DE60118034T2

DE60118034T2 - Gefärbte thermoplastische harzzusammensetzungen für das laserschweissen, farbmittel hierfür aus mischungen von anthrachinon- und monoazokomplexfarbstoffen sowie daraus hergestelltes formteil

Info

Publication number: DE60118034T2
Application number: DE60118034T
Authority: DE
Inventors: Reiko Utsunomiya KOSHIDA; Yoshiteru Hatase; Ryuichi Machida HAYASHI
Original assignee: Orient Chemical Industries Ltd; EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: Orient Chemical Industries Ltd; EIDP Inc
Priority date: 2000-11-13
Filing date: 2001-11-13
Publication date: 2006-10-12
Anticipated expiration: 2021-11-14
Also published as: AU2002246661A1; ES2260329T3; DE60118034D1; EP1334148A2; WO2002059191A3; JP2004521972A; EP1334148A4; CN1894318A; CN100413915C; ATE320469T1; WO2002059191A2; DK1334148T3; KR100791207B1; CA2424133A1; JP4040466B2; EP1334148B1; KR20030064785A; PT1334148E

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind thermoplastische Harzzusammensetzungen, die schwarze Farbstoffe enthalten und zum Laserschweißen geeignet sind. Gegenstand der Erfindung sind insbesondere solche Zusammensetzungen, die als Farbstoffe Gemische aus Aminsalzen von Anthrachinonfarbstoffen und Monoazo-Komplexfarbstoffen aufweisen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Es ist im Stand der Technik bekannt, dass zwei aus Harzen (und opak bzw. transparent) hergestellte Gegenstände durch ihre Positionierung in Kontakt miteinander verbunden werden, wobei eine prädeterminierte Menge eines auf die Verbindungsstelle von ihnen fokussierten Laserstahls durchgelassen wird und das Schmelzen des Anteils der Verbindungsstelle und das Miteinanderverbinden („Laserschweißen") veranlasst werden. Es ergeben sich mehrere Vorteile aus dem Laserschweißen im Vergleich zu üblichen Verfahren zum Verbinden von Kunststoffteilen miteinander. Laserschweißen ist zum Beispiel aufgrund seines einfachen Verfahrens, der Arbeitseinsparung, der Verbesserung der Produktivität, der klaren Verbindungsstellen und Reduktion der Herstellungskosten überall bekannt. Es ist in verschiedenen Applikationen, einschließlich der Herstellung geformter Gegenstände, einschließlich Hohlformen, in den Automobilindustrien und in den Elektro- und Elektronikindustrien nützlich. In jüngerer Zeit hat sich die Arbeit auf dem Gebiet des Mischens von thermoplastischem Harz und einem Farbstoff, enthaltend einen organischen Farbstoff oder ein organisches Pigment intensiviert. Eine bessere Kontrolle der Umwandlung von Laserenergie in Wärme wird durch das Zufügen solcher Farbstoffe zu den Harzen erreicht. Laserstrahlen durchdringen transparente Gegenstände, die dichter an der Laserstrahlquelle positioniert sind und werden größtenteils im opaken Gegenstand, der im Vergleich zum vorstehend erwähnten transparenten Gegenstand einen relativ höheren Absorptionskoeffizienten aufweist, absorbiert. Eine sorgfältige Aufmerksamkeit auf die Menge der Farbstoffe darin führt dazu, dass die Verbindungsstellenanteile geschmolzen und die Gegenstände miteinander verbunden werden.
Siehe zum Beispiel das veröffentlichte Japanische (Koukoku) Patent Nr. 62-49850 und das veröffentlichte Japanische (Koukoku) Patent Nr. 5 (93)-42336. Andere mit dem Laserschweißen in Verbindung stehende Harzzusammensetzungen, die transparente und opake Werkstückteile offenbaren, die an einer Verbindungszone entlang durch einen Laserstrahl zusammengeschweißt werden, sind im US-Patent Nr. 5893959 beschrieben. Beide Teile enthalten Pigmente eines schwarzen Farbstoffs, wie zum Beispiel Rußschwarz, um sie dazu zu veranlassen, selbst nach dem Schweißen einen im Wesentlichen homogenen visuellen Eindruck zu bieten.
Andere Erläuterungen des Laserschweißens von Zusammensetzungen sind im US-Patent Nr. 5893959 zu finden. So kann zum Beispiel die Farbe der thermoplastischen Komponenten Schwarz (Rußschwarz oder Nigrosin) sein, die allgemein und überall in der Automobilindustrie unter anderen Applikationen gefunden wird. Rußschwarz und Nigrosin können jedoch keinen Laserstrahl mit einer Hauptwellenlänge im Infrarotbereich (1200 nm bis 800 nm), wie zum Beispiel einen Nd:YAG-Laser und einen Diodenlaser, die beide in den Industrien überall eingesetzt werden, durchlassen.
Es wurde nun überraschend gefunden, dass thermoplastische Harzzusammensetzungen, beide von schwarzem Aussehen, für Laser-geschweißte geformte Gegenstände, sowohl für die transparenten als auch opaken Teile, die dem Laserstrahl ausgesetzt werden, verwendet werden können. Eine signifikant verbesserte Durchlässigkeit von nahem Infrarotlicht des Laserstrahls, mit ausgezeichneter und ausgeglichener Wärmebeständigkeit und mechanischen Eigenschaften, wie sie in Applikationen im Automobilbereich erforderlich sind, wird durch Einschluss eines spezifischen gewichtsprozentigen Anteils von schwarzen Farbstoffen, umfassend ein Gemisch aus Aminsalzen von Anthrachinonfarbstoffen, die durch Reaktion von Anthrachinon-Säurefarbstoffen gebildet wurden, erreicht.
Unter Verwendung dieser Komponenten können thermoplastische Harzzusammensetzungen zum Laserschweißen und zum Aufweisen von Verbesserungen in der Formbarkeit, Löslichkeit im thermoplastischen Harz, Auslauf- und Anlaufbeständigkeit ebenso wie den Durchlassgrad für die Wellenlänge eines Laserstrahls und Chemikalienbeständigkeit genutzt werden.
Gegenstand dieser Erfindung sind thermoplastische Zusammensetzungen zum Laserschweißen, umfassend: 1) thermoplastisches Harz und 2) einen Laser-durchlassenden schwarzen Farbstoff, der Laserlicht im nahen Infrarotbereich von 800–1200 nm durchlässt, umfassend Aminsalze von einem Anthrachinonfarbstoff, der Farben von Blau, Violett oder Grün aufweist, und einen Monoazo-Komplexfarbstoff, bei dem es sich um einen schwarzen Farbstoff handelt.
Gegenstand dieser Erfindung ist die Verbesserung thermoplastischer Harzzusammensetzungen zum Laserschweißen, umfassend thermoplastisches Harz und mindestens einen schwarzen Farbstoff, umfassend ein Gemisch aus (i) Aminsalzen von Anthrachinonfarbstoffen der Formel [I] oder der Formel [II] und (ii) einem Monoazo-Komplexfarbstoff der Formel [III]. Formel [I] ist wie folgt:
worin R¹ bis R⁸, die gleich oder verschieden sein können, unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, bestehend aus H, Alkyl, Aryl, Alkenyl, Alkoxy, Amino, Hydroxy, einem Halogenatom, Acyl, Acyloxy, Acylamid, Acyl-N-alkylamid, Carboxyl, Alkoxycarbonyl, Cyclohexylamid, Sulfonyl, Formel [I-a] oder -Y-W, und mindestens eines von R¹ bis R⁸ aus der Formel [I-a] besteht; worin Y für S, O oder NH steht; und worin W aus einer nicht substituierten oder substituierten Alkylgruppe, Alkenylgruppe; und einer nicht substituierten oder substituierten Arylgruppe ausgewählt ist; worin (Z)ⁿ⁺ ein Ammoniumion oder ein sich aus einer organischen Aminverbindung oder einem basischen Farbstoff herleitendes Kation darstellt, worin n für 1 oder 2 steht, m¹ eine ganze Zahl von 1 bis 4 darstellt; und worin K¹ das Verhältnis von m¹/n darstellt.
