JP3857989B2

JP3857989B2 - レーザー光透過性着色ポリプロピレン樹脂組成物及びその関連技術

Info

Publication number: JP3857989B2
Application number: JP2003015121A
Authority: JP
Inventors: 平八油科; 整中川
Original assignee: Orient Chemical Industries Ltd
Current assignee: Orient Chemical Industries Ltd
Priority date: 2003-01-23
Filing date: 2003-01-23
Publication date: 2006-12-13
Anticipated expiration: 2023-01-23
Also published as: JP2004224925A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ジオキサジン顔料を含有してなるレーザー光透過性着色ポリプロピレン樹脂組成物並びにそのレーザー光透過性着色ポリプロピレン樹脂組成物を用いるレーザー溶着方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
合成樹脂製材料のレーザー溶着は、例えば次のように行うことができる。図１に示すように、一方の部材にレーザー光透過性材料を用い、他方の部材にレーザー光吸収性材料を用いて両者を当接させる。レーザー光透過材の側からレーザー光吸収材に向けてレーザー光を照射すると、レーザー光透過材を透過したレーザー光がレーザー光吸収材に吸収されて発熱する。この熱により、レーザー光を吸収した部分を中心としてレーザー光吸収材が溶融し、更にレーザー光透過材も溶融して双方の樹脂が融合し、冷却後、十分な溶着強度が得られ、レーザー光透過材とレーザー光吸収材が強固に接合される。レーザー溶着の特長としては、レーザー光発生部を溶着させたい箇所に接触させることなく溶着可能である、局所加熱であるため周辺部への熱影響がごく僅かである、機械的振動の問題がない、微細な部分及び構造物の溶着が可能である、再現性が高い、高い気密性を維持できる、溶着強度が高い、溶着部分が見た目に分かりにくい、粉塵等を発生することがない等を挙げることができる。
【０００３】
従来、樹脂部品の接合には、締結用部品（ボルト、ビス、クリップ等）による締結、接着剤による接着、振動溶着、超音波溶着等が用いられてきた。レーザー溶着によれば、簡単な操作により確実に溶着を行って従来と同等以上の強度が得られ、而も振動や熱の影響が少ないので、省力化、生産性の改良、生産コストの低減等を実現することができる。そのため、例えば自動車産業や電気・電子産業等において、振動や熱の影響を回避したい機能部品や電子部品等の接合に適すると共に、複雑な形状の樹脂部品の接合にも対応可能である。
【０００４】
レーザー溶着に関する技術として、特許文献１には、レーザー光を吸収する熱可塑性合成樹脂からなる不透明部材と、レーザー光を透過させる熱可塑性合成樹脂からなる無色透明部材が接する部分に焦点が合致するようにレーザー光を照射する工程を備えたレーザー溶着方法が記載されている。しかしこの場合、無色透明部材側から見れば、溶着された部分は、溶着されていない部分とは色や平滑性が異なるものとなり、見栄えがよくないという問題がある。
【０００５】
また、特許文献２及び特許文献３に記載された発明においては、カラーフィルターの着色剤としてジオキサジン顔料が用いられているが、レーザー光透過性着色樹脂に関する記載は見当たらない。
【特許文献１】
特開平１１−１７０３７１号公報
【特許文献２】
特開平１０―１０３１４号公報
【特許文献３】
特開平５―２８１４１４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来技術に存した上記のような課題に鑑み行われたものであり、その目的とするところは、着色ポリプロピレン樹脂部材のレーザー溶着を行う前段階の熱処理工程においてその樹脂部材の色調の退色が生じることがなく、また、色素の昇華が実質上生じない状態でレーザー溶着を行うことが可能な、高いレーザー光透過性をもつレーザー光透過性着色ポリプロピレン樹脂組成物及びそのレーザー光透過性着色ポリプロピレン樹脂組成物を用いるレーザー溶着方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明のレーザー光透過性着色ポリプロピレン樹脂組成物は、レーザー溶着に用いるレーザー光透過材を形成するためのポリプロピレン樹脂組成物であって、下記式（１）で表されるジオキサジン顔料を含有することを特徴とする。
【０００８】
【化２】

