JP6765425B2 - 半透明のレーザ溶着可能熱可塑性組成物、及びレーザ溶着製品 - Google Patents
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Description
・10〜80質量%の、ポリ(ブチレンテレフタレート)、ポリ(エチレンテレフタレート)、ポリ(ブチレンテレフタレート)コポリマー、及びポリ(エチレンテレフタレート)コポリマー、又はそれらの組合せからなる群より選択される部分結晶性ポリエステル成分;
・1.5〜40質量%の、スピログリコールと、エチレングリコールと、テレフタル酸及び/又はそのエステルとの混合物を含むモノマー混合物を重合することにより製造され、85〜130℃のガラス転移温度(Tg)を有する非晶性高熱コポリエステル樹脂成分(SPG PET);及び
・0.01〜5質量%の、酸化防止剤、離型剤、安定剤、又はそれらの組合せ;
を含む、熱可塑性樹脂組成物に関する。
組成物は、部分結晶性ポリエステル成分を含む。部分結晶性ポリエステル成分は、テレフタレート系(terephthalate-derived)ポリエステル、ナフタレート系(naphthalate-derived)ポリエステル、スクシネート系(succunate-derived)ポリエステル、及びフラノエート系(furanoate-derived)ポリエステルからなる群より選択されるポリエステル又はポリエステルの混合物である。そのようなポリエステルとして、限定はされないが、ポリ(エチレンテレフタレート)(PET)、ポリ(1,4−ブチレンテレフタレート)(PBT)、リサイクルPETから作られたPBT、ポリ(エチレンナフタレート)(PEN)、ポリ(ブチレンナフタレート)(PBN)、ポリ(1,3−プロピレンテレフタレート)(PPT)、及びポリ(シクロヘキシレンジメチレンテレフタレート)(PCT)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、ポリ(1,4−ブチレンスクシネート)(PBS)、グリコール修飾ポリシクロヘキシレンジメチレンテレフタレート(PCTG)、又はグリコール修飾ポリエチレンテレフタレート(PETG)、ポリ(1,4−シクロヘキシレンジメチレン)1,4−シクロヘキサンジカルボン酸(PCCD)、ポリエチレンフラノエート(PEF)、又はそれらの組合せが挙げられる。
部分結晶性ポリエステル成分に加えて、組成物は、非晶性高熱コポリエステル樹脂成分も含む。非晶性高熱コポリエステル樹脂は、典型的には、スピログリコールと、エチレングリコールと、テレフタル酸及び/又はそのエステルとの混合物を含むモノマー混合物を重合することにより製造され(SPG PET)、85〜130℃のガラス転移温度(Tg)を有する、スピログリコール修飾ポリ(エチレンテレフタレート)(SPG PET)コポリエステル樹脂である。例えば、非晶性高熱コポリエステル樹脂は、スピログリコールとエチレングリコールの45対55のモル比での混合物と、テレフタル酸及び/又はそのエステルとを含むモノマー混合物を重合することによって製造される。有用なSPG PETコポリエステルには、米国特許第6,447,859号明細書に記載されているものが含まれる。米国特許第6,447,859号明細書にて提供されるように、これらのSPG PETポリエステル樹脂は、式I:
部分結晶性ポリエステル成分及び非晶性高熱コポリエステル樹脂成分に加えて、組成物は、酸化防止剤、離型剤、安定剤、又はそれらの組合せも含む。
トリステアリン;ポリ−α−オレフィン;エポキシ化大豆油;シリコーン油を含むシリコーン;例えば、ステアリン酸メチル、ステアリン酸ステアリル、ペンタエリトリトールテトラステアラートなどのアルキルステアリルエステルなどの脂肪酸エステルのようなエステル;ステアリン酸メチルと、ポリエチレングリコールポリマー、ポリプロピレングリコールポリマー、ポリ(エチレングリコール−コ−プロピレングリコール)コポリマー、又はそれらのグリコールポリマーの少なくとも1つを含む組合せを含む親水性及び疎水性の非イオン界面活性剤と、の組み合わせ、例えば、溶媒中のステアリン酸メチル及びポリエチレン−ポリプロピレングリコールコポリマーの組合せ;密蝋、モンタン蝋、パラフィン蝋のような蝋などが含まれる。そのような材料は通常、0.001〜1質量%の量で用いられる。
