Poliésteres transparentes al láser.

Uso de materiales de moldeo termoplásticos, que contienen

A) del 29 al 99,

7 % en peso de un poliéster termoplástico,

B) del 0,3 al 3 % en peso (con respecto al 100 % en peso de A) + B)) de una sal de imida de fórmula

**Fórmula**

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o mezclas de las mismas

en las que Me significa un metal alcalino,

C) del 0 al 70 % en peso de aditivos adicionales, dando como resultado la suma de los porcentajes en peso A) a C) el 100 %, para la producción de cuerpos moldeados transparentes al láser con una transparencia al láser de al menos el 33 % (medida a 1064 nm en un cuerpo moldeado de 2 mm de grosor).

Poliésteres transparentes al láser La invención se refiere al uso de materiales de moldeo termoplásticos, que contienen A) del 29 al 99, 7 % en peso de un poliéster termoplástico, B) del 0, 3 al 3 % en peso (con respecto al 100 % en peso de A) + B) ) de una sal de imida de fórmula o o o mezclas de las mismas en las que Me significa un metal alcalino, C) del 0 al 70 % en peso de aditivos adicionales, dando como resultado la suma de los porcentajes en peso A) a C) el 100 %, para la producción de cuerpos moldeados transparentes al láser con una transparencia al láser de al menos el 33 % (medida a 1064 nm en un cuerpo moldeado de 2 mm de grosor) .

Además, la invención se refiere al uso de los materiales de moldeo para la producción de fibras, láminas y cuerpos moldeados, en particular de cuerpos moldeados transparentes al láser así como para la producción de cuerpos moldeados por medio de procedimientos de soldadura de transmisión por láser, a procedimiento para la producción de cuerpos moldeados de este tipo así como a su uso en diferentes campos de aplicación.

Tales componentes B) se mencionan por ejemplo en el documento EP 021648 y el documento EP 2022826 como agentes de nucleación para compuestos de PET. No se examinaron las propiedades ópticas de los compuestos.

Para la soldadura de piezas moldeadas de plástico existen distintos procedimientos (Kunststoffe 87, (1997) , 11, 1632 -1640) . Una condición para un cordón de soldadura estable en el caso de los procedimientos ampliamente extendidos de la soldadura de elemento de caldeo y de la soldadura por vibración (por ejemplo de tubos aspiradores de vehículos) es un reblandecimiento suficiente del componente de unión en la zona de contacto antes de la verdadera etapa de unión.

Como método alternativo para la soldadura por vibración y soldadura por elemento de caldeo, tiene cada vez más aceptación en los últimos tiempos la soldadura de transmisión por láser, en particular con láser de diodo.

Los principios básicos de la soldadura de transmisión por láser se describen en la bibliografía científica (Kunststoffe

87, (1997) 3, 348 -350; Kunststoffe 88, (1998) , 2, 210 -212; Kunststoffe 87 (1997) 11, 1632 -1640; Plastverarbeiter 50 (1999) 4, 18 -19; Plastverarbeiter 46 (1995) 9, 42 -46) .

Una condición para la aplicación de la soldadura de transmisión por láser es que la radiación emitida por el láser penetre en primer lugar en una pieza moldeada, que es transparente para la luz láser de la longitud de onda utilizada

y a continuación esta a esta etapa de solicitud se denomina pieza moldeada transparente al láser, y entonces se absorbe por una segunda pieza moldeada en una capa delgada, que está en contacto con la pieza moldeada transparente al láser y a continuación se denomina pieza moldeada que absorbe el láser. En la capa delgada, que absorbe la luz láser, se convierte la energía láser en calor, que lleva a la fusión en la zona de contacto y por último a la unión de la pieza moldeada transparente al láser y la pieza moldeada que absorbe el láser mediante un cordón de soldadura.

Para la soldadura de transmisión por láser se utilizan habitualmente láseres en el intervalo de longitud de onda de 600 a 1200 nm. En el intervalo de la longitud de onda de los láseres utilizados para la soldadura de materiales termoplásticos son habituales láser Nd:YAG (1064 nm) o láser de diodo de alto rendimiento (800 -1000 nm) . Cuando a continuación se usen las expresiones transparente al láser y que absorbe el láser, se refieren siempre al intervalo de longitud de onda mencionado anteriormente.

Para la pieza moldeada transparente al láser es necesaria, a diferencia de la pieza moldeada que absorbe el láser, una alta transparencia al láser en el intervalo de longitud de onda preferido, para que el rayo láser pueda penetrar hasta la superficie de soldadura con la energía necesaria. La medición del comportamiento de transmisión de la luz láser-IR tiene lugar por ejemplo con un fotómetro espectral y una esfera fotométrica integrada. Esta disposición de medición detecta también la parte difusa de la radiación transmitida. No sólo se mide a una longitud de onda, sino en un intervalo espectral, que abarca todas las longitudes de onda de láser utilizadas actualmente para el proceso de soldadura.

