JPWO2019088073A1 - レーザー溶着体 - Google Patents
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Abstract
Description
しかしながら、ポリブチレンテレフタレート系樹脂は、ポリカーボネート樹脂やポリスチレン系樹脂等に比べて、レーザー透過性が比較的低く、しかも反りが生じ易いため、レーザー溶着による接合強度が不十分になり易いという課題を抱えていた。
レーザー光による溶着に用いる樹脂組成物であって、(A)ポリブチレンテレフタレート系樹脂、及び(B)以下の(B−1)〜(B−5)から選ばれる少なくとも1つの樹脂を、(A)及び(B)の合計100質量部基準で、(A)50〜95質量部、(B)50〜5質量部含有し、
さらに、(A)及び(B)の合計100質量部に対し、(D)強化充填材を0〜120質量部、(E)エポキシ化合物を0〜5質量部、(F)流動改質剤を0〜10質量部、及び、(G)ニグロシン、アニリンブラック、フタロシアニン、ナフタロシアニン、ポルフィリン、ペリレン、クオテリレン、アゾ染料、アントラキノン、スクエア酸誘導体及びインモニウムから選ばれる1つ以上のレーザー光吸収性染料を0.001〜0.2質量部含有するレーザー溶着用樹脂組成物が開示されている。
(B−1)ポリエチレンテレフタレート系樹脂
(B−2)ポリカーボネート系樹脂
(B−3)芳香族ビニル系樹脂
(B−4)アクリル系樹脂
(B−5)ポリアミド系樹脂
部材Iは、ポリエステル系樹脂Aと、該ポリエステル系樹脂A100質量部に対して0.0005〜5.0質量部のレーザー光を透過し且つ吸収し得る色素材(「レーザー光透過吸収色素材」と称する)とを含み、且つ、前記ポリエステル系樹脂Aは、少なくともポリブチレンテレフタレート共重合樹脂を含む樹脂であり、
部材IIは、ポリエステル系樹脂Bと、該ポリエステル系樹脂B100質量部に対して0.15〜10.00質量部のレーザー光を透過せずに吸収し得る色素材(「レーザー光吸収色素材」と称する)とを含み、且つ、前記ポリエステル系樹脂Bは、以下の(B1)(B2)及び(B3)のうちのいずれかを含有する樹脂であることを特徴とするレーザー溶着体を提案する。
(B2)ポリブチレンテレフタレートホモポリマー(B2−1)と、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂及び芳香族ビニル系樹脂からなる群から選択される少なくとも1種の樹脂(B2−2)とを含む樹脂
(B3)ポリブチレンテレフタレート共重合樹脂(B3−1)と、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂及び芳香族ビニル系樹脂からなる群から選択される少なくとも1種の樹脂(B3−2)とを含む樹脂
本発明の実施形態の一例に係るレーザー溶着体(「本レーザー溶着体」と称する)は、ポリブチレンテレフタレート系材料からなる2つの部材である部材Iと部材IIとがレーザー溶着によって接合一体化してなる構成を備えたレーザー溶着体である。
本レーザー溶着体は、かかる構成を備えていればよいから、他の構成を備えることは任意に可能である。
なお、ポリブチレンテレフタレート系材料とは、その材料を構成する樹脂成分の50質量%以上をポリブチレンテレフタレート又はポリブチレンテレフタレート共重合体が占める材料をいう。
部材Iは、ポリエステル系樹脂Aと、レーザー光を透過し且つ吸収し得るレーザー光透過吸収色素材とを含む樹脂組成物から成形された部材であればよい。
部材Iは、後述するようにポリエステル系樹脂A及びレーザー光透過吸収色素材以外の成分を適宜含有することができる。
ポリエステル系樹脂Aは、少なくともポリブチレンテレフタレート共重合樹脂(「共重合PBT」とも称する)を含む樹脂であることが好ましい。
中でも、ポリエステル系樹脂Aは、ポリブチレンテレフタレート共重合樹脂であるか、若しくは、ポリブチレンテレフタレート共重合樹脂とポリブチレンテレフタレートホモポリマー(「ホモPBT」とも称する)とを含む樹脂であることが好ましい。
ポリブチレンテレフタレート共重合樹脂(「共重合PBT」とも称する)は、テレフタル酸単位及び1,4−ブタンジオール単位以外の、他の共重合成分を含むポリブチレンテレフタレート共重合体である。
また、ジオール単位中の1,4−ブタンジオールの割合が、70モル%以上であることが好ましく、中でも90モル%以上であることがさらに好ましい。
他方、ダイマー酸を共重合した共重合PBTの場合は、全カルボン酸成分に占めるダイマー酸成分の割合は、カルボン酸基として0.5〜30モル%であることが好ましく、中でも1モル%以上或いは20モル%以下、その中でも3モル%以上或いは15モル%以下であることがさらに好ましい。このような共重合割合とすることにより、レーザー溶着性、長期耐熱性及び靭性のバランスに優れる傾向となり好ましい。
また、イソフタル酸を共重合した共重合PBTの場合には、全カルボン酸成分に占めるイソフタル酸成分の割合は、カルボン酸基として1〜30モル%であることが好ましく、中でも2モル%以上或いは20モル%以下、その中でも3モル%以上或いは15モル%以下であることがさらに好ましい。このような共重合割合とすることにより、レーザー溶着性、耐熱性、射出成形性及び靭性のバランスに優れる傾向となり好ましい。
共重合PBTとしては、レーザー溶着性と成形性の観点から、ポリテトラメチレングリコールを共重合した共重合PBT若しくはイソフタル酸を共重合した共重合PBTが特に好ましい。
当該固有粘度が0.5dl/g以上であれば、溶着体の機械的強度が低くなり過ぎることがなく、2.0dl/g以下であれば、流動性が低下して成形性が悪化したりレーザー溶着性が低下したりするのを防ぐことができる。
かかる観点から、共重合PBTの固有粘度は、0.5〜2.0dl/gであるものが好ましく、中でも0.6dl/g以上或いは1.5dl/g以下、その中でも0.7dl/g以上或いは1.2dl/g以下であることがさらに好ましい。
なお、固有粘度は、テトラクロロエタンとフェノールとの1:1(質量比)の混合溶媒中、30℃で測定される値である。
当該末端カルボキシル基量が60eq/ton以下であれば、樹脂組成物の溶融成形時にガスの発生を抑えることができる。
かかる観点から、共重合PBTの末端カルボキシル基量は、60eq/ton以下であることが好ましく、中でも50eq/ton以下、その中でも30eq/ton以下であることがさらに好ましい。
他方、末端カルボキシル基量の下限値は特に定めるものではない。通常は5eq/ton以上である。
なお、共重合PBTの末端カルボキシル基量は、ベンジルアルコール25mLに樹脂0.5gを溶解し、水酸化ナトリウムの0.01モル/lベンジルアルコール溶液を用いて滴定することにより、求めることができる。
