WO2005021245A1 - レーザー溶着方法 - Google Patents

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WO2005021245A1
WO2005021245A1 PCT/JP2004/011732 JP2004011732W WO2005021245A1 WO 2005021245 A1 WO2005021245 A1 WO 2005021245A1 JP 2004011732 W JP2004011732 W JP 2004011732W WO 2005021245 A1 WO2005021245 A1 WO 2005021245A1
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laser
laser light
resin
resin member
white
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PCT/JP2004/011732
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Satoshi Yamamoto
Heihachi Yushina
Toshihiro Okanishi
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Orient Chemical Industries, Ltd.
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    • B29K2995/0018—Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds having particular optical properties, e.g. fluorescent or phosphorescent
    • B29K2995/0022—Bright, glossy or shiny surface

Definitions

  • the present invention relates to a method for welding a resin member for laser welding, which is translucent or opaque and has a white, gray, or pale white hue, using a laser beam.
  • thermoplastic resin members In order to join the thermoplastic resin members, laser welding, vibration welding, ultrasonic welding, fastening with a port, or bonding with an adhesive is performed.
  • laser welding involves laminating a laser-transmissive resin member on a laser light-absorbing resin member, and the laser beam irradiated from above is transmitted through the transparent resin member and reaches the absorbing resin member. It absorbs heat and generates heat, and the two resin members are joined by heat melting.
  • laser welding is less susceptible to stress and overheating due to vibration, and it is a simple operation of irradiating laser light. It can join resin members of various shapes with sufficient strength and high yield. For this reason, laser welding is suitable in the manufacturing process of precision machinery, electronic components, and medical devices where resin members must be bonded precisely.
  • Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 9-5100930 and Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 11-170370 discloses a colorless transparent, uncolored or black colored laser.
  • the fusing of a light-transmitting resin member and an opaque or black-colored laser light-absorbing resin member is disclosed.
  • Conventional transparent permeable resin material When welding opaque absorbent resin members, the welded part is seen through, which limits the practical range. Further, in the case of welding in which the transparent resin member and the absorbent resin member are of different colors or black, the hue is limited.
  • the present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and has a high visible light reflectance and is translucent or opaque in appearance, and has an achromatic color such as white or gray, or a light red or Provides a laser welding method that can easily weld a laser welding resin member that exhibits a pale hue called a pastel color such as pale blue, pale yellow or milky white by irradiating a laser beam. The purpose is to do. Disclosure of the invention
  • thermoplastic resin has a weight of 100 parts by weight and a refractive index of 2 to 2.8.
  • the resin members 2 which can have at least a part of the laser light absorbing property are superimposed and then heat-welded by irradiating with a laser beam 3.
  • Material 1 shows a clear, beautiful and good white color even with a small amount of white pigment, and has a high concealing property.
  • white pigments are, for example, zinc oxide, titanium oxide, and / or antimony trioxide.
  • zinc oxide for example, C.I.Pigment White 4
  • titanium oxide also referred to as titanium dioxide, for example, C.I.Pigment White 6, as antimony trioxide, for example, C.I.P. igment White 11
  • rutile titanium oxide is more preferable.
  • the white pigment may be surface-treated.
  • the white pigment is 0.2 to 1.5 parts by weight.
  • This laser welding method is the same as described above with the resin member 2 having at least partially the laser light absorbing property, with 99.1 to 98 parts by weight of a thermoplastic resin and a refractive index of 2 to 2.8.
  • a resin composition containing 0.1 to 2 parts by weight of a natural white pigment and having a white hue of white, gray or pale color may be used.
  • At least a part of the resin member 2 in the wavelength region of 800 to 1200 nm is used as the resin member 2 capable of at least partially having the laser light absorbing property.
  • a laser light absorbing layer 8 or 9 containing an absorber that absorbs light and a white resin material 7 provided with the absorbing layer 8 or 9 may be used.
  • the laser beam transmitting resin member 1 And the color difference ⁇ between the resin member 2 and the white resin material 7, which can have the laser light absorption at least partially, can be 0.3 or less, preferably 0.2 or less. This makes it possible to easily obtain a welded product of the members 1 and 2 having a similar white hue to each other.
  • the laser light transmitting resin member 1 exhibits a nearly white hue having high whiteness when it does not contain a coloring agent other than a white pigment. Can be applied.
  • the laser light transmitting resin member 1 contains a laser light transmitting colorant exhibiting yellow, red, blue, green, black, etc. together with the white pigment, the hue of the colorant and the white pigment Since the white color is mixed with the white color to give a white hue in appearance, laser welding can be performed as a white resin member.
  • the resin member 1 that transmits laser light contains a black colorant, it exhibits an achromatic white hue such as gray and a chromatic colorant such as yellow, red, blue, and green.
  • it has a pale white hue called pastel color such as pale yellow to milky white, pale red, pale blue, or pale green.
  • This laser welding method includes the following azo dyes, azo gold-containing dyes, and naphthol azo dyes as the laser light-transmitting colorants exhibiting yellow, red, blue, green, black, and the like.
  • One or more colorants May be used in combination. For example, a yellow colorant and a blue colorant are combined to form a green colorant, a blue colorant and a red colorant are combined to form a purple colorant, or a yellow colorant and a purple colorant are combined.
  • a black colorant can be used.
  • Such colorants are sold as master patches in eBIND L TW—81 0 C, 812, 812, 8620 C, 8730 C, 8 It may be 200, 8250 C, 8300, etc. (all are trade names manufactured by Orient Chemical Industries, Ltd.).
  • the hue of the resin member that transmits laser light is calculated from the L value, a value, and b value represented by the L * a * b * color system by the following formula (I)
  • the whiteness calculated by (I) can be set to at least 50. This whiteness is an index for determining the degree of whiteness and the concealment property. Those having a whiteness of 60 to 80 are translucent or slightly opaque resin materials having low hiding power. Laser-welded materials using such resin materials are suitable for applications that produce products with high demand in terms of fashionability and taste. In particular, those exhibiting a pale color called pastel force such as light red, light blue, light yellow, or milky white are suitable.
  • those having a whiteness of 80 or more, preferably in the range of 85 to 95, are opaque and have a high hiding power, so that the content contained in the transparent resin member by laser welding can be concealed, Suitable for applications requiring protection and preservation.
  • the resin member 1 having laser light transmittance contains an appropriate amount of white pigment, a sufficient amount of resin for laser welding can be obtained. In addition to being able to transmit light one by one, sufficient formability and welding strength can be obtained even without a filler. According to this method, the resin member
  • colorants fillers for further improving moldability and strength, and additives that easily absorb or diffuse laser light, such as flame retardants, are used. Even if it is further contained, it is versatile because it can transmit a sufficient amount of laser light for laser welding.
  • the laser light transmitting resin member can transmit half of the laser while sufficiently transmitting one laser beam. It is preferable because it shows a transparent to opaque appearance and makes the finish of laser welding beautiful. It is more preferable that it is 200 to 300 nm. When the particle size is in this range, the coloring power is high, and in the case of a white pigment, the whiteness is high.
  • the hue of the white resin material 7 constituting the resin member 2 which can have at least partially the laser light absorbing property is represented by an L * a * b * color system. From L value, a value and b value, the following formula (II)
  • the whiteness W 2 100-(100-f + (a 2 + b 2 )...
  • the whiteness W 2 calculated by (II) can be at least 80.
  • This laser welding method is shown in FIG. As described above, it is preferable that the laser light absorbing layer 8 is formed of the resin film 8 containing the laser light absorbing agent.
  • the laser light absorbing layer 9 is formed by applying an ink or Z and paint containing the laser light absorbing agent. It may be formed.
  • an alcohol-based solvent or a glycol-based solvent as a main solvent.
  • monohydric alcohols for example, ethanol, n-propanol, isoprone, n-butanol, n-butanol, aminoreanorekonore, penzinoreanorekonore, shiku Alcohols such as xanole and diacetone olenole; ethylene cornore monomethynoate ethere, ethylene glycol cornole monoethylenatele, propylene glycol cornole monomethineoleatenole, propylene glycol corneole Alkyl ethers of glycolone, such as ethylene glycol monoethylene ether, ethylene glycol monooleate ethanolate, diethylene glycolone mononotetinoleate and dipropylene glycol monolenoethyl ether; ethylene glycol monoacetate and ethylene
  • dihydric alcohols eg, ethylene glycol cornole, diethylene glycol cornole, triethylene glycol cornole, tetraethylene glycol phenol, polyethylene glycol cornole, propylene glycol
  • dalicol such as butanediol
  • the ink and / or paint other than those that prevent the welding of the resin member to be laser-welded depending on the application and purpose, for example, a soluble or dispersible resin, a colorant, a dispersant, Stabilizers, preservatives, light stabilizers, etc. can be used.
  • This laser welding method uses a laser light transmitting resin member as a wavelength from about 800 nm using a semiconductor laser to about 100 nm using a YAG laser, that is, a laser used for laser welding.
  • a laser used for laser welding One that transmits at least 10% with respect to the wavelength of one light is used. It is preferable that the infrared / transmittance at 808 nm, 840 nm, 940 nm, and 1064 nm be at least 15%. If it is lower than this, a sufficient amount of laser light of these wavelengths cannot be transmitted, so that the intensity of the laser-welded material is insufficient or a laser light energy that is not practically necessary is required.
  • the amount of energy X (J / mm) given by the laser beam irradiated while scanning is expressed by the following formula (III).
  • the laser welding method shows translucency or opacity with high reflectivity, and it looks like an achromatic color such as white or gray, or a pastel color such as light red, light blue, light yellow or milky white.
  • a laser welding resin member exhibiting a so-called light-colored white hue can be easily welded to a laser by irradiating a laser beam. Further, it is possible to obtain a welded product having a small color difference between the laser light transmitting resin member and the laser light absorbing resin member. According to this method, welding of a member such as a white thermoplastic resin housing that should precisely join the resin member while avoiding vibration and heat can be easily and reliably performed.
  • this laser-welding method it is possible to easily weld even fine and complicated-shaped members with sufficient reproducibility, sufficient strength, high yield, and high yield.
  • Laser welding of members with white hues is possible, so that a wide range of products have beautiful white hues that meet the tastes of consumers. The color appearance can be finished.
  • such a laser welding method does not require a laser light source to come into contact with the welding site, is not exposed to stresses such as mechanical vibrations, does not generate dust, etc., and is locally heated and welded. The effect of heat on the surrounding area is very small, and the welded part is hard to see and the finish is beautiful.
