JP2022071438A - レーザー溶着用成形品、レーザー溶着用成形品のレーザー透過率のばらつき抑制剤、レーザー溶着用成形品の耐アルカリ性向上剤 - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
Description
(1)(A)ポリブチレンテレフタレート樹脂100質量部と、(B)300℃、剪断速度1000sec-1における溶融粘度が0.20kPa・s以上0.40kPa・s以下のポリカーボネート樹脂60質量部以上90質量部以下と、(C)エポキシ系化合物1質量部以上10質量部以下と、(D)芳香族多価カルボン酸エステル1質量部以上15質量部以下とを含有するポリブチレンテレフタレート樹脂組成物からなり、溶着部の厚みを1mm以上有するレーザー溶着用成形品。
(2)前記ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物が、当該組成物からなる肉厚1.2mmの成形品において、400nm以上700nm以下の範囲のいずれかの波長の光線透過率が50%以上である、(1)に記載のレーザー溶着用成形品。
(3)前記ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物が、当該組成物からなる肉厚1.2mmの成形品において、波長980nmの光線透過率が60%以上である、(1)または(2)に記載のレーザー溶着用成形品。
(4)前記ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物が、当該組成物からなる肉厚1.2mmの成形品において、波長980nmの光線透過率のばらつきが6%以下である、(1)から(3)のいずれかに記載のレーザー溶着用成形品。
(5)(D)芳香族多価カルボン酸エステルが式I:
φ-(COOR)n ・・・I
(式Iにおいて、φはC6-12アレーン環を示し、Rはアルキル基、シクロアルキル基又はアラルキル基を示し、nは2以上の整数を示し、各-COOR基のRは同一であってもよく異なっていてもよい)
で示される化合物である、(1)から(4)のいずれかに記載のレーザー溶着用成形品。
(6)(D)芳香族多価カルボン酸エステルが、芳香族テトラカルボン酸のアルキルエステルである、(1)から(5)のいずれかに記載のレーザー溶着用成形品。
(7)エポキシ系化合物を含有する、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、及び芳香族多価カルボン酸エステルを含有するポリブチレンテレフタレート樹脂組成物からなるレーザー溶着用成形品の波長980nmの光線透過率のばらつき抑制剤。
(8)エポキシ系化合物と芳香族多価カルボン酸エステルを含有する、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリカーボネート樹脂を含有するポリブチレンテレフタレート樹脂組成物からなるレーザー溶着用成形品の耐アルカリ性向上剤。
((A)ポリブチレンテレフタレート樹脂)
本発明の(A)ポリブチレンテレフタレート樹脂(PBT樹脂)としては、少なくともテレフタル酸又はそのエステル形成性誘導体(C1-6のアルキルエステルや酸ハロゲン化物等)を含むジカルボン酸成分と、少なくとも炭素原子数4のアルキレングリコール(1,4-ブタンジオール)又はそのエステル形成性誘導体(アセチル化物等)を含むグリコール成分とを重縮合して得られるポリブチレンテレフタレート樹脂である。本実施形態において、(A)ポリブチレンテレフタレート樹脂はホモポリブチレンテレフタレート樹脂に限らず、ブチレンテレフタレート単位を60モル%以上含有する共重合体であってもよい。
本発明の(B)ポリカーボネート樹脂(PC樹脂)としては、ジヒドロキシ化合物と、ホスゲン又はジフェニルカーボネートなどの炭酸エステルとの反応により得られる重合体が挙げられる。ジヒドロキシ化合物は、脂環式ジオールなどの脂環族化合物などであってもよいが、好ましくは芳香族化合物、より好ましくはビスフェノール化合物である。ジヒドロキシ化合物は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
本発明における(C)エポキシ系化合物としては、例えば、ビフェニル型エポキシ化合物、ビスフェノールA型エポキシ化合物、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等の芳香族エポキシ化合物を挙げることができる。(C)エポキシ系化合物は、2種以上の化合物を任意に組み合わせて使用してもよい。エポキシ当量は、600~1500g/当量(g/eq)であることが好ましい。
本発明における(D)芳香族多価カルボン酸エステルは、芳香族環に2個以上のエステル基(アルコキシカルボキシル基、シクロアルキルオキシカルボニル基、アラルキルオキシカルボニル基など)を有する芳香族化合物であればよく、例えば、以下の式Iで示される化合物を挙げることができる。
