JP2022533620A - レーザー溶接用途のための高いレーザー透過性を有する黒色ポリアミド組成物 - Google Patents

Abstract

（ｉ）少なくとも１種の脂肪族ポリアミドもしくは半芳香族ポリアミドまたはそれらの混合物、（ｉｉ）円形ガラス繊維、（ｉｉｉ）偏平ガラス繊維、（ｉｖ）少なくとも１種のモノアゾ錯体型の黒色染料、（ｖ）任意に１種または複数のさらなる添加剤を含む、ポリアミド組成物を開示する。

Description

本発明は、レーザー溶接技術を用いた物品の製造において、満足のいく機械的性質を維持しながら高いレーザー透過性を呈する成型パーツを付与するポリアミド組成物に関する。該物品は、具体的には自動車用途、例えばフィルタハウジング、共振器、排気制御弁、ドアロックのパーツおよびディスプレイ部品で使用することができる。

レーザーは、プラスチックを接合するためのツールとしてはまだ比較的新しいが、この工業的用途は、レーザーマーキングおよびレーザーカッティングと同様に確立されたものになると思われる。今日までレーザーを使用して溶接される材料は、主にプラスチック膜であり、該方法は、ごく最近になって、パーツの大量生産のための三次元部品の接合にまで広げられてきた。

熱可塑性のレーザー溶接のための方法の技術は、熱ジグ溶接、振動溶接または超音波溶接等の従来の溶接方法と比べたときに多くの利点を有する：
－ 粉塵を生成しない
－ 審美的結果が良好、目に見える傷がない
－ 接合部品に機械的負荷がない
－ 限定された領域に少量の熱が適用される
－ 異なる剛性のパーツが溶接可能
－ 接触がない（メルトタックがない、部品上にマーキングがない）
－ 修復溶接可能
－ 異なる粘度の材料を溶接可能。

レーザー溶接では、レーザー光に半透明である上部プラスチックを、レーザー光に半透明でない下部プラスチックと結合させることによって、２種のプラスチックが通常互いに組み合わされる。ここでは、レーザービームは、プラスチックの上層を、上層を変化させずに通過して下層に当たり、それによりレーザービームは、熱エネルギーの解放を伴って吸収される。解放された熱エネルギーはプラスチック材料を溶融し、そのためレーザービームの衝撃の点においてそれを上層に結合させる。

しかしながら、この方法の欠点は、着色のために使用される、充填剤もしくは染料、または顔料が、それぞれレーザー光を常に即座に吸収して、結合がもたらされないため、吸収性染料もしくは顔料、または吸収性充填剤を含むもので着色されたプラスチック組成物を加工することが不可能なことである。

自動車工業における多くの用途では、黒色の熱可塑性材料が必要とされる。しかしながら、着色剤または顔料がごくわずかな量のみで存在する場合でさえ、レーザー溶接性能は著しく悪化する。カーボンブラックおよびニグロシンは、黒色材料中で最も一般的に使用される黒色着色剤である。しかしながら、カーボンブラックは、少量においてさえ、広範囲の波長において高いレーザー吸収力を示す。ニグロシンはより良好に適するが、レーザー溶接用途において、レーザー透明部品のための要求に依然として応じられない。したがって、レーザー溶接において最も一般的に使用される２つのレーザー波長である９８０ｎｍおよび１０６４ｎｍにおいて高いレーザー透過性を有する、レーザー溶接用途のための改善された黒色ポリアミド組成物が、依然として必要とされている。

米国特許第２００２／０００２２２５Ａ１号は、レーザー光に半透明または透明である黒色の熱可塑性成型組成物を生成する、非吸収性、非黒色ポリマー可溶性染料から作製された染料の組み合わせを含む、黒色の熱可塑性成型組成物を開示している。この染料は、キノフタロンまたはアントラキノン染料である。

米国特許第２００３／００３９８３７Ａ１号は、レーザー溶接のための樹脂加工品であって、７００ｎｍ未満の波長の可視光を吸収し、８００ｎｍ～１２００ｎｍの範囲の波長でレーザービームを透過させるレーザービーム透過性黒色着色剤を含む、第１のレーザービーム透過性樹脂部分と、レーザービーム吸収性黒色着色剤を含む、第２のレーザービーム吸収性樹脂部分とを含み、前記第１の樹脂部分は、前記樹脂部分を通って透過され前記第２の樹脂部分中に吸収されるレーザービームによって、前記第２の樹脂部分に接合される、樹脂加工品を開示している。特定の実施形態によれば、前記レーザービーム透過性黒色着色剤は、モノアゾ錯体染料である。