・・・（１）
【０００９】
［式（１）中、
Ｒ^１及びＲ^２は、互いに独立的に、ハロゲン原子、アミノ基、アセトアミド基、ベンズアミド基、トリフルオロアセトアミド基、クロロアセトアミド基、又はトリクロロアセトアミド基を示し、
Ａ^１及びＡ^２は、互いに独立的に、置換基を有しない若しくはベンゼン環上に置換基を有するベンズアミド基、アセトアミド基、トリフルオロアセトアミド基、アルキル基、置換基を有しない若しくは置換基を有するアミノ基、置換基を有しない若しくはベンゼン環上に置換基を有するアニリノ基、又は、Ａ^１についてはＢ^１と共に、Ａ^２についてはＢ^２と共に、それぞれ置換基を有しない若しくは環上に置換基を有する飽和若しくは不飽和環を形成する基を示し、
Ｂ^１及びＢ^２は、互いに独立的に、アルキル基、アルコキシ基、又は、Ｂ^１についてはＡ^１と共に、Ｂ^２についてはＡ^２と共に、それぞれ置換基を有しない若しくは環上に置換基を有する飽和若しくは不飽和環を形成する基を示す。]
【００１０】
また、本発明に用いるジオキサジン顔料は、
前記式（１）中、
Ｒ^１及びＲ^２は、互いに独立的に、Ｃｌ又はアセトアミド基を示し、
Ａ^１及びＡ^２は、互いに独立的に、置換基を有しない若しくはベンゼン環上に置換基を有するベンズアミド基、又は、Ａ^１についてはＢ^１と共に、Ａ^２についてはＢ^２と共に、それぞれ置換基を有しない若しくは環上に置換基を有する飽和若しくは不飽和環を形成する基を示し、
Ｂ^１及びＢ^２は、互いに独立的に、エトキシ基、又は、Ｂ^１についてはＡ^１と共に、Ｂ^２についてはＡ^２と共に、それぞれ置換基を有しない若しくは環上に置換基を有する飽和若しくは不飽和環を形成する基を示すものであることが好ましい。
【００１１】
また、本発明のレーザー溶着方法は、前記何れかのレーザー光透過性着色ポリプロピレン樹脂組成物からなるレーザー光透過材と、レーザー光吸収材とが当接した状態で、レーザー光が前記レーザー光透過材を透過して前記レーザー光吸収材に吸収されるようにそのレーザー光を照射することにより、前記レーザー光透過材とレーザー光吸収材との当接部を溶着させることを特徴とする。
また、レーザー光透過性ポリプロピレン樹脂組成物用着色剤は、レーザー溶着に用いるレーザー光透過材を形成するためのレーザー光透過性ポリプロピレン樹脂組成物を、そのポリプロピレン樹脂に含有させて着色するための着色剤であって、前記着色剤が上記式（１）で表されるジオキサジン顔料であることを特徴とする。
更に、本発明のレーザー光透過性ポリプロピレン樹脂組成物用着色方法は、レーザー溶着に用いるレーザー光透過材を形成するためのレーザー光透過性ポリプロピレン樹脂組成物を、そのポリプロピレン樹脂に着色剤を含有させて着色する方法であって、前記着色剤が、上記式（１）で表されるジオキサジン顔料であることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明のレーザー光透過性着色ポリプロピレン樹脂組成物は、ポリプロピレン系樹脂中に、少なくとも、上記式（１）で表されるジオキサジン顔料を含有してなる。
【００１３】
本発明に用いられるポリプロピレン系樹脂としては、例えば一般に広く販売されているプロピレンホモポリマー、プロピレン−エチレンブロック共重合体、プロピレン−エチレンランダム共重合体等を挙げることができる。ポリプロピレン系樹脂は、単独で又は２種若しくは３種以上を混合して用いることができる。前記樹脂は形状、大きさに制限はなく、粒子状でもペレット状でもよい。
【００１４】
前記のようなプロピレンの共重合体としては、プロピレンを７５重量％以上、特に９０重量％以上含有しているものが、ポリプロピレン系樹脂の特徴である結晶性、剛性、耐薬品性等が保持されている点で好ましい。
【００１５】
前記の共重合可能なモノマーとしては、
エチレン、１−ブテン、イソブテン、ペンテン−１、３−メチル−ブテン−１、ヘキセン−１、４−メチル−ペンテン−１、３，４−ジメチル−ブテン−１、ヘプテン−１、３−メチル−ヘキセン−１、オクテン−１、デセン−１等の炭素数２又は４乃至１２のα−オレフィン；
シクロペンテン、ノルボルネン、１，４，５，８−ジメタノ−１，２，３，４，４ａ，８，８ａ−６−オクタヒドロナフタレン等の環状オレフィン；
５−メチレン−２−ノルボルネン、５−エチリデン−２−ノルボルネン、１，４−ヘキサジエン、メチル−１，４−ヘキサジエン、７−メチル−１，６−オクタジエン等のジエン；
