JP2007186584A - レーザー溶着用ポリエステル樹脂組成物およびこれを用いた成形品 - Google Patents

Abstract

【課題】レーザー溶着特性に優れたポリエステル樹脂組成物及び、レーザー溶着により強固に接着した成形品を提供する。
【解決手段】（ａ）ポリエステル樹脂組成物１００重量部に対し、（ｂ）強化充填材０〜１００重量部、（ｃ）エポキシ化合物０．１〜１００重量部を配合してなる、（ｄ）着色剤を含んでもよい、レーザー溶着用ポリエステル樹脂組成物。好ましい（ａ）ポリエステル樹脂はポリブチレンテレフタレート、好ましい（ｂ）強化充填材は少なくともアミノ系シランカップリング剤とノボラック型エポキシ樹脂を含む表面処理剤で処理されてなるガラス繊維、好ましい（ｃ）エポキシ化合物は多官能エポキシ化合物である。
【選択図】なし

Description

本発明は、レーザー溶着用ポリエステル樹脂組成物に関する。特に、他の樹脂部材とレーザー溶着により強固に接着可能なレーザー溶着用ポリエステル樹脂組成物に関する。

ポリブチレンテレフタレート樹脂やポリエチレンテレフタレート樹脂に代表される熱可塑性ポリエステル樹脂は、加工が容易であり、さらに、機械的物性、電気特性、耐熱性その他の物理的・化学的特性に優れている。このため、自動車部品、電気・電子機器部品その他の精密機器部品等に幅広く使用されている。特に、ポリブチレンテレフタレート樹脂は結晶化速度が速いため射出成形用に好適に用いられる。近年、その多様な用途の中には、自動車電装部品（コントロールユニットなど）、各種センサー部品、コネクター部品等のように、電気回路部分を密封する製品にも展開が進んできた。密封する工法としては、接着剤、超音波溶着、熱板溶着などが行われてきたが、接着剤による工法は、硬化するまでの時間ロスに加え、周囲の汚染などの環境負荷の問題があり、超音波溶着、熱板溶着などは、振動、熱による製品へのダメージ、摩耗粉やバリの発生により後処理が必要になるなどの問題が指摘されている。一方、レーザーによる溶着は、非接触で摩耗粉やバリの発生が無く、製品へのダメージも少ない。しかし、射出成形によって得られる熱可塑性ポリエステル樹脂は、一般にレーザー光の透過率が低いため、薄肉化で対応せざるを得ず、製品肉厚設計のマージンが狭かった。このため、レーザー出力を上げると、レーザー入射側の表面での溶融、発煙、接合界面での異常発熱による気泡などの不具合発生の恐れがあった。さらに、樹脂の劣化物などによる異物やヘイズによっても透過率は低減する。

また、構造材料として使う場合には、高い剛性を必要とするため、ガラス繊維等のフィラーを添加することによって改良できる。しかしながら、ガラス繊維、ガラスフレーク等のフィラーを添加した場合には、透過率が低下するという問題点があった。

上記の問題を解決するため、ポリブチレンテレフタレート系共重合体を用いて、融点をコントロールして溶着条件幅を広くする方法がある（特許文献１）。この方法だけでは透過率の向上は小さく、製品肉厚設計マージンの向上は期待出来ない。また、ポリブチレンテレフタレート系樹脂に非晶性樹脂やエラストマーを配合する方法が開示されている（特許文献２及び３）。この方法は、透過率が向上する場合もあるが、配合や成形条件で透過率が変動しやすいという問題点がある。

特許３５１０８１７号公報 特開２００３−２９２７５２号公報 特開２００４−３１５８０５号公報

本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、その目的は、熱安定性が良好でレーザー溶着特性に優れたポリエステル樹脂組成物及び、レーザー溶着により強固に接着した成形品を提供することにある。

本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、エポキシ化合物を添加することによって樹脂組成物の透過率と機械的強度が向上し、その結果、レーザー溶着特性に優れた新規なポリエステル樹脂組成物が得られることを見出し、本発明の完成に至った。

本発明は、上記の知見に基づき完成されたものであり、要旨は以下の通りである。
（１）（ａ）ポリエステル樹脂１００重量部に対し、（ｂ）強化充填材０〜１００重量部、（ｃ）エポキシ化合物０．１〜１００重量部を配合してなるレーザー溶着用ポリエステル樹脂組成物。
（２）さらに、（ｄ）着色剤を配合してなる、（１）に記載のレーザー溶着用ポリエステル樹脂組成物。
（３）前記（ａ）ポリエステル樹脂がポリブチレンテレフタレートである、（１）または（２）に記載のレーザー溶着用ポリエステル樹脂組成物。
（４）前記（ｂ）強化充填材がガラス繊維である、（１）〜（３）のいずれか１項に記載のレーザー溶着用ポリエステル樹脂組成物。
（５）アミノ系シランカップリング剤とノボラック型エポキシ樹脂を含む表面処理剤で処理されてなる強化充填材を配合してなることを特徴とする、（１）〜（４）のいずれか１項に記載のレーザー溶着用ポリエステル樹脂組成物。
（６）前記（ｃ）エポキシ化合物が、多官能エポキシ化合物である、（１）〜（５）のいずれか１項に記載のレーザー溶着用ポリエステル樹脂組成物。
（７）前記（ｃ）エポキシ化合物が、ビスフェノールＡ型エポキシ化合物またはノボラック型エポキシ化合物である、（１）〜（６）のいずれか１項に記載のレーザー溶着用ポリエステル樹脂組成物。
（８）（１）〜（７）のいずれか１項に記載のレーザー溶着用ポリエステル樹脂組成物からなる部材と樹脂組成物（Ｂ）からなる部材を、レーザー光を用いて溶着させてなる成形品。
（９）（１）〜（７）のいずれか１項に記載のレーザー溶着用ポリエステル樹脂組成物からなる部材と樹脂組成物（Ｂ）からなる部材を、レーザー光を用いて溶着させる工程を含む成形品の製造方法。

