(57)【要約】レーザービーム透明性ポリエステル物品とレーザービーム不透明性ポリエステル物品とを一体にレーザー溶接する方法。この方法は、１０００ｃｍ／分以下の走査速度において１００Ｗ以下のエネルギー量のレーザービームの使用に限定され、これによって物品が一体に溶接されて高い溶接強度が維持される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザービーム透明性ポリエステル物品とレーザービーム不透明性ポリエステル物品とを一体にレーザー溶接する方法であって、互いに接触するように前記物品を配置して、それらの間に接合部を画定する工程と、１０００ｃｍ／分以下の走査速度で接触領域上に合焦される１００Ｗ以下のエネルギーを有するレーザービームを送り、それによって分解させることなく前記接合部を溶融させ、および前記ポリエステル物品を一体に接合する工程とを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記レーザービームのエネルギーが１００Ｗ以下であり、３００ｃｍ／分以下の走査速度で前記接触領域上に合焦されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記レーザービームのエネルギーが７０Ｗ以下であり、３００ｃｍ／分以下の走査速度で前記接触領域上に合焦されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記レーザービーム透明性ポリエステル物品および前記レーザービーム不透明性ポリエステル物品が、ポリエチレンテレフタレートおよびポリブチレンテレフタレートよりなる群から選択されるポリエステル組成物から製造され、前記レーザービーム透明性物品および前記レーザービーム不透明性物品のポリエステルの種類が異なることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記レーザービーム透明性ポリエステル物品および前記レーザービーム不透明性ポリエステル物品が両方ともに、ポリエチレンテレフタレートおよびポリブチレンテレフタレートよりなる群から選択されるポリエステル組成物から製造され、前記レーザービーム透明性物品および前記レーザービーム不透明性物品のポリエステルの種類が異なることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記レーザービーム不透明性ポリエステル物品が、前記物品中の前記ポリエステル組成物の全重量を基準にして０．１５重量％のカーボンブラックを含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記レーザービーム不透明性ポリエステル物品が、前記物品中の前記ポリエステル組成物の全重量を基準にして１．０重量％のニグロシン染料を含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項８】
カーボンブラックとニグロシンとの混合物が、前記レーザービーム不透明性ポリエステル物品のポリエステル組成物中に含まれることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項９】
請求項１に記載のレーザー溶接方法により製造されるレーザー溶接物品の製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性ポリエステル樹脂の複数の物品（両方の物品が同じポリエステルで製造されている、または物品は互いに異なるポリエステルで製造されている）を一体に溶接する方法に関し、特に、互いに接触するように配置された物品の接合部に、レーザービームを使用してエネルギーを加え、それによって物品の接合部を溶融させて、一体に接合させることによって、熱可塑性ポリエステル樹脂の複数の物品を一体に溶接する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱板溶接、インダクタンス溶接、抵抗溶接、回転溶接、角度溶接、超音波溶着、および振動溶着などの、熱可塑性樹脂から製造された成形物品の種々の溶接方法が存在する。各溶接技術は利点および欠点を有する。
【０００３】
物品の表面が接触するように２つの物品を配置し、表面の接合部または界面に合焦される所定量のレーザービームを送り、接合部を溶融させて一体に接合させることによる、それぞれレーザービームに対して不透明であるものと、レーザービームに対して透明であるものとの２種類のプラスチック物品を一体に接合させるためのレーザー溶接に最近の関心は向けられている。この方法はレーザー溶接と呼ばれることが多い。