塩化ビニル、塩化ビニリデン、アクリロニトリル、酢酸ビニル、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸ブチル、メタクリル酸メチル、無水マレイン酸等のビニル系モノマー等の１種又は２種以上が挙げられる。
【００１６】
本発明におけるジオキサジン顔料を表す上記式（１）中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ａ^１、Ａ^２、Ｂ^１、及びＢ^２は、それぞれ次のような基又は原子を示す。
【００１７】
前記ジオキサジン顔料における置換基として下記の置換基を選択することにより、オキサジン骨格が有する良好な特性を高めることができる。すなわち、耐熱性などの堅牢性が良好で、ポリプロピレン樹脂に良好に微細に分散し得、レーザー光に対し高い透過性を示すという特徴を持たせることができる。
【００１８】
Ｒ^１及びＲ^２は、互いに独立的に、ハロゲン原子（例えば、Ｃｌ、Ｂｒ等）、アミノ基、アセトアミド基、ベンズアミド基、トリフルオロアセトアミド基、クロロアセトアミド基、又はトリクロロアセトアミド基を示す。
【００１９】
Ａ^１及びＡ^２は、互いに独立的に、
置換基を有しない若しくはベンゼン環上に置換基（例えば、Ｃｌ、Ｂｒ等のハロゲン；メチル、エチル、プロピル、ブチル等の好ましくは炭素数１乃至４のアルキル基；メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ等の好ましくは炭素数１乃至４のアルコキシ基等）を有するベンズアミド基、アセトアミド基、トリフルオロアセトアミド基、
アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉｓｏプロピル基、ｎ−ブチル基、ｉｓｏブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｉｓｏペンチル基、ｔｅｒｔ−ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基等の好ましくは炭素数１乃至１２のアルキル基）、
置換基を有しない若しくは置換基（例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル等の好ましくは炭素数１乃至４のアルキル基）を有するアミノ基、
置換基を有しない若しくはベンゼン環上に置換基（例えば、Ｃｌ、Ｂｒ等のハロゲン；メチル、エチル、プロピル、ブチル等の好ましくは炭素数１乃至４のアルキル基；メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ等の好ましくは炭素数１乃至４のアルコキシ基等）を有するアニリノ基、又は、
Ａ^１についてはＢ^１と共に、Ａ^２についてはＢ^２と共に、それぞれ置換基を有しない若しくは環上に置換基（例えば、Ｃｌ、Ｂｒ等のハロゲン；メチル、エチル、プロピル、ブチル等の好ましくは炭素数１乃至４のアルキル基；メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ等の好ましくは炭素数１乃至４のアルコキシ基等）を有する飽和若しくは不飽和環（例えば、前記ベンゼン環［すなわち１，４-オキサジン環と縮合したベンゼン環］と縮合したインドール環、インデノン環、ピラン環等。）を形成する基を示す。
【００２０】
Ｂ^１及びＢ^２は、互いに独立的に、
アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉｓｏプロピル基、ｎ−ブチル基、ｉｓｏブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｉｓｏペンチル基、ｔｅｒｔ−ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基等の好ましくは炭素数１乃至１２のアルキル基）、
アルコキシ基（例えば、メトキシ基、エトキシ基、ｉｓｏ−プロポキシ基、ブトキ基シ、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基等の好ましくは炭素数１乃至１２のアルコキシ基）、又は、
Ｂ^１についてはＡ^１と共に、Ｂ^２についてはＡ^２と共に、それぞれ置換基を有しない若しくは環上に置換基を有する飽和若しくは不飽和環を形成する基（Ａ^１、Ａ^２の場合と同様）を示す。
【００２１】
上記の式（１）で示されるジオキサジン顔料の好ましい具体例として下記の例を挙げることができる。但し、勿論本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２２】
化合物例１−１
【化３】

