JP2005336229A - レーザー溶着用ポリアリーレンサルファイド樹脂組成物および成形品 - Google Patents

Abstract

【課題】 レーザー溶着による溶着強度が高く、優れた機械特性を有するレーザー溶着用ポリアリーレンサルファイド樹脂組成物を提供する。
【解決手段】 (A) 色明度を示すＬ値が80以上であるリニア型ポリアリーレンサルファイド樹脂100重量部に対して、(B) 屈折率（ｎＤ）が1.5〜1.9の無機充填剤５〜100重量部を配合したポリアリーレンサルファイド樹脂組成物をレーザー溶着用樹脂材料とする。
【選択図】 なし

Description

本発明は、レーザー溶着による溶着強度が高く、優れた機械特性を有するレーザー溶着用ポリアリーレンサルファイド樹脂組成物および成形品に関する。更には、レーザー溶着強度を低下させずにインサート成形品での高低温衝撃特性を向上させたレーザー溶着用ポリアリーレンサルファイド樹脂組成物および成形品に関する。

ポリフェニレンサルファイド（以下ＰＰＳと略す）樹脂に代表されるポリアリーレンサルファイド（以下ＰＡＳと略す）樹脂は、高い耐熱性、機械的物性、耐化学薬品性、寸法安定性、難燃性を有していることから、電気・電子機器部品材料、自動車機器部品材料、化学機器部品材料等に広く使用されている。具体的な用途としては、各種自動車部品（各種コントロールユニット、各種センサー、イグニッションコイル、各種ケース類、燃料廻り部品等）、電池部品、コネクター類、スイッチ部品、コイル部品、モーター部品、水廻り部品、光学部品のホルダー類等が挙げられる。

一般的には、これらの部品を、接着剤、ネジ止め、スナップフィット、熱板溶着、超音波溶着、振動溶着等の接合方法を利用して複数の成形部品を接合し、最終製品を製作している。しかし、これらの接合方法について、幾つかの問題点が指摘されている。例えば、接着剤を用いると、接着剤が硬化するまでの工程的な時間のロスや環境への負荷が問題となる。また、ネジ止めでは、締結の手間やコストが増す。熱板溶着、超音波溶着、振動溶着等では、熱や振動等による製品の損傷が懸念される。

一方、レーザー溶着による接合方法は、環境への負荷は少なく、溶着に伴う熱や振動による製品のダメージがなく、溶着工程も非常に簡易である。そのため、最近、レーザー溶着が適用される例が見られ、各種樹脂部品の溶着手法として着目されている。

ＰＡＳ樹脂以外の樹脂では、幾つかの応用例、レーザー溶着が適用可能な組成物が提案されている。例えば、特許文献１には、ポリアミド樹脂および／またはポリエステル樹脂の組成物に関するレーザー溶着が可能な熱可塑性樹脂組成物が記載されている。しかしながら、ＰＡＳ樹脂は本来レーザー透過性が低いため、除外されている。

また、特許文献２では、ＰＰＳ樹脂をレーザー溶着した多層中空容器が提案されているが、ここで開示された組成物では、実質的にレーザー溶着での溶着強度は不充分であり、この公報ではレーザー溶着の実施例も存在しない。

このように、従来の技術では、ＰＡＳ樹脂はレーザー透過性が低く、実用に耐えうるレーザー溶着可能な樹脂組成物および成形品は得られていないのが実情であった。
特開２００３−５１７０７５号公報 特開２００３−１４６３３２号公報（特許請求の範囲および実施例）

本発明は、レーザー溶着による溶着強度が高く、優れた機械特性を有するレーザー溶着用ポリアリーレンサルファイド樹脂組成物および成形品の提供を目的とするものである。

本発明者等は、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、特定のＰＡＳ樹脂に対し特定の無機充填剤を特定量配合した組成物は、レーザー溶着による溶着強度が高く、優れた機械特性を有し、実用的に各種製品への応用が可能であることを見出し、本発明を完成するに到った。

即ち本発明は、
(A) 色明度を示すＬ値が80以上であるリニア型ポリアリーレンサルファイド樹脂100重量部に対して、
(B) 屈折率（ｎＤ）が1.5〜1.9の無機充填剤５〜100重量部
を配合してなるレーザー溶着用ポリアリーレンサルファイド樹脂組成物、および
かかるレーザー溶着用ポリアリーレンサルファイド樹脂組成物を成形してなる成形品である。

