METHOD FOR WELDING TOGETHER PLASTIC PARTS WITH THE AID OF LASER RADIATION

• Main Authors: HAAS, ANDREAS, RAUTENBERG, WERNER, SIEFFERT, MICHEL, BOEHM, ARNO
• Format: Patent
• Language: English; French; German
• Published: 03.11.2005
• Edition: 7
• Subjects: ADHESIVES; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING; CHEMISTRY; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; DYES; LAKES; MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; METALLURGY; MISCELLANEOUS APPLICATIONS OF MATERIALS; MISCELLANEOUS COMPOSITIONS; MORDANTS; NATURAL RESINS; ORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES; PAINTS; PERFORMING OPERATIONS; POLISHES; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDEDFOR; SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SOLDERING OR UNSOLDERING; TRANSPORTING; WELDING; WORKING BY LASER BEAM; WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE, IN GENERAL

Verfahren zum Schweißverbinden von Kunststoffteilen mit Hilfe von Laserstrahlung einer Wellenlänge außerhalb des sichtbaren Bereichs, bei dem eines der zu verbindenden Kunststoffteile im Verbindungsbereich ein im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums transparentes, im wesentlichen farbloses, die Laserstrahlung absorbierendes Material aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß man als die Laserstrahlung absorbierendes Material mindestens eine nichtionische, gegen die Laserstrahlung resistente Verbindung mit einer thermischen Beständigkeit von mindestens 300°C, ausgewählt aus der Gruppe der polycyclischen organischen Verbindungen, der dotierten Zinnoxide und der Hexaboride MB6 von Lanthaniden- und Erdalkalimetallen M, einsetzt, sowie zur Herstellung von mit Hilfe von Laserstrahlung, deren Wellenlänge außerhalb des sichtbaren Bereichs liegt, schweißverbundenen Kunststoffteilen geeignete Präparationen, enthaltend a) ein zur Ausbildung der Kunststoffteile geeignetes thermoplastisches Ma-trixpolymer, b) mindestens ein im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums transparentes, im wesentlichen farbloses, die eingesetzte Laserstrahlung absorbierendes, nichtionisches, gegen die Laserstrahlung resistentes Material mit einer thermischen Beständigkeit von mindestens 300°C, ausgewählt aus der Gruppe der polycyclischen organischen Verbindungen, der dotierten Zinnoxide und der Hexaboride MB6 von Lanthaniden- und Erdalkalimetallen M, c) gewünschtenfalls einen oder mehrere UV-Stabilisatoren und d) gewünschtenfalls weitere Additive. Disclosed is a method for welding together plastic parts with the aid of laser radiation having a wavelength outside the visible range. According to the inventive method, the joining zone of one of the plastic parts that are to be joined together is provided with a substantially colorless material that is transparent in the visible range of the electromagnetic spectrum while absorbing the laser radiation. The inventive method is characterized in that at least one non-ionic, laser radiation-resistant compound that has a minimum thermal resistance of 300 DEG C and is selected among the group comprising the polycyclic organic compounds, doped tin oxides, and hexaborides MB6 of lanthanide metals and alkaline earth metals M is used as the laser radiation-absorbent material. Also disclosed are preparations that are suitable for producing plastic parts which are welded together with the aid of laser radiation whose wavelength lies outside the visible range, said preparations containing: a) a thermoplastic matrix polymer that is suitable for embodying the plastic parts; b) at least one essentially colorless, non-ionic, laser radiation-resistant material which is transparent in the visible range of the electromagnetic spectrum, absorbs the applied laser radiation, has a minimum thermal resistance of 300 DEG C, and is selected among the group comprising the polycyclic organic compounds, doped tin oxides, and hexaborides MB6 of lanthanide metals and alkaline earth metals M; c) one or several optional UV stabilizers; and d) other optional additives. Procédé d'assemblage par soudage de pièces en matière plastique, au moyen d'un faisceau laser de longueur d'onde en dehors du domaine visible, procédé dans lequel l'une des pièces à assembler présente, dans la zone d'assemblage, un matériau absorbant le rayonnement laser, sensiblement incolore, transparent dans le domaine visible du spectre électromagnétique, caractérisé en ce qu'on utilise comme matériau absorbant le rayonnement laser, au moins un composé non ionique, résistant au rayonnement laser, d'une stabilité thermique d'au moins 300 DEG C, choisi dans le groupe des composés organiques polycycliques, de l'oxyde d'étain dopé et des hexaborures MB6 de lanthanides et de métaux alcalinoterreux M. L'invention concerne en outre des préparations appropriées pour la production de pièces en matière plastique assemblées par soudage au moyen d'un faisceau laser dont la longueur d'onde est en dehors du domaine visible, lesdites préparations renfermant a) un polymère matriciel thermoplastique, approprié pour la formation de pièces thermoplastiques, b) au moins un matériau non ionique, résistant au rayonnement laser, absorbant le rayonnement laser utilisé, sensiblement incolore, transparent dans le domaine visible du spectre électromagnétique, d'une stabilité thermique d'au moins 300 DEG C, choisi dans le groupe des composés organiques polycycliques, de l'oxyde d'étain dopé et des hexaborures MB6 de lanthanides et de métaux alcalinoterreux M, c) éventuellement un ou plusieurs stabilisants UV, et d) éventuellement, d'autres additifs.