式:
式:
式中、Dは、ジヒドロキシ化合物から誘導される二価基であって、例えば、C2〜10アルキレン基、C6〜20脂環式基、C6〜20芳香族基、又は、アルキレン基が2〜約6の炭素原子(具体的には、2、3、又は4炭素原子)を含むポリオキシアルキレン基であり;Tは、ジカルボン酸から誘導される二価基であって、例えば、C2〜10アルキレン基、C6〜20脂環式基、C6〜20アルキル芳香族基、又はC6〜20芳香族基であってよい。
シス異性体、トランス異性体、又はそれら異性体の少なくとも1つを含む組合せを含んでいてもよい。
上述したように、1つの態様において、本発明は、熱可塑性樹脂組成物であって、
・10〜80質量%の、ポリ(ブチレンテレフタレート)、ポリ(エチレンテレフタレート)、ポリ(ブチレンテレフタレート)コポリマー、及びポリ(エチレンテレフタレート)コポリマー、又はそれらの組合せからなる群より選択される部分結晶性ポリエステル成分;
・1.5〜40質量%の、スピログリコールと、エチレングリコールと、テレフタル酸及び/又はそのエステルとの混合物を含むモノマー混合物を重合することにより製造され、85〜130℃のガラス転移温度(Tg)を有する非晶性高熱コポリエステル樹脂(SPG PET);及び
・0.01〜5質量%の、酸化防止剤、離型剤、安定剤、又はそれらの組合せ;
を含む、熱可塑性樹脂組成物に関する。
・部分結晶性ポリエステル成分を5〜75質量%、及びSPG PETである非晶性高熱コポリエステル樹脂を1.75〜20質量%含む;
・部分結晶性ポリエステル成分を10〜70質量%、及びSPG PETである非晶性高熱コポリエステル樹脂を1.95〜18質量%含む;
・部分結晶性ポリエステル成分を15〜65質量%、及びSPG PETである非晶性高熱コポリエステル樹脂を1.95〜28質量%含む;
・部分結晶性ポリエステル成分を20〜60質量%、及びSPG PETである非晶性高熱コポリエステル樹脂を1.95〜28質量%含む;又は
・部分結晶性ポリエステル成分を30〜60質量%、及びSPG PETである非晶性高熱コポリエステル樹脂を1.95〜28質量%含む。
・57%超の980nmでの近赤外線透過率;及び
・1.8MPaの表面応力でISO 75Aに準拠して、95〜150℃の熱変形温度
を有する。
・57%超の980nmでの近赤外線透過率;及び
・1.8MPaの表面応力でISO 75Aに準拠して、95〜150℃の熱変形温度
を有する。
・57%超の980nmでの近赤外線透過率;及び
・1.8MPaの表面応力でISO 75Aに準拠して、95〜150℃の熱変形温度
を有する。
・30〜40質量%の、ポリ(ブチレンテレフタレート);
・4〜6質量%の、Tgが85〜115のスピログリコール修飾ポリ(エチレンテレフタレート)(スピログリコール対エチレングリコールのモル比は、55対45)、及びテレフタル酸又はそのエステル;
・0.05〜2質量%の、酸化防止剤、離型剤、安定剤、又はそれらの組合せ;
を含む。
・30〜40質量%の、ポリ(ブチレンテレフタレート);
・4〜6質量%の、Tgが85〜115のスピログリコール修飾ポリ(エチレンテレフタレート)(スピログリコール対エチレングリコールのモル比は55対45)、及びテレフタル酸又はそのエステル;
・0.05〜2質量%の、酸化防止剤、離型剤、安定剤、又はそれらの組合せ;及び
・30〜35質量%の、非晶性ビスフェノールAポリカーボネートホモポリマー;
を含む。
・30〜40質量%の、ポリ(ブチレンテレフタレート);
・4〜6質量%の、Tgが85〜115のスピログリコール修飾ポリ(エチレンテレフタレート)(スピログリコール対エチレングリコールのモル比は55対45)、及びテレフタル酸又はそのエステル;
・0.05〜2質量%の、酸化防止剤、離型剤、安定剤、又はそれらの組合せ;及び
・30〜35質量%の、非晶性ビスフェノールAポリカーボネートホモポリマー;
を含む。
・30〜40質量%の、ポリ(ブチレンテレフタレート);