以下、順次本発明の樹脂組成物の構成成分について詳しく説明する。本発明に用いる(A) 成分としてのリニア型ＰＡＳ樹脂は、繰り返し単位として-(Ar-S)-（ただしArはアリーレン基）で主として構成されたものである。アリーレン基としては、例えばｐ−フェニレン基、ｍ−フェニレン基、ｏ−フェニレン基、置換フェニレン基、p,p'−ジフェニレンスルフォン基、p,p'−ビフェニレン基、p,p'−ジフェニレンエーテル基、p,p'−ジフェニレンカルボニル基、ナフタレン基などが使用できる。この場合、前記のアリーレン基から構成されるアリーレンサルファイド基の中で、同一の繰り返し単位を用いたポリマー、即ちホモポリマーの他に、組成物の加工性という点から、異種繰り返し単位を含んだコポリマーが好ましい場合もある。

ホモポリマーとしては、アリーレン基としてｐ−フェニレン基を用いたｐ−フェニレンサルファイド基を繰り返し単位とするものが特に好ましく用いられる。又、コポリマーとしては、前記のアリーレン基からなるアリーレンサルファイド基の中で、相異なる２種以上の組合せが使用できるが、中でもｐ−フェニレンサルファイド基とｍ−フェニレンサルファイド基を含む組合せが特に好ましく用いられる。この中で、ｐ−フェニレンサルファイド基を70モル％以上、好ましくは80モル％以上含むものが、耐熱性、成形性、機械的特性等の物性上の点から適当である。これら共重合体は、融点低下および成形品の結晶化度が低下しやすく、これによりレーザー透過性が向上するため、好ましく用いられる。

さらに、本発明では、２官能性ハロゲン芳香族化合物を主体とするモノマーから縮重合によって得られる実質的に直鎖状構造の高分子量ポリマーを使用する。但し、本発明の効果が阻害されない範囲で、２官能性ハロゲン芳香族化合物以外にも、３個以上のハロゲン置換基を有するポリハロ芳香族化合物等のモノマーを少量用いて、熱による酸化架橋構造とは異なる、酸素元素を含まない分岐構造又は架橋構造を形成させたＰＡＳ樹脂も使用できる。これらポリハロ芳香族化合物の分岐剤を用いる場合には、好ましくはハロゲン芳香族化合物中の１mol％以下、さらに好ましくは0.5mol％以下を使用する。また、本発明の効果を阻害しない範囲であれば、１mol％より多い量の分岐剤を用いて重合した分岐ＰＡＳ樹脂を、２官能性ハロゲン芳香族化合物からなるリニア型ＰＡＳ樹脂に配合して使用することも可能である。

本発明に用いられるリニア型ＰＡＳ樹脂は、重合後の洗浄工程として、Ｎ−メチルピロリドン、アセトン等の有機溶剤、水、熱水等（或いはこれらの組合せ）で洗浄することで、ポリマー中の副生不純物、オリゴマー等を除去精製したものが好ましい。一方、洗浄水溶液として、酢酸水溶液、塩化アンモニウム水溶液の如き酸性水溶液による洗浄は行わず、ポリマー中のアルカリ金属類（リチウム、ナトリウム、カリウム）の残存量が多いレジンであっても、レーザー溶着用として好ましく用いることができる。

また、本発明に用いられるリニア型ＰＡＳ樹脂は、310 ℃、ずり速度1200sec^-1における溶融粘度が５〜1000Pa・sであることが好ましく、特に好ましくは10〜500Pa・s、更に好ましくは15〜300Pa・sのものが好適である。本発明に用いられるリニア型ＰＡＳ樹脂は、溶融粘度（分子量）の異なるＰＡＳ樹脂を混合して上記粘度範囲となるようにしたものも使用可能である。

本発明に用いられるリニア型ＰＡＳ樹脂は、熱架橋ＰＡＳ樹脂のように分子中に酸素が取り込まれていないため、レーザー透過性が優れるという特徴を持つ。ＰＡＳ樹脂では、酸素を取り込んだ量に応じて、ＰＡＳ樹脂の色明度を示すＬ値が低下することが知られている。本発明に用いられるＰＡＳ樹脂は、この色明度を示すＬ値が80以上のリニア型ＰＡＳ樹脂であり、好ましくはＬ値が90以上のものである。

また、本発明に用いられるリニア型ＰＡＳ樹脂について、溶融時の粘性を示す指標の１つである310℃（測定キャピラリー形状；１mmφ×10mm）における非ニュートン指数Ｎから規定するならば、非ニュートン指数Ｎが1.40以下、好ましくは1.30以下の熱架橋を施していないＰＡＳ樹脂が用いられる。但し、前述の通り、ポリハロ芳香族化合物等の重合架橋剤を少量用いて重合したＰＡＳ樹脂の場合には、非ニュートン指数Ｎが2.30以下のものが好ましく使用される。

