家電製品部品例えばハウジング等に用いられる。
図1は、本発明を適用するレーザー溶着体を、複数重ね合わせたレーザー光透過吸収性成形部材のレーザー溶着により製造する実施の一例を示す図である。 図2は、本発明を適用するレーザー溶着体を、複数重ね合わせたレーザー光透過吸収性成形部材のレーザー溶着により製造する別な実施の一例を示す図である。 図3は、本発明を適用するレーザー溶着体を、単一で湾曲させたレーザー光透過吸収性成形部材のレーザー溶着により製造する実施の一例を示す図である。 図4は、本発明を適用するレーザー溶着体を、単一で屈曲させたレーザー光透過吸収性成形部材のレーザー溶着により製造する実施の一例を示す図である。 図5は、本発明を適用外のレーザー溶着体を、レーザー光透過性成形部材とレーザー光吸収性成形部材とのレーザー溶着により製造する例を示す図である。
符号の説明
1,2はレーザー光透過吸収性成形部材、4,14はレーザー光、5,15は溶着部位、11はレーザー光透過性を示す部材、13はレーザー光吸収性を示す部材である。

Claims (9)

  1. 熱可塑性樹脂と、ニグロシン、アニリンブラック、フタロシアニン、ナフタロシアニン、ポルフィリン、ペリレン、クオテリレン、アゾ染料、アントラキノン、スクエア酸誘導体、インモニウム染料から選ばれるレーザー光弱吸収剤とを含有するレーザー光弱吸収性成形部材(1)(2)の複数を重ね合わせたまま、そこへ照射された発振波長800〜1100nmのレーザー光による発熱で、溶着されているレーザー溶着体であって、該複数のうちレーザー光照射側の成形部材(1)の吸光度aが0.09〜2.0であり、該吸光度aと別な成形部材(2)の吸光度aとの吸光度比a/aが0.3〜1.2であることを特徴とするレーザー溶着体。
  2. 前記熱可塑性樹脂が、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリプロピレン樹脂から選ばれる少なくとも一つであることを特徴とする請求項1に記載のレーザー溶着体。
  3. 前記レーザー光透過吸収性成形部材が、吸光度aを0.09〜0.8とすることを特徴とする請求項1に記載のレーザー溶着体。
  4. 前記熱可塑性樹脂がポリアミド樹脂であり、前記レーザー光透過吸収性成形部材が、前記吸光度を0.1〜2.0とすることを特徴とする請求項1に記載のレーザー溶着体。
  5. 前記熱可塑性樹脂がポリカーボネート樹脂であり、前記レーザー光透過吸収性成形部材が、前記吸光度を0.1〜1.8とすることを特徴とする請求項1に記載のレーザー溶着体。
  6. 前記熱可塑性樹脂がポリプロピレン樹脂であり、前記レーザー光透過吸収性成形部材が、前記吸光度aを0.1〜0.9とすることを特徴とする請求項1に記載のレーザー溶着体。
  7. 前記レーザー光透過吸収性成形部材が、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂及びポリプロピレン樹脂から選ばれる少なくとも1種類の前記熱可塑性樹脂を含有しており、940nmのレーザー光に対する吸収係数εを200〜8000(1/cm)とすることを特徴とする請求項1に記載のレーザー溶着体。
  8. 前記レーザー光透過吸収性成形部材が、ポリブチレンテレフタレート樹脂及びポリフェニレンサルファイド樹脂から選ばれる少なくとも1種類の前記熱可塑性樹脂を含有しており、940nmのレーザー光に対する吸収係数εを3000〜15000(1/cm)とすることを特徴とする請求項1に記載のレーザー溶着体。
  9. 前記レーザー光透過吸収性成形部材が、厚さを200〜5000μmとすることを特徴とする請求項1に記載のレーザー溶着体。
JP2007307226A 2005-09-21 2007-11-28 レーザー溶着体 Active JP4574666B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007307226A JP4574666B2 (ja) 2005-09-21 2007-11-28 レーザー溶着体

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005273999 2005-09-21
JP2007307226A JP4574666B2 (ja) 2005-09-21 2007-11-28 レーザー溶着体

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007502140A Division JP4086891B2 (ja) 2005-09-21 2006-09-20 レーザー溶着体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008105430A true JP2008105430A (ja) 2008-05-08
JP4574666B2 JP4574666B2 (ja) 2010-11-04

Family

ID=39439169

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007307226A Active JP4574666B2 (ja) 2005-09-21 2007-11-28 レーザー溶着体

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4574666B2 (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4430131B1 (ja) * 2009-08-10 2010-03-10 静岡県 レーザ溶融接合用ベルト素材及びレーザ接合方法
WO2010119995A1 (ja) * 2009-04-17 2010-10-21 Kutsuna Muneharu 繊維強化複合材料のレーザ加工方法と加工部材
JP6459105B1 (ja) * 2017-06-29 2019-01-30 オリヱント化学工業株式会社 レーザー溶着体及びその製造方法
WO2019088073A1 (ja) * 2017-10-31 2019-05-09 三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社 レーザー溶着体
KR20190078028A (ko) * 2017-12-26 2019-07-04 현대자동차주식회사 레이저 융착용 폴리프로필렌 수지 조성물 및 이를 포함하는 운송 수단용 성형품
EP3421540A4 (en) * 2016-02-25 2019-07-24 Mitsubishi Engineering-Plastics Corporation RESIN COMPOSITION FOR LASER WELDING AND WELDED BODY THEREOF

