樹脂部材のレーザー接合方法および樹脂部材のレーザー接合体
【課題】光吸収剤を用いて高耐熱性の樹脂部材をレーザー接合させるに際して、接合強度の高い接合構造を得ることのできる樹脂部材のレーザー接合方法、及び樹脂部材のレーザー接合体を提供することを目的とする。
【解決手段】 本発明は、２以上の樹脂部材を接触させ、その接触面の近傍に配置された光吸収剤にレーザー光を照射して樹脂部材を溶着させて接合する樹脂部材のレーザー接合方法であって、前記樹脂部材の少なくとも何れか１つが、３００℃以上のガラス転移点又は融点を有する熱可塑性樹脂であり、前記光吸収剤が、示差熱天秤を用いて３５０℃まで加熱して測定された重量減少量が４０％未満であることを特徴とする樹脂部材のレーザー接合方法を提供する。
【解決手段】 本発明は、２以上の樹脂部材を接触させ、その接触面の近傍に配置された光吸収剤にレーザー光を照射して樹脂部材を溶着させて接合する樹脂部材のレーザー接合方法であって、前記樹脂部材の少なくとも何れか１つが、３００℃以上のガラス転移点又は融点を有する熱可塑性樹脂であり、前記光吸収剤が、示差熱天秤を用いて３５０℃まで加熱して測定された重量減少量が４０％未満であることを特徴とする樹脂部材のレーザー接合方法を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂部材と樹脂部材とを接合させる樹脂部材の接合方法、及び２以上の樹脂部材が接合されてなる樹脂部材の接合体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、樹脂部材と樹脂部材とを接合する方法として、樹脂部材どうしをレーザー光で溶着させる方法が採用されている。この樹脂部材どうしをレーザー光で溶着させる場合には、通常、これら樹脂部材と樹脂部材との表面どうしを面接させた状態で重畳させて、この重ね合わせた部分にレーザー光を照射して樹脂部材の表面を構成する樹脂材料を溶融させて溶着部を形成させる方法や、樹脂部材の端部と端部とを突き合せ、両者に跨るようにして他の樹脂部材を重ね合わせ、その重ね合わせた部分にレーザー光を照射して樹脂部材の表面を構成する樹脂材料を溶融させて溶着部を形成させる方法などが採用されている。
【０００３】
このような溶着による樹脂部材の接合では、溶着させる箇所に光吸収剤を配置しておき、該光吸収剤が配置された箇所に向けてレーザー光を照射し、該照射したレーザー光を樹脂部材の背面側から表面側へと透過させて光吸収剤まで到達させ、該光吸収剤によってレーザー光を吸収させることによりレーザー光の光エネルギーを熱エネルギーに変換させることで、前記樹脂部材の面接箇所を溶着させるという方法で行われる。照射されるレーザー光としては、例えば、赤外線レーザーや近赤外線レーザーが用いられ、樹脂部材の面接触箇所に配置される光吸収剤としては、カーボンブラックや、ポリフィリン系吸収剤など、赤外領域や近赤外領域に吸収ピークを有する物質が用いられている（下記特許文献１及び２参照）。
【０００４】
このような光吸収剤を用いたレーザー溶着方法を用いることで、レーザー光に対して高い透明性を有する樹脂部材どうしの溶着においても、樹脂部材の界面のみを発熱させ、溶融させることによって溶着が可能となっている。
【０００５】
しかしながら、上記のような光吸収剤を用いたレーザー溶着方法によって高耐熱性の樹脂部材を接合しようとした際、レーザー照射による発熱量が低く樹脂部材を十分に溶融して流動化させるに至らず、その結果、接合強度の高い接合構造が得られにくいという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００２−５２６２６１号公報
【特許文献２】特許３６８２６２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、光吸収剤を用いて高耐熱性の樹脂部材をレーザー接合させるに際して、接合強度の高い接合構造を得ることのできる樹脂部材のレーザー接合方法、及び樹脂部材のレーザー接合体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記のような従来技術の課題を解決すべく成されたものであり、本発明に係る樹脂部材のレーザー接合方法は、２以上の樹脂部材を接触させ、その接触面の近傍に配置された光吸収剤にレーザー光を照射して樹脂部材を溶着させて接合する樹脂部材のレーザー接合方法であって、前記樹脂部材の少なくとも何れか１つが、３００℃以上のガラス転移点（以下、Ｔｇと略記することもある）又は融点を有する熱可塑性樹脂であり、前記光吸収剤が、示差熱天秤を用いて３５０℃まで加熱して測定された重量減少量が４０％未満であることを特徴としている。
【０００９】
また、本発明に係る樹脂部材の接合体は、２以上の樹脂部材が接触され、その接触面の近傍に配置された光吸収剤にレーザー光が照射されることで樹脂部材どうしが溶着接合されてなる樹脂部材の接合体であって、前記樹脂部材の少なくとも何れか１つが、３００℃以上のガラス転移点又は融点を有する熱可塑性樹脂であり、前記光吸収剤が、示差熱天秤を用いて３５０℃まで加熱して測定された重量減少量が４０％未満であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る樹脂部材の接合方法および接合体によれば、接触面の近傍に配置された光吸収剤が、示差熱天秤を用いて３５０℃まで加熱して測定された重量減少量が４０％未満であるため、レーザー光によって供給される熱量がロスなく速やかに光吸収剤の温度上昇に使用されるとともに、レーザー光の照射によって加熱された光吸収剤が４００℃を超えても十分に熱媒体として作用しうることとなるため、３００℃以上のガラス転移点又は融点を有する熱可塑性樹脂、即ち、高耐熱性の樹脂部材をも十分に溶融させて接合させることが可能となる。また、このような作用効果により、本発明に係る樹脂部材の接合体は、接合強度の高い接合構造を有するものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第一実施形態に係る樹脂部材のレーザー接合方法を示す側面図。
【図２】第一実施形態のレーザー接合方法により接合された樹脂部材の接合体を示す側面図。
【図３】第二実施形態に係る樹脂部材のレーザー接合方法を示す側面図。
