WO2002055287A1 - Verfahren zur herstellung laserverschweisster verbundformteile sowie diese verbundformteile - Google Patents

Abstract

Verfahren zur herstellung laserverschweisster Verbundformteile, bei dem a) jeweils mindestens zwei Kunststoffformteile (A, B) über mindestens ein weiteres Formteil (C), enthaltend eine Laserstrahlung transmitierende Materialschicht (C1) auf der der Einfalsrichtung der Laserstrahlung zugewandten Seite und, mit dieser verbunden oder in Kontakt stehend, eine Laserstrahlung absorbierende Materialschicht (C2), in Kontakt stehen, wobei die Oberlappungsbereichen mit den Kunststoffformteilen (A, B) im wesentlichen formschlüssig mit der Oberfläche dieser Formteile abschliesst, b) Laserstrahlung durch die transmittierende Schicht (C1) mindestens in den Bereichen teilweise oder vollständig auf die Laserstralung absorbierende Schicht (C2) trifft, die mit den zu verbindenden Formteilen (A, B) überlappen, c) der Abstand zwischen der Laserstrahlung absorbierenden Schicht (C2) und der jeweiligen Formteiloberfläche, die diese im wesentlichen formschlüssig überdeckt, während der Bestrahlung mit Laserlicht im wesentlichen constant gehalten oder verringert wird, und die durch die Laserstrahlung erweichten oder aufgeschmolzenen Bereiche der Materialschicht (C2) mit der Oberfläche der Formteile (A, B) für eine Zeitduer in Berührung treten, die ausreicht, diese Oberflächen zu erweichen oder aufzuschmelzen, und d) man die aufgeschmolzen oder erweichten Bereiche erkalten lässt.

Description

  



  Verfahren zur Herstellung laserverschweisster Verbundformteile sowie diese Verbundformteile Beschreibung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung laserverschweisster Verbundformteile, diese Verbundformteile, deren Verwendung als Bauteile von Haushalts-und Elektrogeräten, als Innen-und   Aussenkomponenten von    Automobilen, Flugzeugen und Schiffen sowie eine Halterung und deren Verwendung bei der Herstellung laserverschweisster Verbundformteile.



  Kunststoffformkörper können auf vielfältige Art und Weise miteinander verbunden werden, z. B. mittels Klebens,   Vernietens,    Verschraubens oder Schweissens. Bauteile aus Kunststoffen werden bereits regelmässig in Haushalts-und Elektrogeräten sowie bei Innen-und Aussenanwendungen im Automobil eingesetzt. Häufig   substi-    tuieren diese Bauteile Komponenten aus Metall. Konstruktionstechnisch oder auch aus Gründen der einfacheren und kostengünstigeren Herstellung ist es dabei meistens vorteilhafter, mehrere Formkörper zu einem Bauteil zu verbinden, als zu versuchen, dieses Bauteil einstückig herzustellen. Allerdings werden bei den o. g. Anwendungen hohe Anforderungen an die Fügetechnik gestellt.

   Die verbundenen Formkörper sollen regelmässig dauerhafte Verbindungsstellen aufweisen, die mechanischer Beanspruchung standhalten, wasser-und gasdicht sind und darüber hinaus optisch nicht unvorteilhaft in Erscheinung treten, so dass das Bauteil auch für Sichtanwendungen in Frage kommt. Diesem Anforderungsprofil an mehrstückige Kunststoffbauteile versucht man, heutzutage z. B. mit bekannten Kunststoffschweissverfahren gerecht zu werden. Beispiele für Kunststoffschweissverfahren sind das Heizelementschweissen, Vibrationsschweissen, Rotationsreibschweissen, Ultraschallschwei ssen, Hochfrequenzschweissen und Laserstrahlschweissen.



  Das Laserstrahlschweissen wird in der Regel nach dem Prinzip des Durchstrahlschweissens (auch Überlappungsschweissen genannt) durchgeführt. Bei diesem Verfahren wird ein Laserstrahlung transmittierender Kunststoffformkörper mit einem Laserstrahlung absorbierenden Kunststoffformkörper verbunden. Die Laserstrahlung tritt durch den transmittierenden Formkörper hindurch auf den anliegenden absorbierenden Formkörper, der lokal aufschmilzt. Die sich ausdehnende Schmelze berührt das transmittierende Bauteil, schmilzt dieses ebenfalls lokal auf, wodurch es zu einer Vermischung (über Diffusions-und   Platzwechselvorgänge)    der Schmelzen und nach der Abkühlung zu der Bildung einer Schweissnaht kommt.



  Diese Vorgehensweise setzt voraus, dass die Schmelzematerialien zumindest in gewissem Umfang verträglich und miteinander mischbar sind und die Schmelzetemperaturen der zu verbindenden Bauteilmaterialien nicht zu weit auseinander liegen. Die Absorption von Laserstrahlung bei geeigneten Wellenlängen wird hierbei üblicherweise durch Zugabe von Additiven, wie etwa Farbstoffen oder Pigmenten, zum Polymermaterial eingestellt. Nach diesem Verfahren lassen sich allerdings nicht zwei absorbierende Kunststoffformkörper, also beispielsweise solche, die herkömmliche Flammschutzmittel enthalten, miteinander verbinden.



  Soweit es auf die Farbgebung bei den zu verbindenden Kunststoffformkörpern nicht ankommt, ist der Fachmann in der Wahl geigneter Pigmente und Farbstoffe relativ frei, um zu Laserstrahlung absorbierenden Materialien zu gelangen. Gemäss EP-A 159 169 lassen sich Verbundformkörper aus einem transparenten und einem mit Russ eingefärbten Bauteil ohne weiteres mittels Laserschweissen erhalten. Weitaus problematischer ist der Fall, wenn transmittierende und absorbierende Formkörper in für das menschliche Auge identischer Farbe erscheinen sollen. Dieses gelingt bislang nur relativ einwandfrei mit schwarzen Formteilen. Das Laserstrahlung absorbierende Formteil enthält dann Gaben an Russ, während das transmittierende Formteil in der Regel über Flüssigfarbmittel schwarz eingefärbt ist (s. a. DE-A 195 10 493).

   Diese Vorgehensweise ist jedoch sehr aufwendig und daher ökonomisch ineffizient. Annähernd gleichfarbige Kunststoffformteile aus Materialien mit unterschiedlichen laseroptischen Eigenschaften lassen sich zur Zeit nicht oder nur sehr schwer erzeugen.



  Sollen Fügeteile mit anspruchsvoller Geometrie verbunden werden (Konturschweissen), ist sicherzustellen, dass die überlappenden Bereiche von transmittierenden und absorbierenden Formkörpern hinreichend lange in einem Laserstrahl fixiert werden. Dieses kann für jede neue Bauteilgeometrie u. U. eine neue, aufwendige Fixier-und Bestrahlungsapparatur erforderlich machen, damit die erforderliche Einwirkdauer bzw.-parameter für jeden zu verbindenden Abschnitt eingehalten werden können. Andernfalls wird häufig eine fehlerhafte, d. h. durchlässige Schweissnaht beobachtet.



  Bei grösseren Bauteilen, insbesondere bei dünnwandigen, ist es darüber hinaus schwierig, diese über einen längeren Zeitraum derart überlappend aneinander zu legen und zu fixieren, dass eine gleichbleibende Überlappungsbreite sichergestellt ist. Des gleichen ist es in solchen Fällen schwierig, den Abstand in den überlappenden Bereichen konstant so gering zu halten (ca. 300   pm),    dass effektives Laserschweissen möglich wird. Bei grösseren Abständen lässt sich in der Regel mittels Durchstrahllaserschweisstechnik keine zufriedenstellende Bindung mehr erzielen. 



  Hänsch et al., Kunststoffe 88 (1998), S. 210-212, beschreibt das Verschweissen von Thermoplastischen Elastomeren (TPE) mit Thermoplasten wie Polyamid, Polyolefinen, Polyestern und   Styrolcopoly-    meren mit Hilfe eines Diodenlasers. Die DE-A 195 42 328 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Körpern aus schichtweise übereinander liegenden Platten oder Folien und nennt transparente Fügeteile aus Polyethylen (PE), schlagzäh modifiziertem Polystyrol (SB/PS) und Plexiglas (Polymethylmethacrylat) sowie als absorbierende Fügeteile schwarz eingefärbtes Polyethylen, schwarz eingefärbtes ABS-Copolymerisat und schwarz eingefärbtes Polystyrol.



  Die dem Fachmann bekannten Verfahren zum Laserverschweissen von Kunststoffformkörpern haben den Nachteil, dass insbesondere grossflächige Formkörper und solche mit komplexer   Fügegeometrie    nicht einwandfrei und auf einfache Art und Weise miteinander verbunden werden können. Des weiteren fehlt es an einem technisch praktikablen Zugang zu Verbundbauteilen, mit dem Laserstrahlung absorbierende Formteile, insbesondere identisch farbige Formteile, mittels Laserstrahlung miteinander verbunden werden können.



  Es bestand daher die Aufgabe, diesen Nachteilen abzuhelfen. Insbesondere lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit dem sich zwei oder mehrere Laserstrahlung absorbierende, insbesondere identisch farbige Formteile dauerhaft verbinden lassen. Des weiteren bestand die Aufgabe darin, Formteile mit komplexerer Geometrie und/oder solche mit grösseren Ausmassen einwandfrei und dauerhaft, insbesondere flüssigkeits-und gasundurchlässig, auf einfache und zuverlässige Art und Weise miteinander verbinden zu können.



  Demgemäss wurde ein Verfahren zur Herstellung von laserverschweissten Verbundformteilen gefunden, bei dem a) jeweils mindestens zwei Kunststoffformteile (A, B) über min destens ein weiteres Formteil (C), enthaltend eine Laser strahlung transmittierende Materialschicht (C1) auf der der
Einfallsrichtung der Laserstrahlung zugewandten Seite und, mit dieser verbunden oder in Kontakt stehend, eine Laser strahlung absorbierende Materialschicht (C2), in Kontakt ste hen, wobei die Oberfläche der Materialschicht (C2) in den je weiligen Überlappungsbereichen mit den Kunststoffformteilen  (A, B) im wesentlichen formschlüssig mit der.

   Oberfläche die ser Formteile abschliesst, b) Laserstrahlung durch die transmittierende Schicht (C1) minde stens in den Bereichen teilweise oder vollständig auf die La serstrahlung absorbierende Schicht (C2) trifft, die mit den zu verbindenden Formteilen (A, B) überlappen, und c) der Abstand zwischen der Laserstrahlung absorbierenden
Schicht (C2) und der jeweiligen Formteiloberfläche, die diese im wesentlichen formschlüssig überdeckt, während der Bestrah lung mit Laserlicht im wesentlichen konstant gehalten oder verringert wird, und die durch die Laserstrahlung erweichten oder aufgeschmolzenen Bereiche der Materialschicht (C2) mit der Oberfläche der Formteile (A, B) für eine Zeitdauer in Be rührung treten, die ausreicht, diese Oberflächen zu erweichen oder aufzuschmelzen, und d) man die aufgeschmolzenen oder erweichten Bereiche erkalten lässt.



  Des weiteren wurden die nach dem Verfahren erhältlichen laserverschweissten Verbundformkörper sowie deren Verwendung als Bauteile für Haushalts-und Elektrogeräte sowie als Innen-und   Aussenkompo-    nenten von Automobilen, Flugzeugen oder Schiffen gefunden.



  Ausserdem wurde eine Halterung für die mittels Laserstrahlung zu verbindenden Kunststoffformteile sowie deren Verwendung bei der Herstellung dieser Verbundformteile gefunden.