Formel [I-a] stellt Folgendes dar:
worin X für O oder NH steht, und R⁹ bis R¹³, die gleich oder verschieden sein können, unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, bestehend aus H, Alkyl, Aryl, Alkenyl, Alkoxy, Amino, N-Alkylamid, N-Arylamid, Hydroxy, einem Halogenatom, Acyl, Acyloxy, Acylamid, Acyl-N-alkylamid, Carboxyl, Alkoxycarbonyl, oder Sulfonyl, und mindestens eines von R¹ bis R⁸ und R⁹ bis R¹³ eine Sulfonylgruppe darstellt.
Formel [II] stellt Folgendes dar:
worin R⁴⁷ bis R⁵², die gleich oder verschieden sein können, unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, bestehend aus H, Alkyl, Aryl, Alkenyl, Alkoxy, Amino, N-Alkylamid, N-Arylamid, Hydroxy, einem Halogenatom, Acyl, Acyloxy, Acylamid, Acyl-N-alkylamid, Carboxyl, Alkoxycarbonyl oder Sulfonyl, und mindestens eines von R⁴⁷ bis R⁵² aus Sulfonyl besteht; und die Formel J in Formel [II] aus der Formel [II-a] oder der Formel II-b] ausgewählt ist und zwei Anthrachinone verbindet. Formel [II-a]:
oder Formel [II-b]:
worin R⁵³ bis R⁵⁴, die gleich oder verschieden sein können, unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, bestehend aus Alkyl (mit 1 bis 8 Kohlenstoffatom(en)) oder Wasserstoff, und worin (F)^h+ Folgendes darstellt: ein Ammoniumion oder ein Kation, das sich von einer organischen Aminoverbindung oder einem basischen Farbstoff herleitet, worin h für 1 oder 2 steht, m⁴ eine ganze Zahl von 1 bis 4 darstellt und K⁴ das Verhältnis von m⁴/h darstellt. Der Monoazo-Komplexfarbstoff der Formel [III] ist wie folgt:
worin R³⁹ und R⁴¹, die gleich oder verschieden sein können, Cl, SO₂(-R⁴⁴)(-R⁴⁵), oder SO₂R⁴³ darstellen; R⁴⁴ und R⁴⁵, die gleich oder verschieden sein können, unabhängig ein Wasserstoffatom, lineares oder verzweigtes C₁-C₄-Alkyl darstellen; R⁴³ lineares oder verzweigtes C₁-C₄-Alkyl darstellt; R⁴⁰ und R⁴², die gleich oder verschieden sein können, Wasserstoff, eine lineare oder verzweigte C₁-C₁₈-Alkylgruppe, eine lineare oder verzweigte C₂-C₁₈-Alkenylgruppe, Sulfonamidgruppe, Carboxylgruppe, Mesylgruppe, Hydroxylgruppe, C₁-C₁₈-Alkoxygruppe, Acetylaminogruppe, Benzoylaminogruppe, ein Halogenatom oder -CONH-R⁴⁶ darstellen; R⁴⁶ eine funktionelle Gruppe darstellt, die aus nicht substituiertem oder substituiertem linearem oder verzweigtem C₁-C₁₈-Alkyl oder einer nicht substituierten oder substituierten C₆-C₁₈-Arylgruppe ausgewählt ist; L₁ und L₂ unabhängig O oder COO darstellen; (E)⁺ für H⁺ steht; Kationen von Alkalimetallen, ein Ammoniumion, Kationen von organischen Aminen aus der Gruppe ausgewählt sind, bestehend aus aliphatischen primären, sekundären und tertiären Aminen und einem quartären Ammoniumion; K³ eine ganze Zahl darstellt; m³ für 0, 1 oder 2 steht; und M¹ ein Metall mit einer Ionenvalenz von 2 bis 4, bevorzugt ein trivalentes Metall, wie zum Beispiel Cr, Fe, oder bivalentes Metall, wie zum Beispiel Cu, darstellt.
Unter Verwendung dieser Komponenten werden thermoplastische Harzzusammensetzungen zum Laserschweißen mit verbesserter Formbarkeit, Löslichkeit im thermoplastischen Harz, Auslauf- und Anlaufbeständigkeit ebenso wie Chemikalienbeständigkeit erhalten. Verbesserungen des Durchlassgrades für die Wellenlänge eines Laserstrahls, insbesondere bei Wellenlängen über 800 nm hinausgehend, durch Mischen der erwähnten Farbstoffsalze der Formel [I] oder Formel [II] mit Monoazo-Komplexfarbstoffen der Formel [III] bei prädeterminierten Gewichtsverhältnissen, werden auch besprochen. Das Gemisch dient insbesondere bei der signifikanten Verbesserung der Durchlässigkeit bei der Wellenlänge des Diodenlaserstrahls im Vergleich zu der durch Monoazo-Komplexfarbstoffe der Formel [III] allein. Diese Gemische verbessern sich bei der Wellenlänge des Diodenlaserstrahls, im Vergleich zu der, die mit dem Monoazofarbstoff allein beobachtet wird, viel mehr. Siehe im Allgemeinen WO 01/58997 A1 zwecks einer Besprechung der thermoplastischen Harze und Monoazo-Komplexfarbstoffe. Deshalb sind sie beim industriellen Diodenlaserschweißen von Interesse.
Die als eine der Komponenten verwendeten Aminsalze von Anthrachinonfarbstoffen, die im erfindungsgemäßen Farbstoff enthalten sind, weisen die Farben Blau, Violett oder Grün auf, und die Monoazo-Komplexfarbstoffe, die in den erfindungsgemäß verwendeten Farbstoffen enthalten sind, stellen schwarze Farbstoffe dar.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die hierin enthaltenen Zeichnungen besser verstanden werden.
1 stellt eine Ansicht der Gegenstände in Kontakt und mit einem Laserstrahl darauf gerichtet dar;
2 ist mit 1, aber mit Gegenständen der gleichen Farbe, identisch.
3–4 erläutern den in dieser Anmeldung durchgeführten Laserschweißtest.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorstehend erwähnten Farbstoffsalze der gewünschten Struktur, dargestellt durch die erfindungsgemäß verwendete Formel [I] oder Formel [II], werden durch allgemein bekannte Verfahren, zweckmäßigerweise durch zur Reaktion bringen des Anthrachinonfarbstoffs mit organischem Amin in einem Lösungsmittel hergestellt. Gemische aus Aminsalzen von Anthrachinonfarbstoffen werden durch zur Reaktion bringen von Anthrachinon-Säurefarbstoffen mit organischem Amin, insbesondere der Sulfonylgruppe, die im Farbstoff enthalten ist, der mit den Ammoniumsalzen aus organischem Amin reagiert, gebildet.
Geeignete Amine zur Verwendung bei der Herstellung der vorstehend erwähnten Anthrachinonfarbstoffe in Farbstoffen schließen aliphatisches Amin, alicyclisches Amin, Alkoxyalkylamin, Amin mit Alkanol, Diamin, Amin von Guanidinderivaten und aromatisches Amin ein.
Im Colour-Index aufgelistete und erfindungsgemäß nützliche basische Farbstoffe schließen folgende ein:
C.I. basischer roter Farbstoff: C.I. basisches Rot 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 17, 19, 20, 26, 27, 35, 36, 37, 48, 49, 52, 53, 54, 66, 68,
C.I. basischer blauer Farbstoff C.I. basisches Blau 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 18, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 35, 36, 37, 45, 46, 47, 49, 50, 55, 56, 60, 62, 67, 75, 77, 79, 80, 81, 83, 87, 88, 89, 90, 94, 95, 96, 97,
C.I. basischer violetter Farbstoff C.I. basisches Violett 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 20, 21, 23, 24, 25, 27, 40,
C.I. basischer grüner Farbstoff: C.I. basisches Grün 1, 3, 4, 6, 9, 10.
Beispiele von Anthrachinon-Säurefarbstoffen, die bei der Herstellung der als Farbstoff verwendeten Farbstoffsalze der Formel [I] nützlich sind, die in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen enthalten sind, sind nachstehend in den Tabellen 1-1 und 1-2 ersichtlich. Beschreibungen in der linken Spalte (wie zum Beispiel „I-2" und „I-13") werden dem Leser beim Verständnis der Besprechungen der spezifischen Farbstoffsalze später in der Beschreibung helfen.
TABELLE 1-1