次に、本発明に用いられる(B) 無機充填剤は、Ｄ線で温度範囲20〜40℃で測定された屈折率（ｎＤ）が1.5〜1.9の範囲にあるものである。一般的にＰＡＳ樹脂では、無機充填剤を配合して使用することが多いが、上記範囲の屈折率を有さない無機充填剤を主体として配合した場合、リニア型ＰＡＳ樹脂の優れたレーザー溶着性が十分得られない。即ち、屈折率が1.5より小さい場合には、ＰＡＳ樹脂と無機充填剤との界面でレーザー光の散乱が大きくなり、レーザー光の透過度が低下し、十分な溶着性を得ることができない。また、同様の理由で屈折率が1.9より大きい無機充填剤を用いた場合にも溶着性が不十分となる。

本発明に用いる(B) 無機充填剤の例としては、Ｅガラス成分、Ａガラス成分あるいはＣガラス成分からなるガラス繊維、板状ガラス、ガラスビーズ等の充填剤、各種形状をした軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウムないし微粉化炭酸カルシウム、タルク、マイカ（雲母）、カオリン、クレー、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化マグネシウム、アスベスト、アルミナ、水酸化マグネシウム、ベントナイト、塩基性炭酸マグネシウム等が挙げられる。これらの形状は、繊維状、板状、球状および不定形等いかなる形状でもかまわない。好ましくは、Ｅガラス成分からなるガラス繊維、板状ガラス、ガラスビーズ等の充填剤、重質炭酸カルシウムであり、更に好ましくはＥガラス成分からなるガラス繊維である。これら(B) 無機充填剤は、必要に応じて２種以上を併用することも可能である。

本発明に用いられる成形品中の無機充填剤の大きさは、レーザー溶着性に加え、物性等も考慮すると、充填剤の最長平均長さが800μm 以下のものが好ましく、更に好ましくは500μm 以下である。

本発明に用いられる無機充填剤には、本発明の効果を阻害しない範囲で、一般的に知られているエポキシ系化合物、イソシアネート系化合物、シラン系化合物、チタネート系化合物、脂肪酸等の各種表面処理剤により表面処理を施すことができる。無機充填剤とＰＡＳ樹脂界面との密着性を向上する効果が見られる場合には、レーザー溶着性および機械的物性の向上も見られ、好ましく用いられる。

また、本発明に用いられる無機充填剤としては、後述するリン系安定剤を予めその表面に付着させたものの使用も可能である。この場合、リン系安定剤の他の酸化防止剤を同時に表面に付着させることも可能である。

本発明に用いる(B) 無機充填剤の配合量としては、(A) ＰＡＳ樹脂100重量部に対して５〜100重量部であり、80重量部以下が好ましい。

５重量部未満では十分な補強効果が発現せず、100重量部より多く配合すると、レーザー透過性が低下し、十分なレーザー溶着強度を得ることができない。

ＰＡＳ樹脂からなる成形品をレーザー溶着に適用するに際し、成形品のそり変形が大きい場合、レーザー溶着面が十分溶着しない不具合が発生する。そこで、レーザー溶着用樹脂組成物成形品には、そり変形が小さいことが望まれる。

そのため、そり変形の低減の点から、(B) 無機充填剤として、繊維状充填剤だけでなく、板状又は球状の充填剤を併用することは特に好ましい。このような組成物を用いることにより、レーザー溶着面のクリアランスが小さくなり、均一にレーザー溶着が施されることから、実際の部品（成形品）でのレーザー溶着強度が向上する。

同様に、そり変形の低減の点から、(B) 無機充填剤として、長さ方向に直角の断面の長径（断面の最長の直線距離）と短径（長径と直角方向の最長の直線距離）の比が1.3〜10の間にある扁平な断面形状を有する、Ｅガラスを主成分とするガラス繊維を使用することも好ましい。この異形断面のガラス繊維を用いた場合、高低温衝撃特性も向上するため、本発明の組成物として特に好ましい。

また、成形品のそり変形を改善する手法として、本発明の効果が損なわれない範囲で、耐熱性に優れた(C) 非晶性樹脂を配合することもできる。好ましくは、ガラス転移温度が120℃以上の非晶性樹脂であり、この例としてポリアリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂が挙げられる。本発明では、これらから選ばれる１種以上を(A) ＰＡＳ樹脂に対し１〜100重量部配合することができる。