  Als Kunststoff formteile (A, B) kommen spritzgegossene oder tiefgezogene Formteile, einschliesslich Folien und Halbzeuge (Tafeln, Rohre, Platten, Stäbe, etc.) in Frage. Gemäss dem erfindungsgemä ssen Verfahren mittels Laserschweissen miteinander verbundene Formteile werden nachfolgend auch als Verbundformteile bezeichnet.



  Die Kunststoffformteile sind üblicherweise aus thermoplastischen Polymeren aufgebaut, können aber auch aus Duroplasten gebildet werden.



  Als thermoplastische Polymere kommen alle dem Fachmann bekannten Thermoplaste in Betracht. Geeignete thermoplastische Polymere werden beispielsweise im Kunststoff-Taschenbuch, Hrsg. Saechtling, 25. Ausgabe, Hanser-Verlag, München, 1992, insbesondere Kapitel 4 sowie darin zitierte   Verweise,    und im Kunststoff-Handbuch, Hrsg. G. Becker und D. Braun, Bände 1 bis 11, Hanser-Verlag, München, 1966 bis 1996, beschrieben.



  Exemplarisch seien als geeignete Thermoplaste genannt Polyoxyalkylene, Polycarbonate (PC), Polyester wie Polybutylenterephthalat (PBT) oder Polyethylenterephthalat (PET), Polyolefine wie Poly ethylen oder Polypropylen (PP), Poly (meth) acrylate, Polyamide, vinylaromatische (Co) polymere wie Polystyrol, schlagzäh modifiziertes Polystyrol wie HI-PS, oder ASA-, ABS-oder AES-Polymerisate, Polyarylenether wie Polyphenylenether (PPE), Polysulfone, Polyurethane, Polylactide, halogenhaltige Polymerisate, imidgruppenhaltige Polymere, Celluloseester, Silicon-Polymere und Thermoplastische Elastomere. Es können auch Mischungen unterschiedlicher Thermoplaste als Materialien für die Kunststoffformteile eingesetzt werden. Bei diesen Mischungen kann es sich um einoder mehrphasige Polymerblends handeln.



  Die miteinander zu verbindenden Kunststoffformteile können aus identischen oder verschiedenen Thermoplasten bzw. Thermoplast Blends bestehen.



  Polyoxyalkylenhomo-oder-copolymerisate, insbesondere (Co) polyoxymethylene (POM), und Verfahren zu deren Herstellung sind dem Fachmann an sich bekannt und in der Literatur beschrieben. Geeignete Materialien sind im Handel unter der Markenbezeichnung   Ul-      traforms    (BASF AG) erhältlich. Ganz allgemein weisen diese Polymere mindestens 50 Mol-% an wiederkehrenden   Einheiten-CH20-in    der Polymerhauptkette auf. Die Homopolymeren werden im allgemeinen durch Polymerisation von Formaldehyd oder Trioxan hergestellt, vorzugsweise in der Gegenwart von geeigneten Katalysatoren. Bevorzugt sind Polyoxymethylencopolymere und Polyoxymethylenterpolymerisate.

   Die bevorzugten Polyoxymethylen (co) polymere haben Schmelzpunkte von mindestens   150 C    und Molekulargewichte (Gewichtsmittelwert) Mw im Bereich von 5000 bis 200000, vorzugsweise von 7000 bis 150000 g/mol. Endgruppenstabilisierte Polyoxymethylenpolymerisate, die an den Kettenenden C-C-Bindungen aufweisen, werden besonders bevorzugt.



  Geeignete Polycarbonate sind an sich bekannt und sind z. B. gemäss DE-B-1 300 266 durch Grenzflächenpolykondensation oder gemäss DE-A-14 95 730 durch Umsetzung von Biphenylcarbonat mit Bisphenolen erhältlich. Bevorzugtes Bisphenol ist 2,2-Di (4-hydroxyphenyl) propan, im allgemeinen als Bisphenol A bezeichnet. Die relative Viskosität dieser Polycarbonate liegt im allgemeinen im Bereich von 1,1 bis 1,5, insbesondere 1,28 bis 1,4 (gemessen bei   25 C    in einer 0,5   gew.-% igen    Lösung in Dichlormethan). Geeignete Polycarbonate sind im Handel unter der Markenbezeichnung Leans (GE Plastics B. V., Holland) erhältlich.



  Geeignete Polyester sind ebenfalls an sich bekannt und in der Literatur beschrieben. Sie enthalten einen aromatischen Ring in der Hauptkette, der von einer aromatischen Dicarbonsäure herrührt.



  Der aromatische Ring kann auch substituiert sein, z. B. durch Ha logen wie Chlor und Brom oder durch   Cl-C4-Alkylgruppen    wie Methyl-, Ethyl-, i-bzw. n-Propyl-und n-, i-bzw. tert.-Butylgruppen. Die Polyester können durch Umsetzung von aromatischen Dicarbonsäuren, deren Estern oder anderer esterbildender Derivate derselben mit aliphatischen Dihydroxyverbindungen in an sich bekannter Weise hergestellt werden. Als bevorzugte Dicarbonsäuren sind Naphthalindicarbonsäure, Terephthalsäure und Isophthalsäure oder deren Mischungen zu nennen. Bis zu 10   mol-%    der aromatischen Dicarbonsäuren können durch aliphatische oder cycloaliphatische Dicarbonsäuren wie Adipinsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Dodecandisäuren und Cyclohexandicarbonsäuren ersetzt werden.

   Von den aliphatischen Dihydroxyverbindungen werden Diole mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen, insbesondere 1,2-Ethandiol, 1,4-Butandiol, 1,6-Hexandiol, 1,4-Hexandiol, 1,4-Cyclohexandiol und Neopentylglykol oder deren Mischungen bevorzugt. Als besonders bevorzugte Polyester sind Polyalkylenterephthalate, die sich von Alkandiolen mit 2 bis 6 C-Atomen ableiten, zu nennen. Von diesen werden insbesondere Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylennaphthalat und Polybutylenterephthalat (PBT) bevorzugt. Diese Produkte sind im Handel z. B. unter den Markenbezeichnungen   Rynite    (PET ; Fa. DuPont) bzw.   Ultradur    (PBT ; BASF AG) erhältlich.

   Die   Visko-    sitätszahl der Polyester liegt im allgemeinen im Bereich von 60 bis 200 ml/g (gemessen in einer 0,5 gew.-% igen Lösung in einem Phenol/o-Dichlorbenzol-Gemisch (Gew.-Verh. 1 : 1 bei 25 C)).



  Geeignete Polyolefine stellen ganz allgemein Polyethylen und Polypropylen sowie Copolymerisate auf der Basis von Ethylen oder Propylen, ggf. auch mit höheren a-Olefinen, dar. Entsprechende Produkte sind unter den Handelsnamen   Lupolen    bzw.   Novolen    erhältlich. Unter Polyolefinen sollen auch Ethylen-Propylen-Elastomere und Ethylen-Propylen-Terpolymere verstanden werden.



  Unter den Poly (meth) acrylaten sind insbesondere Polymethylmethacrylat (PMMA) sowie Copolymere auf der Basis von Methylmethacrylat mit bis zu 40   Gew.-%    weiterer copolymerisierbarer Monomeren, wie n-Butylacrylat, t-Butylacrylat oder 2-Ethylhexylacrylat, zu nennen, wie sie beispielsweise unter den Bezeichnungen   Lucryls    (BASF AG) oder   Plexiglas'    (Röhm GmbH) erhältlich sind. Im Sinne der Erfindung sind hierunter auch schlagzähmodifizierte Poly (meth) acrylate sowie Mischungen aus Poly (meth) acrylaten und SAN-Polymerisaten, die mit Polyacrylatkautschuken schlagzäh   modi-    fizier sind (z. B. das Handelsprodukt   Terluxs    der BASF AG), zu verstehen.



  Als Polyamide sind solche geeignet mit aliphatischem teilkristallinen oder teilaromatischen oder amorphem Aufbau jeglicher Art und deren Blends, einschliesslich Polyetheramiden wie Polyether blockamiden. Unter Polyamide im Sinne der vorliegenden Erfindung sollen alle bekannten Polyamide verstanden werden. Geeignete Polyamide weisen im allgemeinen eine Viskositätszahl von 90 bis 350, vorzugsweise 110 bis 240 ml/g auf bestimmt in einer 0,5 gew.-%-igen Lösung in 96   gew.-%-iger    Schwefelsäure bei   25 C    gemäss ISO 307. Halbkristalline oder amorphe Harze mit einem Molekulargewicht   (Gewichtsmittelwert)    von mindestens 5.000   g/mol,    wie sie z.

   B. in den amerikanischen Patentschriften 2 071 250, 2 071 251,2 130 523,2 130 948,2 241 322,2 312 966,2 512 606 und 3 393 210 beschrieben werden, sind bevorzugt. Beispiele hierfür sind Polyamide, die sich von Lactamen mit 7 bis 13 Ringgliedern ableiten, wie Polycaprolactam, Polycapryllactam und Polylaurinlactam, sowie Polyamide, die durch Umsetzung von Dicarbonsäuren mit Diaminen erhalten werden.



  Als Dicarbonsäuren sind Alkandicarbonsäuren mit 6 bis 12, insbesondere 6 bis 10 Kohlenstoffatomen und aromatische Dicarbonsäuren einsetzbar. Hier seien Adipinsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Dodecandisäure (= Decandicarbonsäure) und Terephthal-und/oder Isophthalsäure als Säuren genannt.



  Als Diamine eignen sich besonders Alkandiamine mit 6 bis 12, insbesondere 6 bis 8 Kohlenstoffatomen sowie m-Xylylendiamin,   Di- (4-aminophenyl) methan, Di- (4-aminocyclohexyl)-methan,    2,2-Di- (4-aminophenyl)-propan oder 2,2-Di- (4-aminocyclohexyl)-propan.



  Bevorzugte Polyamide sind Polyhexamethylenadipinsäureamid (PA 66), z. B. das Handelsprodukt   UltramidX A    (BASF AG), und Polyhexamethylensebacinsäureamid (PA 610), z. B. das Handelsprodukt   Nylon@    610 (Fa. DuPont), Polycaprolactam (PA 6), z. B. das Handelsprodukt Ultramid   B    (BASF AG) sowie Copolyamide 6/66, insbesondere mit einem Anteil von 5 bis 95 Gew.-% an Caprolactam-Einheiten, z. B. das Handelsprodukt   Ultramids    C (BASF AG). PA 6, PA 66 und Copolyamide 6/66 sind besonders bevorzugt.



  Ausserdem seien auch noch Polyamide erwähnt, die z. B. durch Kondensation von   1,    4-Diaminobutan mit Adipinsäure unter erhöhter Temperatur erhältlich sind (Polyamid-4,6). Herstellungsverfahren für Polyamide dieser Struktur sind z. B. in den EP-A 38 094, EP A 38 582 und EP-A 39 524 beschrieben.



  Weitere Beispiele sind Polyamide, die durch Copolymerisation zweier oder mehrerer der vorgenannten Monomeren erhältlich sind, oder Mischungen mehrerer Polyamide geeignet, wobei das Mischungsverhältnis beliebig ist. 



  Weiterhin haben sich solche teilaromatischen Copolyamide wie PA 6/6T und PA 66/6T als besonders vorteilhaft erwiesen, deren Triamingehalt weniger als 0,5, vorzugsweise weniger als 0,3   Gew.-%    beträgt (siehe EP-A 299 444). Die Herstellung der teilaromatischen Copolyamide mit niedrigem Triamingehalt kann nach den in den EP-A 129 195 und 129 196 beschriebenen Verfahren erfolgen.