【０００４】
たとえば、図１を参照すると、第１の物品２と、表面４を有する第２の物品３とが提供されている。典型的なレーザー溶接方法においては、第１の物品２はレーザービーム１に対して「透明」であり、すなわち、第１の物品２はレーザービーム１に対して高い透過率を有し、第２の物品３はレーザービーム１に対して「不透明」であり、すなわち、第２の物品３はレーザービーム１に対して高い吸収率を有する。したがって、レーザービーム１が、表面４で接合される第１の物品２および第２の物品３に向けられると、レーザービーム１は第１の物品２を介して第２の物品３に送られる。典型的には、レーザービーム１は、第１および第２の物品２および３を矢印Ａの方向に横断または走査する。第２の物品３およびその表面４はレーザービーム１のエネルギーを吸収し、それによって表面４を溶融させ、次にこれを第１の物品２と接触させて押し付けることによって、第１の物品２と第２の物品３とが一体に溶接される。
【０００５】
レーザー溶接は、たとえば、自動車産業または電気電子産業に使用される溶接プラスチック部品の製造において、種々の用途でプラスチック部品を組み立てるのに有用である。レーザー溶接によっていくつかの利点が得られ、たとえば、レーザー溶接は単純な作業を必要とするので、労働力が節約され、生産性が改善され、製造コストが軽減されることが多い。
【０００６】
以上より明らかなように、プラスチック物品のレーザー溶接には、好適な透過率および好適な吸収率の両方を有する樹脂の選択が必要である。
【０００７】
ポリエステルなどの熱可塑性樹脂と、得られる混合物中のレーザーエネルギーの熱への変換を制御するために加えられる有機染料または顔料を含有する着色剤との、レーザー溶接に使用するための種々の混合物が提案されている。たとえば（特許文献１）、および（特許文献２）を参照されたい。
【０００８】
米国特許公報（特許文献３）には、接合領域に沿ってレーザービームによって一体に接合される透明な工作物部品および不透明な工作物部品が開示されており、溶接後にも実質的に均質な視覚的印象が得られるように、どちらの工作物部品もカーボンブラックなどの黒色染料顔料を含有する。
【０００９】
【特許文献１】特公昭６２−４９８５０号公報
【特許文献２】特公平０５−０４２３３６号公報
【特許文献３】米国特許第５，８９３，９５９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、ポリエステルは、近赤外領域において放射線の透過性が比較的低いためレーザー溶接に適していると常に考えられているわけではない。この低い透過性のため、物品の接合部において溶接強度が低くなることがある。
【００１１】
しかしこれまで、ポリエステルのレーザー溶接のある条件は、十分に対処されていなかった。このような条件としては、レーザービーム透過力、レーザービーム源と物品の接合部におけるレーザービームの衝突位置との間の焦点距離、および十分な溶接強度を有するプラスチック物品を製造するために必要なレーザービーム透過時間が挙げられる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、レーザービーム透明性ポリエステル物品とレーザービーム不透明性ポリエステル物品とを一体にレーザー溶接する方法であって、互いに接触するように物品を配置して、それらの間に接合部を画定する工程と、１０００ｃｍ／分以下の走査速度で接触領域上に合焦される１００Ｗ以下のエネルギーを有するレーザービームを送り、それによって分解させることなく接合部を溶融させ、およびポリエステル物品を一体に接合する工程とを含む方法に関する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は、レーザービーム透明性ポリエステル物品と、レーザービーム不透明性ポリエステル物品とを一体にレーザー溶接する方法に関する。より詳細には、本発明者らは、このように形成されたレーザー溶接部の強度の動力学が、レーザー溶接方法に使用されるある条件と関連があることを発見した。
【００１４】
本発明の「ポリエステル組成物」は、少なくとも１種類のポリエステルと、場合によっては後述の種々の添加剤および成分とを含む。
【００１５】
本明細書で使用される用語「ポリエステル」は好ましくは、内部粘度が０．３以上であり、一般に、グリコールおよびジカルボン酸、またはそれらの反応性誘導体の線状飽和縮合生成物であるポリマーを含む。好ましくは、これらは、８〜１４個の炭素原子を有する芳香族ジカルボン酸と、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール、および式ＨＯ（ＣＨ２）ｎＯＨを有し式中のｎが２〜１０の整数である脂肪族グリコールから選択される少なくとも１種類のグリコールとの縮合生成物を含む。５０モル％までの芳香族ジカルボン酸を、８〜１４個の炭素原子を有する少なくとも１種類の異なる芳香族ジカルボン酸で置き換えることができ、および／または２０モル％までを２〜１２個の炭素原子を有する脂肪族ジカルボン酸で置き換えることができる。