本発明の樹脂組成物には、レーザー溶着性の効果を損なわない範囲で、(D) オレフィン系エラストマーを配合することができる。レーザー溶着を行う部品（成形品）は、金属製の端子、金属製のバスバー等をインサートした状態で用いられると共に、低温から高温まで広い使用環境温度で使用されることが多い。そこで、これら部品（成形品）の信頼性として、高低温衝撃特性（耐冷熱サイクル性、耐ヒートショック性）を要求される場合が多い。そこで、本発明では、レーザー溶着性を維持するために、高低温衝撃特性の改善に優れた効果を示すオレフィン系エラストマーを配合することが可能である。

オレフィン系エラストマーの例としては、エチレンとα−オレフィンの共重合体、α−オレフィンとα，β−不飽和酸のグリシジルエステルを主成分とするオレフィン系共重合体、エチレンと無水マレイン酸を主成分とするオレフィン系共重合体等が挙げられ、好ましくはα−オレフィンとα，β−不飽和酸のグリシジルエステルを主成分とするオレフィン系共重合体である。これらオレフィン系エラストマーは、アクリル、スチレン等との各種共重合体、グラフト共重合体であってもかまわない。

本発明に用いられる(D) オレフィン系エラストマーの配合量は、(A) ＰＡＳ樹脂に対し0.5〜４重量部が好ましい。0.5重量部未満であると高低温衝撃特性の向上効果がなく、４重量部より多いとレーザー溶着性が悪くなり好ましくない。

本発明の樹脂組成物には、より安定したレーザー溶着強度を得るために、(E) リン系安定剤を配合することができる。リン系安定剤の例としては、テトラキス（２，４−ジ−第３ブチルフェニル）−４，４’−ビフェニレンホスファイト、ビス（２，６−ジ−第３ブチル−４−メチルフェニル）ペンタエリスリトール−ジ−ホスファイト、ビス（２，４−ジ−ブチルフェニル）ペンタエリスリトール−ジ−ホスファイト、トリス（２，４−ジ−第３ブチルフェニル）ホスファイト、４，４’−［ビス（２，４−ジ−第３ブチル−５−メチルフェノキシ）ホスフィノ］ビフェニル、トリス（ノニルフェニル）ホスファイト、ジ−ステアリルペンタエリスリトール−ジ−ホスファイト、トリスフェニルホスファイト、ジフェニルアルキルホスファイト、トリデシルホスファイト、３，５−ジ−ブチル−４−ヒドロキシベンジルホスフォネートジエチルエステル、トリフェニルホスフィン、トリデシルホスフィン、テトラアルキルホスフォニウムのハロゲン化物、テトラアルキルホスフォニウムのスルホン酸塩化物、リン酸ビス（４−第３ブチルフェニル）ナトリウム塩、次亜リン酸の各種金属塩、亜リン酸の各種金属塩等が挙げられ、これら１種または２種以上を併用してもかまわない。また、前述の通り、これらリン系安定剤を、予め無機充填剤の表面に付着させて、組成物中に配合することも可能である。

(E) リン系安定剤の配合量は、(A) ＰＡＳ樹脂に対し0.01〜３重量部を配合して用いるのが好ましい。0.01重量部未満であると色相安定化効果がなくレーザー溶着強度が安定しにくいという問題が生じる場合がある。３重量部より多いと成形加工時のガス発生量が多くなり好ましくない。

また、上記リン系安定剤の他に、フェノール系、アミン系、硫黄系の他の安定剤、酸化防止剤を添加又は併用することも可能である。

本発明の成形品に関しては、更に優れたレーザー溶着性を得るために、より結晶化度が低い成形品をレーザー溶着することが好ましく、成形品の冷結晶化の発熱量が0.5Ｊ／（ＰＡＳ樹脂）ｇ以上であることが好ましい。このような低結晶化度の成形品を得る具体的な方法としては、成形時の金型温度が40〜120℃の条件で成形することが挙げられる。

また、このような低結晶化度の成形品について、レーザー溶着により複合成形体を得た後に、100℃以上の高温でアニール処理し、複合体全体の結晶化度を高めることは、安定した機械的特性を有した複合成形体を得るために、更に好ましい加工処理方法である。

また、本発明の樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で、バリ等を改良する目的でシラン化合物を配合することができる。シラン化合物としては、ビニルシラン、メタクリロキシシラン、エポキシシラン、アミノシラン、メルカプトシラン等の各種タイプが含まれ、例えばビニルトリクロロシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトトリメトキシシラン等が例示されるが、これらに限定されるものではない。

