DE60121042T2 - Gefärbte thermoplastische harzzusammensetzungen zum laserschweissen, spezielle neutrale anthrachinon-farbstoffe als farbmittel dafür und formteil daraus - Google Patents

Gefärbte thermoplastische harzzusammensetzungen zum laserschweissen, spezielle neutrale anthrachinon-farbstoffe als farbmittel dafür und formteil daraus Download PDF

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DE60121042T2 DE2001621042 DE60121042T DE60121042T2 DE 60121042 T2 DE60121042 T2 DE 60121042T2 DE 2001621042 DE2001621042 DE 2001621042 DE 60121042 T DE60121042 T DE 60121042T DE 60121042 T2 DE60121042 T2 DE 60121042T2
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Yoshiteru Hatase
Ryuichi Machida HAYASHI
Hiroyuki Kawachi-gun SUMI
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Orient Chemical Industries Ltd
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Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft thermoplastische Harzzusammensetzungen mit speziellen Anthrachinonfarbstoffen. Insbesondere betrifft die Erfindung derartige Zusammensetzungen mit verbesserter Laserschweißbarkeit.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Es ist auf dem Fachgebiet bekannt, zwei Gegenstände aus Harzen (und jeweils opak und transparent) miteinander zu verbinden, indem sie in Kontakt miteinander angeordnet werden, eine vorbestimmte Menge von Laserstrahl, fokussierend auf die Verbindungsstelle von ihnen, hindurchgeschickt wird und bewirkt wird, daß der Verbindungsanteil geschmolzen wird und sie miteinander verbunden werden („Laserschweißen"). Verschiedene Vorteile entspringen aus dem Laserschweißen im Verhältnis zu herkömmlichen Verfahren des Verbindens von Kunststoffteilen.
  • Zum Beispiel ist Laserschweißen weithin für seine einfache Arbeitsweise, Arbeitseinsparungen, Verbesserung der Produktivität, durchsichtige Verbindungsstellen und Verringerung der Produktionskosten bekannt. Es ist in verschiedenen Anwendungen einschließlich der Herstellung von Formgegenständen, einschließlich Hohlformen, in Automobilindustriezweigen und elektrischen und elektronischen Industriezweigen verwendbar. Neuerdings wurde die Arbeit auf dem Gebiet von Gemischen von thermoplastischem Harz und einem Farbmittel, enthaltend einen organischen Farbstoff oder ein Pigment, intensiviert. Eine besserer Steuerung der Umwandlung von Laserenergie in Wärme wird durch Zugabe derartiger Farbmittel zu den Harzen erreicht. Laserstrahlen dringen durch transparente Gegenstände, die näher an der Laserstrahlquelle angeordnet sind, hindurch und werden in dem opaken Gegenstand, der im Vergleich mit dem zuvor erwähnten transparenten Gegenstand einen relativ höheren Absorptionskoeffizienten hat, großenteils absorbiert. Sorgfältige Beachtung der Menge der Farbmittel darin führt dazu, daß der Verbindungsanteil geschmolzen wird und die Gegenstände miteinander verbunden werden.
  • Siehe zum Beispiel die japanische veröffentlichte (Koukoku) Patentschrift 62-49850 und die japanische veröffentlichte (Koukoku) Patentschrift 5 (93)-42336. Andere Harzzusammensetzungen, die mit dem Laserschweißen verbunden sind, sind in der US-Patentschrift 5893959 beschrieben, welche transparente und opake Werkstückteile offenbart, die durch einen Laserstrahl entlang einer Verbindungszone miteinander verschweißt sind. Beide Teile enthalten schwarzen Farbstoff und Pigmente wie beispielsweise Ruß, um zu bewirken, daß sie, sogar nach dem Schweißen, einen im wesentlichen homogenen optischen Eindruck machen.
  • Andere Veranschaulichungen des Laserschweißens von Zusammensetzungen werden in der 5893959-Patentschrift gefunden. Zum Beispiel kann die Farbe der thermoplastischen Komponenten schwarz (Ruß oder Nigrosin) sein, welches in den Automobilindustriezweigen und anderen Anwendungen gebräuchlicherweise und weitverbreitet verwendet wird. Jedoch können Ruß und Nigrosin keinen Laserstrahl mit einer Hauptwellenlänge in dem Infrarotbereich (1200 nm bis 800 nm) hindurchlassen, wie beispielsweise ein Nd:YAG-Laser und ein Diodenlaser, die in den Industriezweigen von ausgedehntem Gebrauch sind.
  • Überraschenderweise wurde jetzt gefunden, daß thermoplastische Harzzusammensetzungen, die beide schwarz im Aussehen sind, für lasergeschweißte Formgegenstände verwendet werden können und sowohl für die transparenten als auch die opaken Teile, die dem Laserstrahl ausgesetzt werden. Eine bedeutsam verbesserte Transmission für Licht des Laserstrahls im nahen Infrarot mit ausgezeichneter und ausgewogener Wärmebeständigkeit und mechanischen Eigenschaften, wie sie in Automobilanwendungen erforderlich sind, wird durch Einbringen eines speziellen Gewichtsprozentsatzes von schwarzen Farbstoffen erreicht.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine thermoplastische Harzzusammensetzung anzubieten, die imstande ist, Formteile anzubieten, die schwarz erscheinen, ausgezeichnete thermische Beständigkeit bieten und transparent für einen Laserstrahl sind, insbesondere im Bereich des Lichtes im nahen Infrarot. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ausgewählte blaue Anthrachinonfarbstoffe bereitzustellen, die minimale Entfärbung während des Formens und in Hochtemperaturanwendungen bieten. Ein Kennzeichen der Erfindung ist es, daß die Zusammensetzungen hierin einen im wesentlichen homogenen schwarzen optischen Eindruck von transparenten und opaken Gegenständen bereitstellen können, die in schwarz erscheinen und den Laserstrahl großenteils absorbieren, indem sie schwarze Farbstoffe enthalten, durch den Laserstrahl zusammengeschweißt werden, und ausgezeichnete und ausgewogene Wärmebeständigkeit und mechanische Eigenschaften besitzen, wie sie in Automobilteilen, elektrischen/elektronischen Komponenten, mechanischen Komponenten und vielen anderen Anwendungen erforderlich sind. Die vorstehend erwähnten Aufgaben, Kennzeichen und Vorteile werden bei Bezugnahme auf die hier folgende Beschreibung der Erfindung besser verstanden.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Diese Erfindung betrifft eine verbesserte thermoplastische Harzzusammensetzung zum Laserschweißen, bestehend aus thermoplastischem Harz und einem schwarzen Farbmittel, umfassend zumindest neutralen Anthrachinonfarbstoff, welcher die Farbe von blau vermittelt, sichtbares Licht mit einer Wellenlänge von weniger als 700 nm absorbiert und einen Laserstrahl mit einer Wellenlänge bei 800 nm bis 1200 nm hindurchläßt, und mindestens einen anderen roten Farbstoff, der den Laserstrahl mit einer Wellenlänge bei 800 nm bis 1200 nm im infraroten Bereich hindurchläßt, wie beispielsweise Perinonfarbstoffe oder Monoazokomplexfarbstoffe.
  • Die vorliegende Erfindung, die erlaubt, daß die festgesetzte Aufgabe erreicht wird, betrifft eine thermoplastische Harzzusammensetzung zum Laserschweißen nach Anspruch 1, umfassend:
    • 1) thermoplastisches Harz; und
    • 2) ein für Laserstrahl durchlässiges schwarzes Farbmittel, umfassend neutralen Anthrachinonfarbstoff der Formel [I], wobei Formel [I] ist
      Figure 00020001
      wobei R55 und R58, welche gleich oder verschieden sein können, unabhängig aus Alkylgruppen mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen ausgewählt sind; und R56 und R59, welche gleich oder verschieden sein können, unabhängig aus der Gruppe, bestehend aus Alkyl-, Aryl-, Alkenyl-, Alkoxy-, Amino-, N-Alkylamid-, N-Arylamid-, Acyl-, Acylamid-, Alkoxycarbonyl-, Hydroxy- und Carboxygruppen sowie Halogenatom, ausgewählt sind; und R57 und R60, welche gleich oder verschieden sein können, unabhängig aus der Gruppe, bestehend aus H-, Alkyl-, Aryl-, Alkenyl-, Alkoxy-, Amino-, N-Alkylamid-, N-Arylamid-, Acyl-, Acylamid-, Carboxy-, Alkoxycarbonyl- und Hydroxygruppen sowie Halogenatom, ausgewählt sind.
