WO2005032801A1

WO2005032801A1 - レーザー溶着用材料及びレーザー溶着方法

Info

Publication number: WO2005032801A1
Application number: PCT/JP2004/014793
Authority: WO
Inventors: Tsutomu Katayama; Yasuharu Fukui; Shigenari Takeda
Original assignee: Ube Industries, Ltd.
Priority date: 2003-10-02
Filing date: 2004-09-30
Publication date: 2005-04-14
Also published as: EP1669186B1; EP1669186A1; US7718271B2; EP1669186A4; US20070134504A1

Description

レーザー溶着用材料及びレーザー溶着方法

技術分野

本発明は、レーザー光を照射して樹脂部材を溶着させるレーザー溶着用材料及びレーザー溶着方法に関する。

明背景技術細

従来、樹脂部材同士を接合する方法として、接着剤を用いる方法、熱板溶着、振動溶着、超音波溶着、スピン溶着等の溶着方法、最近では DR I， DS I等の射出溶着方法やレーザー溶着方法が知られている。

接着剤による接合方法は、作業者の手作業によるものであるため、非効率的な作業となる。また、安定的な接合強度を得ることができず、樹脂部材の種類によっては十分な接着力が得られないという問題がある。さらに、環境汚染の問題もある。

熱板溶着はサイクルが長く、充填物があったり、吸水状態では溶着できないという欠点がある。振動溶着は振動により溶着部が 1〜 2 mm動くため精密部品には適さない、バリが発生してフィルタ一等の目詰まりの原因になる、そりがあると溶着しにくい等の欠点がある。超音波溶着は溶着強度が低い、気密性に乏しい、小さいものしか適応できない等の欠点がある。スピン溶着は円形のものしか適用できず、充填物があったり、吸水状態では溶着できないという欠点力 ^sめる。

また、最近インテークマ二ホールドで採用されている射出溶着方法の 1 つである DR I， DS Iは溶着強度は高いが、金型代が高く、成形機の改造が必要であり、材料の流動性が特に良くないと使用できない等の欠点がある。

一方、レーザ一溶着は、レーザー光に対して非吸収性の樹脂部材と、レーザ一光に対して吸収性の樹脂部材とを当接させて溶着させる溶着方法である。これは、非吸収性の樹脂部材側からレーザ一光を接合面に照射して、接合面を形成する吸収性を示す樹脂部材をレ —ザ一光のエネルギーで溶融させ接合する方法である（例えば、特開昭 60— 214931号公報、特公平 5— 42336号公報 2参照）。

しかしながら、異種材料の樹脂部材、特に接着性のないもしくは低い異種材料の樹脂部材、例えば、ナイロン 6やナイロン 12のような部材の接合では十分な接合強度が得られないという問題があった本発明は、上記実状を鑑みてなされたものであり、レーザー溶着方法による樹脂部材の接合において接着性のないもしくは低い異種材料の樹脂部材同士を十分に接合させることができるレーザー溶着用材料及びレーザー溶着方法を提供することを課題とする。発明の開示

上記課題を解決するために本発明者等は、接着性のないもしくは低い第一樹脂部材と第二樹脂部材を強固に接合できるレーザー光を用いた接合方法について検討を重ねた結果、第一樹脂部材と第二樹脂部材の間に、第一樹脂の構成単位と同一又は類似である少なくとも 1種の構成単位と、第二樹脂の構成単位と同一又は類似である少なくとも 1種の構成単位とを有するポリマーからなる第三樹脂部材を重ね合わせ、第二樹脂部材及びノ又は第三樹脂部材にレーザー光に対して吸収性を持たせることにより、両者を十分に接合できることを見出した。本発明によれば、下記が提供される。

〔 1〕第一樹脂部材と第二樹脂部材が異なる材料であり、第一樹脂部材はレーザー光に対して非吸収性であり、第二樹脂部材はレーザ一光に対して吸収性であり、第一樹脂部材と第二樹脂部材の間に第三樹脂部材を重ね合わせ、該第一樹脂部材側からレーザー光を照射して三者をレーザー溶着するために用いる、第一樹脂部材、第二樹脂部材および第三樹脂部材をそれぞれ構成する材料の組であって、第一樹脂部材を構成する材料がレーザー光に対して非吸収性である第一樹脂からなり、第二樹脂部材を構成する材料が第二樹脂とレ一ザ一光に対して吸収性の添加剤とからなり、第三樹脂を構成する材料が、第一樹脂の構成単位と同一又は類似である少なくとも 1種の構成単位と、第二樹脂の構成単位と同一又は類似である少なくとも 1種の構成単位とを有するポリマーからなることを特徴とするレ一ザ一溶着可能な材料の組。