又、本発明の樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で、前記成分の他に、他の熱可塑性樹脂成分を補助的に少量併用することも可能である。ここで用いられる他の熱可塑性樹脂としては、高温において安定な熱可塑性樹脂であれば何れのものでも良い。例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等の芳香族ジカルボン酸とジオール或いはオキシカルボン酸等からなる芳香族ポリエステル、ポリアミド、ＡＢＳ樹脂、ポリアルキルアクリレート、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、フッ素樹脂、各種液晶性ポリマー等を挙げることができる。また、これらの熱可塑性樹脂は２種以上混合して使用することもできる。

又、本発明の樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で、有機充填剤を配合することもできる。有機充填剤としては、例えば、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、アラミド繊維、フッ素繊維、熱硬化性樹脂中空球、熱硬化性樹脂フィラー、エポキシ樹脂フィラー、シリコーン系フィラー、木粉、コルク粉末、ポリビニルアルコール繊維、セルロースパウダ、木材パルプ等が挙げられる。

本発明の樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で、一般に熱可塑性樹脂に添加される公知の物質、即ち難燃剤、潤滑剤、離型剤、帯電防止剤、結晶化促進剤、結晶核剤、各種酸化防止剤、熱安定剤、耐候性安定剤等も要求性能に応じ適宜添加することができる。

更に、本発明の樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で、一般に熱可塑性樹脂に添加される染料、顔料のような着色剤を添加することができる。即ち、レーザー光として用いられる波長800〜1200nmのレーザー透過性を著しく損なわない範囲であれば、各種着色剤を添加することができる。これら着色剤を利用すれば、本発明の樹脂組成物および成形品においては、黒色系の成形品同士の接合をはじめ、様々な色の成形品の接合が可能である。

本発明で用いる樹脂組成物の調製は、一般に合成樹脂組成物の調製に用いられる設備と方法により調製できる。一般的には、必要な成分を混合した後、１軸又は２軸の押出機を使用して溶融混練し、押出して成形用ペレットとすることができる。この溶融混練時の樹脂温度は、ＰＡＳ樹脂の酸化架橋等の熱変性、熱劣化を防止するために、400℃以下が好ましい。また、押出、成形時に窒素等で置換して熱変性、熱劣化を防止することは好ましい。また、樹脂成分を溶融押出し、その途中で繊維状無機充填剤を添加配合するのも好ましい方法の一つである。

更に、本発明の樹脂組成物から得られる成形品は、押出成形、射出成形、圧縮成形、ブロー成形、真空成形、ガスインジェクションモールディング等の慣用の方法で成形されるが、通常は射出成形により成形される。射出成形の条件として、シリンダー温度300〜350℃程度の条件で成形可能である。尚、金型温度は、一般的には実測120℃以上で行われるが、本発明においては前述したように40〜120℃で成形することも有効な加工法である。

成形品の形状は特に制限されないが、成形品をレーザー溶着により相手材（他の樹脂等の成形品）と接合して用いるため、通常、少なくとも接触面（平面等）を有する形状（例えば、板状）である。また、本発明の成形品はレーザー光に対する透過性が高いので、レーザー光が透過する部位の成形品の厚み（レーザー光が透過する方向の厚み）は、比較的広い範囲から選択できる。但し、厚さが増した場合には、レーザー透過度がこれに応じて低下するため、好ましくは３mm以下、更に好ましくは２mm以下である。

レーザー溶着の相手材の樹脂成形品を構成する樹脂としては、特に制限されず、種々の熱可塑性樹脂、例えば、オレフィン系樹脂、ビニル系樹脂、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリサルフォン系樹脂、ポリフェニレンオキサイド系樹脂、ポリエーテルサルフォン系樹脂、ポリエーテルイミド系樹脂、ポリエーテルケトン系樹脂、耐熱環状オレフィン系樹脂、各種液晶性ポリマー等が挙げられる。これらの樹脂のうち、前記ＰＡＳ系樹脂組成物を構成する樹脂と同種類又は同系統の樹脂、又はその組成物で相手材を構成することが好ましい。同一もしくは類似組成物であれば、線膨張係数等も近いため、より好ましい。即ち、レーザー透過側の成形体とレーザー光を吸収して発熱する被着体とを、それぞれ本発明のＰＡＳ樹脂組成物で構成することが好ましい。