本発明により、熱安定性、耐加水分解性、レーザー透過性等のレーザー溶着特性に優れたポリエステル樹脂組成物（レーザー溶着剤）を提供することが可能になった。また、本発明のレーザー溶着用樹脂組成物を用いることにより、レーザー溶着により強固に接着した成形品を提供することが可能になった。このような成形品は工業的に広く利用され、その利用価値は極めて高いものである。

以下において、本発明の内容について詳細に説明する。尚、本願明細書において「〜」とは、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。

＜（ａ）ポリエステル樹脂＞
本発明で採用する（ａ）ポリエステル樹脂としては、公知のポリエステル樹脂を広く用いることができる。（ａ）ポリエステル樹脂は、１種のみでも、２種以上を併用してもよい。
（ａ）ポリエステル樹脂として、好ましくは、ジカルボン酸またはその誘導体と、ジオールとからなるポリエステル樹脂である。
ジカルボン酸またはその誘導体としては、芳香族ジカルボン酸、脂環式ジカルボン酸、および、脂肪族ジカルボン酸、ならびに、これらの低級アルキルまたはグリコールのエステルが好ましく、芳香族ジカルボン酸またはこの低級アルキル（例えば、炭素原子数１〜４）あるいはグリコールのエステルがより好ましく、テレフタル酸またはこの低級アルキルエステルがさらに好ましい。
芳香族ジカルボン酸としては、テレフタル酸、フタル酸、イソフタル酸、４，４’−ジフェニルジカルボン酸、４，４’−ジフェニルエーテルジカルボン酸、４，４’−ベンゾフェノンジカルボン酸、４，４’−ジフェノキシエタンジカルボン酸、４，４’−ジフェニルスルホンジカルボン酸および２，６−ナフタレンジカルボン酸が好ましい例として挙げられる。
脂環式ジカルボン酸としては、１，２−シクロヘキサンジカルボン酸、１，３−シクロヘキサンジカルボン酸および１，４−シクロヘキサンジカルボン酸が好ましい例として挙げられる。
脂肪族ジカルボン酸としては、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸およびセバシン酸等が好ましい例として挙げられる。
これらのジカルボン酸またはその誘導体は、１種のみを用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。

ジオールとしては、脂肪族ジオール、脂環式ジオールおよび芳香族ジオールが好ましい。
脂肪族ジオールとしては、好ましくは、炭素数２〜２０の脂肪族ジオールであり、エチレングリコール、１，４−ブタンジオール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ジブチレングリコール、１，５−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，６−ヘキサンジオールおよび１，８−オクタンジオールを好ましい例として挙げることができる。
脂環式ジオールとしては、好ましくは、炭素数２〜２０の脂環式ジオールであり、１，２−シクロヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジオール、１，１−シクロヘキサンジメチロールおよび１，４−シクロヘキサンジメチロールを好ましい例として挙げることができる。
芳香族ジオールとしては、好ましくは、炭素数６〜１４の芳香族ジオールであり、キシリレングリコール、４，４’−ジヒドロキシビフェニル、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンおよびビス（４−ヒドロキシフェニル）スルホンを好ましい例として挙げることができる。
これらのジオールは、１種のみを用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。

本発明の（ａ）ポリエステル樹脂は、ヒドロキシカルボン酸、単官能成分、および／または三官能以上の多官能成分を有していてもよい。
ヒドロキシカルボン酸としては、乳酸、グリコール酸、ｍ−ヒドロキシ安息香酸、ｐ−ヒドロキシ安息香酸、６−ヒドロキシ−２−ナフタレンカルボン酸およびｐ−β−ヒドロキシエトキシ安息香酸が好ましい例として挙げられる。
単官能成分としては、アルコキシカルボン酸、ステアリルアルコール、ベンジルアルコール、ステアリン酸、安息香酸、ｔ−ブチル安息香酸およびベンゾイル安息香酸が好ましい例として挙げられる。
三官能以上の多官能成分としては、トリカルバリル酸、トリメリット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸、没食子酸、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、グリセロールおよびペンタエリスリトールが好ましい例として挙げられる。

（ａ）ポリエステル樹脂は、ポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ樹脂）がより好ましく、テレフタル酸を唯一のジカルボン酸単位とし、１，４−ブタンジオールを唯一のジオール単位とするポリブチレンテレフタレート単独重合体がさらに好ましい。本発明でいうＰＢＴ樹脂とは、テレフタル酸が全ジカルボン酸成分の５０モル％以上を占め、１，４−ブタンジオールが全ジオールの５０モル％以上を占めることをいう。ＰＢＴ樹脂は、さらに、ジカルボン酸単位中のテレフタル酸の割合が７０モル％以上のものが好ましく、９０モル％以上のものがより好ましい。また、ジオール単位中の１，４−ブタンジオールの割合は、７０モル％以上が好ましく、９０モル％以上がより好ましい。このようなＰＢＴ樹脂を用いることにより、機械的性質および耐熱性がより向上する傾向にあり好ましい。