米国特許第２００２／０００２２２５Ａ１号 米国特許第２００３／００３９８３７Ａ１号

本発明の目的は、レーザー溶接用途のための黒色のレーザー透明部品の製造のために、満足のいく機械的性質、ならびに９８０ｎｍおよび１０６４ｎｍでの改善されたレーザー透過性を有する繊維充填ポリアミド材料を提供することによって、上に挙げられた欠点を改良することである。

この目的は、
（ｉ）少なくとも１種の脂肪族ポリアミドもしくは半芳香族ポリアミドまたはそれらの混合物、
（ｉｉ）円形ガラス繊維、
（ｉｉｉ）偏平ガラス繊維、
（ｉｖ）少なくとも１種のモノアゾ錯体型の黒色染料、
（ｖ）任意に１種または複数のさらなる添加剤
を含む、ポリアミド組成物を提供することによって達成される。

驚くべきことに、強化性充填剤として、円形細断ガラス繊維のみを使用する代わりに、標準（円形）細断ガラス繊維と偏平ガラス繊維との混合物が使用される場合、ポリアミド組成物の９８０ｎｍおよび１０６４ｎｍにおけるレーザー透過性が著しく改善されることが、発明者らによって見出された。同時に、ポリアミド組成物の機械的性質は高いレベルに保たれている。

本発明によるポリアミド組成物の成分は、以下に、より詳細に記載される。

本発明のポリアミド組成物は、（ｉ）ヘキサメチレンジアミンとアジピン酸との重縮合から誘導される好ましくは繰り返し単位を含む、少なくとも１種の脂肪族ポリアミドまたは半芳香族ポリアミドを含む。少なくとも１種の脂肪族ポリアミドは、ヘキサメチレンジアミンおよびアジピン酸と共重合性であるモノマーから誘導されるさらなる脂肪族繰り返し単位を任意に含むことができる。

好ましくは、少なくとも１種の脂肪族ポリアミドは、１０，０００～３０，０００ｇ／モル、特に１２，０００～２４，０００ｇ／モルの、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって決定される数平均分子量（Ｍｎ）を有する。

好ましくは、脂肪族ポリアミドは、ヘキサメチレンジアミンおよびアジピン酸のホモポリマー（ＰＡ６．６）、ε－カプロラクタムのホモポリマー（ＰＡ６）またはヘキサメチレンジアミン、アジピン酸およびε－カプロラクタムのコポリマー（ＰＡ６．６／６）、ならびにこれらの脂肪族ポリアミドの混合物またはブレンドから選択される。脂肪族ポリアミドが、ε－カプロラクタムから誘導される繰り返し単位を含むコポリマーである場合、これらの繰り返し単位は、少なくとも１種の脂肪族ポリアミドの総質量に対して、１～３０モル％、好ましくは５～２０モル％、特に７～１５モル％の量で存在する。そのようにして、ポリアミドの残りは、モル比１：１にあるヘキサメチレンジアミンとアジピン酸から誘導される繰り返し単位から好ましくはなる。

少なくとも１種の脂肪族ポリアミドが、ヘキサメチレンジアミン、アジピン酸およびε－カプロラクタムのコポリマー（ＰＡ６．６／６）から選択される場合、ヘキサメチレンジアミンおよびアジピン酸から誘導される繰り返し単位のみは、ポリアミド組成物の総質量に対して、４０～７０質量％、好ましくは４５．０～６７．５質量％の少なくとも１種の脂肪族ポリアミドの量を占める。

半芳香族ポリアミドは、ヘキサメチレンジアミンとアジピン酸と少なくとも１種の芳香族ジカルボン酸との重縮合から誘導される繰り返し単位を好ましくは含む。

一般に、半芳香族ポリアミドは、半芳香族ポリアミドの総質量に対して少なくとも５モル％の量にある少なくとも１種の芳香族ジカルボン酸から誘導される繰り返し単位を含む。本発明のより好ましい一実施形態では、半芳香族ポリアミドは、少なくとも１種の半芳香族ポリアミドのモル組成物に対して、５～５０モル％、特に１０～３０モル％の量にある少なくとも１種の芳香族ジカルボン酸から誘導される繰り返し単位を含む。

半芳香族ポリアミドは、脂肪族ジアミン、脂肪族ジカルボン酸、芳香族ジアミンおよび／または芳香族ジカルボン酸との重縮合反応から好ましくは得られる。さらに好ましい一実施形態では、半芳香族ポリアミドは、脂肪族ジアミンと脂肪族ジカルボン酸と芳香族ジカルボン酸との重縮合から得ることができる。