  Die nachfolgende nicht abschliessende Aufstellung enthält die genannten sowie weitere Polyamide im Sinne der Erfindung (in   Klam-    mern sind die Monomeren angegeben) : PA 46 (Tetramethylendiamin, Adipinsäure) PA 66 (Hexamethylendiamin, Adipinsäure) PA 69 (Hexamethylendiamin, Azelainsäure) PA 610 (Hexamethylendiamin, Sebacinsäure) PA 612 (Hexamethylendiamin, Decandicarbonsäure) PA 613 (Hexamethylendiamin, Undecandicarbonsäure) PA 1212 (1,12-Dodecandiamin, Decandicarbonsäure) PA 1313 (1,13-Diaminotridecan, Undecandicarbonsäure) PA MXD6 (m-Xylylendiamin, Adipinsäure) PA TMDT (Trimethylhexamethylendiamin, Terephthalsäure) PA 4 (Pyrrolidon) PA 6 (y-Caprolactam) PA 7 (Ethanolactam) PA 8 (Capryllactam) PA 9 (9-Aminopelargonsäure) PA 11   (11-Aminoundecansäure)    PA 12 (Laurinlactam) Diese Polyamide und ihre Herstellung sind bekannt.

   Einzelheiten zu ihrer Herstellung findet der Fachmann in Ullmanns   Encyklopädie    der Technischen Chemie, 4. Auflage, Bd. 19, S. 39-54, Verlag Chemie, Weinheim 1980, sowie Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. A21, S. 179-206, VCH Verlag, Weinheim 1992, sowie Stoeckhert, Kunststofflexikon, 8. Auflage, S. 425-428, Hanser Verlag München 1992   (Stichwort"Polyamide"und    folgende).



  Weitere geeignete thermoplastische Materialien stellen   vinylaro-'    matische (Co) polymere dar. Das Molekulargewicht dieser an sich bekannten und im Handel erhältlichen Polymeren liegt im allgemeinen im Bereich von 1.500 bis 2.000.000, vorzugsweise im Bereich von 70.000 bis 1.000.000 g/mol.



  Nur stellvertretend seien hier vinylaromatische (Co) polymere aus Styrol, Chlorstyrol, a-Methylstyrol und p-Methylstyrol genannt ; in untergeordneten Anteilen (vorzugsweise nicht mehr als 20, ins besondere nicht mehr als 8   Gew.-%)    können auch Comonomere wie (Meth) acrylnitril oder   (Meth)    acrylsäureester am Aufbau beteiligt sein. Besonders bevorzugte vinylaromatische (Co) polymere sind Polystyrol, Styrol-Acrylnitril-Copolymere (SAN) und schlagzäh modifiziertes Polystyrol (HIPS = High Impact Polystyrene). Es versteht sich, dass auch Mischungen dieser Polymeren eingesetzt werden können. Die Herstellung erfolgt vorzugsweise nach dem in der EP-A-302 485 beschriebenen Verfahren.



  Weiterhin sind ASA-, ABS-und AES-Polymerisate (ASA = Acrylnitril-Styrol-Acrylester, ABS = Acrylnitril-Butadien-Styrol,   AES =    Acrylnitril-EPDM-Kautschuk-Styrol) besonderes bevorzugt. Diese schlagzähen vinylaromatischen Polymere enthalten mindestens ein kautschukelastisches Pfropfpolymerisat und ein thermoplastisches Polymerisat (Matrixpolymerisat). Als Matrixmaterial wird im allgemeinen auf ein Styrol/Acrylnitril-Polymerisat (SAN) zurückgegriffen. Bevorzugt werden Pfropfpolymerisate verwendet, die als Kautschuk - einen Dienkautschuk auf Basis von Dienen, wie z. B. Butadien oder Isopren, (ABS) ; - einen Alkylacrylatkautschuk auf Basis von Alkylestern der
Acrylsäure, wie n-Butylacrylat und 2-Ethylhexylacrylat,  (ASA) ; - einen EPDM-Kautschuk auf Basis von Ethylen, Propylen und ei nem Dien, (AES) ; oder Mischungen dieser Kautschuke bzw.

   Kautschukmonomeren enthalten.



  Die Herstellung von geeigneten ABS-Polymerisaten findet sich z. B. in der noch unveröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE 10026858.7 oder in der deutschen Patentanmeldung DE-A 19728629 eingehend beschrieben. Für die Herstellung von ASA-Polymerisaten kann z. B. auf die EP-A 99 532 zurückgegriffen werden. Angaben über die Herstellung von AES-Polymerisaten sind beispielsweise in der US 3,055,859 oder in der US 4,224,419 offenbart. Auf die in diesem Absatz genannten Patentschriften wird hiermit ausdrücklich Bezug genommen.



  Unter Polyarylenethern sind bevorzugt sowohl Polyarylenether an sich, Polyarylenethersulfide,   Polyarylenethersulfone    oder Polyarylenetherketone zu verstehen. Deren Arylengruppen können gleich oder verschieden sein und unabhängig voneinander einen aromatischen Rest mit 6 bis 18 C-Atomen bedeuten. Beispiele geeigneter Arylenreste sind Phenylen, Bisphenylen, Terphenylen, 1,5-Naphthylen,   1,    6-Naphthylen, 1,5-Anthrylen, 9,10-Anthrylen oder 2,6-Ant hrylen. Darunter werden 1,4-Phenylen und 4,4'-Biphenylen bevorzugt. Vorzugsweise sind diese aromatischen Reste nicht substituiert. Sie können jedoch einen oder mehrere Substituenten tragen. Geeignete Polyphenylenether sind unter der Bezeichnung Noryl (GE Plastics B. V., Holland) kommerziell erhältlich.



  Im allgemeinen weisen die Polyarylenether mittlere Molekulargewichte Mn (Zahlenmittel) im Bereich von 10 000 bis 60 000 g/mol und Viskositätszahlen von 30 bis 150 ml/g auf. Die   Viskositäts-    zahlen werden je nach Löslichkeit der Polyarylenether entweder in 1   gew.-% iger N-Methylpyrrolidon-Lösung,    in Mischungen aus Phenol und o-Dichlorbenzol oder in 96%-iger Schwefelsäure bei jeweils   20OC    bzw.   25OC    gemessen.



  Die Polyarylenether sind an sich bekannt oder können nach an sich bekannten Methoden hergestellt werden.



  Bevorzugte Verfahrensbedingungen zur Synthese von Polyarylenethersulfonen oder-ketonen sind beispielsweise in der EP-A 113 112 und EP-A 135 130 beschrieben. Polyarylenethersulfone weisen in der Regel einen Schmelzpunkt von mindestens   320 C,    Polyarylenetherketone von mindestens   370 C    auf. Geeignete Polyphenylenethersulfone sind z. B. unter der Bezeichnung Ultrason   E    (BASF AG), geeignete Polyphenylenethterketone unter der Bezeichnung   Victrex    im Handel erhältlich.



  Des weiteren sind Polyurethane, Polyisocyanurate und Polyharnstoffe geeignete Materialien für die Herstellung der Kunststoffformteile. Weiche, halbharte oder harte, thermoplastische oder vernetze Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte, beispielsweise Polyurethane, Polyisocyanurate und/oder Polyharnstoffe, insbesondere Polyurethane, sind allgemein bekannt und im Handel u. a. unter der Bezeichnung   Elastolanv    (Elastogran GmbH) erhältlich. Ihre Herstellung ist vielfältig beschrieben und erfolgt üblicherweise durch Umsetzung von Isocyanaten mit gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen bei allgemein bekannten Bedingungen. Bevorzugt wird die Umsetzung in Gegenwart von Katalysatoren und/oder Hilfsstoffen durchgeführt.

   Wenn es sich um geschäumte Polyisocyanat Polyadditionsprodukte handelt, so werden diese in Gegenwart von üblichen Treibmitteln hergestellt.



  Als Isocyanate kommen die an sich bekannten aromatischen, arylaliphatischen, aliphatischen und/oder cycloaliphatischen organischen Isocyanate, bevorzugt Diisocyanate in Frage. 



  Als gegenüber Isocyanaten reaktive Verbindungen können beispielsweise allgemein bekannte Verbindungen mit einem Molekulargewicht von 60 bis 10000 g/mol und einer Funktionalität gegenüber Isocyanaten von 1 bis 8, bevorzugt 2 bis 6 eingesetzt werden (im Falle von thermoplastischen Polyurethanen TPU Funktionalität ca. 2), beispielsweise Polyole mit einem Molekulargewicht von 500 bis 10000 g/mol, z. B. Polyetherpolyole, Polyesterpolyole, Polyetherpolyesterpolyole, und/oder Diole, Triole und/oder Polyole mit Molekulargewichten kleiner 500 g/mol.



  Polylactide, also Polymere der Milchsäure, sind an sich bekannt oder können nach an sich bekannten Verfahren hergestellt werden.



  Neben Polylactid können auch Co-oder Blockcopolymere auf der Basis von Milchsäure und weiteren Monomeren verwendet werden. Meist werden lineare Polylactide eingesetzt. Es können aber auch verzweigte Milchsäurepolymerisate verwendet werden. Als Verzweiger können z. B. mehrfunktionelle Säuren oder Alkohole dienen.



  Als geeignete halogenhaltige Polymerisate sind insbesondere Polymerisate des Vinylchlorids zu nennen, insbesondere Polyvinylchlorid (PVC) wie Hart-PVC und Weich-PVC, und Copolymerisate des Vinylchlorids wie PVC-U-Formmassen.



  Weiterhin kommen fluorhaltige Polymere in Betracht, insbesondere Polytetrafluorethylen (PTFE), Tetrafluorethylen-Perfluorpropylen Copolymere (FEP), Copolymere des Tetrafluorethylens mit Perfluoralkylvinylether, Ethylen-Tetrafluorethylen-Copolymere (ETFE) Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polyvinylfluorid (PVF), Polychlortrifluorethylen (PCTFE), und Ethylen-Chlortrifluorethylen-Copolymere (ECTFE).



  Imidgruppenhaltige Polymere sind insbesondere Polyimide, Polyetherimide, und Polyamidimide.



  Geeignete Celluloseester sind etwa Celluloseacetat, Celluloseacetobutyrat, und Cellulosepropionat.



  Daneben kommen auch Silicon-Polymere als Thermoplaste in Betracht. Geeignet sind insbesondere Siliconkautschuke. Dabei handelt es sich üblicherweise um Polyorganosiloxane, die zu Vernetzungsreaktionen fähige Gruppen aufweisen. Derartige Polymere werden beispielsweise in Römpp Chemie Lexikon, CD-ROM Version 1.0, Thieme Verlag Stuttgart 1995, beschrieben.



  Schliesslich kann auch die Verbindungsklasse der Thermoplastischen Elastomere (TPE) herangezogen werden. TPE lassen sich wie Thermoplaste verarbeiten, haben jedoch kautschukelastische Eigenschaf ten. Es sind   TPE-Blockpolymere,    TPE-Pfropfpolymere und segmentierte TPE-Copolymere aus zwei oder mehr Monomerbausteinen geeignet. Besonders geeignete TPE sind thermoplastische Polyurethan Elastomere (TPE-U oder TPU), Styrol-Oligoblock-Copolymere (TPE-S) wie SBS (Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer) und SEBS (Styrol Ethylen-Butylen-Styrol-Blockcopolymer, erhältlich durch Hydrieren von SBS), thermoplastische Polyolefin-Elastomere   (TPE-0),    thermplastische Polyester-Elastomere (TPE-E), thermoplastische Polyamid-Elastomere (TPE-A) und insbesondere thermoplastische Vulkanisate (TPE-V). Einzelheiten zu TPE findet der Fachmann in G.



  Holden et al., Thermoplastic Elastomers, 2. Auflage, Hanser Verlag, München 1996.



  Die Kunststoffformteile (A, B) können darüber hinaus übliche Zusatzstoffe und Verarbeitungshilfsmittel enthalten.



  Geeignete Zusatzstoffe und Verarbeitungshilfsmittel sind z. B.