〔 2〕第一樹脂部材と第二樹脂部材が異なる材料であり、第一樹脂部材はレーザー光に対して非吸収性であり、第一樹脂部材と第二樹脂部材の間に第三樹脂部材を重ね合わせ、該第一樹脂部材側からレーザー光を照射して三者をレーザー溶着するために用いる、第一樹脂部材、第二樹脂部材および第三樹脂部材をそれぞれ構成する材料の組であって、第一樹脂部材を構成する材料がレーザー光に対して非吸収性である第一樹脂からなり、第二樹脂部材を構成する材料が第二樹脂からなり、第三樹脂部材を構成する材料が第三樹脂とレ一ザ一光に対して吸収性の添加剤とからなり、第三樹脂が、第一樹脂の構成単位と同一又は類似である少なくとも 1種の構成単位と、第二樹脂の構成単位と同一又は類似である少なくとも 1種の構成単位とを有するポリマーからなることを特徴とするレーザー溶着可能な材料の組。〔 3〕第一樹脂及び第二樹脂及び第三樹脂がポリアミドである上記〔 1〕又は〔 2〕記載のレーザー溶着可能な材料の組。

[ 4〕第一樹脂及び第二樹脂の組み合わせがポリアミド 6及びポリアミド 12であることを特徴とする上記〔 1〕又は〔 2〕記載のレ一ザ一溶着可能な材料の組。

〔 5〕第一樹脂部材を構成する材料が、さらにレーザー光に対して弱吸収性の添加剤を含有することを特徴とする上記〔 1〕又は〔 2〕記載のレーザー溶着可能な材料の組。

〔 6〕第三樹脂が、ポリアミド 6 Z12共重合ナイロンであることを特徴とする上記〔 1〕又は〔 2〕記載のレーザー溶着可能な材料の組。

〔 7〕ポリアミド 6 12共重合ナイロンのポリアミド 6成分とポリアミド 12成分の重量比率が 20Z80〜 80ノ 20であることを特徴とする上記〔 6〕記載のレーザー溶着可能な材料の組。

〔 8〕第三樹脂部材を構成する材料がフィルムの形状であることを特徴とする上記〔 1〕又は〔 2〕記載のレーザー溶着可能な材料の組。

〔 9〕フィルムの厚みが 1〜1000 μ mであることを特徴とする上記〔 8〕記載のレーザー溶着可能な材料の組。

〔 1 0〕上記〔 1〕〜〔 9〕記載のレーザ一溶着可能な材料の組を用いたレーザー溶着方法。

〔 1 1〕第一樹脂部材と第二樹脂部材が異なる材料であり、レーザ一光に対して非吸収性である第一樹脂部材とレーザー光に対して吸収性である第二樹脂部材の間に、第三樹脂部材を重ね合わせ、該第一樹脂部材側からレーザー光を照射して三者をレーザ一溶着する方法であって、第三樹脂部材が第三樹脂とレーザー光に対して吸収性の添加剤とからなり、第三樹脂が、第一樹脂の構成単位と同一又は類似である少なくとも 1種の構成単位と、第二樹脂の構成単位と同一又は類似である少なくとも 1種の構成単位とを有するポリマーからなることを特徴とするレーザー溶着方法。

〔 1 2〕第一樹脂部材と第二樹脂部材が異なる材料であり、レーザ一光に対して非吸収性である第一樹脂部材と第二樹脂部材の間に、第三樹脂部材を重ね合わせ、該第一樹脂部材側からレーザー光を照射して三者をレーザー溶着する方法であって、第三樹脂部材が第三樹脂とレーザー光に対して吸収性の添加剤とからなり、第三樹脂が、第一樹脂の構成単位と同一又は類似である少なくとも 1種の構成単位と、第二樹脂の構成単位と同一又は類似である少なくとも 1 種の構成単位とを有するポリマーからなることを特徴とするレーザ一溶着方法。

〔 1 3〕第一樹脂及び第二樹脂及び第三樹脂がポリアミドである上記〔 1 1〕又は〔 1 2〕記載のレーザー溶着方法。

〔 1 4〕第一樹脂及び第二樹脂の組み合わせがポリアミド 6及びポリアミド 12であることを特徴とする上記〔 1 1〕又は〔 1 2〕記载のレーザー溶着方法。

〔 1 5〕第一樹脂部材が、さらにレーザー光に対して弱吸収性の添加剤を含有することを特徴とする上記〔 1 1〕又は〔 1 2〕記載のレーザー溶着方法。

〔 1 6〕第三樹脂が、ポリアミド 6 /12共重合ナイロンであることを特徴とする上記〔 1 1〕又は〔 1 2〕記載のレーザー溶着方法

〔 1 7〕ポリアミド 6 / 12共重合ナイロンのポリアミド 6成分とポリアミド 12成分の重量比率が 20/80〜80Z20であることを特徴とする上記〔 1 6〕記載のレーザー溶着方法。