本発明におけるＰＢＴ樹脂の固有粘度は、テトラクロルエタンとフェノールが１：１（重量比）の混合溶媒中、３０℃の測定で０．５〜３．０ｄｌ／ｇが好ましく、０．５〜１．５ｄｌ／ｇがより好ましく、０．６〜１．３ｄｌ／ｇであることがさらに好ましい。固有粘度を０．５以上とすることにより、機械的特性がより効果的に発揮され、３．０以下とすることにより、成形加工がより容易になる。さらに、２種以上の固有粘度のＰＢＴ樹脂を併用してもよい。

（ａ）ポリエステル樹脂を製造する場合、公知の方法を広く採用できる。例えば、テレフタル酸成分と１，４−ブタンジオール成分とからなるＰＢＴ樹脂の場合、直接重合法およびエステル交換法のいずれの方法も採用できる。直接重合法は、例えば、テレフタル酸と１，４−ブタンジオールを直接エステル化反応させる方法であり、初期のエステル化反応で水が生成する。エステル交換法は、例えば、テレフタル酸ジメチルを主原料として使用する方法であり、初期のエステル交換反応でアルコールが生成する。直接エステル化反応は原料コスト面から好ましい。
また、ポリエステル樹脂は、原料供給またはポリマーの払い出し形態について、回分法および連続法のいずれの方法で製造してもよい。さらに、初期のエステル化反応またはエステル交換反応を連続操作で行って、それに続く重縮合を回分操作で行ったり、逆に、初期のエステル化反応またはエステル交換反応を回分操作で行って、それに続く重縮合を連続操作で行う方法もある。

＜（ｂ）強化充填材＞
本発明で用いる（ｂ）強化充填材は、特に定めるものではなく、繊維状、板状、粒状物およびこれらの混合物を広く採用できる。
繊維状物としては、例えば、ガラス繊維、カーボン繊維、シリカアルミナ繊維、ジルコニア繊維、ホウ素繊維、窒化ホウ素繊維、窒化ケイ素チタン酸カリウム繊維、金属繊維などの無機繊維、芳香族ポリアミド繊維、フッ素樹脂繊維などの有機繊維が挙げられる。
板状物としては、例えば、ガラスフレーク、雲母、金属箔が挙げられる。
粒状物としては、例えば、セラミックビーズ、ワラストナイト、タルク、クレー、マイカ、ゼオライト、カオリン、チタン酸カリウム、硫酸バリウム、酸化チタン、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムが挙げられる。
本発明においては、上記（ｂ）強化充填材の中でも、繊維状のものが好ましく用いられる。

（ｂ）強化充填材の形状が繊維状である場合、その平均繊維径は、特に制限されないが、１〜１００μｍが好ましく、２〜５０μｍがより好ましく、３〜３０μｍが特に好ましく、５〜２０μｍが最も好ましい。このような繊維径のものを採用することにより、機械的性質をより効果的に発揮することができる。また、平均繊維長は、特に制限されないが、０.１〜２０ｍｍが好ましく、１〜１０ｍｍがより好ましい。平均繊維長を０．１ｍｍ以上とすることにより、繊維状充填材による補強効果がより効果的に発現され、平均繊維長を２０ｍｍ以下とすることにより、（ａ）ポリエステル樹脂との溶融混練や強化ポリエステル樹脂組成物の成形がより容易になる。

本発明で用いる（ｂ）強化充填材は、ポリエステル樹脂と強化充填材の親和性を増し界面密着性を向上させ、界面における空隙形成による不透明化要因を排除、低減するために、シランカップリング剤およびエポキシ樹脂で表面処理されているものが好ましい。
シランカップリング剤としては、アミノシラン系、エポキシシラン系、アリルシラン系、ビニルシラン系等が挙げられる。これらの中では、アミノシラン系が好ましい。アミノ系シランカップリング剤としては、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシランおよびγ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシランが好ましい例として挙げられる。表面処理剤中のシランカップリング剤の含有量は、０．１〜８重量％が好ましく、０．５〜５重量％がより好ましい。
エポキシ樹脂としては、フェノールノボラック型のエポキシ樹脂およびクレゾールノボラック型のエポキシ樹脂等の多官能エポキシ樹脂が好ましい。表面処理剤中のエポキシ樹脂の含有量は１〜２０重量％が好ましく、２〜１０重量％がより好ましい。
（ｂ）強化充填材に用いられる表面処理剤に含有される成分としては、アミノ系シランカップリング剤と、ノボラック型エポキシ樹脂の組み合わせが特に好ましい。表面処理剤をこのような構成とすることにより、アミノ系シランカップリング剤の無機官能基は（ｂ）強化充填材表面と、アミノシランの有機官能基はエポキシ樹脂のグリシジル基と、エポキシ樹脂のグリシジル基は（ａ）ポリエステル樹脂と、それぞれ反応性に富み、（ｂ）強化充填材とエポキシ樹脂との界面密着力が向上する。この結果、本発明の樹脂組成物の機械的性質および耐加水分解性が向上し、さらには、界面での空隙形成による不透明化が低減するため、透過率も向上する。

