JP5332323B2 - レーザー溶着用熱可塑性樹脂組成物およびそれからなる成形品ならびに複合成形体 - Google Patents
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Description
(1)(A)ポリエステル樹脂50〜95重量%と(B)非晶性樹脂50〜5重量%を配合してなり、(A)と(B)の合計量100重量部に対し、(C)水酸基を3つ以上有し、グリセリン、ジグリセリン、トリメチロールプロパン、ジトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールおよびジペンタエリスリトールからなる群より選ばれる分岐構造を有する多官能性化合物を0.01〜5重量部、(D)無機充填材1〜120重量部を配合してなるレーザー溶着用熱可塑性樹脂組成物、
(2)(C)水酸基を3つ以上有し、グリセリン、ジグリセリン、トリメチロールプロパン、ジトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールおよびジペンタエリスリトールからなる群より選ばれる分岐構造を有する多官能性化合物がプロピレンオキシド単位を一つ以上含むことを特徴とする(1)に記載のレーザー溶着用熱可塑性樹脂組成物、
(3)(A)ポリエステル樹脂がポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリプロピレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂から選ばれた1種以上であることを特徴とする(1)〜(2)のいずれかに記載のレーザー溶着用熱可塑性樹脂組成物、
(4)(B)非晶性樹脂が、ポリカーボネート樹脂、スチレン系樹脂、アクリル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、シクロヘキシレンテレフタレート樹脂から選ばれた1種以上であることを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載のレーザー溶着用熱可塑性樹脂組成物、
(5)(D)無機充填材がガラス繊維であることを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに記載のレーザー溶着用熱可塑性樹脂組成物、
(6)(E)耐衝撃改良剤を配合してなる(1)〜(5)のいずれかに記載のレーザー溶着用熱可塑性樹脂組成物、
(7)(E)耐衝撃改良剤がスチレン系エラストマであり、スチレン系エラストマを(A)と(B)の合計量100重量部に対し1〜100重量部配合してなる(6)に記載のレーザー溶着用熱可塑性樹脂組成物、
(8)(1)〜(7)のいずれかに記載のレーザー溶着用熱可塑性樹脂組成物からなるレーザー溶着用成形品、
(9)(8)に記載のレーザー溶着用成形品をレーザー溶着した複合成形体、
を提供するものである。
また、流動性、機械物性の点から、(C)3つ以上の官能基を有する化合物がアルキレンオキシド単位を一つ以上含むことが好ましい。アルキレンオキシド単位の好ましい例として炭素原子数1〜4である脂肪族アルキレンオキシド単位が有効であり、具体例としてはメチレンオキシド単位、エチレンオキシド単位、トリメチレンオキシド単位、プロピレンオキシド単位、テトラメチレンオキシド単位、1,2−ブチレンオキシド単位、2,3−ブチレンオキシド単位若しくはイソブチレンオキシド単位である。本発明においては、アルキレンオキシド単位としてエチレンオキシド単位又はプロピレンオキシド単位が含まれる化合物を使用するのが特に好ましく、流動性、湿熱処理時に成形品表面に、(C)成分が出てくることが少ないという点でプロピレンオキシド単位が含まれる化合物を使用することが特に好ましい。
官能基がアミド基の場合は、上記アルキレンオキシド単位を含む3つ以上カルボン酸基を有する化合物のアミド誘導体などが挙げられる。
本発明で用いる、(C)3つ以上の官能基を有する化合物の含水分は1%以下であることが好ましい。より好ましくは含水分0.5%以下であり、さらに好ましくは0.1%以下である。(C)成分の含水分の下限は特にない。含水分が1%よりも高いと機械物性の低下を引き起こすため好ましくない。
本発明で用いる、(A)ポリエステル樹脂と(B)非晶性樹脂、(C)3つ以上の官能基を有する化合物では、(C)成分が少なくとも1つ以上の水酸基、あるいはカルボン酸基を有していることが流動性の点から好ましく、(C)成分が3つ以上水酸基、あるいはカルボン酸基を有していることがより好ましく、(C)成分が3つ以上水酸基を有していることがさらに好ましい。