上記の被着体材料は、レーザー光に対する吸収剤又は着色剤（染料又は顔料）を含んでいてもよい。着色剤はレーザー光の波長に応じて選択でき、無機顔料［カーボンブラック（例えば、アセチレンブラック、ランプブラック、サーマルブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック、ケッチェンブラック等）などの黒色顔料、酸化鉄赤などの赤色顔料、モリブテートオレンジなどの橙色顔料、酸化チタンなどの白色顔料等］、有機顔料［黄色顔料、橙色顔料、赤色顔料、青色顔料、緑色顔料等］、および各種染料等が挙げられる。これらのレーザー光の吸収剤は単独で又は２種以上組み合わせて使用できる。吸収剤としては、通常、黒色顔料又は染料、特にカーボンブラックが使用できる。カーボンブラックの平均粒子径は、通常、10〜1000nm、好ましくは10〜100nm程度であってもよい。着色剤はの割合は、被着体全体に対して0.1〜10重量％、好ましくは0.5〜５重量％（例えば、0.5〜３重量％）程度である。

レーザー光源としては、特に制限されず、例えば、色素レーザー、気体レーザー（エキシマレーザー、アルゴンレーザー、クリプトンレーザー、ヘリウムーネオンレーザー等）、固体レーザー（ＹＡＧレーザー等）、半導体レーザー等が利用できる。レーザー光としては、通常、パルスレーザーが利用される。使用するレーザー溶着装置には、必要によりレンズ系を利用して、成形品の溶着界面にレーザー光を集光させ、接触界面を融着してもよい。本発明では、市販されている各種レーザー溶着装置の何れも使用できる。

また、本発明の樹脂組成物および成形品は、レーザー溶着性に優れているため、通常、レーザー溶着により相手材の樹脂成形品と十分な強度で溶着可能であるが、必要であれば、他の接着剤による接着、熱溶着法（例えば、振動溶着法、超音波溶着法、熱板溶着法等）と組み合わせることもできる。

以上のように、本発明の樹脂組成物および成形品では、基本的なＰＡＳ樹脂の成形条件である金型温度150℃程度で成形した厚さ１mmの成形品において、940nmのレーザー光を20％以上も透過させることが可能となり、これまでに得られなかったレーザー溶着強度を得ることができる。

本発明では、インサート成形品にも応用できる。インサート成形品は成形用金型に金属等をあらかじめ装着し、その外側に上記の配合樹脂組成物を充填して複合成形品としたものである。樹脂を金型に充填するための成形法としては射出、押出圧縮成形法などがあるが、射出成形法が一般的である。また、樹脂にインサートする素材は、その特性を生かし且つ樹脂の欠点を補う目的で使用されるため、成形時に樹脂と接触したとき、形が変化したり溶融しないものが使用される。このため、主としてアルミニウム、マグネシウム、銅、鉄、真鍮及びそれらの合金などの金属類やガラス、セラミックスのような無機固体類であらかじめ棒、ピン、ネジ等に成形されているものが使用される。

以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例１〜15、比較例１〜５
（樹脂ペレットの作成）
表１〜４に示すように、(B) 無機充填剤以外の各原料成分（(A) 、(C) 、(D) 、(E) 成分）をヘンシェルミキサーで５分間混合し、これをシリンダー温度320 ℃の二軸押出機に主フィード部より投入し、(B) 成分は押出機のサイドフィード部より別添加し、二軸押出機内で樹脂温度350 ℃で溶融混練し、レーザー透過用の樹脂組成物のペレットを作った。
（試験片の作成）
各試験で用いられる試験片は、射出成形によって作成した。この時の標準金型表面の実測温度は150℃である。但し、実施例14、15は、金型表面の実測温度90℃、50℃でそれぞれ成形した。

レーザー溶着を行うための被溶着用試験片Ｂ（溶着強度測定用）および被溶着用試験片Ｄ（気密性測定用）は、レーザー透過側試験片Ａ及び試験片Ｃに用いた樹脂ペレット100重量部にカーボンブラックを20重量％配合した黒色着色用マスターバッチペレット（ポリプラスチックス（株）製、フォートロンＦ９０２０）を2.5重量部ブレンドした均一ペレット混合物を、同条件で射出成形することによって作成した。

物性評価の測定法は次の通りである。
(1) 溶着強度の測定
図１に示すように、レーザー透過側試験片Ａ（図中の番号３）（寸法：長さ80mm×幅10mm×厚さ１mm）と同形状の被溶着側の試験片Ｂ（図中の番号４）の一部を重ねて接触させ、レーザー溶着機（ライスラー社製）を用いて、光源又はレーザー発信器（１）からのレーザー光（２）の焦点を調整し、試験片Ａと試験片Ｂとの接触面に線幅ｗ（２mm）で集光させた。そして波長940nmのレーザー光（２）を試験片Ａ（３）側から、走査速度10mm／秒にて、出力０〜60Ｗの出力範囲の条件で照射して溶着を行った。