（式中、Ａｃは−ＣＯＣＨ_３を、Ｐｈは−Ｃ_６Ｈ_５を表す。）
【００２３】
化合物例１−２
【化４】

【００２４】
化合物例１−３
【化５】

（式中、Ｍｅは−ＣＨ_３を表す。）
【００２５】
化合物例１−４
【化６】

（式中、Ａｃは、−ＣＯＣＨ_３を表し、ｉ−Ｐｒｏは、―ＣＨ（ＣＨ_３）_２を表す。）
【００２６】
化合物例１−５
【化７】

【００２７】
また、前記ジオキサジン顔料としては、Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴＶＩＯＬＥＴ３７、及びＣ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴＶＩＯＬＥＴ２３が好ましい。両者を併用することもできる。
【００２８】
本発明に用いるジオキサジン顔料は、青色、紫色、又は緑色等の色相を示す。本発明のレーザー光透過性着色ポリプロピレン樹脂組成物に用いる着色剤としては、各種色相を有するジオキサジン顔料のうち何れかを単独で、又はそれらのうち２種以上を混合して用いることができる。また、本発明の樹脂組成物の着色剤としては、前記ジオキサジン顔料と共に、そのジオキサジン顔料が有する可視光線吸収範囲以外にのみ又はその範囲以外にも吸収範囲を有し、レーザー光の波長域（８００ｎｍ乃至１２００ｎｍの波長）に透過性を有する顔料或いは染料を１種又は２種以上混合して用いることができる。このようにレーザー光透過性が良好なその他の着色剤であって、黄色、赤色等の色相（特に、ジオキサジン顔料の色相と異なる色相）を示す顔料或いは染料を混合することにより、種々の色相を示す着色を行うことが可能である。
【００２９】
前記の樹脂着色を行い得るその他の着色剤の例としては、黄色、オレンジ色、赤色、茶色、緑色、青色、紫色等の有彩色を示し、レーザー透過性を有する有機染顔料を挙げることができる。それらの構造には特に限定はなく、例えば、アゾメチン系、アントラキノン系、キナクリドン系、アゾ系、ジケトピロロピロール系、アントラピリドン系、イソインドリノン系、インダンスロン系、ペリノン系、ペリレン系、インジゴ系、チオインジゴ系、キノフタロン系、キノリン系、トリフェニルメタン系の各種染顔料等の有機染顔料が挙げられる。
【００３０】
着色剤の混合例を挙げると、本発明における紫色ジオキサジン顔料と、レーザー光透過性を有する他の黄色着色剤を、ポリプロピレン系樹脂と混合することにより、黒色を示すレーザー光透過性着色ポリプロピレン樹脂組成物を得ることができる。レーザー光透過性着色ポリプロピレン樹脂組成物の用途においては、黒色樹脂組成物が工業的に重要である。
【００３１】
本発明の樹脂組成物中に含有させて（例えば紫色ジオキサジン顔料と共に）使用することができる黄色着色剤としては具体的には、
Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１、２、３、４、５、６、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、４９、５５、６０、６１、６２、６３、６５、７３、７４、７５、７７、８１、８３、８７、９３、９４、９５、９７、９８、１００、１０１、１０４、１０９、１１０、１１１、１１３、１１４、１１６、１２０、１２４、１２６、１２７、１２８、１３０、１３１、１３４、１３８、１３９、１４８、１５１、１５２、１５４、１５５、１６６、１６７、１６８、１６９、１７０、１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６、１８０、１８１、１８２、１８３、１８５、１８８、１９０、１９１、１９２、１９４、２０３、２１３等の黄色顔料；
Ｃ．Ｉ．ＳｏｌｖｅｎｔＹｅｌｌｏｗ２、６、１４、１６、２９、３０、５６等の黄色油溶性染料；並びに
Ｃ．Ｉ．ＡｃｉｄＹｅｌｌｏｗ２、１４、１７、１８、１９、２６、２９、３４、４０、４１、４８、４９、５３、５５、５６、６１、６８、７２、１１０、１２０、１２２、１２７、１５３、１６９、１７２等の黄色酸性染料を挙げることができる。
【００３２】
更に、ジオキサジン顔料と併用することができる着色剤としては、酸性染料から得られるアニオン成分と有機アンモニウム成分により構成される造塩染料を用いることもできる。この造塩反応には、公知のイオン反応を用いることができる。
【００３３】
本発明のレーザー光透過性着色ポリプロピレン樹脂組成物における着色剤の使用量は、ポリプロピレン系樹脂に対し、例えば０．０１乃至１０重量％とすることができる。好ましくは０．１乃至５重量％、更に好ましくは０．１乃至１重量％である。
【００３４】
本発明のレーザー光透過性着色ポリプロピレン樹脂組成物における波長９４０ｎｍのレーザー光の透過率であるＴ_着色樹脂と、前記ジオキサジン顔料を含有しないこと以外は同一の非着色樹脂組成物における波長９４０ｎｍのレーザー光の透過率であるＴ_{非着色樹脂}との比であるＴ_着色樹脂／Ｔ_{非着色樹脂}は、例えば０．５以上であるものとすることができ、好ましくは０．６乃至１．２である。
【００３５】
本発明のレーザー溶着方法は、前記レーザー光透過性着色ポリプロピレン樹脂組成物からなるレーザー光透過材と、レーザー光吸収材とが当接した状態で、レーザー光が前記レーザー光透過材を透過して前記レーザー光吸収材に吸収されるようにそのレーザー光を照射することにより、前記レーザー光透過材とレーザー光吸収材との当接部を溶着させるものである。
【００３６】
レーザー光吸収材は、レーザー光吸収性黒色着色剤として少なくともカーボンブラックを用いたレーザー光吸収性着色樹脂組成物からなるものであることが好ましい。この場合のカーボンブラックは、１次粒子径が２０乃至３０ｎｍのものを用いるのが好ましい。このようなカーボンブラックを用いることにより、カーボンブラックが高分散され、レーザー光を高吸収率で吸収するレーザー光吸収材を得ることができる。
【００３７】
また、カーボンブラックを用いずに他の着色剤と他のレーザー光吸収剤とを用いたレーザー光吸収性着色樹脂組成物とすることもできる。
【００３８】