（ｂ）強化充填材に用いられる表面処理剤には、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、その他の成分、例えば、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、帯電防止剤、潤滑剤および撥水剤などを含めることができる。
表面処理剤での処理方法としては、例えば、特開２００１−１７２０５５号公報、特開昭５３−１０６７４９号公報等に記載の方法のように、表面処理剤により予め表面処理しておくこともできるし、本発明の樹脂組成物調製の際に、未処理の（ｂ）強化充填材とは別に表面処理剤を添加して表面処理することもできる。
（ｂ）強化充填材に対する表面処理剤の付着量は、０．０１〜５重量％が好ましく、０．０５〜２重量％がさらに好ましい。０．０１重量％以上とすることにより、機械的強度がより効果的に改善される傾向にあり、２重量％以下とすることにより、必要十分な効果が得られ、経済的である。

本発明における（ｂ）強化充填材の材質としてはガラスが好ましい。具体的には、ガラス繊維、ガラスフレーク、ガラスビーズ、ガラス粉末である。なかでも、屈折率１．５６０〜１．６００であるガラスも用いることができる。該ガラスは、通常、ポリエステル樹脂に使用されるＥガラス（屈折率１．５５０）を構成する組成成分からＢ_２Ｏ_３およびＦ_２成分を除き、ＭｇＯ、ＴｉＯ_２、ＺｎＯ等の成分の割合を増加したもので、該ガラスを採用することにより、本発明の樹脂組成物のレーザー透過性を向上させることが可能となる。
また、本発明で採用するガラスは、機械的強度、剛性付与の観点からガラス繊維が好ましく、長繊維タイプ（ロービング）のものや短繊維タイプ（チョップドストランド）のものがより好ましく用いられる。

上記（ｂ）強化充填材の配合量は、（ａ）ポリエステル樹脂１００重量部に対し０〜１００重量部であり、好ましくは５〜７０重量部である。

＜（ｃ）エポキシ化合物＞
本発明で採用する（ｃ）エポキシ化合物は、特に定めるものではなく、単官能性、二官能性または多官能性の何れでも、さらに、これらの２種以上の混合物でもよい。特に、二官能性以上のエポキシ化合物、すなわち、１分子中に２個以上のエポキシ基を有する化合物が好ましい。また、エポキシ当量は１００〜５０００ｇ／ｅｑのものが好ましく、１５０〜２０００ｇ／ｅｑのものがさらに好ましい。

（ｃ）エポキシ化合物としては、グリシジルエーテル、ジグリシジルエーテル、グリシジルエステル、ジグリシジルエステル、脂環式ジエポキシ化合物、グリシジルイミド化合物、ノボラック型エポキシ化合物が好ましい例として挙げられる。
グリシジルエーテルとしては、メチルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、２−エチルヘキシルグリシジルエーテル、デシルグリシジルエーテル、ステアリルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、ブチルフェニルグリシジルエーテルおよびアリルグリシジルエーテルが好ましい。
ジグリシジルエーテルとしては、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテルおよびプロピレングリコールジグリシジルエーテルが好ましい。
グリシジルエステルとしては、安息香酸グリシジルエステルおよびソルビン酸グリシジルエステルが好ましい。
ジグリシジルエステルとしては、アジピン酸ジグリシジルエステル、テレフタル酸ジグリシジルエステルおよびオルトフタル酸ジグリシジルエステル等が好ましい。
脂環式ジエポキシ化合物としては、３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３’，４’−エポキシシクロヘキシルカルボキシレートが好ましい。
グリシジルイミド化合物は、Ｎ−グリシジルフタルイミドが好ましい。
ノボラック型エポキシ化合物としては、フェノールノボラック型エポキシ化合物、クレゾールノボラック型エポキシ化合物が好ましい。

これらの中でも、ビスフェノールＡとエピクロロヒドリンとの反応から得られるグリシジルエーテル化合物、特に、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、フェノールノボラックとエピクロロヒドリンとの反応によって得られる多官能のエポキシ化合物であるフェノールノボラック型エポキシ化合物、ｏ−クレゾールとエピクロロヒドリンとの反応によって得られる多官能のエポキシ化合物であるクレゾールノボラック型エポキシ化合物が好ましく用いられる。

本発明の（ｃ）エポキシ化合物は、（ａ）ポリエステル樹脂と（ｂ）強化充填材の表面処理剤に含まれるエポキシ樹脂の両方に対して、反応性や親和性を有する。よって、（ａ）ポリエステル樹脂と（ｂ）強化充填材との密着性が増し、本発明の樹脂組成物の機械的強度が向上するため、レーザー溶着部位での接合強度をさらに高めることが可能となった。

（ｃ）エポキシ化合物の配合量は、（ａ）ポリエステル樹脂１００重量部に対して０．１〜１００重量部であり、好ましくは０．３〜５０重量部である。（ｃ）エポキシ化合物の配合量を０．１重量部以上とすることにより、機械的性質をより効果的に向上させることができ、１００重量部以下とすることにより、樹脂混練、成形時などの樹脂溶融時に加水分解が促進され、強度が低下するのをより抑制する傾向にあり好ましい。

＜（ｄ）着色剤＞
本発明の樹脂組成物には、染料、顔料等の（ｄ）着色剤を配合してもよい。
染料としては、アントラキノン系、インジゴイド系、ペリレン系、ペリノン系、アゾ系、メチン系、フタロシアニン系などの油溶性染料や分散染料を好ましく用いることができる。
顔料としては、無機顔料と有機顔料のいずれも好ましく用いることができる。無機顔料には、酸化物、硫化物、硫酸塩、カーボンブラックなどを挙げることができる。有機顔料としては、アゾ系、フタロシアニン系、アントラキノン系、ペリレン系、ペリノン系、キナクリドン系、ジオキサジン系などを挙げることができる。
（ｄ）着色剤の配合量は、（ａ）ポリエステル樹脂１００重量部に対し、好ましくは０．００５〜５重量部、より好ましくは０．０１〜１重量部である。