  • FIG. 1 is a diagram showing a laser-transmissive resin member formed of a laser-transmissive resin composition to which the present invention is applied and a laser-absorbent resin member during laser welding. is there.
  • FIG. 2 is a view showing a configuration of a laser-light-transmitting resin member and a laser-light-absorbing resin member for performing a laser welding method to which the present invention is applied.
  • FIG. 3 is a diagram showing another configuration of a laser light transmitting resin member and a laser light absorbing resin member for performing a laser welding method to which the present invention is applied.
  • a laser light transmitting resin member 1 as shown in FIG. 2 and a laser light absorbing layer 8 which is a resin film containing a laser light absorbing agent partially reduce the laser light absorbing property. This will be described using laser welding with the resin member 2 as an example.
  • a laser beam transmitting resin member 1 was prototyped as follows. A thermoplastic resin, a white pigment, and additives such as a coloring agent, if necessary, are mixed by a mixer to prepare a laser light transmitting resin composition. Press this composition As shown in Fig. 2, a laser-transparent resin member 1 is formed by a molding method such as extrusion molding, injection molding, or compression molding. Is molded. On the other hand, a composition of a thermoplastic resin, additives such as white pigments and colorants, etc., and a laser light absorber, if necessary, is molded, and a step 5 having a half thickness with an upper surface chipped near one end is formed. Thus, a plate-shaped white resin material 7 which may or may not contain a laser light absorber is obtained.
  • thermoplastic resin an absorber that absorbs the wavelength of the laser beam used for laser welding, and additives such as a coloring agent, if necessary, are mixed by a mixer, and the mixture is used in injection molding or extrusion molding.
  • a resin film 8 containing a laser-light absorber is formed by a simple forming method.
  • the step 4 of the resin member 1 that transmits laser light and the step 5 of the resin member 2 that absorbs laser light are brought into contact with each other via the resin film 8 that is a laser light absorbing layer. .
  • laser light 3 is irradiated from above the transparent resin member 1 (see FIG. 1).
  • Part of the laser beam 3 passes through the step 4 of the transmissive resin member 1 and reaches the resin film 8 which is absorptive of the laser beam.
  • heat is efficiently generated.
  • the permeable resin member 1 and the white resin material 7 of the absorbent resin member 2 are melted and fused via the resin film 8.
  • the permeable resin member 1 and the absorptive resin member 2 are welded with sufficient strength at the welding portion 6 via the resin film 8.
  • the energy amount of the laser beam irradiation, the resin film 8 Considering the laser light absorptance of the resin, selecting the resin material of the laser light transmitting resin member that is easy to laser weld, selecting additives and colorants that do not hinder laser welding, and considering the shape of the laser light transmitting resin member, It is important to determine the thickness of the resin film 8 appropriately.
  • the advantage of this embodiment is that, since the resin film 8 contains a light absorbing agent, the raw material resin of the white resin material 7 forming the absorbent resin member 2 can be appropriately adjusted without considering the laser light transmission and absorption. The point is that the selected resin can be used.
  • the material resin of the resin member 1 having laser light transmittance and the resin member 2 having the ability to absorb laser light may be the same or different. This makes it possible to reduce the color difference ⁇ ⁇ between the transparent resin member 1 and the white resin member 7 of the absorbent resin member 2 to 0.3 or less. Furthermore, even if a resin film 8 containing inexpensive black carbon black, aniline black, and nigricine, which are laser light absorbers, is used, the resin is absorbed through the laser light absorber resin member 1. The finish is beautiful because the film 8 is not visible.
  • the laser welding method shown in FIG. 2 has been described.As shown in FIG. 3, the laser light absorbing property is partially controlled by the ink or laser ink containing a laser light absorbing agent and the coating layer 9 of the paint.
  • a laser welding method may be used in which the resin member 2 that is temporarily provided and the resin member 1 that transmits laser light are used. After applying ink or Z or paint on the step 4 of the resin member 1 that transmits laser light to form the laser light absorbing layer 9 and then contacting the step 5 of the white resin material 7, the laser light is absorbed.
  • the resin member 2 and the laser light-absorbing resin member 1 which may partially have a property (not shown) may be a laser welding method.
  • the coating layer 9 which is a laser light absorbing layer can be obtained by applying, for example, an ink or Z containing a laser light absorbing agent and, if necessary, a resin and a paint. This application can be done by spraying, It is applied by any application method such as painting with a pen, brush, brush or the like.
  • the coating layer 9 is preferably applied to a thickness of 0.1 mm or less.
  • additives such as a thermoplastic resin, a white pigment, a colorless or substantially colorless absorber that absorbs the wavelength of laser light used for laser welding, and, if necessary, a colorant and the like are mixed with a mixer.
  • a method of laser welding by irradiating with one light may be used.
  • Colorless or substantially colorless laser light absorbers include squaric acid derivatives and immonium dyes.
  • a gray laser light transmitting resin member containing a white pigment and a laser light transmitting black colorant is superimposed on a gray laser light absorbing resin member having a white pigment and a black laser light absorbing agent. Irradiation may be performed by laser welding.
  • EBI ND LTW which is a master batch of black colorant as laser light transmissive black colorant-8170C, 8120C, 8620C, 8730C, 8730C, 8200, 8250C and 8300 (all are trade names manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.).
  • black laser light absorbers include carbon black, arlin black, and niguguchi Shin.
  • a laser welding method may be used in which a light-colored laser light-absorbing resin member containing a colorless laser light absorbent is superposed and irradiated with laser light.
  • a chromatic laser transmissive colorant quinophthalone yellow dye, perinone red dye, yellow, red, green, blue, or purple anthraquinone dye Fees.
  • Laser welding may be performed by superposing the members and irradiating the laser with one light.
  • the chromatic laser light absorber include phthalocyanine-based blue and green dyes and anthraquinone-based dyes (absorbers for 808 nm wavelength).
  • a method of laser welding a laser light transmitting resin member having a different pastel color, a white pigment, and a chromatic laser light absorber may be used.
  • the thermoplastic resin constituting the laser light transmitting resin member may be, for example, polyamide resin, polyethylene resin, polypropylene resin, polybutylene terephthalate resin, or polyethylene resin.
  • Terephthalate resin, polyphenylsulfide resin, polyetheretherketone resin, polycarbonate resin, liquid crystal polymer, polystyrene resin, acryl resin, polyacetal resin, polyphenylether resin, acrylonitrile 'styrene Copolymer resin or atalylonitrile butadiene styrene copolymer resin may be used. These resins may be used alone or in combination as a thermoplastic resin.
  • the thermoplastic resin is more preferably a polyamide resin, a polypropylene resin, or a polycarbonate resin.
  • the thermoplastic resin includes a copolymer or a mixture thereof mainly containing the above resin; a mixture of these resins with an elastomer such as rubber or a rubber-like resin; and a resin containing 10% by weight or more of these resins. It may be a polymer ally.
  • thermoplastic resin constituting the laser light transmitting resin member a resin having good laser light transmitting property is appropriately selected and used from these resins.
  • this resin member one containing an appropriate additive depending on the use and purpose may be used. Additives include fillers and flame retardants.
  • the filler examples include talc, my power, calcium hydrogen carbonate, calcium carbonate, glass fiber, glass flake, glass beads, wollastonite, and barium sulfate.
  • the filler is used for improving moldability and strength, and is preferably contained in an amount of 5 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the thermoplastic resin.
  • White fillers are also suitable, but glass fibers are preferred in view of laser light transmission.
  • the glass fiber has a fiber length of 2 to 15 mm and a fiber diameter of 1 to 20 ⁇ m, and may be in any form, for example, roving, Mildofever, etc., alone or in combination. They may be used in combination.
  • the flame retardant examples include known flame retardants, specifically, halogen-containing compounds such as tetrabromobisphenolene A derivative, hexabromodiphene / lethenole and tetrabromophthalic anhydride; triphenylphosphate, triphenylphospha Phosphorus-containing compounds such as silica, red phosphorus and ammonium polyphosphate; nitrogen-containing compounds such as urea and guanidine; silicon-containing compounds such as silicon oil, organic silane and aluminum silicate; antimony trioxide and antimony phosphate; And the like.
  • halogen-containing compounds such as tetrabromobisphenolene A derivative, hexabromodiphene / lethenole and tetrabromophthalic anhydride
  • triphenylphosphate triphenylphospha Phosphorus-containing compounds such as silica, red phosphorus and ammonium polyphosphate
  • nitrogen-containing compounds such as urea and
  • color assistants dispersants, stabilizers, plasticizers, modifiers, ultraviolet absorbers or light stabilizers, antioxidants, antistatic agents, lubricants, release agents, crystallization accelerators, crystal nucleating agents Or an elastomer for improving impact resistance may be included as an additive.
  • This additive is preferably contained in an amount of 0.1 to 1.0 part by weight based on 100 parts by weight of the thermoplastic resin.
  • the same or different constituent components of the laser light transmitting resin member can be used without considering the laser light transmitting property.
  • a resin containing thermoplastic resin, white pigment or Z, various colorants, and other additives is used.
  • the amount of the white pigment may be in excess of the amount contained in the laser light transmitting resin member, the amount of the white pigment that is substantially the same as the amount contained in the laser light transmitting resin member is This is preferable because a non-deposited product can be obtained.
  • thermoplastic resins white pigments or Z and various colorants, fillers for further improving moldability and strength, additives such as flame retardants, auxiliary colorants according to applications and purposes, dispersants Agents, stabilizers, plasticizers, modifiers, UV absorbers or light stabilizers, antioxidants, antistatic agents, lubricants, release agents, crystallization promoters, crystal nucleating agents, or for improving impact resistance
  • additives such as flame retardants, auxiliary colorants according to applications and purposes, dispersants Agents, stabilizers, plasticizers, modifiers, UV absorbers or light stabilizers, antioxidants, antistatic agents, lubricants, release agents, crystallization promoters, crystal nucleating agents, or for improving impact resistance
  • a material containing an elastomer may be used.
  • the resin material that transmits laser light and the resin material that absorbs laser light include transparent thermoplastic resin pellets or powder, and, if necessary, white pigment, powdered colorants and other additives.
  • the mixture is molded by a molding method exemplified by injection molding, extrusion molding, compression molding, foam molding, blow molding, vacuum molding, injection blow molding, rotational molding, calendar molding, solution casting, and the like. It is preferable to use a molded product.
  • the test piece obtained in this example is a laser-absorbing resin member having a layer containing a laser absorbent. Also used as an interim test piece.
  • Production Examples 1 to 7 are examples in which a resin composition was prepared, and a production test piece as a laser-transmissive resin member 1 having a whiteness of 50 to 80 was trial-produced.