式Iにおいて、φはC6-12アレーン環を示し、Rはアルキル基、シクロアルキル基又はアラルキル基を示し、nは2以上の整数を示し、各-COOR基のRは同一であってもよく異なっていてもよい。φは、-COORで置換されている水素原子以外の水素原子は他の置換基で置換されていてもよく、置換されていなくてもよい。例えば、φは、-COORで置換されている水素原子以外の水素原子のうちの1以上が-OH及び/又は-NH2で置換されている構成にすることもできる。(A)ポリブチレンテレフタレート樹脂との相溶性の点から、nが3以上(例えば3~6又は3~4)であることが好ましい。これらの芳香族多価カルボン酸エステルは一種または二種以上を併用することができる。
本発明の実施形態のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物は、必要に応じ耐アルカリ性をさらに高める目的でシリコーン系化合物を含んでいてもよい。
R3SiO[R2SiO〕nSiR3 ・・・II
(式中、Rは置換もしくは非置換の一価炭化水素基または水酸基であり、nは整数である。)で表されるものが挙げられる。
上式中、Rは置換もしくは非置換の一価炭化水素基または水酸基であるが、置換もしくは非置換の一価炭化水素基の例としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基などのアルキル基;ビニル基、アリル基等のアルケニル基;シクロアルキル基、β-フェニルエチル基などのアラルキル基;3,3,3-トリフルオロプロピル基、3-メルカプトプロピル基、3-アミノプロピル基、3-グリシドキシプロピル基等が挙げられる。Rは全て同じであっても良く、それぞれ異なっていても良い。
動粘度(cSt)=(η0/ρ0)×(t/t0)
により算出することができる。また、動粘度は、シリコーン系化合物メーカーのカタログ値を用いることもできる。
さらに、上記のエポキシ系化合物を用いることにより、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、及び芳香族多価カルボン酸エステルを含有するポリブチレンテレフタレート樹脂組成物からなるレーザー溶着用成形品の波長980nmの光線透過率のばらつき抑制剤とすることが可能である。
さらに、上記のエポキシ系化合物と芳香族多価カルボン酸エステルを用いることにより、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリカーボネート樹脂を含有するポリブチレンテレフタレート樹脂組成物からなるレーザー溶着用成形品の耐アルカリ性向上剤とすることが可能である。
本発明のレーザー溶着用ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物には必要に応じて充填剤が使用される。このような充填剤は、機械的強度、耐熱性、寸法安定性、電気的性質等の性能に優れた性質を得るためには配合することが好ましく、特に剛性を高める目的で有効である。これは目的に応じて繊維状、粉粒状又は板状の充填剤が用いられる。
本発明の実施形態のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物には、本発明の効果を阻害しない範囲で、その目的に応じた所望の特性を付与するために、一般に熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂に添加される公知の物質、例えば、酸化防止剤や紫外線吸収剤等の安定剤、耐加水分解性改善剤(例えば、カルボジイミド等)、帯電防止剤、難燃剤、難燃助剤、滴下防止剤、染料や顔料等の着色剤、結晶化促進剤、結晶核剤等を配合することが可能である。特に、本実施形態に係るポリブチレンテレフタレート樹脂組成物に添加する安定剤としては、(A)ポリブチレンテレフタレート樹脂と(B)ポリカーボネート樹脂の間のエステル交換を抑制するために、リン系の安定剤(第一リン酸カルシウム等のリン酸金属塩など)を添加することが好ましい。なお、(D)芳香族多価カルボン酸エステルは、可塑剤や離型剤としても作用することができるので、通常は可塑剤や離型剤を追加で添加する必要はないが、本発明の実施形態のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物に、他の可塑剤や離型剤を含有させることを排除するものではない。
本発明の実施形態のレーザー溶着用成形品は、本発明のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物を成形してなるものである。成形方法は特に限定されず、公知の成形方法を採用することができる。例えば、(1)各成分を混合して、一軸又は二軸の押出機により混練し押出してペレットを調製した後、成形する方法、(2)一旦、組成の異なるペレット(マスターバッチ)を調製し、そのペレットを所定量混合(希釈)して成形に供し、所定の組成の成形品を得る方法、(3)成形機に各成分の1又は2以上を直接仕込む方法などで製造できる。なお、ペレットは、例えば、脆性成分(ガラス系補強材など)を除く成分を溶融混合した後に、脆性成分を混合することにより調製してもよい。また、熱可塑性樹脂からなる他の成形品の成形方法もまた、特に限定されず、公知の成形方法を採用することができる。