【００１６】
好ましいポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリ（１，４−ブチレン）テレフタレート、１，４−シクロへキシレンジメチレンテレフタレート／イソフタレートコポリマー、ならびに芳香族ジカルボン酸とグリコールとから誘導されるその他の線状ホモポリマーエステルが挙げられる。好ましい芳香族ジカルボン酸としては、イソフタル酸；ビ安息香酸；１，５−、２，６−、および２，７−ナフタレンジカルボン酸などのナフタレンジカルボン酸；４，４’ジフェニレンジカルボン酸；ビス（ｐ−カルボキシフェニル）メタン；エチレン−ビス−ｐ−安息香酸；１，４−テトラメチレンビスｐ−オキシ安息香酸；エチレンビスｐ−オキシ安息香酸；および１，３−トリメチレンビスｐ−オキシ安息香酸が挙げられる。好ましいグリコールとしては、２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオール；ネオペンチルグリコール；シクロヘキサンジメタノール；および一般式ＨＯ（ＣＨ２）ｎＯＨを有し式中のｎが２〜１０の整数である脂肪族グリコール、たとえば、エチレングリコール；１，３−トリメチレングリコール；１，４−テトラメチレングリコール；１，６−ヘキサメチレングリコール；１，８−オクタメチレングリコール；１，１０−デカメチレングリコール；１，３−プロピレングリコール；および１，４−ブチレングリコールよりなる群から選択されるグリコールが挙げられる。前述したように２０モル％までの、好ましくはアジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデカン二酸、または１，４−シクロヘキサンジカルボン酸が存在することができる。
【００１７】
本発明の最も好ましいポリエステル組成物は、ポリエチレンテレフタレートホモポリマー、ポリブチレンテレフタレートホモポリマー、ポリエチレンテレフタレート／ポリブチレンテレフタレートコポリマー、ポリエチレンテレフタレートコポリマー、ポリエチレンテレフタレート／ポリブチレンテレフタレート混合物、および／またはその混合物を主成分とするが、単独、または本明細書に記載されるあらゆるポリエステルとの組み合わせのいずれかで、あらゆる他のポリエステルも存在することができる。
【００１８】
本発明のポリエステル組成物は、ポリエステル組成物の全重量を基準にして、好ましくは１重量％までの量、より好ましくは最大０．７重量％の量、さらにより好ましくは０．４重量％までの核剤を含むことができる。
【００１９】
従来の添加剤を本発明のポリエステル組成物に加えることができる。たとえば、難燃性を向上させるために難燃剤および難燃助剤を加えることができ、耐熱性を向上させ変色を紡糸するために酸化防止性および熱安定剤を加えることができる。その他の添加剤としては、充填剤、補強剤、衝撃改質剤、粘度調整剤、潤滑剤、可塑剤、離型剤、およびＵＶ安定剤が挙げられる。
【００２０】
本発明のレーザービーム透明性ポリエステル組成物（以下に規定される）は、溶接後でさえも実質的に均一の視覚的印象が得られるように黒色着色剤を含有することができる。これは、たとえば自動車用途で一般的に実施されており、これより成形された物品を、カーボンブラックおよびニグロシンなどのレーザービーム吸収性着色剤を含むレーザービーム不透明性ポリエステル部品と、同じ黒色にするために実施される。これによって、得られるレーザー溶接された部品は、均一な黒色の外観を有する。黒色着色剤の好ましい量は好ましくはポリエステル組成物の０．０１〜１重量％である。着色剤の量は、レーザー溶接と関連する種々の性質が必要な用途によっても決定することができる。
【００２１】
黒色着色剤は好ましくは、可視光領域（４００〜７００ｎｍ）において吸収を示し、ダイオードレーザーからほぼＹＡＧレーザーまでの領域（８００〜１２００ｎｍ）で透過性を示す。可視光領域（４００〜７００ｎｍ）において部分的に吸収性を示し、ダイオードレーザーからほぼＹＡＧレーザーまでの領域（８００〜１２００ｎｍ）で透過性を示すすべての染料を、上記黒色着色剤として使用することができる。たとえば、可視光領域を吸収する１つの構造を有する黒色染料の２種類以上の染料を混合して、可視光領域で吸収性を有する混合黒色染料を得ることも考慮することができる。
