KR20230058004A

KR20230058004A - 수지 조성물, 키트, 성형품, 및, 성형품의 제조 방법

Info

Publication number: KR20230058004A
Application number: KR1020227034747A
Authority: KR
Inventors: 다카히로 야마구치
Original assignee: 미쓰비시 엔지니어링-플라스틱스 코포레이션
Priority date: 2020-08-28
Filing date: 2021-07-30
Publication date: 2023-05-02
Also published as: EP4206285A1; WO2022044697A1; EP4206285A4; CN115885013A; JPWO2022044697A1

Abstract

수지 조성물의 성형 시의 금형 온도의 차이에 의한 성형품의 레이저 투과율의 차가 작은 수지 조성물, 그리고, 키트, 성형품, 및, 성형품의 제조 방법의 제공.
폴리아미드 수지와 결정 핵제와 광 투과성 색소를 포함하고, 결정 핵제의 함유량은, 폴리아미드 수지 100 질량부에 대하여, 5 질량부 초과 20 질량부 이하인, 수지 조성물.

Description

수지 조성물, 키트, 성형품, 및, 성형품의 제조 방법

본 발명은 수지 조성물, 키트, 성형품, 및, 성형품의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 수지 조성물은, 주로, 레이저 용착용의 광을 투과하는 측의 수지 조성물 (광 투과성 수지 조성물) 로서 사용된다.

대표적인 엔지니어링 플라스틱인 폴리아미드 수지는, 가공이 용이하고, 또한, 기계적 물성, 전기 특성, 내열성, 그 밖의 물리적·화학적 특성이 우수하다. 이 때문에, 차량 부품, 전기·전자 기기 부품, 그 밖의 정밀 기기 부품 등에 폭넓게 사용되고 있다. 최근에는 형상이 복잡한 부품도 폴리아미드 수지로 제조되도록 되어 오고 있으며, 예를 들어, 인테이크 매니폴드와 같은 중공부를 갖는 부품 등의 접착에는, 각종 용착 기술, 예를 들어, 접착제 용착, 진동 용착, 초음파 용착, 열판 용착, 사출 용착, 레이저 용착 기술 등이 사용되고 있다.

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

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

이러한 레이저 용착용의 수지 조성물은, 예를 들어, 특허문헌 1 및 특허문헌 2 에 기재가 있다.

일본 공개특허공보 2006-096808호 일본 공개특허공보 2004-299395호

여기서, 레이저 용착용의 수지 조성물은, 사출 성형 등 금형을 사용하여 성형되는 경우가 많지만, 본 발명자가 검토한 바, 금형 온도에 따라, 얻어지는 성형품의 레이저 투과율이 상이한 것을 알 수 있었다. 금형 온도에 따라, 레이저 투과율이 상이하면, 레이저 용착 부분의 강도 등이 불균일하게 되어 버리는 경우가 있다.

본 발명은, 이러한 과제를 해결하는 것을 목적으로 하는 것으로서, 수지 조성물의 성형 시의 금형 온도의 차이에 의한 성형품의 레이저 투과율의 차가 작은 수지 조성물, 그리고, 상기 수지 조성물을 사용한 키트, 성형품, 및, 성형품의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제의 아래, 본 발명자가 검토를 실시한 결과, 폴리아미드 수지에 대하여, 통상보다 많은 양의 탤크를 배합함으로써, 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 알아내었다.

구체적으로는, 하기 수단에 의해 상기 과제는 해결되었다.

＜1＞ 폴리아미드 수지와 결정 핵제와 광 투과성 색소를 포함하고, 상기 결정 핵제의 함유량은, 상기 폴리아미드 수지 100 질량부에 대하여, 5 질량부 초과 20 질량부 이하인, 수지 조성물.

＜2＞ 추가로, 상기 폴리아미드 수지 100 질량부에 대하여, 강화 섬유를 30 ∼ 120 질량부 포함하는, ＜1＞ 에 기재된 수지 조성물.

＜3＞ 상기 강화 섬유가, 유리 섬유를 포함하는, ＜2＞ 에 기재된 수지 조성물.

＜4＞ 상기 수지 조성물을 금형 온도 150 ℃ 에서 1.0 ㎜ 두께로 성형하고, ISO13468-2 에 따라서 측정한 파장 1070 ㎚ 에 있어서의 투과율과, 상기 수지 조성물을 금형 온도 110 ℃ 에서 1.0 ㎜ 두께로 성형하고, ISO13468-2 에 따라서 측정한 파장 1070 ㎚ 에 있어서의 투과율의 차가, 5 % 이하인, ＜1＞ ∼ ＜3＞ 중 어느 하나에 기재된 수지 조성물.