好ましい脂肪族ジアミンには、ヘキサメチレンジアミンおよび／または５－メチルペンタメチレンジアミンが挙げられる。特定の好ましい一実施形態では、ヘキサメチレンジアミンが使用される。

特定の好ましい一実施形態では、アジピン酸が、脂肪族ジカルボン酸として使用される。

本発明の好ましい一実施形態では、半芳香族ポリアミドは、ジカルボン酸から誘導される繰り返し単位の総量に対して０モル％～９０モル％の量で、脂肪族ジカルボン酸から誘導される、特にアジピン酸から誘導される繰り返し単位を含み、より好ましくはジカルボン酸から誘導される４０モル％～８０モル％の繰り返し単位を含むが、ジカルボン酸から誘導される繰り返し単位の残りは芳香族ジカルボン酸から誘導される。

特定の好ましい一実施形態では、少なくとも１種の芳香族ジカルボン酸は、テレフタル酸およびイソフタル酸から選択される。

本発明のさらに好ましい一実施形態では、少なくとも１種の芳香族ジカルボン酸から誘導される少なくとも１つの繰り返し単位は、任意に少なくとも１種のさらなる芳香族ジカルボン酸との組み合わせにおいて、具体的にはイソフタル酸との組み合わせにおいて、テレフタル酸から誘導される。好ましくは、テレフタル酸から誘導される少なくとも１つの繰り返し単位は、少なくとも１種の脂肪族ジカルボン酸、具体的にはアジピン酸から誘導される少なくとも１つの繰り返し単位との組み合わせにおいてなり、任意に少なくとも１種のさらなる芳香族ジカルボン酸、具体的にはイソフタル酸から誘導される少なくとも１つの繰り返し単位との組み合わせにおいてなる。

本発明の特定の好ましい一実施形態では、半芳香族ポリアミドは、
（ａ）ジカルボン酸から誘導される繰り返し単位の総量に対して１０～６０モル％の量にあるテレフタル酸またはイソフタル酸、および
（ｂ）ジカルボン酸から誘導される繰り返し単位の総量に対して４０～９０モル％の量にあるアジピン酸、
から誘導される繰り返し単位を含み、
テレフタル酸またはイソフタル酸とアジピン酸との総量は、ジカルボン酸から誘導される繰り返し単位の量の最大１００モル％の量となる。

本発明の代替的な特定の好ましい一実施形態では、半芳香族ポリアミドは、
（ａ）ジカルボン酸から誘導される繰り返し単位の総量に対して１０～６０モル％の量にあるテレフタル酸、および
（ｂ）ジカルボン酸から誘導される繰り返し単位の総量に対して４０～９０モル％の量にあるイソフタル酸、
から誘導される繰り返し単位を含み、
テレフタル酸とイソフタル酸との総量は、ジカルボン酸から誘導される繰り返し単位の量の最大１００モル％の量となる。

本発明のさらなる代替的な特定の好ましい一実施形態では、半芳香族ポリアミドは、
（ａ）ジカルボン酸から誘導される繰り返し単位の総量に対して１０～６０モル％の量にあるテレフタル酸および少なくとも１種のさらなる芳香族ジカルボン酸、ならびに
（ｂ）ジカルボン酸から誘導される繰り返し単位の総量に対して４０～９０モル％の量にあるアジピン酸、
から誘導される繰り返し単位を含み、
アジピン酸とテレフタル酸と少なくとも１種のさらなる芳香族ジカルボン酸との総量は、ジカルボン酸から誘導される繰り返し単位の量の最大１００モル％の量となり、テレフタル酸は、芳香族ジカルボン酸から誘導される繰り返し単位の総量に対して１０～６０モル％を占め、少なくとも１種のさらなる芳香族酸、具体的にはイソフタル酸は、芳香族ジカルボン酸から誘導される繰り返し単位の総量に対して４０～９０モル％を占める。

そのため、本発明の好ましい一実施形態では、ポリアミド組成物は、ヘキサメチレンジアミン、アジピン酸ならびにテレフタル酸および／またはイソフタル酸のホモポリマーおよび／またはコポリマーから選択される少なくとも１種の半芳香族ポリアミドを含む。