  Gleit-oder Entformungsmittel, Kautschuke, Antioxidantien, Stabilisatoren gegen Lichteinwirkung, Antistatika, Flammschutzmittel oder faser-und pulverförmige Füll-oder Verstärkungsmittel sowie andere Zusatzstoffe oder deren Mischungen.



  Geeignete Gleit-und Entformungsmittel sind z. B. Stearinsäuren, Stearylalkohol, Stearinsäureester oder-amide, Siliconöle, Metallstearate, Montanwachse und solche auf Basis von Polyethylen und Polypropylen.



  Geeignete Antioxidantien (Wärmestabilisatoren) sind etwa sterisch gehinderte Phenole, Hydrochinone, Arylamine, Phosphite, verschiedene substituierte Vertreter dieser Gruppe, sowie deren Mischungen. Sie sind etwa als   Topanol,      Irgafos      Irganox    oder   Naugards    im Handel erhältlich.



  Geeignete Stabilisatoren gegen Lichteinwirkung sind z. B. verschiedene substituierte Resorcine, Salicylate, Benzotriazole, Benzophenone, HALS (Hindered Amine Light Stabilizers), wie sie z. B. als Produkt mit der Bezeichnung   Tinuvin    kommerziell erhältlich sind.



  Geeignete Antistatika sind beispielsweise Aminderivate wie N, N Bis (hydroxyalkyl) alkylamine oder-alkylenamine, Polyethylenglycolester oder Glycerinmono-und-distearate, sowie deren Mischungen.



  Geeignete Flammschutzmittel sind z. B. die dem Fachmann bekannten halogenhaltigen Verbindungen, allein oder zusammen mit Antimontrioxid, oder phosphorhaltige Verbindungen, Magnesiumhydroxid, roter Phosphor, sowie andere gebräuchliche Verbindungen oder deren Mischungen. Unter bekannte Flammschutzmittel fallen z. B. die in der DE-A 196 326 75 oder die in der Encyclopedia of Chemical Technology, Hrsg. R. Kirk und D. Othmer, Vol. 10,3. Aufl., Wiley, New York, 1980, Seiten 340 bis 420, offenbarten Phosphorverbindungen, wie Phosphate, z. B. Triarylphosphate wie Triskresylphosphat, Phosphite, z. B. Triarylphosphite, oder Phosphonite.

   Als Phosphonite werden in der Regel   Bis- (2,    4-di-tert.-butylphenyl)-phenylphosphonit, Tris- (2, 4-di-tert.   butylphenyl)-phosphonit,      Tetrakis- (2,    4-di-tert. butyl-6-methylphenyl)-4,4'-biphenylylen-diphosphonit,   Tetrakis- (2,    4-di-tert. butylphenyl)-4,4'-biphenylylendiphosphonit,   Tetrakis- (2,    4-di-methylphenyl)-1,4-phenylylendiphosphonit, Tetrakis- (2, 4-di-tert. butylphenyl)-1,6-hexylylendiphosphonit und/oder   Tetrakis- (3,    5-di-methyl-4-hydroxy-phenyl)-4,4'-biphenylylen-diphosphonit,   Tetrakis- (3,    5-di-tert.-butyl-4-hydroxy-phenyl)-4,4'-biphenylylen-diphosphonit verwendet.



  Geeignete Diphosphonite stellen   Tetrakis- (2, 4-di-tert.-butylphe-    nyl)-4,4'-biphenylen-diphosphonit,   Tetrakis- (2,    4-di-tert. butylphenyl)-1,6-hexylylen-diphosphonit, Tetra  kis- (3,   5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-4,4'-biphenylylen-diphosphonit und   Tetrakis- (3,    5-di-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)-4,4'-biphenylylen-diphosphonit sowie   Tetrakis- (2,    4-di-tert. butyl)-1,4-phenylylen-diphosphonit dar.



  Des weiteren geeignet sind anorganische Flammschutzmittel auf der Basis von Hydroxiden oder Carbonaten, insbesondere des Magnesiums ; anorganische und organische Borverbindungen, wie Borsäure, Natriumborat, Boroxid, Natriumtetraphenylborat und Tribenzylborat, stickstoffhaltige Flammschutzmittel, wie Iminophosphorane, Melamincyanurat und Ammoniumpolyphosphate, sowie Melaminphosphat (s. a. Encyclopedia of Chemical Technology, ibid.). Als Flammschutzmittel kommen weiterhin auch Gemische mit Antitropfmitteln wie Teflon oder hochmolekulares Polystyrol in Frage.



  Als Beispiele für faserförmige bzw. pulverförmige Füll-und Verstärkungsstoffe seien Kohlenstoff-oder Glasfasern in Form von Glasgeweben, Glasmatten oder Glasseidenrovings, Schnittglas sowie Glaskugeln genannt, besonders bevorzugt Glasfasern. Die verwendeten Glasfasern können aus E-, A-oder C-Glas sein und sind vorzugsweise mit einer Schlichte, z. B. auf Epoxyharz-, Silan-, Aminosilan-oder Polyurethanbasis und einem Haftvermittler auf der Basis funktionalisierter Silane ausgerüstet. Die Einarbeitung der Glasfasern kann sowohl in Form von Kurzglasfasern als auch in Form von Endlossträngen (Rovings) erfolgen. 



  Ausserdem seien als Füllstoffe Metallflocken, Metallpulver, Metallfasern, metallbeschichtete Füllstoffe (z. B. nickelbeschichtete Glasfasern) sowie andere Zuschlagstoffe, die elektromagnetische Wellen abschirmen, genannt. Insbesondere kommen für letzteren Zweck Aluminiumflocken in Betracht, ferner das Abmischen dieser Masse mit zusätzlichen Kohlenstoffasern, Leitfähigkeitsruss oder nickelbeschichteten Kohlenstoffasern.



  Als teilchenförmige Füllstoffe eignen sich z. B. Russ, Graphit, amorphe Kieselsäure, Whisker, Aluminiumoxidfasern, Magnesiumcarbonat (Kreide), gepulverter Quarz, Glimmer, Mica, Bentonite, Talkum, Feldspat oder insbesondere Calciumsilikate wie Wollastonit und Kaolin.



  Die faser-, pulver-bzw. teilchenförmigen Füll-und   Verstärkungs-    stoffe werden üblicherweise in Mengen von 1 bis 60, bevorzugt 10 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Kunststoffformteil, verwendet.



  Des weiteren können die Kunststoffformteile (A, B) Farbmittel enthalten, z. B. solche, wie sie nachfolgend für die Einfärbung der Materialschichten   (C1)    und (C2) des Kunststoffformkörpers (C) beschrieben werden. Demgemäss können die Kunststoffformteile (A, B) gleich-oder verschiedenfarbig und darüber hinaus sowohl beide Laserstrahlung transmittierend als auch beide Laserstrahlung absorbierend sein.



  Die Herstellung der Kunststoffformteile aus den Polymerformmassen, den Zusatzstoffen, Verarbeitungshilfsmitteln und/oder Farbmitteln kann nach an sich bekannten Mischverfahren erfolgen, beispielsweise unter Aufschmelzen in einem Extruder, Banbury-Mischer, Kneter, Walzenstuhl oder Kalander. Die Komponenten können jedoch   auch"kalt"verwendet    werden und das pulvrige oder aus Granulaten bestehende Gemisch wird erst bei der Verarbeitung aufgeschmolzen und homogenisiert.



  Bevorzugt werden die Komponenten, gegebenenfalls mit den erwähnten Zusatzstoffen, Verarbeitungshilfsmitteln und/oder Farbmitteln, in einem Extruder oder einer anderen Mischvorrichtung bei Temperaturen von 100 bis   320 C    unter Aufschmelzen des thermoplastischen Polymeren vermischt und ausgetragen. Die Verwendung eines Extruders ist besonders bevorzugt, insbesondere eines gleichsinnig drehenden, dichtkämmenden Zweischneckenextruders.



  Aus den Formmassen lassen sich Kunststoffformteile (auch Halbzeuge) aller Art herstellen, die dann mit dem erfindungsgemässen Verfahren miteinander verbunden werden. Kunststoffformteil im Sinne der Erfindung ist z. B. ein Spritzgussformteil oder ein tief gezogenes Formteil, und schliesst Folien und Halbzeuge (Tafeln, Rohre, Platten, Stäbe,   etc.)    ein.



  Die Kunststoffformteile (A, B) werden über ein weiteres Formteil (C), enthaltend eine Laserstrahlung transmittierende Materialschicht   (C1)    auf der der Einfallsrichtung der Laserstrahlung zugewandten Seite und, mit dieser in Kontakt stehend oder unmittelbar verbunden, eine Laserstrahlung absorbierende Materialschicht (C2), miteinander verbunden.



  Laserstrahlung transmittierend im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet, dass die Laserstrahlung nicht oder nur in untergeordnetem Ausmass absorbiert wird, d. h. Laserstrahlung transmittierendes Material lässt die Laserstrahlung vollständig oder überwiegend durch, wobei insbesondere nicht mehr als   40%    der Laserstrahlung absorbiert werden.



  Als Materialien für die Schicht (C1) kommen Laserstrahlung transmittierende Thermoplaste oder deren Mischungen in Frage. Es kann sich bei der Materialschicht   (C1)    auch um eine Verbundschichtfolie oder-platte aus zwei oder mehreren Schichten handeln, die für Laserstrahlung durchlässig ist. Grundsätzlich kann hierfür auf die vorgenannten Thermoplaste zurückgegriffen werden, sofern diese Laserstrahlung transmittierend sind. Grundsätzlich trifft dieses auf die dem Fachmann bekannten amorphen Thermoplaste zu, allerdings kommen auch teilkristalline Thermoplaste wie Polyamid, Polybutylenterephthalat und Polyoxymethylen in Frage, sofern die Schichtdicke entsprechend gewählt wird, damit das oben angeführte Kriterium erfüllt ist.



  Besonders geeignete Thermoplaste für die Materialschicht   (Cl)    stellen transparente oder transluzente Polymere wie Polymethylmethacrylat, Stryol/Acrylnitril-Copolymerisat (SAN, z. B. das Handelsprodukt   Luran    (BASF AG)), ASA-Copolymerisate (z. B. das Handelsprodukt   Lurang    S (BASF AG)), Polycarbonat, amorphes Polyamid, Polyethersulfone, Polysulfone, Polystyrol, Mischungen aus Polymethyl (meth) acrylaten und SAN-Polymerisaten, die mit Polyacrylatkautschuken schlagzäh modifizier sind (z. B.   Terluxs    (BASF AG)), Polyethylen, Polypropylen oder Mischungen aus Polybutylenterephthalat und Polycarbonat oder Polybutylenterephthalat und Polyethylenterephthalat dar.



  Die Materialschicht   (C1)    kann auch Farbmittel enthalten, die nicht im Wellenlängenbereich der eingesetzten Laserstrahlung absorbieren, oder solche, die zwar Laserstrahlung absorbieren, allerdings aufgrund des gewählten Konzentrationsbereiches oder der Dicke der Schicht (C1) im Sinne der Erfindung ausreichend Laser strahlung transmittierend bleiben. Als Farbmittel kommen z. B. die nachfolgend in Tabelle 1 beschriebenen lasertransparenten Farbmittel in Frage. Die darin angegebenen Farbmittelkonzentrationen stellen bevorzugte Ausführungsformen dar und beziehen sich auf die Gesamtmasse der Materialschicht   (C1).   



  Unter einem Farbmittel versteht man alle farbgebenden Stoffe nach DIN 55 944, welche in anorganische und organische Farbmittel sowie natürliche und synthetische einteilbar sind (s. Römpps Chemie-Lexikon, 1981,8. Auflage, S. 1237). Nach DIN 55943 (Sept.