本発明の複合成形品は、ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物で形成された成形品(第1の成形品)と、相手材の樹脂成形品(第2の成形品、熱可塑性樹脂からなる他の成形品)とがレーザー溶着により接合され、一体化されていることが好ましい。例えば、第1の成形品と第2の成形品とを接触(特に少なくとも接合部を面接触)させ、レーザー光を照射することにより、第1の成形品と第2の成形品との界面を部分的に溶融させて接合面を密着させ、冷却することにより二種の成形品を接合、一体化して1つの成形体とすることができる。このような複合成形品において、本発明の成形品を用いると、溶着により高い接合強度が得られ、レーザー光の照射により溶着していない非溶着部材と同等の高い溶着強度を保持できる。そのため、レーザー溶着しても接合強度を実質的に低下させることがなく、強固に接合した複合成形体を得ることができる。
さらに本発明のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物は、ポリカーボネート樹脂組成物からなる成形品との二重成形における界面の密着性にも優れることから、ポリカーボネート樹脂組成物との二重成形品にも好ましく用いることができる。
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。
・(A)ポリブチレンテレフタレート樹脂
ポリプラスチックス(株)製 PBT樹脂、固有粘度0.69dl/g
・(B)ポリカーボネート樹脂
(B-1)300℃、剪断速度1000sec-1における溶融粘度:0.42kPa・sのPC樹脂
(B-2)300℃、剪断速度1000sec-1における溶融粘度:0.27kPa・sのPC樹脂
(B-3)300℃、剪断速度1000sec-1における溶融粘度:0.09kPa・sのPC樹脂
・(C)エポキシ系化合物
三菱化学製 エポキシ樹脂 1004K エポキシ当量900g/eq
・(D)芳香族多価カルボン酸エステル
ADEKA(株)製、ピロメリット酸アルキルエステル「アデカサイザーUL-100」
・(D’-1)芳香族モノカルボン酸エステル
(株)ダイセル製、ポリカプロラクトンジベンゾエート「PLACCEL BCL2」
・(D’-2)脂肪族多価カルボン酸エステル
日油(株)製、ペンタエリスリトールジステアレート「ユニスターH476」
・(E)シリコーン系化合物
25℃での動粘度5000cStのジメチルポリシロキサン
・(充填剤)ガラス繊維
日本電気硝子製、円形断面ガラス繊維「ECS03T―127(平均繊維径13μm、平均繊維長3mm)」
・(その他の成分)リン系安定剤
大平化学産業製 第一リン酸カルシウム
各成分を表1に示す割合で混合した後、日本製鋼所製TEX30を用いて、シリンダー温度260℃、吐出量15kg/h、スクリュ回転数130rpmで溶融混練して押出し、ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物からなるペレットを得た。次いで、得られたペレットを用いて、下記の成形条件にて試験片の成形及び各種評価を行った。
得られたポリブチレンテレフタレート樹脂組成物のペレットを140℃で3時間乾燥させた後、ファナック(株)製射出成型機S-2000i100Bを用い、シリンダー温度260℃、金型温度60℃で80mm×80mm×1.2mmtの試験片を作成した。
80mm×80mm×1.2mmtの試験片を、20mm×20mm×1.2mmtに16分割し、それぞれの中央部について、分光光度計(日本分光(株)製,V770)を用いて、波長400nm、500nm、600nm、700nmでの各種試験片の光線透過率(%)を測定し、16箇所での平均値を算出した。いずれか1つ以上の波長において、透過率が70%以上のものを◎、60%以上70%未満のものを○、50%以上60%未満のものを△、いずれの波長においても50%未満のものを×として評価した結果を表1に示す。
80mm×80mm×1.2mmtの試験片を、20mm×20mm×1.2mmtに16分割し、それぞれの中央部について、分光光度計(日本分光(株)製,V770)を用いて、波長980nmでの各種試験片の光線透過率(%)を測定し、16箇所での平均値を算出した。透過率が70%以上のものを◎、60%以上70%未満のものを○、60%未満のものを×として評価した結果を表1に示す。
<レーザー光透過率ばらつき>
上記のように測定したレーザー光透過率について、1つの試験片内での16箇所の透過率の最大値と最小値の差を、レーザー光透過率ばらつきとして算出した。ばらつきが4%以下のものを◎、4%超6%以下のものを○、6%超8%以下のものを△、8%超のものを×として評価した結果を表1に示す。
<耐アルカリ性>