レーザー光吸収材に用いる樹脂としては、例えば、ポリプロピレン系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂等の熱可塑性樹脂が挙げられる。
【００３９】
このようなレーザー光吸収性着色樹脂組成物における着色剤の使用量は、ポリプロピレン樹脂等の樹脂に対し、例えば０．０１乃至１０重量％とすることができ、好ましくは０．０５乃至５重量％である。レーザー光吸収材の製造は、レーザー光吸収剤を含有すること以外はレーザー光透過材と同様にして行うことが可能である。
【００４０】
本発明における樹脂組成物は、用途及び目的に応じ、各種の補強材を適量含有するものとすることができる。この補強材は、通常の合成樹脂の補強に用い得るものであればよく、特に限定されない。例えば、ガラス繊維、炭素繊維、その他の無機繊維、及び有機繊維（アラミド、ポリフェニレンスルフィド、ナイロン、ポリエステル及び液晶ポリマー等）等を用いることができ、透明性を要求される樹脂の補強にはガラス繊維が好ましい。好適に用いることができるガラス繊維の繊維長は２乃至１５ｍｍであり繊維径は１乃至２０μｍである。ガラス繊維の形態については特に制限はなく、例えばロービング、ミルドファイバー等、何れであってもよい。これらのガラス繊維は、一種類を単独で用いるほか、二種以上を組合せて用いることもできる。その含有量は、樹脂１００重量％に対し５乃至１２０重量％とすることが好ましい。５重量％未満の場合、十分なガラス繊維補強効果が得られ難く、１２０重量％を超えると成形性が低下することとなり易い。好ましくは１０乃至６０重量％、特に好ましくは２０乃至５０重量％である。
【００４１】
本発明における樹脂組成物には、必要に応じ種々の添加剤を配合することも可能である。このような添加剤としては、例えば助色剤、分散剤、充填剤、安定剤、可塑剤、改質剤、紫外線吸収剤又は光安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、潤滑剤、離型剤、結晶促進剤、結晶核剤、難燃剤、及び耐衝撃性改良用のエラストマー等が挙げられる。
【００４２】
本発明における樹脂組成物は、原材料を任意の配合方法で配合することにより得られる。これらの配合成分は、通常、できるだけ均質化させることが好ましい。具体的には例えば、全ての原材料をブレンダー、ニーダー、バンバリーミキサー、ロール、押出機等の混合機で混合して均質化させて着色樹脂組成物を得る。或いは、一部の原材料を混合機で混合した後、残りの成分を加えて更に混合して均質化させて樹脂組成物を得ることもできる。また、予めドライブレンドされた原材料を、加熱した押出機で溶融混練して均質化した後、針金状に押出し、次いで所望の長さに切断して着色粒状をなす樹脂組成物（着色ペレット）として得ることもできる。
【００４３】
また本発明における樹脂組成物のマスターバッチは、任意の方法により得られる。例えば、マスターバッチのベースとなるポリプロピレン樹脂の粉末又はペレットと着色剤をタンブラーやスーパーミキサー等の混合機で混合した後、押出機、バッチ式混練機又はロール式混練機等により加熱溶融してペレット化又は粗粒子化することにより得ることができる。また例えば、合成後未だ溶液状態にあるマスターバッチ用ポリプロピレン系樹脂に着色剤を添加した後、溶媒を除いてマスターバッチを得ることもできる。
【００４４】
本発明における樹脂組成物の成形は、通常行われる種々の手順により行い得る。例えば、着色ペレットを用いて、押出機、射出成形機、ロールミル等の加工機により成形することにより行うこともでき、また、ポリプロピレン系樹脂のペレット又は粉末、粉砕された着色剤、及び必要に応じ各種の添加物を、適当なミキサー中で混合し、この混合物を、加工機を用いて成形することにより行うこともできる。成形方法としては、例えば射出成形、押出成形、圧縮成形、発泡成形、ブロー成形、真空成形、インジェクションブロー成形、回転成形、カレンダー成形、溶液流延等、一般に行われる何れの成形方法を採用することもできる。このような成形により、種々形状の樹脂成形材を得ることができる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明のレーザー光透過性着色ポリプロピレン樹脂組成物は、半導体レーザーによる８００ｎｍ付近からＹＡＧレーザーによる１２００ｎｍ付近にかけての波長の光、すなわちレーザー光の透過性が高く、耐熱性や耐光性等の堅牢性が高く、また耐移行性や耐薬品性等が良好で、而も鮮明な色相を示す。このレーザー光透過性着色ポリプロピレン樹脂組成物による着色ポリプロピレン樹脂部材は、レーザー溶着を行う前段階の熱処理工程においてその樹脂部材の色調に退色が生じることがなく、また、色素の昇華が実質上生じない状態でレーザー溶着を行うことが可能である。
【００４６】
本発明のレーザー溶着方法によれば、レーザー光透過材とレーザー光吸収材とが当接した状態で、レーザー光が前記レーザー光透過材を透過して前記レーザー光吸収材に吸収されるようにそのレーザー光を照射することにより、前記レーザー光透過材とレーザー光吸収材との当接部を溶着させることができる。このレーザー溶着方法におけるレーザー光透過材は、レーザー溶着を行う前段階の熱処理工程においてその樹脂部材の色調に退色が生じることがなく、また、色素の昇華が実質上生じない状態でレーザー溶着を行うことが可能である。
【００４７】
【実施例】
次に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、勿論本発明はこれらのみに限定されるものではない。なお、以下の記述においては、「重量部」を「部」と略す。
【００４８】
表１に、各実施例及び比較例において使用する着色剤を示す。実施例１乃至４においてはそれぞれ製造例１乃至４の着色剤を使用し、比較例１及び２においてはそれぞれ比較製造例１及び２の着色剤を使用し、比較例３及び４においては製造例２の着色剤を使用した。単独の色素である製造例１及び２並びに比較製造例１についての使用した着色剤の粒径を表１に示す。製造例３及び４並びに比較製造例２は、複数の色素を配合比の欄に示された重量配合比に従って簡易混合機にてブレンドした黒色着色剤である。
【００４９】
【表１】