  • a flat plate with a long side of 70 mm x a short side of 18 mm and a thickness of 4 mm, and a step 4 with a thickness of 2 mm is cut off along the short side at one end with a width of 20 mm.
  • a production test piece A having a uniform appearance, a uniform hue, and good appearance and surface gloss was obtained.
  • a flat plate with a long side of 70 mm X a short side of 18 mm and a thickness of 4 mm is cut off.
  • the production test piece F having a uniform appearance, a uniform hue, and good appearance and surface gloss was obtained.
  • a plate with a long side of 70 mm x a short side of 18 mm x a thickness of 4 mm, a step with a width of 2 Injection molding was performed to give a production test piece G having a uniform hue, uniform color and good appearance and surface gloss.
  • a transmittance measurement test, a whiteness measurement test, and a hue observation test were performed as follows, and the physical properties were evaluated.
  • Spectrophotometer (trade name: V-570, manufactured by JASCO Corporation) Each of the test pieces was attached, a portion of the test piece having a step 4 having a thickness of 2 mm (see FIG. 2) was irradiated with a wavelength ⁇ in the range of 400 to 1200 ⁇ , and the transmittance thereof was measured. Table 1 shows the transmittance at a wavelength of 808 nm.
  • L * a * b * was measured at the position of the step 4 having a thickness of 2 mm of each test piece (see FIG. 2). Measure the L value, a value, and b value represented by the color system and calculate the following formula (I)
  • Production Examples 8 to 11 are examples in which a resin composition was prepared, and a production test piece as a laser light transmitting resin member 1 having a whiteness of at least 80 was produced as a trial.
  • (Production Example 8) Trial production of a test piece H for production of a resin member that transmits laser light Polypropylene resin l OOO g (product name: BC05B manufactured by Nippon Polychem Co., Ltd.) and 4.7 g of titanium oxide masterbatch (rutile type oxidation) A titanium resin-containing masterbatch containing 70% by weight, manufactured by Toyo Ink Manufacturing Co., Ltd .: trade name: PP 1 KB66 2) was placed in a stainless steel tumbler, and stirred and mixed for 1 hour to prepare a composition.
  • the obtained composition was subjected to an ordinary molding method at a cylinder temperature of 220 ° C. and a mold temperature of 40 ° C. using an injection molding machine (trade name: S i — 50 manufactured by Toyo Kikai Metals Co., Ltd.). As shown in Fig. 2, it is a plate with a long side of 70 mm X a short side of 18 mm and a thickness of 4 mm, and the width along one end of the short side is 2 When injection molding was performed into a shape having a step 4 having a thickness of 2 mm with a lower surface side of 0 mm being chipped, a production test piece H having a uniform appearance, a uniform hue, and a good appearance and surface gloss was obtained without color unevenness.
  • Polypropylene resin l OOO g (trade name, manufactured by Nippon Polychem Co., Ltd .: BC 0 5 B) and titanium oxide 30 g (trade name, manufactured by Tika Co., Ltd .: JR—605) are put into a stainless steel tumbler.
  • the composition was prepared by stirring and mixing for hours.
  • the obtained composition was subjected to injection molding at a cylinder temperature of 220 ° C and a mold temperature of 40 ° C using an injection molding machine (trade name: si-150, manufactured by Toyo Kikai Metals Co., Ltd.) in the usual manner.
  • Production Examples 12 to 15 are examples in which a laser-transmissive polypropylene resin composition to which an additive was added was prepared, and a production test piece as a laser-transmissive laser-welded resin member 1 was prototyped.
  • Production Examples 16 to 17 are examples in which a laser light transmitting polycarbonate resin composition to which an additive was added was prepared, and a production test piece, which is a laser light transmitting laser welded resin member 1, was produced.
  • polycarbonate resin 100 g (trade name: LE XAN 100 0 0) and titanium oxide 36 g (manufactured by Tika Co., Ltd.)
  • Product name A comparative production test piece which was molded in the same manner as in Production Example 16 except that JR-605) was used, and was white with uniform color, uniform hue, and good appearance and surface gloss. B was gotten.
  • Production Example 18 is an example of trial production of a production test piece for a laser welding resin member having a white laser beam absorbing property.
  • Production Example 19 is an example in which a production test piece S, which is a resin member 2 having a laser light absorbing layer 8 having a laser light absorbing layer 8 which is a resin film containing carbon black, was prototyped.
  • Production test piece S of Production Example 19 is a production test piece obtained by combining a resin film containing carbon black and a production test piece J obtained as a resin member capable of transmitting laser light.
  • Production test piece T of Production Example 20 is a production test piece obtained by combining a resin film containing carbon black and a production test piece M obtained as a resin member that transmits laser light.