  1984) und DIN 55945 (Aug. 1983) ist ein Pigment ein im Anwendungsmedium praktisch unlösliches, anorganisches oder organisches, buntes oder unbuntes Farbmittel. Farbstoffe sind in Lösungsmitteln und/oder Bindemitteln (hier also in den den Kunststoffformmassen zugrunde liegenden Materialien) lösliche, anorganische oder organische, bunte oder unbunte Farbmittel.



  Zur Bezeichnung der Farbmittel wird nachfolgend die Nomenklatur der Colour Index (C. I.) verwendet. Alle Farbmittelbezeichnungen   wie"Solvent    Orange 60"oder Pigment Red   101"sind    C. I.-Bezeichnungen. Der Kürze halber wird der   Namensbestandteil"C. I." nach-    folgend zuweilen weggelassen.



  Tabelle 1 : Farbmittel für Materialschicht   (C1)    sowie für die Kunststoffformmassen (A, B) (lasertransparent)
EMI16.1     


<tb> Farbmittel <SEP> C. <SEP> I. <SEP> Gruppe <SEP> bevorzugte <SEP> Konz. <SEP> besonders <SEP> bevorz.
<tb>



   <SEP> # <SEP> [Gew.-%] <SEP> Konz. <SEP> [Gew.-%]
<tb> Pigment <SEP> Orange <SEP> 64 <SEP> 1 <SEP> ; <SEP> 0,01-0,5 <SEP> 0,015-0,05
<tb> Solvent <SEP> Orange <SEP> 60 <SEP> 11 <SEP> 0, <SEP> 01-1, <SEP> 0 <SEP> 0,01 <SEP> - <SEP> 0, <SEP> 5
<tb> Solvent <SEP> Orange <SEP> 106 <SEP> 1 <SEP> i0, <SEP> 01-1, <SEP> 0 <SEP> 0, <SEP> 01-0, <SEP> 5
<tb> Solvent <SEP> Orange <SEP> 111 <SEP> 1 <SEP> 10, <SEP> 01-1, <SEP> 0 <SEP> 0, <SEP> 01-0, <SEP> 5
<tb> Pigment <SEP> Red <SEP> 48 <SEP> |2 <SEP> 10, <SEP> 05-1, <SEP> 0 <SEP> 0,05 <SEP> - <SEP> 0, <SEP> 5
<tb>  < '0, <SEP> 005-0,5 <SEP> 0,01-0,3
<tb> Pigment <SEP> Red <SEP> 144 <SEP> 2 <SEP> 0,005 <SEP> - <SEP> 0,5 <SEP> 0, <SEP> 01-0,2
<tb> Pigment <SEP> Red <SEP> 166 <SEP> 2 <SEP> 0,005-0,5 <SEP> 0,01-0,2
<tb> Pigment <SEP> Red <SEP> 178 <SEP> 2 <SEP> 0,01 <SEP> - <SEP> 0,5 <SEP> 0,01 <SEP> - <SEP> 0,

   <SEP> 05
<tb> Pigment <SEP> Red <SEP> 254 <SEP> 2 <SEP> 10, <SEP> 01-1,0 <SEP> 0,03-0,5
<tb> Solvent <SEP> Red <SEP> 52 <SEP> 2 <SEP> 0,01 <SEP> - <SEP> 1,0 <SEP> 0, <SEP> 01-0,5
<tb> Solvent <SEP> Red <SEP> 111 <SEP> 2 <SEP> 0, <SEP> 01-1,0 <SEP> 0,01-0,5
<tb> Solvent <SEP> Red <SEP> 135 <SEP> 2 <SEP> ! <SEP> 0, <SEP> 01-1, <SEP> 0 <SEP> 0, <SEP> 01-0, <SEP> 5
<tb> Solvent <SEP> Red <SEP> 179 <SEP> 2 <SEP> 10, <SEP> 01-1, <SEP> 0 <SEP> 0, <SEP> 01-0,5
<tb> Pigment <SEP> Green <SEP> 7 <SEP> 13 <SEP> i0, <SEP> 0005-1, <SEP> 0 <SEP> 0, <SEP> 0005-0,5
<tb> Pigment <SEP> Green <SEP> 17 <SEP> 3 <SEP> 0,01 <SEP> - <SEP> 1,0 <SEP> 0, <SEP> 03-0,5
<tb> Pigment <SEP> Green <SEP> 50 <SEP> 3 <SEP> 0, <SEP> 005-0, <SEP> 5 <SEP> 0, <SEP> 005-0, <SEP> 05
<tb> Solvent <SEP> Green <SEP> 3 <SEP> 3 <SEP> ! <SEP> 0, <SEP> 01 <SEP> - <SEP> 1,0 <SEP> 0, <SEP> 01-0,

  5
<tb> Solvent <SEP> Green <SEP> 20 <SEP> 3 <SEP> 0, <SEP> 01-1,0 <SEP> 0, <SEP> 01-0,5
<tb> Pigment <SEP> Blue <SEP> 15 <SEP> 4 <SEP> 0,005-1,0 <SEP> 0,01-0,5
<tb> Pigment <SEP> Blue <SEP> 294 <SEP> ! <SEP> 0,02-5,0 <SEP> 0,2-2,0
<tb> Pigment <SEP> Blue <SEP> 36 <SEP> 14 <SEP> 0, <SEP> 015-0,5 <SEP> 0,015-0,25
<tb> Pigment <SEP> Yellow <SEP> 93 <SEP> 15 <SEP> 10, <SEP> 1-1, <SEP> 0 <SEP> 0, <SEP> 1-0,5
<tb>  
EMI17.1     

 Pigment <SEP> Yellow <SEP> 110 <SEP> 5iO. <SEP> Ol-1, <SEP> 00, <SEP> 03-0,5
<tb> Pigment <SEP> Yellow <SEP> 150 <SEP> 15 <SEP> ; <SEP> 0, <SEP> 0005-0, <SEP> 5 <SEP> 0,0005-0,25 <SEP> j
<tb> Pigment <SEP> Yellow <SEP> 180 <SEP> 15 <SEP> ! <SEP> 0, <SEP> 01-1,0 <SEP> 0,03-0,5
<tb> Farbmittel <SEP> C. <SEP> I. <SEP> |Gruppe <SEP> bevorzugte <SEP> Konz. <SEP> besonders <SEP> bevorz.
<tb>



   <SEP> [Gew.-%] <SEP> Konz. <SEP> [Gew.-%]
<tb> Pigment <SEP> Yellow <SEP> 184 <SEP> 5 <SEP> 0, <SEP> 005-0, <SEP> 5 <SEP> 0, <SEP> 005-0,25
<tb> Solvent <SEP> Yellow <SEP> 21 <SEP> 5 <SEP> 0, <SEP> 005-1, <SEP> 0 <SEP> 0,005 <SEP> - <SEP> 0,05
<tb> Solvent <SEP> Yellow <SEP> 93 <SEP> 5 <SEP> 0,005-1,0 <SEP> 0,005-0, <SEP> 5
<tb> Pigment <SEP> Brown <SEP> 24 <SEP> ; <SEP> 5 <SEP> 0, <SEP> 005-0,50, <SEP> 005-0, <SEP> 15
<tb> Pigment <SEP> Violet <SEP> 19 <SEP> 60, <SEP> 01-1, <SEP> 00, <SEP> 03-0,5
<tb> Solvent <SEP> Violet <SEP> 13 <SEP> j6 <SEP> 0, <SEP> 01-1, <SEP> 0 <SEP> 0, <SEP> 01-0,5
<tb> Solvent <SEP> Violet <SEP> 46 <SEP> 6 <SEP> 0, <SEP> 01-1,00, <SEP> 01-0, <SEP> 5
<tb>  Einige der genannten Farbmittel können in verschiedenen Strukturen vorliegen, die sich geringfügig voneinander unterscheiden.



  Beispielsweise können Pigmente mit verschieden Metallionen verlackt sein, wodurch unterschiedliche Formen des Pigments entstehen. Diese Formen werden gemäss C. I. ggf. durch Anhängen eines Doppelpunkts und einer Ziffer bezeichnet, z. B. Pigment Red   48    für das mit Natrium verlackte Pigment, Pigment Red 48 : 1 mit Calcium verlackt, Pigment Red 48 : 2 mit Barium verlackt, Pigment Red 48 : 3 mit Strontium verlackt, Pigment Red 48 : 4 mit Magnesium verlackt.



  Die hier genannten C. I.-Farbmittelbezeichnungen sind so zu verstehen, dass sie alle diese Formen bzw. Strukturen umfassen. Sie sind im Colour Index verzeichnet. Pigment Red 48 : 3 ist besonders bevorzugt.



  Bevorzugt enthält die Materialschicht   (C1)    insgesamt (Summe aller Farbmittel) 0,01 bis 5, besonders bevorzugt 0,015 bis 2 und ganz besonders bevorzugt 0,02 bis 0,4   Gew.-%    an Farbmitteln.



  Die Dicke der Materialschicht   (C1)    kann frei gewählt werden, solange sie Laserstrahlung transmittierend ist, und hängt vom gewählten Polymermaterial ebenso ab wie von Farbmittelzusätzen oder dem Einsatzzweck des   Verbundformkörpers.    Bevorzugt sind Schichtdicken im Bereich kleiner 15 mm, bevorzugt im Bereich von 0,0005 bis 10 mm, besonders bevorzugt 0,25 bis 5 und insbesondere 0,5 bis 3 mm. Regelmässig wird über die Dicke der Schicht   (C1)    die Stabilität oder Steifigkeit der mittels Laserschweissens erzeugten Verbindung festgelegt.



  An die Materialschicht   (Cl)    schliesst sich in einer bevorzugten Ausführungsform eine mit dieser verbundene Materialschicht (C2) an, die Laserstrahlung absorbierend ist. Dabei kann das die Materialschicht (C2) bildende Polymermaterial selber Laserstrahlung absorbierend sein oder durch entsprechende Zusatzstoffe Laserstrahlung absorbierend gemacht werden. Bevorzugt liegt der Materialschicht (C2) ein Thermoplast oder eine Mischung aus Thermo plasten wie vorgehend für die Kunststoffformmassen (A, B) beschrieben zugrunde. Diese Thermoplasten oder deren Mischungen können auch mit den für die Materialschicht   (C1)    verwendeten übereinstimmen. Ebenso können sie mit den für die Kunststoffformteile (A, B) verwendeten Materialien übereinstimmen.

   Dieses ist jedoch nicht unbedingt erforderlich für das Gelingen des erfindungsgemässen Verfahrens. Vorteilhafterweise ist das der Schicht (C2) zugrunde liegende Kunststoffmaterial mit dem Kunststoffmaterial der Kunststoffformteile (A, B) verträglich, d. h. die jeweiligen Schmelzen dieser Materialien sind partiell oder vollständig mischbar.



  Bevorzugte Thermoplaste für die Materialschicht (C2) sind vinylaromatische (Co) polymere, wie vorgehend beschrieben, also beispielsweise ASA-, ABS-, AES-oder SAN-Copolymerisate, des weiteren Polyamide oder Polybutylenterephthalat oder deren Mischungen.



  Im Sinne der Erfindung ist die Materialschicht (C2) dann Laserstrahlung absorbierend, wenn die Laserstrahlung von dieser Schicht vollständig oder überwiegend absorbiert wird, d. h. die Laserstrahlung nicht oder nur in untergeordnetem Ausmass, insbesondere nicht mehr als   40%    durchgelassen wird.



  Die Dicke der Schicht (C2) liegt im allgemeinen im Bereich von 0,005 bis 1,5, bevorzugt von 0,01 bis 0,5 und besonders bevorzugt von 0,05 bis 0,3 mm.



  Sofern die Materialschicht (C2) nicht bereits durch die Wahl geeigneter Thermoplaste Laserstrahlung absorbierende Eigenschaften aufweist, wird dieses durch die Wahl von Farbmitteln oder Zusatzstoffen in entsprechender Konzentration herbeigeführt.