末端カルボキシル基量を調整する方法としては、重合時の原料仕込み比、重合温度、減圧方法などの重合条件を調整する方法や、末端封鎖剤を反応させる方法等、従来公知の任意の方法により行えばよい。
ホモPBTは、テレフタル酸単位及び1,4−ブタンジオール単位がエステル結合した構造を有する高分子であり、テレフタル酸単位及び1,4−ブタンジオール単位からなる重合体である。
なお、ポリブチレンテレフタレートホモポリマーの末端カルボキシル基量は、ベンジルアルコール25mLに樹脂0.5gを溶解し、水酸化ナトリウムの0.01モル/lベンジルアルコール溶液を用いて滴定することにより、求めることができる。
末端カルボキシル基量を調整する方法としては、重合時の原料仕込み比、重合温度、減圧方法などの重合条件を調整する方法や、末端封鎖剤を反応させる方法等、従来公知の任意の方法により行えばよい。
当該固有粘度が0.5dl/g以上であれば、溶着体の機械的強度が低くなり過ぎることがなく、2.0dl/g以下であれば、流動性が低下して成形性が悪化したりレーザー溶着性が低下したりするのを防ぐことができる。
かかる観点から、ホモPBTの固有粘度は、0.5〜2dl/gであるものが好ましく、中でも0.6dl/g以上或いは1.5dl/g以下、その中でも0.7dl/g以上或いは1.2dl/g以下であることがさらに好ましい。
なお、固有粘度は、テトラクロロエタンとフェノールとの1:1(質量比)の混合溶媒中、30℃で測定される値である。
ポリエステル系樹脂Aとして、共重合PBTとホモPBTとを含む樹脂を選択する場合、共重合PBTの含有割合は、共重合PBTとホモPBTの合計100質量%中、5〜95質量%であることが好ましい。
共重合PBTの当該含有割合が5質量%以上であれば、成形品の反りが小さくなり、溶着時の部材IとIIの間の隙間が小さくなることによって溶着強度が高くなるから好ましく、また、共重合PBTはホモPBTに比べて融点が低く、かつ融解エンタルピーも小さくなることから、少ないレーザー光の熱エネルギーにて融解しやすく、レーザー走査速度を速く設定することが可能であり、生産性に優れるから好ましい。
当該含有割合が95質量%以下であれば成形性に優れているから好ましい。
かかる観点から、共重合PBTとホモPBTの合計100質量%中、共重合PBTの含有割合は5〜95質量%であることが好ましく、中でも10質量%以上或いは90質量%以下、その中でも20質量%以上或いは80質量%以下であることがさらに好ましい。
部材Iを構成するポリエステル樹脂Aは、共重合PBT及びホモPBT以外にも、本発明の効果を損なわない範囲で「他の樹脂」を含有してもよい。但し、共重合PBTが、部材Iを構成するポリエステル樹脂Aの主成分樹脂であることが好ましく、部材Iを構成する樹脂のうち共重合PBT及び/又は共重合PBTとホモPBTを含む樹脂が50質量%以上を占めるのが好ましく、中でも60質量%以上、その中でも70質量%以上を占めるのがさらに好ましい。
ポリエステル樹脂Aに含有し得る「他の樹脂」としては、例えばポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、芳香族ビニル系樹脂等を挙げることができる。
部材Iが含有する上記レーザー光透過吸収色素材としては、例えばニグロシンやアニリンブラックなどのアジン系、フタロシアニン系、ナフタロシアニン系、ポルフィリン系、クオテリレン系、アゾ系、アゾメチン系、アントラキノン系、スクエア酸誘導体及びインモニウム、キナクリドン系、ジオキサジン系、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などの各種有機染顔料を挙げることができる。これらのうちの一種を選択して使用することも、二種以上を組み合わせて使用することもできる。
なお、本発明において「染顔料」とは、染料乃至顔料の意味である。
アジン骨格を有するアジン系化合物の縮合混合物として、ニグロシンが好ましい。
ニグロシンは、レーザー光吸収性を有する染顔料として働き、800nm〜1200nmのレーザー光の範囲に、緩やかな吸収を有している。
ニグロシンは、例えばアニリン、アニリン塩酸塩及びニトロベンゼンを、塩化鉄の存在下、反応温度160〜190℃で酸化及び脱水縮合することにより合成することができる。ニグロシンの市販品としては、例えば、「NUBIAN(登録商標) BLACK シリーズ」(商品名、オリヱント化学工業社製)等を挙げることができる。
これら染顔料は、光線の吸収波長により呈する色が決まるが、黒色度を高めるためには、具体的には、青色を呈する染顔料(以下、青色染料と言うことがある)と、黄色を呈する染顔料(以下、黄色染料と言うことがある)と、赤色を呈する染顔料(以下、赤色染料と言うことがある)の組合せ、紫色を呈する染顔料(以下、紫色染料と言うことがある)と、黄色染料の組合せ、緑色を呈する染顔料(以下、緑色染料と言うことがある)と、赤色染料、青色染料と、茶色を呈する染顔料(以下、茶色染料と言うことがある)などの染顔料の組合せを挙げることができる。
部材Iが含有する上記レーザー光透過吸収色素材として、この染顔料を組み合わせることにより、例えば、緑色アントラキノン染顔料より、視認性が高く、黒色混合染顔料を組み合わせる場合にも、減法混色で、赤色染料、黄色染料を組み合わせることにより、着色力の高い黒色を示す着色剤を得ることができる。
最大吸収波長が590〜635nmの範囲であるアントラキノン染顔料としては、空気存在下における熱重量分析計TG/DTAの測定値(分解開始温度)が300℃以上のものを選択することが好ましい。
市販されているアントラキノン染顔料としては、例えば、「NUBIAN(登録商標)BLUE シリーズ」、「OPLAS(登録商標) BLUE シリーズ」(いずれも商品名、オリヱント化学工業社製)等が挙げられる。
赤色ペリノン染顔料の市販品としては、例えば、「NUBIAN(登録商標) RED シリーズ、OPLAS(登録商標) RED シリーズ」(いずれも商品名、オリヱント化学工業社製)等が挙げられる。
黄色アントラキノン染顔料の具体例は、C.I.ソルベント イエロー 163、C.I.バット イエロー 1、2、3等を使用することができる。それらは、1種または2種以上使用されてもよい。それらは、1種または2種以上使用されてもよい。但し、配合量が多くなると高温雰囲気下で成形体からブリードしやすくなり、耐熱変色特性が悪化する傾向がある。黄色アントラキノン染顔料の市販品としては、例えば、「NUBIAN(登録商標) YELLOW シリーズ、OPLAS(登録商標) YELLOW シリーズ」(いずれも商品名、オリヱント化学工業社製)等が挙げられる。
得られたニッケル錯体は、アゾメチン色素がキレート性の4配位子として働き、安定な錯体を構成する。