【００２２】
レーザービーム透明性物品の黒色着色剤中に使用される染料の好ましい例として、モノアゾ金属染料、アントラキノン染料、ペリノン染料およびキノフタロン染料を挙げることができる。それぞれを単独で使用することもできるし、他との任意の組み合わせで使用することもできる。
【００２３】
本発明のポリエステル組成物は、あらゆる混合方法を使用してすべての成分材料を混合することによって得ることができる。これらの混合成分は、一般にできる限り均質となることが好ましい。具体としては、ブレンダー、ニーダー、バンバリー（Ｂａｎｂｕｒｙ）ミキサー、ロール押出機などのミキサーを使用してすべての成分材料を均質に混合することで、樹脂組成物が得られる。あるいは、一部の材料をミキサーで混合し、続いて残りの材料を加えて均質となるまでさらに混合することもできる。あるいは、あらかじめ材料を乾式混合することができ、続いて加熱押出機を使用して均質となるまで溶融混練して、次に針状に押し出した後、所望の長さに切断して粒状にされる。
【００２４】
本発明のポリエステル組成物の物品への成形は、当業者に公知の方法に従って実施することができる。射出成形、押出成形、加圧成形、発泡成形、吹込成形、真空成形、射出吹込成形、回転成形、カレンダー成形、および溶液流延成形などの成形方法を使用することが一般に好ましい。
【００２５】
本発明は、レーザービーム透明性ポリエステル物品とレーザービーム不透明性ポリエステル物品とを一体にレーザー溶接する方法であって、互いに接触するように物品を配置して、それらの間に接合部を画定する工程と、１０００ｃｍ／分以下、好ましくは３００ｃｍ／分の走査速度で接触領域上に合焦される１００Ｗ以下のエネルギーを有するレーザービームを送り、分解させることなく接合部を溶融させ、およびポリエステル物品を一体に接合する工程とを含む方法を含む。
【００２６】
本発明によると、上記条件下で前記接合部において接合させた熱可塑性ポリエステルから製造された物品の溶接強度は比較的高く、剪断速度２ｍｍ／分における典型的な剪断強度が２０ＭＰａ以上であり、物品の接合部に加えられるレーザービーム出力に対応して変動する。
【００２７】
ポリエステル物品の厚さが変化する場合、通常は作業条件の変更が必要となる。部品の厚さが増加する場合にはレーザー出力の増加またはレーザー走査速度の低下が行われることが多く、逆に、部品の厚さが薄くなる場合にはレーザー出力の低下またはレーザー走査速度の増加が行われることが多い。
【００２８】
好ましくは、レーザー溶接物品は、レーザー溶接の使用に好適な吸収率を有する少なくとも１種類のプラスチック部品（「吸収性部品」または「レーザービーン不透明性物品」）と、前述の最も一般的なポリエステル成形用組成物によって選択されるポリエステル組成物から製造される少なくとも１種類のプラスチック部品（「透過性物品」または「レーザービーム透明性物品」）とを含む。あらゆる「吸収性部品」は、１つ以上の界面あらゆる「透過性部品」とレーザー溶接することができ、透過性部品と同じポリエステルで製造されてもよいし、透過性部品とは異なるポリエステルで製造されてもよい。より好ましくは、レーザー溶接物品は、２つ以上の「吸収性部品」、および２つ以上の「透過性部品、および部品間の複数の界面または接合部を含み、すなわち、あらゆる部品をあらゆる別の１つ以上の部品と、１つ以上の界面でレーザー溶接することができる。当然ながら、これらの部品は、形状、寸法、大きさ、および組成が異なっていてもよい。
【００２９】
レーザービーム透明性部品と吸収性部品とが、１００Ｗ以上の比較的高い出力で一体に接合される場合、吸収性部品の着色剤の重量％値が、黒色着色剤としてカーボンブラックを使用する場合に０．１５重量％を超え、黒色着色剤としてニグロシンを使用する場合に１．０重量％を超えると好ましいことが分かった。好ましくは、好適な吸収率を有するプラスチック部品は、ポリエステル組成物から製造された部品であり、好ましくは、８００ｎｍ〜１２００ｎｍの範囲内の波長を有するあらゆるレーザーを吸収する。
【００３０】
本発明のレーザー溶接物品を製造するために使用すると好ましいレーザーは、８００ｎｍ〜１２００ｎｍの範囲内の波長を有するあらゆるレーザーである。特に好ましいレーザーを実施例に記載している。
【実施例】
【００３１】
以下の実施例は本発明の好ましい実施態様を例示しており、本発明がこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３２】
実施例で使用した成分を以下のように区別する：