  • Mit diesen Komponenten bieten thermoplastische Harzzusammensetzungen zum Laserschweißen Verbesserungen in der Formbarkeit, Löslichkeit in dem thermoplastischen Harz, Beständigkeit gegen Ausbluten und Ausblühen, Transparenz für Wellenlängen eines Laserstrahls bei 800 nm bis 1200 nm und Beständigkeit gegen Chemikalien. Ein anderer Vorteil ist, daß die Zusammensetzung, wegen des neutralen Anthrachinonfarbstoffs der Formel [I] als Hauptkomponente des Farbmittels, den größeren Farbwert bereitstellt, um das schwarze Farbmittel herzustellen, und die höhere Wärmebeständigkeit. Deshalb sind die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung, umfassend das schwarze Farbmittel, umfassend zumindest den neutralen Anthrachinonfarbstoff als Hauptkomponente, für thermoplastische Harze extrem geeignet, die während des Formungsarbeitsgangs eine Schmelztemperatur erfordern, die höher als 300°C ist.
  • Die Zusammensetzungen der Erfindung können auch andere gelbe Farbstoffe zusätzlich zu dem Gemisch von Anthrachinonfarbstoffen mit roten Farbstoffen als eine der Komponenten von schwarzen Farbstoffen, verwendet als Farbmittel der Zusammensetzung, vorzugsweise gelbe Anthrachinonfarbstoffe, enthalten.
  • Die tatsächliche Menge der jeweiligen Farbstoffe, die in der praktischen Ausführung der Erfindung verwendbar sind, hängt von der Art der mit den Farbstoffen gemischten thermoplastischen Harze, den gewünschten Farben, der gewünschten Tiefe des Farbtons und der Dicke von Formgegenständen aus der Zusammensetzung der Erfindung ab.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die Erfindung wird bei Bezugnahme auf die Zeichnungen hier besser verstanden.
  • 1 ist eine Ansicht der Gegenstände in Kontakt miteinander und mit einem darauf angewandten Laserstrahl; und
  • 2 ist identisch mit 1, aber mit den Gegenständen der gleichen Farbe.
  • 3 veranschaulicht eine Gestalt und die Abmessungen eines Teststücks, wobei eine Kerbe in dem Teststück (60 mm × 18 mm) erzeugt ist.
  • 4 ist eine perspektivische Ansicht der Teststücke von 3, dicht beieinander angeordnet, für einen Laserschweißtest und der Beziehung zwischen den Teststücken und dem Laserstrahl.
  • 5 veranschaulicht eine Gestalt und die Dimensionen eines Teststücks, wobei eine Kerbe in dem Teststück (80 mm × 40 mm) erzeugt ist.
  • 6 ist eine perspektivische Ansicht der Teststücke von 5, dicht beieinander angeordnet, für einen Laserschweißtest und der Beziehung zwischen den Teststücken und dem Laserstrahl.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Beispiele der Anthrachinonfarbstoffe der Formel [I] mit den vorstehend erwähnten Eigenschaften, verwendet als die Hauptkomponente, die den schwarzen Farbstoff bildet, der in der Zusammensetzung der Erfindung enthalten ist, sind in Tabelle 1 aufgeführt. TABELLE 1
    Figure 00040001
    • Prod. Bsp. Nr.
    = Produktbeispielnummer
  • Die Farbstoffe der vorstehend erwähnten Formel bieten überlegenen Farbwert, wenn sie die schwarze Farbe erzeugen, ebenso wie hohe Wärmebeständigkeit.
  • Über verschiedene zusätzliche Farbstoffe (wie roter, oranger und gelber Farbstoff, die schwarze Farbe erzeugen) in der Zusammensetzung der Erfindung wird nachstehend ein Überblick gegeben.
  • Die Perinonfarbstoffe, die mit den vorstehend erwähnten Anthrachinonfarbstoffen zur Verwendung als schwarzes Farbmittel, enthalten in der Zusammensetzung der Erfindung, gemischt werden, sind bekannte Produkte der Formel (III).
  • Formel (III):
    Figure 00040002
  • Die Perinonfarbstoffe, die mit dem Anthrachinon gemischt werden, um einen schwarzen Farbstoff herzustellen, können allein oder in Kombination damit verwendet werden.
  • Bevorzugte Perinonfarbstoffe, die in der Zusammensetzung der Erfindung verwendet werden, wenn Löslichkeit und/oder Dispersion in dem Harz berücksichtigt werden, sind diejenigen der Formel [IV], Formel [IV]:
    Figure 00040003
    wobei P und Q, welche gleich oder verschieden sein können, unabhängig konstituierende Einheiten sind, die durch die folgenden Formeln [IV-a] bis [IV-c] dargestellt werden können. R14 bis R29, welche gleich oder verschieden sein können, sind unabhängig ein Atom oder eine Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus H, Halogenatom wie beispielsweise Cl, Br, Alkylgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, Alkoxygruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, Aralkylgruppe, Arylgruppe; m6 ist die Zahl 1 oder 2.
  • Formel [IV-a]:
    Figure 00050001
  • Formel [IV-b]:
    Figure 00050002
  • Formel [IV-c]:
    Figure 00050003
  • Farbstoffe, die zu der Klasse von Perinonfarbstoffen gehören, die im Farbindex aufgeführt sind, sind zum Beispiel CI Solvent Orange 60, 78, CI Solvent Red 135, 162, 178, 179, CI Violet 29, CI Pigment Orange 43, CI Pigment Red 149. Wenn Löslichkeit und Dispergierbarkeit in dem Harz erhöht sind, werden Farbstoffe von Lösungsmitteltyp bevorzugt.
  • Beispiele der Perinonfarbstoffe der Formel [IV] sind nachstehend in Tabelle 3 veranschaulicht. TABELLE 3
    Figure 00060001
    • Prod. Bsp. Nr.
    = Produktbeispielnummer
  • Die Monoazokomplexfarbstoffe, die mit den Anthrachinonfarbstoffen der Formel [I] gemischt werden, um einen schwarzen Farbstoff zur Verwendung als Farbmittel, enthalten in den Zusammensetzungen der Erfindung, herzustellen, können durch Formel [V] dargestellt werden.
  • Formel [V] ist:
    Figure 00060002
    wobei R30 und R31, welche gleich oder verschieden sein können, Cl, SO2R32, SO2(-R33)(-R34) oder H sind; wobei R33 und R34, welche gleich oder verschieden sein können, unabhängig Wasserstoffatom, lineares oder verzweigtes C1-C4-Alkyl sind; R32 lineares oder verzweigtes C1-C4-Alkyl ist; L3 und L4 unabhängig O oder COO sind; (D)+ Wasserstoffion, Kation von Alkalimetallen, Ammoniumion, Kationen von organischem Amin einschließlich aliphatischer primärer, sekundärer und tertiärer Amine oder quaternäres Ammoniumion ist; K2 eine ganze Zahl ist; m2 0, 1 oder 2 ist; M2 aus Metallen der Ionenwertigkeit von 2 bis 4 (wie beispielsweise Zn, Sr, Cr, Al, Ti, Fe, Zr, Ni, Mn, B [Bor] und Co) ausgewählt ist, vorzugsweise Metall von dreiwertigem Metall, wie beispielsweise Cu, oder dreiwertigem Metall wie beispielsweise Cr, Co, Ni und Al,
    und B1 und B2 durch Formel [V-a] oder [V-b] dargestellt werden. Formel [V-a]:
    Figure 00070001
    oder Formel [V-b]
    Figure 00070002
    wobei R35 und R37, welche gleich oder verschieden sein können, Cl, SO2R32, SO2(-R33)(-R34), oder H sind; R33 und R34, welche gleich oder verschieden sein können, unabhängig Wasserstoffatom, lineares oder verzweigtes C1-C4-Alkyl sind; und R36 und R38, welche gleich oder verschieden sein können, unabhängig Wasserstoffatom, lineares oder verzweigtes C1-C18-Alkyl, Carboxyl, Hydroxyl, C1-C18-Alkoxy, Amino oder Halogenatome sein können.
