KR20230015316A

KR20230015316A - 레이저 용착용 투과성 수지 조성물, 키트, 성형품 및 성형품의 제조 방법

Info

Publication number: KR20230015316A
Application number: KR1020227035552A
Authority: KR
Inventors: 후미히토 오카모토
Original assignee: 미쓰비시 엔지니어링-플라스틱스 코포레이션
Priority date: 2020-05-25
Filing date: 2021-05-20
Publication date: 2023-01-31
Also published as: JPWO2021241380A1; CN115698184A; EP4159789A1; EP4159789A4; CN118667330A; WO2021241380A1

Abstract

기계적 강도나 저휨성 등의 물성이 우수하고, 또한, 광선 투과율이 높은 레이저 용착용 투과성 수지 조성물, 키트, 성형품 및 성형품의 제조 방법의 제공. 결정성 열가소성 수지 100 질량부에 대하여, 두께 0.1 ∼ 2 ㎛ 의 유리 플레이크 10 ∼ 120 질량부와, 광 투과성 색소를 포함하는, 레이저 용착용 투과성 수지 조성물.

Description

레이저 용착용 투과성 수지 조성물, 키트, 성형품 및 성형품의 제조 방법

본 발명은 레이저 용착용 투과성 수지 조성물, 키트, 성형품 및 성형품의 제조 방법에 관한 것이다.

열가소성 수지는, 가공이 용이하고, 그 우수한 특성을 살려, 차량 부품, 전기·전자 기기 부품, 그 밖의 정밀 기기 부품 등에 폭넓게 사용되고 있다. 최근에는 형상이 복잡한 부품도 열가소성 수지, 특히, 결정성 열가소성 수지로 제조되도록 되어 왔으며, 인테이크 매니폴드와 같은 중공부를 갖는 부품 등의 접착에는, 각종 용착 기술, 구체적으로는, 접착제 용착, 진동 용착, 초음파 용착, 열판 용착, 사출 용착, 레이저 용착 기술 등이 사용되고 있다.

그러나, 접착제에 의한 용착은, 경화될 때까지의 시간적 로스에 더하여, 주위의 오염 등의 환경 부하의 문제가 있다. 초음파 용착, 열판 용착 등은, 진동, 열에 의한 제품에 대한 데미지나, 마모 분말이나 버의 발생에 의해 후처리가 필요하게 되는 등의 문제가 지적되고 있다. 또, 사출 용착은, 특수한 금형이나 성형기가 필요한 경우가 많고, 또한 재료의 유동성이 좋지 않으면 사용할 수 없다는 등의 문제가 있다.

한편, 레이저 용착은, 레이저광에 대해 투과성 (비흡수성, 약흡수성이라고도 한다) 을 갖는 수지 부재 (이하, 「투과 수지 부재」 라고 하는 경우가 있다) 와, 레이저광에 대해 흡수성을 갖는 수지 부재 (이하, 「흡수 수지 부재」 라고 하는 경우가 있다) 를 접촉하여 용착하여, 양 수지 부재를 접합시키는 방법이다. 구체적으로는, 투과 수지 부재측으로부터 레이저광을 접합면에 조사하여, 접합면을 형성하는 흡수 수지 부재를 레이저광의 에너지로 용융시켜 접합하는 방법이다. 레이저 용착은, 마모 분말이나 버의 발생이 없고, 제품에 대한 데미지도 적고, 또한 폴리아미드 수지 자체, 레이저 투과율이 비교적 높은 재료이므로, 폴리아미드 수지 제품의 레이저 용착 기술에 의한 가공이 최근 주목받고 있다.

상기 투과 수지 부재는, 통상, 광 투과성 수지 조성물을 성형하여 얻어진다. 이와 같은 광 투과성 수지 조성물로서, 특허문헌 1 에는, (A) 폴리아미드 수지 100 질량부에 대하여, (B) 23 ℃ 의 굴절률이 1.560 ∼ 1.600 인 강화 충전재 1 ∼ 150 질량부를 배합하여 이루어지는 수지 조성물로서, 상기 (A) 폴리아미드 수지의 적어도 1 종을 구성하는, 적어도 1 종의 모노머가 방향 고리를 함유하는 것을 특징으로 하는, 레이저 용착용 수지 조성물이 기재되어 있다. 특허문헌 1 의 실시예에서는, 폴리아미드 MXD6 과 폴리아미드 66 의 블렌드물, 또는, 폴리아미드 6I/6T 와 폴리아미드 6 의 블렌드물에, 유리 섬유와, 착색제를 배합한 수지 조성물이 개시되어 있다.

일본 공개특허공보 2008-308526호

여기서, 레이저 용착 기술이 진보함에 있어서, 더욱 신규 재료가 요구되게 되어 있다. 특히, 기계적 강도나 저휨성 등의 물성이 우수하고, 광선 투과율이 높은 재료가 요구되게 되어 있다.

본 발명은 이러한 과제를 해결하는 것을 목적으로 하는 것으로서, 기계적 강도나 저휨성 등의 물성이 우수하고, 또한, 광선 투과율이 높은 레이저 용착용 투과성 수지 조성물, 키트, 성형품 및 성형품의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제하, 발명자가 검토를 실시한 결과, 강화 충전재로서, 두께 0.1 ∼ 2 ㎛ 의 유리 플레이크를 사용함으로써, 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 알아내었다. 구체적으로는, 하기 수단에 의해, 상기 과제는 해결되었다.

＜1＞ 결정성 열가소성 수지 100 질량부에 대하여, 두께 0.1 ∼ 2 ㎛ 의 유리 플레이크 10 ∼ 120 질량부와, 광 투과성 색소를 포함하는, 레이저 용착용 투과성 수지 조성물.

＜2＞ 상기 광 투과성 색소가 페릴렌 골격을 갖는, ＜1＞ 에 기재된 수지 조성물.

＜3＞ 상기 결정성 열가소성 수지가 폴리아미드 수지를 포함하는, ＜1＞ 또는 ＜2＞ 에 기재된 수지 조성물.

＜4＞ 상기 폴리아미드 수지가, 디아민 유래의 구성 단위와 디카르복실산 유래의 구성 단위로 구성되고, 디아민 유래의 구성 단위의 70 몰％ 이상이 자일릴렌디아민에서 유래하고, 디카르복실산 유래의 구성 단위의 70 몰％ 이상이 탄소수 4 ∼ 20 의 α,ω-직사슬 지방족 디카르복실산에서 유래하고, 자일릴렌디아민 유래의 구성 단위의 30 몰％ 이상이 메타자일릴렌디아민 유래의 구성 단위인 폴리아미드 수지를 포함하는, ＜3＞ 에 기재된 수지 조성물.

＜5＞ 상기 수지 조성물을 60 ㎜ × 60 ㎜ × 1 ㎜ 두께의 성형품으로 성형했을 때, 상기 성형품의 휨량이 1 ㎜ 이하인, ＜1＞ ∼ ＜4＞ 중 어느 하나에 기재된 수지 조성물 ; 휨량이란, 상기 성형품을 기준대에 올리고, 가장 높은 부분의 높이와 시험편의 가장 낮은 부분의 높이의 차를 말한다.

＜6＞ 상기 결정성 열가소성 수지가, 시차 주사 열량 측정 장치로 측정했을 때의 결정화 열량이 0 ∼ -1 mJ/mg 인 폴리아미드 수지를 포함하는, ＜1＞ ∼ ＜5＞ 중 어느 하나에 기재된 수지 조성물.

＜7＞＜1＞ ∼ ＜6＞ 중 어느 하나에 기재된 수지 조성물과, 열가소성 수지와 광 흡수성 색소를 포함하는 광 흡수성 수지 조성물을 갖는 키트.

＜8＞＜1＞ ∼ ＜6＞ 중 어느 하나에 기재된 수지 조성물 또는 ＜7＞ 에 기재된 키트로 형성된 성형품.

＜9＞＜1＞ ∼ ＜6＞ 중 어느 하나에 기재된 수지 조성물로 형성된 성형품과, 열가소성 수지와 광 흡수성 색소를 포함하는 광 흡수성 수지 조성물로 형성된 성형품을, 레이저 용착시키는 것을 포함하는, 성형품의 제조 방법.