Pro. Ex. No. = Produkt-Beispiel Nummer

TABELLE 1-2

Pro. Ex. No. = Produkt-Beispiel Nummer

Beispiele von Anthrachinon-Säurefarbstoffen, die bei der Herstellung der Farbstoffsalze nützlich sind, die als Farbstoffe in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen der Formel [II] verwendet werden, sind nachstehend in Tabelle 2 ersichtlich.
TABELLE 2

Pro.-Beispiel Nr.=Produkt-Beispiel Nummer

Die durch die Formel [III] dargestellten repräsentativen Monoazo-Komplexfarbstoffe besitzen eine Anzahl von mit ihnen assoziierten Merkmalen. Geeignete Kationen zur Verwendung in den Monoazo-Komplexfarbstoffen stellen zum Beispiel H⁺; Kationen von Alkalimetall, ein Ammoniumion, Kationen von organischem Amin, einschließlich aliphatischen primären, sekundären und tertiären Aminen und eines quartären Ammoniumions dar.
Geeignete Amine zur Verwendung bei der Herstellung der vorstehend erwähnten Monoazo-Komplexfarbstoffe, und im Allgemeinen in Farbstoffen enthalten, schließen aliphatisches Amin, alicyclisches Amin, Alkoxyalkylamin, Amin mit Alkanol, Diamin, Amin von Guanidinderivaten und aromatisches Amin ein.
Geeignete Metalle zur Herstellung der vorstehend erwähnten Monoazo-Komplexfarbstoffe schließen Metalle mit einer Ionenvalenz von 2 bis 4, bevorzugter trivalentes Metall, wie zum Beispiel Cr, Fe oder bivalentes Metall, wie zum Beispiel Cu ein.
Beispiele der Metallazo-Komplexfarbstoffe der Formel [III] sind nachstehend in den Tabellen 3 und 4 identifiziert. Diese werden als Formeln [III-a] bzw. [III-b] identifiziert.
Formel [IIIa]:
TABELLE 3