〔 1 8〕第三樹脂部材が、フィルムであることを特徴とする上記〔 1 1〕又は〔 1 2〕記載のレーザー溶着方法。

〔 1 9〕フィルムの厚みが 1 〜1000 μ mであることを特徴とする上記〔 1 8〕記載のレーザー溶着方法。図面の簡単な説明

図 1 は、本発明によるレーザー溶着方法を説明する図である。発明を実施するための最良の形態

本発明のレーザー溶着用材料は、接着性のないもしくは低い第一樹脂部材と第二榭脂部材と両者に対して相溶性のある第三樹脂部材とからなる。

第一樹脂部材（従って、第一樹脂部材を構成する材料；以下では単に「第一樹脂部材」というとき「第一樹脂部材を構成する材料」を含むものと理解されるべきである。）は、第二樹脂部材と接着性のないもしくは低い樹脂からなる。

第一樹脂部材を形成する第一樹脂としては、レーザー光に対して十分な吸収性を示さない樹脂であればどのような種類の樹脂を用いてもよい。たとえば、ポリアミド、ポリプロピレン、スチレンーァクリロ - トリル共重合体をあげることができる。また、必要に応じて、ガラス繊維やカーボン繊維等の補強繊維を添加したものを用いてもよい。

ここで、十分な吸収性とは、レーザー光を受けた部分がレーザー光を吸収し、その部分が溶融するような吸収性をいう。したがって、十分な吸収性を示さないとは、たとえばわずかなレーザー光の吸収があっても、大部分が透過し、その部分の樹脂が溶融しない吸収性をいう。

第一樹脂として用いられるポリアミドは、ジァミンと二塩基酸とからなる力、またはラクタムもしくはァミノカルボン酸からなるか

、またはこれらの 2種以上の共重合体からなるものが挙げられる。

ジァミンとしては、テトラメチレンジァミン、へキサメチレンジァミン、オタタメチレンジァミン、ノナメチレジァミン、ゥンデ力メチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン等の脂肪族ジアミンゃ、メタキシリレンジァミン等の芳香族 ' 環状構造を有するジァミンが挙げられる。

ジカルボン酸としては、アジピン酸、ヘプタンジカルボン酸、ォクタンジカルボン酸、ノナンジカルボン酸、ゥンデカンジカルボン酸、ドデカンジカルボン酸等の脂肪族ジアミンゃテレフタル酸、ィソフタル酸等の芳香族 · 環状構造を有するジカルボン酸が挙げられる。

ラクタムとしては、炭素 0 〜 12のラクタム類であり、また、ァミノカノレボン酸としては炭素数 6 〜： L 2のァミノカノレボン酸である。

6 —ァミノ力プン酸、 7 ―ァミノヘプタン酸、 11ーァミノウンデ力ン酸、 12—ァヽノ Κデカン酸、ひ一ピロリドン、 ε —力プロラクタム、 ω —ラク Π ラクタム、 a ―ェナントラタタム等が挙げられる第一樹脂部材は、さらにレ一ザ一光に対して弱吸収性の添加剤を含有することが好ましい。

第一樹脂部材に含有されるレーザー光に対して弱吸収性の添加剤としては、レーザ一光の波長に共振して、レーザー光の一部を吸収し、一部を透過する材料であればよい。特にレーザー光に対して 40 〜90 %の透過率を有するものが好ましい。なお、前記レーザー光に対する透過率は、弱吸収性の添加剤を ASTM 1号ダンベルの形状に成形したものについて測定した数値である。

また、弱吸収性の添加剤の含有量は、第一樹脂部材に対し、 0. 1 〜 5重量％であることが好ましい。含有量が 0. 1重量％よりも少ないと、レーザー光のエネルギーを吸収することによる発熱が少ないため、第一樹脂部材の温度が十分にあがらず、接合部の接合強度が低くなる。また、含有量が 5重量％を超えると、曲げ弾性率等の物性が低下したり、十分な溶着強度を得るためにより多くのレーザー光のエネルギーが必要になるので好ましくない。

弱吸収性の添加剤としては、例えば、エチレンと他のォレフィン類やビニル系化合物との共重合体（以下、エチレン系共重合体という）、スチレンと、共役ジェン化合物との共重合体を水素添加してなるブロック共重合体（以下、スチレン系共重合体という）、かかるエチレン系共重合体、スチレン系共重合体にひ， /3 —不飽和カルボン酸もしくはその誘導体を付加させた変性エチレン系共重合体、変性スチレン系共重合体が挙げられる。

