[發明專利]激光焊接用光吸收樹脂組合物和光吸收樹脂成型體以及光吸收樹脂成型體的制造方法

有效

• 申請號: 201310295643.9
• 申請日: 2008-01-11
• 公開（公告）號: CN103435949A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 足立健治
• 申請（專利權）人: 住友金屬礦山株式會社
• 主分類號: C08L33/00
• 分類號: C08L33/00;C08L69/00;C08L67/02;C08L25/06;C08L77/00;C08L23/06;C08L25/08;C08K3/38;C08J7/04;B23K26/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 封新琴

本申請是基于申請日為2008年1月11日，優先權日為2007年1月11日，申請號為200810002931.X，發明名稱為：“激光焊接用光吸收樹脂組合物和光吸收樹脂成型體以及光吸收樹脂成型體的制造方法”的專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及采用激光焊接法對塑料部件進行接合時使用的激光焊接用光吸收樹脂組合物和光吸收樹脂成型體、以及光吸收樹脂成型體的制造方法。具體而言，本發明涉及激光焊接用光吸收樹脂組合物和光吸收樹脂成型體、以及光吸收樹脂成型體的制造方法，所述激光焊接用光吸收樹脂組合物具有傳統的有機光吸收劑所不具備的熱穩定性，并且對塑料構件賦予使用傳統碳類吸光劑所無法實現的激光焊接后的透明性和透光性。

背景技術

近年來，作為熱塑性樹脂的接合方法，使用激光焊接法的場合越來越多。可以認為其原因是使用這種激光焊接法具有以下優點：即使對于具有精細復雜表面的部件也可實現無振動易穩接合，無閃無煙，在改善接合產品外觀的同時擴展了接合部位的設計自由度。

在激光焊接法中，通常待接合的塑料部件中的一個由光透過性樹脂成型體構成，而另一個由吸收激光而發熱的光吸收樹脂成型體構成。

從光透過性樹脂成型體一側對該塑料構件照射激光時，首先，光吸收樹脂成型體熔融，然后熱量從熔融的光吸收樹脂成型體的周邊傳導至光透過性樹脂成型體一側，引起熔融，從而實現兩成型體的接合。

作為激光光源，主要使用波長1064nm的Nd:YAG激光或波長800～1000nm的半導體激光，因此使用可有效吸收波長800～1200nm的近紅外線的材料作為激光焊接用光吸收樹脂組合物。

已知上述激光焊接用光吸收樹脂組合物中包括含有下列物質的樹脂組合物(見專利文獻1)：有機化合物如酞菁類化合物、花青類化合物(cyanine?compounds)、銨類化合物(aminium?compounds)、亞銨類化合物(imonium?compounds)、角鯊(squalium)類化合物、甲川類化合物、蒽醌類化合物、偶氮類化合物；以及無機化合物如碳黑。

此外，專利文獻2提出了一種激光焊接用光吸收樹脂組合物，為提高對激光的靈敏度，與具有芳香環的膦酸銅一起添加了金屬的單質、鹽、氧化物、氫氧化物等。所述樹脂組合物中包含的金屬氧化物的具體例子包括：氧化硅、氧化鈦、氧化鋁、氧化鐵、氧化鎂、氧化鋅、氧化鈷、氧化鉛、氧化錫、氧化銻、氧化銦、氧化錳、氧化鉬、氧化鎳、氧化銅、氧化鈀、氧化鑭、鉬摻雜氧化錫(ATO)、銦摻雜氧化錫(ITO)等。

此外，專利文獻3提出了一種激光焊接用光吸收樹脂組合物，其中，添加了錫摻雜氧化銦(ITO)、鉬摻雜氧化錫(ATO)作為在激光波長區域內具有光吸收能力的無機材料。

此外，專利文獻4中公開了六硼化鑭（LaB₆）等六硼化物微粒可作為遮蔽日光中的近紅外線的材料。

專利文獻1：特開2004-148800號公報

專利文獻2：特開2005-290087號公報

專利文獻3：國際公開WO2005/084955A1號小冊子

專利文獻4：特開2000-096034號公報

發明內容

本發明所要解決的技術問題

然而，根據本發明人的研究，專利文獻1中記載的激光焊接用有機光吸收樹脂組合物(激光吸收材料)通常波長吸收范圍狹窄，需要較多的添加量才能獲得充分的發熱效果。此外，所述激光吸收材料的熱穩定性差，在發熱的同時發生分解，根據激光照射條件不同，有時不一定能夠得到均勻穩定的接合體。

另一方面，專利文獻1記載的無機碳材料的熱穩定性高。但是，塑料部件在可見光波長區域內有吸收，因而其本身呈黑色，不適用于需要透明塑料接合部件的情況或不希望接合部變黑的部件。然而，以醫療領域為代表，對于透明無著色接合的需求日益增加。此外，碳黑易聚集，如果其在基體樹脂(host?resin)中的分散狀態出現聚集或不均，則激光吸收導致的發熱變得不均勻，在焊接中出現局部不均、局部發泡、以及焊接時間延長等問題。

專利文獻2記載了一種激光焊接用光吸收樹脂組合物，其中與具有芳香環的膦酸銅一起添加了金屬的單質、鹽、氧化物、氫氧化物等，該光吸收樹脂組合物對激光的靈敏度不夠，為了進行穩妥地接合，必須添加大量該組合物。然而，大量添加該組合物有可能改變樹脂成型體自身的基本性質，并存在導致機械強度下降等問題。此外，其它問題還包括：上述組合物中的大多數在可見光波長區域具有吸收，會使塑料部件強烈著色。