得られたポリブチレンテレフタレート樹脂組成物のペレットを、140℃で3時間乾燥させた後、シリンダー温度250℃、金型温度70℃にて射出成形し、厚さ1mmt、一辺120mmの平板状で、ウエルド部を有する成形片を作製した。次にこの成形片を長手方向の略中央部がウエルド部となるよう、幅10mm、長さ100mmの短冊状に切削して試験片を準備した。この試験片をたわませた状態で治具に固定し、常時1.0%の曲げ歪みがウエルド部に加わるようにした。この状態のまま、治具ごと10質量%の水酸化ナトリウム水溶液中に浸漬し、周辺温度23℃にて静置し、60時間浸漬後の試験片にクラックが発生するか否かを目視にて観察した。各実施例・比較例のペレットについて3個ずつの試験片を用いて評価を行い、3個の試験片のいずれにもクラックの発生がない場合を◎、3個のうち1つの試験片にのみクラックが発生した場合を○、3個のうち2つの試験片にクラックが発生した場合を△、3個の試験片全てにクラックが発生した場合を×として判定した結果を表1に示す。
<PC二重成形密着性>
一次成形品として、上述の(B-2)のPC樹脂を120℃で5時間乾燥させた後、シリンダー温度280℃、金型温度100℃、保圧98MPaで、ASTM D256に準拠したアイゾット試験片(63.5mm×12.7mm×6.4mm)を射出成形し、23℃、50%RHで24時間静置したものを準備し、これを、ASTM D790に準拠した曲げ試験片成形用金型のキャビティ(127mm×12.7mm×6.4mm)内に、金型の一端面に接するように設置した。次いで、140℃で3時間乾燥させた各実施例のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物のペレットを、シリンダー温度270℃、金型温度70℃、保圧78MPaで、上記曲げ試験片成形用金型のキャビティの残りの空間(63.5mm×12.7mm×6.4mm)に射出成形し、ポリカーボネート成形品の一端面と、各実施例のポリブチレンテレフタレート樹脂組成物からなる成形品の一端面とが接合された状態の、127mm×12.7mm×6.4mmの二重成形品を得た。得られた二重成形品を用いて、ISO527-1,2に準じて引張試験を行い、接合強度を二重成形性として評価した。接合強度が20MPa以上のものを◎、15MPa以上20MPa未満のものを○、10MPa以上15MPa未満の場合を△、10MPa未満の場合を×として判定した結果を表1に示す。
Claims (8)
- (A)ポリブチレンテレフタレート樹脂100質量部と、(B)300℃、剪断速度1000sec-1における溶融粘度が0.20kPa・s以上0.40kPa・s以下のポリカーボネート樹脂60質量部以上90質量部以下と、(C)エポキシ系化合物1質量部以上10質量部以下と、(D)芳香族多価カルボン酸エステル1質量部以上15質量部以下とを含有するポリブチレンテレフタレート樹脂組成物からなり、溶着部の厚みを1mm以上有するレーザー溶着用成形品。
- 前記ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物が、当該組成物からなる肉厚1.2mmの成形品において、400nm以上700nm以下の範囲のいずれかの波長の光線透過率が50%以上である、請求項1に記載のレーザー溶着用成形品。
- 前記ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物が、当該組成物からなる肉厚1.2mmの成形品において、波長980nmの光線透過率が60%以上である、請求項1または2に記載のレーザー溶着用成形品。
- 前記ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物が、当該組成物からなる肉厚1.2mmの成形品において、波長980nmの光線透過率のばらつきが6%以下である、請求項1から3のいずれか一項に記載のレーザー溶着用成形品。
- (D)芳香族多価カルボン酸エステルが式I:
φ-(COOR)n ・・・I
(式Iにおいて、φはC6-12アレーン環を示し、Rはアルキル基、シクロアルキル基又はアラルキル基を示し、nは2以上の整数を示し、各-COOR基のRは同一であってもよく異なっていてもよい)
で示される化合物である、請求項1から4のいずれか一項に記載のレーザー溶着用成形品。 - (D)芳香族多価カルボン酸エステルが、芳香族テトラカルボン酸のアルキルエステルである、請求項1から5のいずれか一項に記載のレーザー溶着用成形品。
- エポキシ系化合物を含有する、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、及び芳香族多価カルボン酸エステルを含有するポリブチレンテレフタレート樹脂組成物からなるレーザー溶着用成形品の波長980nmの光線透過率のばらつき抑制剤。
- エポキシ系化合物と芳香族多価カルボン酸エステルを含有する、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリカーボネート樹脂を含有するポリブチレンテレフタレート樹脂組成物からなるレーザー溶着用成形品の耐アルカリ性向上剤。
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