【図４】第二実施形態のレーザー接合方法により接合された樹脂部材の接合体を示す側面図。
【図５】第三実施形態に係る樹脂部材のレーザー接合方法を示す側面図。
【図６】第三実施形態のレーザー接合方法により接合された樹脂部材の接合体を示す側面図。
【図７】実施例及び比較例で使用した光吸収剤について、示差熱天秤を用いて測定した重量減少量の測定結果を示したグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第一実施形態に係る樹脂部材のレーザー接合方法を示す側面図であり、符号１０ａ、１０ｂがシート状の樹脂部材を表しており、符合５０がレーザー光を表している。また、図２は、該第一実施形態のレーザー接合方法により接合された樹脂部材の接合体を示す側面図である。
【００１３】
図１に示すように、第一実施形態に係るに樹脂部材のレーザー接合方法は、シート状の樹脂部材１０ａ、１０ｂの各々の端部を上下に重ね合わせた状態とし、該樹脂部材１０ａ、１０ｂの接触面を溶融させて接着を行うものである。具体的には、該樹脂部材１０ａ、１０ｂの接触面に光吸収剤２０を塗布しておき、レーザー光５０を照射することによって該光吸収剤２０を発熱させ、その熱によって前記樹脂部材１０ａ、１０ｂの接触面を溶融させ、これら樹脂部材１０ａ、１０ｂの接合を実施するものである。
【００１４】
接合対象となる樹脂部材１０ａ、１０ｂとしては、少なくとも何れか一方が、その接合面に、３００℃以上のＴｇ又は融点を有する熱可塑性樹脂を備えた樹脂部材であればよく、材質は特に限定されるものではない。
【００１５】
３００℃以上のＴｇ又は融点を有する熱可塑性樹脂としては、例えば、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、芳香族ポリアミド樹脂などを挙げることができる。
【００１６】
該樹脂部材の厚みとしては、１μｍ以上、１０ｍｍ以下が好ましい。該樹脂部材の厚みが１μｍ未満であると、該樹脂部材のハンドリングが困難となり、１０ｍｍ以上であると、該樹脂部材の光吸収によってレーザー光が減衰し、光吸収剤への到達効果が低下して、生産性が低くなることが懸念される。
【００１７】
また、レーザー接合される層、すなわち、樹脂部材１０ａ、１０ｂのうち少なくとも何れか一方の接合面が前記熱可塑性樹脂であればよいので、該樹脂部材は単層であっても、あるいは積層構造であってもよく、積層される他の層に対する材質の制約は特にない。また、接合面の熱可塑性樹脂や、積層される他の層には、酸化防止剤、難燃剤、架橋剤、光安定剤、顔料、充填材などの任意の添加剤が含まれていてもよい。
ただし、レーザー光の照射側に配置される樹脂部材については、樹脂部材全体として３０％以上の光透過率を有することが好ましく、５０％以上の光透過率を有することが更に好ましい。
【００１８】
前記光吸収剤２０としては、示差熱天秤を用いて３５０℃まで加熱して測定された重量減少量が４０％未満であるものを採用することができる。
このような物性の光吸収剤を用いることにより、樹脂の溶融温度に到達するまで光吸収剤の分解や気化が抑制され、レーザー光によって供給される熱量がロスなく速やかに光吸収剤の温度上昇に使用されることとなる。
また、前記光吸収剤２０としては、さらに４００℃まで加熱して測定された重量減少量が６０％以下となるものを採用することが好ましく、斯かる光吸収剤を採用することにより、レーザー光の照射によって加熱された光吸収剤が４００℃を超えても十分に残存し、その残存する光吸収剤を熱媒体として作用させることが可能となる。
【００１９】
該光吸収剤としては、顔料や染料などの中から、上記条件を満たすものを種々採用することができる。また、該光吸収剤の具体的な使用方法としては、前記樹脂部材の接合面上に該光吸収剤を含む層を形成する方法、または前記樹脂部材の接合面に、該光吸収剤を含有させる方法を挙げることが出来る。樹脂部材の接合面に層を形成する場合には、例えば、光吸収剤を有機溶媒などで希釈して、適した塗布手段によって塗布する方法を採用しうる。また、乾燥後の該層の厚みは１μｍ以下が好ましく、更には、０．５μｍ以下がより好ましい。光吸収剤を含む層の厚みが１μｍを超えると、接合される２つの樹脂部材の相溶が阻害されることが懸念される。また、該光吸収剤を含む層による光吸収性としては、２０％以上が好ましく、３０％以上がより好ましい。光吸収剤を含む層の塗布巾はレーザー照射領域に合せて適宜最適化することができる。
【００２０】
斯かる光吸収剤としては、例えば、フタロシアニン系吸収剤、ナフタロシアニン系吸収剤、ポリメチン系吸収剤、ジフェニルメタン系吸収剤、トリフェニルメタン系吸収剤、キノン系吸収剤、アゾ系吸収剤、ジインモニウム塩などを挙げることができる。
これらの光吸収剤の具体例としては、山本化成社から、「ＹＫＲ」の商品名で市販されている光吸収剤を好適に用いることができ、また、オリエント化学工業社製の「ｅＢＩＮＤ」の商品名で市販されている光吸収剤（メチン系の油溶性染料を含む着色剤を樹脂に配合して製造されたインクタイプ）を好適に用いることができる。
【００２１】
なお、本発明における示差熱天秤を用いた重量減少量は、より具体的には、下記実施例に記載された方法によって測定されるものである。
【００２２】
また、吸収剤の塗布手段としては、例えばニードルチップディスペンサー、インクジェットプリンター、スクリーン印刷、２流体式、１流体式または超音波式スプレー、スタンパーなどの一般的な手法を用いることができる。
【００２３】
樹脂部材どうしを重ね合わせる方法としては、例えば図１に示すように、ステージ３０上において、接合対象となる少なくとも２枚の樹脂部材１０ａ、１０ｂを重ね合わせるように配置し、その上から加圧手段４０を用いて押圧し、該樹脂部材を固定した状態でレーザー５０を照射することが好ましい。
【００２４】
前記加圧手段としては、用いるレーザー光に対して高い透明性を示すガラスを加圧部材として備えたものを好適に用いることができる。加圧強度としては、０．５〜１００ｋｇｆ／ｃｍ2が好ましく、１〜２０ｋｇｆ／ｃｍ2が更に好ましい。レーザー照射部に荷重を加えられるものであれば、該加圧部材の形状は特に限定されず、例えば、平板、円筒、球状のものを使用することができる。加圧部材の厚みは特に限定されないが、薄すぎると歪みによって良好な加圧ができず、厚すぎるとレーザー光の利用効率が下がるため、３ｍｍ以上３０ｍｍ未満が好ましく、５ｍｍ以上２０ｍｍ未満が更に好ましい。加圧部材の材質としては、例えば、溶融石英、無アルカリガラス、テンパックス、パイレックス、バイコール、Ｄ２６３、ＯＡ１０、ＡＦ４５などを用いることができる。レーザー光の利用効率を高めるために、ガラス部材は用いるレーザー光波長に対して高い透明性を有することが好ましく、具体的には、光透過率が５０％以上であることが好ましく、７０％以上であることがより好ましい。