＜5＞ 상기 폴리아미드 수지가, 반방향족 폴리아미드 수지를 포함하는, ＜1＞ ∼ ＜4＞ 중 어느 하나에 기재된 수지 조성물.

＜6＞ 상기 폴리아미드 수지가, 디아민 유래의 구성 단위와 디카르복실산 유래의 구성 단위로 구성되고, 상기 디아민 유래의 구성 단위의 70 몰% 이상이 자일릴렌디아민에서 유래하고, 상기 디카르복실산 유래의 구성 단위의 70 몰% 이상이 탄소수 4 ∼ 20 의 α,ω-직사슬 지방족 디카르복실산에서 유래하는 자일릴렌디아민계 폴리아미드 수지를 포함하는, ＜1＞ ∼ ＜4＞ 중 어느 하나에 기재된 수지 조성물.

＜7＞ 상기 결정 핵제가, 무기 결정 핵제를 포함하는, ＜1＞ ∼ ＜6＞ 중 어느 하나에 기재된 수지 조성물.

＜8＞ 상기 무기 결정 핵제가, 탤크 및 탄산칼슘에서 선택되는 적어도 1 종을 포함하는, ＜7＞ 에 기재된 수지 조성물.

＜9＞＜1＞ ∼ ＜8＞ 중 어느 하나에 기재된 수지 조성물과, 열가소성 수지와 광 흡수성 색소를 포함하는 광 흡수성 수지 조성물을 갖는 키트.

＜10＞＜1＞ ∼ ＜8＞ 중 어느 하나에 기재된 수지 조성물 또는 ＜9＞ 에 기재된 키트로부터 형성된 성형품.

＜11＞＜1＞ ∼ ＜8＞ 중 어느 하나에 기재된 수지 조성물로부터 형성된 성형품과, 열가소성 수지와 광 흡수성 색소를 포함하는 광 흡수성 수지 조성물로부터 형성된 성형품을, 레이저 용착시키는 것을 포함하는, 성형품의 제조 방법.

본 발명에 의해, 수지 조성물의 성형 시의 금형 온도의 차이에 의한 성형품의 레이저 투과율의 차가 작은 수지 조성물, 그리고, 키트, 성형품, 및, 성형품의 제조 방법을 제공 가능하게 되었다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태 (이하, 간단히 「본 실시형태」 라고 한다) 에 대해서 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 본 실시형태는, 본 발명을 설명하기 위한 예시이며, 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 수지 조성물은, 폴리아미드 수지와 결정 핵제와 광 투과성 색소를 포함하고, 상기 결정 핵제의 함유량은, 상기 폴리아미드 수지 100 질량부에 대하여, 5 질량부 초과 20 질량부 이하인 것을 특징으로 한다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 수지 조성물의 성형 시의 금형 온도의 차이에 의한 성형품의 레이저 투과율의 차를 작게 할 수 있다.

폴리아미드 수지는, 일반적으로, 결정성 수지이며, 고화하면 결정화가 진행된다. 여기서, 결정화 속도가 느리면, 금형 온도의 차이에 의해, 얻어지는 성형품 중의 결정 상태에 차이가 나기 쉬운 것으로 추측되었다. 그리고, 결정 상태에 차이가 나면 성형품의 레이저 투과율이 달라지는 것으로 추측되었다. 본 실시형태에서는, 결정 핵제를 통상적인 사용량보다 많이 사용함으로써, 성형 후의 결정 상태를 안정시켜, 금형 온도에 상관없이 결정 상태를 균일화하고, 금형 온도에 의한 레이저 투과율의 차를 작게 할 수 있었던 것으로 추측된다. 또, 결정 상태를 안정화시킴으로써, 충분히 고화하고, 결정 사이즈도 크게 할 수 있어, 투과율을 높게 할 수 있었던 것으로 추측된다.

이하, 본 실시형태의 수지 조성물에 대해서 설명한다.

＜폴리아미드 수지＞

본 발명의 수지 조성물은, 폴리아미드 수지를 포함한다. 폴리아미드 수지로는, 공지된 것을 사용할 수 있으며, 반방향족 폴리아미드 수지 및/또는 지방족 폴리아미드 수지를 포함하는 것이 바람직하고, 반방향족 폴리아미드 수지를 포함하는 것이 보다 바람직하다.