本発明の特定の好ましい一実施形態では、少なくとも１種の半芳香族ポリアミドは、ヘキサメチレンジアミン、アジピン酸およびテレフタル酸のコポリマー（ＰＡ６．６／６．Ｔ）、ヘキサメチレンジアミン、アジピン酸およびイソフタル酸のコポリマー（ＰＡ６．６／６．Ｉ）、ヘキサメチレンジアミン、テレフタル酸およびイソフタル酸のコポリマー（ＰＡ６．Ｔ／６．Ｉ）、ヘキサメチレンジアミン、アジピン酸、テレフタル酸およびイソフタル酸のコポリマー（ＰＡ６．６／６．Ｔ／６．Ｉ）、ならびにこれらの半芳香族ポリアミドの混合物から選択される。

好ましくは、少なくとも１種の半芳香族ポリアミドは、１０，０００ｇ／モル～３０，０００ｇ／モル、特に１２，０００ｇ／モル～２４，０００ｇ／モルの、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって決定される数平均分子量（Ｍｎ）を有する。

ポリアミド（ｉ）は、ポリアミド組成物中に、ポリアミド組成物の総質量に対して、一般に３０～８０．８９質量％、好ましくは５０～７８．８８質量％の量で存在する。

本発明のポリアミド組成物は、（ｉｉ）標準的なガラス繊維をさらに含む。使用されるガラス繊維は、細断ガラス繊維または連続ガラス繊維であることができる。細断ガラス繊維が使用される場合、ガラス繊維は、好ましくは１ｍｍ～８ｍｍの間の長さを有する。使用される標準的なガラス繊維は、例えば米国特許第２００７／０１１７９１０号または米国特許第２０１４／０２７５３６７号に記載されている通り、円形断面を有する。ガラス繊維は、成分（ｉ）～（ｖ）を混合することによるポリアミド組成物の製造前に、好ましくは１ｍｍ～５ｍｍの間の長さ、および５μｍ～２０μｍの間の直径を有している。溶融ポリマーとの混合中および混錬中、繊維は壊れ、ポリアミド組成物中に、２００～６００μｍの間の平均長さを有する。

本発明のポリアミド組成物（ｉｉｉ）は、偏平ガラス繊維をさらに含む。本発明では、「偏平ガラス繊維」という用語は、非円形断面を有するガラス繊維を示すことが企図される。本発明の組成物中の補強充填剤として使用されるのに好適な偏平ガラス繊維は、任意の非円形断面、例えば長円形断面、楕円形－円形断面、長方形断面、半円が長方形の両方の短辺に連結している断面、およびまゆ型断面を有しうる。

偏平ガラス繊維の前記非円形断面のアスペクト比（＝長軸／短軸）は、有利には１．０～１０、好ましくは１．５～６．０、より好ましくは２．０～５．０、最も好ましくは３．０～４．０である。

本発明によるアスペクト比は、偏平ガラス繊維の断面を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察して得られる画像を分析することによって、かつ偏平ガラス繊維の非円形断面を長方形と外接させることによって決定することができる。アスペクト比は、Ａ（＝Ｒａの長さ）／Ｂ（＝Ｒｂの長さ）（式中、ＡおよびＢは、観察される画像中の偏平ガラス繊維に外接する長方形の長辺Ｒａおよび短辺Ｒｂの長さである）を算出して得られる。

本発明の組成物の偏平ガラス繊維を構成しているガラスの性質は特に限定されず、Ｅガラス、Ｔガラス、ＮＥガラス、Ｃガラス、Ｓガラス、Ｓ２ガラスおよびＲガラスなどが挙げられる。偏平繊維は、連続形態および細断ストランド形態にあるときにそれらの結合力を保証するために、かつ特にポリアミドマトリックスで界面において接着をもたらすために、それらの表面上にのり剤を含有してもよい。

さらに、本発明の偏平ガラス繊維は、好ましくは６～４０μｍ、特に１７～３０μｍ、より好ましくは２４～２８μｍの範囲にある主断面軸の長さを有する。副断面軸の長さは、好ましくは３～２０μｍの範囲、特に４～１０μｍの範囲にある。主断面軸の長さが７または８μｍであることがさらにより好ましい。

標準（円形）ガラス繊維（ｉｉ）は、ポリアミド組成物中に、ポリアミド組成物の総質量に対して、一般に１０～５５質量％、好ましくは２０～５０質量％、より好ましくは２５～３９質量％の量で存在する。

偏平ガラス繊維（ｉｉｉ）は、ポリアミド組成物中に、ポリアミド組成物の総質量に対して、１～５５質量％、好ましくは１～２０質量％、より好ましくは１～１５質量％、特に好ましくは１～１０質量％の量で存在する。