【００２５】
また、大面積を均一に加圧してその全域にわたって良好な接合を行いうるという観点から、加圧部材と樹脂部材との間には、光透過性が良好でクッション性のあるゴムや樹脂材料等（以下、相間材料という）を挿入することが好ましい。該相間材料としては、例えば、シリコンゴム、ウレタンゴムなどのゴム系材料や、ポリエチレンなどの樹脂材料を挙げることが出来る。相間材料の厚みは、５０μｍ以上５ｍｍ未満が好ましく、１ｍｍ以上３ｍｍ未満がさらに好ましい。５０μｍ未満であると、クッション性に乏しく、５ｍｍ以上の場合は、吸収や散乱によってレーザー光の利用効率が低下するおそれがある。相間材料は、用いるレーザー光波長に対して３０％以上の光透過率を有することが好ましく、５０％以上の光透過率を有することが更に好ましい。
【００２６】
また、前記ステージ３０の材質としては、金属、セラミックス、樹脂、ゴムなどを用いることができる。広い面積を均一に加圧して良好な接合状態を得る為には、ゴムを用いることが好ましい。さらに、接合後のシートとの剥離性を高める目的や、耐熱性を向上させる目的で、該ゴムの表面を表面処理してもよく、又は該ゴムの上に他の樹脂部材等を配置してもよい。
【００２７】
また、照射するレーザー光５０としては、特に限定されるものではなく、例えば、半導体レーザー、ファイバーレーザー、フェムト秒レーザー、ＹＡＧレーザーなどの固体レーザー、ＣＯ2レーザーなどのガスレーザーが挙げられる。
これらの内でも、安価で且つ面内均一な強度のレーザー光が得られ易い点においては、半導体レーザーやファイバーレーザーが好ましい。
【００２８】
また、樹脂自身の分解を防止しつつ溶融を促すことが容易である点において、瞬間的に高いエネルギーを投入するパルスレーザーよりも連続波のＣＷレーザー（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ−Ｗａｖｅ Ｌａｓｅｒ）の方が好適である。
また、レーザーの出力、パワー密度、スポットサイズ、照射回数、走査速度などは、樹脂材料の種類、厚み、光吸収率などから適宜選択され得る。
【００２９】
また、レーザー光５０を照射する位置を、接触面の面方向において移動させることにより、大面積の接触面どうしを溶着させることができる。具体的には、例えば、集光レンズによって所望のビームサイズに集光されたスポットビームを、所望の溶接箇所に走査照射することで大面積の溶着が可能となる。また、ガルバノスキャナーによってレーザーヘッドを固定した状態でビームのみを走査させることも可能であり、更には回折光学素子といった光学素子の使用によって所望の形状にレーザービームを整形し、無走査によって一括して大面積の溶着を実施することも可能である。
【００３０】
また、上記のような樹脂部材の接合方法においては、レーザー光５０の照射条件や上記加圧条件を調整して、溶着箇所における樹脂材料どうしの界面が消失するような状態で溶着させることが好ましい。界面を消失させることで十分な相溶化がなされ、接着強度の向上を図ることができ、また、光の透過性などを良好なものとすることもできる。
【００３１】
本第一実施形態に係る樹脂部材の接合方法によれば、樹脂部材１０ａおよび樹脂部材１０ｂの接合面に、示差熱天秤を用いて３５０℃まで加熱して測定された重量減少量が４０％未満である光吸収剤が配置されているため、レーザー光のエネルギーを効率よく熱エネルギーへと変換させてレーザー光照射部を速やかに高温へ到達させることができ、高耐熱性の樹脂部材をも十分に溶融させて高い接合強度で樹脂部材どうしを接合させることが可能となる。
【００３２】
なお、本発明の樹脂部材のレーザー接合方法および接合体は、上記第一実施形態に限定されるものではなく、接合させる樹脂部材の位置関係や光吸収剤の配置場所等について種々の変形が可能である。以下、他の実施形態として、第二及び第三実施形態について説明する。
【００３３】
図３は、本発明の第二実施形態に係る樹脂部材の接合方法を示す側面図であり、図４は、第二実施形態の接合方法により接合された樹脂部材の接合体を示す側面図である。
図３に示すように、本第二実施形態は、接合対象となるシート状の樹脂部材１０ａ、１０ｂの各々の端部を同一平面上で突き合わせるように配置し、これらの樹脂部材１０ａおよび１０ｂの両方に重なるように別の樹脂部材（第三の樹脂部材）１０ｃを重ね合わせ、この第三の樹脂部材１０ｃと前記樹脂部材１０ａ、１０ｂの接触面をそれぞれ溶融させて接着を行うものである。具体的には、樹脂部材１０ａと第三の樹脂部材１０ｃとの間、および樹脂部材１０ａと第三の樹脂部材１０ｃとの間に介在するように光吸収剤２０を配置し、それらの光吸収剤２０にレーザー光５０を照射することによってそれぞれの接合面における樹脂部材を溶着させ、樹脂部材１０ｃを介して樹脂部材１０ａと樹脂部材１０ｂを接合させるものである。
【００３４】
したがって、本実施形態においては、同一平面上で突き合わせるように配置された樹脂部材１０ａおよび１０ｂ、あるいはそれらの上に配置される第三の樹脂部材１０ｃのうち、少なくとも何れか一つが接合面に３００℃以上のＴｇ又は融点を有する熱可塑性樹脂を備えたものであればよい。
【００３５】
なお、該第二実施形態においては、光吸収剤２０、レーザー光５０、ステージ３０及び加圧手段４０については、前記第一実施形態と同様のものを採用することができる。
【００３６】
また、図５は、本発明の第三実施形態に係る樹脂部材のレーザー接合方法を示す側面図であり、図６は、該第三実施形態のレーザー接合方法により接合された樹脂部材の接合体を示す側面図である。
図５に示すように、本第三実施形態は、接合対象となるシート状の樹脂部材１０ａ、１０ｂの各々の端部を同一平面上で突き合わせるように配置し、これらの樹脂部材１０ａおよび１０ｂの両方に重なるように発熱媒体１１を重ね合わせ、この発熱媒体１１から供給される熱によって前記樹脂部材１０ａと樹脂部材１０ｂとの接触面を溶融させて接着を行い、その後、発熱媒体１１を剥離するものである。樹脂部材１０ａ、１０ｂのうち、少なくとも何れか一方は３００℃以上のＴｇ又は融点を有する熱可塑性樹脂を備えたものである。
