CN116330674A - 激光熔接用构件和成形品 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及激光熔接用构件和成形品。一种激光熔接用构件,其具有优异的激光熔接加工性并具有激光透过率高的熔接部。此外,一种成形品,其使用该激光熔接用构件通过激光熔接来获得。一种激光熔接用构件,其通过热塑性聚酯系树脂材料的注射成形来获得,并且其特征在于:所述构件中的待激光熔接的部位对具有940nm波长的激光光具有30%以上的透光率,并且在位于距注射成形模具的浇口15mm以上的位置处。

Description

激光熔接用构件和成形品
本申请是申请日为2016年1月18日、申请号为201680006524.9(国际申请号:PCT/JP2016/051252)的专利申请“激光熔接用构件和成形品”的分案申请。
技术领域
本发明涉及激光熔接用构件和成形品。本发明更特别地涉及具有高激光透过率且显示优异的激光熔接加工性(laser welding processability)的激光熔接用构件,并且涉及使用该激光熔接用构件通过激光熔接而得到的成形品。
背景技术
近年来关于汽车部件和消费品用部件,基于轻量化和诸如再循环等的环境考量的追求,迄今为止使用金属的部件的树脂化转变和塑料制品的小型化已在进展中。热塑性聚酯树脂显示优异的机械强度、耐化学品性、和电绝缘性等等,并且还具有优异的耐热性、成形性和再循环性,出于这些原因而广泛用于各种设备部件中。特别是如聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂等热塑性聚酯树脂显示优异的机械强度和成形性并且也可以阻燃化,出于这些原因而广泛用于例如要求防火安全性的电气电子部件中。
另外,关于这些设备部件的制造,为了改善生产效率,最近熔接加工的使用的实例在增加,以便实现部件对部件的接合,而其中频繁使用对电子部件的影响很少的激光熔接。
然而,热塑性聚酯树脂特别是聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂与例如聚碳酸酯树脂和聚苯乙烯系树脂相比具有更低的激光透过性,因此具有较差的激光熔接加工性且倾向于提供不满意的熔接强度(weld strength)。因而可认为它们不适宜作为激光熔接用树脂材料。
已报道了使用共聚的聚对苯二甲酸丁二醇酯以改善聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的激光熔接性的方法(PTL 1)。然而,在有些场合下,由于例如因成形品的翘曲变形而产生的在熔接用构件之间的间隙,该程序不能够提供满意的熔接性(weldability)。还报道了其中熔接性通过向热塑性树脂添加诸如油溶黑(nigrosine)等激光透过吸收剂而改善的方法(PTL 2)。
另外,特别是阻燃化的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂具有低激光透过性,并且其激光熔接往往是很大的问题。PTL 3提议了其中通过向聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂添加次膦酸使激光透过性与阻燃性共存的方法。然而,由于低激光透过性、和成形品的翘曲的影响等等,往往得不到满意的熔接强度。
[现有技术文献]
[专利文献]
[PTL 1]日本专利3,510,817
[PTL 2]日本专利申请特开No.2008-1112
[PTL 3]国际公开WO 2007/77794
发明内容
发明要解决的问题
因而,各种问题常常与通过在诸如聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂等热塑性聚酯树脂中引入其他组分来试图改善激光熔接加工性相关联。待激光熔接的熔接用构件经常通过注射成形制造,其中通过从配置在成形模具的型腔中的浇口注射流体状态的树脂来进行成形。特别地,减少部件重量和厚度的努力最近快速发展,并且这导致了作为成形品中位置的函数的特征和性能的可变性更容易发生。
考虑在前述中说明的各种情形,本发明的目的(课题)是提供具有高激光透过率且显示优异的激光熔接加工性的激光熔接用构件。
用于解决问题的方案
本发明人对通过热塑性聚酯树脂的注射成形提供的熔接用构件中的各个部位进行深入研究,结果发现了,优异的激光透过性和优异的激光熔接加工性可通过将成形品的特定部位用于激光熔接的熔接部位来实现。本发明基于该发现而完成。
本发明涉及以下的激光熔接用构件、成形品和激光熔接方法。
[1]一种激光熔接用构件,其通过将热塑性聚酯系树脂材料注射成形来获得,其中该构件中的待激光熔接的部位在位于距注射成形模具的浇口15mm以上的位置处,且对具有940nm波长的激光光具有30%以上的透光率。
[2]根据[1]的激光熔接用构件,其中热塑性聚酯系树脂材料在如下述定义的注射率为10至300cm3/sec的条件下注射成形:
注射率(injection ratio):每单位时间从注射成形机的输出喷嘴注射进模腔的树脂材料的容积。
[3]根据[1]或[2]的激光熔接用构件,其中热塑性聚酯系树脂材料在如下述定义的表面行进系数(surface advance coefficient)为100至1200cm3/sec·cm的条件下注射成形:
表面行进系数:通过将所述注射率除以注射了树脂材料的模腔的厚度而得到的值。
[4]根据[1]至[3]任一项的激光熔接用构件,其中热塑性聚酯系树脂材料的熔体流量(melt volume rate)(在250℃和5kg负荷的条件下测量)为10cm3/10min以上。
[5]根据[1]至[4]任一项的激光熔接用构件,其中热塑性聚酯系树脂材料包括聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和/或聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂。
[6]根据[1]至[5]任一项的激光熔接用构件,其中热塑性聚酯系树脂材料包括聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂,并且相对于聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂的总和100质量%,聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂的含量为5至50质量%。
[7]根据[1]至[6]任一项的激光熔接用构件,其中热塑性聚酯系树脂材料包括聚对苯二甲酸丁二醇酯均聚物和改性聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂,并且相对于聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和改性聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的总和100质量%,所述改性聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的含量为10至70质量%。
[8]根据[1]至[4]任一项的激光熔接用构件,其中热塑性聚酯系树脂材料包括聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚碳酸酯树脂,并且相对于聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚碳酸酯树脂的总和100质量%,所述聚碳酸酯树脂的含量为10至50质量%。
[9]根据[1]至[4]任一项的激光熔接用构件,其中热塑性聚酯系树脂材料包括聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂、聚苯乙烯和/或含有丁二烯橡胶的聚苯乙烯、和聚碳酸酯树脂,并且相对于聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂、聚苯乙烯和/或含有丁二烯橡胶的聚苯乙烯、和聚碳酸酯树脂的总和100质量%,含有30至90质量%的所述聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂、1至50质量%的所述聚苯乙烯和/或含有丁二烯橡胶的聚苯乙烯、和1至50质量%的所述聚碳酸酯树脂。
[10]根据[1]至[9]任一项的激光熔接用构件,其用于在激光透过侧的构件。
[11]一种成形品,其通过将根据[1]至[10]任一项的第一激光熔接用构件与由激光吸收性树脂材料构成的第二构件从所述第一激光熔接用构件侧借由用激光光照射而激光熔接来获得。
[12]一种激光熔接成形品的制造方法,所述激光熔接成形品是通过将热塑性聚酯系树脂材料注射成形得到的第一激光熔接用构件与由激光吸收性树脂材料构成的第二构件从所述第一激光熔接用构件侧借由用激光光照射而激光熔接来获得,其中第一构件中的待激光熔接的部位在位于距注射成形模具的浇口15mm以上的位置处,且对具有940nm波长的激光光具有30%以上的透光率。
发明的效果
通过热塑性聚酯系树脂材料的注射成形提供的根据本发明的激光熔接用构件具有激光透过率高且显示优异的激光熔接加工性的熔接部位,同时通过该熔接用构件的激光熔接得到的熔接制品显示了优异的熔接强度。
附图说明
[图1]是示出用于实施例中的透过材料1至3在注射成形品上的位置的平面图。
[图2]是示出实施例中的激光熔接强度的测量方法的示意图,其中图2(a)是从侧面观察激光吸收材料和透过材料的图,图2(b)是从上方观察它们的图。
[图3]是由实施例20中得到的成形体的表层部的SEM/EDS分析提供的背散射电子图像的照片。
[图4]是用于实施例中评价翘曲的箱型成形体的透视图。
具体实施方式
根据本发明的激光熔接用构件是通过热塑性聚酯系树脂材料的注射成形得到的激光熔接用构件,其中该构件中的待激光熔接的部位在位于距注射成形模具的浇口15mm以上的位置处,且对具有940nm波长的激光光具有30%以上的透光率。
下面将详细地说明本发明。基于本发明的示例性实施方案和具体实例提供以下说明,但是本发明不应解释为限制于这些实施方案和具体实例。
[热塑性聚酯系树脂材料]
热塑性聚酯树脂是用于根据本发明的激光熔接用构件的树脂材料的主要组分。
热塑性聚酯树脂是通过例如二羧酸化合物与二羟基化合物的缩聚、羟基羧酸(oxycarboxylic acid)化合物的缩聚、或这些化合物的缩聚而得到的聚酯,并且可以是均聚酯或共聚酯。
芳香族二羧酸或其酯形成性衍生物优选用作构成热塑性聚酯树脂的二羧酸化合物。
芳香族二羧酸可以示例为对苯二甲酸,间苯二甲酸,邻苯二甲酸,1,5-萘二羧酸,2,5-萘二羧酸,2,6-萘二羧酸,联苯-2,2'-二羧酸,联苯-3,3'-二羧酸,联苯-4,4'-二羧酸,二苯基醚-4,4'-二羧酸,二苯基甲烷-4,4'-二羧酸,二苯基砜-4,4'-二羧酸,二苯基异丙叉基-4,4'-二羧酸,1,2-双(苯氧基)乙烷-4,4'-二羧酸,蒽-2,5-二羧酸,蒽-2,6-二羧酸,对三联苯-4,4'-二羧酸(p-terphenylene-4,4’-dicarboxylic acid),和吡啶-2,5-二羧酸,而优选对苯二甲酸的使用。
可使用两种以上的这些芳香族二羧酸的混合物。如公知的,而不是游离酸,这些可以用于诸如二甲酯等的酯形成性衍生物形式的缩聚反应中。
少量的以下中的一种或多种可以与芳香族二羧酸混合使用:如己二酸,壬二酸,十二烷二酸和癸二酸等脂肪族二羧酸;如1,2-环己烷二羧酸,1,3-环己烷二羧酸和1,4-环己烷二羧酸等脂环族二羧酸。
构成热塑性聚酯树脂的二羟基化合物可以示例为,例如乙二醇,丙二醇,丁二醇,己二醇,新戊二醇,2-甲基丙烷-1,3-二醇,二甘醇和三甘醇等脂肪族二醇;例如环己烷-1,4-二甲醇等脂环族二醇;和前述的混合物。分子量为400至6000的一种或多种长链二醇,即聚乙二醇,聚-1,3-丙二醇,聚四亚甲基二醇等可以少量共聚。
另外,也可以使用例如氢醌、间苯二酚、萘二酚、二羟基二苯醚和2,2-双(4-羟基苯基)丙烷等芳香族二醇。
除了这些二官能单体之外,如偏苯三酸、均苯三酸、均苯四酸、季戊四醇、三羟甲基丙烷等三官能单体也可以少量一起使用,以便引入交联结构,而诸如脂肪酸等单官能化合物也可以少量一起使用以调节分子量。