なお、部材Iが含有する上記レーザー光透過吸収色素材として用いるアゾメチンニッケル錯体はこれらに限定されるものではない。
熱可塑性ポリエステル樹脂Aとの相溶性によって、レーザー光波長において主に吸収する染顔料(X)であるニグロシン及レーザー光を主に透過する染顔料(Y)を構成する油溶性染顔料の色相が変化するため、黒色色相として好適な漆黒の成形板を得るためには、染顔料(Y)を構成する油溶性染顔料の割合を調整する必要がある。そのため、C1〜C3の含有割合は、質量比で(C1、C2、C3の合計100質量部基準で)C1:C2:C3=24〜42:24〜48:22〜46であることが好ましい。更に好ましいC1:C2:C3の比率は、24〜41:24〜39:22〜46である。
併用してよいその他の染顔料としては、アゾ染料、キナクリドン染料、ジオキサジン染料、キノフタロン染料、ペリレン染料、ペリノン染料(上記したC2とは異なる波長の化合物)、イソインドリノン染料、トリフェニルメタン染料、アントラキノン染料(上記したC1、C3とは異なる波長の化合物)、アゾメチン染料等の染料を挙げることができる。ただし、ニッケルを含まないほうが好ましい。
かかる観点から、レーザー光透過吸収色素材の含有量は、ポリエステル系樹脂Aに対して、0.0005〜5.0質量部であることが好ましく、中でも0.001質量部以上或いは4.0質量部以下、その中でも0.005質量部以上或いは3.0質量部以下であることがさらに好ましい。
レーザー光を主に吸収する染顔料(X)の含有量が0.0005質量部以上であれば吸収染顔料がむらなく分散し、レーザー光を樹脂が吸収しむらなく溶融するので好ましい。他方、当該含有量が0.6質量部以下であれば、レーザー光を透過し、樹脂の分解による発泡が起こり難いため、好ましい。
かかる観点から、レーザー光吸収する染顔料(X)含有量は、ポリエステル系樹脂A100質量部に対して、0.0005〜0.6質量部であることが好ましく、中でも0.001質量部以上或いは0.3質量部以下、その中でも0.003質量部以上或いは0.1質量部以下であることがさらに好ましい。
レーザー光を主に透過する染顔料(Y)の含有量が5.0質量部以下であれば、染顔料のブリードアウトが起こり難いため、好ましい。
かかる観点から、レーザー光を主に透過する染顔料(Y)の含有量は、ポリエステル系樹脂A100質量部に対して、0.0005〜5質量部であることが好ましく、中でも0.05質量部以上或いは4質量部以下、その中でも0.1質量部以上或いは3質量部以下であることがさらに好ましい。
部材Iは、所望に応じ、種々の添加剤を含有することが可能である。このような添加剤としては、例えば、強化充填材、耐衝撃改良剤、流動改質剤、助色剤、分散剤、安定剤、可塑剤、紫外線吸収剤、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、及びエポキシ化合物等を挙げることができる。
部材Iの形状は任意である。例えば板状であっても、矩形状であっても、その他の複雑な形状であってもよい。例えば端部突き合わせて溶着に供するような異形押出品(棒、パイプ等)でもよく、また高い防水性、気密性が必要とされる通電部品、電子部品等に用いられる金属インサートされた成形品であってもよい。
かかる観点から、部材Iのレーザー溶着する接合部の厚さは、0.2mm〜4.0mmであることが好ましく、中でも0.4mm以上或いは3.5mm以下、その中でも0.5mm以上或いは3.0mm以下であることがさらに好ましい。
また、部材Iの反射率も、限定されるものではない。但し、部材Iの反射率は、低ければ低いほど、レーザー光の損失が少なく、より多くのレーザー光が部材Iに入射される傾向がある。そのため、部材Iの反射率は、波長940nmの光線を用いて測定する場合、部材Iの厚み1.5mm以上において、1〜90%であるのが好ましく、中でも5%以上或いは80%以下、その中でも10%以上或いは70%以下、その中でも10%以上或いは60%以下であるのが特に好ましい。
部材IIは、ポリエステル系樹脂Bとレーザー光を透過せずに吸収し得るレーザー光吸収色素材を含む樹脂組成物から成形された部材であればよい。
部材IIは、後述するようにポリエステル系樹脂B及びレーザー光吸収色素材以外の成分を適宜含有することができる。
ポリエステル系樹脂Bは、以下の(B1)(B2)及び(B3)のうちのいずれかを含有することが好ましい。
部材IIのポリエステル系樹脂Bとして以下の(B1)(B2)及び(B3)のうちのいずれかを含有することにより、部材IIの反りを低減させることができ、溶着時の部材IとIIとの間の隙間を小さくすることができるので溶着強度を高くすることができる。また、溶着体の残留応力を減少させることもできる。
(B2):ポリブチレンテレフタレートホモポリマーを含むホモPBT系混合樹脂
(B3):ポリブチレンテレフタレート共重合樹脂を含む共重合PBT系混合樹脂
ポリブチレンテレフタレートホモポリマー(ホモPBT)は、ポリエステル系樹脂Aで使用し得るものとして記載したポリブチレンテレフタレートホモポリマー(ホモPBT)と同様である。
ホモPBT系混合樹脂(B2)は、ホモPBT(B2−1)と、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂及び芳香族ビニル系樹脂からなる群から選択される少なくとも1種の樹脂(B2−2)とを含む樹脂であることが好ましい。
ポリブチレンテレフタレートホモポリマー(B2−1)は、ポリエステル系樹脂Aで使用するポリブチレンテレフタレートホモポリマー(ホモPBT)と同様である。
上記ポリエチレンテレフタレート樹脂(「PET」とも称する)は、全構成繰り返し単位に対するテレフタル酸及びエチレングリコールからなるオキシエチレンオキシテレフタロイル単位を主たる構成単位とする樹脂である。
オキシエチレンオキシテレフタロイル単位以外の構成の繰り返し単位を含んでいてもよい。
また、エチレングリコール以外のジオール成分としては、例えば1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、ペンタメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ネオペンチルグリコール等の脂肪族グリコール、シクロヘキサンジメタノール等の脂環式グリコール、ビスフェノールA、ビスフェノールS等の芳香族ジヒドロキシ化合物誘導体等を挙げることができる。
なお、ポリエチレンテレフタレート樹脂の固有粘度は、テトラクロロエタンとフェノールとの1:1(質量比)の混合溶媒中、30℃で測定する値である。