本発明のポリアミド組成物は、（ｉｖ）少なくとも１種のモノアゾ錯体型の黒色染料を含む。モノアゾ錯体染料は、以下の一般式により要約することによって説明することができる。

この式中、Ａは、任意に置換基を有する芳香族残基を表し、Ｂは、任意に置換基を有するナフトール誘導体残基を表す。Ｍは金属であり、Ｐ^＋はカチオンであり、ｑは整数０～２であり、Ｋは整数０～２である。

前述したモノアゾ錯体染料の対イオンＰ^＋として、Ｈ^＋に基づくカチオン、ＮＨ_４ ^＋、アルカリ金属（Ｎａ、Ｋなど）、有機アミンに基づくカチオン（第一級脂肪アミン、第二級脂肪アミン、第三級脂肪アミン）、および第四級有機アンモニウムイオンを使用することができる。

前述したモノアゾ錯体染料の中心金属Ｍとして、多様な金属を使用することができる。より好ましいものとして、二価から四価の原子価を有する金属を使用することができる。特定の例として、Ｚｎ、Ｓｒ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｚｒ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｂ、ＳｉおよびＳｎを使用することができる。

前述したモノアゾ錯体染料の構造を変えることによって、多様な色、例えば黄色、赤色、青色、紫色および黒色を得ることができる。前述したモノアゾ錯体染料は、高い耐熱性および耐光性を有し、熱可塑性樹脂にとっての成型の性質および色のトーンは優れている。例えば一般式により提示されるモノアゾ錯体染料は、Ａ－Ｎ＝Ｎ－Ｂモノアゾ染料の金属化を実施することによって得られる。Ａ－Ｎ＝Ｎ－Ｂモノアゾ染料は、Ａ成分上でジアゾ化を実施し、Ｂ成分上でカップリングすることによって得られる化合物である。ピラゾロン誘導体またはアセトアセタニリド誘導体がＢ成分として使用されるとき、黄色－赤色モノアゾ錯体染料が得られ、ナフトール誘導体がＢ成分として使用されるとき、青色－黒色モノアゾ錯体染料が得られる。Ｂ成分としてナフトールを使用するモノアゾ錯体染料は、ＹＡＧレーザーに近い高い浸透性を示す。換言すると、ＹＡＧレーザーに近いすべての領域（１０００～１２００ｎｍ）において優れた透過性を有する黒色着色剤は、前述したモノアゾ錯体染料を単独で使用することによって、または該染料を、８００～１２００ｎｍの範囲内で良好な透過性を有しながらもより短い波長において吸収ピークを有する少なくとも１種の染料と混合することによって得ることができる。しかしながら、各染料についての組入れの比は、染料の色のトーン、利用される樹脂および利用される濃度（または樹脂の粘着性）に基づいて適切に適合される。

モノアゾ錯体染料の特定の例は以下の通りである。これらは、単に、使用されうる染料のより広い選択の代表である：
黒色染料：
Ｃ．Ｉ． Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｂｌａｃｋ ２１、２２、２３、２７、２８、２９、３１、
Ｃ．Ｉ． Ａｃｉｄ Ｂｌａｃｋ ５２、６０、９９、
青色染料：Ｃ．Ｉ． Ａｃｉｄ Ｂｌｕｅ １６７、
紫色染料：Ｃ．Ｉ． Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ ２１。

少なくとも１種のモノアゾ錯体型の黒色染料（ｉｖ）は、ポリアミド組成物中に、ポリアミド組成物の総質量に対して、好ましくは０．０１～２質量％、好ましくは０．０２～１質量％、より好ましくは０．０５～０．５質量％の量で存在する。

ポリアミド組成物は、ポリアミド組成物中で通常使用されるすべての添加剤を含む（ｖ）１種または複数のさらなる添加剤をさらに含む。好ましくは、少なくとも１種の添加剤は、熱安定剤、離型剤、難燃剤、強化改質剤、および成分の混合または組成物の成型を促進するための添加剤から選択される。特定の好ましい実施形態は、添加剤として熱安定剤および離型剤を含む。熱安定剤は、銅塩、鉄塩、ホスフェート安定剤、芳香剤アミンおよび／またはフェノール抗酸化剤から選択することができる。

少なくとも１種の添加剤は、ポリアミド組成物の総質量に対して、一般に０．１～２０質量％の量で存在する。一実施形態では、添加剤は、０．１～５質量％、好ましくは０．１～２質量％の量で存在し、離型剤および熱安定剤を含む。さらなる実施形態では、添加剤は、０．１～２０質量％の量で存在し、熱安定剤、離型剤、難燃剤、強化改質剤、および成分の混合を促進するための添加剤を含む。