通过主要由二羧酸和二醇的缩聚提供的热塑性聚酯树脂,即其中50质量%以上和优选70质量%以上的总的树脂由该缩聚物构成的热塑性聚酯树脂,通常用作热塑性聚酯树脂。二羧酸优选为芳香族羧酸,二醇优选为脂肪族二醇。
前述当中,优选95mol%以上的酸组分是对苯二甲酸和95质量%以上的醇组分是脂肪族二醇的聚对苯二甲酸亚烷基酯。这些典型的是聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯。这些优选为接近于均聚酯,即95质量%以上的总的树脂由对苯二甲酸组分和1,4-丁二醇或乙二醇组分构成。
热塑性聚酯树脂的特性粘度优选为0.3至2dl/g。从成形性和机械特性的观点出发,热塑性聚酯树脂更优选具有在0.5至1.5dl/g的范围的特性粘度。当使用特性粘度低于0.3dl/g的热塑性聚酯树脂时,所得树脂组合物容易呈现低的机械强度。在大于2dl/g时,树脂组合物的流动性劣化,成形性劣化,并且激光熔接性也会降低。
热塑性聚酯树脂的特性粘度是在30℃下在四氯乙烷和苯酚的1:1(质量比)的混合溶剂中测量的值。
热塑性聚酯树脂中的末端羧基量可通过酌情选择而确定,但是通常为60eq/吨以下,优选50eq/吨以下,和更优选30eq/吨以下。在树脂组合物的熔融成形期间的气体排放在高于50eq/吨时容易发生。对末端羧基量的下限值没有特别规定,但是通常为10eq/吨。
热塑性聚酯树脂中的末端羧基量是通过将0.5g聚酯树脂溶解于25ml苄基醇中并且使用氢氧化钠的0.01mol/l苄基醇溶液进行滴定而测定的值。任何迄今公知的方法可以用作调节末端羧基量的方法,例如,使用调节诸如聚合用原料的装填比例、聚合温度、减压方法等聚合条件的方法,和使用封端剂的反应的方法。
前述当中,热塑性聚酯树脂优选含有聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和/或聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂,并且优选地50质量%以上的热塑性聚酯树脂是聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂。
聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂可以通过借由间歇方法或连续方法进行主要组分为对苯二甲酸的二羧酸组分或该二羧酸组分的酯衍生物、与主要组分为1,4-丁二醇的二醇组分的熔融聚合来制造。另外,在低分子量的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂已通过熔融聚合制造出之后,聚合度(或分子量)可以通过在氮气流中或在减压下额外进行固相聚合而增加至期望的值。
聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的制造方法优选为借由连续方法进行的主要组分为对苯二甲酸的二羧酸组分与主要组分为1,4-丁二醇的二醇组分的熔融聚合。
用于施行酯化反应的催化剂可以是迄今公知的催化剂,可以示例为钛化合物,锡化合物,镁化合物和钙化合物。前述当中,钛化合物是特别有利的。钛化合物酯化催化剂的具体实例是例如,诸如钛酸四甲酯、钛酸四异丙酯和钛酸四丁酯等钛醇盐类(titaniumalcoholates),和诸如钛酸四苯酯等钛酚盐类(titanium phenolates)。
聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂可以是通过共聚而改性的聚对苯二甲酸丁二醇酯(下文中也称为"改性聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂"),并且就这点而言,具体优选的共聚物可以示例为聚亚烷基二醇(特别是聚四亚甲基二醇)共聚的聚酯醚树脂,二聚酸共聚的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂,和间苯二甲酸共聚的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂。
当聚四亚甲基二醇共聚的聚酯醚树脂用作改性聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂时,共聚物中四亚甲基二醇组分的比例优选为3至40质量%,更优选为5至30质量%,还更优选为10至25质量%。当使用这样的共聚比例时,激光熔接性和耐热性之间的平衡趋向于是优异的,因而这是优选的。
当二聚酸共聚的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂用作改性聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂时,作为羧酸基团的全部羧酸组分中的二聚酸组分的比例优选为0.5至30mol%,更优选为1至20mol%,还更优选为3至15mol%。当使用这样的共聚比例时,激光熔接性、长期耐热性和韧性之间的平衡趋向于是优异的,因而这是优选的。
当间苯二甲酸共聚的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂用作改性聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂时,作为羧酸基团的全部羧酸组分中的间苯二甲酸组分的比例优选为1至30mol%,更优选为1至20mol%,还更优选为3至15mol%。当使用这样的共聚比例时,激光熔接性、耐热性、注射成形性和韧性之间的平衡趋向于是优异的,因而这是优选的。
在改性聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂当中,优选聚四亚甲基二醇共聚的聚酯醚树脂和间苯二甲酸共聚的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂。
在热塑性聚酯树脂的总量100质量%中,这些共聚物的含量优选为5至50质量%,更优选为10至40质量%,特别优选为15至30质量%。
聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的特性粘度优选为0.5至2dl/g。从成形性和机械特性的观点出发,更优选特性粘度在0.6至1.5dl/g的范围的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂。当使用特性粘度低于0.5dl/g的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂时,所得树脂组合物容易呈现低的机械强度。在大于2dl/g时,树脂组合物的流动性劣化,成形性劣化,并且激光熔接性也会降低。特性粘度是在30℃下在四氯乙烷和苯酚的1:1(质量比)的混合溶剂中测量的值。
聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂中的末端羧基量可通过酌情选择而确定,但通常为60eq/吨以下,优选50eq/吨以下,更优选30eq/吨以下。在树脂组合物的熔融成形期间的气体排放在高于50eq/吨时容易发生。对末端羧基量的下限值没有特别规定,但是基于在聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的制造中的生产性的考虑,通常为10eq/吨。
聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂中的末端羧基量是通过将0.5g聚对苯二甲酸亚烷基酯树脂溶解于25ml苄基醇中并且使用氢氧化钠的0.01mol/l苄基醇溶液进行滴定而测定的值。任何迄今公知的方法可以用作调节末端羧基量的方法,例如,使用调节诸如聚合用原料的装填比例、聚合温度、减压方法等聚合条件的方法,和使用封端剂的反应的方法。
还优选含有聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和前述改性聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂二者的热塑性聚酯树脂。通过以特定量引入改性聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂促进激光透过率和激光熔接性的改善,因而这是优选的。
在引入聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和改性聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂二者的情况下,改性聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的含量优选为10至70质量%,更优选为20至65质量%,还更优选为30至60质量%,相对于聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和改性聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的总和100质量%。当改性聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂含量小于10质量%时,激光熔接强度呈现下降趋势;在超过70质量%时是不期望的,因为这会大幅降低成形性。
还优选含有聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂二者的热塑性聚酯树脂。通过以特定量引入聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂促进激光透过率和激光熔接性的改善,因而这是优选的。
在引入聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂二者的情况下,聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂的含量优选为5至50质量%,更优选为10至45质量%,还更优选为15至40质量%,相对于聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂的总和100质量%。当聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂含量小于5质量%时,激光熔接强度呈现下降趋势;在超过50质量%时是不期望的,因为这会大幅降低成形性。
聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂是相对于全部构成重复单元的主要构成单元为源于对苯二甲酸和乙二醇的氧乙烯基氧对苯二甲酰基(oxyethyleneoxyterephthaloyl)单元的树脂,并且它可含有除氧乙烯基氧对苯二甲酰基单元以外的构成重复单元。聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂主要使用对苯二甲酸或其低级烷基酯、和乙二醇作为原料来制造,但是其他的酸组分和/或其他的二醇组分可以用作与之并用的原料。
除对苯二甲酸以外的酸组分可以示例为,例如邻苯二甲酸,间苯二甲酸,萘二羧酸,4,4'-二苯砜二羧酸,4,4'-联苯二羧酸,1,4-环己烷二羧酸和1,3-亚苯基二氧基二乙酸(1,3-phenylenedioxydiacetic acid)及其结构异构体,丙二酸,琥珀酸和己二酸等二羧酸及其衍生物;例如对羟基苯甲酸和乙醇酸等羟基酸(oxyacid)及其衍生物。
除乙二醇之外的二醇组分可以示例为,例如1,2-丙二醇,1,3-丙二醇,1,4-丁二醇,五亚甲基二醇,六亚甲基二醇和新戊二醇等脂肪族二醇;例如环己烷二甲醇等脂环族二醇;例如双酚A和双酚S等芳香族二羟基化合物衍生物。
另外,聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂可通过共聚1.0mol%以下,优选0.5mol%以下,再更优选为0.3mol%以下的支化组分来形成,所述支化组分例如为,具有三官能酯化能力的酸,例如丙三羧酸,均苯三酸和偏苯三酸;具有四官能酯化能力的酸,例如均苯四酸;或者具有三官能或四官能酯化能力的醇,例如甘油,三羟甲基丙烷和季戊四醇。
聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂的特性粘度优选为0.3至1.5dl/g,更优选为0.3至1.2dl/g,特别优选为0.4至0.8dl/g。
聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂的特性粘度为在30℃下在四氯乙烷和苯酚的1:1(质量比)的混合溶剂中测量的值。
聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂中的末端羧基浓度优选为3至50eq/吨,更优选为5至40eq/吨,再更优选为10至30eq/吨。通过使末端羧基浓度为50eq/吨以下,在树脂组合物的熔融成形期间的气体的排放可受到抑制,并且所得激光熔接用构件的机械特性呈现改善的趋势,因而使其优选。相反地,通过使末端羧基浓度为3eq/吨以上,激光熔接用构件的耐热性、滞留热稳定性(resident heat stability)和色相(hue)呈现改善的趋势,因而使其优选。
聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂中的末端羧基浓度是通过将0.5g聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂溶解于25ml苄基醇中并且使用氢氧化钠的0.01mol/l苄基醇溶液进行滴定而测定的值。
任何迄今公知的方法可以用作调节末端羧基量的方法,例如,使用调节诸如聚合用原料的装填比例、聚合温度、减压方法等聚合条件的方法,和使用封端剂的反应的方法。
热塑性聚酯系树脂材料可含有另外的树脂或添加剂。另外的树脂或添加剂如下述。
本发明中的该热塑性聚酯系树脂材料的熔体流量(melt volume rate)(MVR,在250℃和5kg负荷的条件下测量)优选为10cm3/10min以上,更优选为15cm3/10min以上。当在280℃和2.16kg负荷的条件下进行测量时,优选为20cm3/10min以上,更优选为30cm3/10min以上。具有在该范围的MVR的热塑性聚酯系树脂材料的使用,对于熔接用构件而言即使当其例如是2mm以下或1.5mm以下的薄的部分或者1mm以下的极薄的部分时,也可以维持优异的成形性。
热塑性聚酯系树脂材料的结晶温度(Tc)优选为190℃以下。即,激光透过性可以通过将结晶温度(Tc)控制到较低水平来进一步提高。结晶温度(Tc)优选为188℃以下,更优选为185℃以下,还更优选为182℃以下,特别优选为180℃以下。其下限通常为160℃,优选为165℃以上。结晶温度(Tc)通过DSC测量,并且其细节在实施例中说明。
前述中说明的热塑性聚酯系树脂材料通过注射成形法而成形为具有期望的形状的激光熔接用构件。例如,高速注射成形法和注射压缩成形法可以用作注射成形法。
对注射成形条件没有特别限定,但是注射速度优选为10至500mm/sec,更优选为30至400mm/sec,还更优选为50至300mm/sec,特别优选为80至200mm/sec。树脂温度优选为250℃至280℃,更优选为255℃至275℃。模具温度优选为40℃至130℃,更优选为50℃至100℃。
注射率,定义为每单位时间从注射成形机的输出喷嘴注射进模腔的树脂材料的容积,优选为10至300cm3/sec,更优选为15至200cm3/sec,还更优选为25至100cm3/sec,特别优选为50至90cm3/sec。通过使注射率在指定的范围,促进在与浇口相对一侧的构件的激光透过率的进一步增加并且可通过调节浇口位置而实现构件的熔接部位的透过率的额外增加。在一次注射中注射的树脂材料的容积在注射成形中通过调节注射所要求的时间和每单位时间注射的树脂材料的体积来控制,并且每单位时间的树脂材料的材料容积为注射率(单位:cm3/sec)。
另外,注射成形优选在下述的表面行进系数为100至1200cm3/sec·cm的条件下进行。通过使表面行进系数在指定的范围,促进在构件的浇口面对部位(gate-facingregion)的激光透过率的进一步增加并且可通过调节浇口位置而实现构件的熔接部位的透过率的额外增加。
表面行进系数:通过将前述注射率除以注射了树脂材料的模腔的厚度而提供的值
表面行进系数的优选范围为200至1100cm3/sec·cm,更优选为250至1000cm3/sec·cm,还更优选为300至950cm3/sec·cm,特别优选为400至900cm3/sec·cm。
将通过上述热塑性聚酯系树脂材料的注射成形得到的激光熔接用构件进行激光熔接。激光熔接方法不特别限定,并且可以使用一般的方法。通过热塑性聚酯系树脂材料的注射成形得到的成形体(第一构件)用作透过侧,并且使其接触(特别是至少熔接部位的面接触)相对树脂成形体(第二构件,待接合的物体),并且两个成形体通过激光光的照射熔接而一体化,从而提供单一的成形品。本发明的特征在于:使用位于在距注射成形模具的浇口15mm以上的位置处的部位作为进行熔接的部位来进行激光熔接。虽然至少激光熔接部位的部分可以距离浇口15mm以上,但优选激光熔接部位的整体面积的30%以上、更优选为50%以上、还更优选为70%以上距离浇口15mm以上,而特别优选的是待激光熔接的整个部位距离浇口15mm以上。
由本发明人进行的研究证实了,当将如上所述的本发明的热塑性聚酯系树脂材料进行注射成形时,激光透过性作为成形体中的部位(位置)的函数经历大的变动,其中透过率在接近浇口位置的部位中差,而优异的透过率在远离浇口的地方显示。例如,如下面讨论的实施例中也示出的,激光透过率在离浇口10mm的短距离的部位中显示为低的,而透过率随着距离变得更大而增加。关于透过率的改善程度,发现了可以实现极其高的透过率,例如,如在50%至60%的水平上的透过率等的非常高的透过率,70%或超过80%的水平用下述实施例中表2中的透过材料组成A至D,特别是用透过材料组成A和B实现,尽管其依赖于例如,使用的热塑性聚酯系树脂材料的组成、激光熔接部位的厚度和注射成形条件。
另外,该透过率受例如,使用的热塑性聚酯系树脂材料的组成、激光熔接部位的厚度和注射成形条件的影响。然而,本发明中,通过使激光熔接部位对具有940nm波长的激光光的透光率为30%以上,无论热塑性聚酯系树脂材料的组成、激光熔接部位的厚度和注射成形条件,激光加工性都改善,并且使强固的激光熔接可行。
对激光熔接用构件的形状没有限定,并且整体制品可具有任意的形状,只要其具有在距注射成形模具的浇口15mm以上、优选为20mm以上、更优选为25mm以上、还更优选为30mm以上、特别优选为35mm以上、最优选为40mm以上的距离的位置处的待熔接部位即可。为了将熔接部位接合和激光熔接至相对材料(opposing material)(不同树脂或相同树脂的成形体),熔接部位通常具有至少具有接触面(例如,平面)的形状(例如,板状)。此外,激光熔接部位(激光发射的部位)的厚度可从宽的范围中选择,并且优选为0.1至2mm,更优选为0.3至1.5mm,还更优选为0.5至1mm。
熔接用构件的尺寸不限定,例如,考虑甚至具有三维形状作为平面形状的熔接用构件,其可以在2cm×2cm至50cm×50cm的范围,优选在3cm×3cm至50cm×50cm的范围,更优选在3cm×3cm至40cm×40cm的范围,还更优选在3cm×3cm至35cm×35cm的范围,特别优选在3cm×3cm至30cm×30cm的范围自由地确立。
可以使用多个数量的浇口,或者可以使用多点浇口方式(multipoint gatesystem)。基于熔接用构件的表面积,在成形时模具中的树脂浇口的数量优选为4个/1cm2以下,更优选为3个/1cm2以下,再更优选为2个/1cm2以下。
待激光熔接的部位对具有940nm波长的激光光的透光率优选为35%以上,更优选为40%以上,还更优选为45%以上,还更优选为50%以上,或55%以上,或60%以上,特别优选为65%以上,最优选为70%以上。
由于透过率随着成形体的厚度下降而增加,所以为了提供如上所述优选的透过率,通过例如,使用的热塑性聚酯系树脂材料的组成,成形体的厚度,以及诸如距注射成形模具的浇口的距离和注射速度、注射率、表面行进系数、树脂温度和模具温度等成形条件的适当调节,待激光熔接的部位可以提供有更高的透过率。
本发明中,透过率是指对具有940nm波长的激光光的透过率。
激光熔接的部位的结晶温度(Tc)优选为190℃以下,更优选为188℃以下,还更优选为185℃以下,特别优选为182℃以下,最优选为180℃以下。另外,其下限通常为160℃并且优选为165℃以上。结晶温度(Tc)的测量方法如实施例中所述。
一体化的成形品可通过以下来制成:使由前述热塑性聚酯系树脂材料的注射成形提供的熔接用构件的熔接部位与含有激光光吸收剂的相对构件面接触或对接接触(buttcontact),通常从该高透过率的熔接用构件侧照射激光光从而至少部分地熔融两者之间的界面,并且冷却。
含有激光光吸收剂的相对侧构件可以是由可吸收激光光且由于吸收激光光而经历熔融的、热塑性树脂组合物构成的构件,但是没有另外的特别限定。具体实例通常是由含有炭黑或激光吸收性染料以便提供激光光吸收能力的树脂组合物构成的构件。诸如炭黑等吸收剂的含量没有特别限定,但是例如,优选相对于树脂组合物的含量为0.2至1质量%。
激光光吸收性染料的优选实例是油溶黑,苯胺黑,酞菁,萘酞菁(naphthalocyanine),卟啉,苝,四萘嵌苯(quaterrylene),偶氮染料,蒽醌,方酸(squaricacid)衍生物和亚铵(immonium)。
前述当中特别优选油溶黑。油溶黑是如在染料索引(Colour Index)中记载的作为C.I.溶剂黑5和C.I.溶剂黑7的黑色吖嗪类缩合混合物。商购可得的油溶黑产品的实例是"NUBIAN(注册商标)BLACK"(商品名,Orient Chemical Industries Co.,Ltd.)。
基于每100质量份树脂组分,激光光吸收性染料的含量为0.001至0.2质量份,优选为0.003至0.1质量份,更优选为0.005至0.05质量份。
为了得到还更高的熔接强度,优选两个构件是如上所述的热塑性聚酯系树脂材料、和含有炭黑或激光光吸收性染料的相对构件。在这类构件的情况下,除了炭黑或激光光吸收性染料的存在与否之外,组成是相同的,结果是,熔接的透过树脂构件和吸收树脂构件容易是相容的并且更强固地接合。
照射的激光光的类型可是任意的近红外激光光,例如,可以优选使用YAG(钇·铝·石榴石晶体)激光(波长1064nm)或LD(激光二极管)激光(波长808nm、840nm、940nm)。特别优选具有940nm波长的激光光。
由激光熔接一体化而提供的成形品可具有任意的形状、尺寸、厚度等等,并且熔接制品的特别有利的用途是用于如汽车等运输机器用电子部件、电气电子设备部件、工业机器用部件、和消费品用部件等等。
如上所述,用于本发明中的热塑性聚酯系树脂材料可含有另外的树脂或添加剂。
该另外的树脂可包括各种类型的热塑性树脂,例如,聚碳酸酯树脂和芳香族乙烯基树脂,如聚苯乙烯、含有丁二烯橡胶的聚苯乙烯和丙烯腈-苯乙烯共聚物等等。为了实现高激光透过性,选自由聚碳酸酯树脂和聚苯乙烯和/或含有丁二烯橡胶的聚苯乙烯组成的组中的至少一种树脂优选与本发明中的热塑性聚酯树脂组合使用。
[聚碳酸酯树脂]
热塑性聚酯系树脂材料还优选含有热塑性聚酯树脂和聚碳酸酯树脂。通过引入特定量的聚碳酸酯树脂促进激光熔接性的改善,因而这是优选的。
聚碳酸酯树脂是通过二羟基化合物、或二羟基化合物和少量的多羟基化合物,与光气或碳酸二酯的反应获得的可支化的热塑性聚合物或共聚物。对聚碳酸酯树脂的制造方法没有特别限定,并且可以使用由迄今公知的光气法(界面聚合法)或熔融法(酯交换法)制造的聚碳酸酯树脂。然而,从激光透过性和激光熔接性的观点出发,优选通过熔融法制造的聚碳酸酯树脂。
芳香族二羟基化合物优选用于原料的二羟基化合物,例如,2,2-双(4-羟基苯基)丙烷(即,双酚A)、四甲基双酚A、双(4-羟基苯基)-对二异丙基苯、氢醌、间苯二酚和4,4-二羟基联苯,其中优选双酚A。也可使用其中至少一个四烷基磺酸鏻(tetralkylphosphoniumsulfonate)结合至该芳香族二羟基化合物的化合物。
前述当中,对于聚碳酸酯树脂,优选源于2,2-双(4-羟基苯基)丙烷的芳香族聚碳酸酯树脂、和源于2,2-双(4-羟基苯基)丙烷和其他芳香族二羟基化合物的芳香族聚碳酸酯共聚物。聚碳酸酯树脂也可为主要是芳香族聚碳酸酯树脂的共聚物,例如是与具有硅氧烷结构的聚合物或低聚物的共聚物。也可使用两种以上的前述聚碳酸酯树脂的混合物。