  • Production Test Specimen U of Production Example 21 is a production test specimen of a combination of a resin film containing carbon black and a production test specimen F obtained as a laser beam transmitting resin member.
  • An ink was prepared by uniformly mixing and dissolving the above formulation at 40 ° C.
  • the ink was tested for stability over time using a low-temperature / high-temperature device (trade name: INCUBATOR, manufactured by Sanyo Electric Co., Ltd.). Even after storage for 3 months, precipitation of the dye and thickening of the ink composition were observed. I wouldn't.
  • This ink was packed into a commercially available marking pen and applied on a step 5 (see Fig. 3) of a manufacturing test piece for resin parts.
  • the laser light absorbing layer 9 with a clean and uniform laser light absorbing layer 9 was applied.
  • Production Test Piece V of Production Example 22 is a production test piece obtained by applying the above marking ink to a production test piece K obtained as a resin member that transmits laser light.
  • Production test piece W of Production example 23 is a production test piece obtained by applying the above-described marking ink to a production test piece M obtained as a resin member that transmits laser light.
  • Production test piece X of Production example 24 is a production test piece obtained by applying the above-described marking ink to production test piece F obtained as a resin member that transmits laser light.
  • Production test piece Y of Production example 25 is a production test piece obtained by applying the above-described marking ink to production test piece A obtained as a resin member that transmits laser light.
  • Production Test Piece Z of Production Example 26 is a production test piece obtained by applying the above marking ink to a production test piece C obtained as a resin member that transmits laser light.
  • Examples 1 to 10 are examples in which laser welding applying the present invention was performed using the production test pieces obtained in the above production examples.
  • Comparative Example 1 is an example in which the present invention is not applied and laser welding is performed.
  • the step 5 of the test piece 2 and the step 4 of each of the test pieces 1 were brought into contact with each other and overlapped.
  • a continuous laser beam 3 with a wavelength of 840 nm was applied to the superimposed portion from above the test piece 1 using a diode laser (output from Fine Device) with a power of 30 W, and a running speed of 750 nm. Irradiation was performed while scanning in the direction indicated by the arrow in mm mm.
  • the laser beam 3 transmitted through the test piece 1 is absorbed by the test piece 2 and generates heat. The heat is used to melt and fuse the test piece 1 and the test piece 2 in the vicinity of the laser light absorption area.
  • a weld was obtained by welding. '
  • the laser-transmissive laser-welded member as in the example had a white hue and good laser-beam permeability, and thus was firmly welded.
  • This laser welding method uses a resin-like housing for white products such as precision machinery, electronic components, electrical appliances, medical equipment, and daily necessities, which should precisely join resin members while avoiding vibration and heat. It is suitable for simple and reliable welding of components.

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Abstract

　レーザー溶着方法は、熱可塑性樹脂１００重量部と、屈折率２～２．８の白色顔料０．１～２重量部とを含有する樹脂組成物で、白色、灰色又は淡彩色である白色系の色相を示しているレーザー光透過性の樹脂部材１を形成し、それへ、レーザー光吸収性を少なくとも部分的に有し得る樹脂部材２を、重ね合わせた後、レーザー光３を照射することにより、熱溶着させるというものである。

Description

レーザー溶着方法
技術分野
本発明は、 半透明ないし不透明で白色、 灰色又は淡彩色の白色系の色 相を示すレーザー溶着用樹脂部材を、 レーザー光により溶着する方法に 明
関するものである。 書
背景技術
熱可塑性樹脂部材を接合するために、 レーザー溶着、 振動溶着、 超音 波溶着、 ポルトによる締結、 又は接着剤による接着などが行なわれる。 溶着のうち、 レーザー溶着は、 レーザー光吸収性樹脂部材上にレーザ 一光透過性樹脂部材を重ね、 その上から照射したレーザー光が、 透過性 樹脂部材を透過し、 吸収性樹脂部材に到達して吸収され発熱を起こし、 両樹脂部材を熱溶融させることにより接合するというものである。
レーザー溶着は、 振動溶着や超音波溶着に比べ、 振動による応力や過 熱に曝される恐れがないうえ、 レーザー光を照射するという簡便な操作 で、 溶着の際にバリを生じることなく、 複雑な形状の樹脂部材同士を充 分な強度で歩留まりよく接合できるものである。 そのためレーザー溶着 は、 樹脂部材を精密に接合すべき精密機械 ·電子部品 · 医療器の製造過 程で好適である。
このようなレーザー溶着として、 例えば特表平 9 - 5 1 0 9 3 0号公 報及ぴ特開平 1 1一 1 7 0 3 7 1号公報には、 無色透明、 無着色又は黒 着色のレーザー光透過性樹脂部材と、 不透明又は黒着色のレーザー光吸 収性樹脂部材との溶着が開示されている。 従来の透明な透過性榭脂部材 と不透明な吸収性樹脂部材の溶着では、 溶着部位が透けて見えるため、 実用範囲に制限がある。 また透過性樹脂部材と吸収性樹脂部材とが異色 同士や黒色同士である溶着では、 色相が限定されてしまう。
樹脂部材を溶着して製品を製造する場合、 需要者の嗜好に合わせ、 清 潔感のある綺麗な白色系同士の樹脂を溶着する必要性が高い。 しかし、 従来の白色顔料を含有させた白色の樹脂部材は、 レーザー溶着しよう と しても、 顔料がレーザー光を反射したり分散したり させ易いために、 レ 一ザ一光を十分に透過させることができず、 レーザー溶着強度が不十分 となってしまっていた。 そのため、 白色系色相の樹脂部材同士を綺麗で 強固にレーザー溶着することができる方法が望まれていた。
本発明は前記の課題を解決するためになされたもので、 外観上、 可視 光線の反射率が高くて半透明性ないし不透明性であって、 白色や灰色の ような無彩色、 又は淡赤や淡青や淡黄や乳白色のようなパステルカラ一 とよばれる淡彩色である白色系色相を示すレーザー溶着用樹脂部材を、 レーザー光照射することにより簡便に溶着することができるレーザー溶 着方法を提供することを目的とする。 発明の開示
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方法は、 実施例に対応する図 1を参照して説明すると、 熱可塑性樹脂 1 0 0重量 部と、 屈折率 2〜2 . 8の白色顔料 0 . 1〜2重量部とを含有する樹脂 組成物で、 白色、 灰色又は淡彩色である白色系の色相を示しているレー ザ一光透過性の樹脂部材 1を形成し、 それへ、 レーザー光吸収性を少な く とも部分的に有し得る樹脂部材 2を、 重ね合わせた後、 レーザー光 3 を照射することにより、 熱溶着させるというものである。