본 발명에 의해, 기계적 강도나 저휨성 등의 물성이 우수하고, 또한, 광선 투과율이 높은 레이저 용착용 투과성 수지 조성물, 키트, 성형품 및 성형품의 제조 방법을 제공 가능하게 되었다.

도 1 은, 실시예에 있어서의 휨의 높이를 측정하는 방법을 설명하기 위한 개략도이다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태 (이하, 간단히 「본 실시형태」 라고 한다) 에 대해 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 본 실시형태는, 본 발명을 설명하기 위한 예시이고, 본 발명은 본 실시형태에만 한정되지 않는다.

또한, 본 명세서에 있어서 「∼」 란 그 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 의미로 사용된다.

본 명세서에 있어서, 각종 물성값 및 특성값은, 특별히 서술하지 않는 한 23 ℃ 에 있어서의 것으로 한다.

본 실시형태의 레이저 용착용 투과성 수지 조성물 (이하, 간단히, 「본 실시형태의 수지 조성물」 이라고 하는 경우가 있다) 은, 결정성 열가소성 수지 100 질량부에 대하여, 두께 0.1 ∼ 2 ㎛ 의 유리 플레이크 10 ∼ 120 질량부와, 광 투과성 색소를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 기계적 강도나 저휨성 등의 물성이 우수하고, 또한, 광선 투과율이 높은 레이저 용착용 투과성 수지 조성물을 제공 가능해진다. 이전부터, 기계적 강도나 저휨성 등의 달성을 위해서, 무기 충전재를 배합하는 것은 실시되어 왔다. 그러나, 지금까지, 무기 충전재의 형상이 광 투과성에 영향을 미치는 것은 전혀 알려지지 않았다. 본 발명에서는, 놀랍게도, 무기 충전재로서, 두께 0.1 ∼ 2 ㎛ 의 유리 플레이크를 채용함으로써, 기계적 강도나 저휨성에 더하여, 광선 투과율을 향상 가능한 것을 알아낸 것이다.

＜결정성 열가소성 수지＞

본 실시형태의 수지 조성물은, 결정성 열가소성 수지를 포함한다. 결정성 열가소성 수지로는, 폴리아미드 수지, 폴리아세탈 수지, 폴리에스테르 수지 (바람직하게는, 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지) 등이 예시되고, 폴리아미드 수지 및 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지가 바람직하고, 폴리아미드 수지가 보다 바람직하다. 결정성 폴리아미드 수지를 사용하면, 성형품을 성형할 때, 보다 빠르게 경화시킬 수 있다. 또, 결정성 폴리아미드 수지를 사용하면, 얻어지는 수지 조성물이 내유성이나 내그리스성, 윤활성, 슬라이딩성, 내마모성, 내마찰성에 대해서도 우수한 경향이 있다.

결정성 열가소성 수지란, 수지의 온도가 결정화 온도까지 저하되어, 고화되었을 때, 분자가 규칙적으로 늘어선 「결정 부분」 을 갖는 것이다.

본 실시형태의 수지 조성물은, 결정성 열가소성 수지가 30 질량％ 이상을 차지하는 것이 바람직하고, 40 질량％ 이상을 차지하는 것이 보다 바람직하고, 45 질량％ 이상을 차지하는 것이 더욱 바람직하다. 또, 수지 조성물에 있어서의 결정성 열가소성 수지의 함유량의 상한값으로는, 90 질량％ 이하인 것이 바람직하고, 80 질량％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 75 질량％ 이하인 것이 더욱 바람직하다.

본 실시형태의 수지 조성물은, 결정성 열가소성 수지를 1 종만 포함하고 있어도 되고, 2 종 이상 포함하고 있어도 된다. 2 종 이상 포함하는 경우, 합계량이 상기 범위가 되는 것이 바람직하다.

＜＜폴리아미드 수지＞＞

본 실시형태에서 사용하는 폴리아미드 수지는 특별히 정하는 것은 아니며, 공지된 폴리아미드 수지를 사용할 수 있다. 예를 들어, 폴리아미드 수지로는, 일본 공개특허공보 2011-132550호의 단락 0011 ∼ 0013 의 기재를 참작할 수 있다.

본 실시형태에서 사용하는 폴리아미드 수지는, 지방족 폴리아미드 수지여도 되고, 반방향족 폴리아미드 수지여도 되고, 반방향족 폴리아미드 수지인 것이 바람직하다.

지방족 폴리아미드 수지로는, 폴리아미드 6, 폴리아미드 11, 폴리아미드 12,폴리아미드 46, 폴리아미드 66, 폴리아미드 610, 폴리아미드 612, 폴리아미드 1010, 폴리아미드 1012 등을 들 수 있다.

한편, 반방향족 폴리아미드 수지로는, 디아민 유래의 구성 단위와 디카르복실산 유래의 구성 단위로 구성되고, 디아민 유래의 구성 단위 및 디카르복실산 유래의 구성 단위의 합계 구성 단위의 30 ∼ 70 몰％ 가 방향 고리를 포함하는 구성 단위인 것이 예시되고, 디아민 유래의 구성 단위 및 디카르복실산 유래의 구성 단위의 합계 구성 단위의 40 ∼ 60 몰％ 가 방향 고리를 포함하는 구성 단위인 것이 바람직하다. 이와 같은 반방향족 폴리아미드 수지를 사용함으로써, 얻어지는 성형품의 기계적 강도를 높게 할 수 있다. 반방향족 폴리아미드 수지로는, 테레프탈산계 폴리아미드 수지 (폴리아미드 6T, 폴리아미드 9T), 후술하는 자일릴렌디아민계 폴리아미드 수지 등이 예시된다.

본 실시형태에서 사용하는 폴리아미드 수지는, 적어도 1 종이, 디아민 유래의 구성 단위와 디카르복실산 유래의 구성 단위로 구성되고, 디아민 유래의 구성 단위의 70 몰％ 이상이 자일릴렌디아민 (바람직하게는, 자일릴렌디아민 유래의 구성 단위의 30 몰％ 이상이 메타자일릴렌디아민 유래의 구성 단위) 에서 유래하고, 디카르복실산 유래의 구성 단위의 70 몰％ 이상이, 탄소수 4 ∼ 20 의 α,ω-직사슬 지방족 디카르복실산에서 유래하는 폴리아미드 수지 (이하, 「자일릴렌디아민계 폴리아미드 수지」 라고 하는 경우가 있다) 가 바람직하다.

자일릴렌디아민계 폴리아미드 수지의 디아민 유래의 구성 단위는, 보다 바람직하게는 75 몰％ 이상, 더욱 바람직하게는 80 몰％ 이상, 한층 바람직하게는 90 몰％ 이상, 보다 한층 바람직하게는 95 몰％ 이상이 자일릴렌디아민에서 유래한다. 자일릴렌디아민계 폴리아미드 수지의 디카르복실산 유래의 구성 단위는, 보다 바람직하게는 75 몰％ 이상, 더욱 바람직하게는 80 몰％ 이상, 한층 바람직하게는 90 몰％ 이상, 보다 한층 바람직하게는 95 몰％ 이상이, 탄소수가 4 ∼ 20 의 α,ω-직사슬 지방족 디카르복실산에서 유래한다.

상기 자일릴렌디아민은, 파라자일릴렌디아민 및/또는 메타자일릴렌디아민이 바람직하고, 적어도 메타자일릴렌디아민을 포함하는 것이 보다 바람직하고, 자일릴렌디아민의 30 몰％ 이상 (바람직하게는 40 몰％ 이상, 보다 바람직하게는 50 몰％ 이상, 더욱 바람직하게는 60 몰％ 이상) 이 메타자일릴렌디아민인 것이 더욱 바람직하다. 상기 자일릴렌디아민은, 보다 바람직하게는, 30 ∼ 90 몰％ (바람직하게는 60 ∼ 90 몰％) 가 메타자일릴렌디아민이고, 70 ∼ 10 몰％ (바람직하게는 40 ∼ 10 몰％) 가 파라자일릴렌디아민이다. 메타자일릴렌디아민과 파라자일릴렌디아민의 합계는, 원료 디아민의 100 몰％ 이하이고, 90 ∼ 100 몰％ 인 것이 바람직하다.