＜その他の添加剤＞
本発明の樹脂組成物には、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、他の添加剤を配合してもよい。他の添加剤としては、酸化防止剤、難燃剤、耐熱安定剤、滑剤、離型剤、触媒失活剤、結晶核剤、結晶化促進剤等を挙げることができる。これらの添加剤は、（ａ）ポリエステル樹脂の重合途中または重合後に添加することができる。さらに、（ａ）ポリエステル樹脂に所望の性能を付与するため、紫外線吸収剤、耐候安定剤、帯電防止剤、発泡剤、可塑剤、耐衝撃性改良剤等を配合してもよい。

酸化防止剤は、本発明の樹脂組成物の耐熱老化性をより効果的に改良し、色調、引張強度、伸度などの保持率をより向上させる効果を有する。該酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤、及びリン系酸化防止剤より選ばれる１種以上の酸化防止剤を配合することが好ましい。
酸化防止剤の配合量は、合計配合量が（ａ）ポリエステル樹脂１００重量部に対し、好ましくは０．００１〜１．５重量部であり、より好ましくは０．０３〜１重量部である。

フェノール系酸化防止剤とは、フェノール性ヒドロキシル基を有する酸化防止剤をいい、なかでも、ヒンダードフェノール系酸化防止剤が好ましく用いられる。ヒンダードフェノール系酸化防止剤とは、フェノール性ヒドロキシル基が結合した芳香環の炭素原子に隣接する１個または２個の炭素原子が、炭素原子数４以上の置換基により置換されている酸化防止剤をいう。炭素原子数４以上の置換基は、芳香環の炭素原子と炭素−炭素結合により結合していてもよく、炭素以外の原子を介して結合していてもよい。

フェノール系酸化防止剤としては、ｐ−シクロヘキシルフェノール、３−ｔ−ブチル−４−メトキシフェノール、４，４’−イソプロピリデンジフェノール、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン等の非ヒンダードフェノール系酸化防止剤、２−ｔ−ブチル−４−メトキシフェノール、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、２，４，６−トリ−ｔ−ブチルフェノール、４−ヒドロキシメチル−２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール、スチレン化フェノール、２，５−ジ−ｔ−ブチルハイドロキノン、オクタデシル−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、トリエチレングリコールビス［３−（３−ｔ−ブチル−５−メチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、１，６−ヘキサンジオールビス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、ペンタエリスリトールテトラキス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、２，２’−メチレンビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、２，２’−メチレンビス（６−ｔ−ブチル−４−エチルフェノール）、２，２’−メチレンビス［４−メチル−６−（１，３，５−トリメチルヘキシル）フェノール］、４，４’−メチレンビス（２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール）、４，４'−ブチリデンビス（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、２，６−ビス（２−ヒドロキシ−３−ｔ−ブチル−５−メチルベンジル）−４−メチルフェノール、１，１，３−トリス［２−メチル−４−ヒドロキシ−５−ｔ−ブチルフェニル］ブタン、１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス［３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル］ベンゼン、トリス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）イソシアヌレート、トリス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニルオキシエチル］イソシアヌレート、４，４’−チオビス（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、２，２’−チオビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、４，４’−チオビス（２−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、チオビス（β−ナフトール）等のヒンダードフェノール系酸化防止剤などが挙げられる。特に、ヒンダードフェノール系酸化防止剤は、それ自体安定ラジカルとなり易いためにラジカルトラップ剤として好適に使用することができる。ヒンダードフェノール系酸化防止剤の分子量は、通常２００以上、好ましくは５００以上であり、その上限は通常３０００である。
フェノール系酸化防止剤の配合量は、（ａ）ポリエステル樹脂１００重量部に対し、好ましくは０．００１〜１．５重量部であり、より好ましくは０．０３〜１重量部である。酸化防止剤の配合量を０．００１重量部以上とすることにより、酸化防止効果がより良好に発揮され、酸化防止剤の配合量を１．５重量部以下とすることにより、酸化熱安定性が悪化するのをより抑止するとともに、溶融混練時の樹脂の分解をより起こりにくくすることが可能になる。

本発明におけるイオウ系酸化防止剤とは、イオウ原子を有する酸化防止剤をいい、例えば、ジドデシルチオジプロピオネート、ジテトラデシルチオジプロピオネート、ジオクタデシルチオジプロピオネート、ペンタエリスリトールテトラキス（３−ドデシルチオプロピオネート）、チオビス（Ｎ−フェニル−β−ナフチルアミン）、２−メルカプトベンゾチアゾール、２−メルカプトベンゾイミダゾール、テトラメチルチウラムモノサルファイド、テトラメチルチウラムジサルファイド、ニッケルジブチルジチオカルバメート、ニッケルイソプロピルキサンテート、トリラウリルトリチオホスファイト等が挙げられる。特に、チオエーテル構造を有するチオエーテル系酸化防止剤は、酸化された物質から酸素を受け取って還元するため、好適に使用することができる。
イオウ系酸化防止剤の分子量は、通常２００以上、好ましくは５００以上であり、その上限は通常３０００である。