・4〜6質量%の、Tgが85〜115のスピログリコール修飾ポリ(エチレンテレフタレート)(スピログリコール対エチレングリコールのモル比は55対45)、及びテレフタル酸又はそのエステル;
・0.05〜2質量%の、酸化防止剤、離型剤、安定剤、又はそれらの組合せ;
・30〜35質量%の、非晶性ビスフェノールAポリカーボネートホモポリマー;及び
・15〜25質量%の、ガラス繊維;
を含む。
a.10〜60質量%の、この中に記載されているようなポリ(ブチレンテレフタレート、ポリ(エチレンテレフタレート)、ポリ(ブチレンテレフタレート)コポリマー、ポリ(エチレンテレフタレート)コポリマー、及びそれらの組合せから選択される部分結晶性ポリエステル成分;
b.10〜50質量%の、この中に記載されているような非晶性ポリカーボネート;
c.5〜50質量%の、この中に記載されているような充填材;
d.0.01〜5質量%の、この中に記載されているような酸化防止剤、離型剤、安定剤、又はそれらの組合せ;
e.1.5〜40質量%の、この中に記載されているような溶融重合により調製したコポリエステルであって、スピログリコール及びエチレングリコール(それぞれ、45対55のモル比で)を含むジオール成分と、テレフタル酸及び/又はそのエステルを含むジカルボン酸成分との重縮合により製造された非晶性ポリエステル(SPG PET);
からなる製品を含み、その組成物は、厚さが2.0mmの物品に成形したとき、57%超の980nmでのNIR透過率をもたらす。
a.25〜55質量%の、この中に記載されているようなポリ(ブチレンテレフタレート、ポリ(エチレンテレフタレート)、ポリ(ブチレンテレフタレート)コポリマー、ポリ(エチレンテレフタレート)コポリマー、及びそれらの組合せから選択される部分結晶性ポリエステル成分;
b.25〜55質量%の、この中に記載されているような非晶性ポリカーボネート;
c.15〜25質量%の、この中に記載されているような充填材;
d.0.1〜2質量%の、この中に記載されているような酸化防止剤、離型剤、安定剤、又はそれらの組合せ;
e.2〜10質量%の、この中に記載されているような溶融重合により調製したコポリエステルであって、スピログリコール及びエチレングリコール(それぞれ、45対55のモル比で)を含むジオール成分と、テレフタル酸及び/又はそのエステルを含むジカルボン酸成分との重縮合により製造された非晶性ポリエステル(SPG PET);
からなる製品を含み、その組成物は、厚さが2.0mmの物品に成形したとき、57%超の980nmでのNIR透過率をもたらす。
a.30〜40質量%の、この中に記載されているようなポリ(ブチレンテレフタレート、ポリ(エチレンテレフタレート)、ポリ(ブチレンテレフタレート)コポリマー、ポリ(エチレンテレフタレート)コポリマー、及びそれらの組合せから選択される部分結晶性ポリエステル成分;
b.30〜40質量%のこの中に記載されているような非晶性ポリカーボネート;
c.18〜22質量%のこの中に記載されているような充填材;
d.0.1〜2質量%のこの中に記載されているような酸化防止剤、離型剤、安定剤、又はそれらの組合せ;
e.4〜6質量%の、この中に記載されているような溶融重合により調製したコポリエステルであって、スピログリコール及びエチレングリコール(それぞれ、45対55のモル比で)を含むジオール成分と、テレフタル酸及び/又はそのエステルを含むジカルボン酸成分との重縮合により製造された非晶性ポリエステル(SPG PET);
からなる製品を含み、
該組成物は、厚さが2.0mmの物品に成形したとき、57%超の980nmでのNIR透過率をもたらす。
・57%超の980nmでの近赤外線透過率;及び
・1.8MPaの表面応力でISO 75Aに準拠して、95〜150℃の熱変形温度
を有する。
PBT、PC及びSPG PET樹脂を、Werner&Pfleider社の25mm二軸スクリュー押出機において、表2に示す条件に従い、加工助剤、ガラス繊維、酸クエンチャーの存在下で溶融混合した。溶融ポリマーストランドを水浴中で冷却及びペレット化し、120℃で2時間乾燥し、その後、60mmx60mmのプラークを成形した(厚さ:2.0mm).