자일릴렌디아민계 폴리아미드 수지의 원료 디아민 성분으로서 사용할 수 있는 메타자일릴렌디아민 및 파라자일릴렌디아민 이외의 디아민으로는, 테트라메틸렌디아민, 펜타메틸렌디아민, 2-메틸펜탄디아민, 헥사메틸렌디아민, 헵타메틸렌디아민, 옥타메틸렌디아민, 노나메틸렌디아민, 데카메틸렌디아민, 도데카메틸렌디아민, 2,2,4-트리메틸-헥사메틸렌디아민, 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌디아민 등의 지방족 디아민, 1,3-비스(아미노메틸)시클로헥산, 1,4-비스(아미노메틸)시클로헥산, 1,3-디아미노시클로헥산, 1,4-디아미노시클로헥산, 비스(4-아미노시클로헥실)메탄, 2,2-비스(4-아미노시클로헥실)프로판, 비스(아미노메틸)데칼린, 비스(아미노메틸)트리시클로데칸 등의 지환식 디아민, 비스(4-아미노페닐)에테르, 파라페닐렌디아민, 비스(아미노메틸)나프탈렌 등의 방향 고리를 갖는 디아민 등을 예시할 수 있고, 1 종 또는 2 종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

자일릴렌디아민계 폴리아미드 수지의 원료 디카르복실산 성분으로서 사용하는 데에 바람직한 탄소수 4 ∼ 20 의 α,ω-직사슬 지방족 디카르복실산으로는, 예를 들어 숙신산, 글루타르산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산, 아디프산, 세바크산, 운데칸이산, 도데칸이산 등의 지방족 디카르복실산을 예시할 수 있고, 1 종 또는 2 종 이상을 혼합하여 사용할 수 있지만, 이들 중에서도 폴리아미드 수지의 융점이 성형 가공하는 데에 적절한 범위가 되므로, 아디프산 또는 세바크산이 보다 바람직하다.

상기 탄소수 4 ∼ 20 의 α,ω-직사슬 지방족 디카르복실산 이외의 디카르복실산 성분으로는, 이소프탈산, 테레프탈산, 오르토프탈산 등의 프탈산 화합물, 1,2-나프탈렌디카르복실산, 1,3-나프탈렌디카르복실산, 1,4-나프탈렌디카르복실산, 1,5-나프탈렌디카르복실산, 1,6-나프탈렌디카르복실산, 1,7-나프탈렌디카르복실산, 1,8-나프탈렌디카르복실산, 2,3-나프탈렌디카르복실산, 2,6-나프탈렌디카르복실산, 2,7-나프탈렌디카르복실산과 같은 나프탈렌디카르복실산의 이성체 등을 예시할 수 있고, 1 종 또는 2 종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

또한, 디아민 유래의 구성 단위와 디카르복실산 유래의 구성 단위를 주성분으로 하여 구성되지만, 이들 이외의 구성 단위를 완전히 배제하는 것은 아니며, ε-카프로락탐이나 라우로락탐 등의 락탐류, 아미노카프로산, 아미노운데칸산 등의 지방족 아미노카르복실산류 유래의 구성 단위를 포함하고 있어도 되는 것은 말할 필요도 없다. 여기서 주성분이란, 자일릴렌디아민계 폴리아미드 수지를 구성하는 구성 단위 중, 디아민 유래의 구성 단위와 디카르복실산 유래의 구성 단위의 합계수가 전체 구성 단위 중 가장 많은 것을 말한다. 본 실시형태에서는, 자일릴렌디아민계 폴리아미드 수지에 있어서의, 디아민 유래의 구성 단위와 디카르복실산 유래의 구성 단위의 합계는, 전체 구성 단위의 90 ％ 이상을 차지하는 것이 바람직하고, 95 ％ 이상을 차지하는 것이 보다 바람직하다.

본 실시형태에서 사용하는 결정성 열가소성 수지는, 시차 주사 열량 측정 장치로 측정했을 때의 결정화 열량이 0 ∼ -1 mJ/mg 인 폴리아미드 수지를 포함하는 것이 바람직하고, 0 ∼ -0.8 mJ/mg 인 폴리아미드 수지를 포함하는 것이 보다 바람직하다. 이와 같은 폴리아미드 수지를 사용함으로써, 결정화가 효과적으로 진행되고, 시간 경과적으로 흡수했을 경우에도 기계적 강도의 현저한 저하가 일어나기 어려운 경향이 있다. 여기서 말하는, 결정화 열량은, 후술하는 실시예에 기재된 조건으로 측정한 값을 의미한다.

본 실시형태의 수지 조성물의 일 실시형태로서, 폴리아미드 수지 이외의 열가소성 수지를 실질적으로 포함하지 않는 양태를 들 수 있다. 실질적으로 포함하지 않는다란, 폴리아미드 수지 이외의 열가소성 수지의 함유량이 본 실시형태의 수지 조성물의 5 질량％ 이하인 것이 바람직하고, 3 질량％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 1 질량％ 이하인 것이 한층 바람직하다.

또, 본 실시형태에서 사용되는 폴리아세탈 수지로는, 일본 공개특허공보 2019-123836호의 단락 0009 ∼ 0012 의 기재를 참작할 수 있고, 이 내용은 본 명세서에 받아들여진다. 본 실시형태에서 사용되는 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지로는, 일본 공개특허공보 2020-019950호의 단락 0016 ∼ 0024　의 기재를 참작할 수 있고, 이 내용은 본 명세서에 받아들여진다.

＜유리 플레이크＞

본 실시형태의 수지 조성물은, 결정성 열가소성 수지 100 질량부에 대하여, 두께 0.1 ∼ 2 ㎛ 의 유리 플레이크 10 ∼ 120 질량부를 포함한다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 기계적 강도나 저휨성에 더하여, 광선 투과율을 향상시키는 것이 가능해진다.

본 실시형태에 있어서, 유리 플레이크의 두께란, 평균 두께를 말한다. 유리 플레이크의 두께는, 바람직하게는 0.3 ㎛ 이상, 보다 바람직하게는 0.4 ㎛ 이상, 더욱 바람직하게는 0.5 ㎛ 이상, 한층 바람직하게는 0.6 ㎛ 이상이다. 또, 유리 플레이크의 두께는, 바람직하게는 1.8 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 1.6 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 1.4 ㎛ 이하, 한층 바람직하게는 1.2 ㎛ 이하, 보다 한층 바람직하게는 1.0 ㎛ 이하, 더 한층 바람직하게는 0.8 ㎛ 이하이다. 여기서 평균 두께는 이하의 방법으로 측정된다.

＜＜평균 두께의 측정 방법＞＞

주사형 전자 현미경 (SEM) 을 사용하여, 100 장 이상의 유리 플레이크에 대해, 각각의 두께를 측정하고, 그 측정값을 평균을 냄으로써 구한다. 유리 플레이크 단면 (두께면) 이 주사형 전자 현미경의 조사 전자선축에 수직이 되도록, 주사형 전자 현미경의 시료대를 시료대 미동 장치에 의해 조정한다.

본 실시형태에 있어서, 유리 플레이크의 애스펙트비의 수평균값은 3 ∼ 20 인 것이 바람직하다. 애스펙트비에 대해서도, 상기 평균 두께의 측정 방법과 동일한 방법에 의해 측정된다.

상기의 유리 플레이크의 유리 조성은, A 유리, C 유리, D 유리, R 유리, S 유리 및 E 유리 등으로 대표되는 각종 유리 조성이 적용되고, 특별히 한정되지 않는다.

본 실시형태의 수지 조성물은, 결정성 열가소성 수지 100 질량부에 대하여, 두께 0.1 ∼ 2 ㎛ 의 유리 플레이크 10 ∼ 120 질량부를 포함한다. 상기 유리 플레이크는, 결정성 열가소성 수지 100 질량부에 대하여, 20 질량부 이상인 것이 바람직하고, 30 질량부 이상인 것이 보다 바람직하고, 35 질량부 이상인 것이 한층 바람직하고, 40 질량부 이상인 것이 보다 한층 바람직하고, 45 질량부 이상, 60 질량부 이상, 80 질량부 이상, 90 질량부 이상이어도 된다. 또, 두께 0.1 ∼ 2 ㎛ 의 유리 플레이크는, 결정성 열가소성 수지 100 질량부에 대하여, 120 질량부 이하인 것이 바람직하고, 115 질량부 이하인 것이 보다 바람직하고, 110 질량부 이하인 것이 더욱 바람직하고, 105 질량부 이하여도 된다.