반방향족 폴리아미드 수지란, 디아민 유래의 구성 단위와 디카르복실산 유래의 구성 단위로 구성되고, 디아민 유래의 구성 단위 및 디카르복실산 유래의 구성 단위의 합계 구성 단위의 20 ∼ 80 몰% 가 방향 고리를 포함하는 구성 단위인 것을 말한다. 이와 같은 반방향족 폴리아미드 수지를 사용함으로써, 얻어지는 성형품의 기계적 강도를 높게 할 수 있다.

반방향족 폴리아미드 수지로는, 테레프탈산계 폴리아미드 수지 (폴리아미드 6T, 폴리아미드 9T, 폴리아미드 10T, 폴리아미드 6T/6I), 후술하는 자일릴렌디아민계 폴리아미드 수지 등이 예시되고, 자일릴렌디아민계 폴리아미드 수지가 바람직하다. 또, 이들의 이소프탈산 변성 폴리아미드 수지도 바람직하다.

지방족 폴리아미드 수지로는, 락탐의 개환 중합, 아미노 카르복실산의 중축합, 디아민과 이염기산의 중축합에 의해 얻어지는 산아미드 등의 아미드 결합으로 연결된 구성 단위로 하는 고분자로서, 원료 모노머의 80 몰% 초과 (바람직하게는 90 몰% 이상) 가 비방향족 화합물인 것을 말한다.

지방족 폴리아미드 수지로는, 폴리아미드 6, 폴리아미드 11, 폴리아미드 12, 폴리아미드 46, 폴리아미드 66, 폴리아미드 610, 폴리아미드 612, 폴리아미드 6/66, 폴리아미드 1010 을 들 수 있으며, 폴리아미드 66 및 폴리아미드 6 이 바람직하다.

상기 서술한 바와 같이, 본 실시형태에서 사용하는 폴리아미드 수지는, 자일릴렌디아민계 폴리아미드 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 자일릴렌디아민계 폴리아미드 수지를 포함함으로써, 샤르피 충격 강도가 높아지는 경향이 있다.

본 실시형태에서 사용하는 자일릴렌디아민계 폴리아미드 수지는, 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 유래하는 폴리아미드 수지이다.

자일릴렌디아민계 폴리아미드 수지의 디아민 유래의 구성 단위는, 보다 바람직하게는 80 몰% 이상, 더욱 바람직하게는 85 몰% 이상, 한층 바람직하게는 90 몰% 이상, 보다 한층 바람직하게는 95 몰% 이상이 자일릴렌디아민에서 유래한다. 또, 자일릴렌디아민계 폴리아미드 수지의 디아민 유래의 구성 단위는, 그 100 몰% 이하가 자일릴렌디아민에서 유래해도 된다.

자일릴렌디아민은, 메타자일릴렌디아민 및 파라자일릴렌디아민의 적어도 1 종을 포함하는 것이 바람직하고, 10 ∼ 100 몰% 의 메타자일릴렌디아민과 90 ∼ 0 몰% 의 파라자일릴렌디아민을 포함하는 것이 바람직하고 (단, 메타자일릴렌디아민과 파라자일릴렌디아민의 합계가 100 몰% 를 초과하는 경우는 없다, 이하 동일), 20 ∼ 80 몰% 의 메타자일릴렌디아민과 80 ∼ 20 몰% 의 파라자일릴렌디아민을 포함하는 것이 더욱 바람직하고, 60 ∼ 80 몰% 메타자일릴렌디아민과 40 ∼ 20 몰% 의 파라자일릴렌디아민을 포함하는 것이 한층 바람직하다. 또, 40 ∼ 100 몰% 의 메타자일릴렌디아민과 60 ∼ 0 몰% 의 파라자일릴렌디아민을 포함하는 것도 바람직하다.

자일릴렌디아민계 폴리아미드 수지의 디카르복실산 유래의 구성 단위는, 보다 바람직하게는 80 몰% 이상, 더욱 바람직하게는 85 몰% 이상, 한층 바람직하게는 90 몰% 이상, 보다 한층 바람직하게는 95 몰% 이상이, 탄소수가 4 ∼ 20 인 α,ω-직사슬 지방족 디카르복실산에서 유래한다. 또, 자일릴렌디아민계 폴리아미드 수지의 디카르복실산 유래의 구성 단위는, 그 100 몰% 이하가 탄소수 4 ∼ 20 인 α,ω-직사슬 지방족 디카르복실산에서 유래해도 된다.