エチレン系共重合体としては、エチレン ' α —ォレフィン系共重合体、エチレン · α ， ]3 —不飽和カルボン酸共重合体、エチレン . a , ]3 _不飽和カルボン酸エステル系共重合体、アイオノマーなどを挙げることができる。

エチレン ' ひ一ォレフィン系共重合体とは、エチレンと炭素数 3 以上の α—才レフインを共重合した重合体であり、炭素数 3以上の α —ォレフィンとしては、プロピレン、ブテン一 1 、へキセン一 1 、デセン— 1 、 4 —メチルブテン一 1 、 4 —メチルペンテン一 1 が挙げられる。

エチレン · α ， ]3 —不飽和カルボン酸系共重合体とは、エチレンと c¾ ， ]3 —不飽和カルボン酸単量体を共重合した重合体であり、 a ， ]3 —不飽和カルボン酸単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸、ェタクリル酸、無水マレイン酸等を挙げることができる。

エチレン ' α ， 3 —不飽和カルボン酸エステル系共重合体とは、エチレンとひ， β —不飽和カルボン酸エステル単量体を共重合した重合体であり、 a , )3 —不飽和カルボン酸エステル単量体としては、アクリル酸メチル、ァクリノレ酸ェチル、アタリノレ酸プロピル、ァクリノレ酸ブチルなどのァクリル酸エステル、メタクリノレ酸メチル、メタクリノレ酸ェチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチルなどのメタクリル酸エステル等を挙げられる。

アイオノマーとは、ォレフィンと α， ]3 —不飽和カルボン酸共重合体のカルボキシル基の少なくとも一部が金属イオンの中和によりイオン化されたものである。ォレフィンとしてはエチレンが好ましく用いられ、 α， /3 _不飽和カルボン酸としてはアクリル酸、メタクリル酸等が用いられる。金属イオンはナトリウム、カリウム、マグネシゥム、カルシウム、亜鉛等のイオンを挙げることができる。スチレン系共重合体とは、少なくとも 1個、好ましくは 2個以上のスチレンを主体とする重合体ブロック Αと、少なくとも 1個の共役ジェン化合物を主体とする重合体プロック B とからなるブロック共重合体を水素添加してなるプロック共重合体であり、例えば A— B - A , B - A - B - A , A - B - A - B - A , B— A— B— A— B等の構造を有する。

共役ジェン化合物としては、例えばブタジエン、イソプレン、 1 ， 3 —ペンタジェン、 2 , 3 —ジメチル一 1 ， 3 —ブタジエンなどが挙げられる。

スチレン系共重合体としては、水添スチレン一ブタジエン一スチレン共重合体（SEB S ) 、水添スチレン—イソプレン一スチレン共重合体（SEPS) 等が挙げられる。

変性エチレン系共重合体、変性スチレン系共重合体は、前記に規定したエチレン系共重合体、スチレン系共重合体に α， ]3 _不飽和カルボン酸基またはその誘導体基を含有する化合物を溶液状態もしくは溶融状態において付加することによって得られる。これら変性エチレン系共重合体、変性スチレン系共重合体の製造方法としては、例えば押出機中で、ラジカル開始剤存在下、エチレン系共重合体、スチレン系共重合体とカルボン酸基またはその誘導体基を含有する化合物とを反応させる方法がある。

a , ]3 —不飽和カルボン酸またはその誘導体（以下単に不飽和力ルボン酸とレ、う）としては、ァクリノレ酸、メタクリノレ酸、エタクリル酸、マレイン酸、フマル酸あるいはこれらの酸の無水物またはェステルなどを挙げることができる。

第一樹脂には、レーザー光に対して非吸収性の着色材を添加してもよい。例えば、アンスラキノン系染料、ペリレン系、ペリノン系、複素環系、ジスァゾ系、モノァゾ系等の有機系染料をあげることができる。また、これらの染料を混合させて用いてもよい。

また、第一樹脂には、無機または有機充填剤、耐熱剤、耐候剤、結晶核剤、結晶化促進剤、離型剤、滑剤、帯電防止剤、難燃剤、難燃助剤等の機能性付与剤を添加してもよい。

第二樹脂部材（従って、第二樹脂部材を構成する材料；以下では単に「第二樹脂部材」というとき「第二樹脂部材を構成する材料」を含むものと理解されるべきである。）は、第一樹脂部材と接着性のないもしくは低い樹脂からなる。