末端カルボキシル基量を60eq/ton以下とすることで、樹脂材料の溶融成形時にガスが発生しにくくなり、得られるレーザー溶着用部材の機械的特性が向上する傾向にあり、逆に末端カルボキシル基量を3eq/ton以上とすることで、レーザー溶着用部材の耐熱性、滞留熱安定性や色相が向上する傾向にあり、好ましい。
かかる観点から、PETの末端カルボキシル基量は、3〜60eq/tonであることが好ましく、中でも5eq/ton以上或いは50eq/ton以下、その中でも8eq/ton以上或いは40eq/ton以下であることがさらに好ましい。
なお、ポリエチレンテレフタレート樹脂の末端カルボキシル量は、ベンジルアルコール25mLにポリエチレンテレフタレート樹脂0.5gを溶解し、水酸化ナトリウムの0.01モル/Lベンジルアルコール溶液を使用して滴定することにより、求められる値である。
末端カルボキシル基量を調整する方法としては、重合時の原料仕込み比、重合温度、減圧方法などの重合条件を調整する方法や、末端封鎖剤を反応させる方法等、従来公知の任意の方法により行えばよい。
上記ポリカーボネート樹脂(「PC」とも称する)は、ジヒドロキシ化合物又はこれと少量のポリヒドロキシ化合物を、ホスゲン又は炭酸ジエステルと反応させることによって得られる、分岐していてもよい熱可塑性重合体又は共重合体である。
PCの製造方法は、特に限定されるものではなく、従来公知のホスゲン法(界面重合法)や溶融法(エステル交換法)により製造したものを使用することができるが、溶融重合法で製造したポリカーボネート樹脂が、レーザー光透過性、レーザー溶着性の点から好ましい。
粘度平均分子量が5000以上のPCを用いると、得られる溶着体の機械的強度を維持することができ、また30000以下であれば、樹脂組成物の流動性が悪くなり成形性が悪化したり、レーザー溶着性が低下したりするのを抑えることができる。
かかる観点から、PCの粘度平均分子量は5000〜30000であることが好ましく、中でも10000以上或いは28000以下、その中でも14000以上或いは24000以下であることが更に好ましい。
なお、PCの粘度平均分子量は、溶媒としてメチレンクロライドを用い、温度25℃で測定された溶液粘度より換算される粘度平均分子量[Mv]である。
芳香族ビニル系樹脂は、芳香族ビニル構造を主成分とする重合体であり、例えば芳香族ビニル化合物としては、スチレン、α−メチルスチレン、パラメチルスチレン、ビニルトルエン、ビニルキシレン等を挙げることができる。
また、芳香族ビニル系樹脂として、芳香族ビニル化合物に他の単量体を共重合させた共重合体も用いることができる。代表的なものとしては、例えばスチレンとアクリロニトリルを共重合させたアクリロニトリル−スチレン共重合体(AS樹脂)、スチレンと無水マレイン酸を共重合させた無水マレイン酸−スチレン共重合体(無水マレイン酸変性ポリスチレン樹脂)を挙げることができる。
芳香族ビニル系樹脂としては、例えばポリスチレン(PS)、アクリロニトリル−スチレン(AS)、メチルメタクリレート−スチレン(MS)、スチレン−マレイン酸共重合体などが代表的なものである。
当該分子量が50000以上であれば、ブリードアウトを抑制することができ、成形時の分解ガス発生によるウエルド強度の低下を抑えることができる。他方、当該分子量が500000以下であれば、流動性及びレーザー溶着強度を高めることができる。
かかる観点から、芳香族ビニル系樹脂としては、GPCにより測定した質量平均分子量が50000〜500000であることが好ましく、中でも100000以上或いは400000以下、その中でも150000以上或いは300000以下であることがさらに好ましい。
当該MFRが0.1g/10分以上であれば、ポリブチレンテレフタレート樹脂と相溶性がよく、射出成形時に層剥離などの外観不良が生じるのを抑えることができる。他方、当該MFRが50g/10分以下であれば、耐衝撃性の低下を抑えることができる。
かかる観点から、芳香族ビニル系樹脂の上記メルトフローレート(MFR)は、0.1〜50g/10分であることが好ましく、中でも0.5g/10分以上或いは30g/10分以下、その中でも1g/10分以上或いは20g/10分以下であることがさらに好ましい。
芳香族ビニル系樹脂がブタジエンゴム含有ポリスチレンである場合は、200℃、49Nで測定されたMFRが0.1〜40g/10分であることが好ましく、中でも0.5g/10分以上或いは30g/10分以下、その中でも0.8g/10分以上或いは20g/10分以下であることが更に好ましい。
ホモPBT系混合樹脂(B2)が、ホモPBT(B2−1)と、PET(B2−2)とを含有する場合、PET(B2−2)の含有割合は、ホモPBT(B2−1)及びPET(B2−2)の合計100質量%中、5〜50質量%であることが好ましい。
PET(B2−2)の当該含有割合が5質量%以上であれば、レーザー溶着性能が高くなるため好ましく、当該含有割合が50質量%以下であれば成形性が良くなるので好ましい。
かかる観点から、ホモPBT(B2−1)及びPET(B2−2)の合計100質量%中、PET(B2−2)の含有割合は5〜50質量%であることが好ましく、中でも10質量%以上或いは45質量%以下、その中でも15質量%以上或いは40質量%以下であることがさらに好ましい。
ホモPBT混合樹脂(B2)が、ホモPBT(B2−1)とPC(B2−2)とを含有する場合、PC(B2−2)の含有割合は、ホモPBT(B2−1)及びPC(B2−2)の合計100質量%中、5〜50質量%であることが好ましい。
PC(B2−2)の当該含有割合が5質量%以上であればレーザー溶着性能が高くなるため好ましく、当該含有割合が50質量%以下であれば成形性が良くなるため好ましい。
かかる観点から、ホモPBT(B2−1)及びPC(B2−2)の合計100質量%中、PC(B2−2)の含有割合は5〜50質量%であることが好ましく、中でも10質量%以上或いは45質量%以下、その中でも15質量%以上或いは40質量%以下であることがさらに好ましい。
ホモPBT混合樹脂(B2)が、ホモPBT(B2−1)と芳香族ビニル系樹脂(B2−2)とを含有する場合、芳香族ビニル系樹脂(B2−2)の含有割合は、ホモPBT(B2−1)及び芳香族ビニル系樹脂(B2−2)の合計100質量%中、5〜50質量%であることが好ましい。
芳香族ビニル系樹脂(B2−2)の当該含有割合が5質量%以上であればレーザー溶着性能が高くなるため好ましく、当該含有割合が50質量%以下であれば成形性が良くなるため好ましい。
かかる観点から、ホモPBT(B2−1)及び芳香族ビニル系樹脂(B2−2)の合計100質量%中、芳香族ビニル系樹脂(B2−2)の含有割合は5〜50質量%であることが好ましく、中でも10質量%以上或いは45質量%以下、その中でも15質量%以上或いは40質量%以下であることがさらに好ましい。