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000075795A (ja) * 1998-08-31 2000-03-14 Fuji Seal Inc ストレッチラベル用のチューブ体及びその製造方法
JP2003183524A (ja) * 2001-10-24 2003-07-03 Bayer Ag レーザーを吸収する低カーボンブラック含有量の成形用組成物
JP2004148800A (ja) * 2002-09-05 2004-05-27 Ube Ind Ltd レーザー溶着用材料及びレーザー溶着方法
WO2005021244A1 (ja) * 2003-08-27 2005-03-10 Orient Chemical Industries, Ltd. レーザー光透過性樹脂組成物、及びそれを用いたレーザー溶着方法
JP2005139445A (ja) * 2003-10-15 2005-06-02 Orient Chem Ind Ltd レーザー光透過性着色樹脂組成物、及びそれを用いたレーザー溶着方法
JP2005246692A (ja) * 2004-03-02 2005-09-15 Denso Corp 樹脂材のレーザ溶着方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000075795A (ja) * 1998-08-31 2000-03-14 Fuji Seal Inc ストレッチラベル用のチューブ体及びその製造方法
JP2003183524A (ja) * 2001-10-24 2003-07-03 Bayer Ag レーザーを吸収する低カーボンブラック含有量の成形用組成物
JP2004148800A (ja) * 2002-09-05 2004-05-27 Ube Ind Ltd レーザー溶着用材料及びレーザー溶着方法
WO2005021244A1 (ja) * 2003-08-27 2005-03-10 Orient Chemical Industries, Ltd. レーザー光透過性樹脂組成物、及びそれを用いたレーザー溶着方法
JP2005139445A (ja) * 2003-10-15 2005-06-02 Orient Chem Ind Ltd レーザー光透過性着色樹脂組成物、及びそれを用いたレーザー溶着方法
JP2005246692A (ja) * 2004-03-02 2005-09-15 Denso Corp 樹脂材のレーザ溶着方法

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010119995A1 (ja) * 2009-04-17 2010-10-21 Kutsuna Muneharu 繊維強化複合材料のレーザ加工方法と加工部材
JP4430131B1 (ja) * 2009-08-10 2010-03-10 静岡県 レーザ溶融接合用ベルト素材及びレーザ接合方法
JP2011038201A (ja) * 2009-08-10 2011-02-24 Shizuoka Prefecture レーザ溶融接合用ベルト素材及びレーザ接合方法
EP3421540A4 (en) * 2016-02-25 2019-07-24 Mitsubishi Engineering-Plastics Corporation RESIN COMPOSITION FOR LASER WELDING AND WELDED BODY THEREOF
US10781308B2 (en) 2016-02-25 2020-09-22 Mitsubishi Engineering-Plastics Corporation Resin composition for laser welding and welded body thereof
JP6459105B1 (ja) * 2017-06-29 2019-01-30 オリヱント化学工業株式会社 レーザー溶着体及びその製造方法
WO2019088073A1 (ja) * 2017-10-31 2019-05-09 三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社 レーザー溶着体
JPWO2019088073A1 (ja) * 2017-10-31 2020-09-24 三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社 レーザー溶着体
JP7096264B2 (ja) 2017-10-31 2022-07-05 三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社 レーザー溶着体
US11390037B2 (en) 2017-10-31 2022-07-19 Mitsubishi Engineering-Plastics Corporation Laser welded body
KR20190078028A (ko) * 2017-12-26 2019-07-04 현대자동차주식회사 레이저 융착용 폴리프로필렌 수지 조성물 및 이를 포함하는 운송 수단용 성형품
KR102452003B1 (ko) 2017-12-26 2022-10-06 현대자동차주식회사 레이저 융착용 폴리프로필렌 수지 조성물 및 이를 포함하는 운송 수단용 성형품

Also Published As

Publication number Publication date
JP4574666B2 (ja) 2010-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4086891B2 (ja) レーザー溶着体
JP4762839B2 (ja) 成形部材のレーザー溶着体
JP4805225B2 (ja) レーザー溶着体
JP6459105B1 (ja) レーザー溶着体及びその製造方法
JP3928734B2 (ja) アントラキノン系酸性染料のアルカリ土類金属塩を含有するレーザー光透過性部材のレーザー溶着体
JP4059907B2 (ja) レーザー溶着体
JP6937531B2 (ja) レーザー溶着体の製造方法
US20100186886A1 (en) Laser-welded article
JP4574666B2 (ja) レーザー溶着体
US11529763B2 (en) Laser-welded body and production method therefor
JP4792429B2 (ja) レーザー溶着体

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100406

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20100603

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20100608

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100705

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100810

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100818

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4574666

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130827

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250