表3に示す方法に従い、成形サンプルにおいて、熱変形温度、MVR、及びアイゾット衝撃値を特定する。
実施例1〜7、及び比較例1、2を表4に示す。実施例8、比較例3、及び試験サンプルAを表5に示す。
上記のように、レーザ透過部材として実施例2、4及び5〜7を用いてレーザ溶着を実施した。結果を表10に示す。
最後に、本発明の好ましい実施態様を項分け記載する。
[実施態様1]
熱可塑性樹脂組成物であって、
・10〜80質量%の、テレフタレート系ポリエステル、ナフタレート系ポリエステル、スクシネート系ポリエステル、及びフラノエート系ポリエステル、又はそれらの組合せからなる群より選択される部分結晶性ポリエステル成分;
・1.5〜40質量%の、スピログリコールと、エチレングリコールと、テレフタル酸及び/又はそのエステルとの混合物を含むモノマー混合物を重合することにより製造され、85〜130℃のガラス転移温度(T g )を有する非晶性高熱コポリエステル樹脂(SPG PET);及び
・0.01〜5質量%の、酸化防止剤、離型剤、安定剤、又はそれらの組合せ;
を含む、熱可塑性樹脂組成物。
[実施態様2]
前記組成物から成形された厚さが2.0mmの物品が、
・57%超の980nmでの近赤外線透過率;及び
・1.8MPaの表面応力でISO 75Aに準拠して95〜150℃の熱変形温度;
を有する、実施態様1に記載の組成物。
[実施態様3]
前記部分結晶性ポリエステル成分は、ポリ(ブチレンテレフタレート)、ポリ(エチレンテレフタレート)、ポリ(ブチレンテレフタレート)コポリマー、及びポリ(エチレンテレフタレート)コポリマー、又はそれらの組合せからなる群より選択される、実施態様1に記載の組成物。
[実施態様4]
前記部分結晶性ポリエステル成分はポリ(ブチレンテレフタレート)である、実施態様1に記載の組成物。
[実施態様5]
前記非晶性高熱コポリエステル樹脂は、スピログリコールとエチレングリコールの45対55のモル比での混合物と、テレフタル酸及び/又はそのエステルとを含むモノマー混合物を重合することによって製造されたものである、実施態様1に記載の組成物。
[実施態様6]
0.1〜50質量%の非晶性ポリカーボネート又はポリカーボネートブレンドをさらに含む、実施態様1に記載の組成物。
[実施態様7]
前記ポリカーボネートは、アリールヒドロキシル末端基を有するビスフェノールAポリカーボネートである、実施態様6に記載の組成物。
[実施態様8]
0.1〜40質量%の充填材をさらに含む、実施態様1に記載の組成物。
[実施態様9]
前記充填材がガラス繊維である、実施態様8に記載の組成物。
[実施態様10]
レーザ透過部材とレーザ吸収部材とを有する物品を調製するプロセスであって、前記レーザ透過部材は実施態様1に記載の組成物を含み、前記レーザ吸収部材はNIR吸収着色剤を含有する熱可塑性組成物を含み、前記レーザ透過部材の表面の少なくとも一部は前記レーザ吸収部材の少なくとも一部と物理的に接触しており、該プロセスは、前記レーザ透過部材にレーザ光を照射することを含み、該レーザ光はレーザ透過部材を通過し、さらにレーザ吸収部材にレーザ透過部材を有効に溶着させるのに十分な熱が発生されるようにレーザ吸収部材により吸収される、プロセス。
[実施態様11]
前記レーザ吸収部材は、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリカーボネートコポリマー、又はそれらの組合せを含む、実施態様10に記載のプロセス。
[実施態様12]
前記レーザ吸収部材は、アリールヒドロキシル末端基を有するビスフェノールAポリカーボネートを含む、実施態様11に記載のプロセス。
