JP3582104B2

JP3582104B2 - 炭酸ガスレーザー加工用スチレン系樹脂組成物およびその加工方法

Info

Publication number: JP3582104B2
Application number: JP19944694A
Authority: JP
Inventors: 聡本多; 和宏横尾; 秀昭松浦
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 1994-08-24
Filing date: 1994-08-24
Publication date: 2004-10-27
Anticipated expiration: 2019-10-27
Also published as: JPH0859931A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は炭酸ガスレーザー加工性に優れたスチレン系樹脂組成物及びその加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スチレン系樹脂は合成樹脂の中でもきわめて一般的な樹脂であり種々の分野で多岐にわたって使用されている。照明器具、銘板、ケース類、カバー類、レンズなどの光学製品に広く使用されている。
従来これらの樹脂製品に切断などの加工をする場合には鋸、カッターなどの加工機械が使用されてきたが、これらの加工機械を用いた場合、鋸屑がでる、騒音が大きいなどの問題があった。また精密加工を行う必要のあるレンズなどの光学部品ではこれらの加工機械を用いた場合、加工部分が平滑でなく研磨などの後処理を要している。
そこで、近年レーザー光を用いて加工することが多くなっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
レーザー光による加工のなかでも、炭酸ガスレーザー光が使い易く一般的であるが、スチレン系樹脂を炭酸ガスレーザー光で加工しようとすると、該樹脂は
炭酸ガスレーザー光の吸収が小さいため、レーザー光の出力を大きくしたり、加工速度を遅くするなど、経済性、生産性で問題がある。
そこで、スチレン系樹脂本来の物性を損ねることなく、炭酸ガスレーザーでの加工性の高いスチレン系樹脂を提供する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、スチレン系重合体１００重量部当たりアルキレンオキサイド単位を０．５〜５重量部含んでなる炭酸ガスレーザー加工用スチレン系樹脂組成物である。
さらには、スチレン系重合体１００重量部当たりアルキレンオキサイド単位を０．５〜５重量部含んでなるスチレン系樹脂組成物を炭酸ガスレーザーで加工する方法を提供するものである。
【０００５】
本発明におけるスチレン系重合体とは、スチレン系単量体単位単独、またはスチレン系単量体と共重合可能な他の不飽和単量体単位からなる重合体であり、スチレン系単量体単位の割合が５０重量％以上好ましくは７０重量％以上のものである。
【０００６】
ここでスチレン系単量体とは、スチレンおよびその誘導体であり、スチレン誘導体としてはクロルスチレン、ブロムスチレンのようなハロゲン化スチレン：ビニルトルエン、α−メチルスチレンのようなアルキル置換スチレンなどである。
また上記スチレン系単量体は二種類以上併用しても良い。
【０００７】
スチレン系単量体と共重合可能な他の不飽和単量体とは、一分子内に不飽和結合を一つ以上有するものである。
このような単量体としては、例えばメチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレートなどの（メタ）アクリル酸アルキルエステル類：２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、モノグリセロール（メタ）アクリレート、、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、モノグリセロール（メタ）アクリレートなどのヒドロキシル基含有（メタ）アクリル酸エステル類：（メタ）アクリル酸、マレイン酸、イタコン酸などの不飽和カルボン酸：無水マレイン酸、無水イタコン酸などの酸無水物：（メタ）アクリルアミド、（メタ）アクリロニトリル、ジアセトンアクリルアミド、ジメチルアミノエチルメタクリレートなどの窒素含有単量体：アリルグリジシルエーテル、グリジシルアクリレート、グリジシルメタクリレートなどのエポキシ基含有単量体：酢酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、弗化ビニリデン、エチレンなどの単官能の単量体：アリル（メタ）アクリレート、ジビニルベンゼン、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート等の多官能単量体などが挙げられる。
【０００８】
スチレン系重合体を得る方法は，特に制限はなく、前述の単量体類を周知の塊状重合、懸濁重合、乳化重合などによって直接重合する方法がある。
また、単量体の一部を予め重合して残りの単量体に溶解したもの、あるいは予め得られた重合体を該単量体に溶解した所謂シラップにしてから型に入れて重合する所謂注型重合の方法などがある。
【０００９】
本発明に用いるアルキレンオキサイド単位として好ましくは、エチレンオキサイド単位、プロピレンオキサイド単位である。
該単位は、スチレン系重合体１００重量部当たり０．５〜５重量部含有したものである。
この量が、過少だと該樹脂組成物の炭酸ガスレーザーでの加工性が充分でなく、過多だとスチレン系重合体より耐熱性、機械的強度など本来の物性を損なう恐れがある。
【００１０】
該アルキレンオキサイド単位を供するものは、とにかく該単位を有しているアルキレンオキサイド化合物が該当する。