탄소수가 4 ∼ 20 인 α,ω-직사슬 지방족 디카르복실산은, 아디프산, 세바크산, 수베르산, 도데칸이산, 에이코디온산 등을 적합하게 사용할 수 있으며, 아디프산, 세바크산, 및, 도데칸이산이 보다 바람직하고, 아디프산 및 세바크산이 더욱 바람직하고, 세바크산이 한층 바람직하다.

자일릴렌디아민계 폴리아미드 수지의 원료 디아민 성분으로서 사용할 수 있는 자일릴렌디아민 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 있으며, 1 종 또는 2 종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

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 나프탈렌디카르복실산류의 이성체 등을 예시할 수 있으며, 1 종 또는 2 종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

본 실시형태에 사용되는 자일릴렌디아민계 폴리아미드 수지는, 디아민 유래의 구성 단위와 디카르복실산 유래의 구성 단위를 주성분으로 하여 구성되지만, 이들 이외의 구성 단위를 완전히 배제하는 것은 아니고, ε-카프로락탐이나 라우로락탐 등의 락탐류, 아미노카프로산, 아미노운데칸산 등의 지방족 아미노 카르복실산류 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 질량% 이상을 차지하는 것이 바람직하고, 95 질량% 이상을 차지하는 것이 보다 바람직하다.

본 실시형태의 수지 조성물은, 폴리아미드 수지 (바람직하게는, 자일릴렌디아민계 폴리아미드 수지) 를 수지 조성물의 30 ∼ 80 질량% 의 비율로 포함하는 것이 바람직하다. 폴리아미드 수지 (바람직하게는, 자일릴렌디아민계 폴리아미드 수지) 는, 수지 조성물의 35 질량% 이상의 비율로 포함하는 것이 보다 바람직하고, 40 질량% 이상의 비율로 포함하는 것이 더욱 바람직하고, 45 질량% 이상의 비율로 포함하는 것이 더욱 바람직하다. 또, 75 질량% 이하의 비율로 포함하는 것이 보다 바람직하고, 70 질량% 이하의 비율로 포함하는 것이 더욱 바람직하다.

폴리아미드 수지는, 1 종만 포함하고 있어도 되고, 2 종 이상 포함하고 있어도 된다. 2 종 이상 포함하는 경우에는, 합계량이 상기 범위가 되는 것이 바람직하다.

＜다른 수지＞

본 실시형태의 수지 조성물은, 상기 폴리아미드 수지 이외의 수지 성분을 포함하고 있어도 되고, 포함하고 있지 않아도 된다.

다른 수지로는, 엘라스토머, 비닐계 수지, 스티렌계 수지, 아크릴계 수지, 나아가서는, 폴리에스테르 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리아세탈 수지 등이 예시된다.

또한, 본 실시형태의 수지 조성물은, 폴리아미드 수지 (바람직하게는 자일릴렌디아민계 폴리아미드 수지) 이외의 다른 수지 성분을 실질적으로 포함하지 않는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 실질적으로 포함하지 않는다라는 것은, 다른 수지 성분의 함유량이, 수지 조성물의 4 질량% 이하인 것을 말하며, 1 질량% 이하인 것이 바람직하고, 0.5 질량% 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.1 질량% 이하, 나아가서는 0 질량% 여도 된다.

＜결정 핵제＞

본 실시형태의 수지 조성물은, 결정 핵제를, 폴리아미드 수지 100 질량부에 대하여, 5 질량부 초과 20 질량부 이하의 비율로 포함한다. 이와 같이, 결정 핵제의 함유량을 종래보다 많게 함으로써, 성형 시의 금형 온도에 관계없이, 얻어지는 성형품의 광선 투과율을 균일하게 할 수 있다.

결정 핵제는, 용융 가공 시에 미용융이고, 냉각 과정에 있어서 결정의 핵이 될 수 있는 것이면, 특별히 한정되지 않으며, 유기 결정 핵제여도 되고, 무기 결정 핵제여도 되고, 무기 결정 핵제인 것이 바람직하다.

무기 결정 핵제로는, 그라파이트, 2황화몰리브덴, 황산바륨, 탤크, 탄산칼슘, 인산 소다, 마이카 및 카올린이 예시되며, 탤크 및 탄산칼슘에서 선택되는 적어도 1 종인 것이 보다 바람직하고, 탤크가 더욱 바람직하다.

유기 결정 핵제로는, 특별히 한정되는 것은 아니며, 공지된 핵제를 사용할 수 있지만, 예를 들어 핵제는 디벤질리덴소르비톨계 핵제, 노니톨계 핵제, 인산에스테르염계 핵제, 로진계 핵제, 벤조산 금속염계 핵제 등에서 선택되는 적어도 1 종인 것이 바람직하다.