第二樹脂部材は、第二樹脂のみ、もしくは第二樹脂および第二樹脂に分散したレーザー光に対して吸収性の添加剤とからなる。

第二樹脂部材を形成する第二樹脂としては、第一樹脂部材と接着性のないもしくは低い樹脂であればどのような種類の樹脂を用いてもよい。たとえば、ポリアミド、ポリプロピレン、スチレンーァクリロ二トリル共重合体等の樹脂や、これらの樹脂をガラス繊維、力

—ボン繊維で強化した樹脂等をあげることができる。また、上記以外の成分、たとえば、無機または有機充填剤、耐熱剤、耐候剤、結晶核剤、結晶化促進剤、離型剤、滑剤、帯電防止剤、難燃剤、難燃助剤等の機能性付与剤を添加してもよい。

第二樹脂部材におけるレーザ一光に対して吸収性を有する添加剤としては、カーボンブラック、複合酸化物系顔料等の無機系着色材、フタロシアニン系顔料、ポリメチン系顔料等の有機系着色材が用いられる。

第二樹脂部材が第二樹脂とレーザー光に対して吸収性の添加剤からなる場合は、照射されるレーザー光に対して 5 %以下の透過率を有することが好ましい。透過率が 5 %を超えて大きくなると、照射されたレーザー光が透過することにより第二樹脂部材に吸収されるレーザー光のエネルギーが減少するとともに、レーザー光のエネルギ一のロスが生じるようになるためである。

第三樹脂部材（従って、第三樹脂部材を構成する材料；以下では単に「第三樹脂部材」というとき「第三樹脂部材を構成する材料」を含むものと理解されるべきである。）は、第二樹脂部材がレーザ一光に対して非吸収性の場合には、第三樹脂および第三樹脂に分散したレーザ一光に対して吸収性の添加剤とからなり、第二樹脂部材がレーザー光に対して吸収性の場合には、第三樹脂のみ、もしくは第三樹脂および第三樹脂に分散したレーザー光に対して吸収性の添加剤とからなる。

第三樹脂部材を形成する第三樹脂は、第一樹脂の構成単位と同一又は類似である少なくとも 1種の構成単位と、第二樹脂の構成単位と同一又は類似である少なくとも 1種の構成単位とを有するポリマ一からなる。このポリマ一をガラス繊維、カーボン繊維で強化したものでもよい。また、本発明の目的を損なわない範囲で他の樹脂を配合してもよい。ここで、第一樹脂又は第二樹脂の構成単位と同一又は類似である構成単位とは、第一樹脂又は第二樹脂を構成するモノマー単位と化学的構造が同一又は類似するモノマー単位であって、第一樹脂又は第二樹脂と相溶性を有することを意味する。すなわち、レーザー接着性がない第一樹脂部材と第二樹脂部材（相互に相溶性がない第一樹脂部材と第二樹脂部材）の間に、第一樹脂部材および第二樹脂部材の何れに対しても相溶性（レーザー接着性）を有する第三樹脂部材を介在させてレーザー接着を行うことで、レーザー接着性がない第一樹脂部材と第二樹脂部材の間のレーザー接着を可能にするものである。

なお、「第一樹脂又は第二樹脂と相溶性を有する」とは、第三樹脂と第一樹脂又は第二樹脂の溶解度パラメ一ターの差が小さく、具体的には、 1.4以下、好ましくは、 1.2以下、より好ましくは、 1.0 以下であり、両者の分子鎖が混ざり合うことが可能であることをい

5。

ここで溶解度パラメーター（Sp) 値は Fedorsの方法（R. F. Fedo rs, Poly. Eng. and Sci. , 14 ( 2 ) ， 147 (1974) などの文献を参照）によりポリマーの骨格より算出される。

具体的には、第一樹脂及び第二樹脂がポリアミド 6 値11.6) とポリアミド 12 (8 値9.9) である場合に、第三樹脂としては、たとえば、ナイロン 612 (3 値10.7) 、ナイロン 610 (30値10.8) 、ナィロン 611 (Sp値 10.9) や、ナイロン 6 12共重合ナイロン、ナイロン 6 Z66/12三元共重合ナイロンが挙げられる。また、第三樹脂が共重合ナイ口ンの場合には、各成分の割合により Sp値が変わってくるので、例えば、ポリアミド 6 / 12共重合ナイロンでは、ポリアミド 6成分とポリアミド 12成分の重量比率は 20ノ80〜80/20であることが好ましい。第三樹脂部材の形状としては、フィルム、粉末又はペーストとすることができ、取り扱いの容易性からフィルムが好ましい。