두께 0.1 ∼ 2 ㎛ 의 유리 플레이크는, 본 실시형태의 수지 조성물 중, 10 ∼ 60 질량％ 를 차지하는 것이 바람직하고, 20 ∼ 60 질량％ 를 차지하는 것이 보다 바람직하고, 25 ∼ 55 질량％ 여도 된다.

본 실시형태의 수지 조성물은, 두께 0.1 ∼ 2 ㎛ 의 유리 플레이크를 1 종만 포함하고 있어도 되고, 2 종 이상 포함하고 있어도 된다. 2 종 이상 포함하는 경우, 합계량이 상기 범위가 되는 것이 바람직하다.

본 실시형태의 수지 조성물은, 두께 0.1 ∼ 2 ㎛ 의 유리 플레이크 이외의 다른 무기 충전재를 포함하고 있어도 되고, 포함하고 있지 않아도 된다.

다른 무기 충전재로는, 섬유상, 인편상, 구상, 침상의 무기 충전재를 들 수 있고, 성분으로는 유리, 금속 산화물, 금속 수산화물, 탄산염, 황산염 등이 예시된다.

본 실시형태의 수지 조성물의 실시형태의 일례는, 두께 0.1 ∼ 2 ㎛ 의 유리 플레이크 이외의 다른 무기 충전재를 실질적으로 포함하지 않는 수지 조성물이다. 실질적으로 포함하지 않는다란, 두께 0.1 ∼ 2 ㎛ 의 유리 플레이크 이외의 무기 충전재의 함유량이, 수지 조성물에 포함되는 무기 충전재의 전체량의 5 질량％ 이하인 것을 말하고, 3 질량％ 이하인 것이 바람직하고, 1 질량％ 이하인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 본 실시형태에 있어서의 무기 충전재는, 핵제에 해당하는 것을 포함하지 않는 것으로 한다.

＜광 투과성 색소＞

본 실시형태의 수지 조성물은, 광 투과성 색소를 포함한다. 광 투과성 색소를 포함함으로써, 얻어지는 성형품에 색미 (色味) 를 갖게 할 수 있고, 성형품의 외관을 향상시킬 수 있다. 특히, 본 실시형태의 수지 조성물로 성형되는 투과 수지 부재와, 상세를 후술하는 흡수 수지 부재의 색미를 통일할 수 있어, 얻어지는 성형품 (레이저 용착체) 의 외관을 향상시킬 수 있다.

본 실시형태에서 사용하는 광 투과성 색소는, 통상, 흑색 색소이고, 구체적으로는, 니그로신 골격, 나프탈로시아닌 골격, 아닐린 블랙 골격, 프탈로시아닌 골격, 포르피린 골격, 페리논 골격, 쿼터릴렌 골격, 아조 골격, 안트라퀴논 골격, 피라졸론 골격, 스쿠아르산 유도체 골격, 페릴렌 골격, 크롬 착물, 및 임모늄 골격에서 선택되는 골격을 갖는 색소를 들 수 있고, 페릴렌 골격을 갖는 색소가 바람직하다.

광 투과성 색소란, 예를 들어, 폴리아미드 수지와, 유리 플레이크 30 질량％ 와, 색소 (광 투과성 색소라고 생각되는 색소) 0.2 질량％ 를 합계 100 질량％ 가 되도록 배합하고, 후술하는 실시예에 기재된 측정 방법으로 파장 1060 ㎚ 에 있어서의 광선 투과율을 측정했을 때, 투과율이 2 ％ 이상이 되는 색소를 말한다.

광 투과성 색소는, 염료여도 되고 안료여도 되지만, 안료가 바람직하다.

시판품으로는, 오리엔트 화학 공업사 제조의 착색제 (색소) 인 e-BIND LTW-8731H, e-BIND LTW-8701H, 아리모토 화학사 제조의 착색제인 Plast Yellow 8000, Plast Red M 8315, Oil Green 5602, LANXESS 사 제조의 착색제인 Macrolex Yellow 3G, Macrolex Red EG, Macrolex Green 3, BASF 사 제조의 착색제인 SpectrasenceK0087 (구 : Lumogen (등록상표) Black K0087, Lumogen Black FK4280), SpectrasenceK0088 (구 : Lumogen Black K0088, Lumogen Black FK4281) 등이 예시된다.

본 실시형태의 수지 조성물에 있어서의 광 투과성 색소의 함유량은, 수지 조성물 100 질량부 중, 0.001 질량부 이상인 것이 바람직하고, 0.01 질량부 이상인 것이 보다 바람직하고, 나아가서는, 0.08 질량부 이상, 0.1 질량부 이상, 0.15 질량부 이상, 0.2 질량부 이상이어도 된다. 또, 광 투과성 색소의 함유량의 상한값은, 수지 조성물 100 질량부 중, 5.0 질량부 이하인 것이 바람직하고, 3.0 질량부 이하인 것이 보다 바람직하고, 1.0 질량부 이하인 것이 한층 바람직하고, 0.8 질량부 이하, 0.5 질량부 이하, 0.4 질량부 이하, 0.3 질량부 이하여도 된다.

수지 조성물은, 광 투과성 색소를 1 종만 포함하고 있어도 되고, 2 종 이상 포함하고 있어도 된다. 2 종 이상 포함하는 경우에는, 합계량이 상기 범위가 되는 것이 바람직하다.

또, 본 실시형태의 레이저 용착용 투과성 수지 조성물은, 카본 블랙을 실질적으로 포함하지 않는 것이 바람직하다. 실질적으로 포함하지 않는다란, 예를 들어, 수지 조성물의 0.0001 질량％ 이하인 것을 말한다.

＜핵제＞

본 실시형태의 수지 조성물은, 핵제를 포함하고 있어도 된다.

핵제는, 용융 가공시에 미용융이고, 냉각 과정에 있어서 결정의 핵이 될 수 있는 것이면, 특별히 한정되지 않지만, 그 중에서도 탤크 및 탄산칼슘이 바람직하고, 탤크가 보다 바람직하다.

핵제의 수평균 입자경은, 하한값이, 0.1 ㎛ 이상인 것이 바람직하고, 1 ㎛ 이상인 것이 보다 바람직하고, 3 ㎛ 이상인 것이 보다 바람직하다. 핵제의 수평균 입자경은, 상한값이, 40 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 30 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 28 ㎛ 이하인 것이 한층 바람직하고, 15 ㎛ 이하인 것이 보다 한층 바람직하고, 10 ㎛ 이하인 것이 더 한층 바람직하다.

본 실시형태의 수지 조성물에 있어서의 핵제의 비율은, 0.01 ∼ 1 질량％ 인 것이 바람직하고, 0.1 질량％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 또, 0.5 질량％ 이하인 것이 보다 바람직하다.

본 실시형태의 수지 조성물은, 핵제를, 1 종만 포함하고 있어도 되고, 2 종 이상 포함하고 있어도 된다. 2 종 이상 포함하는 경우, 합계량이 상기 범위가 되는 것이 바람직하다.

＜구리 화합물＞

본 실시형태의 수지 조성물은, 구리 화합물을 포함하고 있어도 된다. 구리 화합물을 사용함으로써, 현저하게 우수한 내열 노화성을 달성 가능해진다.

본 실시형태에서 사용되는 구리 화합물로는, 할로겐화구리 (예를 들어, 요오드화구리, 브롬화구리, 염화구리) 및 아세트산구리가 예시되고, 요오드화 제 1 구리, 요오드화 제 2 구리, 브롬화 제 1 구리, 브롬화 제 2 구리, 아세트산 제 1 구리 및 아세트산 제 2 구리, 염화 제 1 구리, 염화 제 2 구리 중에서 바람직하게 선택되고, 요오드화 제 1 구리, 아세트산 제 1 구리 및 염화 제 1 구리에서 선택되는 것이 보다 바람직하다.