결정 핵제의 수평균 입자경은, 하한값이, 0.1 ㎛ 이상인 것이 바람직하다. 결정 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. 수평균 입자경을 40 ㎛ 이하로 함으로써, 결정 핵제의 배합량에 비해서, 핵이 되는 결정 핵제의 수가 많아지기 때문에, 결정 구조가 보다 안정화되는 경향이 있다.

본 실시형태의 수지 조성물에 있어서의 결정 핵제의 함유량은, 폴리아미드 수지 100 질량부에 대하여, 5 질량부 초과이며, 6 질량부 이상인 것이 바람직하고, 7 질량부 이상인 것이 보다 바람직하고, 8 질량부 이상인 것이 더욱 바람직하고, 9 질량부 이상인 것이 보다 한층 바람직하다. 상기 하한값 이상으로 함으로써, 수지 조성물의 결정 상태를 보다 충분히 안정시켜, 투과율을 보다 안정시킬 수 있다. 또, 본 실시형태의 수지 조성물에 있어서의 결정 핵제의 함유량은, 폴리아미드 수지 100 질량부에 대하여, 20 질량부 이하이며, 18 질량부 이하인 것이 바람직하고, 16 질량부 이하인 것이 보다 바람직하다. 상기 상한값 이하로 함으로써, 수지 조성물을 사용하여 성형한 성형편의 강도를 크게 저하시키는 일 없이 투과율을 보다 안정시킬 수 있다.

본 실시형태의 수지 조성물에 있어서의 결정 핵제의 함유량은, 수지 조성물 중, 4 질량% 이상인 것이 바람직하고, 또, 본 실시형태의 수지 조성물에 있어서의 결정 핵제의 함유량은, 수지 조성물 중, 13 질량% 이하인 것이 바람직하고, 11 질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.

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

＜광 투과성 색소＞

본 실시형태의 수지 조성물은, 광 투과성 색소를 포함한다. 광 투과성 색소를 포함함으로써, 본 실시형태의 수지 조성물로부터 형성되는 투과 수지 부재와 흡수 수지 부재의 색미를 동 (同) 계통으로 할 수 있고, 성형품의 의장성이 향상된다.

본 실시형태에서 사용하는 광 투과성 색소는, 흑색 색소, 흑자 (黑紫) 색소, 2 종 이상의 유채색 색소의 혼합물인 혼합 흑색 색소 등의, 사람의 시각으로 흑색으로 보이는 색소 (흑색계 색소) 가 바람직하다. 또, 광 투과성 색소란, 예를 들어, 폴리아미드 수지 (예를 들어, 후술하는 실시예에서 사용한 MP10) 와, 유리 섬유 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 1070 ㎚ 에 있어서의 광선 투과율을 측정했을 때에, 투과율이 20 % 이상이 되는 색소를 말한다.

광 투과성 색소는, 염료여도 되고 안료여도 된다.

본 실시형태에서 사용하는 광 투과성 색소는 구체적으로는, 니그로신, 나프탈로시아닌, 아닐린 블랙, 프탈로시아닌, 포르피린, 페리논, 페릴렌, 쿼테릴렌, 아조 염료, 안트라퀴논, 피라졸론, 스퀘어산 유도체, 및 임모늄 염료 등을 들 수 있다.

시판품으로는, 오리엔트 화학 공업사 제조의 착색제인 e-BINDLTW-8731H, e-BINDLTW-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 컬러＆이펙트 재팬 주식회사 제조, SpectraSence K0087 (구 : Lumogen Black K0087, Lumogen FK4280), SpectraSence K0088 (구 : Lumogen Black K0088, Lumogen FK4281) 등이 예시된다.

본 실시형태의 수지 조성물은, 광 투과성 색소를 폴리아미드 수지 100 질량부에 대하여, 0.01 질량부 이상 포함하는 것이 바람직하고, 0.04 질량부 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.08 질량부 이상인 것이 더욱 바람직하고, 0.10 질량부 이상인 것이 한층 바람직하고, 0.15 질량부 이상인 것이 보다 한층 바람직하고, 0.18 질량부 이상인 것이 더 한층 바람직하고, 0.20 질량부 이상인 것이 특히 한층 바람직하다. 또, 본 실시형태의 수지 조성물은, 광 투과성 색소를 폴리아미드 수지 100 질량부에 대하여, 1.5 질량부 이하 포함하는 것이 바람직하고, 1.0 질량부 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.8 질량부 이하인 것이 더욱 바람직하고, 0.6 질량부 이하인 것이 한층 바람직하고, 0.5 질량부 이하인 것이 보다 한층 바람직하고, 0.45 질량부 이하인 것이 더 한층 바람직하다.