屈折率がこの範囲にある白色顔料を用いたレーザー光透過性の樹脂部 材 1は、 白色顔料が少量であっても、 明瞭で綺麗である良好な白色を示 し、 隠蔽性が高い。 このような白色顔料は、 例えば、 酸化亜鉛、 酸化チ タン、及び/又は三酸化アンチモンである。酸化亜鉛として、例えば C. I . P i g m e n t Wh i t e 4、 二酸化チタンとも称される酸化 チタンとして、 例えば C. I . P i g m e n t Wh i t e 6、 三酸 化アンチモンと して、 例えば C. I . P i g m e n t Wh i t e 1 1が挙げられる。 これらは、 多くの種類の市販品が入手可能であるが、 その中から適宜選択して用いられる。 その中でもルチル形酸化チタンで あると一層好ましい。 白色顔料が表面処理されていてもよい。
また白色顔料の量が、 この範囲未満であると、 レ一ザ一光透過性の樹 脂部材 1の色相が外観上、充分な白色系を示さなくなってしまう。一方、 この範囲を超えると、 レーザー光透過性の樹脂部材 1のレーザー溶着の 際に、 白色顔料のレーザー光の吸収や反射散乱の量が多くなる結果、 レ 一ザ一光が充分に透過できなくなり、 溶着が不完全になってしまう。 白 色顔料が 0. 2〜1. 5重量部であると一層好ましい。
このレーザー溶着方法は、 前記レーザー光吸収性を少なく とも部分的 に有し得る樹脂部材 2として、 熱可塑性樹脂 9 9. 1〜9 8重量部と、 屈折率 2〜2. 8で前記と同様な白色顔料 0. 1〜 2重量部とを含有す る樹脂組成物で形成されており、 白色、 灰色又は淡彩色である白色系の 色相を示すものが用いられていてもよい。
前記レーザー光吸収性を少なく とも部分的に有し得る樹脂部材 2とし て、 図 2又は図 3に示すように、 8 0 0〜 1 2 0 0 n mの波長領域で少 なく とも一部のレーザー光を吸収する吸収剤を含有するレーザー光吸収 層 8又は 9と、 この吸収層 8又は 9を付した白色系樹脂材 7とからなる ものが用いられてもよい。
このレーザー溶着方法によれば、 前記レーザー光透過性の樹脂部材 1 と、 前記レーザー光吸収性を少なく とも部分的に有し得る樹脂部材 2の 白色系樹脂材 7 との色差 Δ Εを 0 . 3以下、 好ましくは 0 . 2以下とす ることができる。 これにより、 互いに近似する白色系の色相を示す部材 1 · 2同士の溶着物を、 簡易に得ることができる。
この方法によれば、 レーザー光透過性の樹脂部材 1は、 白色顔料以外 の着色剤を含有していない場合に白色度の高いほぼ真白の色相を呈すの で、 白色の樹脂部材として、 レーザー溶着を施すことができる。
また、 レーザー光透過性の樹脂部材 1は、 白色顔料と共に黄色、赤色、 青色、 緑色、 黒色などを呈するレーザー光透過性着色剤を含有している 場合に、 この着色剤の色相と白色顔料の呈する白色とが混色して、 外観 上、 白色系色相を呈すので、 白色系の樹脂部材として、 レーザー溶着を 施すことができる。 レーザー光透過性の樹脂部材 1は、 例えば黒色着色 剤を含有していると灰色のような無彩色の白色系色相を呈し、 黄色、 赤 色、 青色、 緑色のような有彩色の着色剤を含有していると、 淡黄ないし 乳白色、 淡赤、 淡青、 淡緑のようなパステルカラーとよばれる淡彩色の 白色系色相を呈する。
このレーザー溶着方法は、 前記の黄色、 赤色、 青色、 緑色、 黒色など を呈するレーザー光透過性着色剤と して、 公知のァゾ系染顔料、 ァゾ 系含金染顔料、 ナフ トールァゾ系染顔料、 ァゾレーキ系染顔料、 ァ ゾメチン系染顔料、 アン トラキノン系染顔料、 キナク リ ドン系染顔 料、 ジォキサジン系染顔料、 ジケ トピロロピロール系染顔料、 アン ト ビリ ドン系染顔料、 イ ソイ ン ドリ ノン系染顔料、 イ ンダンス ロ ン 系染顔料、 ぺリ ノン系染顔料、 ぺリ レン系染顔料、 イ ンジゴ系染顔 料、 チオインジゴ系染顔料、 キノフタ口ン染顔料、 キノ リ ン系染顔 料、 ベンズイ ミダゾロ ン系染顔料、 ト リ フヱニルメ タ ン系染顔料等 の有機染顔料を用いることが好ましい。 前記着色剤 1種又は 2種以上 を組み合わせて用いてもよい。 例えば、 黄色着色剤と青色着色剤とを組 合せて、 緑色着色剤にしたり、 青色着色剤と赤色着色剤とを組合せて、 紫色着色剤にしたり、 黄色着色剤と紫色着色剤とを組合せて、 黒色着色 剤にしたり したものを用いることができる。 このような着色剤は、 マス ターパツチとして、 巿販されている e B I ND L TW— 8 1 7 0 C、 同 8 0 1 2、 同 8 6 2 0 C、 同 8 7 3 0 C、 同 8 2 0 0、 同 8 2 5 0 C、 同 8 3 0 0など （いずれもオリエン ト化学工業社製の商品名） であって もよい。
このレーザー溶着方法によれば、 このレーザー光透過性の樹脂部材の 色相は、 L * a * b *表色系で表される L値と a値と b値とから下記式 ( I )
Wi = 100- 7(100 -L)2 + (a2 +bz) … (I) により算出される白色度 を少なく とも 5 0とすることができる。 この白色度は、 白色の度合いと隠蔽性とを判定する指標となる。 白色 度が 6 0〜8 0のものは、 半透明性ないし隠蔽力が低いやや不透明性の 樹脂材料となる。 このよ うな樹脂材料を用いてレーザー溶着された材料 は、 ファッション性 ·嗜好性の点で需要の多い製品を製造するような用 途に向いている。 特に淡赤や淡青や淡黄や乳白色のようなパステル力ラ 一とよばれる淡彩色を示すものが適している。
また、 白色度が 8 0以上、 好ましくは 8 5〜9 5の範囲のものは、 不 透明性であり隠蔽力が高いので、 レーザー溶着により透過性樹脂部材内 に内包される内容物の隠蔽、 保護、 保存の必要があるような用途に向い ている。
このレーザー溶着方法によれば、 レーザー光透過性を有する樹脂部材 1は、 適量の白色顔料を含んでいるので、 レーザー溶着に充分な量のレ 一ザ一光を透過させることができる上、 充填剤を含まなく とも充分な成 形性と溶着強度とが得られる。 また、 この方法によれば、 この樹脂部材
1が、 用途と目的に応じて、 着色剤や、 成形性と強度とを一層向上させ るための充填剤や、 難燃剤のような、 レーザー光を吸収したり拡散した り し易い添加剤を更に含有しても、 レーザー溶着に充分な量のレーザー 光を透過させることができるので、 汎用性がある。
このレーザー溶着方法は、 レーザー光透過性の樹脂部材として、 その 屈折率を 1 . 5〜1 . 8とするものを用いると、 レーザー光透過性が一 層良くなるので好ましい。
レーザー光透過性の樹脂部材中の白色顔料は、 その平均粒径が 1 0 0 〜 3 0 0 n mであると、 レーザー光透過性の樹脂部材が、 充分にレーザ 一光を透過させつつ、 半透明性から不透明性の外観を示し、 レーザー溶 着の仕上がりを綺麗にするので、 好ましい。 2 0 0〜 3 0 0 n mである と、 一層好ましい。 この粒径範囲であると、 着色力が高くなり、 白色顔 料の場合には白色度が高くなる。
このレーザー'溶着方法によれば、 レーザー光吸収性を少なく とも部分 的に有し得る樹脂部材 2を構成する白色系樹脂材 7の色相は、 L * a * b *表色系で表される L値と a値と b値とから下記式 （II)
W2 = 100 - (100 - f + (a2 + b2) … (II) により算出される白色度 W 2を少なく とも 8 0とすることができる。 このレーザー溶着方法は、図 2に示すように、レーザー光吸収層 8が、 前記レーザー光の吸収剤を含有する樹脂フィルム 8で形成されたもので あると、 好ましい。
このレーザー溶着方法は、図 3に示すように、レーザー光吸収層 9を、 前記レーザー光の吸収剤が含有されるィンク又は Z及ぴ塗料の塗布によ り形成するというものであってもよレ、。
このィンク及び/又は塗料と して、 アルコール系溶剤又はグリ コール 系溶剤を主溶剤とするものが用いられると、 好ましい。 具体的には、 1 価のアルコール（例えば、 ェタノール、 n—プロパノール、 ィ ソプロノ、。ノ 一ノレ、 n—ブタノ一ノレ、 ア ミ ノレァノレコーノレ、 ペンジノレアノレコーノレ、 シク 口へキサノ一ノレ及びジァセ トンァノレコーノレのよ う なアルコール；ェチレ ングリ コーノレモノメチノレエーテノレ、 エチレングリ コーノレモノエチノレエ一 テル、 プロ ピレンダリ コーノレモノメチノレエーテノレ、 プロ ピレングリ コー ノレモノェチノレエーテノレ、 ジエチレングリ コーノレモノエチノレエーテノレ、 ジ ェチレングリ コーノレモノプチノレエーテノレ及ぴジプロ ピ レングリ コーノレモ ノエチルエーテルのよ う なグリ コーノレのアルキルエーテル；エチレング リ コールモノァセテ一ト及びプロ ピレンダリ コールモノァセテ一トのよ うなグリ コールのアセテー ト等）、 及び 2価のアルコール（例えば、 ェチ レングリ コーノレ、 ジエチレングリ コーノレ、 ト リエチレングリ コーノレ、 テ トラエチレングリ コー.ル、 ポリエチレングリ コーノレ、 プロ ピレングリ コ ール及びブタンジオールのようなダリコール等）等が挙げられる。
また、 このインク及び/又は塗料と して、 用途及び目的に応じて、 更 に、 レーザー溶着する樹脂部材の溶着を妨げるもの以外は例えば、 溶解 性又は分散性樹脂、 着色剤、 分散剤、 溶解安定剤、 防腐剤、 光安定剤な どを用いることができる。
また、 このレーザー溶着方法は、 レーザー光の吸収剤として、 カーボ ンブラック及び/又はニグ口シンが用いられると、 好ましい。
このレーザー溶着方法は、 レーザー光透過性の樹脂部材と して、 半導 体レーザーによる 8 0 0 n m付近から、 Y A Gレーザーによる 1 1 0 0 n m付近までにかけての波長、 すなわち、 レーザー溶着に用いるレーザ 一光の波長に対して、 少なく とも 1 0 %透過させるものが用いられる。 8 0 8 nm、 8 4 0 nm、 9 4 0 nm、 1 0 6 4 n mにおける赤外/镍透 過率が、 少なく とも 1 5 %であると好ましい。 これより低いと、 これら の波長のレーザー光が充分量透過できないため、 レーザー溶着されたも のの強度が不充分であったり、 又は実用的に適さないレーザー光のエネ ルギ一が必要とする。
このレーザー溶着方法は、 走査しつつ照射している前記レーザー光に よって与えられるエネルギー量 X ( J /mm) が下記式 （III)
Figure imgf000010_0001
(式（III)中、 p (W) はそのレーザー光の出力、 q (mmZ秒） はその レーザー光走査速度、 Tは前記レーザー光透過性の樹脂部材のこのレー ザ一光の波長での透過率を示す）
を満たすことが好ましい。
レーザー溶着方法によれば、 反射率が高い半透明性ないし不透明性を 示し、 外観上、 白色や灰色のような無彩色、 又は淡赤や淡青や淡黄や乳 白色のようなパステル力ラーとよばれる淡彩色である白色系色相を示す レーザー溶着用樹脂部材を、 レーザー光照射することにより、 簡便にレ 一ザ一溶着させることができる。 またレーザー光透過性樹脂部材とレー ザ一光吸収性樹脂部材との色差が少ない溶着物を得ることができる。 こ の方法により、 振動や熱を忌避して樹脂部材を精密に接合すべき白色系 の熱可塑性樹脂製ハウジングのような部材の溶着を、 簡易かつ確実に行 なうことができる。
このレーザ一溶着方法によれば、 微細で複雑な形状の部材同士であつ ても高い気密性を持たせつつ、再現性よく充分な強度で、歩留まりょく、 簡便に溶着させることができる。 白色系色相の部材同士をレーザー溶着 できるので、 幅広い製品について需要者の嗜好に応じた白色系の綺麗な 色調の外観に仕上げることができる。 更にこのようなレーザー溶着方法 は、 レーザー光光源を溶着部位に接触させる必要がなく、 機械的振動等 の応力に曝されず、 粉塵等を発生させないうえ、 局所的に加熱して溶着 させるのでその周辺部への熱影響がごく僅かであり、 溶着部分が目視さ れ難くその仕上がりが綺麗である。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明を適用するレーザー光透過性樹脂組成物で成形したレ 一ザ一光透過性樹脂部材と、 レーザー光吸収性樹脂部材とをレーザー溶 着している実施途中を示す図である。