本発明において、樹脂組成物の機械強度その他の特性を付与するために、(E)耐衝撃性改良剤を配合することが好ましい。(E)耐衝撃性改良剤の配合量は(A)+(B)成分の合計100重量部に対し、1〜100重量部の範囲で配合することが流動性および機械物性の点から好ましく、1〜70重量部の範囲で配合することがより好ましく、1〜50重量部の範囲で配合することがさらに好ましい。
(E)耐衝撃性改良材成分としては、400〜1100nm波長領域においてポリブチレンテレフタレートの同波長領域における光線透過率よりも高い光線透過率を有するスチレン系エラストマを用いることが特に好ましい。かかるスチレン系エラストマとしては、スチレン−ブタジエンブロック共重合体が好ましく挙げられ、さらに好ましくはスチレン−ブタジエンブロック共重合体のエポキシ化物が挙げられる。このスチレン−ブタジエンブロック共重合体のエポキシ化物としてはダイセル化学工業(株)製の”エポフレンド”AT501を用いることができる。
(A)ポリエステル樹脂
A−1:ポリブチレンテレフタレート(東レ(株)製“トレコン”1100S)。
B−1:ポリカーボネート(出光興産(株)製“タフロン”A1900)
B−2:アクリロニトリル−スチレン樹脂(東レ(株)製アクリロニトリル/スチレン=25/75)
B−3:ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレート(イーストマンケミカル社製“イースター DN003”)。
C−1:グリセリン(分子量92、1官能基当たりのアルキレンオキシド単位数0、東京化成(株)製)
C−2:トリメチロールプロパン(分子量134、1官能基当たりのアルキレンオキシド単位数0、ARDRICH社製)
C−3:ペンタエリスリトール(分子量136、1官能基当たりのアルキレンオキシド単位数0、東京化成(株)製)
C−4:ポリオキシエチレンジグリセリン(分子量410、1官能基当たりのアルキレンオキシド単位数1.5、阪本薬品(株)製SC−E450)
C−5:オキシエチレントリメチロールプロパン(分子量266、1官能基当たりのアルキレンオキシド単位数1、日本乳化剤(株)製TMP−30U)
C−6:ポリオキシエチレンペンタエリスリトール(分子量400、1官能基当たりのアルキレンオキシド単位数1.5、日本乳化剤(株)製PNT−60U)
C−7:ポリオキシプロピレントリメチロールプロパン、日本乳化剤(株)製TMP−F32)。
C’−1:1,6−ヘキサンジオール(ARDRICH社製)
C’−2:4,4’−ジヒドロキシビフェニル(本州化学(株)製)。
D−1:チョップドストランドタイプガラス繊維(繊維径13μm、日東紡(株)製3PE949)。
E−1:オレフィン系エラストマ(三井化学(株)製“エバフレックス”EEA A709)
E−2:スチレン−ブタジエン樹脂(ダイセル化学(株)製“エポフレンド”AT501)。
厚み1mm、幅10mmの短冊型成形品を用い、流動長により判断した。射出条件は、シリンダー温度260℃、金型温度80℃、射出圧65MPaで行った。
シリンダー温度260℃、金型温度80℃で成形した試験片を使用し、ISO179に従い、ノッチ付シャルピー衝撃強度を測定した。
シリンダー温度260℃、金型温度80℃で成形した試験片を使用し、ISO178に従い、曲げ強度、曲げ弾性率を測定した。
シリンダー温度260℃、金型温度80℃で成形した試験片を使用し、ISO527−1,2に従い、引張強度を測定した。
図1に示した形状の試験片をシリンダ温度260℃、金型温度80℃で成形し、図2の如く反ゲート側の内反り量を計測した。
図3に示したLが80mm正方形で、厚みDが3mmのレーザー光線透過性評価試験片を成形した。成形条件はシリンダ温度260℃、金型温度80℃である。図3(a)は、上記レーザ光線透過性評価試験片の平面図であり、(b)は同試験片の側面図である。図3のような成形片のスプルー3およびランナー4の部分をゲート5で切断し、残った部位6をレーザー光線透過性評価試験片とした。試験機は(株)島津製作所製の紫外近赤外分光高度計(UV−3100)を用い、また検出器には積分球を用いた。透過率は透過光量と入射光量の比を百分率で表す。実施例、比較例を示した表中には、近赤外線800〜1100nm波長領域の光線透過率を「透過性」として記載した。
レーザー溶着性評価試験片は、図3のレーザ光線透過性評価試験片6と同形状の成形品を幅Wが24mm、長さLが70mmに切り出し、レーザー溶着用試験片7とした。
図4(a)は上記加工後の試験片の平面図であり、(b)はその側面図である。
レーザー溶着機は、ライスター社のMODULAS Cを用いた。本該溶着機は半導体レーザー使用の機器であり、レーザー光の波長は940nmの近赤外線である。最大出力が35W、焦点距離Lが38mm、焦点径Dが0.6mmである。