本発明におけるリン系酸化防止剤とは、リン原子を有する酸化防止剤をいい、Ｐ（ＯＲ）_３構造を有する酸化防止剤であることが好ましい。ここで、Ｒは、アルキル基、アルキレン基、アリール基、アリーレン基などであり、３個のＲは同一でも異なっていてもよく、任意の２個のＲが互いに結合して環構造を形成していてもよい。
リン系酸化防止剤としては、例えば、トリフェニルホスファイト、ジフェニルデシルホスファイト、フェニルジイソデシルホスファイト、トリ（ノニルフェニル）ホスファイト、ビス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス（２，６−ジ−ｔ−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等が挙げられる。

イオウ系酸化防止剤及び／又はリン系酸化防止剤は、樹脂組成物の耐熱老化性を改良し、色調、引張強度、伸度などの保持率を向上させる効果を有する。本発明のＰＢＴ樹脂組成物において、イオウ系酸化防止剤及びリン系酸化防止剤の配合量は、（ａ）ポリエステル樹脂１００重量部に対し、好ましくは０．００１〜１．５重量部であり、より好ましくは０．０３〜１重量部である。酸化防止剤の配合量を０．００１重量部以上とすることにより、酸化防止効果がより良好に発揮され、酸化防止剤の配合量を１．５重量部以下とすることにより、酸化熱安定性が悪化するのをより抑止するとともに、溶融混練時の樹脂の分解をより起こりにくくすることが可能になる。

難燃剤としては、特に制限されず、例えば、有機ハロゲン化合物、アンチモン化合物、リン化合物、その他の有機難燃剤、無機難燃剤などが挙げられる。有機ハロゲン化合物としては、例えば、臭素化ポリカーボネート、臭素化エポキシ樹脂、臭素化フェノキシ樹脂、臭素化ポリフェニレンエーテル樹脂、臭素化ポリスチレン樹脂、臭素化ビスフェノールＡ、ペンタブロモベンジルポリアクリレートが挙げられる。アンチモン化合物としては、例えば、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、アンチモン酸ソーダが挙げられる。リン化合物としては、例えば、リン酸エステル、ポリリン酸、ポリリン酸アンモニウム、赤リン等が挙げられる。その他の有機難燃剤としては、例えば、メラミン、シアヌール酸などの窒素化合物が挙げられる。その他の無機難燃剤としては、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ケイ素化合物、ホウ素化合物が挙げられる。
これらの難燃剤の配合量は、（ａ）ポリエステル樹脂１００重量部に対し、好ましくは０．１〜５０重量部である。難燃剤の配合量を０．１重量部以上とすることにより、難燃性をより効果的に発現することができ、５０重量部以下にすることにより、物性、特に機械的強度をより高く保つことができる。

本発明のポリエステル樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリメタクリル酸エステル樹脂、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン樹脂（ＡＢＳ樹脂）、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、液晶ポリエステル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂等の熱可塑性樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を配合することができる。これらの熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂は、２種以上を組み合わせて使用することもできる。
これらの樹脂の配合量は、（ａ）ポリエステル樹脂１００重量部に対し、好ましくは０．１〜５０重量部である。

前記の種々の添加剤や樹脂の配合方法は、特に制限されないが、ベント口から脱揮できる設備を有する１軸または２軸の押出機を混練機として使用する方法が好ましい。各成分は、付加的成分を含めて、混練機に一括して供給してもよいし、順次供給してもよい。また、付加的成分を含めて、各成分から選ばれた２種以上の成分を予め混合しておいてもよい。

本発明の樹脂組成物の成形加工方法は、特に制限されず、熱可塑性樹脂について一般に使用されている成形法、すなわち、射出成形、中空成形、押し出し成形、プレス成形などの成形法を適用することができる。この場合、特に好ましい成形方法は、流動性の良さから、射出成形である。射出成形に当たっては、樹脂温度を２４０〜２８０℃にコントロールするのが好ましい。

本発明の樹脂組成物は、レーザー溶着特性ポリエステル樹脂材料として用いることができる。特に、本発明の樹脂組成物を用いることにより、少なくとも一方にこの樹脂組成物を用いた部材同士を強固に接着させることができ、２以上の樹脂部材を有する成形品を製造するのに好ましく用いることができる。
部材の形状は特に制限されないが、部材同士をレーザー溶着により接合して用いるため、通常、少なくとも面接触箇所（平面、曲面）を有する形状である。
レーザー溶着では、レーザー透過性のある部材を透過したレーザー光が、レーザー吸収性のある部材に吸収されて、溶融し、両部材が溶着される。本発明の樹脂組成物は、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材として好ましく用いることができる。ここで、該レーザーが透過する部材の厚み（レーザー光が透過する方向の厚み）は、用途、組成物の組成その他を勘案して、適宜定めることができるが、例えば５ｍｍ以下であり、好ましくは４ｍｍ以下である。

本発明のレーザー溶着に用いるレーザー光源としては、例えば、Ａｒレーザ（５１０ｎｍ）、Ｈｅ−Ｎｅレーザー（６３０ｎｍ）、ＣＯ_２レーザー（１０６００ｎｍ）などの気体レーザー、色素レーザー（４００〜７００ｎｍ）などの液体レーザー、ＹＡＧレーザー（１０６４ｎｍ）などの固体レーザーや、半導体レーザー（６５５〜９８０ｎｍ）等が利用できる。ビーム品質、コストの点で、半導体レーザーが好ましく用いられる。また、溶着相手材の種類によって、適宜レーザー種を選択することもできる。