【００５０】
実施例１
ＰＰ（ポリプロピレン樹脂）・・・・４００ｇ（日本ポリケム社製商品番号：ＨＧ３０Ｕ）
製造例１の着色剤・・・・０．８０ｇ
【００５１】
上記配合物をステンレス製タンブラーに入れ、１時間撹拌混合した。得られた混合物を、射出成形機（東洋機械金属社製商品番号：Ｓｉ−５０）を用いて、シリンダー温度２２０℃、金型温度４０℃で通常の方法で射出成形したところ、外観及び表面光沢が良好で色むらがない均一な紫色の試験片が得られた。
【００５２】
実施例２
ＰＰ・・・・４００ｇ（日本ポリケム社製商品番号：ＨＧ３０Ｕ）
製造例２の着色剤・・・・０．８０ｇ
【００５３】
上記配合物をステンレス製タンブラーに入れ、１時間撹拌混合した。得られた混合物を、射出成形機（東洋機械金属社製商品番号：Ｓｉ−５０）を用いて、シリンダー温度２２０℃、金型温度４０℃で通常の方法で射出成形したところ、外観及び表面光沢が良好で色むらがない均一な紫色の試験片が得られた。
【００５４】
実施例３
ＰＰ・・・・４００ｇ（日本ポリケム社製商品番号：ＨＧ３０Ｕ）
製造例３の着色剤・・・・１．２０ｇ
【００５５】
上記配合物をステンレス製タンブラーに入れ、１時間撹拌混合した。得られた混合物を、射出成形機（東洋機械金属社製商品番号：Ｓｉ−５０）を用いて、シリンダー温度２２０℃、金型温度４０℃で通常の方法で射出成形したところ、外観及び表面光沢が良好で色むらがない均一な黒色の試験片が得られた。
【００５６】
実施例４
ＰＰ・・・・４００ｇ（日本ポリケム社製商品番号：ＨＧ３０Ｕ）
製造例４の着色剤・・・・１．２０ｇ
【００５７】
上記配合物をステンレス製タンブラーに入れ、１時間撹拌混合した。得られた混合物を、射出成形機（東洋機械金属社製商品番号：Ｓｉ−５０）を用いて、シリンダー温度２２０℃、金型温度４０℃で通常の方法で射出成形したところ、外観及び表面光沢が良好で色むらがない均一な黒色の試験片が得られた。
【００５８】
比較例１
ＰＰ・・・・４００ｇ（日本ポリケム社製商品番号：ＨＧ３０Ｕ）
比較製造例１・・・・０．８０ｇ
【００５９】
上記配合物をステンレス製タンブラーに入れ、１時間撹拌混合した。得られた混合物を、射出成形機（東洋機械金属社製商品番号：Ｓｉ−５０）を用いて、シリンダー温度２２０℃、金型温度４０℃で通常の方法で射出成形したところ、紫色の試験片が得られた。
【００６０】
比較例２
ＰＰ・・・・４００ｇ（日本ポリケム社製商品番号：ＨＧ３０Ｕ）
比較製造例２・・・・１．２０ｇ
【００６１】
上記配合物をステンレス製タンブラーに入れ、１時間撹拌混合した。得られた混合物を、射出成形機（東洋機械金属社製商品番号：Ｓｉ−５０）を用いて、シリンダー温度２２０℃、金型温度４０℃で通常の方法で射出成形したところ、黒色の試験片が得られた。
【００６２】
比較例３
ＰＡ６（ポリアミド６樹脂）・・・・４００ｇ（宇部興産社製商品番号：１０１５ＧＵ９）
製造例２の着色剤・・・・０．８０ｇ
【００６３】
上記配合物をステンレス製タンブラーに入れ、１時間撹拌混合した。得られた混合物を、射出成形機（東洋機械金属社製商品番号：Ｓｉ−５０）を用いて、シリンダー温度２７０℃、金型温度８０℃で通常の方法で射出成形したところ、外観上明らかに褪色した茶色っぽい試験片が得られた。よって、耐熱性が極めて不十分であると判断された。
【００６４】
比較例４
ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート樹脂）・・・・４００ｇ（三菱エンジニアリングプラスチックス社製商品番号：５００８ＡＳ）
製造例２の着色剤・・・・０．８０ｇ
【００６５】
上記配合物をステンレス製タンブラーに入れ、１時間撹拌混合した。得られた混合物を、射出成形機（東洋機械金属社製商品番号：Ｓｉ−５０）を用いて、シリンダー温度２６０℃、金型温度８０℃で通常の方法で射出成形したところ、明らかに分散不良と認められる紫色の試験片が得られた。
【００６６】
着色剤の粒径測定
表１に示した製造例１及び２並びに比較製造例１の着色剤の粒径について、下記方法により測定を行った。
【００６７】
着色剤にイオン交換水を注ぎ、更に界面活性剤を加えて攪拌を行いながら着色剤を完全に分散させた。得られた分散液を、レーザー回折／散乱式粒度分布測定装置（堀場製作所社製商品番号：ＬＡ−９１０型）の槽内に適量濃度まで注ぎ、攪拌、分散後、この装置により測定を行った。