  • Geeignete Kationen zur Verwendung in den vorstehend erwähnten Monoazokomplexfarbstoffen sind H+; Kationen von Alkalimetall, Ammoniumion, Kationen von organischem Amin einschließlich aliphatischer primärer, sekundärer und tertiärer Amine, quaternäres Ammoniumion.
  • Zu geeigneten Aminen zur Verwendung bei der Herstellung der vorstehend erwähnten Monoazokomplexfarbstoffe und gebräuchlich in Farbstoffen gehören aliphatisches Amin, alicyclisches Amin, Alkoxyalkylamin, Amin mit Alkanol, Diamin, Amin von Guanidinderivaten und aromatisches Amin.
  • Beispiele von Monoazokomplexfarbstoffen der Formel [V], wobei B1 und B2 die Formel [V-a] haben, befinden sich nachstehend und in Tabelle 4. Formel [V-c]:
    Figure 00070003
    TABELLE 4
    Figure 00080001
    • Prod. Bsp. Nr.
    = Produktbeispielnummer
  • Beispiele der Monoazokomplexfarbstoffe der Formel [V], wobei B1 und B2 die Formel [V-b] haben, befinden sich nachstehend und in Tabelle 5. Formel [V-d]
    Figure 00080002
    TABELLE 5
    Figure 00080003
    • Prod. Bsp. Nr.
    = Produktbeispielnummer
  • Wir können ein schwarzes Farbmittel mit überlegener Wärmebeständigkeit erhalten, indem spezielle neutrale Anthrachinonfarbstoffe mit den vorstehend erwähnten roten oder gelben Monoazokomplexfarbstoffen kombiniert werden.
  • Die vorstehend erwähnten Monoazokomplexfarbstoffe bieten überlegene Wärmebeständigkeit.
  • Die Anthrapyridonfarbstoffe, die mit den Anthrachinonfarbstoffen der Formel [I] gemischt werden, um einen schwarzen Farbstoff zur Verwendung als Farbmittel der Erfindung herzustellen, können durch Formel [VI] dargestellt werden, Formel [VI]:
    Figure 00090001
    wobei R67 bis R71, welche gleich oder verschieden sein können, unabhängig aus der Gruppe, bestehend aus H, Alkyl, Aryl, Alkenyl, Alkoxy, Amino, Hydroxy, Halogenatom, Acyl, Acyloxy, Acylamid, Acyl-N-alkylamid, Carboxyl, Alkoxycarbonyl, Cyclohexylamid, Sulfonyl oder Formel [VI-a], ausgewählt sind; und mindestens eines von R67 bis R74 Sulfonyl ist; wobei P3 C-R72 oder N ist, R72 H, Alkyl, Aryl, Alkoxy, Benzoyl oder Benzyl ist; wobei (G)s+ das Ammoniumion oder ein Kation, abgeleitet von organischen Aminverbindungen oder einem basischen Farbstoff, darstellt; wobei s 1 oder 2 ist, m5 eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist und K5 das Verhältnis von m5/s ist. Formel [VI-a]:
    Figure 00090002
    und weiter, wobei P4 O oder NH ist, und R73 bis R75, welche gleich oder verschieden sein können, unabhängig aus der Gruppe, bestehend aus H, Alkyl, Aryl, Alkenyl, Alkoxy, Amino, N-Alkylamid, N-Arylamid, Hydroxy, Halogenatom, Acyl, Acyloxy, Acylamido, Acyl-N-alkylamid, Carboxyl, Alkoxycarbonyl oder Sulfonyl, ausgewählt sind.
  • Zu geeigneten Aminen zur Verwendung bei der Herstellung der vorstehend erwähnten Anthrapyridonfarbstoffe in Färbemitteln gehören aliphatisches Amin, alicyclisches Amin, Alkoxyalkylamin, Amin mit Alkanol, Diamin, Amin von Guanidinderivaten und aromatisches Amin.
  • Beispiele der Anthrapyridonfarbstoffe mit Formel [VI] sind nachstehend in Tabelle 6 angegeben. TABELLE 6
    Figure 00100001
    • Prod. Bsp. No.
    = Produktbeispielnummer
  • Die Anthrachinonfarbstoffe, die bei weniger als 500 nm absorbieren und Farben wie beispielsweise gelb, orange und rot haben, die mit dem neutralen Anthrachinon gemischt werden können, um schwarze Farben herzustellen, sind in dem nachstehenden COLOR INDEX beschrieben.
  • Rote Farbstoffe:
    • CI Solvent Red 52, 57, 111, 114, 136, 137, 138, 139, 143, 144, 145, 146, 147, 148, 149, 150, 151, 152, 155, 156, 168, 169, 170, 171, 172, 177, 181, 190, 191, 194, 199, 200, 201.
  • Orange Farbstoffe:
    • CI Solvent Orange 35, 55, 64, 65, 66, 68, 69, 71, 77, 86, 87, 163.
  • Gelbe Farbstoffe:
    • CI Solvent Yellow 100, 109, 117, 125, 156, 158, 163 oder CI Vat Yellow 1, 2, 3.
  • Zusammensetzungen, die für die Herstellung schwarzer Farbstoffe geeignet sind, sind unmittelbar nachstehend im Überblick dargestellt.
  • BEISPIEL 1 – Schwarzer Farbstoff
    • Der neutrale Anthrachinonfarbstoff der Formel [I-2] : roter Perinonfarbstoff der Formel [IV-3] : gelber Anthrachinonfarbstoff der folgenden Formel [a] in einem Gewichtsverhältnis von 5 : 3 : 2.
  • Formel [a]:
    Figure 00110001
  • BEISPIEL 2 – Schwarzer Farbstoff
    • Der neutrale Anthrachinonfarbstoff der Formel [I-3] : roter Perinonfarbstoff der Formel [IV-3] : gelber Anthrachinonfarbstoff der folgenden Formel [a] in einem Gewichtsverhältnis von 5 : 4 : 1.
  • BEISPIEL 3 – Schwarzer Farbstoff nicht gemäß der Erfindung
    • Der neutrale Anthrachinonfarbstoff der Formel [II-9] : roter Perinonfarbstoff der Formel [IV-2] : gelber Anthrachinonfarbstoff der Formel [a] in einem Gewichtsverhältnis von 6 : 3 : 1.
  • BEISPIEL 4 – Schwarzer Farbstoff, nicht gemäß der Erfindung
    • Der neutrale Anthrachinonfarbstoff der Formel [II-3] : roter Perinonfarbstoff der Formel [IV-3] : gelber Anthrachinonfarbstoff der folgenden Formel [b] in einem Gewichtsverhältnis von 3 : 2 : 1.
  • Formel [b]:
    Figure 00110002
  • BEISPIEL 5 – Schwarzer Farbstoff
    • Der neutrale Anthrachinonfarbstoff der Formel [I-4] : Monoazokomplexfarbstoff der Formel [V-2] : gelber Anthrachinonfarbstoff der Formel [a] in einem Gewichtsverhältnis von 6 : 2 : 1.