そのため、本発明の一実施形態では、本発明は、
（ｉ）ポリアミド組成物の総質量に対して、３０～８８．８９質量％、好ましくは５０～７８．８８質量％の少なくとも１種の脂肪族ポリアミドもしくは半芳香族ポリアミドまたはそれらの混合物、
（ｉｉ）ポリアミド組成物の総質量に対して、１０～５５質量％、好ましくは２０～５０質量％の円形ガラス繊維、
（ｉｉｉ）ポリアミド組成物の総質量に対して、１～５５質量％、好ましくは１～２０質量％の偏平ガラス繊維、
（ｉｖ）ポリアミド組成物の総質量に対して、０．０１～２質量％、好ましくは０．０２～１質量％の少なくとも１種のモノアゾ錯体型の黒色染料、
（ｖ）ポリアミド組成物の総質量に対して、０．１～２０質量％、好ましくは０．１～５質量％の１種または複数のさらなる添加剤
を含む、ポリアミド組成物に関する。

本発明のポリアミド組成物は、一般に、二軸押出機または一軸押出機中でポリアミドと異なる装入物とを混合することによって製造される。

ポリアミド組成物は、ロッドとして押出され、これは切断されて顆粒を形成する。

ポリアミド組成物は、好ましくは、＞２５０ＭＰａ、より好ましくは＞２６０ＭＰａの（ＩＳＯ１７８に従った）２３℃での曲げ強度を有する（実施例の項に記載のように決定される）。

ポリアミド組成物は、好ましくは、＞１６０ＭＰａ、より好ましくは＞１７０ＭＰａの（ＩＳＯ５２７－２／１Ａに従った）２３℃での引張強度ＤＡＭを有する（実施例の項に記載のように決定される）。

ポリアミド組成物は、好ましくは、＞３０ｋＪ／ｍ^２、より好ましくは＞４０ｋＪ／ｍ^２、特に＞４０ｋＪ／ｍ^２の（ＩＳＯ１７９／１ｅＵに従った）２３℃でのノッチなし試験片のシャルピー衝撃強度を有する（実施例の項に記載のように決定される）。

ポリアミド組成物は、好ましくは、８ｋＪ／ｍ^２、特に＞１０ｋＪ／ｍ^２の（ＩＳＯ１７９／１ｅＡに従った）２３℃でのノッチあり試験片のシャルピー衝撃強度を有する（実施例の項に記載のように決定される）。

ポリアミド組成物は、好ましくは、＞２３０℃、特に２４０℃の（ＩＳＯ７５／Ａｆに従った）１．８２ｍＰａでの熱変形温度を有する（実施例の項に記載のように決定される）。

本発明のポリアミド組成物から、好ましくは射出成型方法によって、成型物品が作製される。

レーザー溶接に好適である成型樹脂製品は、押出成型および射出成型を含む任意の方法によって得ることができる。レーザー溶接は、利用されるレーザー用の透過性樹脂で作製された成型製品が、利用されるレーザー用の吸収性樹脂で作製された成型製品と緊密な接触にあることのみを必要とする。必要であれば、結着している表面上に圧力をさらにかけることができる。

本発明の成型樹脂製品を溶接するのに有用なレーザーは、近赤外領域中で発光を有する任意のレーザーであってもよい。具体的には、波長８００～１２００ｎｍの光を発するレーザーが好ましく、ダイオードレーザーおよびＹＡＧレーザーがとりわけ好ましい。レーザーは、レーザー操作の当業者の間で認められるように、単独で利用されても互いに組み合わせて利用されてもよい。レーザー発光は、連続的またはパルスであってもよく、連続発光が好ましい。

レーザー溶接に供される樹脂材料に関して、レーザー透過性である１種の樹脂材料と、レーザー吸収性である別の樹脂材料とが提供される。透過性樹脂材料を通して、レーザー光を、そこに結合している吸収性樹脂材料上に照射することによって、吸収性樹脂材料の接触表面上に蓄積されたレーザー光のエネルギーは、接触領域を加熱し溶融する。透過している樹脂材料はまた、熱転写を通じて加熱され／溶融され、そのようにして樹脂材料は容易にかつ強力に結合する。レーザー光は溶接している領域を直接照射してもよく、または鏡もしくは光学繊維等の光学器具を用いて、接触領域に導かれてもよい。これらのおよび他の技術は、個々の溶接操作に適切なように採られ、当業者によって選択される。