例えば、(B2−2)として、芳香族ビニル系樹脂とPCを併用する場合には、ホモPBT50質量%以上、芳香族ビニル系樹脂5〜50質量%、及び、PC5〜50質量%で、合計を100質量%とすることが好ましい。
また、後述する(B3)においても、(B3−2)から複数種を用いる場合には、上記と同じ考え方にて、組み合わせることができる。
共重合PBT系混合樹脂(B3)は、共重合PBT(B3−1)と、PET、PC及び芳香族ビニル系樹脂からなる群から選択される少なくとも1種の樹脂(B3−2)とを含む樹脂組成物であることが好ましい。
また、共重合PBT系混合樹脂(B3)におけるPET、PC及び芳香族ビニル系樹脂は、ホモPBT系混合樹脂(B2)におけるPET、PC及び芳香族ビニル系樹脂とそれぞれ同様である。
共重合PBT系混合樹脂(B3)が、共重合PBT(B3−1)とPET(B3−2)とを含有する場合、PET(B3−2)の含有割合は、共重合PBT(B3−1)及びPET(B3−2)の合計100質量%中、50質量%以下であることが好ましい。
PET(B3−2)の当該含有割合が50質量%以下であれば、成形性に優れるから好ましい。
かかる観点から、共重合PBT(B3−1)及びPET(B3−2)の合計100質量%中、PET(B3−2)の含有割合は50質量%以下であることが好ましく、中でも5質量%以上或いは40質量%以下、その中でも5質量%以上或いは30質量%以下であることがさらに好ましい。
共重合PBT系混合樹脂(B3)が、共重合PBT(B3−1)とPC(B3−2)とを含有する場合、PC(B3−2)の含有割合は、共重合PBT(B3−1)及びPC(B3−2)の合計100質量%中、50質量%以下であることが好ましい。
PC(B3−2)の含有割合が50質量%以下であれば、成形性に優れるから好ましい。
かかる観点から、共重合PBT(B3−1)及びPC(B3−2)の合計100質量%中、PC(B3−2)の含有割合は50質量%以下であることが好ましく、中でも5質量%以上或いは40質量%以下、その中でも5質量%以上或いは30質量%以下であることがさらに好ましい。
共重合PBT系混合樹脂(B3)が、共重合PBT(B3−1)と芳香族ビニル系樹脂(B3−2)とを含有する場合、芳香族ビニル系樹脂(B3−2)の含有割合は、共重合PBT(B3−1)及び共重合PBT(B3−1)の合計100質量%中、50質量%以下であることが好ましい。
芳香族ビニル系樹脂(B3−2)の当該含有割合が50質量%以下であれば、成形性に優れるから好ましい。
かかる観点から、共重合PBT(B3−1)及び共重合PBT(B3−1)の合計100質量%中、芳香族ビニル系樹脂(B3−2)の含有割合は50質量%以下であることが好ましく、中でも5質量%以上或いは45質量%以下、その中でも5質量%以上或いは40質量%以下であることがさらに好ましい。
部材IIを構成するポリエステル樹脂Bは、上記した(B1)、(B2)又は(B3)以外に、本発明の効果を損なわない範囲で「他の樹脂」を含有してもよい。但し、上記した(B1)、(B2)又は(B3)が、部材IIを構成するポリエステル樹脂Bの主成分樹脂であることが好ましく、部材IIを構成する樹脂のうち(B1)、(B2)又は(B3)が50質量%以上を占めるのが好ましく、中でも60質量%以上、その中でも70質量%以上を占めるのがさらに好ましい。
ポリエステル樹脂Bが含有し得る「他の樹脂」としては、例えばホモPBT、共重合PBT、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、芳香族ビニル系樹脂等を挙げることができる。
部材IIが含有する上記レーザー光吸収色素材としては、カーボンブラックなどの黒色系着色剤、酸化チタンや硫化亜鉛等の白色系着色剤などを挙げることができ、これらのうちの少なくとも一種又は二種以上を組み合わせて用いることができる。中でも、カーボンブラックを含むものが好ましい。
カーボンブラックは、分散を容易にするため予めマスターバッチ化されたものを使用することも好ましい。
また、カーボンブラックは、漆黒性の観点から、JIS K6217で測定した窒素吸着比表面積が30〜400m2/gのものが好ましく、中でも50m2/g以上その中でも80m2/g以上であることがさらに好ましい。
レーザー光吸収色素材の含有量が0.15質量部以上であれば、レーザー照射時に樹脂が発熱して溶融し、当該含有量が10.00質量部以下であれば、急激かつ過剰な発熱による樹脂の分解を防ぐことができ、好ましい。
かかる観点から、レーザー光吸収色素材の含有量は、ポリエステル系樹脂B100質量部に対して0.15〜10.00質量部であることが好ましく、中でも5質量部以下、1質量部以下であることがさらに好ましい。
部材IIは、所望に応じ、種々の添加剤を含有することが可能である。このような添加剤としては、例えば、強化充填材、耐衝撃改良剤、流動改質剤、助色剤、分散剤、安定剤、可塑剤、紫外線吸収剤、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、及びエポキシ化合物等を挙げることができる。
部材IIの形状は任意である。例えば板状であっても、矩形状であっても、箱状であっても、その他の複雑な形状であってもよい。例えば端部突き合わせて溶着に供するような異形押出品(棒、パイプ等)でもよく、また高い防水性、気密性が必要とされる通電部品、電子部品等に用いられる金属インサートされた成形品であってもよい。
また、部材IIの反射率は、特に限定されるものではない。
溶着強度及び耐圧強度の観点から、部材Iと部材IIとの関係に関して、部材Iの融点Tm−Aと結晶化温度Tc−Aとの差((Tm−A)−(Tc−A))が、部材IIの融点Tm−Bと結晶化温度Tc−Bとの差((Tm−B)−(Tc−B))よりも大きいことがさらに好ましい。特に、吸収側部材に用いる樹脂に影響を強く受けるものの、両者の差(((Tm−A)−(Tc−A))−((Tm−B)−(Tc−B))、「部材I−部材IIの(Tm−Tc)の差」とも称する)は、0〜30℃であるのが好ましく、その中でも2℃以上或いは20℃以下であるのがより好ましく、その中でも3℃以上或いは15℃以下、その中でも4℃以上或いは10℃以下であるのがさらに好ましい。
このようにするには、例えば部材IIに用いられるポリエステル樹脂Bの混合比率の調整、各種添加材の選択ならびに配合量の調整、部材Iに用いられるポリエステル樹脂Aのレーザー光透過吸収染顔料の選択および配合量の調整などをすればよい。但しこれらの調整方法に限定するものではない。
このようにするには、例えば部材IIに用いられるポリエステル樹脂Bの混合比率の調整、各種添加材の選択ならびに配合量の調整、部材Iに用いられるポリエステル樹脂Aのレーザー光透過吸収染顔料の選択および配合量の調整をすればよい。但しこれらの調整方法に限定するものではない。