より具体的には、例えば、本発明の樹脂組成物からなる部材と樹脂組成物（Ｂ）からなる部材を溶着する場合、まず、両者の溶着する箇所同士を相互に接触させる。この時、両者の溶着箇所は面接触が望ましく、平面同士、曲面同士、または平面と曲面の組み合わせであってもよい。次いで、本発明の樹脂組成物からなる部材側からレーザー光を照射（好ましくは接着面に垂直に照射）する。この時、必要によりレンズ系を利用して両者の界面にレーザー光を集光させてもよい。その集光ビームは本発明の樹脂組成物からなる部材中を透過し、樹脂組成物（Ｂ）からなる部材の表面近傍で吸収されて発熱し溶融する。次にその熱は熱伝導によって本発明の樹脂組成物からなる部材側にも伝わって溶融し、両者の界面に溶融プールを形成し、冷却後、両者が接合する。
このようにして部材同士を溶着された成形品は、高い接合強度を有する。尚、本発明における成形品とは、少なくとも２以上の部材を溶着されたものをいい、完成品や部品の他、これらの一部分を成す部材も含む趣旨である。

尚、樹脂組成物（Ｂ）からなる部材は、少なくとも樹脂を含み、且つ、本発明の樹脂組成物からなる部材と溶着可能なものであれば特に制限されない。樹脂組成物（Ｂ）に含まれる樹脂は、熱可塑性樹脂であることが好ましく、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、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアセタール系樹脂などが挙げられ、相溶性が良好な点から、特にポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート樹脂が好ましく用いられる。また、樹脂組成物（Ｂ）は１種または２種以上の樹脂から構成されていてもよい。さらにまた、本発明の樹脂組成物であってもよい。
また、樹脂組成物（Ｂ）に含まれる樹脂は、照射するレーザー光波長の範囲内に吸収波長を持つものも好ましい。さらに、樹脂組成物（Ｂ）に、光吸収剤、例えば着色顔料等を添加含有させることにより、その吸収特性を発現させてもよい。前記着色顔料としては、例えば、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など）などの黒色顔料、酸化鉄赤などの赤色顔料、モリブデ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、有機顔料（黄色顔料、橙色顔料、赤色顔料、青色顔料、緑色顔料など）などが挙げられる。なかでも、無機顔料は一般に隠ぺい力が強く、レーザー吸収側の樹脂組成物（Ｂ）により好ましく用いることができる。これらの光吸収剤は単独でも二種以上組み合わせて使用してもよい。
光吸収剤の配合量は、樹脂成分１００重量部に対し０．０１〜１重量部であることが好ましい。

本発明で得られた一体成形品は、高い溶着強度を有し、レーザー光照射による樹脂の損傷も少ないため、種々の用途、例えば、電気・電子部品、オフィスオートメート（ＯＡ）機器部品、家電機器部品、機械機構部品、自動車機構部品などに適用できる。特に、自動車電装部品（各種コントロールユニット、イグニッションコイル部品など）、モーター部品、各種センサー部品、コネクター部品、スイッチ部品、リレー部品、コイル部品、トランス部品、ランプ部品などに好適に用いることができる。

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実施例に何ら限定されるものではない。

[各種測定方法]
（１）光線透過率
射出成形機（住友重機械（株）製：型式ＳＥ−５０Ｄ）を使用し、シリンダー温度２５０℃、金型温度８０℃で成形した、表１及び表２の実施例１〜７及び比較例１〜４に示した組成の樹脂組成物それぞれからなる１３×１２５ｍｍ、厚さ２ｍｍｔの平板を作製した。これらの平板について、それぞれ、可視・紫外分光光度計（島津製作所製：ＵＶ-３１００ＰＣ）で光線透過率を測定した。光線透過率は、近赤外領域８００〜１１００ｎｍの透過光強度と入射光強度の比を１００分率で表した。

（２）レーザー溶着強度試験
図１に示すように試験片を重ね合わせ、レーザー照射を行った。図１中、（ａ）は試験片を側面から見た図を、（ｂ）は試験片を上方から見た図をそれぞれ示している。１は（１）で作製した試験片を、２は接合する相手材である樹脂組成物（Ｂ）からなる試験片（（１）と同様に作製）を、３はレーザー照射箇所を、それぞれ示している。

光線透過率測定で使用した試験片１をレーザー透過側、樹脂組成物(Ｂ)からなる試験片２をレーザー吸収側として重ね合わせ、透過側からレーザーを照射した。レーザー溶着装置は、ファインデバイス社製 ＦＤ−１００、レーザー光波長は８４０ｎｍ、焦点スポット径は０．６ｍｍとした。試験片１が強化充填材を含まない場合は、レーザー出力１５Ｗ、走査速度４ｍｍ／ｓｅｃで、試験片１が強化充填材を含む場合は、レーザー出力２０Ｗ、走査速度４ｍｍ／ｓｅｃで、試験片幅方向（１３ｍｍ）に走査しレーザー光を照射した。
レーザー溶着強度測定は、引張試験機（インストロン社製５５４４型）を使用し、引張速度は５ｍｍ／ｓｅｃで評価した。引張強度は、溶着部の引張せん断破壊強度で示した。