또, 구리 화합물은, 후술하는 할로겐화 알칼리 금속과 조합하여 사용하는 것이 바람직하다. 구리 화합물과, 할로겐화 알칼리 금속을 조합한 경우, 구리 화합물 : 할로겐화 알칼리 금속의 1 : 1 ∼ 1 : 15 (질량비) 의 혼합물인 것이 바람직하고, 1 : 1 ∼ 1 : 5　의 혼합물인 것이 더욱 바람직하고, 1 : 2 ∼ 1 : 4　의 혼합물인 것이 한층 바람직하다.

구리 화합물과, 할로겐화 알칼리 금속을 조합하는 경우에 대해서는, 일본 공표특허공보 2013-513681호의 단락 0046 ∼ 0048 의 기재도 참작할 수 있고, 이들 내용은 본 명세서에 받아들여진다.

본 실시형태의 수지 조성물에 있어서의 구리 화합물의 비율은, 0.01 ∼ 1 질량％ 인 것이 바람직하고, 0.03 질량％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.05 질량％ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 또, 0.5 질량％ 이하인 것이 보다 바람직하다.

본 실시형태의 수지 조성물은, 구리 화합물을, 1 종만 포함하고 있어도 되고, 2 종 이상 포함하고 있어도 된다. 2 종 이상 포함하는 경우, 합계량이 상기 범위가 되는 것이 바람직하다.

＜할로겐화 알칼리 금속＞

본 실시형태에서 사용하는 할로겐화 알칼리 금속이란, 알칼리 금속의 할로겐화물을 말한다. 알칼리 금속으로는, 칼륨 및 나트륨이 바람직하고, 칼륨이 보다 바람직하다. 또, 할로겐 원자로는, 요오드, 브롬, 염소가 바람직하고, 요오드가 보다 바람직하다. 본 실시형태에서 사용하는 할로겐화 알칼리 금속의 구체예로는, 요오드화칼륨, 브롬화칼륨, 염화칼륨 및 염화나트륨이 예시되고, 요오드화칼륨이 바람직하다.

본 실시형태의 수지 조성물에 있어서의 할로겐화 알칼리 금속의 비율은, 0.01 ∼ 1 질량％ 인 것이 바람직하고, 0.1 질량％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 또, 0.5 질량％ 이하인 것이 보다 바람직하다.

본 실시형태의 수지 조성물은, 할로겐화 알칼리 금속을, 1 종만 포함하고 있어도 되고, 2 종 이상 포함하고 있어도 된다. 2 종 이상 포함하는 경우, 합계량이 상기 범위가 되는 것이 바람직하다.

＜이형제＞

본 실시형태의 수지 조성물은, 이형제를 포함하는 것이 바람직하다. 이형제를 포함함으로써, 사출 성형 등의 금형을 사용하여 성형하는 경우에, 금형으로부터의 이형성을 향상시킬 수 있다.

이형제는, 아미드계 왁스 및 지방산 금속염에서 선택되는 적어도 1 종을 포함하는 것이 바람직하고, 지방산 금속염을 포함하는 것이 보다 바람직하다.

아미드계 왁스로는, 카르복실산아미드계 왁스나 비스아미드계 왁스가 예시되고, 카르복실산아미드계 왁스가 바람직하다.

카르복실산아미드계 왁스는, 예를 들어, 고급 지방족 모노카르복실산과 다염기산의 혼합물과 디아민 화합물의 탈수 반응에 의해 얻어진다. 고급 지방족 모노카르복실산으로는, 탄소 원자수 16 이상의 포화 지방족 모노카르복실산 및 하이드록시카르복실산이 바람직하고, 예를 들어, 팔미트산, 스테아르산, 베헨산, 몬탄산, 12-하이드록시스테아르산 등을 들 수 있다. 다염기산으로는, 이염기산 이상의 카르복실산으로, 예를 들어, 말론산, 숙신산, 아디프산, 세바크산, 피멜산, 아젤라산 등의 지방족 디카르복실산, 프탈산, 테레프탈산 등의 방향족 디카르복실산, 및 시클로헥산디카르복실산, 시클로헥실숙신산 등의 지환식 디카르복실산 등을 들 수 있다.

디아민 화합물로는, 예를 들어, 에틸렌디아민, 1,3-디아미노프로판, 1,4-디아미노부탄, 헥사메틸렌디아민, 메타자일릴렌디아민, 톨릴렌디아민, 파라자일릴렌디아민, 페닐렌디아민, 이소포론디아민 등을 들 수 있다.

본 실시형태에 있어서의 카르복실산아미드계 왁스는, 그 제조에 사용하는 고급 지방족 모노카르복실산에 대해, 다염기산의 혼합 비율을 바꿈으로써, 연화점을 임의로 조정할 수 있다. 다염기산의 혼합 비율은, 고급 지방족 모노카르복실산 2 몰에 대해, 0.18 ∼ 1 몰의 범위가 바람직하다. 또, 디아민 화합물의 사용량은, 고급 지방족 모노카르복실산 2 몰에 대해 1.5 ∼ 2 몰의 범위가 바람직하고, 사용하는 다염기산의 양에 따라 변화한다.

비스아미드계 왁스로는, 예를 들어, N,N'-메틸렌비스스테아르산아미드 및 N,N'-에틸렌비스스테아르산아미드와 같은 디아민 화합물과 지방산의 화합물, 또는 N,N'-디옥타데실테레프탈산아미드 등의 디옥타데실 이염기산 아미드를 들 수 있다.

지방산 금속염으로는, 탄소 원자수 16 ∼ 36 의 장사슬 지방산의 금속염이 바람직하고, 예를 들어, 스테아르산칼슘, 스테아르산아연, 스테아르산알루미늄, 스테아르산나트륨, 스테아르산리튬 등의 스테아르산 금속염, 및 몬탄산칼슘, 몬탄산나트륨 등의 몬탄산 금속염을 들 수 있고, 몬탄산 금속염이 바람직하다.

이형제로는, 상기 외에, 지방족 카르복실산과 알코올의 에스테르, 수평균 분자량 200 ∼ 15,000 의 지방족 탄화수소 화합물, 폴리실록산계 실리콘 오일, 케톤 왁스 등도 예시된다.

이형제의 자세한 것은, 일본 공개특허공보 2018-095706호의 단락 0055 ∼ 0061 의 기재, 일본 공개특허공보 2019-108526호의 단락 0022 ∼ 0027 의 기재를 참작할 수 있고, 이들 내용은 본 명세서에 받아들여진다.

본 실시형태의 수지 조성물에 있어서의 이형제의 함유량은, 수지 조성물 중, 0.05 질량％ 이상인 것이 바람직하고, 0.1 질량％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.2 질량％ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 상기 하한값 이상으로 함으로써, 이형성이 보다 향상되는 경향이 있다. 또, 상기 이형제의 함유량은, 3 질량％ 이하인 것이 바람직하고, 2 질량％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 1 질량％ 이하인 것이 더욱 바람직하고, 0.8 질량％ 이하인 것이 한층 바람직하고, 0.6 질량％ 이하인 것이 보다 한층 바람직하다.

본 실시형태의 수지 조성물은, 이형제를, 1 종만 포함하고 있어도 되고, 2 종 이상 포함하고 있어도 된다. 2 종 이상 포함하는 경우, 합계량이 상기 범위가 되는 것이 바람직하다.

＜다른 성분＞

본 실시형태의 수지 조성물은, 본 실시형태의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 다른 성분을 포함하고 있어도 된다. 이와 같은 첨가제로는, 두께 0.1 ∼ 2 ㎛ 의 유리 플레이크 이외의 필러, 광 안정제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 형광 증백제, 적하 방지제, 대전 방지제, 방담제, 안티 블로킹제, 유동성 개량제, 가소제, 분산제, 항바이러스제, 항균제, 난연제 등을 들 수 있다. 이들 성분은, 1 종만을 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다. 난연제는, 인계 난연제가 바람직하다. 인계 난연제로는, 포스파젠계 난연제, 포스핀산염계 난연제, 디포스핀산염계 난연제가 예시된다.