なお、融点Tm、結晶化温度Tc及び融解エンタルピーΔHmは、射出成形により成形された部材I及び部材IIの、射出成形金型のゲートからの距離が5mm以上離れた箇所からサンプルを切り出して測定することが好ましい。
部材I又は部材IIの製造方法はそれぞれ、通常の方法により樹脂組成物を作成し、通常の方法により樹脂組成物を成形すればよい。
例えば、部材I又はIIの構成する原料を混合し、一軸または二軸押出機で溶融混練すればよい。また、各成分を予め混合することなく、若しくはその一部のみを予め混合し、フィーダーを用いて押出機に供給して溶融混練して樹脂組成物を調製してもよい。
また、部材I又はIIの構成する樹脂の一部に他の樹脂の一部を配合したものを溶融混練してマスターバッチを調製し、次いでこれに残りの樹脂や他の成分を配合して溶融混練してもよい。
なお、ガラス繊維等の繊維状の強化充填材を用いる場合には、押出機のシリンダー途中のサイドフィーダーから供給することも好ましい。
溶融混練に際しての加熱温度は、通常220〜300℃の範囲から適宜選ぶことができる。温度が高すぎると分解ガスが発生しやすく、不透明化の原因になる場合がある。それ故、剪断発熱等に考慮したスクリュー構成の選定が望ましい。混練り時や、後行程の成形時の分解を抑制する為、酸化防止剤や熱安定剤の使用が望ましい。
次に、部材Iと部材IIとを重ねて、部材I側がレーザー光の光源側となるように配置し、厚み方向両側から内側方向に押し力を掛けつつ、部材Iと部材IIの重なり部分にレーザー光を照射すればよい。
照射されたレーザー光は、部材Iを厚み方向に貫いて部材IIに至るまで縦長の溶融プールを形成し、この溶融プールが冷却固化することで、部材Iと部材IIとを接合することができる。
部材Iと部材IIとを重ねる場合、例えば面接触または突合せ接触させることができる。
好ましいレーザー溶着条件については、以下に詳述する。
次に、好ましいレーザー溶着条件について説明する。但し、下記に説明する溶着条件に制限する趣旨ではない。
発振形態はCWまたはパルスのいずれでもよい。
照射方式も特に制限はない。例えばレーザーヘッドをロボットにより移動させるものや、レーザー光をミラーで反射させてスキャンするガルバノスキャン方式、多数のレーザーヘッドを装備し、溶着面に同時に照射する方式等から適宜選択できる。
レーザースポット径が0.1mm以上であれば、所望の溶着強度を得るための溶着を行いやすくなり、30mm以下であれば、容易に溶着幅を制御することが可能となる。なお、溶着面の幅、高さに合わせて、レーザー光のスポット径を選択することができる。
また、レーザー光は、接合面にフォーカスしてもよいし、デフォーカスしてもよく、求める溶着体に応じて適宜選択することが好ましい。
レーザー出力が1000W以下であれば、レーザー溶着設備費用が高くなりすぎるのを抑えることができ、1W以上であれば、十分な溶着強度を得やすくなる。
レーザー走査速度は、0.1mm/s〜20000mm/sであることが好ましく、中でも1mm/s以上或いは10000mm/s以下、その中でも10mm/s以上或いは1000mm/s以下であることがさらに好ましい。
また、レーザー走査方法に関しては、溶着効率、溶着強度、溶着外観および装置負荷の観点から、接合面の形状に合わせて、レーザーの出力、溶着予定ライン、走査速度、及び/又は走査方法を調整することが好ましい。
このようにすることで、部材IIの接合面と部材Iとが溶け合い、レーザー光の照射が停止された後には、部材Iと部材IIの溶融した部分が冷却され、固化して両部材が高い強度で溶着でき一体化することができる。
この押し力(N/mm)は、0.0002N/mm以上160N/mm以下であることが好ましく、中でも80N/mm以下、その中でも50N/mm以下、その中でも40N/mm以下、その中でも30N/mm以下、その中でも20N/mm以下であるのが特に好ましい。この範囲の押し力をかけることによって、成形品に残留応力が残りにくくなり、反り変形が小さくなり、十分な溶着強度を得やすくなる。
他方、下限としては、0.4N/mm以上であるのが好ましい。0.4N/mm以上とすることにより、接合面の密着が十分に保ちやすく、溶着を十分に行うことが可能となりやすい。
但し、レーザー走査距離が長い部材、例えばレーザー走査距離が200mm以上となる部材を溶着する際には、前記押し力(N/mm)は、10N/mm以下であることが好ましく、特には9N/mm以下であることが好ましく、より特には5N/mm以下であることが好ましく、最も好ましくは3N/mm以下である。
また、本レーザー溶着体の溶着強度(溶着条件は以下のコップ形状時の溶着条件。押し力 4.92N/mm。)は、500N以上であることが好ましく、より好ましくは550N以上、更に好ましくは600N以上である。
さらには、本レーザー溶着体の耐圧強度(溶着条件は以下のコップ形状時の溶着条件。押し力 15.8N/mm。)は、400kPa以上であることが好ましく、より好ましくは600kPa以上であり、更に好ましくは850kPa以上である。
なお、上記各種強度の測定において、試験片は、記載した押し力で溶着できる大きさのものを用いることとする。
レーザー溶着機;ファインディバイス社製 FD−2330
波長;940nm
出力;80W
スポット径;2.1mmφ
走査速度;30mm/s
照射エネルギー:2.67J/mm
走査距離;16mm
押し力;44.9N/mm
レーザー溶着機;ファインディバイス社製 FD−2330
出力;140W
スポット径;2.1mmφ
走査速度;93mm/s
照射エネルギー:1.51J/mm
走査距離;137mm
本明細書において「X〜Y」(X,Yは任意の数字)と表現する場合、特にことわらない限り「X以上Y以下」の意と共に、「好ましくはXより大きい」或いは「好ましくはYより小さい」の意も包含する。
また、「X以上」(Xは任意の数字)或いは「Y以下」(Yは任意の数字)と表現した場合、「Xより大きいことが好ましい」或いは「Y未満であることが好ましい」旨の意図も包含する。
下記実施例・比較例で得られた樹脂組成物ペレット、すなわち下記表3に示された部材I形成用の樹脂組成物ペレット又は下記表4,5に示された部材II形成用の樹脂組成物ペレットを、120℃で7時間乾燥した後、射出成形機(日精樹脂工業社製「NEX80−9E」)を用いてシリンダー温度260℃、金型温度60℃、及び、以下の射出条件で、透過率、反射率測定用の60mm×60mm×厚さ1.5mmの平板状の試験片を射出成形した。
保圧時間:15sec
冷却時間:15sec
射出速度:120mm/sec
背圧:4MPa
スクリュー回転数:80rpm