第三樹脂部材の厚みは 1 〜： 1000 m、好ましくは、 5〜500 ^ m である。第三樹脂部材の厚みが ΙΟΟΟ μ mを超えると、第三樹脂部材の全体を加熱溶融させることが著しく困難となり、またたとえ第三樹脂部材の全体を加熱溶融させることができたとしても、レーザ光の照射時間等、エネルギー的に非効率となる。一方、第三樹脂部材の厚みが 1 μ πι未満になると、第三樹脂部材を介して互いに相溶性の小さい第一樹脂部材及び第二樹脂部材を接合させるという第三榭脂部材本来の作用効果を期待できなくなるので好ましくない。

また、第三樹脂には、無機または有機充填剤、耐熱剤、耐候剤、結晶核剤、結晶化促進剤、離型剤、滑剤、帯電防止剤、難燃剤、難燃助剤等の機能性付与剤を添加してもよい。

第三樹脂部材におけるレーザー光に対して吸収性を有する添加剤としては、カーボンブラック、複合酸化物系顔料等の無機系着色材、フタロシアニン系顔料、ポリメチン系顔料等の有機系着色材が用いられる。

第三樹脂部材が第三樹脂とレーザ一光に対して吸収性の添加剤からなる場合は、照射されるレーザー光に対して 5 %以下の透過率を有することが好ましい。透過率が 5 %を超えて大きくなると、照射されたレーザー光が透過することにより第二樹脂部材に吸収されるレーザー光のエネルギーが減少するとともに、レーザー光のエネルギ一のロスが生じるようになるためである。

また、本発明のレーザー溶着方法においては、図 1 を参照すると、第一樹脂部材 1 と第二樹脂部材 2の間に第三樹脂部材 3 を重ね合わせ、この重ね合わせ部に第一樹脂部材側からレーザー光 4を照射して三者をレーザー溶着する。さらに、第一樹脂部材及び第二樹脂部材及び第三樹脂部材を同色の着色剤で着色することにより、同色同士の樹脂を接合することができるようになり、接合された樹脂部材の見た目をよくすることができる。

レーザー溶着に用いられるレーザー光としては、ガラス：ネオジム 3 + レーザー、：ネオジム 3 + レーザー、ノレビーレーザー、ヘリゥムーネオンレーザー、クリプトンレーザー、ァノレゴンレーザー、

H 2 レーザー、 N ₂ レーザー、半導体レーザー等のレーザー光をあげることができる。より好ましいレーザーとしては、半導体レーザ —である。

レーザー光の波長は、接合される樹脂材料により異なるためー概に決定できないが、 400nm以上であることが好ましい。波長が 400nm より短いと、樹脂が著しく劣化する。

また、レーザー光の照射量は下記の式で表され、走査速度とレーザ一光の出力により調整できる。レーザー光の照射量が低いと樹脂材料の接合面を互いに溶融させることが困難となり、照射量が高いと樹脂材料が蒸発したり、変質し強度が低下する問題が生じるようになる。

レーザー照射量（ J / mm) ：= レーザー出力（W ) 走査速度（mm

実施例

以下、実施例を用いて本発明を説明する。

[使用した樹脂]

ポリアミド 6 (宇部興産社製 1013NW8)

ポリアミド 12 (宇部興産社製 3020B)

ポリアミド 6 / 12共重合体（宇部興産社製 7028B ： 6 / 12 = 60/ 4 0 (重量比率））

ポリアミド 6 Z 12共重合体（宇部興産社製 7128B ： 6 12 = 40/ 6 0 (重量比率））

実施例 1

第一樹脂部材として、ポリアミド 6 (宇部興産社製 1013NW8) を、 ASTM 1号ダンベルの形状に射出成形することにより作製した。第二樹脂部材として、ポリアミド 12 (宇部興産社製 3020B )を、 AS TM 1号ダンベルの形状に射出成形することにより作製した。

第三樹脂部材として、ポリアミド 6 12共重合体（宇部興産社製 7028B) にカーボンブラックを 0. 3重量％配合した樹脂組成物を、 40 Ο μ mのフィルム形状にプレス成形することにより作製した。

次に、第一樹脂部材と第二樹脂部材の先端部の間に第三樹脂部材を重ね合わせた状態で、半導体レーザー装置にセットした。第一樹脂部材からレーザー光を照射して両者を溶着した。

このとき、レーザー溶着に用いられたレーザー光は、波長が 940η mであり、表 1 に記載の照射量で照射した。得られた溶着部材の引張強さを ASTM D638に準拠して測定した結果を表 1 に示す。

実施例 2

第一樹脂部材として、ポリアミド 6 (宇部興産社製 1013NW8) を、 ASTM 1号ダンベルの形状に射出成形することにより作製した。第二樹脂部材として、ポリアミド 12 (宇部興産社製 3020B )にカーボンブラックを 0. 3重量％配合した樹脂組成物を、 ASTM 1号ダンべルの形状に射出成形することにより作製した。