[実施態様13]
前記レーザ吸収部材は、有機色素、金属酸化物、混合金属酸化物、複合酸化物、金属硫化物、金属ホウ化物、金属炭酸塩、金属硫酸塩、金属窒化物、六ホウ化ランタン、セシウムタングステン酸化物、インジウムスズ酸化物、アンチモンスズ酸化物、インジウム亜鉛酸化物、及びそれらの組合せからなる群より選択されるNIR吸収物質を含む、実施態様12に記載のプロセス。
[実施態様14]
前記NIR吸収物質は、レーザ溶着可能組成物の全質量に基づき0.00001〜5質量%の有効量で前記レーザ吸収部材の熱可塑性組成物中に存在する、実施態様13に記載のプロセス。
[実施態様15]
第2のレーザ吸収物品に溶着された第1のレーザ透過物品を含む、レーザ溶着成形物品であって、前記第1の物品は、
a.10〜60質量%の、テレフタレート系ポリエステル、ナフタレート系ポリエステル、スクシネート系ポリエステル、及びフラノエート系ポリエステル、又はそれらの組合せからなる群より選択される部分結晶性ポリエステル成分;
b.10〜50質量%の、非晶性ポリカーボネート;
c.5〜50質量%の、充填材;
d.0.01〜5質量%の、酸化防止剤、離型剤、安定剤、又はそれらの組合せ;
e.1.5〜40質量%の、溶融重合により調製したコポリエステルであって、スピログリコール及びエチレングリコールを(それぞれ、45対55のモル比で)含むジオール成分と、テレフタル酸及び/又はそのエステルを含むジカルボン酸成分とを含むモノマー混合物の重縮合により製造された非晶性ポリエステル(SPG PET)である、コポリエステル;
からなる製品を含み、
前記組成物は、厚さが2.0mmの物品に成形したとき、57%超の980nmでのNIR透過率をもたらす、物品。
Claims (12)
- レーザ溶着用熱可塑性樹脂組成物であって、
・10〜80質量%の、テレフタレート系ポリエステル、ナフタレート系ポリエステル、スクシネート系ポリエステル、及びフラノエート系ポリエステル、又はそれらの組合せからなる群より選択される部分結晶性ポリエステル成分;
・1.5〜40質量%の、スピログリコールと、エチレングリコールと、テレフタル酸及び/又はそのエステルとの混合物を含むモノマー混合物を重合することにより製造され、85〜130℃のガラス転移温度(Tg)を有する非晶性高熱コポリエステル樹脂(SPG PET);
・0.01〜5質量%の、酸化防止剤、離型剤、安定剤、又はそれらの組合せ;
・5〜35質量%のガラス繊維;及び
・0.1〜50質量%の非晶性ポリカーボネート
を含む、レーザ溶着用熱可塑性樹脂組成物。 - 前記組成物から成形された厚さが2.0mmの物品が、
・57%超の980nmでの近赤外線透過率;及び
・1.8MPaの表面応力でISO 75Aに準拠して95〜150℃の熱変形温度;
を有する、請求項1に記載の組成物。 - 前記部分結晶性ポリエステル成分は、ポリ(ブチレンテレフタレート)、ポリ(エチレンテレフタレート)、ポリ(ブチレンテレフタレート)コポリマー、及びポリ(エチレンテレフタレート)コポリマー、又はそれらの組合せからなる群より選択される、請求項1又は2に記載の組成物。
- 前記部分結晶性ポリエステル成分はポリ(ブチレンテレフタレート)である、請求項3に記載の組成物。
- 前記非晶性高熱コポリエステル樹脂は、スピログリコールとエチレングリコールの45対55のモル比での混合物と、テレフタル酸及び/又はそのエステルとを含むモノマー混合物を重合することによって製造されたものである、請求項1〜4のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記ポリカーボネートは、アリールヒドロキシル末端基を有するビスフェノールAポリカーボネートである、請求項1〜5のいずれか一項に記載の組成物。