  Bevorzugt wählt man die in der Materialschicht (C2) enthaltenen Farbmittels aus unter Russ, Knochenkohle, C. I. Pigment Black 11 oder den Farbmitteln gemäss Tabelle 1, wobei für letztere die Konzentration oberhalb der in Tabelle 1 angegebenen Obergrenzen zu liegen hat. Geeignete Zusatzstoffe stellen z. B. auch gängige Faserstoffe wie Kohlenstoff-oder Glasfasern oder Füllmaterialien wie Graphit, Kreide, Wollastonit oder Kaolin dar. Bevorzugt wird auch auf handelsübliche Flammschutzmittel wie die vorgehend beschriebenen organischen Phosphate, Phosphite, Phosphonite oder auf elementaren (roten) Phosphor zu diesem Zweck zurückgegriffen.



  Als Russe kommen insbesondere solche in Frage, die ein Porenvolumen, bestimmt mittels DBP-Absorption   (DBP    = Dibutylphthalat) gemäss DIN 53 601, von 10 bis 300, bevorzugt 40 bis 150 und insbe sondere 90 bis 120 ml/100 g, aufweisen. Die DBP-Adsorptionsrate wird im allgemeinen nach DIN 53 601 oder ASTM-D 2414 bestimmt und stellt ein Mass für die Struktur des jeweiligen Russes dar. Unter Struktur versteht man die Verkettung von Russprimärteilchen zu Aggregaten. Zur Bestimmung dieser Kenngrösse wird zu 10 g Pigmentruss, der in einem Kneter mit messbarer Kraftübertragung (Plastographen) vorgelegt wird, so lange Dibutylphthalat zugetropft, bis das maximale Drehmoment   (Netzpunkt    des Russes) überschritten ist.



  Bevorzugt sind Russe mit einer spezifischen Oberfläche nach BET (gemäss DIN 60 132 oder ASTM D 3037) von mindestens 10 bis 1000, bevorzugt 30 bis 500, insbesondere 100 bis 300   m2/g.    Weiterhin sind Russe mit einer Iodadsorption (gemäss DIN 53 582 oder ASTM-D 1510) von 23 bis 500 bevorzugt. Ausserdem bevorzugt sind Russe mit einem pH-Wert, bestimmt nach DIN EN ISO 787/9 bzw. ASTM D 1512, von 1 bis 14, insbesondere 3 bis 11. Die mittlere Primärteilchengrösse beträgt üblicherweise 5 bis 500, vorzugsweise 10 bis 100 und insbesondere 14 bis 60 nm. Derartige Russtypen sind z. B. unter den Markenbezeichnungen   Printex    (von Degussa AG) oder Raven (von Columbian) erhältlich.



  Knochenkohle ist ein mineralisches Schwarzpigment enthaltend elementaren Kohlenstoff, und wird auch als Knochenschwarz, Elfenbeinschwarz oder C. I. Pigment Black 9 bezeichnet. Bevorzugte Knochenkohlen enthalten 70 bis 90, insbesondere 75 bis 85   Gew.-%    Calciumphosphat und 10 bis 30, insbesondere 15 bis 25   Gew.-%    Kohlenstoff. Bevorzugte Knochenkohlen haben eine Dichte von 2,3 bis 2,8, insbesondere 2,4 bis 2,6 g/ml, und eine Teilchengrösse von 1 bis 50, insbesondere 2 bis 25   pm.   



  Sofern es sich bei den Farbmitteln um Pigmente handelt, weisen diese im allgemeinen einen mittleren Teilchendurchmesser von 0,01 bis 100 Mikrometer, bevorzugt von 0,01 bis 10 Mikrometer auf. Der mittlere Teilchendurchmesser kann z. B. mittels Elektronenmikroskopie (Lichtstreuung) oder Messung der Sedimentationsgeschwindigkeit bestimmt werden.



  Es können auch beliebige Mischungen der vorgenannten Farbmittel und/oder Zusatzstoffe eingesetzt werden.



  Bevorzugt enthält Materialschicht (C2) insgesamt (Summe aller Farbmittel und Zusatzstoffe) mindestens 0,01 Gew.-% an   Farbmit-    teln und/oder Zusatzstoffen, bezogen auf das Gesamtgewicht der Materialschicht (C2).



  Bei der Laserstrahlung absorbierenden Materialschicht (C2) ist bezüglich der Obergrenze der bevorzugten Farbmittelkonzentration lediglich zu beachten, dass die Laserstrahlung eine gewisse Min desteindringtiefe in diese Schicht haben muss, damit sich die zum Verschweissen erforderliche Schmelze bilden kann. Sehr hohe Farbmittelkonzentrationen in der Schicht (C2) würden dazu führen, dass die Laserstrahlung nur an der Grenzfläche Schicht   (Cl)/Schicht    (C2) absorbiert wird, wodurch keine bzw. zuwenig Schmelze an der Oberfläche von (C2), die mit den Kunststoffformmassen in Kontakt tritt, gebildet wird. In diesem Fall würde keine oder nur eine mangelhafte Schweissverbindung mit den Kunststoffformmassen (A, B) entstehen.



  Die Farbmittel und/oder Zusatzstoffe können mit den den Kunststoffformmassen (A, B) oder den Materialschichten (C1) und (C2) zugrunde liegenden Polymeren in üblicher Weise vermischt werden.



  Beispielsweise kann man Polymer und Farbmittel und/oder Zusatzstoff unter Aufschmelzen des Polymeren in einem Extruder, Banbury-Mischer, Kneter, Walzenstuhl oder Kalander vermischen. Die Komponenten können jedoch auch"kalt"verwendet, d. h. unaufgeschmolzen vermengt werden. Das pulvrige oder aus Granulaten bestehende Gemisch wird dann erst bei der Verarbeitung aufgeschmolzen und homogenisiert.



  Insbesondere kann man auch zunächst das oder die Farbmittel und/ oder Zusatzstoffe mit einer vergleichsweise geringen Menge des Polymeren abmischen, wodurch ein Farbmittelkonzentrat (sog. Masterbatch) entsteht. In der Regel enthält ein   Masterbatch    0,005 bis 30   Gew.-%    Farbmittel. Das Farbmittel-freie Polymere wird dann mit einer definierten Menge des Masterbatches abgemischt.



  Die Materialschichten (C1) und (C2) können nach gängigen Verfahren, z. B. mittels Extrusion oder Giessen, separat hergestellt und anschliessend über bekannte Laminier-oder Kaschierverfahren, z. B. im beheizten Walzenspalt, miteinander verbunden werden. Des weiteren können die Materialschichten (C1) und (C2) nach dem   Verfah-    ren der Coextrusion, wie im Handbuch der Kunststoff-Extrusionstechnik I, Grundlagen, Hrsg. F. Hensen, W. Knappe und H. Potente, Hanser Verlag, München, 1989, insbesondere Kapitel 8.7, beschrieben, in einem Arbeitsgang hergestellt werden. Bevorzugt sind die Verfahren der Düsen-und Adaptercoextrusion. Die Düsencoextrusion findet sich z. B. in der EP-A 0 225 500 erläutert. Die Herstellung von Verbundschichtfolien nach dem Adaptercoextrusionsverfahren ist z.

   B. in dem Tagungsband der Fachtagung Extrusionstechnik   "Coextrusion    von Folien", 8./9. Oktober 1996, VDI-Verlag Düsseldorf, insbesondere in dem Beitrag von Dr. Netze, beschrieben.



  Dieses wirtschaftliche Verfahren kommt bei den meisten Coextrusionsanwendungen zum Einsatz. 



  In einer alternativen Ausführungsform stellt die Schicht (C2) eine separate Materialschicht,   z.    B. in Form einer Folie oder eines Folienstreifens, dar, die mit der Schicht   (C1)    in engem Kontakt steht und z. B. über Hilfsmittel wie Klemmen oder punktuelle Verklebungen oder über den Auflagedruck der Materialschicht (C1) in die gewünschte Position gebracht und dort während des Schweissvorgangs gehalten wird.



  In weiteren Ausführungsformen ist auf die Aussenfläche der Materialschicht (C2) zusätzlich, durchgängig oder partiell, eine dünne Haftschicht   (CO)    aufgebracht, die die Befestigung des Formkörpers (C) an den Kunststoffformteilen (A, B) erleichtert und zumindest bis zur Laserbestrahlung für eine temporäre Fixierung sorgt. Die Haftschicht   (CO)    setzt sich geeigneterweise aus einem Material zusammen, dessen Schmelzpunkt in etwa dem des Polymeren entspricht oder niedriger ist als dasjenige Material, das der Schicht (C2) zugrunde liegt. Die Dicke der Schicht   (CO)    liegt üblicherweise im Bereich von 0,0001 bis 0,1 mm. Das Material der Haftschicht   (CO)    ist bevorzugt mit dem der Kunststoffformkörper (A, B) verträglich.

   Aufgrund der regelmässig geringen Anteile an Haftschicht   (CO),    bezogen auf die Materialschicht (C2), ist es allerdings im allgemeinen unschädlich, wenn das Haftschichtmaterial mit dem Material der Kunststoffformteile (A, B) und/oder dem der Schicht (C2) partiell unverträglich ist.



  Das Formteil (C) weist jeweils Überlappungsbereiche mit den Kunststoffformteilen (A, B) auf, wobei die Materialschicht (C2) bzw. (CO) in Kontakt steht mit den Oberflächen dieser Formteile.



  Geeigneterweise sind die Oberflächenstrukturen der überlappenden Formteile zumindest in Teilbereichen einander angepasst, so dass sich die Formteile unmittelbar berühren können oder einen Abstand nicht grösser als 300   (J. m    beim Laserschweissvorgang aufweisen. Bevorzugt ist dieser Abstand kleiner 200, insbesondere kleiner 100   fjm.   



  Das Formteil (C) kann dabei z. B. als Stab, Folie oder Platte ausgebildet sein.



  In einer weiteren Ausführungsform verfügt das Formteil (C) über Aufnahmeeinheiten für die zu verbindenden Kunststoffformteile (A, B) bzw. für bestimmte Segmente dieser Formteile, welche Abschnitte dieser Kunststoffformteile (A, B) formschlüssig   aufneh-    men können. Ein solches über Aufnahmeeinheiten verfügendes Formteil (C) wird nachfolgend auch als Halterung bezeichnet. Je nach äusserer Form der Formteile (A, B) können diese Aufnahmeeinheiten z. B. mulden-, halbkugel-, quader-, kegel-oder trapezförmig ausgestaltet sein. Der Bereich der Aufnahmeeinheit ist teilweise oder vollständig mit der Materialschicht (C2) und gegebenenfalls   (CO)    versehen. Diese Aufnahmeeinheiten schaffen die Möglichkeit, die Formteile für die Dauer der Laserbestrahlung zu fixieren. Bevorzugt sind diese Aufnahmeeinheiten als Klipp ausgestaltet.

   Je nach Anzahl der zu verbindenden Formteile können Aufnahmeeinheiten in entsprechender Zahl vorgesehen werden. Sind zwei Formteile miteinander zu verbinden, kann z. B. auf ein im Querschnitt H-förmiges Formteil (C) zurückgegriffen werden, dessen sich gegenüberstehende Flächen parallel oder im wesentlichen parallel zueinander verlaufen und wobei diese Flächen gleich oder unterschiedlich gross sein können. Selbstverständlich kann auch bei dieser Ausführungsform die Schicht (C2) zusätzlich mit einer dünnen Haftschicht   (CO)    versehen sein.