  • BEISPIEL 6 – Schwarzer Farbstoff
    • Der neutrale Anthrachinonfarbstoff der Formel [I-5] : Monoazokomplexfarbstoff der Formel [V-3] : gelber Anthrachinonfarbstoff der Formel [b] in einem Gewichtsverhältnis von 5 : 2 : 1.
  • BEISPIEL 7 – Schwarzer Farbstoff, nicht gemäß der Erfindung
    • Der neutrale Anthrachinonfarbstoff der Formel [II-4] : Monoazokomplexfarbstoff der Formel [V-2] : gelber Anthrachinonfarbstoff der Formel [a] in einem Gewichtsverhältnis von 5 : 3 : 2.
  • BEISPIEL 8 – Schwarzer Farbstoff
    • Der neutrale Anthrachinonfarbstoff der Formel [I-1] : Anthrapyridonfarbstoff der Formel [VI-5] : gelber Anthrachinonfarbstoff der folgenden Formel [a] in einem Gewichtsverhältnis von 5 : 4 : 1.
  • BEISPIEL 9 – Schwarzer Farbstoff
    • Der neutrale Anthrachinonfarbstoff der Formel [I-2] : Anthrapyridonfarbstoff der Formel [VI-2] : Monoazokomplexfarbstoff der Formel [V-16] in einem Gewichtsverhältnis von 5 : 3 : 1.
  • BEISPIEL 10 – Schwarzer Farbstoff, nicht gemäß der Erfindung
    • Der neutrale Anthrachinonfarbstoff der Formel [II-4] : Monoazokomplexfarbstoff der Formel [V-2] : gelber Anthrachinonfarbstoff der Formel [b] in einem Gewichtsverhältnis von 6 : 3 : 1.
  • Die Harze, die als die Formharze zum Laserschweißen benutzt werden, können ein beliebiges Harz sein, so lange wie sie thermoplastische Harze sind. Polyamidharze und Polyesterharze werden vom Standpunkt der Wärmebeständigkeit und der Durchlässigkeitseigenschaft bevorzugt, obwohl andere thermoplastische Harze einschließlich Polycarbonatharzen gleichwohl allein, in Kombination miteinander oder in Kombination mit den vorstehenden zu bevorzugenden Harzen verwendet werden können.
  • Zu verschiedenen Beispielen von Polyamidharzen, die zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, gehören Kondensationsprodukte von Dicarbonsäuren und Diaminen, Kondensationsprodukte von Aminocarbonsäuren und ringöffnende Polymerisationsprodukte von cyclischen Lactamen. Zu Beispielen von Dicarbonsäuren, die in dieser Anwendung verwendbar sind, gehören Adipinsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Dodecandisäure, Isophthalsäure und Terephthalsäure. Zu Beispielen geeigneter Diamine gehören Tetramethylendiamin, Hexamethylendiamin, Octamethylendiamin, Nonamethylendiamin, Dodecamethylendiamin, 2-Methylpentamethylendiamin, 2-Methyloctamethylendiamin, Trimethylhexamethylendiamin, Bis(p-aminocyclohexyl)methan, m-Xyloldiamin und p-Xyloldiamin. Als Beispiel von Aminocarbonsäure kann 11-Aminododecansäure verwendet werden. Zu Beispielen verwendbarer cyclischer Lactame gehören Caprolactam und Laurolactam. Zu speziellen Beispielen von Kondensationsprodukten und ringöffnenden Polymerisationsprodukten gehören aliphatische Polyamide, wie beispielsweise Nylon 6, Nylon 66, Nylon 46, Nylon 610, Nylon 612, Nylon 11, Nylon 12, semiaromatische Polyamide wie beispielsweise Polymetaxyloladipamid (Nylon MXD-6), Polyhexamethylenterephthalamid (Nylon 6T), Polyhexamethylenisophthalamid (Nylon 6I) und Polynonamethylenterephthalamid (Nylon 9T) und Copolymere und Gemische dieser Polymere. Zu Beispielen verwendbarer Copolymere gehören Nylon 6/66, Nylon 66/6I, Nylon 6I/6T und Nylon 66/6T.
  • Ein weiter Bereich von gebräuchlichen Polyesterformmassen, verwendbar zum Mischen mit Farbmitteln in der praktischen Ausführung der vorliegenden Erfindung, ist auf dem Fachgebiet bekannt. Diese schließen Polymere ein, die im allgemeinen Kondensationsprodukte von Dicarbonsäuren und Diolen sind. Dicarbonsäuren können aus der Gruppe, bestehend aus Adipinsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Dodecandisäure, Terephthalsäure, Isophthalsäure, Naphthalindicarbonsäure und Diphenyldicarbonsäure, ausgewählt werden und Diole können aus der Gruppe, bestehend aus Ethylenglycol, Propylenglycol, Butandiol, Hexandiol, Neopentylglycol, Cyclohexandiol und Bisphenol A, ausgewählt werden. Zu bevorzugten Polyestern gehören Polyethylenterephthalat (PET), Polypropylenterephthalat (3GT), Polybutylenterephthalat (PBT), Polyethylen-2,6-naphthalat (PEN), Polycyclohexandimethylenterephthalat (PCT) und Copolymere und Gemische davon. Als Beispiele der Copolymere können einige der Dicarbonsäuren oder einige der Diole zu den Kondensationsprodukten hinzugegeben werden. Polyesterpolymere können mit einer kleinen Menge von Komponenten wie Trimesinsäure, Trimellitsäure, Pyromellitsäure, Glycerol und Pentaerythrit, die mehr als 3 funktionelle Gruppen haben, copolymerisiert werden.
  • Zusätzliche andere Polymere, einschließlich Polycarbonat, können ebenfalls dargestellt werden, mit der Maßgabe, daß die unbedingt notwendigen charakteristischen Eigenschaften der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung nicht wesentlich geändert werden.
  • Ein schwarzes Farbmittel, verwendbar in der Zusammensetzung der Erfindung, umfaßt ein Gemisch von neutralem Anthrachinonfarbstoff der Farben von blau vermittelt, sichtbares Licht mit einer Wellenlänge von weniger als 700 nm absorbiert und einen Laserstrahl mit einer Wellenlänge bei 800 nm bis 1200 nm im infraroten Bereich hindurchläßt, mit zumindest anderen roten Farbstoffen, die den Laserstrahl mit einer Wellenlänge bei 800 nm und 1200 nm im infraroten Bereich hindurchlassen, wie beispielsweise Perinonfarbstoffe oder Monoazokomplexfarbstoffe, bei vorbestimmten Gewichtsverhältnissen.
  • Das schwarze Farbmittel, enthaltend den neutralen Anthrachinonfarbstoff ist in Anteilen von 0,01 bis 1 Gew.-% vorhanden, wenn die Zusammensetzung Polyamid 6 als zumindest die Hauptkomponente der Polyamidharzzusammensetzung umfaßt. Die Menge des vorstehend erwähnten Farbstoffgemisches kann durch Anwendungen bestimmt werden, die verschiedene Eigenschaften, verbunden mit dem Laserschweißen, erfordern.
  • Die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann einen anorganischen Füllstoff oder ein verstärkendes Mittel enthalten, das zum Beispiel faserige Verstärkung, wie beispielsweise Glasfaser und Kohlenstofffaser, Glaskügelchen, Glasflocken, Talkum, Kaolin, Wollastonit, Siliciumdioxid, Calciumcarbonat, Kaliumtitanat und Glimmer einschließt. Bevorzugt unter ihnen ist Glasfaser. Glasfasern, die zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, sind diejenigen, die allgemein als verstärkende Mittel für thermoplastische Harze und wärmehärtende Harze verwendet werden.
  • Eine oder mehrere optionale Verbindungen, ausgewählt aus einer breiten Vielzahl von Verbindungen, passend gemacht für verschiedene Anwendungen der Harzzusammensetzungen, können in der Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten sein.