Pro.-Beisp. Nr.=Produkt-Beispiel Nummer

Formel [III-b]:
TABELLE 4

Pro.-Beisp. Nr.=Produkt-Beispiel Nummer

Beispiele der schwarzen Farbstoffe, enthaltend ein Gemisch aus den Farbstoffsalzen der Formel [I] oder Formel [II] und den Metallazo-Komplexfarbstoffen der Formel [III], sind nachstehend angegeben:
BEISPIEL 1 – SCHWARZER FARBSTOFF
Das Anthrachinon-Farbstoffsalz der Formel [I-21]: dem Monoazo-Komplexfarbstoff der folgenden Formel [III-1] in einem Gewichtsverhältnis von 1:1.
BEISPIEL 2 – SCHWARZER FARBSTOFF
Das Anthrachinon-Farbstoffsalz der Formel [I-21]: dem Monoazo-Komplexfarbstoff der folgenden Formel [III-1] in einem Gewichtsverhältnis von 3:1.
BEISPIEL 3 – SCHWARZER FARBSTOFF
Das Anthrachinon-Farbstoffsalz der Formel [I-6]: dem Monoazo-Komplexfarbstoff der folgenden Formel [III-1] in einem Gewichtsverhältnis von 2:1.
BEISPIEL 4 – SCHWARZER FARBSTOFF
Das Anthrachinon-Farbstoffsalz der Formel [I-23]: dem Monoazo-Komplexfarbstoff der folgenden Formel [III-5] in einem Gewichtsverhältnis von 2:1.
BEISPIEL 5 – SCHWARZER FARBSTOFF
Das Anthrachinon-Farbstoffsalz der Formel [II-8]: dem Monoazo-Komplexfarbstoff der folgenden Formel [III-1] in einem Gewichtsverhältnis von 3:1.
BEISPIEL 6 – SCHWARZER FARBSTOFF
Das Anthrachinon-Farbstoffsalz der Formel [I-5]: dem Monoazo-Komplexfarbstoff der folgenden Formel [III-1]: dem Anthrachinon-Gelbfarbstoff der folgenden Formel [a] in einem Gewichtsverhältnis von 4:3:1.
Formel [a]:
BEISPIEL 7 – SCHWARZER FARBSTOFF
Das Anthrachinon-Farbstoffsalz der Formel [I-21]: dem Monoazo-Komplexfarbstoff der folgenden Formel [III-1]: Perinon-Rotfarbstoff der folgenden Formel [b] in einem Gewichtsverhältnis von 6:3:1.
Formel [b]:
BEISPIEL 8 – SCHWARZER FARBSTOFF
Das Anthrachinon-Farbstoffsalz der Formel [I-21]: dem Anthrachinon-Farbstoffsalz der Formel [II-5]: dem Monoazo-Komplexfarbstoff der folgenden Formel [III-14] in einem Gewichtsverhältnis von 2:2:1.
Die thermoplastischen Harze zur Verwendung in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen, schließen Polyamide, Polyester und dergleichen ein, wie sie im Allgemeinen zur Herstellung eines geformten Produkts verwendet werden. Als Beispiele der erfindungsgemäß verwendeten Polyamidharze können Kondensationsprodukte von Dicarbonsäure und Diaminen, Kondensationsprodukte von Aminocarbonsäuren und ringöffnenden Polymerisationsprodukten von cyclischen Lactamen zitiert werden. Als Beispiele von Dicarbonsäuren können Adipinsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Dodecandisäure, Isophthalsäure und Terephthalsäure zitiert werden. Als Beispiele von Diaminen können Tetramethylendiamin, Hexamethylendiamin, Octamethylendiamin, Nonamethylendiamin, Dodecamethylendiamin, 2-Methylpentamethylendiamin, 2-Methyloctamethylendiamin, Trimethylhexamethylendiamin, Bis(p-aminocyclohexyl)-methan, m-Xylendiamine und p-Xylendiamin zitiert werden. Als Beispiel von Aminocarbonsäure kann 11-Aminododecansäure zitiert werden. Als Beispiele von cyclischem Lactam können Caprolactam und Laurolactam zitiert werden. Als spezifische Beispiele von Kondensationsprodukten und ringöffenenden Polymerisationprodukten können aliphatische Polyamide, wie zum Beispiel Nylon 6, Nylon 66, Nylon 46, Nylon 610, Nylon 612, Nylon 11, Nylon 12, semiaromatische Polyamide, wie zum Beispiel Polymetaxylenadipamid (Nylon MXD6), Polyhexamethylenterephthalamid (Nylon 6T), Polyhexamethylenisophthalamid (Nylon 6I) und Polynonamethylenterephthalamid (Nylon 9T) und Copolymere und Gemische aus diesen Polymeren zitiert werden. Als Beispiele der Copolymere können Nylon 6/66, Nylon 66/6I, Nylon 6I/6T und Nylon 66/6T zitiert werden.
Ein weiter Bereich allgemeiner Polyesterformmassen-Zusammensetzungen, die zum Mischen mit Farbstoffen bei der erfindungsgemäßen praktischen Ausführung nützlich sind, sind aus dem Stand der Technik bekannt. Diese schließen Polymere ein, bei denen es sich im Allgemeinen um Kondensationsprodukte von Dicarbonsäuren und Diolen handelt. Dicarbonsäuren können aus der Gruppe ausgewählt werden, bestehend aus Adipinsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Dodecandisäure, Terephthalsäure, Isophthalsäure, Naphthalendicarbonsäure und Diphenyldicarbonsäure, und Diole können aus der Gruppe ausgewählt werden, bestehend aus Ethylenglycol, Propylenglycol, Butandiol, Hexandiol, Neopentylglycol, Cyclohexandiol und Bisphenol A. Bevorzugte Polyester schließen Polyethylenterephthalat (PET), Polypropylenterephthalat (3GT), Polybutylenterephthalat (PBT), Polyethylen-2,6-naphthalat (PEN), Polycyclohexan-dimethylenterephthalat (PCT) und Copolymere und Gemische davon ein. Als Beispiele der Copolymere können den Kondensationsprodukten einige Dicarbonsäuren oder einige Diole zugefügt werden. Polyesterpolymere können mit einer kleinen Menge von Komponenten wie Trimesinsäure, Trimellithsäure, Pyromellithsäure, Glycerol und Pentaerythritol, die mehr als drei funktionelle Gruppen aufweisen, copolymerisiert werden.
Zusätzliche andere Polymere, wie zum Beispiel Polycarbonat, können auch dargestellt werden, vorausgesetzt, dass die wesentlichen Merkmale der erfindungsgemäßen Zusammensetzung nicht weitgehend verändert sind.
Das Gemisch der Aminsalze von Anthrachinonfarbstoffen der Formel [I] oder Formel [II] mit den Monoazo-Komplexfarbstoffen der Formel [III] liegt in einer Menge von 0,01 bis 1 Gew.-% vor, wenn die Zusammensetzung Polyamid 6 als zumindest die wichtigste Komponente der Polyamidharz-Zusammensetzung umfasst.
Das Verhältnis der Menge der Aminsalze von Anthrachinonfarbstoffen der Formel [I] oder Formel [II] zu der von Monoazo-Komplexfarbstoffen der Formel [III] könnte gegebenenfalls für Applikationen, die verschiedene mit dem Laserschweißen assoziierte Eigenschaften erfordern, spezialisiert werden. Das bevorzugte Mengenverhältnis von ihnen beträgt insbesondere von 5:1 bis 1:1. Wenn das Mengenverhältnis von ihnen mehr als 5:1 beträgt (in anderen Worten, wenn die Menge der Aminsalze von Anthrachinonfarbstoffen zu hoch ist), kann man den schwarzen Farbstoff nicht als farbige Harzzusammensetzungen erhalten. Wenn das Mengenverhältnis von ihnen andererseits weniger als 1:1 beträgt (in anderen Worten, wenn die Menge der Monoazo-Komplexfarbstoffe zu hoch ist), verschlechtert sich die Durchlässigkeit der Wellenlänge des Diodenlaserstrahls (808 nm).
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann einen anorganischen Füllstoff oder ein Verstärkungsmittel enthalten, das zum Beispiel eine fasrige Verstärkung, wie zum Beispiel Glasfasern und Kohlenstofffasern, Glasflocken, Glasperlen, Talcum, Kaolin, Wollastonit, Siliziumdioxid, Calciumcarbonat, Kaliumtitanat und Glimmer enthält. Glasfasern und Glasflocken stellen eine bevorzugte Auswahl dar. Zum erfindungsgemäßen Gebrauch geeignete Glasfasern stellen die dar, die im Allgemeinen als Verstärkungsmittel für thermoplastische Harze und wärmehärtbare Harze verwendet werden. Die bevorzugte Glasfasermenge in der erfindungsgemäßen Harzzusammensetzung beträgt von ca. 5 bis ca. 120 Gewichtsteile bezogen auf 100 Gewichtsteile des thermoplastischen Harzes. Wenn sie unter 5 Gew.-% liegt, wäre es schwierig, von der Glasfaser ausreichende Verstärkung zu erhalten, und wenn sie über 120 Gew.-% beträgt, würde sie eine schlechte Verarbeitbarkeit und einen schlechten Durchlassgrad für den Laser aufweisen. Die Verwendung von ca. 5 bis ca. 100 Gew.-% ist bevorzugt, und ist besonders bei ca. 15 bis ca. 85 Gew.-% bevorzugt.
Wie vom Fachmann verstanden werden wird, können eine oder mehr optionale Verbindung(en), ausgewählt aus vielen verschiedenen Verbindungen, die auf verschiedene Applikationen für die Harzzusammensetzungen zugeschnitten sind, in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung enthalten sein.
In der Regel können Additivverbindungen folgende einschließen: Flammschutzmittel, Stoßmodifiziermittel, Viskositätsmodifiziermittel, Wärmebeständigkeitsverbesserer, Gleitmittel, Antioxidanzien und UV- und andere Stabilisatoren. Die erfindungsgemäßen thermoplastischen Harzzusammensetzungen können solche Additivverbindungen in geeigneten Mengen aufweisen, damit sie die charakteristischen Eigenschaften der Zusammensetzung nicht schädlich beeinflussen.