单价芳香族羟基化合物,例如,间-或对甲基苯酚、间-或对丙基苯酚、对叔丁基苯酚和对长链烷基取代的酚等等,可以用于调节聚碳酸酯树脂的分子量。
聚碳酸酯树脂的粘均分子量优选为5,000至30,000,更优选为10,000至28,000,还更优选为14,000至24,000。当使用具有小于5,000的粘均分子量的聚碳酸酯树脂时,所得熔接用构件容易呈现低机械强度。在高于30,000时,树脂材料的流动性变差,成形性劣化,并且激光熔接性也会下降。聚碳酸酯树脂的粘均分子量是从在25℃的温度下使用二氯甲烷作为溶剂测量的溶液粘度换算的粘均分子量[Mv]。
如通过凝聚渗透色谱(GPC)测定的,聚碳酸酯树脂的以聚苯乙烯换算的质量平均分子量(mass-average molecular weight,Mw)和数平均分子量Mn之比(Mw/Mn)优选为2至5和更优选为2.5至4。当Mw/Mn太小时,熔融状态下的流动性增加,并且成形性呈现下降趋势。另一方面,当Mw/Mn太大时,熔体粘度增加并且成形趋向于相当困难。
从耐热性、水解稳定性和色调等观点出发,聚碳酸酯树脂中的末端羟基量优选为100质量ppm以上,更优选为200质量ppm以上,还更优选为400质量ppm以上,最优选为500质量ppm以上。通常为1,500质量ppm以下,优选为1,300质量ppm以下,更优选为1,200质量ppm以下,最优选为1,000质量ppm以下。当聚碳酸酯树脂中的末端羟基量太小时,激光透过性趋向于容易下降,并且当成形时的初始色相(color)也会劣化。当末端羟基量太大时,滞留热稳定性和耐湿热性呈现下降趋势。
如上所述,从激光透过性和激光熔接性的观点出发,通过熔融聚合法制造的聚碳酸酯树脂优选用于聚碳酸酯树脂。
芳香族二羟基化合物和碳酸二酯之间的酯交换反应在熔融聚合法中进行。
芳香族二羟基化合物如上所述。
碳酸二酯可示例为碳酸二烷基酯化合物,如碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸二叔丁酯;碳酸二芳基酯,例如取代的二苯基碳酸酯像碳酸二苯酯,和碳酸二甲苯酯。前述当中,优选碳酸二芳基酯,特别优选碳酸二苯酯。可使用单一的碳酸二酯,或者可使用两种以上的任意比例的任意组合。
芳香族二羟基化合物和碳酸二酯之比可自由选择,只要得到期望的聚碳酸酯树脂即可。然而,碳酸二酯优选以基于每1摩尔二羟基化合物等摩尔或更大的量使用,更优选以基于每1摩尔二羟基化合物为1.01摩尔以上来使用。上限通常为1.30摩尔以下。该范围的使用可以将末端羟基量调节至有利的范围。
该末端羟基量趋向于施行对聚碳酸酯树脂的热稳定性、水解稳定性、色调等的主要影响。由于这样,末端羟基量如有需要可使用任何公知的方法调节。在酯交换反应的情况下,具有调节的末端羟基量的聚碳酸酯树脂通常可通过调节例如,碳酸二酯与二羟基化合物之间的混合比和酯交换反应期间的减压程度来得到。所得聚碳酸酯树脂的分子量通常也可使用这些步骤来调节。
当末端羟基量通过调节碳酸二酯与芳香族二羟基化合物之间的混合比来调节时,该混合比如上所述。
另外,反应期间封端剂的单独的混合是更直接的调节方法的实例。该封端剂可示例为单价苯酚类、单价羧酸类和碳酸二酯。可使用单一的封端剂,或者可使用两种以上的任意比例的任意组合。
酯交换催化剂通常用于通过熔融聚合法的聚碳酸酯树脂的制造中。可使用任意的酯交换催化剂。这里优选碱金属化合物和/或碱土金属化合物的使用。另外,碱性化合物,例如,碱性硼化合物、碱性磷化合物、碱性铵化合物、胺化合物等等可以在辅助的基础上组合使用。可使用单一的酯交换催化剂,或者可使用两种以上的任意比例的任意组合。
熔融聚合法中的反应温度通常为100℃至320℃。反应期间的压力通常为2mmHg以下(267Pa以下)的减压条件。关于具体的操作,可在指定范围的条件下进行熔融缩聚反应,同时除去诸如羟基化合物等副产物。
熔融缩聚反应可通过间歇方法或连续方法来进行。在间歇方法的情况下,反应基质、反应介质、催化剂和添加剂等等可以以任意的顺序混合,只要得到期望的聚碳酸酯树脂即可,并且有利的顺序可以自由确立。然而,基于例如,聚碳酸酯树脂和含有聚碳酸酯树脂的树脂材料的稳定性的考量,熔融缩聚反应优选使用连续方法来进行。
催化剂减活剂可在任选的基础上用于熔融聚合法中。中和酯交换催化剂的任意的化合物可用作催化剂减活剂。这里的实例是含硫的酸性化合物及其衍生物。可使用单一的催化剂减活剂,或者可使用两种以上的任意比例的任意组合。
相对于酯交换催化剂中存在的碱金属或碱土金属,催化剂减活剂的使用量通常为0.5当量以上,优选1当量以上;通常为10当量以下,优选5当量以下。另外,参照聚碳酸酯树脂来考虑,它通常为1质量ppm以上;并且通常为100质量ppm以下,优选为20质量ppm以下。
关于当热塑性聚酯系树脂材料含有热塑性聚酯树脂和聚碳酸酯树脂二者时的含量,聚碳酸酯树脂优选为10至50质量%,更优选为15至45质量%,还更优选为20至40质量%,相对于热塑性聚酯树脂和聚碳酸酯树脂的总和100质量%。当聚碳酸酯树脂含量小于10质量%时激光熔接强度呈现下降趋势,而在高于50质量%时成形性可能经历大幅下降,因而使这些不期望。
[芳香族乙烯基树脂]
还优选含有热塑性聚酯树脂和芳香族乙烯基树脂二者的热塑性聚酯系树脂材料。
芳香族乙烯基树脂是其中主要组分为芳香族乙烯基化合物的聚合物。芳香族乙烯基化合物可示例为苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、乙烯基甲苯和乙烯基二甲苯,其中优选苯乙烯。芳香族乙烯基树脂的典型实例是聚苯乙烯(PS)。
通过其它单体与芳香族乙烯基化合物的共聚而提供的共聚物也可用作芳香族乙烯基树脂。这里典型的实例是丙烯腈-苯乙烯共聚物,其中苯乙烯与丙烯腈共聚。
通过橡胶组分的共聚或共混而提供的含橡胶的芳香族乙烯基树脂也优选用作芳香族乙烯基树脂。橡胶组分可示例为共轭二烯烃类,如丁二烯、异戊二烯和1,3-戊二烯,但是对于本发明优选丁二烯系橡胶的使用。虽然丙烯酸系橡胶组分也可用作橡胶组分,但是因为其造成差的韧性而不是优选的。
当共聚或共混橡胶组分时,在芳香族乙烯基树脂的全部链段中橡胶组分的量通常为1质量%以上且小于50质量%。橡胶组分的量优选为3至40质量%,更优选为5至30质量%,还更优选为5至20质量%。
含橡胶的聚苯乙烯优选用于含橡胶的芳香族乙烯基树脂,而更优选含有丁二烯橡胶的聚苯乙烯,特别是从韧性的观点出发,还更优选高抗冲击聚苯乙烯(high-impactpolystyrene,HIPS)。
芳香族乙烯基树脂的质量平均分子量优选为50,000至500,000。更优选100,000至400,000的质量平均分子量,并且特别优选150,000至300,000。当分子量小于50,000时,可在成形品中发现渗出,和/或在成形期间释放分解的气体,并且难以得到满意的熔接强度。当分子量大于500,000时,难以实现充分的流动性和改善的激光熔接强度。
芳香族乙烯基树脂的在200℃和98N下测量的溶体流动速率(MFR)优选为0.1至50g/10min,更优选为0.5至30g/10min,再更优选为1至20g/10min。当MFR小于0.1g/10min时,则与热塑性聚酯树脂的相容性变得不充分,并且在注射成形时分层的外观缺陷会发生。当MFR大于50g/10min时耐冲击性经历大跌,因而这是不期望的。
特别是在聚苯乙烯的情况下,MFR优选为1至50g/10min,更优选为3至35g/10min,再更优选为5至20g/10min。对于含有丁二烯橡胶的聚苯乙烯的情况,MFR优选为0.1至40g/10min,更优选为0.5至30g/10min,再更优选为1至20g/10min。
当热塑性聚酯系树脂材料含有热塑性聚酯树脂和芳香族乙烯基树脂二者时,相对于热塑性聚酯树脂和芳香族乙烯基树脂的总和100质量%,芳香族乙烯基树脂的含量优选为10至50质量%,更优选为15至45质量%,还更优选为20至40质量%。当芳香族乙烯基树脂含量小于10质量%时,激光熔接强度呈现下降趋势;在大于50质量%时,耐热性和耐热变色性会下降,因而这是不期望的。
从激光熔接性的观点出发,本发明中特别优选热塑性聚酯系树脂材料含有热塑性聚酯树脂、聚苯乙烯和/或含有丁二烯橡胶的聚苯乙烯、和聚碳酸酯树脂。
聚碳酸酯树脂如上所述。
聚苯乙烯可以是苯乙烯的均聚物,或者可以具有,例如在50质量%以下的范围的与其共聚的其他的芳香族乙烯基单体,例如,α-甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基二甲苯等等。
含有丁二烯橡胶的聚苯乙烯具有与其共聚或共混的丁二烯系橡胶组分,其中丁二烯系橡胶组分的量通常为1质量%以上且小于50质量%,优选为3至40质量%,更优选为5至30质量%,再更优选为5至20质量%。高抗冲击聚苯乙烯(HIPS)特别优选用于含有丁二烯橡胶的聚苯乙烯。
在聚苯乙烯和含有丁二烯橡胶的聚苯乙烯之间的比较中,优选含有丁二烯橡胶的聚苯乙烯,特别地优选高抗冲击聚苯乙烯(HIPS)。
聚苯乙烯和含有丁二烯橡胶的聚苯乙烯的优选的质量平均分子量和MFR如上所述。
当热塑性聚酯系树脂材料含有热塑性聚酯树脂、聚苯乙烯和/或含有丁二烯橡胶的聚苯乙烯、和聚碳酸酯树脂时,该热塑性聚酯系树脂材料的结晶温度(Tc)优选为190℃以下。即,可通过借由热塑性聚酯树脂与聚碳酸酯树脂之间的酯交换反应的适当抑制来诱导结晶温度的适当下降而带来激光透过性的格外的增加。结晶温度(Tc)更优选为188℃以下,还更优选为185℃以下,特别优选为182℃以下,最优选为180℃以下。其下限通常为160℃和优选为165℃以上。
结晶温度(Tc)的测量方法如上所述。
当热塑性聚酯系树脂材料含有热塑性聚酯树脂、聚苯乙烯和/或含有丁二烯橡胶的聚苯乙烯、和聚碳酸酯树脂时的各含量如下。
基于热塑性聚酯树脂、聚苯乙烯和/或含有丁二烯橡胶的聚苯乙烯、和聚碳酸酯树脂的总和100质量%,热塑性聚酯树脂的含量优选为30至90质量%,更优选为40至80质量%,再更优选为50至70质量%。当含量小于30质量%时耐热性会下降,而在高于90质量%时透过率容易下降,因而使这些不期望。
基于热塑性聚酯树脂、聚苯乙烯和/或含有丁二烯橡胶的聚苯乙烯、和聚碳酸酯树脂的总和100质量%,聚苯乙烯和/或含有丁二烯橡胶的聚苯乙烯的含量优选为1至50质量%,更优选为3至45质量%,再更优选为5至40质量%。在小于1质量%的含量时激光熔接性和韧性会变差,而在高于50质量%时耐热性容易经历大跌,因而使这些不期望。
基于热塑性聚酯树脂、聚苯乙烯和/或含有丁二烯橡胶的聚苯乙烯、和聚碳酸酯树脂的总和100质量%,聚碳酸酯树脂的含量优选为1至50质量%,更优选为3至45质量%,再更优选为5至40质量%。当该含量小于1质量%时,激光熔接性下降,聚苯乙烯和/或含有丁二烯橡胶的聚苯乙烯的分散变差,并且成形品的表面外观容易下降。在高于50质量%时与热塑性聚酯树脂的酯交换进行,并且滞留热稳定性会下降,因而使这不期望。
在热塑性聚酯树脂、聚苯乙烯和/或含有丁二烯橡胶的聚苯乙烯、和聚碳酸酯树脂的总和100质量%中,聚苯乙烯和/或含有丁二烯橡胶的聚苯乙烯、与聚碳酸酯树脂的总含量优选为10至55质量%,更优选为20至50质量%,再更优选为25至45质量%。当使用这样的含量时,耐热性和激光透过率之间的平衡趋向于是优异的,因而这是优选的。
聚苯乙烯和/或含有丁二烯橡胶的聚苯乙烯、与聚碳酸酯树脂组分之间的比例,以质量比计,优选为5:1至1:5,更优选为4:1至1:4。当使用这样的比例时,耐热性和激光透过率之间的平衡趋向于是优异的,因而这是优选的。
[其他引入的组分]
用于本发明中的热塑性聚酯系树脂材料可在无损于本发明的效果的范围含有各种添加剂。这些添加剂可示例为稳定剂、脱模剂、强化填充剂、阻燃剂、阻燃剂助剂、防滴落剂、紫外线吸收剂、静电抑制剂、防雾剂、润滑剂、防粘连剂(anti-blocking agent)、增塑剂、分散剂和抗菌剂(antiseptic)。
用于本发明中的热塑性聚酯系树脂材料优选还含有阻燃剂。含有各种阻燃剂,例如,卤素系阻燃剂、磷系阻燃剂(例如,三聚氰胺多磷酸盐(melamine polyphosphate))、氮系阻燃剂(例如,三聚氰胺氰脲酸盐)和金属氢氧化物(例如,氢氧化镁)。然而,本发明中,溴类阻燃剂优选用于卤素系阻燃剂,更优选溴化聚碳酸酯,溴化环氧化合物,和溴化聚(甲基)丙烯酸酯等等,特别优选溴化聚碳酸酯阻燃剂的引入。通常,当引入卤素系阻燃剂时,透过率的下降通常会发生。然而,通过引入溴化聚碳酸酯阻燃剂和下述的含镍着色剂的组合,可得到优异的阻燃性和激光光透过性,另外,所得成形体具有低翘曲性(warpage)并且强固的激光熔接在很短的熔接时间中可行。