より具体的には、本第三実施形態のレーザー接合方法は、樹脂部材１０ａと発熱媒体１１との間、および樹脂部材１０ａと発熱媒体１１との間に介在するように光吸収剤２０を配置し、その光吸収剤２０にレーザー光５０を照射することによって樹脂部材１０ａと樹脂部材１０ｂの接合面における樹脂部材を溶着させ、樹脂部材１０ａと樹脂部材１０ｂを接合させるものである。発熱媒体１１は、その表面に光吸収剤２０が塗布されており、照射されたレーザー光のエネルギーを光吸収剤２０により熱エネルギーに換えて樹脂部材へと伝達するものであるため、樹脂部材どうしが溶着した後は、剥離除去する。該発熱媒体１１は、図５に示すように、樹脂部材を表裏両面から挟むように配置してもよく、また、表裏何れか片面のみに配置するようにしてもよい。
【実施例】
【００３７】
次に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
【００３８】
（実施例１）
実施例１において用いた使用材料は以下の通りである。
＜使用材料＞
・樹脂部材１ 材質 全芳香族ポリアミド（デュポン社製、商品名「ノーメックス」 融点４１０℃）
厚み ８０μｍ
形状 １０ｍｍ×５０ｍｍ
・樹脂部材２ 樹脂部材１と同じ
・光吸収剤 山本化成社製、商品名「ＹＫＲ」（示差熱天秤を用いて３５０℃まで加熱して測定された重量減少量は３０％）
・レーザー 波長 ９４０ｎｍ
出力 ５０Ｗ
スポット ２ｍｍφ
・加圧部材 材質 溶融石英ガラス
厚み １０ｍｍ
・ステージ シリコンラバー（３ｍｍ厚）上にポリイミド樹脂（デュポン社製、商品名「カプトン」 １２５μｍ厚）を積置したもの
【００３９】
＜重量減少量の測定＞
示差熱天秤（Ｔｈｅｒｍｏ ｐｌｕｓ、Ｒｉｇａｋｕ社製、ＴＧ８１２０シリーズ高温型）を用いて重量減少量を測定した。測定条件は以下のとおりとした。
昇温レート １０℃／ｍｉｎ
測定雰囲気 Ｎ2
測定温度 ３０〜５００℃
保持時間 ０ｍｉｎ
【００４０】
図７は、下記実施例及び比較例で使用した光吸収剤について、上記示差熱天秤を用いて測定した重量減少量の測定結果を示したグラフである。
【００４１】
＜レーザー接合テスト＞
樹脂部材１の端部に幅１０ｍｍ×長さ１０ｍｍの範囲で光吸収剤を塗布して乾燥させ、厚み１００ｎｍの光吸収剤の塗布層を形成した。この光吸収剤の塗布層は、波長９４０ｎｍのレーザー光の透過率が４０％であった。該塗布層が形成された樹脂部材１をステージ上に載置し、光吸収剤の塗布層を覆うように樹脂部材２を重ね合わせ、その上から加圧部材で５０ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力で押圧した。該加圧部材を押圧した状態で、上記条件のレーザー光を速度５０ｍｍ／ｓで１ライン走査照射し、樹脂部材のレーザー接合を行った。その結果、樹脂部材どうしが高い剥離強度で接合されていることが確認された。
【００４２】
（実施例２）
＜使用材料＞
樹脂部材１および２に代えて、下記の構成よりなる樹脂部材３および４を用いたことを除き、他は実施例１と同様にしてレーザー接合テストを実施した。
・樹脂部材３ ノーメックス−接着剤−ＰＥＮ−接着剤−ノーメックスの積層シート
ノーメックス 実施例１の樹脂部材１と同じ
接着剤 アクリル系接着剤、２５μｍ厚
ＰＥＮ ポリエチレンナフタレート、１２５μｍ厚
・樹脂部材４ 樹脂部材３と同じ
【００４３】
レーザー接合テストの結果、実施例１と同様に、樹脂部材どうしが高い剥離強度で接合されていることが確認された。
【００４４】
（実施例３）
＜使用材料＞
下記光吸収剤を用いたことを除き、他は実施例１と同様にしてレーザー接合テストを実施した。
・光吸収剤 メチン系の油溶性染料を含む着色剤を樹脂に配合して製造されたインクタイプ（オリエント化学工業社製、商品名「ｅＢＩＮＤ ｉｎｋ」（示差熱天秤を用いて３５０℃まで加熱して測定された重量減少量が３７％）
【００４５】
レーザー接合テストの結果、実施例１と同様に、樹脂部材どうしが高い剥離強度で接合されていることが確認された。
【００４６】
（実施例４）
実施例３と同じ光吸収剤を用いたことを除き、他は実施例２と同様にしてレーザー接合テストを実施した。
レーザー接合テストの結果、実施例１と同様に、樹脂部材どうしが高い剥離強度で接合されていることが確認された。
【００４７】
（比較例１）
＜使用材料＞
下記光吸収剤を用いたことを除き、他は実施例１と同様の材料を使用した。
・光吸収剤 ジェンテックス社製 商品名「Ｃｌｅａｒｗｅｌｄ ＬＤ１２０Ｃ」（示差熱天秤を用いて３５０℃まで加熱して測定された重量減少量が６０％）
【００４８】
得られた接合体に引張応力を作用させると、比較的弱い力で接合部が剥離してしまい、２つの樹脂部材どうしが十分な接合強度で接合されていなかったことが判明した。
【００４９】
（比較例２）
比較例１と同じ光吸収剤を用いたことを除き、他は実施例２と同様にしてレーザー接合テストを実施した。
得られた接合体に引張応力を作用させると、比較的弱い力で接合部が剥離してしまい、２つの樹脂部材どうしが十分な接合強度で接合されていなかったことが判明した。
【符号の説明】
【００５０】
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ 樹脂部材
２０ 光吸収剤
３０ ステージ
４０ 加圧部材
５０ レーザー光
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂部材と樹脂部材とを接合させる樹脂部材の接合方法、及び２以上の樹脂部材が接合されてなる樹脂部材の接合体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、樹脂部材と樹脂部材とを接合する方法として、樹脂部材どうしをレーザー光で溶着させる方法が採用されている。この樹脂部材どうしをレーザー光で溶着させる場合には、通常、これら樹脂部材と樹脂部材との表面どうしを面接させた状態で重畳させて、この重ね合わせた部分にレーザー光を照射して樹脂部材の表面を構成する樹脂材料を溶融させて溶着部を形成させる方法や、樹脂部材の端部と端部とを突き合せ、両者に跨るようにして他の樹脂部材を重ね合わせ、その重ね合わせた部分にレーザー光を照射して樹脂部材の表面を構成する樹脂材料を溶融させて溶着部を形成させる方法などが採用されている。