Es sind erfindungsgemäß thermoplastische Harzzusammensetzungen bereitgestellt, die zum Laserschweißen, einschließlich transparenter Gegenstände zur Laserstrahl-Durchlässigkeit zum Erreichen des Zusammenschweißens mit dem opaken Gegenstand zur Laserstrahlabsorption geeignet sind. Geeignete opake Gegenstände und ihre Zusammensetzungen werden zum Beispiel in DE-A-4432081 beschrieben.
1 stellt eine Erläuterung einer üblichen Laserschweißanordnung dar. Ein Laserstrahl 1 wird durch einen ersten Gegenstand 2 an den zweiten Gegenstand 3, enthaltend die Laserstrahl-absorbierende Kombination gesandt, und die Oberfläche 4 des zweiten Gegenstands 3, der die Laserenergie 1 absorbiert hat, wird geschmolzen und mit der Oberfläche des ersten Gegenstandes 2 zusammengepresst, um sie zusammenzuschweißen. Wie in 2 ersichtlich ist, müssen zwei thermoplastische Komponenten verschiedene Durchlässigkeits- und Absorptionskoeffizienten aufweisen, und es ist schwierig, zwei Gegenstände der gleichen Farbe zu schweißen.
Ein mit dem Laserschweißen mit üblichen Zusammensetzungen assoziiertes Problem besteht jedoch darin, dass wenn ein Laserstrahl 1 durch den ersten Gegenstand 2 an den zweiten Gegenstand 3, enthaltend die Laserstrahl-absorbierende Kombination, gesandt wird, und die Oberfläche 4 des zweiten Gegenstandes 3, die die Laserenergie 1 absorbiert hat, geschmolzen und mit der Oberfläche des ersten Gegenstandes 2 zusammengepresst wird, um sie, wie in 1 ersichtlich ist, zusammenzuschweißen, müssen zwei thermoplastische Komponenten verschiedene Durchlässigkeits- und Absorptionskoeffizienten aufweisen, und es ist schwierig, zwei Gegenstände der gleichen Farbe zu schweißen. Ein signifikantes erfindungsgemäßes Attribut stellt deshalb die Verwendung Laser-durchlassender ebenso wie Laser-absorbierender Teile dar, die unter Verwendung von zwei verschiedenen Zusammensetzungen formgepresst werden, von denen eine den Laserstrahl durchlässt und die andere ihn absorbiert. Beide sehen schwarz aus und weisen andere notwendige Eigenschaften zum Formpressen auf.
BEISPIELE
Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele erläutert.
BEISPIEL A
400 g (nicht verstärkte) Nylon 6 ZYTEL-Pellets (erhältlich von E.I. DuPont de Nemours and Co. unter dem Handelsnamen ZYTEL^® 7301) wurden länger als 8 Stunden unter einem Vakuum bei 120 °C getrocknet, dann mit einem Gemisch aus Aminsalz von Anthrachinonfarbstoff der Formel [I-21] (0,40 g) mit schwarzem Monoazo-Komplexfarbstoff, dargestellt durch die folgende Formel [III-1] (0,40 g), eine Stunde in einem Edelstahl-Trommelmischer unter Rühren gemischt. Das Gemisch wurde dann zur Bildung der spritzgegossenen Prüfkörper (deren Größen 48 mm × 86 mm × 3 mm betrugen) unter Verwendung von K50-C, hergestellt von der Kawaguchi Steel K.K., spritzgegossen, und die Zylindertemperatur wurde auf 250 °C eingestellt. Die Temperatur des Formwerkzeugs betrug 60 °C. Es wurden ein gutes und gleichförmiges schwarzes Aussehen und ein Oberflächenglanz ohne Farbtönung der Prüfkörper beobachtet.
BEISPIEL B
400 g (nicht verstärkte) Nylon 6 ZYTEL-Pellets (erhältlich von E.I. DuPont de Nemours and Co. unter dem Handelsnamen ZYTEL^® 7301) wurden länger als 8 Stunden unter einem Vakuum bei 120 °C getrocknet, dann mit einem Gemisch aus Aminsalz von Anthrachinonfarbstoff der Formel [I-21] (0,40 g) mit schwarzem Monoazo-Komplexfarbstoff der folgenden Formel [III-2] (0,40 g), eine Stunde in einem Edelstahl-Trommelmischer unter Rühren gemischt. Das Gemisch wurde dann zur Bildung der spritzgegossenen Prüfkörper (deren Größen 48 nun × 86 mm × 3 mm betrugen) unter Verwendung von K50-C, hergestellt von der Kawaguchi Steel K.K., spritzgegossen und die Zylindertemperatur wurde auf 250 °C eingestellt. Die Temperatur des Formwerkzeugs betrug 60 °C. Es wurden ein gutes und gleichförmiges schwarzes Aussehen und ein Oberflächenglanz ohne Farbtönung der Prüfkörper beobachtet.
BEISPIEL C
400 g (nicht verstärkte) Nylon 66 ZYTEL101-Pellets (erhältlich von E.I. DuPont de Nemours and Co.) wurden länger als 8 Stunden unter einem Vakuum bei 120 °C getrocknet, dann mit einem Gemisch aus Aminsalz von Anthrachinonfarbstoff der Formel [II-8] (0,40 g) mit schwarzem Monoazo-Komplexfarbstoff, dargestellt durch die folgende Formel [III-1] (0,40 g), eine Stunde in einem Edelstahl-Trommelmischer unter Rühren gemischt. Das Gemisch wurde dann zur Bildung der spritzgegossenen Prüfkörper (deren Größen 48 mm × 86 mm × 3 mm betrugen) unter Verwendung von K50-C, hergestellt von der Kawaguchi Steel K.K., spritzgegossen und die Zylindertemperatur wurde auf 290 °C eingestellt. Die Temperatur des Formwerkzeugs betrug 60 °C. Es wurden ein gutes und gleichförmiges schwarzes Aussehen und ein Oberflächenglanz ohne Farbtönung der Prüfkörper beobachtet.
VERGLEICHSBEISPIEL D
400 g (nicht verstärkte) Nylon 6 ZYTEL-Pellets (erhältlich von E.I. DuPont de Nemours and Co. unter dem Handelsnamen ZYTEL^® 7301) wurden länger als 8 Stunden unter einem Vakuum bei 120 °C getrocknet, dann mit einem Gemisch aus grünem Anthrachinonfarbstoff der folgenden Formel [c] (0,40 g) mit schwarzem Monoazo-Komplexfarbstoff der Formel [III-1] (0,40 g), eine Stunde in einem Edelstahl-Trommelmischer unter Rühren gemischt. Das Gemisch wurde dann zur Bildung der spritzgegossenen Prüfkörper (deren Größen 48 mm × 86 mm × 3 mm betrugen) unter Verwendung von K50-C, hergestellt von der Kawaguchi Steel K.K., spritzgegossen, und die Zylindertemperatur wurde auf 250 °C eingestellt. Die Temperatur des Formwerkzeugs betrug 60 °C. Es wurde ein schwarzes Aussehen der Prüfkörper beobachtet.
Formel [c]:
VERGLEICHSBEISPIEL E
400 g (nicht verstärkte) Nylon 6 ZYTEL-Pellets (erhältlich von E.I. DuPont de Nemours and Co. unter dem Handelsnamen ZYTEL^® 7301) wurden länger als 8 Stunden unter einem Vakuum bei 120 °C getrocknet, dann mit einem Gemisch aus violettem Anthrachinonfarbstoff der folgenden Formel [d] (0,40 g) mit schwarzem Monoazo-Komplexfarbstoff (C.I. Acid Black 52 Diphenylguanidinsalze) (0,40 g), eine Stunde in einem Edelstahl-Trommelmischer unter Rühren gemischt. Das Gemisch wurde dann zur Bildung der spritzgegossenen Prüfkörper (deren Größen 48 mm × 86 mm × 3 mm betrugen) unter Verwendung von K50-C, hergestellt von der Kawaguchi Steel K.K., spritzgegossen und die Zylindertemperatur wurde auf 250 °C eingestellt. Die Temperatur des Formwerkzeugs betrug 60 °C. Es wurden ein gutes und gleichförmiges schwarzes Aussehen und ein Oberflächenglanz ohne Farbtönung der Prüfkörper beobachtet.
Formel [d]:
TESTVERFAHREN
(1) Durchlässigkeitseigenschaften
Es wird die Durchlässigkeit (T) im Bereich von 400 nm bis 1200 nm der Testplatten mit Laserstrahlen der entsprechenden Wellenlängen von 940 nm (Halbleiterlaser) und 1064 nm (YAG-Laser) wurde unter Verwendung eines U-3410-Spektrometers, hergestellt von Hitachi, mit einem Kugel-Photometer (ø 60) für Wellenlängen von Ultraviolett bis zum nahen Infrarot gemessen. Das Verhältnis (TA) der Durchlässigkeit mit 940 nm: der Durchlässigkeit mit 1064 nm, das Verhältnis (TB) der Durchlässigkeit mit 940 nm: der Durchlässigkeit von natürlichem Harz und das Verhältnis (TC) der Durchlässigkeit mit 1064 nm: der Durchlässigkeit von natürlichem Harz werden bestimmt und zwischen den Beispielen verglichen.
(2) Aussehen und Oberflächenglanz
Es wurde das Aussehen der Testplatten durch Messen der optischen Dichte bei Reflexion (OD) der Testplatten mit dem von Macbeth hergestellten Gerät TR-927 zum Messen der optischen Dichte bei Reflexion bewertet. Es wurde beurteilt, dass die Testplatten mit höheren OD-Werten eine bessere Oberflächenglätte und einen hohen Glanz aufweisen.
(3) Lichtbeständigkeit
Jede Testplatte wurde 150 Stunden dem Xenon-Bewitterungsgerät (hergestellt von Toyo Seiki K.K., Handelsname: AtlasCI-4000) gemäß den folgenden Bedingungen ausgesetzt: es wurde das Maß des Verblassens der Farbe und die Verfärbung ΔE „vor" und „nach" der Lichtbestrahlung bestimmt und mit einem Kolorimeter (hergestellt von Juki, Handelsname: JP 7000) gemessen. Bedingungen der Lichtbeständigkeit – Testverfahren