レーザー溶着方法は図5に示すように、レーザー光線を透過させる材料を用いたレーザー溶着用試験片7を上部に、下部にはレーザー光線を吸収させる材料を用いたレーザー溶着用試験片8を置き、重ね合わせ、上部よりレーザー光線を照射する。レーザー照射はレーザー溶着軌道9に沿って行い、レーザー溶着条件は、出力15〜35W範囲および、レーザー走査速度1〜50mm/secの範囲で最も良好な溶着強度が得られる条件で行った。尚、焦点距離は38mm、焦点径は0.6mm固定で実施した。
シリンダー温度260℃、金型温度80℃で成形したISO527−1,2に従った試験片を使用し、121℃、100%RH、2atmの環境下で、100時間処理して、成形品表面を目視で観察し、成形品表面に液体が付着していれば、△。成形品表面に液体がわずかに付着していれば、△〜○。成形品表面に液体が付着していなければ、○とした。
表1〜5に記載した配合比率で(A)ポリエステル樹脂、(B)非晶性樹脂、(C)3つ以上の官能基を有する化合物などを一括配合し、(D)無機充填材をサイドフィーダから供給し、L/D=45の二軸押出機を用い、シリンダー温度250℃、回転数200rpmの条件で溶融混練を行いペレット状の樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物を住友重工業製射出成形機SG75H−MIVを用い、シリンダー温度250℃、金型温度80で、各種評価用成形品を射出成形した。各評価用成形品を用いて上記評価を行った。
2:開口部
3:スプルー
4:ランナー
5:ゲート
6:レーザー光線透過性評価試験片
7:レーザー溶着用試験片(透過側)
8:レーザー溶着用試験片(吸収側)
9:レーザー光線軌道
10:レーザー光線照射装置
11:レーザー光線
12:レーザー溶着強度測定用試験片
13:レーザー溶着部
Claims (9)
- (A)ポリエステル樹脂50〜95重量%と(B)非晶性樹脂50〜5重量%を配合してなり、(A)と(B)の合計量100重量部に対し、(C)水酸基を3つ以上有し、グリセリン、ジグリセリン、トリメチロールプロパン、ジトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールおよびジペンタエリスリトールからなる群より選ばれる分岐構造を有する多官能性化合物を0.01〜5重量部、(D)無機充填材1〜120重量部を配合してなるレーザー溶着用熱可塑性樹脂組成物。
- (C)水酸基を3つ以上有し、グリセリン、ジグリセリン、トリメチロールプロパン、ジトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールおよびジペンタエリスリトールからなる群より選ばれる分岐構造を有する多官能性化合物がプロピレンオキシド単位を一つ以上含むことを特徴とする請求項1に記載のレーザー溶着用熱可塑性樹脂組成物。
- (A)ポリエステル樹脂がポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリプロピレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂から選ばれた1種以上であることを特徴とする請求項1〜2のいずれかに記載のレーザー溶着用熱可塑性樹脂組成物。
- (B)非晶性樹脂が、ポリカーボネート樹脂、スチレン系樹脂、アクリル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、シクロヘキシレンテレフタレート樹脂から選ばれた1種以上であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のレーザー溶着用熱可塑性樹脂組成物。
- (D)無機充填材がガラス繊維であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のレーザー溶着用熱可塑性樹脂組成物。
- (E)耐衝撃改良剤を配合してなる請求項1〜5のいずれかに記載のレーザー溶着用熱可塑性樹脂組成物。
- (E)耐衝撃改良剤がスチレン系エラストマであり、スチレン系エラストマを(A)と(B)の合計量100重量部に対し1〜100重量部配合してなる請求項6に記載のレーザー溶着用熱可塑性樹脂組成物。
- 請求項1〜7のいずれかに記載のレーザー溶着用熱可塑性樹脂組成物からなるレーザー溶着用成形品。
- 請求項8に記載のレーザー溶着用成形品をレーザー溶着した複合成形体。
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