溶着強度は、引張試験機（オリエンテック社製、ＲＴＣ−１３２５）を用いて、レーザー溶着した試験片Ａと試験片Ｂとを10mm／分で引張剪断し、溶着強度を測定した。出力０〜60Ｗの出力範囲の溶着したサンプル中の最大溶着強度を、溶着強度として表中に記載した。
(2) 気密性の評価
図２に示すように、被着側箱形試験体Ｄ（図中の番号６）（寸法：長さ80mm×幅40mm×厚さ２mmで高さ20 mmの四角形状）の開口端部に透過側試験片Ｃ（図中の番号５）（寸法：長さ80mm×幅80mm×厚さ２mm）を重ねて接触させ、レーザー溶着機（ライスラー社製）を用いて、レーザー発信器（１）のヘッダからレーザー光（２）の焦点を調整し、試験片Ｃと箱形試験体Ｄとの接触面に線幅1.5mmで集光させた。そして波長940nmのレーザー光（２）を試験片Ｃ（５）側から、走査速度10mm／秒にて、出力０〜60Ｗの出力範囲で溶着表面が炭化しない最大出力で溶着し、箱形試験体Ｄの開口部が試験片Ｃで封止されたボックス状複合体を作成した。

このようにしてレーザー溶着により得られた試験片Ｃと箱形試験体Ｄとのボックス状複合体の下端面に、気密性評価のための加圧用の孔（φ10mm）をボール盤を用いて形成した。この複合体を水中にて、ボックス状複合体の内圧が0.02MPa加圧状態となるように30秒間保持し、接合部での気泡の発生の有無により、気密性をｎ＝10で評価した。評価基準は以下の通りである。
◎；10個中、10個の複合体とも気泡の発生がなかった
○；10個中、１〜２個の複合体で気泡が発生した
×；10個中、３個以上の複合体で気泡が発生した
(3) 光線透過率
分光光度計（日立（株）製、Ｕ３４００）を用いて、波長940nmでの試験片Ａ（厚さ１mm）の光線透過率（％）を測定した。
(4) 冷結晶化の発熱量の測定
・サンプル；成形品を10±１mg
・測定温度範囲；50〜150℃
・昇温速度；10℃／分
・雰囲気；窒素
・サンプル；成形品を10±１mg
・測定機器；PERKIN ELMER熱示差走査計ＤＳＣ７
上記条件で100〜130℃の間に現れる２次結晶化ピークの発熱量を測定した。発熱量は、材料中に含まれるポリアリーレンサルファイド樹脂１ｇ当たりの発熱量に換算した値で示した。
(5) 高低温衝撃特性
樹脂ペレットを、金型温度150℃、射出時間40秒、冷却時間60秒で、金属製ピン（14mm×14mm×24mm）に、樹脂部の最小肉厚が１mmとなるようにインサート射出成形し、インサート成形品を製造した。得られたインサート成形品について、冷熱衝撃試験機を用いて180℃にて２時間加熱後、−40℃に降温して２時間冷却後、さらに180℃に昇温する過程を１サイクルとする高低温衝撃試験を行い、成形品にクラックが入るまでのサイクル数を測定し、高低温衝撃性を評価した。
(6) レジンのＬ値の測定
粉末状のレジンパウダーを色差計（日本電色工業（株）製、Ｚ−３００Ａ）にて測定した。