第三樹脂部材として、ポリアミド 6 12共重合体（宇部興産社製 7028B) を、 50 μ πιのフィルム形状にプレス成形することにより作製した。

後は、実施例 1 と同様にして、レーザー溶着試験を行った。実施例 3

第一樹脂部材として、ポリアミド 6 (宇部興産社製 1013NW8) を、 ASTM 1 号ダンベルの形状に射出成形することにより作製した。第二樹脂部材として、ポリアミド 12 (宇部興産社製 3020B) に力一ボンブラックを 0. 3重量％配合した樹脂組成物を、 ASTM 1号ダンベルの形状に射出成形することにより作製した。

第三樹脂部材として、ポリアミド 6 12共重合体（宇部興産社製 7128B) を、 50 μ πιのフィルム形状にプレス成形することにより作製した。

後は、実施例 1 と同様にして、レーザー溶着試験を行った。

実施例 4

第一樹脂部材として、ポリアミド 12 (宇部興産社製 3020Β) を、 A STM 1号ダンベルの形状に射出成形することにより作製した。

第二樹脂部材として、ポリアミド 6 (宇部興産社製 1013NW8) を、 ASTM 1号ダンベルの形状に射出成形することにより作製した。第三樹脂部材として、ポリアミド 6 Z 12共重合体（宇部興産社製 7028B) にカーボンブラックを 0. 3重量％配合した樹脂組成物を、 40 0 μ mのフィルム形状にプレス成形することにより作製した。

実施例 5

第一樹脂部材として、ポリアミド 12 (宇部興産社製 3020B) を、 A STM 1 号ダンベルの形状に射出成形することにより作製した。

第二樹脂部材として、ポリアミド 6 (宇部興産社製 1013NW8) にカーボンブラックを 0. 3重量％配合した樹脂組成物を、 ASTM 1号ダンベルの形状に射出成形することにより作製した。

第三樹脂部材として、ポリアミド 6 12共重合体（宇部興産社製 7128B) を 50 mのフィルム形状にプレス成形することにより作製した。

後は、実施例 1 と同様にして、レーザ一溶着試験を行った。

比較例 1

次に、第一樹脂部材と第二樹脂部材の先端部を重ね合わせた状態で、半導体レーザ一装置にセットした。第一樹脂部材からレーザー光を照射して両者を溶着した。

比較例 2

第三樹脂部材として、ポリアミド 6 (宇部興産社製 1013NW8) とポリアミド 12 (宇部興産社製 3020B )及びカーボンブラック 0. 3重量 %をブラベンダーで 250°Cで 5分間混練したポリアミド 6 ポリァミド 12ァロイを、 400 μ mのフィルム形状にプレス成形することにより作製した。

次に、第一樹脂部材と第二樹脂部材の先端部を重ね合わせた状態で、半導体レーザー装置にセットした。第一樹脂部材からレーザ一光を照射して両者を溶着した。

後は、実施例 1 と同様にして、レーザー溶着試験を行った。表 1

産業上の利用可能性

本発明においては、レーザー溶着、熱板溶着、振動溶着、超音波溶着、スピン溶着、 DR I， DS I等の射出溶着では、接着性のないもしくは低い異種材料の樹脂部材同士を十分に接合させることができなかったものを両者に相溶性のある材料を介在させることにより、レ一ザ一光のエネルギーで三者の樹脂が溶融した際、接合部において部材同士が十分に互いに絡み合った状態となり、接合強度が著しく向上するので、産業上の有用性が高い。

Claims

1 . 第一樹脂部材と第二樹脂部材が異なる材料であり、第一樹脂部材はレーザー光に対して非吸収性であり、第二樹脂部材はレーザ一光に対して吸収性であり、第一樹脂部材と第二樹脂部材の間に第三樹脂部材を重ね合わせ、該第一樹脂部材側からレーザー光を照射言

して三者をレーザー溶着するために用いる、第一樹脂部材、第二樹脂部材および第三樹脂部材をそれぞれ構成する材料の組であって、第一樹脂部材を構成する材料がレのーザー光に対して非吸収性である第一樹脂からなり、第二樹脂部材を構成する材料が第二樹脂とレーザ一光に対して吸収性の添加剤とからなり、第三樹脂を構成する材料が、第一樹脂の構成単位と同一又は類似である少なくとも 1種の構成単位と、第二樹脂の構成単位と同一又は類似である少なくとも