【０００３】
このような溶着による樹脂部材の接合では、溶着させる箇所に光吸収剤を配置しておき、該光吸収剤が配置された箇所に向けてレーザー光を照射し、該照射したレーザー光を樹脂部材の背面側から表面側へと透過させて光吸収剤まで到達させ、該光吸収剤によってレーザー光を吸収させることによりレーザー光の光エネルギーを熱エネルギーに変換させることで、前記樹脂部材の面接箇所を溶着させるという方法で行われる。照射されるレーザー光としては、例えば、赤外線レーザーや近赤外線レーザーが用いられ、樹脂部材の面接触箇所に配置される光吸収剤としては、カーボンブラックや、ポリフィリン系吸収剤など、赤外領域や近赤外領域に吸収ピークを有する物質が用いられている（下記特許文献１及び２参照）。
【０００４】
このような光吸収剤を用いたレーザー溶着方法を用いることで、レーザー光に対して高い透明性を有する樹脂部材どうしの溶着においても、樹脂部材の界面のみを発熱させ、溶融させることによって溶着が可能となっている。
【０００５】
しかしながら、上記のような光吸収剤を用いたレーザー溶着方法によって高耐熱性の樹脂部材を接合しようとした際、レーザー照射による発熱量が低く樹脂部材を十分に溶融して流動化させるに至らず、その結果、接合強度の高い接合構造が得られにくいという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００２−５２６２６１号公報
【特許文献２】特許３６８２６２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、光吸収剤を用いて高耐熱性の樹脂部材をレーザー接合させるに際して、接合強度の高い接合構造を得ることのできる樹脂部材のレーザー接合方法、及び樹脂部材のレーザー接合体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記のような従来技術の課題を解決すべく成されたものであり、本発明に係る樹脂部材のレーザー接合方法は、２以上の樹脂部材を接触させ、その接触面の近傍に配置された光吸収剤にレーザー光を照射して樹脂部材を溶着させて接合する樹脂部材のレーザー接合方法であって、前記樹脂部材の少なくとも何れか１つが、３００℃以上のガラス転移点（以下、Ｔｇと略記することもある）又は融点を有する熱可塑性樹脂であり、前記光吸収剤が、示差熱天秤を用いて３５０℃まで加熱して測定された重量減少量が４０％未満であることを特徴としている。
【０００９】
また、本発明に係る樹脂部材の接合体は、２以上の樹脂部材が接触され、その接触面の近傍に配置された光吸収剤にレーザー光が照射されることで樹脂部材どうしが溶着接合されてなる樹脂部材の接合体であって、前記樹脂部材の少なくとも何れか１つが、３００℃以上のガラス転移点又は融点を有する熱可塑性樹脂であり、前記光吸収剤が、示差熱天秤を用いて３５０℃まで加熱して測定された重量減少量が４０％未満であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る樹脂部材の接合方法および接合体によれば、接触面の近傍に配置された光吸収剤が、示差熱天秤を用いて３５０℃まで加熱して測定された重量減少量が４０％未満であるため、レーザー光によって供給される熱量がロスなく速やかに光吸収剤の温度上昇に使用されるとともに、レーザー光の照射によって加熱された光吸収剤が４００℃を超えても十分に熱媒体として作用しうることとなるため、３００℃以上のガラス転移点又は融点を有する熱可塑性樹脂、即ち、高耐熱性の樹脂部材をも十分に溶融させて接合させることが可能となる。また、このような作用効果により、本発明に係る樹脂部材の接合体は、接合強度の高い接合構造を有するものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第一実施形態に係る樹脂部材のレーザー接合方法を示す側面図。
【図２】第一実施形態のレーザー接合方法により接合された樹脂部材の接合体を示す側面図。
【図３】第二実施形態に係る樹脂部材のレーザー接合方法を示す側面図。
【図４】第二実施形態のレーザー接合方法により接合された樹脂部材の接合体を示す側面図。
【図５】第三実施形態に係る樹脂部材のレーザー接合方法を示す側面図。
【図６】第三実施形態のレーザー接合方法により接合された樹脂部材の接合体を示す側面図。
【図７】実施例及び比較例で使用した光吸収剤について、示差熱天秤を用いて測定した重量減少量の測定結果を示したグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第一実施形態に係る樹脂部材のレーザー接合方法を示す側面図であり、符号１０ａ、１０ｂがシート状の樹脂部材を表しており、符合５０がレーザー光を表している。また、図２は、該第一実施形態のレーザー接合方法により接合された樹脂部材の接合体を示す側面図である。
【００１３】
図１に示すように、第一実施形態に係るに樹脂部材のレーザー接合方法は、シート状の樹脂部材１０ａ、１０ｂの各々の端部を上下に重ね合わせた状態とし、該樹脂部材１０ａ、１０ｂの接触面を溶融させて接着を行うものである。具体的には、該樹脂部材１０ａ、１０ｂの接触面に光吸収剤２０を塗布しておき、レーザー光５０を照射することによって該光吸収剤２０を発熱させ、その熱によって前記樹脂部材１０ａ、１０ｂの接触面を溶融させ、これら樹脂部材１０ａ、１０ｂの接合を実施するものである。
【００１４】
接合対象となる樹脂部材１０ａ、１０ｂとしては、少なくとも何れか一方が、その接合面に、３００℃以上のＴｇ又は融点を有する熱可塑性樹脂を備えた樹脂部材であればよく、材質は特に限定されるものではない。
【００１５】
３００℃以上のＴｇ又は融点を有する熱可塑性樹脂としては、例えば、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、芳香族ポリアミド樹脂などを挙げることができる。
【００１６】
該樹脂部材の厚みとしては、１μｍ以上、１０ｍｍ以下が好ましい。該樹脂部材の厚みが１μｍ未満であると、該樹脂部材のハンドリングが困難となり、１０ｍｍ以上であると、該樹脂部材の光吸収によってレーザー光が減衰し、光吸収剤への到達効果が低下して、生産性が低くなることが懸念される。