ＰＥＴ１：以下の成分、ａ）テレフタル酸とエチレングリコールとから得られるポリエチレンテレフタレートであって、フェノールおよびジクロロベンゼンの重量比１／１の混合溶液中１％溶液として２５℃で測定した固有粘度が０．８５であるポリエチレンテレフタレートと、ｂ）チバガイギー・カンパニー（Ｃｉｂａ  Ｇｅｉｇｙ  Ｃｏ．）製造の酸化防止剤：イルガノックス（Ｉｒｇａｎｏｘ）１０１０（商品名）と、ｃ）ＰＰＧカンパニー（ＰＰＧ  Ｃｏ）製造のガラス繊維：チョップドガラス繊維ＰＰＧ  ３５６３（商品名）とを混合することで得られる、３０％ガラス繊維強化ＰＥＴ。
【００３３】
ＰＥＴ２：以下の成分、ａ）テレフタル酸とエチレングリコールとから得られるポリエチレンテレフタレートであって、フェノールおよびジクロロベンゼンの重量比１／１の混合溶液中１％溶液として２５℃で測定した固有粘度が０．７８であるポリエチレンテレフタレートと、ｂ）チバガイギー・カンパニー（Ｃｉｂａ  Ｇｅｉｇｙ  Ｃｏ．）製造の酸化防止剤：イルガノックス（Ｉｒｇａｎｏｘ）１０１０（商品名）と、ｃ）ＰＰＧカンパニー（ＰＰＧ  Ｃｏ）製造のガラス繊維：チョップドガラス繊維ＰＰＧ  ３５６３（商品名）と、ｄ）核剤：ナトリウム塩（ヒミラン（Ｈｉｍｉｌａｎ）（登録商標）、三井・デュポンポリケミカル株式会社（Ｍｉｔｓｕｉ−ＤｕＰｏｎｔ  Ｐｏｌｙｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｋ．Ｋ．）製造）と、ｅ）ライオン株式会社（Ｌｉｏｎ  Ｋ．Ｋ．）製造の可塑剤：ライオノンＤＥＨ４０（Ｌｉｏｎｏｎ  ＤＥＨ４０）（商標）とを混合することで得られる、３０％ガラス繊維強化ＰＥＴ。
【００３４】
ＰＢＴ：テレフタル酸と１，４−ブタンジオールから得られるポリブチレンテレフタレートであって、フェノールおよびジクロロベンゼンの重量比１／１の混合溶液中１％溶液として２５℃で測定した固有粘度が０．８５であるポリブチレンテレフタレート、ｂ）チバガイギー・カンパニー（Ｃｉｂａ  Ｇｅｉｇｙ  Ｃｏ．）製造の酸化防止剤：イルガノックス（Ｉｒｇａｎｏｘ）１０１０（商品名）、およびｃ）ＰＰＧカンパニー（ＰＰＧ  Ｃｏ）製造のガラス繊維：チョップドガラス繊維ＰＰＧ  ３５６３（商品名）。
【００３５】
カーボンブラック：キャボット・コーポレーション（Ｃａｂｏｔ  Ｃｏｒｐ．）製造のポリエチレンで希釈された３０％黒色マスターバッチ。
【００３６】
ニグロシン：ポリエチレンで希釈された５０％黒色マスターバッチ。
【００３７】
以下の表１および２に示される黒色着色剤のパーセント値は、他に明記しない限りは重量％で記載されている。 
【００３８】
以下の表１および２に示される混合物を混合して、図２に示される全体形状を有する２つの試験棒１１に射出成形した。この棒の寸法は以下の通りである：試験片全体の厚さは３ｍｍであり段を画定するために１．５ｍｍまで減少し、試験片の全体の長さは８０ｍｍであり段を画定する長さ２０ｍｍを有し、試験片の全体の幅は２０ｍｍである。試験片の射出成形は、スミトモ（Ｓｕｍｉｔｏｍｏ）製造の名称ネットスタル・サイキャップ１６５／７５（Ｎｅｔｓｔａｌ  Ｓｙｃａｐ１６５／７５）の射出成形機を使用して行った。溶融温度は、それぞれＰＥＴの場合２９０℃、ＰＢＴの場合２７０℃であり、成形温度は、ＰＥＴの場合１００℃、ＰＢＴの場合８０℃であった。
【００３９】
図１に概略的に示されるように、ロフィン−シナール（Ｒｏｆｉｎ−Ｓｉｎａｒ）のＤＬｘ５０Ｓ上のダイオードレーザー（９４０ｎｍ、焦点におけるビーム直径：３ｍｍ、最大出力５００Ｗ）を使用して、実施例１〜１２の成形試験片をレーザー溶接した。
【００４０】
島津製作所（Ｓｈｉｍａｄｚｕ  Ｓｅｉｓａｋｕｓｈｏ）のＡＧ２０ｋＮＤを使用して剪断速度２ｍｍ／分で、溶接した試験片の引張剪断強度を測定した
【００４１】
表２に示される樹脂について数種類の溶接条件下において収集した剪断強度データを図３〜６にプロットした。図３〜６から、表２に記載される各試料の溶接強度の最大値、およびリースで８０％のピーク強度が維持される溶接で得られたレーザー出力範囲を確認できた。これらの結果は表１および２にも、それぞれＥおよびＩとして含まれている。
【００４２】
図７は、高い溶接強度を維持するために、１００Ｗ以下のレーザービームエネルギーおよび１０００ｃｍ／分以下の走査速度を維持した場合の耐久性を示している。
【００４３】
以下の表１において、「ＢＫ着色剤の種類およびＢＫ％含有率」の列は、黒色着色剤の種類と、ポリエステル組成物中のその重量％とを示しており、ＢＫ−Ａは前述のカーボンブラックである。
【００４４】
表１および図３のデータから分かるように、レーザービーム出力および走査速度が低下すると、溶接強度が比較的高くなる。
【００４５】
【表１】