또한, 본 실시형태의 수지 조성물은, 각 성분의 합계가 100 질량％ 가 되도록, 결정성 열가소성 수지 (바람직하게는 폴리아미드 수지), 두께 0.1 ∼ 2 ㎛ 의 유리 플레이크, 및 광 투과성 색소, 나아가서는, 핵제, 구리 화합물, 할로겐화 알칼리 금속, 이형제, 다른 첨가제의 함유량 등이 조정된다. 본 실시형태에서는, 결정성 열가소성 수지, 두께 0.1 ∼ 2 ㎛ 의 유리 플레이크, 및 선택적으로 추가되는, 핵제, 구리 화합물, 할로겐화 알칼리 금속, 이형제의 합계가 수지 조성물의 99 질량％ 이상을 차지하는 양태가 예시된다.

＜수지 조성물의 물성＞

본 실시형태의 수지 조성물은, 성형품으로 했을 때, 휨이 작은 것이 바람직하다. 구체적으로는, 본 실시형태의 수지 조성물을 60 ㎜ × 60 ㎜ × 1 ㎜ 두께의 성형품으로 성형했을 때, 상기 성형품의 휨량이 2 ㎜ 이하인 것이 바람직하고, 1 ㎜ 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.9 ㎜ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 휨량이란, 상기 성형품을 기준대에 올리고, 가장 높은 부분의 높이와 시험편의 가장 낮은 부분의 높이의 차를 말한다. 자세한 것은, 후술하는 실시예의 기재에 따른다. 상기 휨량의 하한값은 0 ㎜ 가 이상적이지만, 0.05 ㎜ 이상이 실제적이다.

본 실시형태의 수지 조성물은, 4 ㎜ 두께의 ISO 인장 시험편으로 성형하고, ISO178 에 준거하여 측정한 굽힘 강도가 높은 것이 바람직하다. 구체적으로는, 상기 굽힘 강도는, 200 ㎫ 이상인 것이 바람직하다. 또, 상한은, 높으면 높은 편이 좋지만, 예를 들어, 500 ㎫ 이하가 실제적이다.

본 실시형태의 수지 조성물은, 4 ㎜ 두께의 ISO 인장 시험편으로 성형하고, ISO178 에 준거하여 측정한 굽힘 탄성률이 높은 것이 바람직하다. 구체적으로는, 상기 굽힘 탄성률은, 9000 ㎫ 이상인 것이 바람직하다. 또, 상한은, 높으면 높은 편이 좋지만, 예를 들어, 20000 ㎫ 이하가 실제적이다.

＜수지 조성물의 제조 방법＞

본 실시형태의 수지 조성물의 제조 방법은, 특별히 제한되지 않지만, 벤트구로부터 탈기할 수 있는 설비를 갖는 단축 또는 2 축의 압출기를 혼련기로서 사용하는 방법이 바람직하다. 상기 결정성 열가소성 수지 성분, 두께 0.1 ∼ 2 ㎛ 의 유리 플레이크, 광 투과성 색소 및 필요에 따라 배합되는 다른 첨가제는, 혼련기에 일괄적으로 공급해도 되고, 결정성 열가소성 수지에 다른 배합 성분을 순차 공급해도 된다. 두께 0.1 ∼ 2 ㎛ 의 유리 플레이크 등의 무기 충전재는, 혼련시에 파쇄되는 것을 억제하기 위해, 압출기의 도중부터 공급하는 것이 바람직하다. 또, 각 성분에서 선택된 2 종 이상의 성분을 미리 혼합, 혼련해 두어도 된다.

본 실시형태에서는, 광 투과성 색소는, 폴리아미드 6, 폴리아미드 66 등의 열가소성 수지로, 마스터 배치화한 것을 미리 조제한 후, 다른 성분 (열가소성 수지 등) 과 혼련하여, 본 실시형태에 있어서의 수지 조성물을 조정해도 된다.

＜성형품의 제조 방법＞

본 실시형태의 수지 조성물을 사용한 성형품의 제조 방법은, 특별히 제한되지 않고, 열가소성 수지에 대해 일반적으로 사용되고 있는 성형 방법, 즉, 사출 성형, 중공 성형, 압출 성형, 프레스 성형 등의 성형 방법을 적용할 수 있다. 본 실시형태의 수지 조성물은, 특히, 금형을 사용하여 성형하는 방법에 적합하다. 또한, 금형에 의해 냉각시키는 성형 방법에 적합하다.

본 실시형태의 키트는, 본 실시형태의 수지 조성물과, 열가소성 수지와 광 흡수성 색소를 포함하는, 광 흡수성 수지 조성물을 갖는다. 본 실시형태의 키트는, 레이저 용착에 의한 성형품의 제조에 바람직하게 사용된다.

즉, 키트에 포함되는 수지 조성물은, 광 투과성 수지 조성물로서의 역할을 하고, 광 투과성 수지 조성물을 성형하여 이루어지는 성형품은, 레이저 용착시의 레이저광에 대한 투과 수지 부재가 된다. 한편, 광 흡수성 수지 조성물을 성형하여 이루어지는 성형품은, 레이저 용착시의 레이저광에 대한 흡수 수지 부재가 된다.

＜＜광 흡수성 수지 조성물＞＞

본 실시형태에서 사용하는 광 흡수성 수지 조성물은, 열가소성 수지 (바람직하게는 결정성 열가소성 수지) 와 광 흡수성 색소를 포함한다.

열가소성 수지는, 폴리아미드 수지, 올레핀계 수지, 비닐계 수지, 스티렌계 수지, 아크릴계 수지, 폴리페닐렌에테르계 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리아세탈 수지 등이 예시되고, 수지 조성물과의 상용성이 양호한 점에서, 특히, 폴리아미드 수지, 폴리아세탈 수지, 폴리에스테르 수지 (바람직하게는, 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지) 가 바람직하고, 폴리아미드 수지가 더욱 바람직하다. 또, 열가소성 수지는 1 종이어도 되고, 2 종 이상이어도 된다.

광 흡수성 수지 조성물에 사용하는 폴리아미드 수지로는, 그 종류 등을 정하는 것은 아니지만, 상기 자일릴렌디아민계 폴리아미드 수지가 바람직하다.

광 흡수성 수지 조성물은, 또, 무기 충전재를 포함하고 있어도 된다. 무기 충전재로는, 유리 플레이크 (특히, 두께 0.1 ∼ 2 ㎛ 의 유리 플레이크), 유리 섬유, 탄소 섬유 및 레이저를 흡수하는 재료를 코트한 무기 분말 등의 레이저광을 흡수할 수 있는 필러가 예시된다.

광 흡수성 색소는, 광 투과성 색소보다, 레이저 용착시의 레이저광선을 투과하기 어려운 색소를 말한다. 광 흡수성 색소로는, 조사하는 레이저광 파장의 범위, 예를 들어, 파장 800 ㎚ ∼ 1100 ㎚ 의 범위에 극대 흡수 파장을 갖는 것이 예시된다. 본 실시형태에 있어서의 광 흡수성 색소의 일 실시형태로는, 폴리아미드 수지 (후술하는 실시예에서 합성한 MP10) 100 질량부에 대하여, 색소 0.07 질량부 배합하고, 압출기의 설정 온도 280 ℃ 에서 용융 혼련한 펠릿을 사용하여, 후술하는 실시예에 기재된 방법으로 측정한 파장 1060 ㎜ 에 있어서의 광선 투과율이 2 ％ 미만이 되는 색소를 들 수 있다. 이 때의 금형 온도는 110 ℃ 이다.

광 흡수성 색소로는, 구체적으로는, 무기 안료 (카본 블랙 (예를 들어, 아세틸렌 블랙, 램프 블랙, 서멀 블랙, 퍼니스 블랙, 채널 블랙, 케첸 블랙 등) 등의 흑색 안료, 산화철적 등의 적색 안료, 몰리브데이트 오렌지 등의 등색 안료, 산화티탄 등의 백색 안료), 유기 안료 (황색 안료, 등색 안료, 적색 안료, 청색 안료, 녹색 안료 등) 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 무기 안료는 일반적으로 은폐력이 강하기 때문에 바람직하고, 흑색 안료가 더욱 바람직하고, 카본 블랙이 한층 바람직하다.