Radiale Beleuchtung (W/m²)(E) 60

Schwarzstandardtemperatur (°C) 83

Beregnungstest N

Kammertemperatur (°C) 55

Feuchte (%) 50
Die Testplatte mit einem größeren ΔE wird als diejenige mit der größeren Verfärbung und Verblassung beurteilt.
(4) Wärmebeständigkeit
Es wurde die Menge des Verblassens der Farbe und der Verfärbung ΔE, bevor und nachdem jede Testplatte in einen Ofen bei 160 °C gebracht wurde und 15 Tage dort gehalten wurde, bestimmt und unter Verwendung eines Kolorimeters (hergestellt von Juki, Handelsname: JP 7000) gemessen.
(5) Feuchtigkeitsbeständigkeit
Es wurde die Menge des Verblassens der Farbe und der Verfärbung ΔE, bevor und nachdem jede Testplatte in einen Thermoregulator bei 80 °C (die Feuchte betrug 95 %) gebracht wurde und eine Woche dort gehalten wurde, bestimmt und unter Verwendung eines Kolorimeters (hergestellt von Juki, Handelsname: JP 7000) gemessen.
(6) Löslichkeitsbeständigkeit in organischen Lösungsmitteln
Es wurde die Menge des Verblassens der Farbe und der Verfärbung ΔE, bevor und nachdem jede Testplatte in Ethylenglykol eingetaucht und luftdicht gemacht wurde und danach 48 Stunden in einem Thermoregulator bei 40 °C gehalten wurde, bestimmt und unter Verwendung eines Kolorimeters (hergestellt von Juki, Handelsname: JP 7000) gemessen.
Die Testplatte mit einem größeren ΔE wird als diejenige mit der größeren Verfärbung und Verblassung beurteilt.
Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 5 ersichtlich.
TABELLE 5
Diese Prüfung deutet darauf hin, dass Beispiele A, B und C eine ebenso hohe Durchlässigkeit wie ein natürliches Harz bei einer Hauptwellenlänge im Infrarotbereich (800 nm bis 1200 nm) aufwiesen. In den Beispielen A, B und C waren die Wärme-, Löslichkeits- und Feuchtigkeitsbeständigkeiten im Vergleich zu den Vergleichsbeispielen D und E gut. Da die Vergleichsbeispiele D und E, die ein neutrales Anthrachinon einschließen, die Eigenschaft aufweisen, sich aus dem Prüfkörper in Ethylenglykol auszulösen, besteht in einer sehr feuchten Atmosphäre eine hohe Möglichkeit der Verfärbung.
In Beispielen F, G und Vergleichsbeispiel H wurde der Einfluss der Durchlässigkeit gegen das Verhältnis des Aminsalzes vom Anthrachinonfarbstoff zu schwarzem Monoazo-Komplexfarbstoff geprüft. BEISPIEL F 400 g (nicht verstärkte) Nylon 6 ZYTEL-Pellets (erhältlich von E.I. DuPont de Nemours and Co. unter dem Handelsnamen ZYTEL^® 7301) wurden länger als 8 Stunden unter einem Vakuum bei 120 °C getrocknet, dann mit einem Gemisch aus Aminsalz von Anthrachinonfarbstoff der Formel [I-21] (0,53 g) mit schwarzem Monoazo-Komplexfarbstoff dargestellt durch die folgende Formel [III-1] (0,27 g), eine Stunde in einem Edelstahl-Trommelmischer unter Rühren gemischt. Das Gemisch wurde dann zur Bildung der spritzgegossenen Prüfkörper (deren Größen 48 mm × 86 mm × 3 mm betrugen) unter Verwendung von K50-C, hergestellt von der Kawaguchi Steel K.K., spritzgegossen, und die Zylindertemperatur wurde auf 250 °C eingestellt. Die Temperatur des Formwerkzeugs betrug 60 °C. Es wurden ein gutes und gleichförmiges schwarzes Aussehen und ein Oberflächenglanz ohne Farbtönung der Prüfkörper beobachtet.
BEISPIEL G
400 g (nicht verstärkte) Nylon 6 ZYTEL-Pellets (erhältlich von E.I. DuPont de Nemours and Co. unter dem Handelsnamen ZYTEL^® 7301) wurden länger als 8 Stunden unter einem Vakuum bei 120 °C getrocknet, dann mit einem Gemisch aus Aminsalz von Anthrachinonfarbstoff der Formel [I-21] (0,60 g) mit schwarzem Monoazo-Komplexfarbstoff dargestellt durch die folgende Formel [III-1] (0,20 g), eine Stunde in einem Edelstahl-Trommelmischer unter Rühren gemischt. Das Gemisch wurde dann zur Bildung der spritzgegossenen Prüfkörper (deren Größen 48 mm × 86 mm × 3 mm betrugen) unter Verwendung von K50-C, hergestellt von der Kawaguchi Steel K.K., spritzgegossen, und die Zylindertemperatur wurde auf 250 °C eingestellt. Die Temperatur des Formwerkzeugs betrug 60 °C. Es wurden ein gutes und gleichförmiges schwarzes Aussehen und ein Oberflächenglanz ohne Farbtönung der Prüfkörper beobachtet.
VERGLEICHSBEISPIEL H
400 g (nicht verstärkte) Nylon 6 ZYTEL-Pellets (erhältlich von E.I. DuPont de Nemours and Co. unter dem Handelsnamen ZYTEL^® 7301) wurden länger als 8 Stunden unter einem Vakuum bei 120 °C getrocknet, dann mit schwarzem Monoazo-Komplexfarbstoff, dargestellt durch die folgende Formel [III-1] (0,80 g), eine Stunde in einem Edelstahl-Trommelmischer unter Rühren gemischt. Das Gemisch wurde dann zur Bildung der spritzgegossenen Prüfkörper (deren Größen 48 mm × 86 mm × 3 mm betrugen) unter Verwendung von K50-C, hergestellt von der Kawaguchi Steel K.K., spritzgegossen, und die Zylindertemperatur wurde auf 250 °C eingestellt. Die Temperatur des Formwerkzeugs betrug 60 °C. Es wurden ein gutes und gleichförmiges schwarzes Aussehen und ein Oberflächenglanz ohne Farbtönung der Prüfkörper beobachtet.
Tabelle 6 stellt einen Vergleich der Beispiele F, G und des Vergleichsbeispiels H bereit.
TABELLE 6
Das Vergleichsbeispiel H zeigte bei der Wellenlänge des Diodenlasers (800 nm bis 950 nm) eine geringe Durchlässigkeit. Folglich stellt es keinen guten Kandidaten dar.
BEISPIEL I – BEISPIEL M, VERGLEICHSBEISPIEL N, O
Laserschweißtest
Pellets aus nicht verstärktem Nylon 6 (erhältlich von E. I. DuPont de Nemours and Co. unter dem Handelsnamen ZYTEL^® 7301) und die Farbstoffe wurden mit der in Tabelle 7 beschriebenen Menge trocken gemischt. Das gemischte Material wurde in Prüfkörper zum Laserschweißen in der wie in 3 erläuterten Abmessung an der K50-C-Spritzgießmaschine (hergestellt von Kawaguchi Steel K.K.) mit einer bei 250 °C eingestellten Zylindertemperatur und einer bei 60 °C eingestellten Temperatur des Formwerkzeugs geformt.
Die Durchlässigkeit des 2 mm dicken Teils des vorstehend geformten Prüfkörpers wurde mit dem U-3410-Spektrometer (hergestellt von Hitachi) gemessen, und es wurde eine Durchlässigkeit bei 940 nm registriert.
Das Laserschweißen wurde unter Verwendung von zwei Stücken des vorstehend beschriebenen Prüfkörpers durchgeführt und wie in 4 erläutert kombiniert. Jedes Beispiel von I bis M und Vergleichsbeispiel N wurde als oberer Prüfkörper und Vergleichsbeispiel O wurde als unterer Prüfkörper verwendet. Der Diodenlaser (Wellenlänge 940 nm, hergestellt von Rofin-Sinar Laser GmbH) wurde bei einer Leistung von 50 W und mit einer Geschwindigkeit bei 1 m/Minute, mit einem Durchmesser von 3 mm bestrahlt. Die Stärke der geschweißten Prüfkörper wurde am Autograph (hergestellt von Shimazu Seisakusho) durch Auseinanderziehen bei 50 mm/Minute und seiner maximalen Belastung registriert.
3 hierin ist ein unterer Prüfkörper 10 zu sehen, der im Laserschweißtest dieser Beispiele verwendet wird. Die notierten Abmessungen bilden im Prüfkörper 10 einen Kerbe. Der obere Prüfkörper 9 ist von der gleichen Konstruktion und von den gleichen Abmessungen. In 4 wird die Verbindung des oberen Prüfkörpers 9 mit dem unteren Prüfkörper 10, und die Bewegung des Lasers 11 (in Pfeilrichtung) zur Bildung der Schweißverbindung gezeigt.
TABELLE 7
NUBIAN COMPLEX BLACK G04 (Handelsname: Produkt der Orient Chemical Industries Ltd): ein Gemisch aus Kohlenstoff und Nigrosin.