レーザーの強度、密度および照射面積は、結合している表面の加熱および溶融を適切に実施するように選択される。これらは、生成した結合が、対象の用途に必要とされる強度で得られるような方法等で適合される。それが弱すぎると、十分な加熱溶融を実現することができない。逆に、それが強すぎると、樹脂の劣化が誘起されうる。

本発明は、互いに接触して位置している２種の成型物品（それぞれレーザー透過性および吸収性である）の接合部に関係し、レーザービームの所望の量は集中されて透過され、溶融されて結合される。複数の点、線または表面が溶接されることになる場合、レーザー光は、結合する表面を照射するために順序通り動かされ得、または複数のレーザー源が、同時に照射するために使用されうる。

本発明の他の利点および詳細は、以下に付与される、例示目的のみのための実施例から明らかになる。

ポリアミド組成物の製造：
実施例および比較例として、いくつかのポリアミド組成物を製造した。

以下の成分を出発材料として使用した：
成分（ｉ）：ＰＡ６．６ホモポリマー
成分（ｉｉ）：平均長さ４．５ｍｍおよび平均直径１０μｍを有するガラス繊維の細断ストランド（Ｔａｉｓｈａｎ社製のＴ４３５Ｒ）
成分（ｉｉｉ）：アスペクト比４：１を有する、Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｐｏｌｙｃｏｍｐ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｒｐ．社から入手可能な偏平ガラス繊維ＥＣＳ３０１－ＨＰ－３－Ｍ３
成分（ｉｖ）：モノアゾ錯体染料Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｂｌａｃｋ ２７
成分（ｖ）：熱安定剤および離型マスターバッチ（Ｓｏｌｖａｙ社製のＭＭ９５４９Ｃ）

本発明に従って成型するための組成物を、二軸型押出機ＺＳＫ １８ Ｗ中、表１に開示している多様な成分および量の配合物に応じて、１２ｋｇ／時間の速度および等しい軸の回転速度３００ｒｅｖ／分で、２６５℃～３４０℃の範囲の温度で混合して製造した。

異なるサイズおよび厚さのプラークを、射出成型により生成した。

以下の性質を決定した：
引張係数、引張強度および引張伸び：
引張係数および引張強度をＩＳＯ５２７－２／１Ａに従って決定した。値はＭＰａで付与する。引張伸びをＩＳＯ５２７－２／１Ａに従って決定した。値は％で付与する。
曲げ係数および曲げ強度：
最大負荷での曲げ強度の決定をＩＳＯ１７８に従って、サイズ８０×１０ｍｍおよび厚さ４ｍｍを有する試験試料で実施した。値はＭＰａで付与する。
ノッチなし試験片のシャルピー衝撃強度：
ノッチなし試験片のシャルピー衝撃強度をＩＳＯ１７９／１ｅＵに従って、サイズ８０×１０ｍｍおよび厚さ４ｍｍを有する試験試料で決定した。値はｋＪ／ｍ^２で付与する。
ノッチあり試験片のシャルピー衝撃強度：
ノッチあり試験片のシャルピー衝撃強度をＩＳＯ１７９／１ｅＡに従って、サイズ８０×１０ｍｍおよび厚さ４ｍｍの試験試料で決定した。０．８ｍｍ幅のＵ形のノッチを、試験片の広い側の上に作製した。ノッチ深さを、試験片の厚さの１／３とした。ノッチルートの外郭をとる端は、＜０．１ｍｍの曲率半径を有していた。値はｋＪ／ｍ^２で付与する。

熱変形温度：
熱変形温度をＩＳＯ７５／Ａｆに従って１．８２ＭＰａにおいて決定した。値は℃で付与する。

９８０および１０６４ｎｍでのレーザー透過性：
レーザー透過性をＵＶ－ｖｉｓｉｂｌｅ Ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒ（Ｍｅｔｔｌｅｒ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ２２０）によって、サイズ６０×６０ｍｍの試験プラークで決定した。
色Ｌ^＊値、ａ^＊値、ｂ^＊値、２ｍｍ：
色Ｌ^＊値、ａ^＊値、ｂ^＊値を、Ｂｅｎｃｈｔｏｐ Ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒ（モデルＣｉ７８００、Ｘ－ｒｉｔｅ，Ｉｎｃ．により製造）によって、９０×６０×２ｍｍの偏平な試験片を使用する色試験モードにおいて決定した。