1種の構成単位とを有するポリマーからなることを特徴とするレーザ一溶着可能な材料の組。

2 . 第一樹脂部材と第二樹脂部材が異なる材料であり、第一樹脂部材はレーザー光に対して非吸収性であり、第一樹脂部材と第二樹脂部材の間に第三樹脂部材を重ね合わせ、該第一樹脂部材側からレ一ザ一光を照射して三者をレーザー溶着するために用いる、第一樹脂部材、第二樹脂部材および第三樹脂部材をそれぞれ構成する材料の組であって、第一樹脂部材を構成する材料がレーザー光に対して非吸収性である第一樹脂からなり、第二樹脂部材を構成する材料が第二樹脂からなり、第三樹脂部材を構成する材料が第三樹脂とレーザ一光に対して吸収性の添加剤とからなり、第三樹脂が、第一樹脂の構成単位と同一又は類似である少なくとも 1種の構成単位と、第二樹脂の構成単位と同一又は類似である少なくとも 1種の構成単位とを有するポリマーからなることを特徴とするレーザー溶着可能な材料の組。

3 . 第一樹脂及び第二樹脂及び第三樹脂がポリアミドである請求項 1又は 2記載のレーザ一溶着可能な材料の組。

4 . 第一樹脂及び第二樹脂の組み合わせがポリアミド 6及びポリァミド 12であることを特徴とする請求項 1又は 2記載のレーザー溶着可能な材料の組。

5 . 第一樹脂部材を構成する材料が、さらにレーザー光に対して弱吸収性の添加剤を含有することを特徴とする請求項 1又は 2記載のレーザー溶着可能な材料の組。

6 . 第三樹脂が、ポリアミド 6 12共重合ナイロンであることを特徴とする請求項 1又は 2記載のレーザー溶着可能な材料の組。

7 . ポリアミド 6 12共重合ナイロンのポリアミド 6成分とポリァミド 12成分の重量比率が 20ノ80〜80 20であることを特徴とする請求項 6記載のレーザー溶着可能な材料の組。

8 . 第三樹脂部材を構成する材料がフィルムの形状であることを特徴とする請求項 1又は 2記載のレーザー溶着可能な材料の組。

9 . フイノレムの厚みが 1 〜： 1000 μ πιであることを特徴とする請求項 8記載のレーザー溶着可能な材料の組。

1 0 . 請求項 1 〜 9記載のレーザー溶着可能な材料の組を用いたレーザー溶着方法。

1 1 . 第一樹脂部材と第二樹脂部材が異なる材料であり、レーザ一光に対して非吸収性である第一樹脂部材とレーザー光に対して吸収性である第二樹脂部材の間に、第三樹脂部材を重ね合わせ、該第一樹脂部材側からレーザー光を照射して≡者をレーザー溶着する方法であって、第三樹脂部材が第三樹脂とレーザ一光に対して吸収性の添加剤とからなり、第三樹脂が、第一樹脂の構成単位と同一又は類似である少なくとも 1種の構成単位と、第二樹脂の構成単位と同一又は類似である少なくとも 1種の構成単位とを有するポリマーからなることを特徴とするレーザー溶着方法。

1 2 . 第一樹脂部材と第二樹脂部材が異なる材料であり、レーザ一光に対して非吸収性である第一樹脂部材と第二樹脂部材の間に、第三樹脂部材を重ね合わせ、該第一樹脂部材側からレーザー光を照射して三者をレーザー溶着する方法であって、第三樹脂部材が第三樹脂とレーザー光に対して吸収性の添加剤とからなり、第三樹脂が、第一樹脂の構成単位と同一又は類似である少なくとも 1種の構成単位と、第二樹脂の構成単位と同一又は類似である少なくとも 1種の構成単位とを有するポリマーからなることを特徴とするレーザー溶着方法。

1 3 . 第一樹脂及び第二樹脂及び第三樹脂がポリアミドである請求項 1 1又は 1 2記載のレーザ一溶着方法。

1 4 . 第一樹脂及び第二樹脂の組み合わせがポリアミド 6及びポリアミド 12であることを特徴とする請求項 1 1又は 1 2記載のレーザ一溶着方法。

1 5 . 第一樹脂部材が、さらにレーザー光に対して弱吸収性の添加剤を含有することを特徴とする請求項 1 1又は 1 2記載のレーザ一溶着方法。

1 6 . 第三樹脂が、ポリアミド 6 Z 12共重合ナイロンであることを特徴とする請求項 1 1又は 1 2記載のレーザー溶着方法。

1 7 . ポリアミド 6 / 12共重合ナイロンのポリアミド 6成分とポリアミド 12成分の重量比率が 20 80〜80 20であることを特徴とする請求項 1 6記載のレーザー溶着方法。

1 8 . 第三樹脂部材が、フィルムであることを特徴とする請求項 1 1又は 1 2記載のレーザー溶着方法。

1 9 . フィルムの厚みが 1 〜： 1000 μ πιであることを特徴とする請求項 1 8記載のレーザー溶着方法。