図 2は、 本発明を適用するレーザー溶着方法の実施をするためのレー ザ一光透過性樹脂部材と、 レーザー光吸収性樹脂部材との構成を示す図 である。
図 3は、 本発明を適用するレーザー溶着方法の実施をするためのレー ザ一光透過性樹脂部材と、 レーザー光吸収性樹脂部材との別な構成を示 す図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明のレーザー溶着方法の実施例を詳細に説明する。
レーザー溶着方法の実施の一例について、 図 2に示すようなレーザー 光透過性の樹脂部材 1 と、 レーザー光吸収剤を含有する樹脂フィルムで あるレーザー光吸収層 8により レーザー光吸収性を部分的に有する樹脂 部材 2 とのレーザー溶着を例にして、 説明する。
先ず、 レーザー光透過性の樹脂部材 1を次のようにして試作した。 熱 可塑性樹脂と、 白色顔料と、 必要に応じ着色剤等の添加物とを、 混合機 で混合して、 レーザー光透過性樹脂組成物を調製する。 この組成物を押 出成形、 射出成形、 圧縮成形等の成形方法で、 図 2のように、 一端近傍 で下面側が欠けて半分の厚さの段差 4となった板状であるレーザー光透 過性の樹脂部材 1を成形する。 一方、 熱可塑性樹脂と、 必要に応じ白色 顔料や着色剤等の添加物やレーザー光吸収剤との組成物を、 成形して、 一端近傍で上側面が欠けて半分の厚さの段差 5となっており、 レーザー 光吸収剤を含有していても含有しなくてもよい板状の白色榭脂材 7を得 る。
次いで、 熱可塑性樹脂と、 レーザー溶着に用いるレーザー光の波長を 吸収する吸収剤と、 必要に応じて着色剤等の添加剤とを混合機で混合し て、 それを射出成形や押出成形のような成形方法で、 図 2のように、 レ 一ザ一光吸収剤を含有する樹脂フィルム 8を成形する。
この榭脂フィルム 8と、 前記の白色樹脂材 7が有する段差 5とを、 固 定具又は加圧装置により重ね合わせると、 レーザー光吸収性を部分的に 有する樹脂部材 2が形成される。
図 2のように、 レーザー光透過性の樹脂部材 1の段差 4と、 レーザー 光吸収性の樹脂部材 2の段差 5とを、 レーザー光吸収層である樹脂フィ ルム 8を介して、 当接させる。 そこに、 透過性の樹脂部材 1側の上方か ら、 レーザー光 3を照射する （図 1参照）。 レーザー光 3の一部は、 透過 性の樹脂部材 1の段差 4を通過し、 レーザー光吸収性である樹脂フィル ム 8に到る。 レーザー光が、 吸収効率の高い樹脂フィルム 8に吸収され る結果、 効率良く発熱を引き起こす。 この熱により、 透過性の樹脂部材 1 と、 吸収性の榭脂部材 2の白色樹脂材 7とが、 溶融し、 樹脂フィルム 8を介して、 融合する。 これを冷却すると、 溶着部分 6で、 樹脂フィル ム 8を介して、 透過性の樹脂部材 1 と吸収性の樹脂部材 2とが、 充分な 強度で、 溶着される。
この実施例の場合、 レーザー光照射のエネルギー量、 樹脂フィルム 8 のレーザー光吸収率、 レーザー溶着し易いレーザー光透過性の樹脂部材 の樹脂の素材の選択、レーザー溶着を阻害しない添加剤や着色剤の選択、 レーザー光透過性の樹脂部材の形状を考慮上、 樹脂フィルム 8の膜厚を 適切に決めることが重要である。 この実施例の利点は、 樹脂フィルム 8 が光吸収剤を含有するため、 吸収性の榭脂部材 2を形成する白色樹脂材 7の原料樹脂が、 レーザー光透過性や吸収性を考慮しないで適宜選択し た樹脂を用いることができる点である。
また、 別な利点は、 レーザー光透過性の樹脂部材 1 と、 レーザー光吸 収性を有し得る樹脂部材 2との原料樹脂が、 同一又は異なっていてもよ い点である。 これにより透過性の樹脂部材 1 と吸収性の樹脂部材 2の白 色系樹脂材 7との色差 Δ Εを 0 . 3以下にすることができる。 更に、 レ 一ザ一光吸収剤である安価な黒色系のカーボンブラック、 ァニリンブラ ック、 ニグ口シンを含有する樹脂フィルム 8を用いたと しても、 レーザ 一光吸収性の樹脂部材 1を通して樹脂フィルム 8が見えないため、 仕上 がりが綺麗である。
以上、 図 2に示すレーザー溶着方法について説明したが、 図 3に示す ように、 レーザー光吸収層としてレーザー光吸収剤を含有するィンキ又 はノ及び塗料の塗布層 9によってレーザー光吸収性を部分的に有する樹 脂部材 2と、 'レーザー光透過性の樹脂部材 1 とのレーザー溶着方法であ つてもよい。 レーザー光透過性の樹脂部材 1の段差 4上にインキ及ぴ Z 又は塗料を予め塗布しレーザー光吸収層 9とした後、 白色系樹脂材 7の 段差 5と当接させることにより、 レーザー光吸収性を部分的に有し得る 樹脂部材 2及びレーザー光吸収性の樹脂部材 1 となし（不図示）、 レーザ 一溶着する方法であってもよい。 レーザー光吸収層である塗布層 9は、 例えばレーザー光吸収剤と必要に応じて樹脂を含有するィンキ又は Z及 び塗料を、 塗布することにより得られる。 この塗布は、 噴霧や、 マーキ ングペン、 刷毛、 筆等による塗装のような任意の塗布方法で施される。 塗布層 9は、 厚さ 0. 1 mm以下に塗布されることが好ましい。
また、 図 1に示すように、 熱可塑性樹脂、 白色顔料、 レーザー溶着に 用いるレーザー光の波長を吸収する無色又は実質上無色の吸収剤、 必要 に応じて着色剤等の添加剤を混合機で混合しそれを成形して得られるレ 一ザ一光吸収性を全体的に有する樹脂部材 2と、 前記のような白色顔料 を有する白色のレーザー光透過性の樹脂部材 1 とを重ね合わせ、 レーザ 一光照射することにより、 レーザー溶着する方法であってもよい。 無色 又は実質上無色のレーザー光吸収剤として、 スクェア酸誘導体、 インモ ニゥム染料が挙げられる。
白色顔料及びレーザー光透過性黒色着色剤を含有する灰色のレーザー 光透過性樹脂部材と、 白色顔料及び黒色のレーザー光吸収剤を有する灰 色のレーザー光吸収性樹脂部材とを重ね合わせ、 レーザー光照射するこ とにより、 レーザー溶着する方法であってもよい。 レーザー光透過性黒 色着色剤として、 黒色着色剤のマスターバッチである e B I ND L T W— 8 1 7 0 C、 同 8 0 1 2、 同 8 6 2 0 C、 同 8 7 3 0 C、 同 8 2 0 0、 同 8 2 5 0 C、 同 8 3 0 0 (いずれもオリエン ト化学工業社製の商 品名） を例示できる。 黒色のレーザー光吸収剤として、 カーボンブラッ ク、 ァ-リンブラック、 二グ口シンが挙げられる。
白色顔料及び、 黄色、 赤色、 青色、 緑色のような有彩色のレーザー光 透過性着色剤を含有する淡彩色のレーザー光透過性樹脂部材と、 白色顔 料及ぴ有彩色着色剤及び無色又は実質上無色のレーザー光吸収剤を含有 する淡彩色のレーザー光吸収性樹脂部材とを重ね合わせ、 レーザー光照 射することにより、 レーザー溶着する方法であってもよい。 有彩色のレ —ザ一光透過性着色剤として、 キノフタロン系黄色染料、 ペリノン系赤 色染料、 黄色、 赤色、 緑色、 青色、 又は紫色であるアントラキノン系染 料が挙げられる。
白色顔料及び、 黄色、 赤色、 青色、 緑色の有彩色着色剤を有する淡彩 色のレーザー光透過性樹脂部材と、 白色顔料及び有彩色のレーザー光吸 収剤を有する淡彩色のレーザー光吸収性樹脂部材とを重ね合わせ、 レー ザ一光照射することにより、 レーザー溶着する方法であってもよい。 有 彩色のレーザー光吸収剤として、 フタロシアニン系青色、 緑色染顔料、 アントラキノン系染顔料 ( 8 0 8 n m波長用吸収剤） が挙げられる。 異色のパステルカラーであるレーザー光透過性樹脂部材と、 白色顔料 及び有彩色のレーザー光吸収剤とをレーザー溶着する方法であってもよ い。
なお、 何れのレーザー溶着方法であっても、 レーザー光透過性の樹脂 部材を構成する熱可塑性樹脂として、 例えば、 ポリアミ ド榭脂、 ポリエ チレン樹脂、 ポリ プロピレン樹脂、 ポリ ブチレンテレフタレー ト樹脂、 ポリエチレンテレフタ レート樹脂、 ポリフエニルスルフイ ド樹脂、 ポリ エーテルエーテルケトン樹脂、 ポリカーボネイ ト樹脂、 液晶ポリマー、 ポリスチレン樹脂、 アク リル樹脂、 ポリ アセタール榭脂、 ポリ フエニル エーテル樹脂、 アク リ ロニ ト リル ' スチレン共重合榭脂、 アタリロニト リルブタジエン 'スチレン共重合樹脂を用いてもよい。これらの樹脂を、 単独で又は複数混合し、 熱可塑性樹脂として用いる。 熱可塑性樹脂は、 ポリアミ ド樹脂、 ポリ プロ ピレン榭脂、 ポリカーボネイ ト樹脂であると 一層好ましい。 また熱可塑性樹脂は、 前記の樹脂を主に含む共重合体や その混合物 ； これらの樹脂にゴムやゴム状樹脂のようなエラス トマ一を 配合した混合物 ； これらの樹脂を 1 0重量％以上含有するポリマーァロ ィであってもよレヽ。
レーザー光透過性の樹脂部材を構成する熱可塑性榭脂として、 これら の樹脂の中からレーザー光透過性が良好なものを、適宜選択して用いる。 この樹脂部材は、 用途及び目的に応じ適切な添加剤を含むものが用いら れてもよい。 添加剤として、 充填材、 難燃剤が挙げられる。
前記充填剤としては、 タルク、 マイ力、 炭酸水素カルシウム、 炭酸力 ルシゥム、 ガラス繊維、 ガラスフレーク、 ガラスビーズ、 ウォラスナイ ト、 硫酸バリ ウムが挙げられる。 充填剤は、 成形性や強度を向上させる ためのもので、 熱可塑性樹脂 1 0 0重量部に対し、 5〜 5 0重量部含ま れることが好ましい。 白色系充填剤も適するが、 レーザー光透過性を考 慮するとガラス繊維が好ましい。ガラス繊維は、繊維長が 2〜 1 5 m m、 繊維径が 1〜 2 0 μ mのものが挙げられ、 例えばロービング、 ミルドフ アイバー等、 何れの形態であってもよく、 単独で、 又は複数を組合せて 用いてもよい。
前記難燃剤として、 公知の難燃剤、 具体的には、 テトラブロモビスフ エノーノレ A誘導体、 へキサブロモジフエ二/レエーテノレ及びテトラプロモ 無水フタル酸等のハロゲン含有化合物 ； トリフヱニルホスフェート、 ト リフエニルホスファィ ト、 赤リン及びポリ リン酸アンモニゥム等のリン 含有化合物；尿素及びグァニジン等の窒素含有化合物；シリコンオイル、 有機シラン及びケィ酸アルミニウム等のケィ素含有化合物；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。 またその他、 助色剤、 分散剤、 安定剤、 可塑剤、 改質剤、 紫外線吸収 剤又は光安定剤、 酸化防止剤、 帯電防止剤、 潤滑剤、 離型剤、 結晶促進 剤、 結晶核剤、 又は耐衝撃性改良用エラス トマ一等を添加剤として含ん でいてもよい。 この添加剤は、 熱可塑性樹脂 1 0 0重量部に対し、 0 . ：!〜 1 . 0重量部含有していることが好ましい。
レーザー光吸収性を有する樹脂部材は、 レーザー光透過性を考慮する ことなく、 レーザー光透過性樹脂部材と同種又は異種の各構成成分を用 いることができる。 レーザー光透過性樹脂部材で例示したのと同様な、 熱可塑性樹脂、 白色顔料又は Z及び各種着色剤、 その他の添加剤を含ん でいるものが用いられる。 白色顔料の量は、 レーザー光透過性樹脂部材 に含まれている量よりも過剰であってもよいが、 レーザー光透過性樹脂 部材に含まれている量と略同じである方が、 色差のない溶着物を得るこ とができるので、 好ましい。 また、 熱可塑性樹脂、 白色顔料又は Z及ぴ 各種着色剤、 成形性と強度とを一層向上させるための充填剤や、 難燃剤 のよ うな添加剤、 更に用途及び目的に応じ助色剤、 分散剤、 安定剤、 可 塑剤、 改質剤、 紫外線吸収剤又は光安定剤、 酸化防止剤、 帯電防止剤、 潤滑剤、 離型剤、 結晶促進剤、 結晶核剤、 又は耐衝撃性改良用エラス ト マー等を含んでいるものを用いてもよい。