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

＜강화 섬유＞

본 실시형태의 수지 조성물은, 또한, 강화 섬유를 30 ∼ 120 질량부 포함하는 것이 바람직하다. 강화 섬유를 포함함으로써, 얻어지는 성형품의 기계적 강도를 높일 수 있다.

본 실시형태의 수지 조성물에서 사용하는 강화 섬유는, 수지에 배합함으로써, 수지 조성물의 기계적 성질을 향상시키는 효과를 갖는 것이며, 상용의 플라스틱용 강화재를 사용할 수 있다. 강화 섬유는, 유기물이어도 되고, 무기물이어도 되지만, 무기물이 바람직하다. 강화 섬유는, 바람직하게는 유리 섬유, 탄소 섬유, 현무암 섬유, 월라스토나이트, 티탄산칼륨 섬유 등의 섬유상의 강화 섬유를 사용할 수 있다. 그 중에서도, 기계적 강도, 강성 및 내열성의 점에서, 유리 섬유를 사용하는 것이 바람직하다. 유리 섬유로는, 환형 (丸型) 단면 (斷面) 형상 또는 이형 (異型) 단면 형상 중 어느 것도 사용할 수 있다.

강화 섬유는, 커플링제 등의 표면 처리제에 의해, 표면 처리된 것을 사용하는 것이 보다 바람직하다. 표면 처리제가 부착된 유리 섬유는, 내구성, 내습열성, 내가수분해성, 내히트쇼크성이 우수하므로 바람직하다.

유리 섬유는, A 유리, C 유리, E 유리, S 유리, R 유리, M 유리, D 유리 등의 유리 조성으로 이루어지고, 특히, E 유리 (무알칼리 유리) 가 바람직하다.

유리 섬유란, 길이 방향으로 직각으로 절단한 단면 형상이 진원상, 다각형상으로 섬유상 외관을 나타내는 것을 말한다.

본 실시형태의 수지 조성물에 사용하는 유리 섬유는, 단섬유 또는 단섬유를 복수 개 꼬아 합친 것이어도 된다.

유리 섬유의 형태는, 단섬유나 단섬유를 복수 개 꼬아 합친 것을 연속적으로 권취한 「유리 로빙」, 길이 1 ∼ 10 ㎜ 로 가지런히 자른 「촙드 스트랜드」, 길이 10 ∼ 500 ㎛ 로 분쇄한 「밀드 파이버」 등 중 어느 것이어도 된다. 이러한 유리 섬유로는, 아사히 파이버 글래스사로부터, 「글래스론 촙드 스트랜드」 나 「글래스론 밀드 파이버」 의 상품명으로 시판되고 있으며, 용이하게 입수 가능하다. 유리 섬유는, 형태가 상이한 것을 병용할 수도 있다.

또, 본 실시형태에서 사용하는 유리 섬유는, 단면이 원형이어도 되고, 비원형이어도 된다. 단면이 비원형인 유리 섬유를 사용함으로써, 얻어지는 성형품의 휨을 보다 효과적으로 억제할 수 있다. 또, 본 실시형태에서는, 단면이 원형인 유리 섬유를 사용해도, 휨을 효과적으로 억제할 수 있다.

본 실시형태의 수지 조성물에 있어서의 강화 섬유의 함유량은, 폴리아미드 수지 100 질량부에 대하여, 30 질량부 이상인 것이 바람직하고, 35 질량부 이상인 것이 보다 바람직하고, 40 질량부 이상인 것이 더욱 바람직하다. 상한값에 대해서는, 폴리아미드 수지 100 질량부에 대하여, 120 질량부 이하이며, 110 질량부 이하가 보다 바람직하고, 나아가서는, 100 질량부 이하, 90 질량부 이하여도 된다.

본 실시형태의 수지 조성물에 있어서의 강화 섬유의 함유량은, 수지 조성물의 20 질량% 이상인 것이 바람직하고, 25 질량% 이상인 것이 보다 바람직하다. 상한값에 대해서는, 70 질량% 이하가 바람직하고, 65 질량% 이하가 보다 바람직하고, 60 질량% 이하가 더욱 바람직하고, 55 질량% 이하가 한층 바람직하다.