该效果同样认为是由于所得成形体的表层部中的溴化聚碳酸酯阻燃剂相的分散而不是像其他阻燃剂那么多拉伸带来的。据认为,因为表层部中的溴化聚碳酸酯阻燃剂相的长径与短径之比小且然后激光光的内部散射小,所以透过率高。
作为溴化聚碳酸酯阻燃剂迄今公知的溴化聚碳酸酯阻燃剂可用作溴化聚碳酸酯阻燃剂,并且优选的具体实例是从溴化双酚A特别是四溴双酚A得到的溴化聚碳酸酯。其末端结构可示例为苯基、4-叔丁基苯基和2,4,6-三溴苯基,并且特别优选其末端基团结构为2,4,6-三溴苯基的溴化聚碳酸酯。
溴化聚碳酸酯阻燃剂中的碳酸酯重复单元的平均数通过酌情选择而确定,但是通常为2至30。当碳酸酯重复单元的平均数少时,这可引起在熔融时热塑性聚酯树脂的分子量的降低。相反,当太高时,这可引起在成形体内的分散不良,并且成形体的外观特别是光泽性会降低。因而,该重复单元的平均数优选为3至15,特别优选为3至10。
溴化聚碳酸酯阻燃剂的分子量可以自由选择并且通过酌情选择而确定。然而,作为粘均分子量,优选为1,000至20,000,更优选为1,500至15,000,还更优选为1,500至10,000。
溴化聚碳酸酯阻燃剂的粘均分子量是指用下列施耐尔粘度公式(Schnell'sviscosity equation)计算的值,其中特性粘度([η])由使用乌氏粘度计(Ubbelohdeviscometer)在20℃通过测量溴化聚碳酸酯树脂的二氯甲烷溶液的粘度来测定。
[η]=1.23×10-4Mv0.83
从溴化双酚A得到的溴化聚碳酸酯阻燃剂可通过一般的方法得到,其中例如,将溴化双酚与光气反应。封端剂可示例为芳香族单羟基化合物,其可以被卤素或有机基团取代。
基于每100质量份热塑性聚酯树脂,溴化聚碳酸酯阻燃剂的含量优选为20至70质量份,并且更优选为25质量份以上,还更优选为30质量份以上,还更优选为35质量份以上,特别优选为40质量份以上;更优选为65质量份以下,还更优选为60质量份以下,特别优选为55质量份以下。当溴化聚碳酸酯阻燃剂的含量太低时,热塑性聚酯系树脂材料的阻燃性变得不充分,并且激光透过性和激光熔接性劣化。相反,当其太大时,机械特性和脱模性下降,并且产生阻燃剂的渗出的问题。
在本说明书中,溴化聚碳酸酯阻燃剂与前述说明的聚碳酸酯树脂是有区别的,并且不被聚碳酸酯树脂涵盖。
用于本发明中的热塑性聚酯系树脂材料优选含有含镍着色剂作为着色剂。引入含镍着色剂与溴化聚碳酸酯阻燃剂的组合提供了优异的激光光透过性,使在短熔接时间内强固的激光熔接成为可能,并且还提供优异的耐翘曲性。还发现了,当引入含镍着色剂时改善了阻燃性。
含镍染料是各种染料(包括颜料)中的一种,并且使用含镍着色剂。它优选为金属配合物染料或含金属的染料,其中优选与镍形成配合物的染料。与镍形成配合物的配合物染料中的官能团可示例为羟基、羧基、和氨基,其中优选实例是在包围偶氮基团或偶氮甲碱基团的苯环上,例如在苯环上各邻位上,具有这些官能团的偶氮化合物和偶氮甲碱化合物。拿单偶氮染料作为实例,含有其中1个Ni原子配位键合至1个单偶氮染料分子的1:1金属配合物染料,以及其中1个Ni原子配位至2分子的单偶氮染料的1:2金属配合物染料。
含镍着色剂的特别优选的实例是C.I.溶剂棕53,其为Ni配合物偶氮系染料。其化学名为[2,3’-双[[(2-羟基苯基)亚甲基]氨基]丁-2-烯二氰基(2-)-N2,N3,O2,O3]镍([2,3’-bis[[(2-hydroxyphenyl)methylene]amino]but-2-enedinitrilato(2-)-N2,N3,O2,O3]nickel),并且其化学结构式如下。
[化学式1]
Figure BDA0004027166590000271
C.I.溶剂棕53作为母料也是商购可得的,并且还优选使用的是eBIND LTW-8950H(商品名,出自Orient Chemical Industries Co.,Ltd.),其为与聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂一起的母料。
含镍着色剂中的镍含量优选为1至40质量%,优选为5质量%以上,更优选为10质量%以上;优选为30质量%以下,和更优选20质量%以下。在低于所示下限时,对阻燃性的改善效果会不充分,并且耐热变色性趋向于容易发生。另外,在高于所示上限值时,当调色为黑色时黑色调(black tint)可能不足。
基于每100质量份热塑性聚酯树脂,含镍着色剂的含量优选为0.01至5质量份,并且更优选为0.03质量份以上,还更优选为0.06质量份以上,特别优选为0.1质量份以上;更优选为3质量份以下,还更优选为2质量份以下,特别优选为1质量份以下。在低于所示下限时,改善阻燃性的效果会不充分,并且耐热变色性趋向于容易发生。在高于所示上限值时,当调色为黑色时黑色调可能不足。
热塑性聚酯系树脂材料中的镍含量优选为0.001至1质量%,并且更优选为0.003质量%以上,还更优选为0.006质量%以上,特别优选为0.01质量%以上;更优选为0.8质量%以下,还更优选为0.5质量%以下,特别优选为0.3质量%以下,最优选为0.1质量%以下。在低于所示下限时,对阻燃性的改善效果会不充分;在高于所示上限值时,当调色为黑色时黑色调可能不足。
为了带来阻燃性的格外改善,用于本发明中的热塑性聚酯系树脂材料也可含有锑化合物。然而,因为锑化合物的引入与激光光透过性的降低相关联,所以当引入时锑化合物含量优选在树脂组合物中不超过1质量%。
三氧化二锑(Sb2O3)、五氧化二锑(Sb2O5)、和锑酸钠是锑化合物的优选实例。这些当中,从耐冲击性的观点出发,优选三氧化二锑。
当引入锑化合物时,树脂组合物中的来自溴化聚碳酸酯阻燃剂的溴原子与来自锑化合物的锑原子的质量浓度,对于二者之和而言,优选为3至25质量%,更优选为4至22质量%,还更优选为7至20质量%。在小于3质量%时阻燃性呈现下降趋势,而在超过20质量%时机械强度呈现下降趋势。另外,溴原子与锑原子之间的质量比(Br/Sb)优选为1至15,更优选为3至13,还更优选为7至11。因为激光透过率的降低当时小并且建立伴随阻燃性促进激光熔接性的实现的倾向,优选该范围的使用。
当引入锑化合物时,优选以与热塑性聚酯树脂的母料的形式共混。这样做促进了锑化合物在热塑性聚酯树脂相中的存在,并且趋向于抑制耐冲击性的降低。
母料中的锑化合物的含量优选为20至90质量%。当锑化合物小于20质量%时,则阻燃剂母料中的锑化合物的比例低,并且赋予至与其共混的热塑性聚酯树脂的阻燃性的另外的改善很少。另一方面,对于锑化合物而言因为以下原因,不期望超过90质量%。即,锑化合物的分散性容易下降,当其共混进热塑性聚酯树脂时树脂组合物的阻燃性变得不稳定,并且母料制造期间的加工性也经历大幅下降。例如,当使用挤出机进行制造时,容易发生问题,例如,线料(strand)不稳定且可容易断裂。
母料中的锑化合物的含量优选为30至85质量%,更优选为40至80质量%,还更优选为50至80质量%。
基于100质量份热塑性聚酯树脂,如上所述,当引入锑化合物时的含量优选为1质量份以下,并且更优选为0.05质量份以上和还更优选为0.1质量份以上;更优选为0.8质量份以下,还更优选为0.6质量份以下,特别优选为0.4质量份以下。通过使用这样的含量,抑制激光透过率的降低,并且建立激光熔接性和阻燃性之间优异的平衡的倾向。
[稳定剂]
热塑性聚酯系树脂材料优选含有稳定剂。
稳定剂可示例为诸如磷系稳定剂、硫系稳定剂和酚系稳定剂等各种稳定剂。特别优选为磷系稳定剂和酚系稳定剂。
磷系稳定剂可示例为亚磷酸(phosphorous acid)、磷酸(phosphoric acid)、亚磷酸酯和磷酸酯,其中优选为有机磷酸酯化合物、有机亚磷酸酯化合物和有机亚膦酸酯化合物,特别优选为有机磷酸酯化合物。
有机磷酸酯化合物优选为以下通式所给出的化合物。
(R1O)3-nP(=O)OHn
(式中,R1为烷基或芳基,并且各自可以是彼此相同,或可以彼此不同。n表示0至2的整数。)
前述通式中的R1更优选为碳原子数为1个以上和优选2个以上并且通常为30个以下和优选25个以下的烷基,或碳原子数为6个以上且通常为30个以下的芳基。然而,对于R1,烷基与芳基相比是更优选的。当存在两个以上的R1时,R1各自可以彼此相同,或可以彼此不同。
更优选长链(R1=C8-30)烷基酸式磷酸酯(alkyl acid phosphate)化合物。C8-30烷基的具体实例是辛基,2-乙基己基,异辛基,壬基,异壬基,癸基,异癸基,十二烷基,十三烷基,异十三烷基,十四烷基,十六烷基,十八烷基,二十烷基和三十烷基。
长链烷基酸式磷酸酯可示例为酸式磷酸辛酯,酸式磷酸2-乙基己酯,酸式磷酸癸酯,酸式磷酸月桂酯,酸式磷酸十八烷酯,酸式磷酸油基酯,酸式磷酸山嵛酯,酸式磷酸苯酯,酸式磷酸壬基苯酯,酸式磷酸环己酯,酸式磷酸苯氧基乙酯,酸式磷酸烷氧基聚乙二醇酯,酸式磷酸双酚A酯,酸式磷酸二甲酯,酸式磷酸二乙酯,酸式磷酸二丙酯,酸式磷酸二异丙酯,酸式磷酸二丁酯,酸式磷酸二辛酯,酸式磷酸二-2-乙基己酯,酸式磷酸二月桂酯,酸式磷酸二硬脂酯,酸式磷酸二苯酯,和酸式磷酸二壬基苯酯。这些当中,优选酸式磷酸十八烷酯,其出自ADEKA Corporation的在"Adeka Stab AX-71"的产品名下商购可得的。
在特别引入热塑性聚酯树脂和聚碳酸酯树脂二者的情况下,前述通式所给出的磷系稳定剂的共混提供了这两者之间的酯交换反应的适当抑制,并且趋向于促进使热塑性聚酯系树脂材料的结晶温度在190℃以下,结果也促进了激光透过性和激光熔接性的进一步改善。
基于热塑性聚酯树脂和如有需要引入的另外的树脂的总和100质量份,磷系稳定剂的含量优选为0.001至1质量份。当磷系稳定剂的含量小于0.001质量份时,则存在熔接用构件的相容性和热稳定性的改善的可能性很小、并且成形期间分子量的下降和色相的劣化容易发生。在高于1质量份时,该量变得过剩,并且建立银纹(silver streak)和色相的劣化更可能发生的倾向。磷系稳定剂的含量更优选为0.01至0.6质量份,并且还更优选为0.05至0.4质量份。
酚系稳定剂优选为受阻酚系稳定剂,例如,四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯,3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八烷酯,硫代二乙基双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯](thiodiethylenebis[3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydrophenyl)propionate]),N,N'-己烷-1,6-二基双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰胺],2,4-二甲基-6-(1-甲基十五烷基)苯酚,二乙基[[3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯基]甲基]膦酸酯,3,3’,3”,5,5’,5”-六叔丁基-α,α’,α”-(均三甲苯-2,4,6-三基)三-对甲酚(3,3’,3”,5,5’,5”-hexa-tert-butyl-α,α’,α”-(mesitylene-2,4,6-triyl)tri-p-cresol),4,6-双(辛硫基甲基)-邻甲酚,亚乙基双(氧乙烯基)双[3-(5-叔丁基-4-羟基-间甲苯基)丙酸酯](ethylenebis(oxyethylene)bis[3-(5-tert-butyl-4-hydroxy-m-tolyl)propionate]),六亚甲基双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯],1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮,2,6-二叔丁基-4-(4,6-双(辛硫基)-1,3,5-三嗪-2-基氨基)苯酚,和2-[1-(2-羟基-3,5-二叔戊基苯基)乙基]-4,6-二叔戊基苯基丙烯酸酯。