- レーザ透過部材とレーザ吸収部材とを有する物品を調製するプロセスであって、
前記レーザ透過部材は、
・10〜80質量%の、テレフタレート系ポリエステル、ナフタレート系ポリエステル、スクシネート系ポリエステル、及びフラノエート系ポリエステル、又はそれらの組合せからなる群より選択される部分結晶性ポリエステル成分;
・1.5〜40質量%の、スピログリコールと、エチレングリコールと、テレフタル酸及び/又はそのエステルとの混合物を含むモノマー混合物を重合することにより製造され、85〜130℃のガラス転移温度(T g )を有する非晶性高熱コポリエステル樹脂(SPG PET);及び
・0.01〜5質量%の、酸化防止剤、離型剤、安定剤、又はそれらの組合せ
を含む熱可塑性樹脂組成物を含み、
前記レーザ吸収部材はNIR吸収着色剤を含有する熱可塑性組成物を含み、
前記レーザ透過部材の表面の少なくとも一部は前記レーザ吸収部材の少なくとも一部と物理的に接触しており、
該プロセスは、前記レーザ透過部材にレーザ光を照射することを含み、該レーザ光はレーザ透過部材を通過し、さらにレーザ吸収部材にレーザ透過部材を有効に溶着させるのに十分な熱が発生されるようにレーザ吸収部材により吸収される、プロセス。 - 前記レーザ吸収部材は、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリカーボネートコポリマー、又はそれらの組合せを含む、請求項7に記載のプロセス。
- 前記レーザ吸収部材は、アリールヒドロキシル末端基を有するビスフェノールAポリカーボネートを含む、請求項8に記載のプロセス。
- 前記レーザ吸収部材は、有機色素、金属酸化物、混合金属酸化物、複合酸化物、金属硫化物、金属ホウ化物、金属炭酸塩、金属硫酸塩、金属窒化物、六ホウ化ランタン、セシウムタングステン酸化物、インジウムスズ酸化物、アンチモンスズ酸化物、インジウム亜鉛酸化物、及びそれらの組合せからなる群より選択されるNIR吸収物質を含む、請求項9に記載のプロセス。
- 前記NIR吸収物質は、前記レーザ吸収部材の熱可塑性組成物の全質量に基づき0.00001〜5質量%の有効量で前記レーザ吸収部材の熱可塑性組成物中に存在する、請求項10に記載のプロセス。
- 第2のレーザ吸収物品に溶着された第1のレーザ透過物品を含む、レーザ溶着成形物品であって、前記第1のレーザ透過物品は、
a.10〜60質量%の、テレフタレート系ポリエステル、ナフタレート系ポリエステル、スクシネート系ポリエステル、及びフラノエート系ポリエステル、又はそれらの組合せからなる群より選択される部分結晶性ポリエステル成分;
b.10〜50質量%の、非晶性ポリカーボネート;
c.5〜50質量%の、充填材;
d.0.01〜5質量%の、酸化防止剤、離型剤、安定剤、又はそれらの組合せ;
e.1.5〜40質量%の、溶融重合により調製したコポリエステルであって、スピログリコール及びエチレングリコールを(それぞれ、45対55のモル比で)含むジオール成分と、テレフタル酸及び/又はそのエステルを含むジカルボン酸成分とを含むモノマー混合物の重縮合により製造された非晶性ポリエステル(SPG PET)である、コポリエステル;
からなる組成物を含み、
前記組成物は、厚さが2.0mmの物品に成形したとき、57%超の980nmでのNIR透過率をもたらす、物品。
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