試験の結果：
実施例Ｅ１～Ｅ４および比較例Ｃ１の試験の結果を表１に要約する。

表１は、標準的なガラス繊維を偏平ガラス繊維と一緒に使用して達成した相乗効果を示している。総量３０質量％のガラス繊維において、それぞれ１質量％、２質量％、５質量％および１５質量％の標準的なガラス繊維を偏平ガラス繊維に置き換えると、９８０ｎｍおよび１０６４ｎｍでのポリアミドプラークのレーザー透過性を著しく改善する。効果は、３．２ｍｍのプラークで最も顕著である。同時に、機械的性質の良好なレベルが維持されている。

Claims (9)

1. （ｉ）少なくとも１種の脂肪族ポリアミドもしくは半芳香族ポリアミドまたはそれらの混合物、
   （ｉｉ）円形ガラス繊維、
   （ｉｉｉ）偏平ガラス繊維、
   （ｉｖ）少なくとも１種のモノアゾ錯体型の黒色染料、
   （ｖ）任意に１種または複数のさらなる添加剤
   を含む、ポリアミド組成物。
2. 少なくとも１種の脂肪族ポリアミドが、ヘキサメチレンジアミンおよびアジピン酸のホモポリマー（ＰＡ６．６）、ε－カプロラクタムのホモポリマー（ＰＡ６）、ヘキサメチレンジアミン、アジピン酸およびε－カプロラクタムのコポリマー（ＰＡ６．６／６）、ヘキサメチレンジアミンおよびセバシン酸のホモポリマー（ＰＡ６．１０）、ならびにこれらの脂肪族ポリアミドの混合物から選択される、請求項１に記載のポリアミド組成物。
3. 半芳香族ポリアミドが、ヘキサメチレンジアミンおよびアジピン酸の、テレフタル酸および／またはイソフタル酸とのホモポリマーおよび／またはコポリマーから選択される、請求項１または２に記載のポリアミド組成物。
4. 少なくとも１種の半芳香族ポリアミドが、ヘキサメチレンジアミン、アジピン酸およびテレフタル酸のコポリマー（ＰＡ６．６／６．Ｔ）、ヘキサメチレンジアミン、アジピン酸およびイソフタル酸のコポリマー（ＰＡ６．６／６．Ｉ）、ヘキサメチレンジアミン、テレフタル酸およびイソフタル酸のコポリマー（ＰＡ６．Ｔ／６．Ｉ）、ヘキサメチレンジアミン、アジピン酸、テレフタル酸およびイソフタル酸のコポリマー（ＰＡ６．６／６．Ｔ／６．Ｉ）、ならびにこれらの半芳香族ポリアミドの混合物から選択される、請求項３に記載のポリアミド組成物。
5. モノアゾ錯体型の黒色染料が、Ｃ．Ｉ． Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｂｌａｃｋ ２７である、請求項１から４のいずれか一項に記載のポリアミド組成物。
6. 少なくとも１種の添加剤が、着色剤、離型剤、難燃剤、強化改質剤、および成分の混合または組成物の成型を促進するための添加剤から選択される、請求項１から５のいずれか一項に記載のポリアミド組成物。
7. （ｉ）ポリアミド組成物の総質量に対して３０～８８．８９質量％の少なくとも１種の脂肪族ポリアミドもしくは半芳香族ポリアミドまたはそれらの混合物、
   （ｉｉ）ポリアミド組成物の総質量に対して１０～５５質量％の円形ガラス繊維、
   （ｉｉｉ）ポリアミド組成物の総質量に対して１～５５質量％の偏平ガラス繊維、
   （ｉｖ）ポリアミド組成物の総質量に対して０．０１～２質量％の少なくとも１種のモノアゾ錯体型の黒色染料、
   （ｖ）ポリアミド組成物の総質量に対して０．１～２０質量％の１種または複数のさらなる添加剤
   を含む、請求項１から６のいずれか一項に記載のポリアミド組成物。
8. （ｉ）ポリアミド組成物の総質量に対して５０～７８．８８質量％の少なくとも１種の脂肪族ポリアミドもしくは半芳香族ポリアミドまたはそれらの混合物、
   （ｉｉ）ポリアミド組成物の総質量に対して２０～５０質量％の円形ガラス繊維、
   （ｉｉｉ）ポリアミド組成物の総質量に対して１～２０質量％の偏平ガラス繊維、
   （ｉｖ）ポリアミド組成物の総質量に対して０．０２～１質量％の少なくとも１種のモノアゾ錯体型の黒色染料、
   （ｖ）ポリアミド組成物の総質量に対して０．１～５質量％の１種または複数のさらなる添加剤
   を含む、請求項１から７のいずれか一項に記載のポリアミド組成物。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載のポリアミド組成物から得られる、成型パーツ。