前述当中,优选四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八烷酯。这些酚系氧化抑制剂可以具体示例为出自BASF SE的"Irganox 1010"和"Irganox 1076",出自ADEKA Corporation的"Adeka Stab AO-50"和"Adeka Stab AO-60"。
可引入单一的酚系稳定剂,或者可引入两种以上的任意比例的任意组合。
基于热塑性聚酯树脂和如有需要引入的另外的树脂的总和100质量份,酚系稳定剂的含量优选为0.01至1质量份。当含量小于0.01质量份时呈现热稳定性下降的趋势,而激光透过率在高于1质量份时会下降。更优选的含量为0.05至0.8质量份,还更优选的含量为0.1至0.6质量份。
从滞留特性和耐热性、以及激光透过率和激光熔接性的观点出发,本发明中优选前述通式所给出的酚系稳定剂和磷系稳定剂的组合使用。
[脱模剂]
热塑性聚酯系树脂材料还优选含有脱模剂。一般用于聚酯树脂中的迄今公知的脱模剂可用于该脱模剂,而其中优选选自聚烯烃系化合物、脂肪酸酯系化合物和有机硅系化合物的一种或多种脱模剂。
聚烯烃系化合物可以示例为固体石蜡和聚乙烯蜡。优选的是质量平均分子量为700至10,000,更优选为900至8,000。还特别优选通过将例如羟基、羧基、酸酐基、环氧基等等引入侧链位置中而提供的改性聚烯烃系化合物。
脂肪酸酯系化合物可示例为如甘油/脂肪酸酯类、脱水山梨糖醇/脂肪酸酯类、和季戊四醇/脂肪酸酯类等脂肪酸酯类,和它们的部分皂化产物。优选由具有11至28个和优选17至21个碳原子的脂肪酸构成的单-和二脂肪酸酯类。具体实例是单硬脂酸甘油酯、单山嵛酸甘油酯、二山嵛酸甘油酯、甘油-12-羟基单硬脂酸酯、脱水山梨糖醇单山嵛酸酯、季戊四醇二硬脂酸酯和季戊四醇四硬脂酸酯。
考虑到例如,与热塑性聚酯树脂的相容性,改性化合物优选用于有机硅系化合物。改性硅油可示例为通过将有机基团引入聚硅氧烷上的侧链位置中而提供的硅油,和通过将有机基团引入在聚硅氧烷的两末端和/或一个末端而提供的硅油。引入的有机基团可示例为环氧基、氨基、羧基、甲醇基(carbinol group)、甲基丙烯酰基(methacryl group)、巯基和酚基,并且优选环氧基。特别优选的改性硅油是通过将环氧基引入聚硅氧烷上的侧链位置中而提供的硅油。
基于热塑性聚酯树脂和如有需要引入的另外的树脂的总和100质量份,脱模剂的含量优选为0.05至2质量份。在小于0.05质量份时,由于在熔融成形期间的脱模不良,表面特性呈现下降趋势。另一方面,在大于2质量份时,在混炼树脂材料中的加工性下降并且在成形品的表面可观察到雾度(haze)。脱模剂的含量优选为0.1至1.5质量份和更优选为0.3至1.0质量份。
[强化填充剂]
热塑性聚酯系树脂材料也可含有强化填充剂。
通常用于塑料中的无机填充剂可以用作该强化填充剂。可优选使用纤维状填充剂,例如,玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、硅灰石(wollastonite)和钛酸钾纤维等等。还可使用的是粒状或不规则形状的填充剂,例如碳酸钙、氧化钛、长石类矿物、粘土、有机化粘土和玻璃珠;板状填充剂,如滑石;和鳞片状填充剂,如玻璃鳞片、云母和石墨。
前述当中,基于激光光透过性、机械强度、刚性和耐热性的考量,优选玻璃纤维的使用。
已用表面处理剂如偶联剂进行了表面处理的强化填充剂更优选用作强化填充剂。因为由此所提供的优异的耐久性、耐湿热性、耐水解性和耐热冲击性(heat-shockresistance),优选表面处理剂结合至其的玻璃纤维。
任何迄今公知的表面处理剂可以用作这里的表面处理剂,并且优选的具体实例是硅烷偶联剂,如氨基硅烷系、环氧硅烷系、烯丙基硅烷系和乙烯基硅烷系。
前述当中,优选氨基硅烷系表面处理剂,并且其优选的具体实例是γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、和γ-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷。
表面处理剂的另外优选的实例是环氧树脂,如酚醛清漆型环氧树脂和双酚A-型环氧树脂。其间优选双酚A-型环氧树脂。
可使用单一的硅烷表面处理剂或其多种;可使用单一的环氧树脂或其多种;或硅烷表面处理剂可与环氧树脂组合使用。
从激光熔接性的观点出发,玻璃纤维还优选为具有其中截面的长径与短径之比为1.5至10的各向异性的截面形状的玻璃纤维。
关于截面形状,截面优选具有卵形状、椭圆形状、或茧形状(cocoon shape),其中特别优选卵形状截面。长径/短径比优选在2.5至8的范围,更优选在3至6的范围。此外,当D2为成形品中的玻璃纤维的截面的长径,D1为其短径和L为平均纤维长度时,纵横比((L×2)/(D2+D1))优选为10以上。当使用具有这样的扁平形状的玻璃纤维时,抑制了成形品的翘曲,并且特别是当制造箱型熔接制品时是有效的。
基于热塑性聚酯树脂和如有需要引入的另外的树脂的总和100质量份,强化填充剂的含量为0至100质量份。当强化填充剂的含量超过100质量份时,流动性和激光熔接性下降,因而这是不期望的。强化填充剂的含量更优选为5至90质量份,还更优选为15至80质量份,还更优选为20至70质量份,特别优选为30至60质量份。
[热塑性聚酯系树脂材料的制造]
本发明的热塑性聚酯系树脂材料的制造可根据树脂组合物的制备的一般的方法来进行。通常,将各组分和如有需要添加的各种添加剂组合并且彻底混合,然后在单螺杆或双螺杆挤出机中进行熔融混炼。本发明的树脂材料也可通过将各组分借由使用进料器进给至挤出机而没有预混合或仅部分的组分预混合,并且熔融混炼来制备。
另外,母料可通过将热塑性聚酯树脂中的另外的组分的一部分和在任选的基础上引入的另外的树脂的一部分的共混物熔融混炼,接着向其共混剩余的另外的组分并且熔融混炼来制备。
当使用诸如玻璃纤维等纤维状强化填充剂时,它也优选从沿着挤出机料筒的侧进料器进给。
熔融混炼期间的加热温度可以通常从220℃至300℃的范围酌情选择。当温度太高时,容易释放分解的气体且这会引起浑浊化(opacification)。因此基于例如,剪切发热的考量,期望的是选择螺杆结构。
关于通过用于本发明中的热塑性聚酯系树脂材料的成形而提供的激光熔接用成形体,优选地热塑性聚酯树脂在成形体的表层上形成连续的基质相,其中溴化聚碳酸酯阻燃剂相在热塑性聚酯树脂的连续相中分散存在,并且溴化聚碳酸酯阻燃剂相的长径与短径之比(长径/短径)优选在1至5的范围。由于溴化聚碳酸酯阻燃剂相与其他阻燃剂相比经历更少程度的分散,因此据认为,具有小的长径与短径之比导致很少的激光光的内部散射,由此提供优异的激光光透过性。长径/短径比更优选为1.2至4,还更优选为1.4至3。
关于该成形体的形态学的观察,可通过使用例如,光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、或透射电子显微镜(TEM)观察成形体的截面进行测量。优选用扫描电子显微镜(SEM)的观察。
具体地,使用SEM/EDS分析仪,成形体的表面(深度:小于20μm)在1.5至2kV的加速电压下作为1,500至100,000倍的放大倍率的背散射电子图像观察。
图3给出本发明的成形体的形态学的实例,是由下述讨论的实施例20中得到的成形体的表层的SEM/EDS分析提供的背散射电子图像的照片(放大倍率3,000倍)。图3中,聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂相构成黑灰色的连续相(基质相),包括扁平状且些微的浅白色的溴化聚碳酸酯阻燃剂的分散相,因而证实了,溴化聚碳酸酯阻燃剂分散在聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的连续相中。
溴化聚碳酸酯阻燃剂相的长径和短径可通过将由背散射电子成像提供的图像进行对比度强调(contrast intensification)或亮度调节或两者同时的调节来获取。测量至少50个溴化聚碳酸酯阻燃剂相的直径长度,并且长径/短径从由此提供的平均值来计算。长径是指阻燃剂相的最大长度,而短径是指垂直相交该长径的长度中的最小直径。参考例1中的溴化聚碳酸酯阻燃剂相的长径与短径之比(长径/短径)为2.7。
通过具有如上所述的特别的形态结构,提供了优异的激光光透过性,并且得到了提供在激光熔接性、阻燃性和耐翘曲性之间还更好的平衡的成形体。
用于本发明中的热塑性聚酯系树脂材料优选通过使用诸如挤出机等熔融混炼机的熔融混炼来制造,并且推荐通过特别的方法的混炼,因为通过仅将原料各组分混合并且简单地混炼,对于一致地形成上述的形态结构是相当困难的。
对于其中聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂作为热塑性聚酯树脂的主要组分引入的情况而言,下面描述的方法是用于一致形成该形态结构的优选制造方法。
将聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂、溴化聚碳酸酯阻燃剂、含镍着色剂、和在任选的基础上引入的其他组分以特定的比例混合,接着进给至装配有模喷嘴(die nozzle)的单螺杆或双螺杆挤出机。随后进行熔融混炼,并且将树脂组合物从模喷嘴挤出为线料形式,随后将其切断而制造粒料。
这里优选双螺杆挤出机用于熔融混炼机的使用。L/D,是螺杆的长度L(mm)与相同的螺杆的直径D(mm)之比,优选满足15<(L/D)<100的关系,更优选满足20<(L/D)<80。例如,当该比例在15以下时,变得难以使成形体的表层中的溴化聚碳酸酯阻燃剂相的长径/短径比在1至5的范围,因而这是不期望的。相反,当L/D在100以上时,溴化聚碳酸酯阻燃剂的热劣化会是显著的,因而这也是不期望的。
对模喷嘴的形状没有特别限定,但是从粒料形状的观点出发,优选直径为1至10mm的圆形喷嘴,并且更优选直径为2至7mm的圆形喷嘴。
关于原料至诸如挤出机等熔融混炼机的进给,优选地溴化聚碳酸酯阻燃剂、含镍着色剂、和在任选的基础上引入的另外的组分在熔融混炼之前预先共混,并且将该预共混物从与聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的进料器分开配置的进料器进给至诸如挤出机等熔融混炼机。当含镍着色剂以母料的形式共混时,优选地将它与聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂初步共混并且从与另外的组分的预共混物的进料器分开的进料器进给至诸如挤出机等熔融混炼机。优选这样的进给方法的使用,因为它们促进使成形体的表层中的溴化聚碳酸酯阻燃剂相的长径/短径比在1至5的范围,并且进一步促进激光熔接性和阻燃性二者的实现。
熔融混炼期间的树脂组合物的熔融温度优选为200℃至330℃和更优选为220℃至315℃。在低于200℃的熔融温度时,熔融变得不令人满意,并且容易生成大量的未熔融的凝胶,使这不期望。相反,在高于330℃时,树脂组合物经历热劣化,并且变色容易发生,使这不期望。
熔融混炼期间的螺杆旋转速度优选为50至1,200rpm和更优选为80至1,000rpm。当螺杆旋转速度小于50rpm时,趋向于难以使成形体的表层中的溴化聚碳酸酯阻燃剂的长径/短径比在1至5的范围。在引入锑化合物的情况下,在高于1,200rpm时,锑化合物易于聚集,然后激光光透过性和机械特性会降低,因而这是不期望的。
输出量优选为10至2,000kg/hr和更优选为15至1,800kg/hr。输出量优选在指定的范围,因为这促进成形体的表层中的溴化聚碳酸酯阻燃剂的长径/短径比在1至5的范围,并且在引入锑化合物的情况下,抑制了由锑化合物的聚集引起的激光光透过性和机械特性的降低的发生。
树脂组合物在模喷嘴处的剪切速度优选为50至10,000sec-1,更优选为70至5,000sec-1,再更优选为100至1,000sec-1。该剪切速度通常通过树脂组合物的输出量和模喷嘴截面的形状来确定,并且例如,当模喷嘴具有圆形截面时可使用γ=4Q/πr3来计算。这里,γ表示剪切速度(sec-1),Q表示每1个模喷嘴的树脂组合物的输出量(cc/sec),r表示模喷嘴截面的半径(cm)。