Hoy en día se encuentran disponibles para el usuario varias variantes de procedimientos de soldadura láser, basándose todos ellos en el principio de la transmisión. De este modo, la soldadura de contornos representa un proceso de soldadura secuencial, en el que o bien el rayo láser se mueve a lo largo de un contorno de cordón libremente programable, o bien el elemento constructivo se mueve con respecto al láser instalado de forma fija. En el caso de la soldadura simultánea se dispone la radiación emitida en forma de línea de diodos de alto rendimiento individuales a lo largo del contorno de cordón que va a soldarse. La fusión y la soldadura de todo el contorno tienen lugar por lo tanto al mismo tiempo. La soldadura casi simultánea representa una combinación de la soldadura de contornos y de la soldadura simultánea. El rayo láser se conduce con ayuda de espejos galvanométricos (escáneres) con una velocidad muy alta de 10 m/s y más a lo largo del contorno de cordón de soldadura. Mediante la alta velocidad de desplazamiento se calienta y se funde poco a poco la zona de unión. Con respecto a la soldadura simultánea existe una alta flexibilidad en el caso de variaciones del contorno del cordón de soldadura. La soldadura de máscara es un procedimiento en el que un rayo láser en forma de línea se mueve transversalmente por encima de las partes que van a unirse. Mediante una máscara se degrada de manera controlada la radiación e incide sólo donde va a soldarse, sobre la superficie de unión. El procedimiento permite la producción de cordones de soldadura situados de manera muy exacta. Estos procedimientos son conocidos por el experto y se describen por ejemplo en “Handbuch Kunststoff-Verbindungstechnik” (G. W. Ehrenstein, Hanser, ISBN 3-446-22668-0) y / o DVS-Richtlinie 2243 “LaserstrahlschweiÃ?en thermoplastischer Kunststoffe”.

Independientemente de la variante de procedimiento, el proceso de soldadura láser depende fuertemente de las propiedades del material de los dos componentes de unión. El grado de transparencia al láser (LT) de la parte irradiada influye directamente en la velocidad del proceso mediante la cantidad de energía que puede aportarse por unidad de tiempo. Los materiales termoplásticos parcialmente cristalinos tienen por regla general una pequeña transparencia al láser por su microestructura inherente, en la mayoría de los casos en forma de esferulitas. Éstos dispersan la luz láser irradiada más fuertemente que la estructura interna de un material termoplástico puramente amorfo: la retrodispersión lleva a una cantidad de energía total reducida en la transmisión, la dispersión difusa (lateral) lleva con frecuencia a un ensanchamiento del rayo láser y por lo tanto a una pérdida en la precisión de la soldadura. En el caso de poli (tereftalato de butileno) (PBT) estos fenómenos están especialmente muy marcados, presenta, en comparación con otros materiales termoplásticos, que cristalizan adecuadamente, tales como por ejemplo PA, una transparencia al láser especialmente baja y una alta expansión del rayo. Por lo tanto, el PBT se usa aún comparativamente poco como material para elementos de construcción soldados por láser, aunque su perfil de propiedades restante (por ejemplo la buena estabilidad dimensional y la baja absorción de agua) puede ser muy atractivo para aplicaciones de este tipo. Si bien una morfología parcialmente cristalina es en general un obstáculo para una alta transparencia al láser, ofrece en cambio ventajas en otras propiedades. De este modo, materiales parcialmente cristalinos también pueden cargarse mecánicamente por encima de la temperatura de transición vítrea y tienen en general una mejor resistencia a productos químicos que los materiales amorfos. Los materiales de rápida cristalización ofrecen además ventajas en el procesamiento, en particular una rápida desmoldeabilidad y con ello cortos tiempos de ciclo. Por lo tanto es deseable la combinación de cristalinidad parcial, rápida cristalización y alta transparencia al láser.

Se conocen distintos planteamientos para aumentar la transparencia al láser de poliésteres, en particular PBT. En principio pueden diferenciarse en combinaciones/mezclas y adaptación del índice de refracción.

El planteamiento sobre combinaciones/mezclas se basa en una “dilución” del PBT poco transparente al láser con un componente... [Seguir leyendo]

1. Uso de materiales de moldeo termoplásticos, que contienen A) del 29 al 99, 7 % en peso de un poliéster termoplástico, B) del 0, 3 al 3 % en peso (con respecto al 100 % en peso de A) + B) ) de una sal de imida de fórmula

o o o mezclas de las mismas en las que Me significa un metal alcalino, C) del 0 al 70 % en peso de aditivos adicionales, dando como resultado la suma de los porcentajes en peso A) a C) el 100 %, para la producción de cuerpos moldeados transparentes al láser con una transparencia al láser de al menos el 33 % (medida a 1064 nm en un cuerpo moldeado de 2 mm de grosor) .

2. Uso de acuerdo con la reivindicación 1, que contiene del 0, 4 al 2, 5 % en peso de B) , con respecto al 100 % de A)

+ B) .

3. Uso de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, que contiene como componente B) ,

o o

o mezclas de los mismos.

4. Uso de cuerpos moldeados transparentes al láser de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 3 para la producción de cuerpos moldeados por medio de procedimientos de soldadura de transmisión por láser.

5. Procedimiento para la producción de piezas moldeadas soldadas, caracterizado porque, de acuerdo con el uso de las reivindicaciones 1 a 3, mediante soldadura de transmisión por láser los cuerpos moldeados transparentes al láser se unen con cuerpos moldeados que absorben el láser.

6. Piezas moldeadas soldadas que pueden obtenerse de acuerdo con las reivindicaciones 4 o 5, que son adecuadas para aplicaciones en el sector eléctrico, electrónico, de las telecomunicaciones, de la tecnología de la información, 10 informático, doméstico, del deporte, de la medicina, automovilístico o del ocio.