이들 광 흡수성 색소는 2 종 이상 조합하여 사용해도 된다. 광 흡수성 색소의 함유량은, 열가소성 수지 100 질량부에 대하여 0.01 ∼ 30 질량부인 것이 바람직하다.

본 실시형태의 키트는, 레이저 용착용 투과성 수지 조성물 중의 광 투과성 색소를 제외한 성분과, 광 흡수성 수지 조성물 중의 광 흡수성 색소를 제외한 성분에 대해, 80 질량％ 이상이 공통되는 것이 바람직하고, 90 질량％ 이상이 공통되는 것이 보다 바람직하고, 95 ∼ 100 질량％ 가 공통되는 것이 한층 바람직하다.

＜＜레이저 용착 방법＞＞

다음으로, 레이저 용착 방법에 대해 설명한다. 본 실시형태에서는, 본 실시형태의 레이저 용착용 투과성 수지 조성물로 형성된 성형품 (투과 수지 부재) 과, 상기 광 흡수성 수지 조성물로 형성된 성형품 (흡수 수지 부재) 을, 레이저 용착시켜 성형품을 제조할 수 있다. 레이저 용착함으로써 투과 수지 부재와 흡수 수지 부재를, 접착제를 사용하지 않고, 강고하게 용착할 수 있다.

부재의 형상은 특별히 제한되지 않지만, 부재끼리를 레이저 용착에 의해 접합하여 사용하기 때문에, 통상, 적어도 면 접촉 지점 (평면, 곡면) 을 갖는 형상이다. 레이저 용착에서는, 투과 수지 부재를 투과한 레이저광이, 흡수 수지 부재에 흡수되고, 용융되어, 양 부재가 용착된다. 여기서, 레이저광이 투과하는 부재의 두께 (레이저광이 투과하는 부분에 있어서의 레이저 투과 방향의 두께) 는, 용도, 수지 조성물의 조성 그 외를 감안하여, 적절히 정할 수 있지만, 예를 들어, 5 ㎜ 이하이고, 바람직하게는 4 ㎜ 이하이다. 레이저가 투과하는 부재의 두께의 하한은, 예를 들어, 0.01 ㎜ 이상이다.

레이저 용착에 사용하는 레이저 광원으로는, 광 흡수성 색소의 광의 흡수 파장에 따라 정할 수 있고, 파장 800 ∼ 1100 ㎚ 의 범위의 레이저가 바람직하고, 예를 들어, 반도체 레이저 또는 파이버 레이저를 이용할 수 있다.

보다 구체적으로는, 예를 들어, 투과 수지 부재와 흡수 수지 부재를 용착하는 경우, 먼저, 양자의 용착되는 지점끼리를 서로 접촉시킨다. 이 때, 양자의 용착 지점은 면 접촉이 바람직하고, 평면끼리, 곡면끼리, 또는 평면과 곡면의 조합이어도 된다. 이어서, 투과 수지 부재측으로부터 레이저광을 조사한다. 이 때, 필요에 따라 렌즈를 이용하여 양자의 계면에 레이저광을 집광시켜도 된다. 그 집광 빔은, 투과 수지 부재 중을 투과하고, 흡수 수지 부재의 표면 근방에서 흡수되어 발열하여 용융된다. 다음으로 그 열은 열전도에 의해 투과 수지 부재에도 전해져 용융되고, 양자의 계면에 용융 풀을 형성하고, 냉각 후, 양자가 접합한다.

이와 같이 하여 투과 수지 부재와 흡수 수지 부재가 용착된 성형품 (레이저 용착체) 은, 높은 용착 강도를 갖는다. 또한, 본 실시형태에 있어서의 성형품이란, 완성품이나 부품 외에, 이들의 일부분을 이루는 부재도 포함하는 취지이다.

본 실시형태에서 레이저 용착하여 얻어진 성형품은, 기계적 강도가 양호하고, 높은 용착 강도를 갖고, 레이저광 조사에 의한 수지의 손상도 적기 때문에, 여러 가지 용도, 예를 들어, 각종 보존 용기, 전기·전자 기기 부품, 오피스 오토메이트 (OA) 기기 부품, 가전 기기 부품, 기계 기구 부품, 차량 기구 부품 등에 적용할 수 있다. 특히, 식품용 용기, 약품용 용기, 유지 제품 용기, 차량용 중공 부품 (각종 탱크, 인테이크 매니폴드 부품, 카메라 케이싱 등), 차량용 전장 부품 (각종 컨트롤 유닛, 이그니션 코일 부품 등), 모터 부품, 각종 센서 부품, 커넥터 부품, 스위치 부품, 브레이커 부품, 릴레이 부품, 코일 부품, 트랜스 부품, 램프 부품 등에 바람직하게 사용할 수 있다. 특히, 본 실시형태의 수지 조성물 및 키트는, 차재 카메라 케이싱 등의 차량용 중공 부품에 적합하다.

실시예

이하에 실시예를 들어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다. 이하의 실시예에 나타내는 재료, 사용량, 비율, 처리 내용, 처리 순서 등은, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 한, 적절히, 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 이하에 나타내는 구체예에 한정되는 것은 아니다.

실시예에서 사용한 측정 기기 등이 폐번 등에 의해 입수 곤란한 경우, 다른 동등한 성능을 갖는 기기를 사용하여 측정할 수 있다.

원료

MP10 : 메타자일릴렌디아민과 파라자일릴렌디아민 (MP 몰비율 : 7 : 3) 과 세바크산으로 구성된 폴리아미드 수지, 일본 공개특허공보 2018-119043호의 단락 0071 의 기재에 따라 합성하였다. 하기 방법으로 측정한 결정화 열량은 -0.5 mJ/mg 이었다.

MP6 : 메타자일릴렌디아민과 파라자일릴렌디아민 (몰비율 : 7 : 3) 과 아디프산으로 구성된 폴리아미드 수지, 일본 공개특허공보 2018-119043호의 단락 0072 의 기재에 따라 합성하였다. 하기 방법으로 측정한 결정화 열량은 -0.5 mJ/mg 이었다.

PA66 : 폴리아미드 66, 제조원 : INVISTA Nylon Polymer 사, 인비스타 U4800, 하기 방법으로 측정한 결정화 열량은 -0.9 mJ/mg 이었다.

결정화 열량은, 이하와 같이, 시차 주사 열량 측정 장치를 사용하여 측정하였다.

＜결정화 열량＞

합성한 수지를 펠릿화하고, 그것을 실린더 온도 280 ℃ 에서 성형한 시험편 (60 × 60 × 1 ㎜ 두께) 에 대해, 시차 주사 열량 측정 (DSC) 을 사용하여, 승온 속도 10 ℃/min, 30 ∼ 300 ℃ 에서의 결정화 열량을 측정하였다.

실린더 온도는, 폴리아미드 수지로서 MP10 을 사용한 경우에는 260 ℃, MP6 을 사용한 경우에는 280 ℃, PA66 을 사용한 경우에는 280 ℃, 금형 표면 온도는, 폴리아미드 수지로서 MP10 을 사용한 경우에는 110 ℃, MP6 을 사용한 경우에는 130 ℃, PA66 을 사용한 경우에는 90 ℃ 로 하였다.

또, DSC 에는, 히타치 하이테크 사이언스사 제조 DSC7020 을 사용하였다.

결정화 열량의 단위는, mJ/mg 으로 나타내었다.

탤크 : 하야시 화성 제조, ＃5000S

요오드화 제 1 구리 : 니혼 화학 산업사 제조, 요오드화 제 1 구리

요오드화칼륨 : 후지 필름 와코 순약사 제조

스테아르산아연 (II) : 후지 필름 와코 순약사 제조

이형제 : 닛토 화성 공업사 제조, CS8CP, 몬탄산칼슘염

광 투과성 색소 : BASF 컬러 ＆ 이펙트 재팬 주식회사 제조, Lumogen (등록상표) Black K 0088 (구 Lumogen Black FK 4281), 페릴렌 골격을 갖는 안료

무기 충전재

유리 섬유 : 닛폰 전기 글라스사 제조, ECS03T-211H

파인 플레이크 : 닛폰 판유리사 제조, 마이크로 글래스 파인 플레이크 MEG160FY-M06, 평균 두께 약 0.7 ㎛, 애스펙트비 3 ∼ 20

실시예 1 ∼ 6, 비교예 1 ∼ 6

후술하는 하기 표 1 또는 2 에 기재된 광 투과 부재 형성용 펠릿 (수지 조성물) 을 제조하였다.