从模喷嘴以线料形式挤出的树脂组合物通过使用例如造粒机切断为粒料。本发明中,优选冷却线料从而使在切断时的线料的表面温度优选为30℃至150℃,更优选为35℃至135℃,还更优选为40℃至110℃,特别优选为45℃至100℃。冷却通常通过诸如空气冷却、和水冷却等的方法来进行,但是从冷却效率的观点出发,优选水冷却。关于该水冷却,可通过将线料通过充满水的水槽中来进行冷却,并且通过调节水温和冷却时间可实现期望的线料表面温度。当以此方式制造的粒料具有圆柱形状时,直径优选为1至9mm,更优选为2至8mm,还更优选为3至6mm,长度优选为1至11mm,更优选为2至8mm,还更优选为3至6mm。
另外,通过使在模喷嘴处的剪切速度γ(sec-1)与在线料切断时的线料表面温度T(℃)之间的关系满足下述的关系:
1.5×103<(γ·T)<1.5×106
成形体的表层上的溴化聚碳酸酯阻燃剂相的长径/短径比则容易造成1至5的范围,并且进一步促进激光熔接性和阻燃性二者的实现。此外,当(γ·T)的值在1.5×103以下时,由于树脂组合物的各组分的不良分散,成形品的表面容易显示表皮粗糙现象(roughskin phenomenon),并且激光光透过性、阻燃性、和机械特性等等趋向于不稳定。相反,超过1.5×106是不期望的,因为在引入锑化合物的情况下,锑化合物经历聚集,并且激光光透过性和机械特性会降低。(γ·T)的下限更优选为3.3×103,上限更优选为9.5×105
为了将(γ·T)的值调节至指定的范围,可使用前述剪切速度和线料表面温度的调节。
具有上述的形态结构的热塑性聚酯系树脂材料可在本发明中使用上述优选的条件之一或使用其多个的组合来制造。然而,采用由此(γ·T)的值满足上式的制造条件是特别有效的。
通过采用这样的热塑性聚酯系树脂材料的制造方法来促进具有上述形态结构的激光熔接用成形体的稳定的制造。然而,具有上述形态结构的成形体的制造方法不限于该即时的方法(instant method),并且可以在得到所述的优选的形态结构的程度使用其他方法。
此外,还优选使用热塑性聚酯树脂组合物和以下1)至3)的方法·条件来制造成形体,以便实现具有上述形态结构的成形体的容易和稳定的形成。
1)对于引入锑化合物的情况,三氧化二锑作为与热塑性聚酯树脂的母料用于共混。通过这样做,如上所述的优选的形态结构以稳定和迅速的方式形成。
2)作为溴化聚碳酸酯阻燃剂中的杂质的氯化合物的含量优选为通常0.3质量%以下,优选为0.2质量%以下,更优选为0.15质量%以下,还更优选为0.08质量%以下,特别优选为0.03质量%以下。通过以此方式控制,如上所述的优选的形态结构以稳定的方式容易地形成。
氯化合物杂质例如是,氯化双酚化合物等等,并且在高于上述指定的量时的氯化双酚化合物的存在阻碍本发明优选的形态结构的稳定形成。当通过在270℃×10分钟时加热而产生的气体通过气相色谱法分析时,氯化合物含量可以作为以癸烷换算的值定量。
3)使热塑性聚酯系树脂材料中的游离的溴、氯和硫的量在特定的量以下也有效地促进优选的形态结构的稳定形成。游离溴的量优选为800质量ppm以下,更优选为700质量ppm以下,还更优选为650质量ppm以下,特别优选为480质量ppm以下。另外,因为其除去成0质量ppm的含量要求经济上承受不住的纯化水平,所以这里的下限值通常为1质量ppm,优选为5质量ppm,更优选为10质量ppm。
游离氯的量优选为500质量ppm以下,更优选为350质量ppm以下,还更优选为200质量ppm以下,特别优选为150质量ppm以下。热塑性聚酯系树脂材料中的氯含量不限定,并且包括树脂组合物中存在的氯的任意的状态或·条件。由于氯从各种环境下引入,例如,使用的原料、添加剂和催化剂,聚合氛围,树脂用冷却水等等,所以从所有这些来源引入的总量优选控制为500质量ppm以下。
游离硫的量优选为250质量ppm以下,更优选为200质量ppm以下,还更优选为150质量ppm以下,特别优选为100质量ppm以下。热塑性聚酯系树脂材料中的硫含量不限定,并且包括树脂组合物中存在的硫的任意的状态或·条件。由于硫从各种环境下引入,例如,使用的原料、添加剂和催化剂,聚合氛围等等,所以从所有这些来源引入的总量优选控制为250质量ppm以下。
热塑性聚酯系树脂材料中的游离的溴、氯和硫含量可通过热解离子色谱法(pyrolysis ion chromatography)来测量。具体地,通过使用出自Mitsubishi ChemicalAnalytech Co.,Ltd.的"Model AQF-100"自动样品燃烧装置在氩气气氛中在270℃的条件下加热树脂组合物10分钟而产生的溴、氯和硫的量可通过使用出自Nippon Dionex K.K.的"ICS-90"的定量来测定。
这些方法·条件1)至3)优选单独或其多种的组合使用,并且更多的可能性还通过它们与前述热塑性聚酯系树脂材料的制造条件的组合使用来提供。
关于注射成形,多种方法可用于使成形体具有上述优选的形态结构,例如,通过成形机条件的选择,例如,注射成形机的螺杆结构、螺杆和料筒的内壁的加工、喷嘴直径、模具结构等等;成形条件的调节,例如,塑化、计量和注射时间等等;其他组分至成形材料中的添加。特别地,关于塑化、计量和注射时间的条件,优选地,调节例如料筒温度、背压(backpressure)、螺杆旋转速度、和注射速度等等。例如,在调节料筒温度的情况下,它优选设定为230℃至280℃,更优选为240℃至270℃。在调节背压的情况下,它优选设定为2至15MPa,更优选为4至10MPa。在调节螺杆选择速度的情况下,它优选设定为20至300rpm,更优选为20至250rpm。在调节注射速度的情况下,它优选设定为5至1,000mm/sec,更优选为10至900mm/sec,还更优选为20至800mm/sec或30至500mm/sec。
热塑性聚酯系树脂材料的所得成形体用于激光熔接。对激光熔接方法没有特别限定,激光熔接可通过一般的方法来进行。将热塑性聚酯系树脂材料的成形体(第一构件)定位在透过侧并且使其接触(特别是至少熔接部位的面接触)相对的树脂成形体(第二构件,待接合的物体),将两个成形体通过激光光的照射熔接,从而一体化且提供了单一的成形品。
实施例
参考以下提供的实施例更具体地说明本发明,但是这不应意味着本发明限于以下实施例。
以下实施例和比较例中使用的各组分如下表1中所示。
[表1]
Figure BDA0004027166590000411
[熔接用激光透过材料的制造]
将上述表1中表明的各组分以下述表2中的表明的用于透过材料组成A至G的量(在所有情况下都是质量份)共混,并且将它在250℃下使用30mm排气式双螺杆挤出机混炼,然后线料挤出,从而得到透过材料组成A至G的粒料。
树脂组合物的结晶温度(Tc)作为放热峰的峰顶温度(peak top temperature)使用差示扫描量热仪(DSC)("Pyris Diamond",PerkinElmer Inc.)测量。具体地,在氮气氛下,温度从30℃以20℃/min的加热速度升高至300℃,在300℃下维持3分钟,然后将温度以20℃/min的冷却速度降低,以观察峰顶温度。
结果在表2中给出。
使用出自Takara Kogyo Co.,Ltd.的Melt Indexer,将所得粒料在120℃下干燥5小时,接着在250℃和5kgf的负荷、或280℃和2.16kgf的负荷的条件下测量每单位时间的熔体流量MVR(单位:cm3/10min)。
结果在表2中给出。
将所得的透过材料组成A至G的粒料在120℃下干燥5小时,之后三类成形品,即长60mm×宽60mm和厚0.75mm、1mm、或1.5mm,通过注射成形使用注射成形机(NEX80-9E,NisseiPlastic Industrial Co.,Ltd.)和255℃的料筒温度、60℃的模具温度、73mm/sec的注射速度和48cm3/sec的注射率来制造。
实际模具温度在制造期间测量。两个测量部位固定在模具的可移动侧和固定侧,并且对于成形品而言,如图1中所示,这些部位距离膜状浇口(film gate)1为15mm。通过使用接触式模具温度计测量的模具表面温度证实在60℃±3℃的范围。
如图1中所示,宽10mm×长40mm的透过材料1(部位-1)至透过材料3(部位-3)从所得成形品在距离膜状浇口1为10mm、25mm、和40mm的位置处切出。
除了注射速度变为100mm/sec和注射率变为66cm3/sec之外以相同的方式进行,透过材料1(部位-1)至透过材料3(部位-3)在距离膜状浇口1为10mm、25mm、和40mm的位置处切出。图1中的附图标记4表明下述的激光熔接评价中的激光照射位置。
在如上所述得到的各透过材料的中心处的激光透过率(单位:%)使用分光光度计("UV-3100PC",Shimadzu Corporation)在940nm的波长下测量。
结果在表2中给出。
[表2]
Figure BDA0004027166590000441
[激光熔接评价]
(实施例1至15和比较例1至13)
在如上所述得到且在表2中记载的透过材料中,厚度为1mm和1.5mm的透过材料在透过侧使用以便进行以下的激光熔接试验,其中各个透过材料具有表3(1mm厚度)和表4(1.5mm厚度)中给出的透过材料组成、部位、注射速度、注射率、表面行进系数和透过率。
除了使用具有下面给出的组成的激光吸收材料树脂组合物之外,使用在如上述对于透过材料一样的过程中得到的粒料,像前述的透过材料一样的成形品,即长60mm×宽60mm×厚1mm,在料筒温度为255℃、模具温度为60℃、注射速度为73mm/sec、注射率为48cm3/sec和表面行进系数为480cm3/sec·cm的条件下成形。就像透过材料一样,部位-2从所得成形品中切出,并且它用作激光吸收用构件(吸收材料A)。
聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂NOVADURAN(注册商标,Mitsubishi Engineering-Plastics Corporation)5008:67.4质量%
玻璃纤维T-187(Nippon Electric Glass Co.,Ltd.):30质量%
稳定剂Adeka Sizer EP-17(ADEKACorporation):0.4质量%
稳定剂Adeka Stab AO-60(ADEKACorporation):0.2质量%
炭黑母料(80质量%的NOVADURAN 5008和20质量%的炭黑):2质量%
用如图2中所示重叠的透过材料和吸收材料进行激光照射。图2(a)是从侧面观察透过材料和吸收材料的图,图2(b)是从上方观察透过材料和吸收材料的图。附图标记2表示激光透过材料1至3(10mm宽,40mm长,且0.75mm、1mm、或1.5mm厚);3表示前述的激光吸收材料(10mm宽、40mm长、1mm厚),其为待熔接的相对材料;4表示激光照射的位置。
透过材料2和吸收材料3如图2中一样重叠,并且用激光光从透过材料2侧照射。
使用出自Fine Device Co.,Ltd.的激光装置(140W激光,纤维芯直径=0.6mm),在940nm的激光波长、40mm/秒的激光扫描速度、10mm的扫描长度、20W(对于1mm厚度)或50W(对于1.5mm厚度)的激光功率、0.4MPa的压力和79.7mm的激光头与透过材料2之间的距离的条件下,进行激光熔接。
对于激光熔接制品,测量激光熔接强度。在熔接强度的测量中,使用拉伸试验机("Model 5544",Instron),其中将已彼此熔接一体化的透过材料2和吸收材料3用沿长轴方向的两端的夹持器(clamp)夹住并且以5mm/分钟的拉伸速度牵拉,进行评价。激光熔接强度由熔接部的拉伸剪切断裂强度来给出。
熔接试验的结果在下表3、4和5中给出。
[表3]
Figure BDA0004027166590000461
[表4]
Figure BDA0004027166590000471
[表5]
Figure BDA0004027166590000472
(实施例16至18)
除了使用具有下面表6中给出的组成的激光吸收材料树脂组合物之外,使用通过与前述透过材料相同的方式得到的粒料,像前述的透过材料一样的成形品,即长60mm×宽60mm×厚1mm,在料筒温度为255℃、模具温度为60℃、注射速度为73mm/sec、注射率为48cm3/sec和表面行进系数为480cm3/sec·cm的条件下成形。就像透过材料一样,部位-2的部分从所得成形品中切出,并且该部分用作激光吸收用构件(吸收材料B至D)。
[表6]
Figure BDA0004027166590000491
除了使用上述的吸收材料B至D以外与实施例1中一样进行,通过对具有透过材料组成A的透过材料(部位-2)激光熔接进行熔接试验,结果在下表7中给出。