Claims

Thermoplastische Harzzusammensetzung zum Laserschweißen, umfassend: 1) Thermoplastisches Harz; und 2) einen Laser-durchlassenden schwarzen Farbstoff, der Laserlicht im nahen Infrarotbereich von 800–1200 nm durchlässt, umfassend Aminsalze von einem Anthrachinonfarbstoff der Farben von Blau, Violett oder Grün aufweist und einen Monoazo-Komplexfarbstoff, bei dem es sich um einen schwarzen Farbstoff handelt.
Thermoplastische Harzzusammensetzung nach Anspruch 1, worin der Laser-durchlassende schwarze Farbstoff ein Gemisch aus Folgendem umfasst: a) Einem Aminsalz von Anthrachinonfarbstoffen der Formel [I] oder der Formel [II], worin die Formel [I] Folgendes darstellt:
worin R¹ bis R⁸, die gleich oder verschieden sein können, unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, bestehend aus H, Alkyl, Aryl, Alkenyl, Alkoxy, Amino, Hydroxy, einem Halogenatom, Acyl, Acyloxy, Acylamid, Acyl-N-alkylamid, Carboxyl, Alkoxycarbonyl, Cyclohexylamid, Sulfonyl, Formel [I-a], oder -Y-W und mindestens eines von R¹ bis R⁸ aus der Formel [I-a] besteht; worin Y für S, O oder NH steht; und worin W aus einer nicht substituierten oder substituierten Alkylgruppe, Alkenylgruppe und einer nicht substituierten oder substituierten Arylgruppe ausgewählt ist; worin (Z)ⁿ⁺ ein sich aus einer organischen Aminverbindung oder einem basischen Farbstoff herleitendes Kation darstellt; worin n für 1 oder 2 steht, m¹ eine ganze Zahl von 1 bis 4 darstellt und K¹ das Verhältnis von m¹/n darstellt; und worin die Formel [I-a] Folgendes darstellt:
worin X für O oder NH steht, und R⁹ bis R¹³, die gleich oder verschieden sein können, unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, bestehend aus H, Alkyl, Aryl, Akenyl, Alkoxy, Amino, N-Alkylamid, N-Arylamid, Hydroxy, einem Halogenatom, Acyl, Acyloxy, Acylamid, Acyl-N-alkylamid, Carboxyl, Alkoxycarbonyl, oder Sulfonyl; worin mindestens eines von R¹ bis R⁸ und R⁹ bis R¹³ eine Sulfonylgruppe darstellt; worin die Formel [II] Folgendes darstellt:
worin R⁴⁷ bis R⁵², die gleich oder verschieden sein können, unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, bestehend aus H, Alkyl, Aryl, Alkenyl, Alkoxy, Amino, N-Alkylamid, N-Arylamid, Hydroxy, einem Halogenatom, Acyl, Acyloxy, Acylamid, Acyl-N-alkylamid, Carboxyl, Alkoxycarbonyl oder Sulfonyl; und mindestens eines von R⁴⁷ bis R⁵² aus Sulfonyl besteht, und die Formel J in der Formel [II] aus der Formel [II-a] oder der Formel [II-b] ausgewählt ist und zwei Anthrachinone verbindet; Formel [II-a]:
oder Formel [II-b]:
worin R⁵³ bis R⁵⁴, die gleich oder verschieden sein können, unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, bestehend aus Alkyl (mit 1 bis 8 Kohlenstoffatom(en)) oder Wasserstoff, und worin (F)^h+ Folgendes darstellt: ein Ammoniumion oder ein Kation, das sich von einer organischen Aminoverbindung oder einem basischen Farbstoff herleitet, worin h für 1 oder 2 steht, m⁴ eine ganze Zahl von 1 bis 4 darstellt und K⁴ das Verhältnis von m⁴/h darstellt, und b) einem Monoazo-Komplexfarbstoff, der durch die Formel [III] dargestellt ist; Formel [III]:
worin R³⁹, R⁴¹ die gleich oder verschieden sein können, Cl, SO₂(-R⁴⁴)(-R⁴⁵) oder SO₂R⁴³ darstellen; R⁴⁴ und R⁴⁵, die gleich oder verschieden sein können, unabhängig ein Wasserstoffatom, lineares oder verzweigtes C1-C4-Alkyl darstellen, R⁴³ lineares oder verzweigtes C1-C4-Alkyl darstellt; R⁴⁰ und R⁴², die gleich oder verschieden sein können, Wasserstoff, eine lineare oder verzweigte C1-C18-Alkylgruppe, eine lineare oder verzweigte C2-C18-Alkenylgruppe, Sulfonamidgruppe, Carboxylgruppe, Mesylgruppe, Hydroxylgruppe, C1-C18-Alkoxygruppe, Acetylaminogruppe, Benzoylaminogruppe, ein Halogenatomn oder -CONH-R⁴⁶ darstellen; R⁴⁶ eine funktionelle Gruppe darstellt, die aus nicht substituiertem oder substituiertem linearem oder verzweigtem C1-C18-Alkyl oder einer nicht substituierten oder substituierten C6-C18-Arylgruppe ausgewählt ist; L₁ und L₂ unabhängig O oder COO darstellen; (E)⁺ für H⁺, ein Kation von einem Alkalimetall, ein Ammoniumion, Kationen von einem organischen Amin, einschließlich aliphatischen, primären, sekundären und tertiären Aminen, ein quartäres Ammoniumion steht; K³ eine ganze Zahl darstellt; m³ für 0, 1 oder 2 steht; und M¹ ein Metall mit einer Ionenvalenz von 2 bis 4 darstellt.
Zusammensetzung nach Anspruch 2, worin der Laser-durchlässige schwarze Farbstoff Aminsalze vom Anthrachinonfarbstoff der Formel [I] umfasst, worin mindestens eines von R⁹, R¹⁰, R¹¹, R¹² und R¹³ der Formel [I-a] eine Sulfonylgruppe darstellt.
Zusammensetzung nach Anspruch 2, worin die Menge der Aminsalze von den Anthrachinonfarbstoffen der Formel [I] oder der Formel [II] im Vergleich zur Menge der Monoazo-Komplexfarbstoffe der Formel [III] in einem Verhältnis von 5:1 bis 1:1 vorliegt.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin das thermoplastische Harz ein Polyamid oder einen Polyester darstellt.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, die weiter ein Verstärkungsmittel umfasst.
Transparenter Gegenstand zum Laserstrahlschweißen, der aus der Zusammensetzung nach Anspruch 1 geformt wird.