なかでも、該重合体に均一に分散または相溶するものが望ましく、このようなものとして、該単位が二個以上で数十個〜数百連なった構造のもの、つまり分子中にポリアルキレンオキサイド構造を有している化合物が好ましい。
具体的には、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールのごときポリアルキレングリコール類：ポリエチレンオキサイド／ポリプロピレンオキサイド共重合体のごときポリアルキレンオキサイド類：（ポリ）アルキレンオキサイドとエポキシ基、カルボキシル基、イソシアネート基などを有する化合物とを反応させ高分子量化させたもの：ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレントリメチロールプロパンモノラウレートなどのような多価アルコールの脂肪酸の部分エステルに、アルキレンオキサイドを付加したもの：ポリオキシエチレン−１，２−ドデカンジオール、ポリオキシエチレンモノラウリルグリセリルエーテルなどのようなアルカンジオール、アルケンジカルボン酸、モノアルキルグリセリルエーテルにアルキレンオキサイドを付加したもの：ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレートなどのごときポリアルキレングリコール不飽和カルボンエステルなどが挙げられる。
【００１１】
スチレン系重合体にアルキレンオキサイド単位を含有させるには、とにかく均一に分散なり相溶させればよくその手段は限定されない。
例えば、スチレン系重合体にポリアルキレンオキサイド化合物を周知の溶融混練の方法によって均一に混合する方法がある。
なお、この際引き続き射出成形や押出成形などによって予め所望の形状にすることも可能である。
【００１２】
その他、スチレン系重合体を構成する単量体あるいはそのシラップにポリアルキレンオキサイド化合物を溶解、または分散して重合させる方法がある。
なお、この際、ポリアルキレンオキサイド化合物として、ポリアルキレングリコール不飽和カルボンエステルを選択すれば、スチレン系樹脂組成物は、共重合体の形態でアルキレンオキサイド単位を含有することになる。
また重合の形態を注型重合として予め所望の形状することも可能である。
【００１３】
本発明の樹脂組成物には必要に応じて光拡散剤、着色剤、補強剤、充填剤、離型剤、安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、帯電防止剤、難燃化剤などを加えることも可能である。
【００１４】
本発明の樹脂組成物は、炭酸ガスレーザー光を用いて穴開け、切断、トリミング、マーキング、スクライビングなどの加工を行うことが出来る。
その方法は、特段のものでなく、周知の方法がそのまま適用できる。
例えば、「レーザーと加工」（昭和５８年７月２５日、共立出版株式会社発行）などに記載されているように、樹脂組成物の大きさ、厚さ、加工形状などに応じて加工速度、レーザー出力、補助ガスの種類、流量を調整し、加工する。
【００１５】
【発明の効果】
本発明の樹脂組成物は、樹脂本来の物性を低下させることなく、炭酸ガスレーザー光の吸収率が高く、炭酸ガスレーザー光が低出力でも、高速度で加工を行えるものである。従って、本発明の樹脂組成物は、炭酸ガスレーザー光によって容易にトリミング、切断、彫刻、穴開けなどの加工を施すことが出来、レンズ、スクリーンなどの光学部品、銘板、名札、看板、表示板、電気器具の部品などに加工するのに適する。
【００１６】
【実施例】
以下実施例によって本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例によってなんら制限されるものではない。なお評価は下記方法で行った。
・１０．６μｍ波長（炭酸ガスレーザー光波長）光線の吸収率；樹脂組成物の透過光スペクトルを島津赤外分光光度計ＩＲＧ４３５を用いＫＢｒ法によって波長２．５μｍ〜２５μｍの吸収を測定した。最も大きい吸収値を示す５．８μｍの吸収率を１００％、最も小さい吸収値を示す５．０μｍの吸収率を０％とし、１０．６μｍの吸収値から吸収率を求めた。
・炭酸ガスレーザー加工性；大阪富士工業（株）製ＰＩＣＯＭＯＳＰＬＣ−５０型炭酸ガスレーザー加工機を用い、出力５０Ｗで種々の速度でレーザーヘッドを直線に移動させ、厚さ３ｍｍの樹脂を切断を試み、厚さ３ｍｍの樹脂を切断できる最も速い速度を示した。
【００１７】
実施例１
スチレン８０重量部、メチルメタアクリレート（ＭＭＡ）２０重量部にポリピロピレングリコール（ＰＰＧ）（分子量３０００）１重量部、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート０．５０重量部を溶解した。この溶液をポリ塩化ビニル性ガスケットと二枚のガラス板からなる重合用セルに注入し、８０℃で５時間、１２０℃で１時間加熱重合して３ｍｍ厚の透明なスチレン系樹脂板を得た。
評価結果を表１に示した。
【００１８】
実施例２〜７、比較例１
実施例１においてＰＰＧ１重量部に代えて表１に示すアルキレンオキサイド化合物を添加した以外は同様にしてスチレン系樹脂板を得た。評価結果を表１に示した。
【００１９】
【表１】

【００２０】
実施８〜１２
実施例１にける単量体として表２に示す単量体を用いた以外は同様に行った。評価結果を表２に示した。
【００２１】
【表２】

Claims

スチレン系重合体１００重量部当たりアルキレンオキサイド化合物を０．５〜５重量部含んでなる炭酸ガスレーザー加工用スチレン系樹脂組成物。
スチレン系重合体を構成する単量体またはそのシラップ１００重量部当たりポリアルキレングリコール不飽和カルボン酸エステル０．５〜５重量部を溶解または分散させて重合させてなる共重合体からなる炭酸ガスレーザー加工用スチレン系樹脂組成物。
請求項１または請求項２に記載の炭酸ガスレーザー加工用スチレン系樹脂組成物を炭酸ガスレーザーで加工する方法。