下記実施例・比較例で得られた樹脂組成物ペレット、すなわち下記表3に示された部材I形成用の樹脂組成物ペレット又は下記表4,5に示された部材II形成用の樹脂組成物ペレットを、120℃で7時間乾燥した後、射出成形機(日精樹脂工業社製「NEX80−9E」)を用いてシリンダー温度260℃、金型温度60℃、及び、上記した透過率、反射率測定用の試験片を成形した時と同じ射出条件にて、色調測定用の60mm×60mm×厚さ3mmの平板状の試験片を射出成形した。
上記で得られた平板状試験片について、L*値(SCE)を測定し、部材I又はIIのL*値として表3、表4、表5に示した。測定は、ISO7724/1に準拠した分光測色色差計(コニカミノルタオプティクス社製、CM−3600d)を用い、D65/10(反射照明・10°方向受光)、SCE(正反射光除去)測色法にて、ターゲットマスクCM−A(φ8mm)を用いて測定した。
下記実施例・比較例で得られた樹脂組成物ペレット、すなわち下記表3に示された部材I形成用の樹脂組成物ペレット又は下記表4,5に示された部材II形成用の樹脂組成物ペレットを、120℃で7時間乾燥した後、住友重機械工業社製「型式SE−50D」射出成形機を使用し、シリンダー温度260℃、金型温度80℃の条件で、図6に示す直方体状の箱型成形体を成形した。
図6は、反り性の評価のために使用した箱型成形体の斜視図であり、底面を下にした状態を示す。箱型成形体は、横25mm、縦30mm、高さ25mm、肉厚は底面が1mm、その他の側面は0.5mmである。ゲートは長径2.0mm、短径1.5mmの略楕円形の1点ゲートで、図6の手前側の側面の中央のサブマリンゲート(図6中、GATE)である。
この値が小さい程、成形品の内反り量が小さいため寸法精度が良いことを示す。
下記実施例・比較例で得られた樹脂組成物ペレット、すなわち下記表3に示された部材I形成用の樹脂組成物ペレットを、120℃で7時間乾燥した後、射出成形機(日本製鋼所社製「J55」)を用いて、シリンダー温度260℃、金型温度60℃で成形して、図1に示すような、厚さ1.5mmの黒色または乳白色の成形体(部材I)を作製した。
作製した部材Iの成形体の溶着予定部(ゲートからの距離:33mm部)を切削し、示差走査熱量測定(DSC)機(パーキンエルマー社製「Pyris Diamond」)を用いて、窒素雰囲気下、30℃から300℃まで昇温速度20℃/分で昇温し、300℃で3分保持した後、降温速度20℃/分にて降温し、融点Tm、結晶化温度Tc及び融解エンタルピーΔHmを測定し、表6〜表8において、部材IのTm、Tc、Tm−Tc及びΔHmとして示した。
なお、表6〜8の「部材I−部材IIの(Tm−Tc)の差」とは、部材Iの融点Tm−Aと結晶化温度Tc−Aとの差((Tm−A)−(Tc−A))と、部材IIの融点Tm−Bと結晶化温度Tc−Bとの差((Tm−B)−(Tc−B))との差(((Tm−A)−(Tc−A))−((Tm−B)−(Tc−B)))である。
作製した部材IIの成形体の溶着予定部(ゲートからの距離:33mm部)を切削し、示差走査熱量測定(DSC)機(パーキンエルマー社製「Pyris Diamond」)を用いて、窒素雰囲気下、30℃から300℃まで昇温速度20℃/分で昇温し、300℃で3分保持した後、降温速度20℃/分にて降温し、融点Tm、結晶化温度Tc及び融解エンタルピーΔHmを測定し、表6〜表8において、部材IIのTm、Tc、Tm−Tc及びΔHmとして示した。
なお、表6〜8において、Tm1とはDSCで測定される融点であり、複数融点が存在する場合には最も低い融点をTm1として、最も高い融点をTm2とする。また、TC1とは、DSCで測定される結晶化温度であり、Tm−TcのTmは前記の融点を、Tcは前記の結晶化温度を意味する。
部材Iの作製に当たっては、下記表2に示した成分を表2に示した割合で配合された染顔料を使用した。
下記表3に示した成分を、表3に示した配合割合で、ステンレス製タンブラーに入れ、1時間攪拌混合した。得られた混合物を、30mmのベントタイプ2軸押出機(日本製鋼所社製、「TEX30α」)のメインホッパーに投入し、ガラス繊維はホッパーからサイドフィーダーより供給し、押出機バレル設定温度を260℃、ダイを250℃、スクリュー回転数200rpm、吐出量40kg/時間の条件で混練してストランド状に押し出し、樹脂組成物のペレットを得た。
得られたペレットを120℃で7時間乾燥した後、射出成形機(日本製鋼所社製「J55」)を用いて、シリンダー温度260℃、金型温度60℃で成形して、図1に示すような、厚さ1.5mmの黒色又は乳白色の成形体(部材I)を作製した。
下記表4及び5に示した成分を、表4及び5に示した配合割合で、ステンレス製タンブラーに入れ、1時間攪拌混合した。得られた混合物を、30mmのベントタイプ2軸押出機(日本製鋼所社製、「TEX30α」)のメインホッパーに投入し、ガラス繊維はホッパーからサイドフィーダーより供給し、押出機バレル設定温度を260℃、ダイを250℃、スクリュー回転数200rpm、吐出量40kg/時間の条件で混練してストランド状に押し出し、樹脂組成物のペレットを得た。
得られたペレットを120℃で7時間乾燥した後、射出成形機(日本製鋼所社製「J55」)を用いて、シリンダー温度260℃、金型温度60℃で成形して、図2に示すような黒色又は乳白色の成形体(部材II)を作製した。
尚、光学特性、色調、及び、反り量、融点Tm、融解エンタルピーΔHm、結晶化温度Tcについては、部材Iにて説明したのと同様の方法で測定した。また、融点Tm、融解エンタルピーΔHm、結晶化温度Tcについては、作製した部材IIの成形体の溶着予定部(ゲートからの距離:42mm部)を測定した。
次に、下記表6〜8に示した組み合わせの部材I及び部材IIを選択し、図3に示すように、それぞれ穴21、22をあけて、溶着力測定用の冶具23,24を内部に入れた状態で、箱状の部材IIに蓋状の部材Iを重ね、部材I及び部材IIの重なり部分である鍔部の垂直上方位置にレーザー光源を配置し、ガラス板を用いて部材I及び部材IIの重なり部分に厚み方向両側から内側方向に4.92N/mm又は15.8N/mmの押し力(溶着時押し押し力)を掛けつつ、下記条件にて、レーザーを走査させながら、1周の周回走査を行い、冷却してレーザー溶着体を得た。
レーザー溶着機;ファインディバイス社製 FD−2330
波長 ;940nm
出力 ;140W
スポット径 ;2.1mmφ
走査速度 ;93mm/s
照射エネルギー:1.51J/mm
走査距離 ;137mm
図4に示すように、上記で作製した部材I及び部材IIからなる箱体の上面及び下面からそれぞれに測定用冶具25,26を挿入して、内部に収納した冶具23,24とそれぞれ結合させ、上下に引っ張って(引張速度:5mm/min)、部材I及び部材IIが離れる強度(溶着強度)を測定した。但し、試験前に部材Iと部材IIが剥離した場合には、試験は行うことができなかった(表中、不可と表記した)。
