[发明专利]激光接合方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种激光接合技术，其特征在于，利用激光将热塑性的树脂彼此或者将树脂与金属焊接或接合。

背景技术

热塑性树脂具有优异的加工性并且形状的自由度大，因而被广泛应用于汽车、电机设备、医疗、生物设备等一般产业用途，其普及到可以说不存在没有使用热塑性树脂的领域的程度，已经成为人们身边的材料。最初作为木材、纸等天然原材料的代替物进行利用，但是现在也已经开发出为数众多的如果不使用塑料材料就无法制作的所谓特殊制品。因此，如果将最佳的材料以最佳的加工方法充分进行设计开发，则还保留有生产出迄今为止所没有的新制品的可能性。

特别是，随着近年来制品结构的复杂化以及低成本化的潮流，进行了充分利用了热塑性树脂优点的设计，对应于热塑性树脂彼此或者对应于热塑性树脂与金属的二次加工技术正在变得重要。其中，近年使用激光的方法的研究很多。作为不同种材料的接合，在专利文献1中记载了如下内容：通过在第1树脂构件与相溶性小的第2树脂材料之间夹有彼此的合金材料的状态下照射激光，可以进行接合。在专利文献2中记载了如下内容：通过在使丙烯酸类树脂与具有由砂纸擦出的凹凸面的其它树脂材料或金属密合的状态下进行激光照射，使丙烯酸树脂进入凹凸面，从而形成强固的接合。在专利文献3中示出了如下内容：通过在对于激光为非透射性的第1构件与由与第1构件相同或不同的材料构成的第2构件之间，设置弹性模量为1000MPa以下的激光接合用中间材料，使中间构件熔融，进行接合。在专利文献4中记载了如下内容：对激光焊接前的树脂采用表面改性处理，对提高强度有效。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-18961号公报

专利文献2：日本特开2006-15405号公报

专利文献3：日本特开2009-269401号公报

专利文献4：日本特开2009-116966号公报

发明内容

发明要解决的问题

在上述专利文献1所公开的技术中，叙述了夹有彼此的合金材料，但是，根据组合不同，无法制作合金材料，诸如此类，在材质方面存在大的限制。另外已知也存在如果夹有作为固体的合金材料则在加压时产生偏差的问题。并且，还存在由于合金材料自身特殊因而成本也变高的课题。

在上述专利文献2所公开的技术中明确了，在激光透射侧的树脂中，在使用丙烯酸那样的具有氧官能团的热塑性树脂的情况下是有效的，在使用不具有氧官能团的热塑性树脂的情况下，接合强度低。

在上述专利文献3所公开的技术中，使用弹性体作为中间构件，但是弹性体自身的弹性模量小，因而存在依赖于弹性模量的剪切强度比较小的课题。另外，由于弹性体自身特殊，因而存在成本也变高这样的课题。

在上述专利文献4所公开的技术中，通过对激光焊接前的树脂采用表面改性处理能够焊接不同种树脂，但是在树脂彼此间产生大的间隙的情况下，成为焊接不良的情况的较多，期望进行改善。

用于解决问题的方法

本发明人发现，通过在激光照射前对至少一方的热塑性树脂采用干式表面改性处理在热塑性树脂的接合面侧形成比本体材料包含更多氧官能团的氧化层，在与另一方的热塑性树脂或金属之间含有粘度低的中间材料的状态下，一边加压一边进行激光照射，从而能够牢固地接合，而且能够针对间隙的产生实现强有力的接合。

发明的效果

根据本发明，能够提高接合部的界面的密合性，并且能够减少因间隙的存在而导致的焊接不良，能够获得可靠性高的接合。

附图说明

图1是表示本发明的热塑性树脂彼此的激光接合方法的一个实施例的图。

图2是表示透射树脂使用COP、光吸收树脂使用PPS、以表面改性处理、中间材料、加压力为参数进行焊接时的强度的评价结果的图。

图3是表示透射树脂使用COP、光吸收树脂使用PA6T、以表面改性处理、中间材料、加压力为参数进行焊接时的强度的评价结果的图。

图4是表示本发明的热塑性树脂彼此的激光接合方法的其它实施例的图。

图5是表示本发明的热塑性树脂彼此的激光接合方法的其它实施例的图。

图6是表示本发明的热塑性树脂与金属的激光接合方法的一个实施例的图。

图7是表示本发明的热塑性树脂与金属的激光接合方法的其它实施例的图。

图8是表示本发明的热塑性树脂彼此或热塑性树脂与金属的激光接合方法的其它实施例的图。