구체적으로는, 후술하는 하기 표 1 또는 2 에 나타내는 각 성분으로서, 무기 충전재 (유리 섬유 및 파인 플레이크) 이외의 성분을 표 1 또는 2 에 나타내는 비율 (단위는, 질량부이다) 을 각각 칭량하고, 드라이 블렌드한 후, 2 축 압출기 (토시바 기계사 제조, TEM26SS) 의 스크루 근원으로부터 2 축 스크루식 카셋트 웨잉 피더 (쿠보타사 제조, CE-W-1-MP) 를 사용하여 투입하였다. 또, 무기 충전재에 대해서는 진동식 카셋트 웨잉 피더 (쿠보타사 제조, CE-V-1B-MP) 를 사용하여 압출기의 사이드로부터 상기 서술한 2 축 압출기에 투입하고, 수지 성분 등과 용융 혼련하여, 광 투과 부재 형성용 펠릿 (수지 조성물) 을 얻었다.

상기에서 얻어진 광 투과 부재 형성용 펠릿을, 120 ℃ 에서 4 시간 건조시킨 후, 사출 성형기 (닛세이 수지 공업사 제조 NEX140III-12EG) 를 사용하여, 광 투과 부재용 시험편 (60 ㎜ × 60 ㎜ × 1.0 ㎜ 두께) 을 제조하였다.

또, 상기의 제조 방법으로 얻어진 펠릿을 120 ℃ 에서 4 시간 건조시킨 후, 사출 성형기 (닛세이 수지 공업사 제조 NEX140III-12EG) 로, ISO 인장 시험편 (4 ㎜ 두께) 을 사출 성형하였다.

성형시에, 실린더 온도는, 폴리아미드 수지로서 MP10 을 사용한 경우에는 260 ℃, MP6 을 사용한 경우에는 280 ℃, PA66 을 사용한 경우에는 280 ℃, 금형 온도는, 수지 성분의 주성분인 폴리아미드 수지의 종류에 따라, 130 ℃ (MP6), 110 ℃ (MP10), 90 ℃ (PA66) 로 하였다.

＜굽힘 강도 및 굽힘 탄성률＞

ISO178 에 준거하여, 상기 ISO 인장 시험편 (4 ㎜ 두께) 을 사용하여, 23 ℃ 의 온도에서 굽힘 강도 (단위 : ㎫) 및 굽힘 탄성률 (단위 : ㎫) 을 측정하였다.

＜휨성 평가＞

상기에서 얻어진 광 투과 부재용 시험편 (60 ㎜ × 60 ㎜ × 1.0 ㎜ 두께) 을 기준대에 올리고, 가장 높은 부분의 높이 (Max 높이, 단위 : ㎜) 와 시험편의 가장 낮은 부분의 높이 (Min 높이, 단위 : ㎜) 를, 3 차원 형상 측정기를 사용하여, 각각 측정하고, 그 차를 산출하였다. 구체적으로는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 기준대 (1) 의 높이를 0 ㎜ 로 하고, 광 투과 부재용 시험편 (2) 을 올렸을 때의 높이 중, 가장 높은 부분 (3) 과 가장 낮은 부분 (통상 시험편의 단부) 의 차를 휨 (4) 으로서 측정하였다.

3 차원 형상 측정기는, VR-3200, 키엔스사 제조를 사용하였다.

＜광선 투과율＞

상기에서 얻어진 광 투과 부재용 시험편 (60 ㎜ × 60 ㎜ × 1.0 ㎜ 두께) 에 대해, 파장 1060 ㎚ 에 있어서의 광선 투과율을 측정하였다. 단위는 ％ 로 나타내었다.

광선 투과율의 측정은, 츠보사카 전기 제조, LMT-F1LC-PA 를 사용하여 실시하였다.

상기 결과로부터 분명한 바와 같이, 본 발명의 수지 조성물로 형성된 성형품은, 광선 투과율이 높았다 (실시예 1 ∼ 6). 이에 대해, 실시예 1 ∼ 6 에 있어서, 각각, 등량의 유리 섬유를 배합했을 경우, 광선 투과율이 낮았다 (비교예 1 ∼ 6). 이들의 결과로부터, 무기 충전재로서, 유리 섬유 대신에, 두께 0.1 ∼ 2 ㎛ 의 유리 플레이크를 사용했을 때, 광선 투과율이 향상되는 것을 알 수 있었다.

또한, 본 발명의 수지 조성물로 형성된 성형품은, 각종 기계적 강도도 높게 유지할 수 있고, 또한 휨을 효과적으로 억제할 수 있었다.

실시예 1 에 기재된 수지 조성물에 대해, 광 투과성 색소를 배합하지 않고, 대신에, 광 흡수성 색소로서 카본 블랙 마스터 배치 (미츠비시 케미컬사 제조 카본 블랙 ＃45) 를 3 질량부 배합한 것 외에는 동일하게 실시하여, 흡수 수지 부재 형성용 펠릿을 얻었다. 실시예 1 에서 얻어진 광 투과 부재 형성용 펠릿과, 상기 흡수 수지 부재 형성용 펠릿을 사용하여, 일본 공개특허공보 2018-168346호의 단락 0072, 단락 0073, 및 도 1 의 기재에 따라, 레이저 용착시켰다. 적절히 레이저 용착되어 있는 것을 확인하였다.

1 : 기준대
2 : 광 투과 부재용 시험편
3 : 높이가 가장 높은 부분
4 : 휨

Claims

결정성 열가소성 수지 100 질량부에 대하여, 두께 0.1 ∼ 2 ㎛ 의 유리 플레이크 10 ∼ 120 질량부와, 광 투과성 색소를 포함하는, 레이저 용착용 투과성 수지 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 광 투과성 색소가 페릴렌 골격을 갖는, 수지 조성물.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 결정성 열가소성 수지가 폴리아미드 수지를 포함하는, 수지 조성물.
제 3 항에 있어서,
상기 폴리아미드 수지가, 디아민 유래의 구성 단위와 디카르복실산 유래의 구성 단위로 구성되고, 디아민 유래의 구성 단위의 70 몰％ 이상이 자일릴렌디아민에서 유래하고, 디카르복실산 유래의 구성 단위의 70 몰％ 이상이 탄소수 4 ∼ 20 의 α,ω-직사슬 지방족 디카르복실산에서 유래하고, 자일릴렌디아민 유래의 구성 단위의 30 몰％ 이상이 메타자일릴렌디아민 유래의 구성 단위인 폴리아미드 수지를 포함하는, 수지 조성물.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수지 조성물을 60 ㎜ × 60 ㎜ × 1 ㎜ 두께의 성형품으로 성형했을 때, 상기 성형품의 휨량이 1 ㎜ 이하인, 수지 조성물 ; 휨량이란, 상기 성형품을 기준대에 올리고, 가장 높은 부분의 높이와 시험편의 가장 낮은 부분의 높이의 차를 말한다.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 결정성 열가소성 수지가, 시차 주사 열량 측정 장치로 측정했을 때의 결정화 열량이 0 ∼ -1 mJ/mg 인 폴리아미드 수지를 포함하는, 수지 조성물.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 수지 조성물과, 열가소성 수지와 광 흡수성 색소를 포함하는 광 흡수성 수지 조성물을 갖는 키트.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 수지 조성물 또는 제 7 항에 기재된 키트로 형성된 성형품.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 수지 조성물로 형성된 성형품과, 열가소성 수지와 광 흡수성 색소를 포함하는 광 흡수성 수지 조성물로 형성된 성형품을, 레이저 용착시키는 것을 포함하는, 성형품의 제조 방법.