尚、装置はインストロン社製5544の万能型試験機を使用した。
下記表3、4及び5に示した成分を、表3、4及び5に示した配合割合で、ステンレス製タンブラーに入れ、1時間攪拌混合した。得られた混合物を、30mmのベントタイプ2軸押出機(日本製鋼所社製、「TEX30α」)のメインホッパーに投入し、ガラス繊維はホッパーからサイドフィーダーより供給し、押出機バレル設定温度を260℃、ダイを250℃、スクリュー回転数200rpm、吐出量40kg/時間の条件で混練してストランド状に押し出し、樹脂組成物のペレットを得た。
得られたペレットを120℃で7時間乾燥した後、射出成形機(日本製鋼所社製「J55」)を用いて、シリンダー温度260℃、金型温度60℃で成形して、1.5mm厚のダンベル片を射出速度100mm/secの条件で、作製した。図5に示すような黒色又は乳白色の成形体(部材I及びII)を作製した。
15.8N/mmの押し力下で溶着された溶着体の部材I中央の凸部の場所にφ3.5mmの穴を開けた後、水注入用カプラを接合する。まず溶着体内部を水で満たした後、25℃水中に浸漬させる。次に溶着体内部に送水を開始し、溶着体内部圧力を196kPa刻みで昇圧し、溶着部から圧力が抜けた時点(圧力低下した時点)を破壊最大圧力とする。但し、試験前に部材Iと部材IIが剥離した場合には、試験は行うことができなかった(表中、不可と表記した)。
尚、装置は株式会社東洋精機製「ボトル耐圧試験機」を使用した。
上記作製した溶着体を部材IIが下部になるように、PBTホモポリマー樹脂(NOVADURAN(登録商標) 5010R5ナチュラル)プレート(以下、ナチュラプレートと言う)上に置き、オーブンに入れて120℃で8時間加熱し、部材IIが接しているナチュラルプレートへ色素材が移行しているかを観察し、次の基準で評価した。但し、試験前に部材Iと部材IIが剥離した場合には、試験は行うことができなかった(表中、不可と表記した)。
〇(good):ブリードアウトは観察されなかった。
×(poor):ブリードアウトが観察された。
比較例7の組み合わせにて、出力50W、走査速度15mm/s、照射エネルギー3.33J/mm、溶着時の押し押し力4.92N/mm下の条件下で溶着した際には、溶着が可能であり、478Nの溶着強度、678Nの耐圧強度であった。走査時間が長くなったため生産性が悪化したと同時に、過剰なエネルギー照射条件のため溶着バリが多く確認され、溶着体内部に白粉も付着しており、内部電子基盤等を搭載していると電子回路への汚染が懸念された。
上記実施例及びこれまで本発明者が行ってきた試験結果から、部材Iは、レーザー光を透過し且つ吸収し得るレーザー光透過吸収色素材を含み、レーザー溶着時には、レーザー光を透過しつつ吸収し、発熱溶融するため、ベース樹脂としては透過率が5〜90%のポリブチレンテレフタレート共重合樹脂を含む樹脂であることが好ましいと考えることができる。
(B1)ポリブチレンテレフタレートホモポリマー
(B2)ポリブチレンテレフタレートホモポリマー(B2−1)と、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂及び芳香族ビニル系樹脂からなる群から選択される少なくとも1種の樹脂(B2−2)とを含む樹脂
(B3)ポリブチレンテレフタレート共重合樹脂(B3−1)と、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂及び芳香族ビニル系樹脂からなる群から選択される少なくとも1種の樹脂(B3−2)とを含む樹脂
よって、部材Iのベース樹脂としてポリブチレンテレフタレート共重合樹脂を含む樹脂を選択し、且つ、部材IIのベース樹脂として上記(B1)(B2)及び(B3)のうちのいずれかのポリブチレンテレフタレート系樹脂を選択することにより、接合強度をより一層高めることができることが分かった。
Claims (6)
- 部材Iと部材IIとが接合一体化してなる構成を備えたレーザー溶着体であって、
部材Iは、ポリエステル系樹脂Aと、該ポリエステル系樹脂A100質量部に対して0.0005〜5.0質量部のレーザー光を透過し且つ吸収し得る色素材(「レーザー光透過吸収色素材」と称する)とを含み、且つ、前記ポリエステル系樹脂Aは、少なくともポリブチレンテレフタレート共重合樹脂を含む樹脂であり、
部材IIは、ポリエステル系樹脂Bと、該ポリエステル系樹脂B100質量部に対して0.15〜10.00質量部のレーザー光を透過せずに吸収し得る色素材(「レーザー光吸収色素材」と称する)とを含み、且つ、前記ポリエステル系樹脂Bは、以下の(B1)(B2)及び(B3)のうちのいずれかを含有する樹脂であることを特徴とするレーザー溶着体。
(B1)ポリブチレンテレフタレートホモポリマー
(B2)ポリブチレンテレフタレートホモポリマー(B2−1)と、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂及び芳香族ビニル系樹脂からなる群から選択される少なくとも1種の樹脂(B2−2)とを含む樹脂
(B3)ポリブチレンテレフタレート共重合樹脂(B3−1)と、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂及び芳香族ビニル系樹脂からなる群から選択される少なくとも1種の樹脂(B3−2)とを含む樹脂 - 上記ポリエステル系樹脂Aは、ポリブチレンテレフタレート共重合樹脂であるか、若しくは、ポリブチレンテレフタレート共重合樹脂とポリブチレンテレフタレートホモポリマーとを含む樹脂であることを特徴とする請求項1に記載のレーザー溶着体。
- 部材I又は部材IIの上記ポリブチレンテレフタレート共重合樹脂は、共重合成分としてイソフタル酸を含み、且つ全カルボン酸成分に占めるイソフタル酸成分の割合がカルボン酸基として1〜30モル%であることを特徴とする請求項1又は2に記載のレーザー溶着体。
- 上記レーザー光透過吸収色素材は、アジン骨格を有するアジン系化合物の混合物を含有することを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載のレーザー溶着体。
- 上記レーザー光吸収色素材は、カーボンブラックを含むことを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載のレーザー溶着体。
- 部材Iは、レーザー光を透過すると共に吸収し得る部材であり、他方の部材IIはレーザー光を吸収し得る部材であることを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載のレーザー溶着体。
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