【００１７】
また、レーザー接合される層、すなわち、樹脂部材１０ａ、１０ｂのうち少なくとも何れか一方の接合面が前記熱可塑性樹脂であればよいので、該樹脂部材は単層であっても、あるいは積層構造であってもよく、積層される他の層に対する材質の制約は特にない。また、接合面の熱可塑性樹脂や、積層される他の層には、酸化防止剤、難燃剤、架橋剤、光安定剤、顔料、充填材などの任意の添加剤が含まれていてもよい。
ただし、レーザー光の照射側に配置される樹脂部材については、樹脂部材全体として３０％以上の光透過率を有することが好ましく、５０％以上の光透過率を有することが更に好ましい。
【００１８】
前記光吸収剤２０としては、示差熱天秤を用いて３５０℃まで加熱して測定された重量減少量が４０％未満であるものを採用することができる。
このような物性の光吸収剤を用いることにより、樹脂の溶融温度に到達するまで光吸収剤の分解や気化が抑制され、レーザー光によって供給される熱量がロスなく速やかに光吸収剤の温度上昇に使用されることとなる。
また、前記光吸収剤２０としては、さらに４００℃まで加熱して測定された重量減少量が６０％以下となるものを採用することが好ましく、斯かる光吸収剤を採用することにより、レーザー光の照射によって加熱された光吸収剤が４００℃を超えても十分に残存し、その残存する光吸収剤を熱媒体として作用させることが可能となる。
【００１９】
該光吸収剤としては、顔料や染料などの中から、上記条件を満たすものを種々採用することができる。また、該光吸収剤の具体的な使用方法としては、前記樹脂部材の接合面上に該光吸収剤を含む層を形成する方法、または前記樹脂部材の接合面に、該光吸収剤を含有させる方法を挙げることが出来る。樹脂部材の接合面に層を形成する場合には、例えば、光吸収剤を有機溶媒などで希釈して、適した塗布手段によって塗布する方法を採用しうる。また、乾燥後の該層の厚みは１μｍ以下が好ましく、更には、０．５μｍ以下がより好ましい。光吸収剤を含む層の厚みが１μｍを超えると、接合される２つの樹脂部材の相溶が阻害されることが懸念される。また、該光吸収剤を含む層による光吸収性としては、２０％以上が好ましく、３０％以上がより好ましい。光吸収剤を含む層の塗布巾はレーザー照射領域に合せて適宜最適化することができる。
【００２０】
斯かる光吸収剤としては、例えば、フタロシアニン系吸収剤、ナフタロシアニン系吸収剤、ポリメチン系吸収剤、ジフェニルメタン系吸収剤、トリフェニルメタン系吸収剤、キノン系吸収剤、アゾ系吸収剤、ジインモニウム塩などを挙げることができる。
これらの光吸収剤の具体例としては、山本化成社から、「ＹＫＲ」の商品名で市販されている光吸収剤を好適に用いることができ、また、オリエント化学工業社製の「ｅＢＩＮＤ」の商品名で市販されている光吸収剤（メチン系の油溶性染料を含む着色剤を樹脂に配合して製造されたインクタイプ）を好適に用いることができる。
【００２１】
なお、本発明における示差熱天秤を用いた重量減少量は、より具体的には、下記実施例に記載された方法によって測定されるものである。
【００２２】
また、吸収剤の塗布手段としては、例えばニードルチップディスペンサー、インクジェットプリンター、スクリーン印刷、２流体式、１流体式または超音波式スプレー、スタンパーなどの一般的な手法を用いることができる。
【００２３】
樹脂部材どうしを重ね合わせる方法としては、例えば図１に示すように、ステージ３０上において、接合対象となる少なくとも２枚の樹脂部材１０ａ、１０ｂを重ね合わせるように配置し、その上から加圧手段４０を用いて押圧し、該樹脂部材を固定した状態でレーザー５０を照射することが好ましい。
【００２４】
前記加圧手段としては、用いるレーザー光に対して高い透明性を示すガラスを加圧部材として備えたものを好適に用いることができる。加圧強度としては、０．５〜１００ｋｇｆ／ｃｍ2が好ましく、１〜２０ｋｇｆ／ｃｍ2が更に好ましい。レーザー照射部に荷重を加えられるものであれば、該加圧部材の形状は特に限定されず、例えば、平板、円筒、球状のものを使用することができる。加圧部材の厚みは特に限定されないが、薄すぎると歪みによって良好な加圧ができず、厚すぎるとレーザー光の利用効率が下がるため、３ｍｍ以上３０ｍｍ未満が好ましく、５ｍｍ以上２０ｍｍ未満が更に好ましい。加圧部材の材質としては、例えば、溶融石英、無アルカリガラス、テンパックス、パイレックス、バイコール、Ｄ２６３、ＯＡ１０、ＡＦ４５などを用いることができる。レーザー光の利用効率を高めるために、ガラス部材は用いるレーザー光波長に対して高い透明性を有することが好ましく、具体的には、光透過率が５０％以上であることが好ましく、７０％以上であることがより好ましい。
【００２５】
また、大面積を均一に加圧してその全域にわたって良好な接合を行いうるという観点から、加圧部材と樹脂部材との間には、光透過性が良好でクッション性のあるゴムや樹脂材料等（以下、相間材料という）を挿入することが好ましい。該相間材料としては、例えば、シリコンゴム、ウレタンゴムなどのゴム系材料や、ポリエチレンなどの樹脂材料を挙げることが出来る。相間材料の厚みは、５０μｍ以上５ｍｍ未満が好ましく、１ｍｍ以上３ｍｍ未満がさらに好ましい。５０μｍ未満であると、クッション性に乏しく、５ｍｍ以上の場合は、吸収や散乱によってレーザー光の利用効率が低下するおそれがある。相間材料は、用いるレーザー光波長に対して３０％以上の光透過率を有することが好ましく、５０％以上の光透過率を有することが更に好ましい。
【００２６】
また、前記ステージ３０の材質としては、金属、セラミックス、樹脂、ゴムなどを用いることができる。広い面積を均一に加圧して良好な接合状態を得る為には、ゴムを用いることが好ましい。さらに、接合後のシートとの剥離性を高める目的や、耐熱性を向上させる目的で、該ゴムの表面を表面処理してもよく、又は該ゴムの上に他の樹脂部材等を配置してもよい。
【００２７】
また、照射するレーザー光５０としては、特に限定されるものではなく、例えば、半導体レーザー、ファイバーレーザー、フェムト秒レーザー、ＹＡＧレーザーなどの固体レーザー、ＣＯ2レーザーなどのガスレーザーが挙げられる。
これらの内でも、安価で且つ面内均一な強度のレーザー光が得られ易い点においては、半導体レーザーやファイバーレーザーが好ましい。