  • Typischerweise können zusätzliche Verbindungen Flammverzögerungsmittel, schlagzähmachende Zusatzstoffe, Viskositätsmodifizierungsmittel, Wärmebeständigkeitsverbesserer, Schmiermittel, Antioxidantien und UV- und andere Stabilisatoren einschließen. Die Polyamidharzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann derartige zusätzliche Verbindungen in derartigen Mengen aufweisen, daß sie ihre charakteristischen Eigenschaften nicht schädigen.
  • In der vorliegenden Erfindung werden thermoplastische Harzzusammensetzungen bereitgestellt, die zum Laserschweißen geeignet sind, die für Laserstrahl transparente Gegenstände herstellen, um Zusammenschweißen mit dem für Laserstrahl opaken Gegenstand zu erreichen. Geeignete opake Gegenstände und ihre Zusammensetzungen sind zum Beispiel in DE-A-4432081 beschrieben.
  • Unter Bezug auf die Zeichnungen hier ist 1 eine Veranschaulichung einer herkömmlichen Schweißanordnung. Ein Laserstrahl 1 wird durch den ersten Gegenstand 2 zu dem zweiten Gegenstand 3 hindurchgelassen, der die den Laserstrahl absorbierende Kombination enthält, und die Oberfläche 4 des Gegenstands 3, die die Laserenergie absorbiert hat, wird geschmolzen und mit der Oberfläche des ersten Gegenstands 2 zusammengepreßt, wobei sie zusammengeschweißt werden. Wie in 2 gezeigt, müssen zwei thermoplastische Komponenten 5 und 6 unterschiedliche Transmissions- und Absorptionskoeffizienten haben und es ist schwierig, an der Oberfläche 8 zwei Gegenstände mit der gleichen Farbe zu schweißen. In 2 wird der Laserstrahl 1 auf die Oberfläche 7 der Komponente 5 angewandt.
  • In den 3 und 5 hier wird ein unteres Teststück 10 gezeigt, das in dem Laserschweißtest dieser Beispiele verwendet wird. Die vermerkten Abmessungen erzeugen eine Kerbe in dem Teststück 10. Das obere Teststück 9 hat den gleichen Aufbau und die gleichen Abmessungen. In den 4 und 6 werden die Verbindungsstelle des oberen Teststücks 9 mit dem unteren Teststück 10 und die Bewegung des Lasers 11 (in der Richtung des Pfeils), um die Verschweißung zu erzeugen, gezeigt.
  • BEISPIELE
  • Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele veranschaulicht.
  • BEISPIEL A
  • Pellets aus unverstärktem Nylon 6 ZYTEL® (erhältlich von EI DuPont de Nemours & C. unter dem Namen ZYTEL® 7301) wurden bei 120°C für mehr als 8 h unter Verwendung eines Trockenapparates getrocknet und gemäß der folgenden Formulierung ausgewogen.
    Nylon 6 400 g
    Blauer Anthrachinonfarbstoff der folgenden Formel [I-2] 0,40 g
    Roter Perinonfarbstoff der folgenden Formel [IV-3] 0,24 g
    Gelber Anthrachinonfarbstoff der folgenden Formel [a] 0,16 g
  • Das Produkt der vorstehenden Rezeptur wurde für 1 h in einer Edelstahldrehtrommel gerührt und gemischt.
  • Für dieses und alles andere Testen, an dem diese spezielle Nylonqualität beteiligt war, wurde ein homogenes, schwarzes Versuchsstück (48 × 86 × 3 (mm)) mit ausgezeichnetem Aussehen und Oberflächenglanz mit keiner Farbunebenheit erhalten, nachdem das zuvor erwähnte resultierende Gemisch nach einem üblichen Verfahren bei 250°C Zylindertemperatur und 60°C Formtemperatur unter Verwendung einer Spritzgießmaschine (Produkt von Kawaguchi Tekko Co., Handelsname: K50-C) spritzgegossen worden war. Das Versuchsstück, das erhalten wurde, nachdem es für 15 Minuten in einer Spritzgießmaschine belassen worden war, war farbecht. BEISPIEL B
    Nylon 6 (das gleiche wie in Beispiel A) 400 g
    Blauer Anthrachinonfarbstoff der folgenden Formel [I-4] 0,36 g
    Roter Perinonfarbstoff der folgenden Formel [IV-3] 0,28 g
    Gelber Anthrachinonfarbstoff der folgenden Formel [b] 0,16 g
  • Das Produkt der vorstehenden Rezeptur wurde für 1 h in einer Edelstahldrehtrommel gerührt und gemischt.
  • Teststücke wurden wie vorstehend für Beispiel A beschrieben hergestellt und getestet, und die Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle 7 angezeigt. Das Versuchsstück, das erhalten wurde, nachdem es für 15 Minuten in einer Spritzgießmaschine belassen worden war, war farbecht. VERGLEICHSBEISPIEL C
    Nylon 6 (das gleiche wie in Beispiel A) 400 g
    Violetter Anthrachinonfarbstoff der folgenden Formel [c] 0,68 g
    Gelber Chinophthalonfarbstoff der folgenden Formel [d] 0,12 g
  • Das Produkt der vorstehenden Rezeptur wurde für 1 h in einer Edelstahldrehtrommel gerührt und gemischt.
  • Teststücke wurden wie vorstehend für Beispiel A beschrieben hergestellt und getestet und die Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle 7 angezeigt. Das Versuchsstück, das erhalten wurde, nachdem es für 15 Minuten in einer Spritzgießmaschine belassen worden war, war verblichen und ungleichmäßig. Formel [c]:
    Figure 00150001
    Figure 00150002
    Formel [d]: Vergleichsbeispiel D
    Nylon 6 (das gleiche wie in Beispiel A) 400 g
    Grüner Anthrachinonfarbstoff der folgenden Formel [e] 0,48 g
    Roter Anthrachinonfarbstoff der folgenden Formel [f] 0,32 g
  • Das Produkt der vorstehenden Rezeptur wurde für 1 h in einer Edelstahldrehtrommel gerührt und gemischt.
  • Teststücke wurden wie vorstehend für Beispiel A beschrieben hergestellt und getestet und die Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle 7 angezeigt. Das Versuchsstück, das erhalten wurde, nachdem es für 15 Minuten in einer Spritzgießmaschine belassen worden war, war verblichen und ungleichmäßig. Formel [e]:
    Figure 00160001
    Figure 00160002
    Formel [f]: VERGLEICHSBEISPIEL E
    Nylon 6 (das gleiche wie in Beispiel A) 400 g
    Grüner Anthrachinonfarbstoff der folgenden Formel [e] 0,48 g
    Roter Disazofarbstoff der folgenden Formel [g] 0,32 g
  • Das Produkt der vorstehenden Rezeptur wurde für 1 h in einer Edelstahldrehtrommel gerührt und gemischt.
  • Teststücke wurden wie vorstehend für Beispiel A beschrieben hergestellt und getestet und die Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle 7 angezeigt. Das Versuchsstück, das erhalten wurde, nachdem es für 15 Minuten in einer Spritzgießmaschine belassen worden war, war verblaßt und ungleichmäßig.
    Figure 00160003
    Formel [g]: VERGLEICHSBEISPIEL F
    Nylon 6 (das gleiche wie in Beispiel A) 400 g
    Blauer Anthrachinonfarbstoff der folgenden Formel [h] 0,53 g
    Roter Perinonfarbstoff der folgenden Formel [IV-3] 0,18 g
    Gelber Anthrachinonfarbstoff der folgenden Formel [a] 0,09 g
  • Das Produkt der vorstehenden Rezeptur wurde für 1 h in einer Edelstahldrehtrommel gerührt und gemischt.
  • Teststücke wurden wie vorstehend in Beispiel A beschrieben hergestellt und getestet und die Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle 7 angezeigt. Das Versuchsstück, das erhalten wurde, nachdem es für 15 Minuten in einer Spritzgießmaschine belassen worden war, war verblaßt und ungleichmäßig.