【００６８】
樹脂組成物の物性評価
各実施例及び各比較例で得た着色ポリプロピレン樹脂試験片、並びに同様に成形した未着色のポリプロピレン樹脂（ＰＰ）試験片について、下記方法により物性評価を行った。その結果を後記表２に示す。
【００６９】
（１）透過率測定
分光光度計（日本分光社製商品番号：Ｖ−５７０型）に各試験片をセットし、波長範囲λ＝４００乃至１２００ｎｍの範囲で透過率を測定した。表２に、各試験片についての波長９４０ｎｍの半導体レーザー光の透過率を示した。
【００７０】
（２）耐昇華性（着色剤移行性）試験と評価
試験片に白色のＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムを貼りつけ、それをオーブンに入れて１６０℃で３時間放置し、その後、試験片からＰＥＴフィルムを剥して観察し易いように無色透明のＯＨＰ（オーバーヘッドプロジェクタ）用シートに貼りつけた。
【００７１】
ＰＥＴフィルムに着色剤が移行していなければ、耐昇華性があると判断した。
【００７２】
（３）耐熱性試験と評価
上記各実施例及び各比較例の射出成形において、配合物の混合物により通常ショットを行った後、残りの混合物をシリンダー温度２２０℃のシリンダー内で、１５分間滞留させ、その後で射出成形を行って試験片を得た。
【００７３】
１５分間シリンダー内で滞留させて得られた試験片の色相の変退色が、通常ショットで得られた試験片の色相に比べて進んでいなければ、耐熱性があるものと判断した。
【００７４】
（４）耐光性試験と評価
上記各実施例及び各比較例の射出成形にて得られた各試験片を耐光性試験機（東洋精機社製商品番号：アトラスＣｉ−４０００）にセットして下記条件にて１５０時間放置し、その後各試験片を取り出した。
連続照射法
放射照度：６０Ｗ/ｍ^２（制御光波長：３００乃至４００nm）
ＢＳＴ温度：８３℃
チャンバー内温度：５５℃
チャンバー内湿度：５０％
【００７５】
１５０時間後の試験片の色相の変退色が、試験前の試験片の色相に比べて進んでいなければ、耐光性があるものと判断した。
【００７６】
（５）レーザー溶着試験用のレーザー光吸収性試験片の作製とレーザー溶着試験
ポリプロピレン樹脂を用いたレーザー光吸収性試験片（レーザー光吸収材）は以下のようにして作製した。
ＰＰ・・・・４００ｇ（日本ポリケム社製商品番号：ＨＧ３０Ｕ）
カーボンブラック・・・・０．８０ｇ
【００７７】
上記配合物をステンレス製タンブラーに入れ、１時間撹拌混合した。得られた混合物を、射出成形機（東洋機械金属社製商品番号：Ｓｉ−５０）を用いて、シリンダー温度２２０℃、金型温度４０℃で通常の方法で射出成形したところ、外観及び表面光沢が良好で色むらがない均一な黒色のレーザー光吸収性試験片（ＰＰ）が得られた。
【００７８】
図１（側面図）及び図２（斜視図）に示すように、各実施例及び各比較例の各試験片１０とレーザー光吸収性試験片（ＰＰ）１２［何れも、縦６０ｍｍ×横１８ｍｍ×厚さ３ｍｍ（縦２０ｍｍ部分は厚さ１．５ｍｍ）］を、それぞれ縦２０ｍｍ×横１８ｍｍ×厚さ１．５ｍｍの部分同士を当接させて重ね合わせた。
【００７９】
重ね合わせた部分に対し、試験片１０の図における上方から、出力３０Ｗのダイオード・レーザー［波長：９４０ｎｍ連続的］（ファインデバイス社製）によるレーザービーム１４を、走査速度７５０ｍｍ／ｍｉｎで横方向（図１の平面に垂直な方向）に走査しつつ照射した。
【００８０】
レーザー光が試験片１０を透過してレーザー光吸収性試験片１２に吸収されれば、レーザー光吸収性試験片１２が発熱し、この熱により、レーザー光を吸収した部分を中心としてレーザー光吸収性試験片１２が溶融し、更に試験片１０も溶融して双方の樹脂が融合し、冷却により両者は接合されることとなる。図２における１６は溶着部分を示す。
【００８１】
（６）引張強度試験
前記（５）で得られた溶着物に対し、ＪＩＳＫ７１１３−１９９５に準じ、引張試験機（島津製作所社製ＡＧ−５０ｋＮＥ）にて、試験片１０側とレーザー光吸収性試験片１２側に縦方向（図１における左右方向）に試験速度１０ｍｍ／ｍｉｎで引張試験を行って、引張溶着強度を測定した。
【００８２】
【表２】