（３）引張強度試験
射出成形機（住友重機械（株）製：型式ＳＧ−７５ＭIII）を使用し、シリンダー温度２５０℃、金型温度８０℃にて、表１及び表２の実施例１〜７及び比較例１〜４に示した組成の樹脂組成物それぞれからなるＩＳＯ試験片を作製した。該ＩＳＯ試験片について、ＩＳＯ５２７に準拠し引張強度の測定を行った。

（４）耐加水分解性
上記ＩＳＯ試験片を、温度１２１℃の飽和水蒸気中、圧力２０３ｋＰａで、ＩＳＯ試験片が強化充填材を含まない場合は６０時間、ＩＳＯ試験片が強化充填材を含む場合は１００時間湿熱処理した。処理前後のＩＳＯ試験片について、ＩＳＯ５２７に準拠し引張強度の測定を行った。また、次式に従い、引張強度保持率を求めた。
引張強度保持率（％）＝（処理後の引張強度／処理前の引張強度）×１００

［樹脂組成物の原材料］
（ａ）ポリエステル樹脂
ポリブチレンテレフタレート樹脂：三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製、「商品名：ノバデュラン（登録商標）５００８」、固有粘度［η］＝０．８５

（ｂ）強化充填材
（ｂ１）ガラス繊維：アミノ系シランカップリング剤およびノボラック型エポキシ樹脂の両方を含有する表面処理剤が付着したチョップドストランド、平均繊維径１３μｍ、平均繊維長３ｍｍ、屈折率（ｎｄ）１．５５５
（ｂ２）ガラス繊維：ノボラック型エポキシ樹脂を含まない表面処理剤が付着したチョップドストランド、日本電気硝子社製「商品名：ＥＣＳ０３Ｔ−１８７」、平均繊維径１３μｍ、平均繊維長３ｍｍ、屈折率（ｎｄ）１．５５５

（ｃ）エポキシ化合物
（ｃ１）ビスフェノールＡジグリシジルエーテル：旭電化工業社製、「商品名：アデカサイザーＥＰ−１７」エポキシ当量１８５ｇ／ｅｑ
（ｃ２）ｏ-クレゾールノボラック型エポキシ化合物：東都化成社製、「商品名：ＹＤＣＮ−７０２」、エポキシ当量１９５〜２２０ｇ／ｅｑ

（ｄ）着色剤
メチン系の油溶性染料を含む着色剤と、ＰＢＴ樹脂を配合して製造された熱可塑性樹脂（マスターバッチ）：オリヱント化学工業社製、「商品名：ｅＢＩＮＤ ＬＴＷ−８９５０Ｃ」

酸化防止剤：ペンタエリスリトールテトラキス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「商品名：Ｉｒｇａｎｏｘ１０１０」

[樹脂組成物（Ｂ）]
実施例２の樹脂組成物に、カーボンブラックをＰＢＴ樹脂１００重量部に対し、０．６重量部配合したものを用いた。

［実施例１〜７、比較例１〜４］］
（ａ）ＰＢＴ樹脂と、（ｃ）エポキシ化合物、酸化防止剤、および必要に応じ（ｂ）ガラス繊維と（ｄ）着色剤を表１に示した比率となるよう配合し、シリンダー温度を２５０℃に設定した２軸押出機（日本製鋼所製：ＴＥＸ３０Ｃ）により溶融混練し、上述した評価を行った。評価結果を表１、２に示した。

表１、２に示したように、（ｃ）エポキシ化合物を添加することにより、樹脂組成物のレーザー透過性、機械強度、耐加水分解性が良好となり、溶着強度が向上することが分かった。本発明の樹脂組成物を使用することにより、他の部材と容易に強固なレーザー溶着が可能である。

図１は、レーザー溶着強度試験における、試験片の重ね合わせ方およびレーザーの照射位置を示す概略図である。

符号の説明

１ 試験片１
２ 試験片２
３ レーザー照射箇所

Claims (9)

1. （ａ）ポリエステル樹脂１００重量部に対し、（ｂ）強化充填材０〜１００重量部、（ｃ）エポキシ化合物０．１〜１００重量部を配合してなるレーザー溶着用ポリエステル樹脂組成物。
2. さらに、（ｄ）着色剤を配合してなる、請求項１に記載のレーザー溶着用ポリエステル樹脂組成物。
3. 前記（ａ）ポリエステル樹脂がポリブチレンテレフタレートである、請求項１または２に記載のレーザー溶着用ポリエステル樹脂組成物。
4. 前記（ｂ）強化充填材がガラス繊維である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のレーザー溶着用ポリエステル樹脂組成物。
5. アミノ系シランカップリング剤とノボラック型エポキシ樹脂を含む表面処理剤で処理されてなる強化充填材を配合してなることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のレーザー溶着用ポリエステル樹脂組成物。
6. 前記（ｃ）エポキシ化合物が、多官能エポキシ化合物である、請求項１〜５のいずれか１項に記載のレーザー溶着用ポリエステル樹脂組成物。
7. 前記（ｃ）エポキシ化合物が、ビスフェノールＡ型エポキシ化合物またはノボラック型エポキシ化合物である、請求項１〜６のいずれか１項に記載のレーザー溶着用ポリエステル樹脂組成物。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載のレーザー溶着用ポリエステル樹脂組成物からなる部材と樹脂組成物（Ｂ）からなる部材を、レーザー光を用いて溶着させてなる成形品。
9. 請求項１〜７のいずれか１項に記載のレーザー溶着用ポリエステル樹脂組成物からなる部材と樹脂組成物（Ｂ）からなる部材を、レーザー光を用いて溶着させる工程を含む成形品の製造方法。

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