  • Formel [h]:
    Figure 00170001
  • TABELLE 7
    Figure 00170002
  • Dieses Testen demonstriert, daß thermische und Feuchtigkeitsbeständigkeit in den Beispielen A und B keine Verschlechterung zeigten. Insbesondere haben die Beispiele A und B in der TG/DTA-Analyse keinen endothermen Peak. Dies bedeutet, daß, auch wenn die Zusammensetzung, wie beispielsweise die Beispiele A und B, für eine Zeitlang (zum Beispiel 15 Minuten) in einer Spritzgießmaschine belassen werden, das durch Formen erhaltene Teststück die Eigenschaft hat, nicht zu verblassen. Andererseits haben die Vergleichsbeispiele C, D, E und F mit einem endothermen Peak, der niedriger ist als der Schmelzpunkt von Nylon 6, große Möglichkeit nach dem Formen in dieser gleichen Weise zu verblassen. Je größer die Spritzgießmaschine ist, um so wichtiger ist die Wärmehalteeigenschaft in ihr.
  • BEISPIEL G, NICHT GEMÄSS DER ERFINDUNG
  • Unverstärkter Polyester (hergestellt aus Terephthalsäure und Ethylenglycol, dessen intrinsische Viskosität 0,85 ist, wenn bei 25°C als 1%ige Lösung in einer gemischten Lösung von Phenol und Dichlorbenzol mit dem Gewichtsverhältnis von 1/1 gemessen wird) wurde bei 120°C unter Verwendung eines Vakuumtrockenapparates für mehr als 8 h getrocknet und gemäß der folgenden Formulierung ausgewogen.
    Polyester 400 g
    Blauer Anthrachinonfarbstoff der folgenden Formel [II-9] 0,40 g
    Roter Perinonfarbstoff der folgenden Formel [IV-3] 0,24 g
    Gelber Anthrachinonfarbstoff der folgenden Formel [a] 0,16 g
  • Das Produkt der vorstehenden Rezeptur wurde für 1 h in einer Edelstahldrehtrommel gerührt und gemischt.
  • Für dieses und alles andere Testen, an dem diese spezielle Qualität von Polyester beteiligt war, wurde ein homogenes, schwarzes Versuchsstück (48 × 86 × 3 (mm)) mit ausgezeichnetem Aussehen und Oberflächenglanz mit keiner Farbunebenheit erhalten, nachdem das zuvor erwähnte resultierende Gemisch nach einem üblichen Verfahren bei 290°C Zylindertemperatur und 60°C Formtemperatur unter Verwendung einer Spritzgießmaschine (Produkt von Kawaguchi Tekko Co., Handelsname: K50-C) spritzgegossen worden war. Das Versuchsstück, das erhalten wurde, nachdem es für 15 Minuten in einer Spritzgießmaschine belassen worden war, war farbecht. BEISPIEL H
    Polyester (der gleiche wie in Beispiel G) 400 g
    Blauer Anthrachinonfarbstoff der folgenden Formel [I-2] 0,40 g
    Roter Perinonfarbstoff der folgenden Formel [IV-3] 0,24 g
    Gelber Anthrachinonfarbstoff der folgenden Formel [a] 0,16 g
  • Das Produkt der vorstehenden Rezeptur wurde für 1 h in einer Edelstahldrehtrommel gerührt und gemischt.
  • Teststücke worden wie vorstehend für Beispiel G beschrieben hergestellt und getestet und die Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle 8 angezeigt. Das Versuchsstück, das erhalten wurde, nachdem es für 15 Minuten in einer Spritzgießmaschine belassen worden war, war farbecht. BEISPIEL I
    Polyester (der gleiche wie in Beispiel G) 400 g
    Blauer Anthrachinonfarbstoff der folgenden Formel [I-4] 0,36 g
    Roter Perinonfarbstoff der folgenden Formel [IV-3] 0,28 g
    Gelber Anthrachinonfarbstoff der folgenden Formel [b] 0,16 g
  • Das Produkt der vorstehenden Rezeptur wurde für 1 h in einer Edelstahldrehtrommel gerührt und gemischt.
  • Teststücke wurden wie vorstehend für Beispiel G beschrieben hergestellt und getestet und die Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle 8 angezeigt. Das Versuchsstück, das erhalten wurde, nachdem es für 15 Minuten in einer Spritzgießmaschine belassen worden war, war farbecht. VERGLEICHSBEISPIEL J
    Polyester (der gleiche wie in Beispiel G) 400 g
    Violetter Anthrachinonfarbstoff der folgenden Formel [c] 0,68 g
    Gelber Chinopthtalonfarbstoff der folgenden Formel [d] 0,12 g
  • Das Produkt der vorstehenden Rezeptur wurde für 1 h in einer Edelstahldrehtrommel gerührt und gemischt.
  • Teststücke wurden wie vorstehend für Beispiel G beschrieben hergestellt und getestet und die Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle 8 angezeigt. Das Versuchsstück, das erhalten wurde, nachdem es für 15 Minuten in einer Spritzgießmaschine belassen worden war, war verblaßt und ungleichmäßig. VERGLEICHSBEISPIEL K
    Polyester (der gleiche wie in Beispiel G) 400 g
    Grüner Anthrachinonfarbstoff der folgenden Formel [e] 0,48 g
    Roter Anthrachinonfarbstoff der folgenden Formel [f] 0,32 g
  • Das Produkt der vorstehenden Rezeptur wurde für 1 h in einer Edelstahldrehtrommel gerührt und gemischt.
  • Teststücke wurden wie vorstehend für Beispiel G beschrieben hergestellt und getestet und die Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle 8 angezeigt. Das Versuchsstück, das erhalten wurde, nachdem es für 15 Minuten in einer Spritzgießmaschine belassen worden war, war verblaßt und ungleichmäßig. VERGLEICHSBEISPIEL L
    Polyester (der gleiche wie in Beispiel G) 400 g
    Grüner Anthrachinonfarbstoff der folgenden Formel [e] 0,48 g
    Roter Disazofarbstoff der folgenden Formel [g] 0,32 g
  • Das Produkt der vorstehenden Rezeptur wurde für 1 h in einer Edelstahldrehtrommel gerührt und gemischt.
  • Teststücke wurden wie vorstehend für Beispiel G beschrieben hergestellt und getestet und die Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle 8 angezeigt. Das Versuchsstück, das erhalten wurde, nachdem es für 15 Minuten in einer Spritzgießmaschine belassen worden war, war verblaßt und ungleichmäßig. VERGLEICHSBEISPIEL M
    Polyester (der gleiche wie in Beispiel G) 400 g
    Blauer Anthrachinonfarbstoff der folgenden Formel [h] 0,53 g
    Roter Perinonfarbstoff der folgenden Formel [IV-3] 0,18 g
    Gelber Anthrachinonfarbstoff der folgenden Formel [a] 0,09 g
  • Das Produkt der vorstehenden Rezeptur wurde für 1 h in einer Edelstahldrehtrommel gerührt und gemischt.
  • Teststücke wurden wie vorstehend für Beispiel G beschrieben hergestellt und getestet und die Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle 8 angezeigt. Das Versuchsstück, das erhalten wurde, nachdem es für 15 Minuten in einer Spritzgießmaschine belassen worden war, war verblaßt und ungleichmäßig.
  • TABELLE 8
    Figure 00200001
  • Dieses Testen demonstriert, daß die Feuchtigkeitsbeständigkeit in den Beispielen G, H und I keine Verschlechterung zeigte. Insbesondere zeigten die Beispiele G, H und I geringe Sublimation im Vergleich zu den Vergleichsbeispielen J, K, L und M. Deshalb hat, sogar wenn thermoplastische Harzzusammensetzung, gefärbt durch die Beispiele G, H oder I, in einen Raum mit höherer Temperatur gebracht wird, wie in der Automobil- oder Elektroindustrie, ihr Farbmittel die Eigenschaft, nicht in andere Teile zu wandern. Und bei der Wärmehalteeigenschaft in einer Spritzgießmaschine kann das gleiche Ergebnis wie bei Nylon 6 entstehen.