[表7]
实施例 16 17 18
吸收材料 B C D
透过材料 A A A
熔接强度(N,20W,40mm/s) 250 253 224
(实施例19至21)
使用下述表8中说明的各组分。
[表8]
Figure BDA0004027166590000501
在上述表8中记载的组分中,将除了聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂、含镍着色剂母料和玻璃纤维以外的其他组分以下述表9中表明的量(质量份)在混合机(blender)中预共混(共混物1)。聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和含镍着色剂母料也使用混合机以表8中给出的量(质量份)预共混(共混物2)。将所得共混物1和共混物2各自从两个独立和专用的进料器进给至料斗以提供表8中给出的比例(质量份)。使用30mm排气式双螺杆挤出机("TEX30α",TheJapan Steel Works,Ltd.),在玻璃纤维通过第7侧进料器从料斗中进给的同时,将这些共混物熔融混炼且在以下条件下进行线料挤出:挤出机筒管设定温度C1至C15为270℃;模具为260℃;输出为80kg/hr;螺杆旋转速度为280rpm;喷嘴中5个孔口(圆形(4mmφ),长度=1.5cm);剪切速度(γ)为664sec-1。挤出后即刻的线料温度为275℃。
将挤出的线料引入具有调整到40℃至80℃范围的温度的水浴中来冷却。线料表面温度(T)作为用红外线温度计测量的温度冷却至110℃(γ·T=7.3×104),并将线料引入造粒机且切断从而得到聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂组合物的粒料。
除了已指定的那些之外,所得树脂组合物粒料的特性对下述的试验片评价,所述试验片通过使用注射成形机(J-85AD,The Japan Steel Works,Ltd.)在料筒温度为255℃、模具温度为80℃、注射压力为150MPa、注射保压时间(injection dwelling time)为15秒、冷却时间为15秒、注射速度为65mm/sec、背压为5MPa和螺杆旋转速度为100rpm的条件下注射成形来提供。将树脂组合物粒料在120℃下干燥6至8小时直至在成形之前的即刻。
将通过上述方法得到的树脂组合物粒料在120℃下干燥6小时,长60mm×宽60mm×厚0.75mm的成形品通过使用注射成形机(NEX80-9E,Nissei Plastic Industrial Co.,Ltd.)在料筒温度为255℃、模具温度为60℃、注射速度为100mm/sec、注射率为66cm3/sec和表面行进系数为880cm3/sec·cm的条件下注射成形由其(该树脂组合物粒料)来制造。
宽10mm×长40mm的透过材料从所得成形品中距膜状浇口1为40mm的位置处(部位-3)切出,如图1中所示。
进行以下评价。
(1)透过率
在如上所述得到的透过材料的中心处的激光透过率(单位:%)使用分光光度计("UV-3100PC",Shimadzu Corporation)在940nm的波长下测量。
(2)阻燃性
UL94试验用试验片(125mm×12.5mm×3.0mmt)从所得树脂组合物粒料成形,并且基于UL94标准评定V-0、V-1、或V-2的评级。
(3)弯曲强度
ISO多用途试验片(4mm厚度)从所得树脂组合物粒料成形,并且最大弯曲强度(单位:MPa)在23℃的温度下基于ISO178测量。
(4)翘曲性
使用出自Sumitomo Heavy Industries,Ltd.的"Model SE-50D"注射成形机,将所得树脂组合物粒料使用250℃的料筒温度和80℃的模具温度、在20分钟的在料筒内的滞留时间之后成形为具有图4中示出的直长方体形状(rectangular parallelepiped shape)的箱型成形体。
图4是用于评价翘曲性能的箱型成形体的透视图,显示了其中底侧朝向上的状态。箱型成形体具有25mm的宽度、30mm的长度和25mm的深度。对于底侧而言厚度是1mm,其他地方厚度是0.5mm。浇口是位于附图中的前侧的中心的单点浇口(图4中的G)。
将它以箱的底面朝向上固定,并且当附图中的背侧的表面沿箱的内侧方向经历向内翘曲时,测量在背侧的顶端的向内翘曲的长度L(单位:mm)。
这里的值越小表明成形品的向内翘曲的量越小,因而表明尺寸精确度越好。
(5)表层部中的溴化聚碳酸酯阻燃剂相的长径/短径比
使用出自Leica的"UC7",用金刚石刀从在如上所述得到的透过材料的中心处的表层部(截面与树脂组合物流动的方向平行,对于截面中深度小于20μm的表层部而言)切出厚度为300nm的超薄切片(ultrathin section)。用四氧化钌给所得的超薄切片染色210分钟,然后传递至使用出自Hitachi High-Technologies Corporation的"SU8020"扫描电子显微镜的在1.5至2kV的加速电压下的SEM观察。
由实施例20中得到的成形体的表层部的SEM/EDS分析提供的背散射电子图像的照片在图3中示出。
对50个溴化聚碳酸酯阻燃剂相测量溴化聚碳酸酯阻燃剂相的长径和短径,并且确定它们的平均值。
(6)激光熔接评价
激光熔接试验使用如上所述得到的激光透过材料作为透过侧来进行。
除了使用具有以下给出的组成的树脂组合物以外,使用通过与前述的透过材料相同的方式得到的粒料,长60mm×宽60mm×厚1mm的成形品在料筒温度为255℃、模具温度为60℃、注射速度为100mm/sec、注射率为66cm3/sec和表面行进系数为880cm3/sec·cm的条件下成形。所得成形品以与前述透过材料中相同的方式切出,从而用作激光吸收用构件。
聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂NOVADURAN(注册商标,Mitsubishi Engineering-Plastics Corporation)5008:67.4质量%
玻璃纤维T-187(Nippon Electric Glass Co.,Ltd.):30质量%
稳定剂Adeka Sizer EP-17(ADEKACorporation):0.4质量%
稳定剂Adeka Stab AO-60(ADEKACorporation):0.2质量%
炭黑母料(80质量%的NOVADURAN 5008和20质量%的炭黑):2质量%
将透过材料2和吸收材料3如图2中一样重叠,用激光光从透过材料2侧照射。
激光熔接强度:
使用出自Fine Device Co.,Ltd.的激光装置(140W激光,纤维芯直径=0.6mm),且使用940nm的激光波长、40mm/秒的激光扫描速度、10mm的扫描长度、20W的激光功率、0.4MPa的压力和79.7mm的激光头与透过材料2之间的距离,进行激光熔接。
激光熔接强度使用通过借由熔接一体化而提供的熔接制品来测量。关于熔接强度的测量,使用拉伸试验机("Model 5544",Instron),通过将熔接一体化的透过材料2和吸收材料3用沿长轴方向的两端的夹持器夹住并且以5mm/分钟的拉伸速度牵拉,进行评价。激光熔接强度由熔接部的拉伸剪切断裂强度(单位:N)来给出。
激光熔接加工性:
除了激光扫描速度之外,在与激光熔接强度的测量中相同的条件下,在激光扫描速度以5mm/秒步幅改变的情况下进行激光熔接试验。确定实现100N以上的激光熔接强度的最快的扫描速度,以用作激光熔接加工性的指数。扫描速度越快表明激光熔接时间越短且激光熔接加工性越好。
前述的结果在表9中给出。
[表9]
Figure BDA0004027166590000551
产业上的可利用性
根据本发明的激光熔接用构件具有优越的激光透过性和激光熔接加工性。通过将该构件激光熔接而提供的成形品显示了优异的熔接强度,并且可以有利地用于例如,如汽车等运输机器用电子部件、电气电子设备部件、工业机器用部件、和消费品用部件。
附图标记说明
1膜状浇口
2激光吸收材料2
3激光透过材料3
4激光照射的位置

Claims (13)

1.一种激光熔接用构件,其通过将热塑性聚酯系树脂材料注射成形来获得,其中
所述构件中的待激光熔接的部位在位于距注射成形模具的浇口15mm以上的位置处,且对具有940nm波长的激光光具有45%以上的透光率,
所述热塑性聚酯系树脂材料包括聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂、聚苯乙烯和/或含有丁二烯橡胶的聚苯乙烯、和聚碳酸酯树脂,并且含有30至90质量%的所述聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂、1至50质量%的所述聚苯乙烯和/或含有丁二烯橡胶的聚苯乙烯、和1至50质量%的所述聚碳酸酯树脂,相对于聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂、聚苯乙烯和/或含有丁二烯橡胶的聚苯乙烯、和聚碳酸酯树脂的总和100质量%,
所述热塑性聚酯系树脂材料还含有磷系稳定剂。
2.根据权利要求1所述的激光熔接用构件,其中所述热塑性聚酯系树脂材料在如下述定义的注射率为10至300cm3/sec的条件下注射成形:
注射率:每单位时间从注射成形机的输出喷嘴注射进模腔的树脂材料的容积。
3.根据权利要求1或2所述的激光熔接用构件,其中所述热塑性聚酯系树脂材料在如下述定义的表面行进系数为100至1200cm3/sec·cm的条件下注射成形:
表面行进系数:通过将所述注射率除以注射了树脂材料的模腔的厚度而得到的值。
4.根据权利要求1或2所述的激光熔接用构件,其中所述热塑性聚酯系树脂材料的在250℃和5kg负荷的条件下测量的熔体流量为10cm3/10min以上。
5.根据权利要求1或2所述的激光熔接用构件,其中所述含有丁二烯橡胶的聚苯乙烯为高抗冲击聚苯乙烯。
6.根据权利要求1或2所述的激光熔接用构件,其中所述磷系稳定剂为有机磷酸酯化合物。
7.根据权利要求1或2所述的激光熔接用构件,其用于在激光透过侧的构件。
8.一种成形品,其通过将根据权利要求1或2所述的第一激光熔接用构件与由激光吸收性树脂材料构成的第二构件从所述第一激光熔接用构件侧借由用激光光照射而激光熔接来获得。
9.一种激光熔接成形品的制造方法,所述激光熔接成形品是通过将热塑性聚酯系树脂材料注射成形得到的第一激光熔接用构件与由激光吸收性树脂材料构成的第二构件从所述第一激光熔接用构件侧借由用激光光照射而激光熔接来获得,其中
所述第一构件中的待激光熔接的部位在位于距注射成形模具的浇口15mm以上的位置处,且对具有940nm波长的激光光具有45%以上的透光率,
所述热塑性聚酯系树脂材料包括聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂、聚苯乙烯和/或含有丁二烯橡胶的聚苯乙烯、和聚碳酸酯树脂,并且含有30至90质量%的所述聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂、1至50质量%的所述聚苯乙烯和/或含有丁二烯橡胶的聚苯乙烯、和1至50质量%的所述聚碳酸酯树脂,相对于聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂、聚苯乙烯和/或含有丁二烯橡胶的聚苯乙烯、和聚碳酸酯树脂的总和100质量%,
所述热塑性聚酯系树脂材料还含有磷系稳定剂。
10.根据权利要求9所述的激光熔接成形品的制造方法,其中所述热塑性聚酯系树脂材料在如下述定义的注射率为10至300cm3/sec的条件下注射成形:
注射率:每单位时间从注射成形机的输出喷嘴注射进模腔的树脂材料的容积。
11.根据权利要求9或10所述的激光熔接成形品的制造方法,其中所述热塑性聚酯系树脂材料在如下述定义的表面行进系数为100至1200cm3/sec的条件下注射成形:
表面行进系数:通过将所述注射率除以注射了树脂材料的模腔的厚度而得到的值。
12.根据权利要求9或10所述的激光熔接成形品的制造方法,其中所述含有丁二烯橡胶的聚苯乙烯为高抗冲击聚苯乙烯。
13.根据权利要求9或10所述的激光熔接成形品的制造方法,其中所述磷系稳定剂为有机磷酸酯化合物。
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