【図面の簡単な説明】
【図１】レーザー溶着試験の側面図である。
【図２】レーザー溶着試験の斜視図である。
【符号の説明】
１０試験片
１２レーザー光吸収性試験片
１４レーザービーム
１６溶着部分

Claims

レーザー溶着に用いるレーザー光透過材を形成するためのポリプロピレン樹脂組成物であって、
下記式（１）で表されるジオキサジン顔料を含有することを特徴とするレーザー光透過性着色ポリプロピレン樹脂組成物。

・・・（１）
［式（１）中、
Ｒ^１及びＲ^２は、互いに独立的に、ハロゲン原子、アミノ基、アセトアミド基、ベンズアミド基、トリフルオロアセトアミド基、クロロアセトアミド基、又はトリクロロアセトアミド基を示し、
Ａ^１及びＡ^２は、互いに独立的に、置換基を有しない若しくはベンゼン環上に置換基を有するベンズアミド基、アセトアミド基、トリフルオロアセトアミド基、アルキル基、置換基を有しない若しくは置換基を有するアミノ基、置換基を有しない若しくはベンゼン環上に置換基を有するアニリノ基、又は、Ａ^１についてはＢ^１と共に、Ａ^２についてはＢ^２と共に、それぞれ置換基を有しない若しくは環上に置換基を有する飽和若しくは不飽和環を形成する基を示し、
Ｂ^１及びＢ^２は、互いに独立的に、アルキル基、アルコキシ基、又は、Ｂ^１についてはＡ^１と共に、Ｂ^２についてはＡ^２と共に、それぞれ置換基を有しない若しくは環上に置換基を有する飽和若しくは不飽和環を形成する基を示す。]
上記ジオキサジン顔料において、式（１）における置換基が、
Ｒ^１及びＲ^２は、互いに独立的に、Ｃｌ又はアセトアミド基を示し、
Ａ^１及びＡ^２は、互いに独立的に、置換基を有しない若しくはベンゼン環上に置換基を有するベンズアミド基、又は、Ａ^１についてはＢ^１と共に、Ａ^２についてはＢ^２と共に、それぞれ置換基を有しない若しくは環上に置換基を有する飽和若しくは不飽和環を形成する基を示し、
Ｂ^１及びＢ^２は、互いに独立的に、エトキシ基、又は、Ｂ^１についてはＡ^１と共に、Ｂ^２についてはＡ^２と共に、それぞれ置換基を有しない若しくは環上に置換基を有する飽和若しくは不飽和環を形成する基を示すものである請求項１記載のレーザー光透過性着色ポリプロピレン樹脂組成物。
上記ジオキサジン顔料が、Ｃ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴＶＩＯＬＥＴ３７および／またはＣ．Ｉ．ＰＩＧＭＥＮＴＶＩＯＬＥＴ２３である請求項１記載記載のレーザー光透過性着色ポリプロピレン樹脂組成物。
上記ジオキサジン顔料を含有してなるレーザー光透過性着色ポリプロピレン樹脂組成物における波長９４０ｎｍのレーザー光の透過率であるＴ_着色樹脂と、前記ジオキサジン顔料を含有しないこと以外は同一の非着色樹脂組成物における波長９４０ｎｍのレーザー光の透過率であるＴ_{非着色樹脂}との比であるＴ_着色樹脂／Ｔ_{非着色樹脂}が、０．６乃至１．２である請求項１、２又は３記載のレーザー光透過性着色ポリプロピレン樹脂組成物。
上記ジオキサジン顔料のほかに黄色顔料又は黄色染料を含有することにより黒色を呈する請求項１乃至４の何れかに記載のレーザー光透過性着色ポリプロピレン樹脂組成物。
請求項１乃至５記載の何れかのレーザー光透過性着色ポリプロピレン樹脂組成物からなるレーザー光透過材と、レーザー光吸収材とが当接した状態で、レーザー光が前記レーザー光透過材を透過して前記レーザー光吸収材に吸収されるようにそのレーザー光を照射することにより、前記レーザー光透過材とレーザー光吸収材との当接部を溶着させることを特徴とするレーザー溶着方法。
上記レーザー光吸収材が、着色剤として少なくともカーボンブラックを用いたレーザー光吸収性着色樹脂組成物からなるものである請求項６記載のレーザー溶着方法。
レーザー溶着に用いるレーザー光透過材を形成するためのレーザー光透過性ポリプロピレン樹脂組成物を、そのポリプロピレン樹脂に含有させて着色するための着色剤であって、
前記着色剤が下記式（１）で表されるジオキサジン顔料であることを特徴とするレーザー光透過性ポリプロピレン樹脂組成物用着色剤。

・・・（１）
［式（１）中、
Ｒ^１及びＲ^２は、互いに独立的に、ハロゲン原子、アミノ基、アセトアミド基、ベンズアミド基、トリフルオロアセトアミド基、クロロアセトアミド基、又はトリクロロアセトアミド基を示し、
Ａ^１及びＡ^２は、互いに独立的に、置換基を有しない若しくはベンゼン環上に置換基を有するベンズアミド基、アセトアミド基、トリフルオロアセトアミド基、アルキル基、置換基を有しない若しくは置換基を有するアミノ基、置換基を有しない若しくはベンゼン環上に置換基を有するアニリノ基、又は、Ａ^１についてはＢ^１と共に、Ａ^２についてはＢ^２と共に、それぞれ置換基を有しない若しくは環上に置換基を有する飽和若しくは不飽和環を形成する基を示し、
Ｂ^１及びＢ^２は、互いに独立的に、アルキル基、アルコキシ基、又は、Ｂ^１についてはＡ^１と共に、Ｂ^２についてはＡ^２と共に、それぞれ置換基を有しない若しくは環上に置換基を有する飽和若しくは不飽和環を形成する基を示す。]
レーザー溶着に用いるレーザー光透過材を形成するためのレーザー光透過性ポリプロピレン樹脂組成物を、そのポリプロピレン樹脂に着色剤を含有させて着色する方法であって、
前記着色剤が、下記式（１）で表されるジオキサジン顔料であることを特徴とするレーザー光透過性ポリプロピレン樹脂組成物用着色方法。

・・・（１）
［式（１）中、
Ｒ^１及びＲ^２は、互いに独立的に、ハロゲン原子、アミノ基、アセトアミド基、ベンズアミド基、トリフルオロアセトアミド基、クロロアセトアミド基、又はトリクロロアセトアミド基を示し、
Ａ^１及びＡ^２は、互いに独立的に、置換基を有しない若しくはベンゼン環上に置換基を有するベンズアミド基、アセトアミド基、トリフルオロアセトアミド基、アルキル基、置換基を有しない若しくは置換基を有するアミノ基、置換基を有しない若しくはベンゼン環上に置換基を有するアニリノ基、又は、Ａ^１についてはＢ^１と共に、Ａ^２についてはＢ^２と共に、それぞれ置換基を有しない若しくは環上に置換基を有する飽和若しくは不飽和環を形成する基を示し、
Ｂ^１及びＢ^２は、互いに独立的に、アルキル基、アルコキシ基、又は、Ｂ^１についてはＡ^１と共に、Ｂ^２についてはＡ^２と共に、それぞれ置換基を有しない若しくは環上に置換基を有する飽和若しくは不飽和環を形成する基を示す。]