   Bei zu verbindenden plattenförmigen Kunststoffformteilen (A, B) werden die Aufnahmeeinheiten   übli-    cherweise in der Form der Ränder dieser Formteile exakt angepasst oder sind im Querschnitt trapezförmig ausgestaltet, wobei die kürzere der parallelen Seitenflächen die Öffnung der Aufnahmeeinheit darstellt. Bevorzugt stellt das Formteil (C) demnach eine klippförmige Halterung dar. Diese Halterung kann sich über die gesamte Länge der zu verbindenden   Kunststoffformteilkanten    erstrecken und die Form einer Schiene annehmen oder auch nur ein oder mehrere Bereiche der Kunststoffformteile miteinander verbinden.



  Indem die Aufnahmeeinheiten derart gestaltet sind, dass sie Randbereiche der Kunststoffformteile (A, B) einklemmen können, werden diese Formteile nicht nur fixiert, sondern es kann während des Laserschweissvorgangs ein Fügedruck aufrecht erhalten werden, der zu einer besonders innigen und undurchlässigen Schweissnaht führt.



  Auf diese Weise können insbesondere auch Bauteile bzw. plattenförmige Gebilde, die grossflächig und/oder dünnwandig sind, ohne zusätzlichen apparativen Aufwand fixiert und laserverschweisst werden.



  Von den sich gegenüber liegenden Flächen der Aufnahmeeinheiten, die auf den überlappenden Wandungsbereichen der   Kunststoffform-    teile aufliegen, kann jeweils nur eine Fläche oder auch sämtliche Flächen mit einer Materialschicht (C2) ausgestattet sein. Für letzteren Fall kann dann eine um-bzw. beidseitige Laserverschweissung vorgenommen werden, wodurch eine Doppelschweissnaht entsteht, was zu einer besonders festen Verbindung führt.



  Des weiteren ist es möglich, Formteile (C) zu verwenden, deren jeweilige Aufnahmeeinheiten über Materialschichten (C2) verfügen, die auf unterschiedlichen Polymermaterialien basieren. Auf diese Weise ist es möglich, Kunststoffformteile (A, B) miteinander zu verbinden, die aus nicht verträglichen oder mischbaren Polymeren bestehen. Vorteilhaft ist hierbei, dass das Polymermaterial des einen   Kunststoffformteils    mit dem Polymermaterial der Schicht (C2) der überlappenden Aufnahmeeinheit nicht gänzlich unverträglich ist, d. h. eine zumindest partiell mischbare Schmelze bildet, und dass in entsprechender Weise das Polymermaterial des anderen Kunststoffformteils mit dem   Schicht- (C2)-Polymermaterial    der anderen Aufnahmeeinheit nicht gänzlich unverträglich ist.

   Insoweit nur die   Schicht- (C2)-Materialien    unterschiedlich zu sein haben, kann der Grundkörper weiterhin aus einheitlichem Material der Schicht   (C1)    bestehen, was weiterhin eine undurchlässige und steife Verbindung sicherstellt. Demnach ist es für den Fall unterschiedlicher, nicht verträglicher Polymermaterialien für die zu verbindenden Kunststoffformteile nicht nötig, Aufnahmeeinheiten enthaltend unterschiedliche   Schicht- (C2)-Materialien    mittels Verkleben, Nieten oder Verschrauben verbinden zu müssen. Gleichwohl kommen auch diese Varianten in Betracht.



  Mit dem erfindungsgemässen Verfahren lassen sich mittels Laserschweissen aus zwei oder mehreren Kunststoffformteilen   zusammenge-    setzte Verbundformteile aller Art herstellen.



  Die beim erfindungsgemässen Verfahren eingesetzte Laserstrahlung hat im allgemeinen eine Wellenlänge im Bereich von 150 bis 11000, vorzugsweise im Bereich von 700 bis 2000, insbesondere 800 bis 1100 nm.



  Prinzipiell sind alle üblichen Laser geeignet, beispielsweise Gaslaser und Festkörperlaser. Gaslaser sind z. B. (in Klammern ist die typische Wellenlänge der emittierten Strahlung angegeben) :   C02-Laser    (10600 nm = 10,6 ? m) Argon-Gaslaser (488 nm und 514,5 nm) Helium-Neon-Gaslaser (543 nm, 632,8 nm, 1150 nm) Krypton-Gaslaser (330 bis 360 nm, 420 bis 800 nm) Wasserstoff-Gaslaser (2600 bis 3000 nm) Stickstoff-Gaslaser (337 nm) Festkörperlaser sind z. B.

   (in Klammern die typische Wellenlänge der emittierten Strahlung) : Nd : YAG-Laser   (Nd3+ : Y3Al5Ol2)    (1064 nm) Hochleistungsdioden-Laser (800 bis 1000 nm) Rubinlaser (694 nm)   F2-Excimerlaser    (157 nm) ArF-Excimerlaser (193 nm)   KrCl-Excimerlaser (222 nm)    KrF-Excimerlaser (248 nm)  XeCl-Excimerlaser (308 nm) XeF-Excimerlaser (351 nm) sowie frequenzvervielfachte Nd : YAG-Laser mit Wellenlängen von 532 nm (frequenzverdoppelt), 355 nm (frequenzverdreifacht) oder 266 nm (frequenzvervierfacht).



  Die verwendeten Laser werden üblicherweise bei Leistungen von 1 bis 200, bevorzugt 5 bis 100 und insbesondere 10 bis 50 Watt betrieben.



  Die Energiedichten der eingesetzten Laser werden in der Literatur üblicherweise als   sog."Streckenenergien"angegeben    und liegen bei der vorliegenden Erfindung im allgemeinen im Bereich von 0,1 bis 50 J/mm. Die tatsächliche Energiedichte ist definiert als eingebrachte Leistung/erzeugte Schweissfläche. Dieser Wert ist dem Verhältinis Streckenenergie/Breite der erzeugten Schweissnaht gleichzusetzen. Die tatsächlichen Energiedichten der verwendeten Laser betragen üblicherweise 0,01 bis 25   J/mm2.   



  Die zu wählende Energiedichte hängt u. a. davon ab, ob die zu verbindenden Kunststoffformteile Füll-oder Verstärkungsstoffe oder andere stark laserabsorbierende Stoffe enthalten. Für Polymere, die keine Füll-oder Verstärkungsstoffe enthalten, betragen die Energiedichten üblicherweise 1 bis 20, insbesondere 3 bis 10 J/mm. Für Polymere, die Füll-oder Verstärkungsstoffe enthalten, betragen sie üblicherweise 3 bis 50, insbesondere 5 bis 20 J/mm.



  Entsprechende Laser, die im erfindungsgemässen Verfahren eingesetzt werden können, sind kommerziell erhältlich.



  Besonders bevorzugte Laser emittieren im kurzwelligen Infrarot Bereich. Solche besonders bevorzugten Laser sind Festkörperlaser, insbesondere der Nd : YAG-Laser   (Nd3+ : Y3A15012)    (1064 nm), und Hochleistungsdioden-Laser (800 bis 1000 nm). Der Nd : YAG-Laser und der Hochleistungsdiodenlaser sind besonders bevorzugt. Der Nd : YAG-Laser und der Diodenlaser werden bevorzugt zum Verbinden anderer Formteile verwendet.



  Die Laserstrahlung kann ortsfest (unbewegt) sein und die zu verbindenden Formteile können an der Laserstrahlung vorbei bewegt werden. Ebenso können die Formteile ortsfest (ruhend) sein und die Laserstrahlung kann an den Formteilen vorbei bewegt werden.



  Dabei kann die Laserstrahlung bewegt werden, indem man den Laser als ganzes, nur den Laserkopf, oder nur die aus dem Laser austretende Laserstrahlung über optische oder optisch-mechanische Vorrichtungen bewegt. Solche Vorrichtungen können z. B. Linsen, Spie gel, lichtleitende Kabel, insbesondere Glasfaserkabel, und andere in der Lasertechnologie gebräuchliche Vorrichtungen, sowie Kombinationen der genannten Vorrichtungen, sein. Es ist auch möglich, dass sich sowohl Laserstrahlung als auch Formteile bewegen.



  Unabhängig von den vorgenannten Ausführungsformen beträgt die relative Bewegungsgeschwindigkeit (nachfolgend   kurz"Geschwindig-      keit")    der Laserstrahlung zu den Formteilen üblicherweise   1    bis 10000   mm/s,    bevorzugt 5 bis 500 und insbesondere 10 bis 200 mm/s.



  Erfindungsgemäss werden der Weg der Laserstrahlung und die zu verbindenden Formteile derart zueinander angeordnet, dass die Laserstrahlung an der zu verbindenden Stelle zunächst auf die (lasertransparente) Materialschicht (C1) des Formteils (C) trifft, es durchdringt und schliesslich auf die (laserabsorbierende) Materialschicht (C2) auftrifft.



  Bezüglich der Laserleistung und der Geschwindigkeit ergeben sich die genannten Ober-und Untergrenzen unter anderem dadurch, dass bei zu hoher Laserleistung bzw. zu geringer Geschwindigkeit sich das Polymermaterial an der zu verbindenden Stelle der Formteile zersetzt (thermische Schädigung), und dass bei zu geringer Laserleistung bzw. zu hoher Geschwindigkeit keine qualitativ hochwertige (also dauerhaft feste und dichte) Schweissnaht mehr möglich ist, da die zum Schweissen erforderlichen Diffusionsvorgänge eine bestimmte Temperatureinwirkzeit erfordern.



  Die Auswahl der geeigneten Verfahrensparameter für das   Verschwei-    ssen, insbesondere des Lasers, der Wellenlänge, der Laserleistung und der Geschwindigkeit, richtet sich naturgemäss ausser nach der Dicke der Schicht   (C1)    sowie nach der chemischen Zusammensetzung der Schichten   (C1)    und (C2), insbesondere auch nach den Farbmitteln und/oder Zusatzstoffen, die in den Materialschichten   (C1)    und (C2) enthalten sind. Dabei ist zu beachten, dass manche Polymere per se lasertransparent sind, während andere Polymere bereits im Naturzustand ohne Zusatz laserabsorbierender Additive einen gewissen Anteil der Laserstrahlung absorbieren.

   Materialschichten   (C1)    aus lasertransparenten Polymeren bzw. enthaltend schwach laserabsorbierende oder in kleiner Menge vorhandene Additive erlauben üblicherweise eine geringere Laserleistung bzw. eine höhere Vorschubgeschwindigkeit als Schichten   (C1)    aus im Naturzustand laserabsorbierenden Polymeren bzw. enthaltend stark laserabsorbierende oder in grosser Menge vorhandene Additive.



  Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die zu verbindenden Formteile vor dem Laserschweissen zu trocknen, um Schweissnahtdefekte durch verdampfendes Wasser zu vermeiden. 



  Das Durchstrahlungslaserschweissen kann in verschiedenen   Ausfüh-    rungsformen durchgeführt werden. Die wichtigsten werden beispielhaft genannt : Konturschweissen : ist ein sequenzieller Schweissprozess, bei dem der Laserstrahl entlang einer frei programmierbaren Nahtkontur geführt oder das Bauteil relativ zum fest montierten Laser bewegt wird. Die Schweissnahtbreite lässt sich je nach Lasertyp und Optik stark variieren und liegt typischerweise im Bereich von 0,6 bis 5 mm.



  Simultanschweissen : dabei wird die linienförmig emittierte Strahlung einzelner Hochleistungsdioden entlang der zu schweissenden Nahtkontur angeordnet. Das Aufschmelzen und Verschweissen der gesamten Kontur erfolgt somit zeitgleich (simultan).



  Quasi-Simultan-oder   Scan- (Abtast-)    Schweissen : ist eine Kombination aus Kontur-und Simultanschweissen. Der Laserstrahl wird mittels galvanometrischer Spiegel (Scanner) mit hoher Geschwindigkeit entlang der Schweissnahtkontur hin und her geführt. Dadurch erwärmt sich der zu verbindende Bereich allmählich und schmilzt komplett auf.