  • TESTVERFAHREN
  • (1) TRANSMISSIONSEIGENSCHAFTEN
  • Das Transmissionsvermögen (T) in dem Bereich von 400 nm bis 1200 nm der Testplatten mit Laserstrahlen mit entsprechenden Wellenlängen von 940 nm (Halbleiterlaser) bzw. 1064 nm (YAG-Laser) wurde unter Verwendung eines Spektrometers U-3410, hergestellt von Hitachi, mit einem 60-Φ-Kugelphotometer für eine Wellenlänge von Ultraviolett bis zum nahen Infrarot gemessen. Das Verhältnis (TA) von Transmission bei 940 nm : Transmission bei 1064 nm und das Verhältnis (TB) von Transmission bei 940 nm : Transmission von natürlichem Harz werden bestimmt und zwischen den Beispielen verglichen.
  • (2) AUSSEHEN UND OBERFLÄCHENGLANZ
  • Das Aussehen der Testplatten wurde durch Messen der Reflexionsdichte (OD) der Testplatten mit dem Reflexionsdichtemesser TR-927, hergestellt von Macbeth, bewertet. Es wurde beurteilt, daß Testplatten mit höheren OD-Werten bessere Oberflächenglätte haben und reich an Glanz sind.
  • (3) WÄRMEBESTÄNDIGKEIT
  • Der Anteil des Verblassens der Farbe und die Entfärbung ΔE zwischen „davor" und „danach" wurde von jeder Testplatte, die in einen Ofen bei 160°C gelegt und für 15 Tage dort gehalten wurde, bestimmt und unter Verwendung eines Kolorimeters (hergestellt von Juki, Handelsname: JP 7000) gemessen.
  • (4) FEUCHTIGKEITSBESTÄNDIGKEIT
  • Der Anteil des Verblassens der Farbe und die Entfärbung ΔE zwischen „vorher" und „nachher" wurde von jeder Testplatte, die in einen Thermoregulator bei 80°C (mit einer Feuchtigkeit von 95%) gelegt und für eine Woche dort gehalten wurde, bestimmt und unter Verwendung eines Kolorimeters (hergestellt von Juki, Handelsname JP 7000) gemessen.
  • (5) TG (THERMOGRAVIMETRISCHE ANALYSATOREN)/DTA (DIFFERENTIALTHERMOANALYSATOREN)
  • TG und DTA von jedem Testfarbmittelpulver wurden unter Verwendung von TG/DTA-Analysatoren (hergestellt von Seiko Instrument, Handelsname: SII EXSTAR 6000) in einem Heizofen gemessen, in den Luft mit 200 ml/min eingeleitet wird, dessen Temperatur mit 10°C/min von 30 bis 55°C erhöht wird, und dann, wenn erreicht, bei 550°C für 28 Minuten bleibt.
  • (6) SUBLIMATIONSTEST
  • Der Anteil von Farbstoffsublimation wurde durch ΔE zwischen davor und danach von weißem Band bestimmt, das auf jeder Platte angebracht wurde, die bei 140°C für 3 Stunden in einen Ofen gelegt wurde und unter Verwendung eines Kolorimeters (hergestellt von Juki, Handelsname: JP 7000) gemessen wurde.
  • Es wird beurteilt, daß das auf der Testplatte angebrachte weiße Band mit der größeren ΔE die größere Sublimation hat.
  • BEISPIEL N UND VERGLEICHSBEISPIELE O UND P
  • Mit Glasfaser verstärktes Nylon 6 (Zytel®73G30L, erhältlich von E. I. DuPont de Nemours and Co.) und Farbstoffe wurden mit der in Tabelle 9 beschriebenen Menge trocken gemischt. Das gemischte Material wurde zu zwei Typen von Teststücken geformt: einer für mechanische Eigenschaften und der andere zum Laserschweißen. Teststücke für mechanische Eigenschaften wurden gemäß ISO3167 auf der Spritzgießmachine Toshiba IS 170FIII mit einer Zylindertemperatur, eingestellt auf 260°C, und einer Formtemperatur von 80°C geformt. Teststücke zum Laserschweißen mit Abmessungen, veranschaulicht als 3, wurden auf der Spritzgießmaschine Sumitomo Juki 75T geformt, mit einer Zylindertemperatur, eingestellt auf 250°C, und einer Formtemperatur, eingestellt auf 80°C.
  • Zugfestigkeit und Dehnung wurden gemäß ISO527 gemessen und die Charpy-Kerbschlagfestigkeit wurde gemäß ISO179 gemessen.
  • Laserschweißen wurde unter Verwendung von zwei der vorstehend beschriebenen Teststücke, vereinigt wie in 4 veranschaulicht, durchgeführt. Das Beispiel N und das Vergleichsbeispiel O wurden als oberes Teststück verwendet und das Vergleichsbeispiel P wurde als unteres Teststück verwendet. Es wurde mit einem Diodenlaser (Wellenlänge 940 nm, hergestellt von Rofin-Sinar Laser GmbH) mit einer Laserenergie von 50 W und verschiedenen Geschwindigkeiten mit 3 mm Durchmesser bestrahlt. Die Zugfestigkeit der geschweißten Teststücke wurde auf dem Autograph (hergestellt von Shimazu Seisakusho) gemessen, indem mit 5 mm/Minute auseinadergezogen wurde und seine maximale Belastung aufgezeichnet wurde.
  • TABELLE 9
    Figure 00220001
  • BEISPIEL Q UND VERGLEICHSBEISPIELE R UND S
  • Mit Glasfaser verstärktes Nylon 66 (Zytel®70G33HS1L, erhältlich von E. I. DuPont de Nemours and Co.) und Farbstoffe wurden mit der in Tabelle 10 beschriebenen Menge trocken gemischt. Das gemischte Material wurde zu zwei Typen von Teststücken geformt: einer für mechanische Eigenschaften und ein anderer zum Laserschweißen. Teststücke für mechanische Eigenschaften wurden gemäß ISO3167 auf der Spritzgießmachine Toshiba IS 170FIII mit einer Zylindertemperatur, eingestellt auf 280°C, und einer Formtemperatur von 80°C geformt. Teststücke zum Laserschweißen mit Abmessungen, die in 3 veranschaulicht sind, wurden auf der Spritzgießmaschine Sumitomo Juki 75T geformt, mit einer Zylindertemperatur, eingestellt auf 270°C, und einer Formtemperatur, eingestellt auf 80°C.
  • Zugfestigkeit und Dehnung wurden gemäß ISO527 gemessen und die Charpy-Kerbschlagfestigkeit wurde gemäß ISO179 gemessen.
  • Das Laserschweißen wurde unter Verwendung von zwei Stücken der vorstehend beschriebenen Teststücke durchgeführt, die vereinigt wurden, wie in 4 veranschaulicht ist. Das Beispiel Q und das Vergleichsbeispiel R wurden als oberes Teststück verwendet und das Vergleichsbeispiel S wurde als unteres Teststück verwendet. Es wurde mit einem Diodenlaser (Wellenlänge 940 nm, hergestellt von Rofin-Sinar Laser GmbH) mit der Energie von 80 W und bei verschiedenen Geschwindigkeiten mit 3 mm Durchmesser bestrahlt. Die Zugfestigkeit der geschweißten Teststücke wurde auf dem Autograph (hergestellt von Shimazu Seisakusho) gemessen, indem mit 5 mm/Minute auseinadergezogen wurde, und seine maximale Belastung wurde aufgezeichnet.