Gegenstand, der durch Laserschweißen eines für einen Laserstrahl opaken Gegenstandes mit dem transparenten Gegenstand nach Anspruch 7 unter Verwendung des Laserstrahls geformt wird.
Schwarzer Farbstoff, der Laserlicht im nahen Infrarotbereich von 800–1200 nm durchlässt, der zum Mischen mit einem in Laserschweißapplikationen verwendeten thermoplastischen Harz geeignet ist, das auf eine Laserschweißstelle appliziert wird, umfassend ein Gemisch aus: a) Aminsalzen aus Anthrachinonfarbstoffen, die Farben von Blau, Violett oder Grün der Formel [I] oder der Formel [II] aufweisen, worin die Formel [I] Folgendes darstellt:
worin R¹ bis R⁸, die gleich oder verschieden sein können, unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, bestehend aus H, Alkyl, Aryl, Alkenyl, Alkoxy, Amino, Hydroxy, Halogenatom, Acyl, Acyloxy, Acylamid, Acyl-N-alkylamid, Carboxyl, Alkoxycarbonyl, Cyclohexylamid, Sulfonyl, Formel [I-a], oder -Y-W und mindestens eines von R¹ bis R⁸ aus der Formel [I-a] besteht; worin Y für S, O oder NH steht; und worin W aus einer nicht substituierten oder substituierten Alkylgruppe, Alkenylgruppe und einer nicht substituierten oder substituierten Arylgruppe ausgewählt ist; worin (Z)ⁿ⁺ ein sich aus einer organischen Aminverbindung oder einem basischen Farbstoff herleitendes Kation darstellt; worin n für 1 oder 2 steht, m¹ eine ganze Zahl von 1 bis 4 darstellt und K¹ das Verhältnis von m¹/n darstellt; und worin die Formel [I-a] Folgendes darstellt:
worin X für O oder NH steht, und R⁹ bis R¹³, die gleich oder verschieden sein können, unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, bestehend aus H, Alkyl, Aryl, Akenyl, Alkoxy, Amino, N-Alkylamid, N-Arylamid, Hydroxy, einem Halogenatom, Acyl, Acyloxy, Acylamid, Acyl-N-alkylamid, Carboxyl, Alkoxycarbonyl, oder Sulfonyl; worin mindestens eines von R¹ bis R⁸ und R⁹ bis R¹³ eine Sulfonylgruppe darstellt; worin die Formel [II] Folgendes darstellt:
worin R⁴⁷ bis R⁵², die gleich oder verschieden sein können, unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, bestehend aus H, Alkyl, Aryl, Alkenyl, Alkoxy, Amino, N-Alkylamid, N-Arylamid, Hydroxy, einem Halogenatom, Acyl, Acyloxy, Acylamid, Acyl-N-alkylamid, Carboxyl, Alkoxycarbonyl, oder Suflonyl; und mindestens eines von R⁴⁷ bis R⁵² aus Sulfonyl besteht, und die Formel J in der Formel [II] aus der Formel [II-a] oder der Formel [II-b] ausgewählt ist und zwei Anthrachinone verbindet; Formel [II-a]:
oder Formel [II-b]:
worin R⁵³ bis R⁵⁴, die gleich oder verschieden sein können, unabhängig aus der Gruppe ausgewählt sind, bestehend aus Alkyl (mit 1 bis 8 Kohlenstoffatom(en)) oder Wasserstoff, und worin (F)^h+ Folgendes darstellt: ein Ammoniumion oder ein Kation, das sich von einer organischen Aminoverbindung oder einem basischen Farbstoff herleitet, worin h für 1 oder 2 steht, m⁴ eine ganze Zahl von 1 bis 4 darstellt und K⁴ das Verhältnis von m⁴/h darstellt, und b) einem Monoazo-Komplexfarbstoff, welcher einen schwarzen Farbstoff darstellt, der durch die Formel [III] dargestellt ist; Formel [III]:
worin R³⁹, R⁴¹, die gleich oder verschieden sein können, Cl, SO₂(-R⁴⁴)(-R⁴⁵) oder SO₂R⁴³ darstellen; R⁴⁴ und R⁴⁵, die gleich oder verschieden sein können, unabhängig ein Wasserstoffatom, lineares oder verzweigtes C1-C4-Alkyl darstellen, R⁴³ lineares oder verzweigtes C1-C4-Alkyl darstellt; R⁴⁰ und R⁴², die gleich oder verschieden sein können, Wasserstoff, eine lineare oder verzweigte C1-C18-Alkylgruppe, eine lineare oder verzweigte C2-C18-Alkenylgruppe, Sulfonamidgruppe, Carboxylgruppe, Mesylgruppe, Hydroxylgruppe, C1-C18-Alkoxygruppe, Acetylaminogruppe, Benzoylaminogruppe, ein Halogenatom oder -CONH-R⁴⁶ darstellen; R⁴⁶ eine funktionelle Gruppe darstellt, die aus nicht substituiertem oder substituiertem linearem oder verzweigtem C1-C18-Alkyl oder einer nicht substituierten oder substituierten C6-C18-Arylgruppe ausgewählt ist; L₁ und L₂ unabhängig O oder COO darstellen; (E)⁺ für H⁺, ein Kation von einem Alkalimetall, ein Ammoniumion, Kationen von einem organischen Amin, einschließlich aliphatischen, primären, sekundären und tertiären Aminen, ein quartäres Ammoniumion steht; K³ eine ganze Zahl darstellt; m³ für 0, 1 oder 2 steht; und M¹ ein Metall mit einer Ionenvalenz von 2 bis 4 darstellt.
Farbstoff nach Anspruch 9, umfassend Aminsalze vom Anthrachinonfarbstoff der Formel [I], worin mindestens eines von R⁹, R¹⁰, R¹¹, R¹² und R¹³ der Formel [I-a] eine Sulfonylgruppe darstellt.
Farbstoff nach Anspruch 9, worin das Verhältnis der Menge der Aminsalze von den Anthrachinonfarbstoffen der Formel [I] oder der Formel [II] zu dem der Monoazo-Komplexfarbstoffe der Formel [III] von 5:1 bis 1:1 beträgt.
Schwarzer Farbstoff nach Anspruch 9 oder Zusammensetzung nach Anspruch 2, worin das Aminsalz des Anthrachinonfarbstoffs eine Verbindung umfasst, wie in den nachfolgenden Tabellen aufgeführt: TABELLE 1-1
Pro. Ex. No. = Produktbeispielsnummer TABELLE 1-2
Pro. Ex. No. = Produktbeispielsnummer TABELLE 2
Pro. Ex. No. = Produktbeispielsnummer