これらの結果を表１〜４に示す。

尚、実施例及び比較例で用いた各成分の具体的物質は以下の通りである。
・ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂(A)
(A-1) リニアＰＰＳレジン、呉羽化学工業（株）製Ｗ２０３Ａ、Ｌ値＝97、非ニュートン指数1.1
(A-2) リニアＰＰＳレジン、ディーアイシー・イーピー（株）製Ｔ１Ｇ、Ｌ値＝93、非ニュートン指数1.1
(A-3) リニアＰＰＳレジン、呉羽化学工業（株）製Ｗ２０３Ａを180℃で５時間乾燥処理したレジン、Ｌ値＝77、非ニュートン指数1.2
(A-4) 架橋ＰＰＳレジン、東レ（株）製Ｍ２１００、Ｌ値＝31、非ニュートン指数1.8
・無機充填剤(B)
(B-1) ガラス繊維、13μmφのチョップドストランド（日本電気ガラス（株）製、ＥＣＳ０３−７１７）、Ｅガラス、屈折率（ｎＤ）＝1.54
(B-2) 板状ガラス（日本板ガラス（株）製、ＲＥＦＧ−１０１）、Ｅガラス、屈折率（ｎＤ）＝1.54
(B-3) 断面形状：まゆ形、長径24μm、短径12μm、長径／短径の比２（日東紡（株）製、ＣＳＨ−３ＰＡ）、Ｅガラス、屈折率（ｎＤ）＝1.54
(B-4) 炭酸カルシウム（東洋ファインケミカル（株）製、ホワイトンＰ−３０）、屈折率（ｎＤ）＝1.66
(B-5) 合成シリカ（（株）アドマテックス製、アドマファインＳＯ−０２）、屈折率（ｎＤ）＝1.46
(B-6) 酸化亜鉛（三井金属工業（株）製、亜鉛華１号）、屈折率（ｎＤ）＝2.02
(B-7) ガラス繊維、10μmφのチョップドストランド（旭ファイバーグラス（株）製、ＣＳ０３ ＪＡＦＴ６３６）、リン系安定剤表面付着、Ｅガラス、屈折率（ｎＤ）＝1.54
・非晶性樹脂(C)
(C-1) ポリアリレート（ユニチカ（株）製、Ｕ−１００）
(C-2) ポリカーボネート（三菱エンジニアリングプラスチックス（株）製、ユーピロンＨ−３０００）
・オレフィン系エラストマー(D)
エチレン／グリシジルメタクリレート共重合体にアクリロニトリル／スチレン共重合体をグラフトさせた共重合体（日本油脂（株）製、モディパーＡ４４００）
・リン系安定剤(E)
ジ−ステアリルペンタエリスリトール−ジ−フォスファイト（旭電化工業（株）製、ＭＡＲＫ ＰＥＰ−８）

実施例における溶着強度の試験状況を示す図であり、(a) は正面図、(b) は溶着部の状況を示す略示平面図である。 実施例における気密性の試験状況を示す図である。

符号の説明

１…レーザー発信器
２…レーザー光
３…透過側試験片Ａ
４…被着側試験片Ｂ
５…透過側試験片Ｃ
６…被着側試験片Ｄ

Claims (11)

1. (A) 色明度を示すＬ値が80以上であるリニア型ポリアリーレンサルファイド樹脂100重量部に対して、
   (B) 屈折率（ｎＤ）が1.5〜1.9の無機充填剤５〜100重量部
   を配合してなるレーザー溶着用ポリアリーレンサルファイド樹脂組成物。
2. (B) 無機充填剤が、Ｅガラスからなる充填剤である請求項１記載のレーザー溶着用ポリアリーレンサルファイド樹脂組成物。
3. (B) 無機充填剤が、ガラス繊維と、板状又は球状の充填剤を併用したものである請求項１記載のレーザー溶着用ポリアリーレンサルファイド樹脂組成物。
4. (B) 無機充填剤が、長さ方向に直角の断面の長径（断面の最長の直線距離）と短径（長径と直角方向の最長の直線距離）の比が1.3〜10の間にある扁平な断面形状を有する、Ｅガラスを主成分とするガラス繊維である請求項１記載のレーザー溶着用ポリアリーレンサルファイド樹脂組成物。
5. 更に、(A) リニア型ポリアリーレンサルファイド樹脂100重量部に対して、(C) ポリアリレート樹脂及びポリカーボネート樹脂より選ばれる１種以上の非晶性樹脂１〜100重量部を配合してなる請求項１〜４の何れか１項記載のレーザー溶着用ポリアリーレンサルファイド樹脂組成物。
6. 更に、(A) リニア型ポリアリーレンサルファイド樹脂100重量部に対して、(D) オレフィン系エラストマー0.5〜４重量部を配合してなる請求項１〜５の何れか１項記載のレーザー溶着用ポリアリーレンサルファイド樹脂組成物。
7. 更に、(A) リニア型ポリアリーレンサルファイド樹脂100重量部に対して、(E) リン系安定剤0.01〜３重量部を配合してなる請求項１〜６の何れか１項記載のレーザー溶着用ポリアリーレンサルファイド樹脂組成物。
8. (B) 無機充填剤が、予めその表面にリン系安定剤を付着させたものである請求項１〜７の何れか１項記載のレーザー溶着用ポリアリーレンサルファイド樹脂組成物。
9. 請求項１〜８の何れか１項記載のレーザー溶着用ポリアリーレンサルファイド樹脂組成物を成形してなる成形品。
10. 成形品の冷結晶化の発熱量が0.5Ｊ／（ポリアリーレンサルファイド樹脂）ｇ以上である請求項９記載の成形品。
11. 金型温度40〜120℃の条件で成形された請求項１０記載の成形品。

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