2005536373.tif 000002
【００４６】
以下の表２において、「ＢＫ着色剤の種類およびＢＫ％含有率」の列は、黒色着色剤の種類と、ポリエステル組成物中のその重量％とを示しており、ＢＫ−Ａはカーボンブラックであり。ＢＫ−Ａはカーボンブラックであり、ＢＫ−Ｂは前述のニグロシンである。
【００４７】
【表２】
2005536373.tif 000003
【００４８】
以上の結果は、レーザービーム不透明性物品を製造するためにポリエステル組成物中に含まれる黒色着色剤の量が溶接強度に影響を与えることを明確に示している。上記データから分かるように、本発明の０．１５重量％未満のカーボンブラックまたは０．６重量％未満のニグロシンを含有するポリエステル組成物またはその混合物は、比較例と比べて溶接強度が改善されている（実施例５、６、７、９、１１、および１２）。
【００４９】
好ましい実施態様であると現在見なされる実施態様に関して本発明を説明してきたが、本発明が開示される実施態様に限定されるものではないことを理解されたい。逆に、本発明は、添付の特許請求の範囲の意図および範囲内に含まれる種々の修正ならびに等価の変更を含むことを意図している。特許請求の範囲は、すべてのこのような変形および等価の配合および機能を包含するように最も広い解釈が与えられる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】レーザー溶接方法の概略図である。
【図２】レーザー溶接のためのポリエステル試験片の斜視図である。
【図３】５００〜２，０００ｃｍ／分の範囲の３つの異なるレーザービーム走査速度における、レーザー出力（約１５０Ｗまで）の関数としての溶接した試験片の剪断強度のグラフである。
【図４】レーザービーム透明性ポリエステル物品中に使用した着色剤（ＢＫ−Ａ）の４種類の異なる量における、レーザー出力の関数としての溶接した試験片の剪断強度のグラフである。
【図５】レーザービーム不透明性ポリエステル物品に使用した着色剤（ＢＫ−Ｂ）の２種類の異なる量における、レーザー出力の関数としての溶接した試験片の剪断強度のグラフである。
【図６】レーザービーム透明性物品中およびレーザービーム不透明性ポリエステル物品中にそれぞれ使用される着色剤ＢＫ−ＡおよびＢＫ−Ｂの３種類の異なる量における、レーザー出力の関数としての溶接した試験片の剪断強度のグラフであり、各着色剤量において重量％ＢＫ−Ａ＝重量％ＢＫ−Ｂである。
【図７】１００〜２，０００ｃｍ／分の範囲の６種類の異なるレーザービーム走査速度における、レーザー出力（約２００Ｗまで）の関数としての溶接した試験片の剪断強度のグラフである。
【図１】
2005536373.tif 000004
【図２】
2005536373.tif 000005
【図３】
2005536373.tif 000006
【図４】
2005536373.tif 000007
【図５】
2005536373.tif 000008
【図６】
2005536373.tif 000009
【図７】
2005536373.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成16年9月27日(2004.9.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
【表２】
2005536373.tif 000011
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
以上の結果は、レーザービーム不透明性物品を製造するためにポリエステル組成物中に含まれる黒色着色剤の量が溶接強度に影響を与えることを明確に示している。上記データから分かるように、本発明の０．１５重量％を超えるカーボンブラックまたは０．６重量％を超えるニグロシンを含有するポリエステル組成物またはその混合物は、比較例と比べて溶接強度が改善されている（実施例５、６、７、９、１１、および１２）。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
好ましい実施態様であると現在見なされる実施態様に関して本発明を説明してきたが、本発明が開示される実施態様に限定されるものではないことを理解されたい。逆に、本発明は、添付の特許請求の範囲の意図および範囲内に含まれる種々の修正ならびに等価の変更を含むことを意図している。特許請求の範囲は、すべてのこのような変形および等価の配合および機能を包含するように最も広い解釈が与えられる。


【手続補正書】