  • TABELLE 10
    Figure 00230001
  • BEISPIEL T BIS BEISPIEL V, VERGLEICHSBEISPIEL W–AA
  • Pellets von unverstärktem Nylon 6 (Zytel→ 7301, erhältlich von E. I. DuPont de Nemours and Co.) und Farbstoffe wurden mit der in Tabelle 11 beschriebenen Menge trocken gemischt. Das gemischte Material wurde zu Teststücken zum Laserschweißen geformt, mit den Abmessungen, veranschaulicht als 5, auf der Spritzgießmaschine K50-C (hergestellt von Kawaguchi Steel K. K.) mit einer Zylindertemperatur, eingestellt auf 250°C, und einer Formtemperatur, eingestellt auf 60°C.
  • Das Laserschweißen wurde unter Verwendung von zwei Stücken der vorstehend beschriebenen Teststücke, vereinigt wie in 6 veranschaulicht, durchgeführt. Jedes Beispiel von T bis V und Vergleichsbeispiel von W bis Z wurden als oberes Teststück verwendet und das Vergleichsbeispiel AA wurde als unteres Teststück verwendet. Es wurde mit einem Diodenlaser (Wellenlänge 940 nm, hergestellt von Rofin-Sinar Laser GmbH) mit 50 W Energie und mit einer Geschwindigkeit von 1 m/Minute mit 3 mm Durchmesser bestrahlt. Die Festigkeit der geschweißten Teststücke wurde auf dem Autograph (hergestellt von Shimazu Seisakusho) gemessen, indem mit 50 mm/Minute auseinadergezogen wurde, und seine maximale Belastung wurde aufgezeichnet.
  • Figure 00240001
  • BEISPIEL AB UND VERGLEICHSBEISPIEL AC–AE
  • Mit Glasfaser verstärkter Polyester (hergestellt aus Terephthalsäure und Ethylenglycol, dessen intrinsische Viskosität 0,85 ist, wenn bei 25°C als 1%ige Lösung in einer gemischten Lösung von Phenol und Dichlorbenzol mit dem Gewichtsverhältnis von 1/1 und enthaltend 30 Gew.-% Kurzglasfasern 187H, hergestellt von Nippon Electric Glass Co., Ltd., bezogen auf ein Gesamtgewicht der Polyesterharzzusammensetzung, und getrocknet wie für Beispiel G beschrieben, gemessen wird) und Farbstoffe wurden mit der in Tabelle 13 beschriebenen Menge trocken gemischt. Das gemischte Material wurde zu zwei Typen von Teststücken geformt: einer für mechanische Eigenschaften und der andere zum Laserschweißen. Teststücke für mechanische Eigenschaften wurden gemäß ISO3167 auf der Spritzgießmachine Toshiba IS 170FIII mit einer Zylindertemperatur, eingestellt auf 290°C und einer Formtemperatur von 60°C geformt. Teststücke zum Laserschweißen mit Abmessungen, veranschaulicht als 3, wurden auf der Spritzgießmaschine Sumitomo Juki 75T, mit einer Zylindertemperatur, eingestellt auf 280°C, und einer Formtemperatur, eingestellt auf 60°C, geformt.
  • Zugfestigkeit und Dehnung wurden gemäß ISO527 gemessen und die Charpy-Kerbschlagfestigkeit wurde gemäß ISO179 gemessen.
  • Das Laserschweißen wurde unter Verwendung von zwei Stücken der vorstehend beschriebenen Teststücke, vereinigt wie in 4 veranschaulicht, durchgeführt. Das Beispiel AB und die Vergleichsbeispiele AC–AD wurden als oberes Teststück verwendet und das Vergleichsbeispiel AE wurde als unteres Teststück verwendet. Es wurde mit einem Diodenlaser (Wellenlänge 940 nm, hergestellt von Rofin-Sinar Laser GmbH) mit einer Laserenergie bei 50 W und regulärer Geschwindigkeit mit 3 mm Durchmesser bestrahlt. Die Zugfestigkeit der geschweißten Teststücke wurde auf dem Autograph (hergestellt von Shimazu Seisakusho) gemessen, indem mit 5 min/Minute auseinadergezogen wurde, und seine maximale Belastung wurde aufgezeichnet.
  • TABELLE 12
    Figure 00250001

Claims (7)

  1. Thermoplastische Harzzusammensetzung zum Laserschweißen, umfassend: 1) thermoplastisches Harz; und 2) ein für Laserstrahl durchlässiges schwarzes Farbmittel, umfassend neutralen Anthrachinonfarbstoff der Formel [I], welcher eine blaue Farbe vermittelt, sichtbares Licht mit einer Wellenlänge von weniger als 700 nm absorbiert und einen Laserstrahl mit einer Wellenlänge bei 800 nm bis 1200 nm im infraroten Bereich hindurchläßt, und mindestens einen anderen roten Farbstoff, welcher den Laserstrahl mit einer Wellenlänge bei 800 nm bis 1200 nm im infraroten Bereich hindurchläßt, wobei Formel [I]
    Figure 00260001
    ist, wobei R55 und R58, welche gleich oder verschieden sein können, unabhängig aus Alkylgruppen mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen ausgewählt sind; und R56 und R59, welche gleich oder verschieden sein können, unabhängig aus der Gruppe, bestehend aus Alkyl-, Aryl-, Alkenyl-, Alkoxy-, Amino-, N-Alkylamid-, N-Arylamid-, Acyl-, Acylamid-, Alkoxycarbonyl-, Hydroxy- und Carboxygruppen sowie Halogenatom, ausgewählt sind; und R57 und R60, welche gleich oder verschieden sein können, unabhängig aus der Gruppe, bestehend aus H-, Alkyl-, Aryl-, Alkenyl-, Alkoxy-, Amino-, N-Alkylamid-, N-Arylamid-, Acyl-, Acylamid-, Carboxy-, Alkoxycarbonyl- und Hydroxygruppen sowie Halogenatom, ausgewählt sind.
  2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das thermoplastische Harz Polyamid oder Polyester ist.
  3. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei der rote Farbstoff aus der Gruppe, bestehend aus Perinonfarbstoffen, Monoazokomplexfarbstoffen und Anthrachinonfarbstoffen, ausgewählt ist.
  4. Zusammensetzung nach Anspruch 1, weiterhin umfassend ein Verstärkungsmittel.
  5. Transparenter Gegenstand, erzeugt aus der Zusammensetzung nach Anspruch 1.
  6. Gegenstand, erzeugt durch Laserschweißen opaker Gegenstände mit dem transparenten Gegenstand nach Anspruch 5.
  7. Schwarzes Farbmittel, geeignet um mit einem thermoplastischen Harz gemischt zu werden, und zum Laserschweißen, umfassend ein Gemisch von neutralem Anthrachinonfarbstoff der Formel [I], welcher eine blaue Farbe vermittelt, sichtbares Licht mit einer Wellenlänge von weniger als 700 nm absorbiert und einen Laserstrahl mit einer Wellenlänge bei 800 nm bis 1200 nm im infraroten Bereich hindurchläßt, mit mindestens einem anderen roten Farbstoff, welcher den Laserstrahl mit einer Wellenlänge bei 800 nm bis 1200 nm im infraroten Bereich hindurchläßt, wobei Formel [I]
    Figure 00270001
    ist, wobei R55 und R58, welche gleich oder verschieden sein können, unabhängig aus Alkylgruppen mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen ausgewählt sind; und R56 und R59, welche gleich oder verschieden sein können, unabhängig aus der Gruppe, bestehend aus Alkyl-, Aryl-, Alkenyl-, Alkoxy-, Amino-, N-Alkylamid-, N-Arylamid-, Acyl-, Acylamid-, Alkoxycarbonyl-, Hydroxy- und Carboxygruppen sowie Halogenatom, ausgewählt sind; und R57 und R60, welche gleich oder verschieden sein können, unabhängig aus der Gruppe, bestehend aus H-, Alkyl-, Aryl-, Alkenyl-, Alkoxy-, Amino-, N-Alkylamid-, N-Arylamid-, Acyl-, Acylamid-, Carboxy-, Alkoxycarbonyl- und Hydroxygruppen sowie Halogenatom, ausgewählt sind.
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