レーザー光吸収性を有する樹脂部材に含まれる吸収剤として、 カーボ ンブラック、 ニグ口シン、 ァニリ 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、 シァニン系化合物、 ペリ レン、 クオテリ レ ン、 金属錯体、 ァゾ染料、 アン トラキノ ン、 スクェア酸誘導体、 イ ンモ ユウム染料等を用いてもよい。 なかでも安価で安定性の高いカーボンブ ラック又は Z及びニグ口シンが、 特に好ましい。
レーザー光透過性の樹脂部材や、 レーザー光吸収性の樹脂部材は、 透 明な熱可塑性樹脂のペレッ ト又は粉末と、 必要に応じ、 白色顔料と、 粉 砕された着色剤及びその他添加物とを、 混合機で混合し、 それを射出成 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 クシヨンブロー成形、 回転成形、 カレンダー成形、 溶液流延などで例示 される成形方法で、 成形したものを用いると、 好ましい。
. 以下に、 本発明を適用する具体的な実施例として、 レーザー光透過性 樹脂組成物を調製し、 それを成形してレーザー光透過性の樹脂部材 1で ある試験片を試作した製造例を示す。 なお、 本実施例で得られた試験片 はレーザー吸収剤を含有する層を有するレーザー吸収性の榭脂部材の中 間試験片としても用いる。
製造例 1〜 7は、 樹脂組成物を調製し、 白色度が 5 0〜 8 0のレーザ 一光透過性樹脂部材 1である製造試験片を試作した例である。
(製造例 1 ) レーザー光透過性の樹脂部材の製造試験片 Aの試作 ポリ プロピレン樹脂 1 0 ◦ 0 g (日本ポリケム社製 商品名 ： B C O 5 B)とラウリン酸アルミ二ゥムで表面処理された酸化チタン 1 2 g (テ イカ社製 商品名 ： MT— 1 0 O S) とを、 ステンレス製タンブラ一に 入れ、 1時間撹拌混合して組成物を調製した。 得られた組成物を、 射出 成形機 （東洋機械金属社製 商品名 ： S i — 5 0) により、 シリンダー 温度 2 2 0°C、 金型温度 4 0°Cの条件で通常の成形方法で、 図 2のよう に、 長辺 7 0 mm X短辺 1 8 mmX厚さ 4 mmの板状で、 短辺の一端に 沿う幅 2 0 mmの下面側が欠けて厚さ 2 mmの段差 4を有する形状に射 出成形したところ、 色むらがなく色相が均一な白色で外観及び表面光沢 が良好な製造試験片 Aが得られた。 その屈折率について、 J I S K— 7 1 4 2 アッベ屈折率を用い、 プラスチックの屈折率測定方法に準じ て測定した。 （屈折率 = 1. 6 7)
(製造例 2〜 5 ) レーザー光透過性の樹脂部材の製造試験片 B〜 Eの試 作
製造例 1に用いた酸化チタンに代えて、 製造例 2では同じ酸化チタン 3 6 gを用い、 製造例 3では酸化亜鉛 2 4 g (ティカ社製 商品名 ： MZ - 3 0 3 ) を用い、 製造例 4では三酸化アンチモン 2 4 g (堺化 学社製 商品名 ： KN) を用い、 製造例 5では三酸化アンチモン 3 6 g (堺化学社製 商品名 ： KN) を用いたこと以外は製造例 1 と同様に して成形したところ、 色むらがなく色相が均一な白色で外観及び表面光 沢が良好な製造試験片8、 製造試験片0、 製造試験片 D及び製造試験片 Eが得られた。 (製造例 6 ) レーザー光透過性の樹脂部材の製造試験片 Fの試作 ポリカーボネィ ト樹脂 1 0 0 0 g (日本ジーィ一プラスチック社製 商品名 ： L E XAN 1 0 0 0 難燃グレード （V— 0 )) と酸化チタン 1 2 g (ティカ社製 商品名 ： MT— 1 0 0 S) とを、 ステンレス製タ ンブラーに入れ、 1時間撹拌混合して組成物を調製した。 得られた組成 物を、 射出成形機 （東洋機械金属社製 商品名 ： S i — 5 0) により、 シリンダー温度 2 9 0°C、 金型温度 8 0 °Cの条件で通常の成形方法で、 図 2のように、 長辺 7 0 mm X短辺 1 8 mmX厚さ 4 mmの板状で、 短 辺の一端に沿う幅 2 0 mmの下面側が欠けて厚さ 2 mmの段差 4を有す る形状に射出成形したところ、 色むらがなく色相が均一な白色で外観及 び表面光沢が良好な製造試験片 Fが得られた。
(製造例 7) レーザー光透過性の樹脂部材の製造試験片 Gの試作 ポリアミ ド 6 6樹脂 1 0 0 0 g (デュポン社製 商品名 ： Z Y T E L 1 0 1 ) と酸化チタン 1 2 g (ティカ社製 商品名 ： MT— 1 0 O S) とを、 ステンレス製タンブラ一に入れ、 1時間撹拌混合して組成物を調 製した。 得られた組成物を、 射出成形機 （東洋機械金属社製 商品名 ： S i — 5 0) により、 シリンダー温度 2 8 0°C、 金型温度 6 0°Cの条件 で通常の成形方法で、 図 2のように、 長辺 7 0 mm X短辺 1 8 mm X厚 さ 4 mmの板状で、 短辺の一端に沿う幅 2 ◦ mmの下面側が欠けて厚さ 2 mmの段差 4を有する形状に射出成形したところ、 色むらがなく色相 が均一な白色で外観及び表面光沢が良好な製造試験片 Gが得られた。 前記製造例で得られたレーザー光透過性樹脂部材の製造試験片につい て、 以下のように透過率測定試験、 白色度測定試験、 及び色相観察試験 を行い、 物性を評価した。
(透過率測定試験）
分光光度計 （日本分光社製 商品名 ： V— 5 7 0型） に、 製造試験片 を夫々取り付け、試験片が有する厚さ 2 mmの段差 4の部位（図 2参照） に、 4 0 0〜 1 2 0 0 η πιの範囲の波長 λを照射し、 その透過率を測定 した。 そのうち波長 8 0 8 n mの透過率を、 表 1に示す。
(白色度測定試験）
試験片の各々が有する厚さ 2 mmの段差 4の部位 （図 2参照） で、 色 差計 （ J UK I社製 商品名 ： J P 7 0 0 ◦ ) を用いて、 L * a * b * 表色系で表される L値と a値と b値を測定し、 下記式 （ I )
W 1 = 100 - ^(100 - L)? + (a2 + b2 j … (I) により白色度 を算出した。 その結果を表 1に示す。
(色相観察試験）
各製造試験片について、 目視により色相を観察した。 その結果を表 1 に示す。
表 1
Figure imgf000021_0001
製造例 8〜 1 1は、 樹脂組成物を調製し、 白色度が少なく とも 8 0の レーザー光透過性樹脂部材 1である製造試験片を試作した例である。 (製造例 8) レーザー光透過性の樹脂部材の製造試験片 Hの試作 ポリプロピレン樹脂 l O O O g (日本ポリケム社製 商品名 ： B C 0 5 B ) と酸化チタンマスターバッチ 4. 7 g (ルチル型酸化チタン 7 0重量％含有ポリプロピレン樹脂ベースマスターバッチ 東洋ィンキ製 造社製 ： 商品名 ： P P 1 KB 6 6 2) とを、 ステンレス製タンブラ一 に入れ、 1時間撹拌混合して組成物を調製した。 得られた組成物を、 射 出成形機 （東洋機械金属社製 商品名 ： S i — 5 0 ) により、 シリンダ 一温度 2 2 0 °C、 金型温度 4 0 °Cの通常の方法で、 図 2のように、 長辺 7 0 mm X短辺 1 8 m m X厚さ 4 m mの板状で、 短辺の一端に沿う幅 2 0 mmの下面側が欠けて厚さ 2 mmの段差 4を有する形状に射出成形し たところ、 色むらがなく色相が均一な白色で外観及び表面光沢が良好な 製造試験片 Hが得られた。
(製造例 9〜 1 1 ) レーザー光透過性の樹脂部材の製造試験片 I〜 の 試作
製造例 8に用いたルチル型酸化チタンマスターバッチを製造例 9では 同じ酸化チタンマスターバッチ 7 gを用い、 製造例 1 0では酸化チタ ン 6 g (ルチル型酸化チタン ティカ社製 商品名 ： J R— 6 0 5 ) を用い、 製造例 1 1では酸化チタン 9 g (ティカ社製 商品名 ： J R 一 6 0 5 ) を用いたこと以外は製造例 8と同様にして成形したところ、 色むらがなく色相が均一な白色で外観及び表面光沢が良好な製造試験片
I、 製造試験片】、 及び製造試験片 κが得られた。
(比較製造例 1 )
ポリ プロ ピレン樹脂 l O O O g (日本ポリケム社製 商品名 ： B C 0 5 B) と酸化チタン 3 0 g (ティカ社製 商品名 ： J R— 6 0 5 ) と を、 ステンレス製タンブラ一に入れ、 1時間撹拌混合して組成物を調製 した。 得られた組成物を、 射出成形機 （東洋機械金属社製 商品名 ： s i 一 5 0) により、 シリンダー温度 2 2 0°C、 金型温度 4 0°Cの通常の 方法で、 図 2のように、 長辺 7 0 mm X短辺 1 8 mmX厚さ 4mniの板 状で、 短辺の一端に沿う幅 2 0 mmの下面側が欠けて厚さ 2 mmの段差 4を有する形状に射出成形したところ、 色むらがなく色相が均一な白色 で外観及び表面光沢が良好な比較製造試験片 aが得られた。 表 2
Figure imgf000023_0001
製造例 1 2〜 1 5は、 添加剤を添加したレーザー光透過性ポリプロピ レン樹脂組成物を調製し、 レーザー光透過性のレーザー溶着樹脂部材 1 である製造試験片を試作した例である。
(製造例 1 2) レーザー光透過性の樹脂部材の製造試験片 Lの試作 製造例 1のポリプロピレン樹脂と酸化チタンとに代えて、 ガラス繊維 ポリプロピレン l O O O g (日本ポリケム社製 商品名 ： HG 3 0 U) と酸化チタン 9 g (ティカ社製 商品名 ： J R— 4 0 3 ) とを各々用いた こと以外は、 製造例 1 と同様にして成形したところ、 色むらがなく色相 が均一な白色で外観及び表面光沢が良好な製造試験片 Lが得られた。 表 3
Figure imgf000023_0002
(製造例 1 3〜 1 5 ) レーザー光透過性の樹脂部材の製造試験片1^〜0 の試作
製造例 1の酸化チタンに代えて、 製造例 1 3では酸化チタン 3 g (テ イカ社製 商品名 ： MT— 1 0 O S) 及びレーザー光透過性着色剤の黒 色マスターバッチ l g (オリ エン ト化学工業社製 商品名 e B I ND L TW- 8 1 7 0) を用い、 製造例 1 4では酸化チタン 3 g (ティ力社 製 商品名 ： MT— 1 0 0 S ) 及び着色剤 Nu b i a n Y e l l o w P O— 1 1 0 0 0. 0 3 g (オリヱン ト化学工業製商品名） を用 い、 製造例 1 5では酸化チタン 3 g (ティカ社製 商品名 ： J R— 6 0 5 ) 及び着色剤 Nu b i a n Y e l l o w P O— 1 1 0 0 0. 0 3 g (オリエン ト化学工業製商品名） を用いたこと以外は製造例 1 と 同様にして成形したところ、 色むらがなく色相が均一な白色系で外観及 び表面光沢が良好な製造試験片?^、 製造試験片 N及び製造試験片 Oが得 られた。
表 4
Figure imgf000024_0001
製造例 1 6〜1 7は、 添加剤を添加したレーザー光透過性ポリカーボ ネート榭脂組成物を調製し、 レーザー光透過性のレーザー溶着樹脂部材 1である製造試験片を試作した例である。
(製造例 1 6) レーザー光透過性の榭脂部材の製造試験片 Pの試作 ポリカーボネィ ト樹脂 1 0 0 0 g (日本ジーィ一プラスチック社製 商品名 ： L E XAN 1 0 0 0 難燃グレード （V— 0 )) と酸化チタン 3g (ティカ社製 商品名 ： MT— 1 0 O S) とをステンレス製タンブラ 一に入れ、 1時間撹拌混合して組成物を調製した。 得られた組成物を、 射出成形機 （東洋機械金属社製 商品名 ： S i — 5 0) により、 シリ ン ダー温度 2 9 0 °C、 金型温度 8 0 °Cの条件で通常の成形方法で、 図 2の ように、 長辺 7 0 mm X短辺 1 8 mmX厚さ 4 mmの板状で、 短'辺の一 端に沿う幅 2 0 mmの下面側が欠けて厚さ 2 mmとなる形状に射出成形 したところ、 色むらがなく色相が均一な白色で外観及び表面光沢が良好 な製造試験片 Pが得られた。