【００２８】
また、樹脂自身の分解を防止しつつ溶融を促すことが容易である点において、瞬間的に高いエネルギーを投入するパルスレーザーよりも連続波のＣＷレーザー（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ−Ｗａｖｅ Ｌａｓｅｒ）の方が好適である。
また、レーザーの出力、パワー密度、スポットサイズ、照射回数、走査速度などは、樹脂材料の種類、厚み、光吸収率などから適宜選択され得る。
【００２９】
また、レーザー光５０を照射する位置を、接触面の面方向において移動させることにより、大面積の接触面どうしを溶着させることができる。具体的には、例えば、集光レンズによって所望のビームサイズに集光されたスポットビームを、所望の溶接箇所に走査照射することで大面積の溶着が可能となる。また、ガルバノスキャナーによってレーザーヘッドを固定した状態でビームのみを走査させることも可能であり、更には回折光学素子といった光学素子の使用によって所望の形状にレーザービームを整形し、無走査によって一括して大面積の溶着を実施することも可能である。
【００３０】
また、上記のような樹脂部材の接合方法においては、レーザー光５０の照射条件や上記加圧条件を調整して、溶着箇所における樹脂材料どうしの界面が消失するような状態で溶着させることが好ましい。界面を消失させることで十分な相溶化がなされ、接着強度の向上を図ることができ、また、光の透過性などを良好なものとすることもできる。
【００３１】
本第一実施形態に係る樹脂部材の接合方法によれば、樹脂部材１０ａおよび樹脂部材１０ｂの接合面に、示差熱天秤を用いて３５０℃まで加熱して測定された重量減少量が４０％未満である光吸収剤が配置されているため、レーザー光のエネルギーを効率よく熱エネルギーへと変換させてレーザー光照射部を速やかに高温へ到達させることができ、高耐熱性の樹脂部材をも十分に溶融させて高い接合強度で樹脂部材どうしを接合させることが可能となる。
【００３２】
なお、本発明の樹脂部材のレーザー接合方法および接合体は、上記第一実施形態に限定されるものではなく、接合させる樹脂部材の位置関係や光吸収剤の配置場所等について種々の変形が可能である。以下、他の実施形態として、第二及び第三実施形態について説明する。
【００３３】
図３は、本発明の第二実施形態に係る樹脂部材の接合方法を示す側面図であり、図４は、第二実施形態の接合方法により接合された樹脂部材の接合体を示す側面図である。
図３に示すように、本第二実施形態は、接合対象となるシート状の樹脂部材１０ａ、１０ｂの各々の端部を同一平面上で突き合わせるように配置し、これらの樹脂部材１０ａおよび１０ｂの両方に重なるように別の樹脂部材（第三の樹脂部材）１０ｃを重ね合わせ、この第三の樹脂部材１０ｃと前記樹脂部材１０ａ、１０ｂの接触面をそれぞれ溶融させて接着を行うものである。具体的には、樹脂部材１０ａと第三の樹脂部材１０ｃとの間、および樹脂部材１０ａと第三の樹脂部材１０ｃとの間に介在するように光吸収剤２０を配置し、それらの光吸収剤２０にレーザー光５０を照射することによってそれぞれの接合面における樹脂部材を溶着させ、樹脂部材１０ｃを介して樹脂部材１０ａと樹脂部材１０ｂを接合させるものである。
【００３４】
したがって、本実施形態においては、同一平面上で突き合わせるように配置された樹脂部材１０ａおよび１０ｂ、あるいはそれらの上に配置される第三の樹脂部材１０ｃのうち、少なくとも何れか一つが接合面に３００℃以上のＴｇ又は融点を有する熱可塑性樹脂を備えたものであればよい。
【００３５】
なお、該第二実施形態においては、光吸収剤２０、レーザー光５０、ステージ３０及び加圧手段４０については、前記第一実施形態と同様のものを採用することができる。
【００３６】
また、図５は、本発明の第三実施形態に係る樹脂部材のレーザー接合方法を示す側面図であり、図６は、該第三実施形態のレーザー接合方法により接合された樹脂部材の接合体を示す側面図である。
図５に示すように、本第三実施形態は、接合対象となるシート状の樹脂部材１０ａ、１０ｂの各々の端部を同一平面上で突き合わせるように配置し、これらの樹脂部材１０ａおよび１０ｂの両方に重なるように発熱媒体１１を重ね合わせ、この発熱媒体１１から供給される熱によって前記樹脂部材１０ａと樹脂部材１０ｂとの接触面を溶融させて接着を行い、その後、発熱媒体１１を剥離するものである。樹脂部材１０ａ、１０ｂのうち、少なくとも何れか一方は３００℃以上のＴｇ又は融点を有する熱可塑性樹脂を備えたものである。
より具体的には、本第三実施形態のレーザー接合方法は、樹脂部材１０ａと発熱媒体１１との間、および樹脂部材１０ａと発熱媒体１１との間に介在するように光吸収剤２０を配置し、その光吸収剤２０にレーザー光５０を照射することによって樹脂部材１０ａと樹脂部材１０ｂの接合面における樹脂部材を溶着させ、樹脂部材１０ａと樹脂部材１０ｂを接合させるものである。発熱媒体１１は、その表面に光吸収剤２０が塗布されており、照射されたレーザー光のエネルギーを光吸収剤２０により熱エネルギーに換えて樹脂部材へと伝達するものであるため、樹脂部材どうしが溶着した後は、剥離除去する。該発熱媒体１１は、図５に示すように、樹脂部材を表裏両面から挟むように配置してもよく、また、表裏何れか片面のみに配置するようにしてもよい。
【実施例】
【００３７】
次に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
【００３８】
（実施例１）
実施例１において用いた使用材料は以下の通りである。
＜使用材料＞
・樹脂部材１ 材質 全芳香族ポリアミド（デュポン社製、商品名「ノーメックス」 融点４１０℃）
厚み ８０μｍ
形状 １０ｍｍ×５０ｍｍ
・樹脂部材２ 樹脂部材１と同じ
・光吸収剤 山本化成社製、商品名「ＹＫＲ」（示差熱天秤を用いて３５０℃まで加熱して測定された重量減少量は３０％）
・レーザー 波長 ９４０ｎｍ
出力 ５０Ｗ
スポット ２ｍｍφ
・加圧部材 材質 溶融石英ガラス
厚み １０ｍｍ
・ステージ シリコンラバー（３ｍｍ厚）上にポリイミド樹脂（デュポン社製、商品名「カプトン」 １２５μｍ厚）を積置したもの
【００３９】
＜重量減少量の測定＞
示差熱天秤（Ｔｈｅｒｍｏ ｐｌｕｓ、Ｒｉｇａｋｕ社製、ＴＧ８１２０シリーズ高温型）を用いて重量減少量を測定した。測定条件は以下のとおりとした。