     Maskenschweissen    : dabei wird ein linienförmiger Laserstrahl quer über die zu verbindenden Teile bewegt. Durch eine zwischen Laser und Bauteil befindliche Maske wird die Strahlung gezielt abgeschattet und trifft nur dort auf die Bauteile, wo sie geschweisst werden sollen. Feinste Strukturen in der Maske erlauben hohe Auflösungen und Schweissnahtbreiten von nur 10   pm.   



  Üblicherweise stehen die Kunststoffformteile (A, B) und das Formteil (C) über die Materialschicht (C2) oder die Haftschicht   (CO)    während der Einwirkung der Laserstrahlung an der zu verbindenden Stelle miteinander in Kontakt. Beispielsweise berühren sie sich, indem sie aufeinander liegen. Dabei kann auf die Formteile, falls erforderlich, ein zusätzlicher Anpressdruck einwirken. Durch das Aufbringen eines Anpressdruckes auf die Fügenahtkontur während des Schweissprozesses kann man einen Fügeweg (häufig auch als Abschmelzweg bezeichnet) erzeugen. Dadurch lassen sich Verzug oder Toleranzen oder Einfallstellen im Bereich der Schweissnaht ausgleichen.



  Es ist jedoch auch möglich, zwischen den Kunststoffformteilen und dem Formteil (C) einen geringen Abstand zu lassen (Fügespalt). 



  Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren erhaltenen Verbundformteile sind insbesondere Gehäuse, Behälter, Verpackungen, Gebrauchsgegenstände, Bauelemente, Befestigungselemente, etc., von z. B. Haushalts-und Elektrogeräten oder für den Innen-und Aussenbereich von Automobilen, Flugzeugen oder Schiffen.



  Beispielsweise können auch aus   Kunststoffaussen-und      Kunststoffin-    nenwandung bestehende Bauteile von Kühlschränken auf einfache Art nach dem erfindungsgemässen Verfahren erhalten werden.



  Die Verbundformteile zeichnen sich u. a. dadurch aus, dass die Schweissnähte wasser-und gasundurchlässig sind.



  Das erfindungsgemässe Verfahren eignet sich insbesondere auch zur Herstellung zusammengesetzter Formteile, die weitere Bauteile enthalten. Solche weiteren Bauteile können z. B. mechanische (einschliesslich feinmechanische), elektrische, elektronische, optische, akustische oder sonstige Bauteile aus Metallen, Gläsern, Keramiken, Polymeren, Gummi oder anderen Werkstoffen sein.



  Beispiele solcher zusammengesetzten Verbundformteile sind : - Gehäuse für Kfz-Elektrik und-Elektronik, z. B. Airbagsteue rung, Antiblockiersystem, Stabilitätskontrolle ESP, elektro nische Schliessanlagen, Sensoren für Ölstand und Öldruck, Tem peratur-und Druck-Sensoren - doppelwandige Gehäusebauteile, z. B. Kühlschrankwandungen   - Funkschlüssel,    Fahrberechtigungssysteme - herkömmliche Kfz-Schliessanlagen - Schalldämpfer - Kfz-Schaltungsgehäuse - Gehäuse/Einfassungen für Lampen (auch Lampen in Kfz) - Ansaugrohre, Luftführungsrohre, Luftansaugschläuche - Kühlwasserkästen in Kfz - Stossfänger, insbesondere Verschweissen der Karosserie-Seiten teile mit dem Stossfänger, Verschweissen des Trägerteils mit der Aussenhaut, Anschweissen von Befestigungselementen) - Behälter, die hohen Dichtigkeitsanforderungen genügen müssen, z. B.

   Tanks und Reservoirs für Feststoffe, Flüssigkeiten und
Gase (auch   Kfz-Kraftstofftanks)    - Filtergehäuse, die hohen Dichtigkeitsanforderungen genügen müssen, für feste, flüssige und gasförmige Medien, Aerosole etc., Luftfilter, Ölfilter - Pumpengehäuse - Verbindung von Leitungen für Flüssigkeiten bzw. Gase, die ho hen Dichtigkeitsanforderungen genügen müssen, z. B. Schlauch verbindungen, Wellrohre   Dichtschweissungen    Befestigungselemente, z. B. Dübel   Gaskartuschen    und-patronen   Zündkapseln,    z. B. für Airbag-Treibladungen   Hausfenster    mit Rahmen und Fensterscheibe Maschinengehäuse, z. B. Bohrmaschinen, Sägen, Fräsen Gehäuse für elektronische Bauteile, z. B. Computerchips   Sicherheits-und    Meldeeinrichtungen, z.

   B. gekapselte IR-Sen soren,   schlüssellose    Türöffnungssysteme (Kartenleser, Key less-Go-Cards) Lichtschranken Gerätegehäuse oder Behälter, die staub-oder wasserdicht sein sollen, z. B. wasserdichte Foto-, Video-und sonstige Kame ras, Mikroskope Gerätegehäuse, die mit einem Schutzgas gefüllt sind und daher gasdicht sein sollen, z. B. optische Geräte wie Mikroskope,
Kameras und Kameraobjektive, Ferngläser Dosiereinrichtungen im technischen und medizinischen Bereich Brillen Verpackungen, z. B. Folien und Spritzgussformteile Geräte in der Medizintechnik   Feuerzeuge.   



  Ausserdem kann das erfindungsgemässe Verfahren beispielsweise eingesetzt werden zum Verbinden schwer verbindbarer Werkstoffe, z. B. Hart
Weich-Verbindungen, Verbinden von Hochtemperaturthermoplasten zum Verbinden von Flammschutzmittel enthaltenden Formteilen zum Fixieren von Verkleidungen, Abdeckungen, Deckeln, Funkti onsteilen, usw. z. B. in Kfz, beispielsweise Sitzlehnen, Rük kenlehnen, Hutablagen, Tepppiche, Bodenauskleidungen, Armatu rentafeleinbauten, Türverkleidungen, Lüftungssysteme, Heck verkleidungen, Inenverkleidungen des Kofferraums zur Erzeugung definierter Spalte, z. B. für die Mikrosystem technik zum Verbinden nur partiell verbundener Komponenten, z.   B.    als
Ersatz für Nieten zum Einbau von Sollbruchstellen, z. B. um eine ortsaufgelöste mechanische Belastbarkeit zu erzielen für textile Anwendungen, z.

   B. zur Fixierung oder Verbindung von Geweben, wie Ölfilter, Filze, Vliese, Teppiche für Reparaturschweissungen an bereits verschweissten Formtei len. 



  Mit dem erfindungsgemässen Verfahren lassen sich ohne weiteres, unabhängig von der Grösse, Bauteile mit identischer oder unterschiedlicher Zusammensetzung gas-und wasserdicht miteinander verbinden. Des weiteren können diese Bauteile mit identischen oder voneinander verschiedenen Farbmitteln eingefärbt sein. Ebenfalls unabhängig von der Bauteilgrösse und-form lassen sich die zu verbindenden Bauteile im unverschweissten Zustand bereits gut und unproblematisch ohne erheblichen apparativen Aufwand fixieren, so dass Schweissnähte mit allen gängigen Schweisstechniken erzeugt werden können. Schliesslich liegt in jedem Fall eine optisch einwandfreie Schweissnaht vor, die auch als Designelement gezielt genutzt werden kann.



  Die vorliegende Erfindung wir anhand der beiliegenden Abbildung 1 näher erläutert. Die Bezugszeichen haben dabei die folgende Bedeutung :   1    : Kunststoffformteil (A) 2 : Kunststoffformteil (B) 3 : Kunststoffformteil (C) 4 : transmittierende Schicht   (C1)    5 : absorbierende Schicht (C2)

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung laserverschweisster Verbundform- teile, dadurch gekennzeichnet, dass a) jeweils mindestens zwei Kunststoffformteile (A, B) über mindestens ein weiteres Formteil (C), enthaltend eine La serstrahlung transmittierende Materialschicht (C1) auf der der Einfallsrichtung der Laserstrahlung zugewandten Seite und, mit dieser verbunden oder in Kontakt stehend, eine Laserstrahlung absorbierende Materialschicht (C2), in Kontakt stehen, wobei die Oberfläche der Material schicht (C2) in den jeweiligen Überlappungsbereichen mit den Kunststoffformteilen (A, B) im wesentlichen form schlüssig mit der Oberfläche dieser Formteile abschliesst, b) Laserstrahlung durch die transmittierende Schicht (C1)

mindestens in den Bereichen teilweise oder vollständig auf die Laserstrahlung absorbierende Schicht (C2) trifft, die mit den zu verbindenden Formteilen (A, B) überlappen, und c) der Abstand zwischen der Laserstrahlung absorbierenden Schicht (C2) und der jeweiligen Formteiloberfläche, die diese im wesentlichen formschlüssig überdeckt, während der Bestrahlung mit Laserlicht im wesentlichen konstant gehalten oder verringert wird, und die durch die Laser strahlung erweichten oder aufgeschmolzenen Bereiche der Materialschicht (C2) mit der Oberfläche der Formteile (A, B) für eine Zeitdauer in Berührung treten, die ausreicht, diese Oberflächen zu erweichen oder aufzuschmelzen, und d) man die aufgeschmolzenen oder erweichten Bereiche erkal ten lässt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten (C1) und (C2) durchgängig unmittelbar miteinander verbunden sind.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, dass das Formteil (C) einen Stab, eine Folie oder eine Platte darstellt.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeich net, dass das Formteil (C) separate Aufnahmeeinheiten für die zu verbindenden Formteile (A, B) aufweist, welche Abschnitte dieser Formteile formschlüssig aufnehmen.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (C) ein im Querschnitt im wesentlichen H-förmiges Bauteil darstellt, das jeweils auf mindestens einer Seite der einander zugewandten Flächen der Aufnahmeeinheiten mindestens eine Laserstrahlung absorbierende Schicht (C2) aufweist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, dass die Laserstrahlung absorbierende Schicht (C2) auf ihrer Aussenseite zumindest teilweise mit einer Haft schicht (CO) versehen ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, dass die Kunststoffformteile (A, B) und die Mate rialschichten (C1) und (C2) aus thermoplastischen Kunststof fen gebildet sind.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, dass das Formteil (C) über mindestens zwei Laser strahlung absorbierende Schichtbereiche (C2) verfügt, die aus unterschiedlichen, nicht oder nur schlecht verträglichen Po lymermaterialien gebildet werden.

9. Laserverschweisste Verbundformteile erhältlich gemäss einem der Ansprüche 1 bis 8.

10. Verwendung der Verbundformteile gemäss Anspruch 9 als Bauteile oder Bauteilkomponenten für Haushalts-und Elektrogeräte oder als Komponenten für den Innen-und Aussenbereich von Automobi len, Flugzeugen oder Schiffen.

11. Kühlschrank, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein aus Aussen-und Innenwandung bestehendes Bauteil ein laserver schweisstes Verbundformteil gemäss Anspruch 9 darstellt.

12. Halterung zum Verbinden von Kunststoffformteilen (A, B) aus einer Laserstrahlung transmittierenden Materialschicht (C1) und einer Laserstrahlung absorbierenden Materialschicht (C2), enthaltend mindestens zwei Aufnahmeeinheiten für die Kunst stoffformteile, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung in den Bereichen der jeweiligen Aufnahmeeinheiten partiell oder vollständig eine Laserstrahlung absorbierende Materialschicht (C2) aufweist.

13. Halterung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass diese einen im Querschnitt im wesentlichen H-förmigen Form körper darstellt, wobei jede Aufnahmeeinheit mindestens auf einer Seite der sich gegenüberliegenden parallen oder im we sentlichen parallelen Abschnitte aus einer Laserstrahlung transmittierenden Aussenschicht (C1) und einer absorbierenden Innenschicht (C2) aufgebaut ist.

14. Verwendung der Halterung gemäss den Ansprüchen 12 oder 13 bei der Herstellung laserverschweisster Verbundformteile.