본 실시형태의 수지 조성물은, 강화 섬유를 1 종만 포함하고 있어도 되고, 2 종 이상 포함하고 있어도 된다. 2 종 이상 포함하는 경우에는, 합계량이 상기 범위가 된다. 또한, 본 실시형태에 있어서의 강화 섬유의 함유량에는, 집속제 및 표면 처리제의 양을 포함시키는 취지이다.

＜안정제＞

본 실시형태의 수지 조성물은, 안정제 (산화 방지제, 열 안정제) 를 포함하고 있어도 된다.

안정제로는, 구리 화합물 (CuI 등), 할로겐화 알칼리 금속 (KI 등), 힌더드 페놀계 열안정제, 지방산 금속염 (스테아르산아연 등), 산화세륨이 예시되며, 구리 화합물 및/또는 할로겐화 알칼리 금속을 포함하는 것이 바람직하다.

안정제의 상세한 내용은, 일본 공개특허공보 2016-074804호의 단락 0018 ∼ 0020 의 기재를 참작할 수 있으며, 이들 내용은 본 명세서에 도입된다.

본 실시형태의 수지 조성물이 안정제를 포함하는 경우, 그 함유량은, 폴리아미드 수지 100 질량부에 대하여, 0.01 ∼ 5 질량부인 것이 바람직하고, 0.08 ∼ 3 질량부가 보다 바람직하고, 0.1 ∼ 1 질량부가 더욱 바람직하다.

본 실시형태의 수지 조성물은, 안정제를, 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 포함하고 있어도 된다.

이형제로는, 예를 들어, 지방족 카르복실산, 지방족 카르복실산의 염, 지방족 카르복실산과 알코올의 에스테르, 수평균 분자량 200 ∼ 15,000 의 지방족 탄화수소 화합물, 폴리실록산계 실리콘 오일, 케톤 왁스, 라이트 아마이드 등을 들 수 있으며, 지방족 카르복실산, 지방족 카르복실산의 염, 지방족 카르복실산과 알코올의 에스테르가 바람직하고, 지방족 카르복실산의 염이 보다 바람직하다.

이형제의 상세한 내용은, 일본 공개특허공보 2018-095706호의 단락 0055 ∼ 0061 의 기재를 참작할 수 있으며, 이들 내용은 본 명세서에 도입된다.

본 실시형태의 수지 조성물이 이형제를 포함하는 경우, 그 함유량은, 수지 조성물 중, 0.05 ∼ 3 질량% 인 것이 바람직하고, 0.1 ∼ 0.8 질량% 인 것이 보다 바람직하고, 0.2 ∼ 0.6 질량% 인 것이 더욱 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.

＜그 밖의 성분＞

본 실시형태의 수지 조성물은, 본 실시형태의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 다른 성분을 포함하고 있어도 된다. 이와 같은 첨가제로는, 자외선 흡수제, 형광 증백제, 적하 방지제, 대전 방지제, 방담제, 안티 블로킹제, 유동성 개량제, 가소제, 분산제, 항균제, 난연제 등을 들 수 있다. 이들 성분은, 1 종만을 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.

또한, 본 실시형태의 수지 조성물은, 각 성분의 합계가 100 질량% 가 되도록, 폴리아미드 수지, 결정 핵제, 광 투과성 색소, 나아가서는, 강화 섬유, 다른 첨가제의 함유량 등이 조정된다. 본 실시형태에서는, 폴리아미드 수지, 결정 핵제, 광 투과성 색소, 강화 섬유, 안정제 및 이형제의 합계가 수지 조성물의 99 질량% 이상을 차지하는 양태가 예시된다.

＜수지 조성물의 물성＞

본 실시형태의 수지 조성물은, 성형 금형의 온도의 차이에 의한, 광선 투과율의 차가 작은 것이 바람직하다. 구체적으로는, 본 실시형태의 수지 조성물을 금형 온도 150 ℃ 에서 1.0 ㎜ 두께로 성형하고, ISO13468-2 에 따라서 측정한 파장 1070 ㎚ 에 있어서의 투과율과, 상기 수지 조성물을 금형 온도 110 ℃ 에서 1.0 ㎜ 두께로 성형하고, ISO13468-2 에 따라서 측정한 파장 1070 ㎚ 에 있어서의 투과율의 차 (절대값을 의미한다) 가, 5 % 이하인 것이 바람직하고, 4 % 이하인 것이 보다 바람직하고, 3 % 이하인 것이 더욱 바람직하고, 2.8 % 이하여도 된다. 상기 투과율의 차의 하한값은 0 % 이상인 것이 바람직하다.