(比較製造例 2)
製造例 1 6に用いたポリカーボネィ ト樹脂と酸化チタン 3 g に代えて、 ポリカーボネイ ト樹脂 1 0 0 0 g (商品名 ： L E XAN 1 0 0 0 ) と 酸化チタン 3 6 g (ティカ社製 商品名 ： J R— 6 0 5 ) を用いたこと以 外は製造例 1 6 と同様にして成形したところ、 色むらがなく色相が均一 な白色で外観及び表面光沢が良好な比較製造試験片 bが得られた。
(製造例 1 7) レーザー光透過性の樹脂部材の製造試験片 Qの試作 製造例 1 6の酸化チタンに代えて、酸化チタン 3 g (ティカ社製 商品 名 ： MT— 1 0 0 S ) 及びレーザー光透過性着色剤の黒色マスターバッ チ 1 g (オリェント化学工業社製 商品名 ： e B I ND L TW- 8 3 0 0 )とを用いたこと以外は、製造例 1 6 と同様にして成形したところ、 色むらがなく色相が均一な赤み灰色で外観及び表面光沢が良好な製造試 験片 Qが得られた。 表 5
Figure imgf000026_0001
製造例 1 8は、 白色のレーザー光吸収性のレーザー溶着樹脂部材用の 製造試験片を試作した例である。
(製造例 1 8) レーザー光吸収性の樹脂部材用の製造試験片 Rの試作 ポリプロピレン樹脂 4 0 0 g (日本ポリケム社製 商品名 ： B C 0 5 B) と酸化チタン 3. 6 g (ティカ社製 商品名 ： J R— 6 0 5 ) と カーボンブラック 0. 4g (三菱化学社製 商品名 C B 9 6 0 ) をステン レス製タンブラ一に入れ、 1時間撹拌混合した。 得られた混合物を、 射 出成形機 （東洋機械金属社製 商品名 ： S i — 5 0) により、 シリンダ 一温度 2 2 0°C、 金型温度 4 0°Cの通常の方法で、 図 2に示す部材 2の ような長辺 70 mm X短辺 1 8 mmX厚さ 4mmの板状で、 短辺の一端 に沿う幅 2 0 mmの上面側が欠けて厚さ 2 mmの段差 5を有する形状に 射出成形したところ、 色むらがなく色相が均一で外観及び表面光沢が良 好な灰色のレーザー光吸収性の榭脂部材用の製造試験片 Rが得られた。 製造例 1 9は、 カーボンブラックを含有する樹脂フィルムであるレー ザ一光吸収層 8を有し、 レーザー光吸収性の樹脂部材 2である製造試験 片 Sを、 試作した例である。
(製造例 1 9〜2 1 ) レーザー光吸収性の樹脂部材の製造試験片 S〜U の試作 ポリ プロピレン樹脂 4 0 0 g (日本ポリケム社製 商品名 ： B C 0 5 B ) とカーボンブラック 0 . 8 g (三菱化学社製 商品名 ： C B 9 6 0 ) をステンレス製タンブラ一に入れ、 1時間撹拌混合した。 得られた混合 物を、 薄い樹脂フィルム状のもの用の金型と交換して、 押出成形機 （東 洋機械金属社製 商品名： S i — 5 0 )により、シリ ンダー温度 2 2 0 °C、 金型温度 4 0 °Cの通常の方法によりカーボンブラックを含有する樹脂フ ィノレムを得た。
これを、前記製造例で得られた製造試験片の段差 5 (図 2参照）上に、 組み合わせることにより、 レーザー光吸収性の樹脂部材 2である製造試 験片を得た。
レーザー光吸収性の樹脂部材として、 下記の組合せの製造試験片を得 た。
(1)製造例 1 9の製造試験片 Sは、カーボンブラックを含有する榭脂フ イルムと レーザー光透過性の樹脂部材として得られた製造試験片 J との 組合せの製造試験片である。
(2)製造例 2 0の製造試験片 Tは、カーボンブラックを含有する榭脂フ イルムとレーザー光透過性の樹脂部材として得られた製造試験片 Mとの 組合せの製造試験片である。
(3)製造例 2 1の製造試験片 Uは、カーボンブラックを含有する榭脂フ イルムとレーザー光透過性の樹脂部材として得られた製造試験片 Fとの 組合せの製造試験片である。
製造例 2 2〜 2 6は、 レーザー光吸収剤を有するアルコール性マー キングペン用ィンキを調製し、 それを前記製造試験片 Rに塗布して、 レーザー光吸収層 9が付されたレーザー光吸収性の樹脂部材 2である製 造試験片 V〜Zを、 試作した例である。
(製造例 2 2〜 2 6 ) レーザー光吸収性の樹脂部材の製造試験片 V〜Z の試作
ニグ口シンベース E X · · · 6部
ェタノール · · · 6 9部
ベンジノレアノレコール . . . 5部
ォレイン酸 · · · 1 0部
ケトン樹脂 · · · 1 0部
上記の配合物を 4 0 °Cで均一に混合して溶解させることにより、 インキ を調製した。 このインキの経時安定性試験を低温ノ高温器 （商品名 ： I N C U B A T O R、 三洋電機社製） にて調べたところ、 3ヶ月間保存後 においても、染料の析出、及びィンキ組成物の増粘は認められなかった。 このインキを、 市販のマーキング用ペンに詰め、 榭脂部材用の製造試験 片の段差 5 (図 3参照） 上に塗布したところ、 綺麗で均一なレーザー光 吸収層 9が付されたレーザー光吸収性の樹脂部材 2である製造試験片を 得た。
(1)製造例 2 2の製造試験片 Vは、レーザー光透過性の樹脂部材として 得られた製造試験片 Kに上記のマーキングインキを塗布した製造試験片 である。
(2)製造例 2 3の製造試験片 Wは、レーザー光透過性の樹脂部材として 得られた製造試験片 Mに上記のマーキングインキを塗布した製造試験片 である。
(3)製造例 2 4の製造試験片 Xは、レーザー光透過性の樹脂部材として 得られた製造試験片 Fに上記のマーキングインキを塗布した製造試験片 である。
(4)製造例 2 5の製造試験片 Yは、レーザー光透過性の樹脂部材として 得られた製造試験片 Aに上記のマーキングインキを塗布した製造試験片 である。 (5)製造例 2 6の製造試験片 Zは、レーザー光透過性の樹脂部材として 得られた製造試験片 Cに上記のマーキングインキを塗布した製造試験片 である。
実施例 1〜 1 0は、 前記製造例で得られた製造試験片を用い本発明を 適用するレーザー溶着を行った例である。 比較例 1は、 本発明を適用外 のレーザー溶着を行なった例である。
図 1のように、 この試験片 2の段差 5と、 前記の各々の試験片 1の段 差 4同士とを当接させて重ね合わせた。 重ね合わせた部位に、 試験片 1 の上方から、 出力 3 0 Wのダイオード ' レーザー （ファインデバイス社 製） を用いて波長 8 4 0 n mの連続的なレーザービーム 3を、 走查速度 7 5 0 m mノ分で矢印方法に走査しつつ、 照射した。 試験片 1を透過し たレーザー光 3が、 試験片 2で吸収されて発熱させ.、 その熱が、 レーザ 一光吸収部位近傍で、 試験片 1 と試験片 2とを溶融させて融合させ、 溶 着させることにより、 溶着物が得られた。 '
(引張強度測定試験）
得られた溶着物について、 引張試験機 （島津製作所社製 A G— 5 0 k N E ) を用いて、 J I S K 7 1 1 3— 1 9 9 5に準じて、 レーザー光 透過性の樹脂部材 1の製造試験片とレーザー光吸収性の樹脂部材 2の製 造試験片とを引き離す方向に、 1 0 m m Z分の速度で引っ張るという引 張溶着強度測定試験を行った。 引張溶着強度を表 6に示す。
(溶着性評価）
レーザ溶着した接合部分の断面を目視で判定した。 レーザー光を走查 した部分に均一むらなく溶着があったものを〇、 レーザー光を走査した 部分に溶着むらがあったものを Xとする 2段階で評価した。 その結果を 表 6に示す。 表 6
Figure imgf000030_0001
(色差測定試験）
色差計 （J UK I社製 商品名 ： J P 7 0 0 0 ) を用いて、 レーザー 光透過性樹脂部材の試験片及びレーザー光吸収性樹脂部材の試験片の 各々が有する厚さ 2 mmの部位 （図 2参照） における色差を測定した。 実施例 1〜 4、 7〜 9と比較例 1.の組み合わせの各部材の色差を測定し た結果を、 表 7に示す。 表 7
Figure imgf000031_0001
表 7から明らかなとおり、 実施例のようにレーザー光透過性のレーザ 一溶着部材は、 白色系の色相であって、 レーザー光の透過性が良いため 強固に溶着した。 産業上の利用可能性
このレーザー溶着方法は、 振動や熱を忌避して榭脂部材を精密に接合 すべき、 精密機械 ·電子部品，電化製品 · 医療器 · 日用品等の白色系の 製品の熱可塑性樹脂製ハウジングのような'部材の溶着を、 簡易かつ確実 に行なうのに適している。

Claims

1. 熱可塑性樹脂 1 0 0重量部と、屈折率 2〜 2. 8の白色顔料 0.
1〜 2重量部とを含有する樹脂組成物で、 白色、 灰色又は淡彩色である 白色系の色相を示しているレーザー光透過性の樹脂部材を形成し、 それ へ、 レーザー光吸収性を少なく とも部分的に有し得る樹脂部材を、 重ね 合わせた後、 レーザー光を Inn照射することにより、 熱溶着させることを特 徴とするレーザー溶着方法。
2. 前記レーザー光吸収性を少なく とも部分的に有し得る樹脂部材が、 熱可塑性樹脂 9 9. 1〜 9 8重量部と屈車 ξ折率 2〜 2. 8の白色顔料 0.
1〜 2重量部とを含有する樹脂組成物で形成囲されており、 白色、 灰色又 は淡彩色である白色系の色相を示していることを特徴する請求項 1に記 載のレーザー溶着方法。
3. 前記レーザー光吸収性を少なく とも部分的に有し得る榭脂部材が、 8 0 0〜 1 2 0 0 n mの波長領域で少なく とも一部のレーザー光を吸収 する吸収剤を含有するレーザー光吸収層と、 それが付されている白色系 榭脂材とからなることを特徴とする請求項 1に記載のレーザー溶着方法。
4. 前記レーザー光透過性の榭脂部材の屈折率が 1. 5〜 1. 8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方法。
5. 前記レーザー光透過性の樹脂部材と、 前記前記レーザー光吸収性 を少なく とも部分的に有し得る樹脂部材の白色系樹脂材との色差 ΔΕ力 〇 . 3以下であることを特徴する請求項 3に記載のレーザー溶着方法。
6. レーザー光透過性の樹脂部材中、 前記白色顔料の平均粒径が 1 0 0〜 3 0 0 nmであることを特徴とする請求項 1記載のレーザー溶着方 法。
7. 前記レーザー光吸収層が、 前記レーザー光の吸収剤を含有するィ ンク又は Z及び塗料を塗布して形成されたものであること特徴とする請 求項 3に記載のレーザー溶着方法。 '
8. 前記インク又は 及ぴ塗料は、 アルコール系溶剤又はダリコール 系溶剤を主溶剤としていることを特徴とする請求項 7に記載のレーザー 溶着方法。
9. 前記レーザー光吸収層が、 前記レーザー光の吸収剤を含有する樹 脂フィルムであることを特徴とする請求項 3に記載のレーザー溶着方法 (
1 0. 前記レーザー光の吸収剤が、 カーボンブラック又は Z及びニグ 口シンであることを特徴とする請求項 3に記載のレーザー溶着方法。
1 1. 走査しつつ照射している前記レーザー光によって与えられる エネルギー量 X ( J /mm) が下記式
100 X q
(式中、 p (W) はそのレーザー光の出力、 q (mm/秒） はそのレー ザ一光走査速度、 Tは前記レーザー光透過性の榭脂部材のこのレーザー 光の波長での透過率を示す）
を満たすことを特徴とする請求項 1に記載のレーザー溶着方法。
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