【提出日】平成16年11月11日(2004.11.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザービーム透明性ポリエステル物品とレーザービーム不透明性ポリエステル物品とを一体にレーザー溶接する方法であって、互いに接触するように前記物品を配置して、それらの間に接合部を画定する工程と、１０００ｃｍ／分以下の走査速度で接触領域上に合焦される１００Ｗ以下のエネルギーを有するレーザービームを送り、それによって分解させることなく前記接合部を溶融させ、および前記ポリエステル物品を一体に接合させる工程とを含み、前記レーザービームエネルギーは８００〜１２００ｎｍの範囲の波長を有し、前記レーザービーム透明性物品は、近赤外領域における放射線の透過性が比較的低いポリエステルを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記レーザービームのエネルギーが１００Ｗ以下であり、３００ｃｍ／分以下の走査速度で前記接触領域上に合焦されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記レーザービームのエネルギーが７０Ｗ以下であり、３００ｃｍ／分以下の走査速度で前記接触領域上に合焦されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記レーザービーム透明性物品が黒色着色剤を含有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記黒色着色剤が可視光領域の放射線を吸収し、前記可視光領域の前記放射線の波長が４００〜７００ｎｍであることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記レーザービーム透明性ポリエステル物品および前記レーザービーム不透明性ポリエステル物品が両方ともに、ポリエチレンテレフタレートおよびポリブチレンテレフタレートよりなる群から選択されるポリエステルを含むポリエステル組成物から製造され、前記レーザービーム透明性物品および前記レーザービーム不透明性物品のポリエステルの種類が異なることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記レーザービーム不透明性ポリエステル物品がレーザービーム吸収性着色剤を含有することを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記レーザービーム吸収性着色剤がカーボンブラックであることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記レーザービーム不透明性ポリエステル物品が、前記ポリエステル組成物の全重量を基準にして０．１５重量％以上のカーボンブラックを含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記レーザービーム吸収性着色剤がニグロシンであることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記レーザービーム不透明性ポリエステル物品が、前記ポリエステル組成物の全重量を基準にして１．０重量％以上のニグロシン染料を含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記レーザービーム透明性物品が、可視光領域の放射線を吸収する黒色着色剤を含み、前記可視光領域の前記放射線の波長が４００〜７００ｎｍの範囲であることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項１３】
前記黒色着色剤が、前記レーザービーム透明性ポリエステル物品中に、前記ポリエステル組成物の０．０１〜１重量％の範囲の量で含まれることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記レーザービーム不透明性ポリエステル物品中に含まれる前記レーザービーム吸収性着色剤が、カーボンブラック、ニグロシン、およびそれらの混合物から選択されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１５】
前記黒色着色剤が、モノアゾ金属染料、アントラキノン染料、ペリノン染料、キノフタロン染料、およびそれらの混合物から選択されることを特徴とする請求項４または１２に記載の方法。
【請求項１６】
請求項１に記載のレーザー溶接方法により製造されたレーザー溶接製品。
【国際調査報告】
2005536373.tif 000012
2005536373.tif 000013
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