昇温レート １０℃／ｍｉｎ
測定雰囲気 Ｎ2
測定温度 ３０〜５００℃
保持時間 ０ｍｉｎ
【００４０】
図７は、下記実施例及び比較例で使用した光吸収剤について、上記示差熱天秤を用いて測定した重量減少量の測定結果を示したグラフである。
【００４１】
＜レーザー接合テスト＞
樹脂部材１の端部に幅１０ｍｍ×長さ１０ｍｍの範囲で光吸収剤を塗布して乾燥させ、厚み１００ｎｍの光吸収剤の塗布層を形成した。この光吸収剤の塗布層は、波長９４０ｎｍのレーザー光の透過率が４０％であった。該塗布層が形成された樹脂部材１をステージ上に載置し、光吸収剤の塗布層を覆うように樹脂部材２を重ね合わせ、その上から加圧部材で５０ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力で押圧した。該加圧部材を押圧した状態で、上記条件のレーザー光を速度５０ｍｍ／ｓで１ライン走査照射し、樹脂部材のレーザー接合を行った。その結果、樹脂部材どうしが高い剥離強度で接合されていることが確認された。
【００４２】
（実施例２）
＜使用材料＞
樹脂部材１および２に代えて、下記の構成よりなる樹脂部材３および４を用いたことを除き、他は実施例１と同様にしてレーザー接合テストを実施した。
・樹脂部材３ ノーメックス−接着剤−ＰＥＮ−接着剤−ノーメックスの積層シート
ノーメックス 実施例１の樹脂部材１と同じ
接着剤 アクリル系接着剤、２５μｍ厚
ＰＥＮ ポリエチレンナフタレート、１２５μｍ厚
・樹脂部材４ 樹脂部材３と同じ
【００４３】
レーザー接合テストの結果、実施例１と同様に、樹脂部材どうしが高い剥離強度で接合されていることが確認された。
【００４４】
（実施例３）
＜使用材料＞
下記光吸収剤を用いたことを除き、他は実施例１と同様にしてレーザー接合テストを実施した。
・光吸収剤 メチン系の油溶性染料を含む着色剤を樹脂に配合して製造されたインクタイプ（オリエント化学工業社製、商品名「ｅＢＩＮＤ ｉｎｋ」（示差熱天秤を用いて３５０℃まで加熱して測定された重量減少量が３７％）
【００４５】
レーザー接合テストの結果、実施例１と同様に、樹脂部材どうしが高い剥離強度で接合されていることが確認された。
【００４６】
（実施例４）
実施例３と同じ光吸収剤を用いたことを除き、他は実施例２と同様にしてレーザー接合テストを実施した。
レーザー接合テストの結果、実施例１と同様に、樹脂部材どうしが高い剥離強度で接合されていることが確認された。
【００４７】
（比較例１）
＜使用材料＞
下記光吸収剤を用いたことを除き、他は実施例１と同様の材料を使用した。
・光吸収剤 ジェンテックス社製 商品名「Ｃｌｅａｒｗｅｌｄ ＬＤ１２０Ｃ」（示差熱天秤を用いて３５０℃まで加熱して測定された重量減少量が６０％）
【００４８】
得られた接合体に引張応力を作用させると、比較的弱い力で接合部が剥離してしまい、２つの樹脂部材どうしが十分な接合強度で接合されていなかったことが判明した。
【００４９】
（比較例２）
比較例１と同じ光吸収剤を用いたことを除き、他は実施例２と同様にしてレーザー接合テストを実施した。
得られた接合体に引張応力を作用させると、比較的弱い力で接合部が剥離してしまい、２つの樹脂部材どうしが十分な接合強度で接合されていなかったことが判明した。
【符号の説明】
【００５０】
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ 樹脂部材
２０ 光吸収剤
３０ ステージ
４０ 加圧部材
５０ レーザー光
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２以上の樹脂部材を接触させ、その接触面の近傍に配置された光吸収剤にレーザー光を照射して樹脂部材を溶着させて接合する樹脂部材のレーザー接合方法であって、
前記樹脂部材の少なくとも何れか１つが、３００℃以上のガラス転移点又は融点を有する熱可塑性樹脂であり、前記光吸収剤が、示差熱天秤を用いて３５０℃まで加熱して測定された重量減少量が４０％未満であることを特徴とする樹脂部材のレーザー接合方法。
【請求項２】
２以上の樹脂部材が接触され、その接触面の近傍に配置された光吸収剤にレーザー光が照射されることで樹脂部材どうしが溶着接合されてなる樹脂部材の接合体であって、
前記樹脂部材の少なくとも何れか１つが、３００℃以上のガラス転移点又は融点を有する熱可塑性樹脂であり、前記光吸収剤が、示差熱天秤を用いて３５０℃まで加熱して測定された重量減少量が４０％未満であることを特徴とする樹脂部材の接合体。
【請求項１】
２以上の樹脂部材を接触させ、その接触面の近傍に配置された光吸収剤にレーザー光を照射して樹脂部材を溶着させて接合する樹脂部材のレーザー接合方法であって、
前記樹脂部材の少なくとも何れか１つが、３００℃以上のガラス転移点又は融点を有する熱可塑性樹脂であり、前記光吸収剤が、示差熱天秤を用いて３５０℃まで加熱して測定された重量減少量が４０％未満であることを特徴とする樹脂部材のレーザー接合方法。
【請求項２】
２以上の樹脂部材が接触され、その接触面の近傍に配置された光吸収剤にレーザー光が照射されることで樹脂部材どうしが溶着接合されてなる樹脂部材の接合体であって、
前記樹脂部材の少なくとも何れか１つが、３００℃以上のガラス転移点又は融点を有する熱可塑性樹脂であり、前記光吸収剤が、示差熱天秤を用いて３５０℃まで加熱して測定された重量減少量が４０％未満であることを特徴とする樹脂部材の接合体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１６１６５１（Ｐ２０１１−１６１６５１Ａ）
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３４６０（Ｐ２０１０−２３４６０）
【出願日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【出願人】（０００００３９６４）日東電工株式会社 (5,557)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【出願人】（０００００３９６４）日東電工株式会社 (5,557)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]