또, 본 실시형태의 수지 조성물은, 성형품으로 했을 때의 광선 투과율이 높은 것이 바람직하다. 구체적으로는, 본 실시형태의 수지 조성물을 금형 온도 110 ℃ 에서 1.0 ㎜ 두께로 성형하고, ISO13468-2 에 따라서 측정한 파장 1070 ㎚ 에 있어서의 투과율이 50 % 이상인 것이 바람직하고, 60 % 이상인 것이 보다 바람직하다. 상한값에 대해서는, 100 % 가 이상적이지만, 90 % 이하여도, 실용상, 요구되는 성능을 만족하는 것이다.

상기 광선 투과율은, 후술하는 실시예의 기재에 따라서 측정된다.

＜수지 조성물의 제조 방법＞

본 실시형태의 수지 조성물의 제조 방법은, 특별히 제한되지 않지만, 벤트구로부터 탈휘할 수 있는 설비를 갖는 단축 또는 2 축의 압출기를 혼련기로서 사용하는 방법이 바람직하다. 상기 폴리아미드 수지 성분, 결정 핵제, 광 투과성 색소, 그리고, 강화 섬유, 및, 그 밖의 필요에 따라 배합되는 다른 첨가제를, 혼련기에 일괄로 공급해도 되고, 폴리아미드 수지 성분을 공급한 후, 다른 배합 성분을 순차 공급해도 된다. 강화 섬유는, 혼련 시에 파쇄되는 것을 억제하기 위해서, 압출기의 도중부터 공급하는 것이 바람직하다. 또, 각 성분에서 선택된 2 종 이상의 성분을 미리 혼합, 혼련해 두어도 된다.

본 실시형태에서는, 광 투과성 색소는, 폴리아미드 수지 등으로, 마스터 배치화한 것을 미리 조제한 후, 다른 성분과 혼련하여, 본 실시형태에 있어서의 수지 조성물을 얻어도 된다.

본 실시형태의 수지 조성물을 사용한 성형품의 제조 방법은, 특별히 제한되지 않으며, 열가소성 수지에 대해 일반적으로 사용되고 있는 성형 방법, 즉, 사출 성형, 프레스 성형 등의 성형 방법을 적용할 수 있다. 이 경우, 특히 바람직한 성형 방법은, 유동성이 양호한 점에서, 사출 성형이다. 사출 성형에 있어서는, 수지 온도를 250 ∼ 300 ℃ 로 컨트롤 하는 것이 바람직하다.

또, 성형품을 제조할 때에, 단열 금형을 사용해도 된다. 단열 금형을 사용함으로써, 본 발명의 효과가 보다 효과적으로 발휘된다. 단열 금형으로는, 일본 공개특허공보 2013-244643호, 일본 공개특허공보 2013-244644호, 일본 공개특허공보 2014-046590호, 및, 일본 공개특허공보 2014-046591호에 기재된 단열 금형을 참작할 수 있으며, 이들 내용은 본 명세서에 도입된다.

＜키트＞

본 실시형태의 수지 조성물과, 열가소성 수지와 광 흡수성 색소를 포함하는 광 흡수성 수지 조성물은, 레이저 용착에 의한 성형품의 제조를 위한 키트로서 바람직하게 사용된다.

즉, 키트에 포함되는 본 실시형태의 수지 조성물은, 광 투과성 수지 조성물로서의 역할을 하며, 이러한 광 투과성 수지 조성물로부터 형성된 성형품은, 레이저 용착 시의 레이저 광에 대한 투과 수지 부재가 된다. 한편, 광 흡수성 수지 조성물로부터 형성된 성형품은, 레이저 용착 시의 레이저 광에 대한 흡수 수지 부재가 된다.

＜＜광 흡수성 수지 조성물＞＞

본 실시형태에서 사용하는 광 흡수성 수지 조성물은, 열가소성 수지와 광 흡수성 색소를 포함한다. 또한, 강화 필러 등의 다른 성분을 포함하고 있어도 된다.

열가소성 수지는, 폴리아미드 수지, 올레핀계 수지, 비닐계 수지, 스티렌계 수지, 아크릴계 수지, 폴리페닐렌에테르 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리아세탈 수지 등이 예시되고, 광 투과성 수지 조성물 (본 실시형태의 수지 조성물) 과의 상용성이 양호한 점에서, 특히, 폴리아미드 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리카보네이트 수지가 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 서술한 자일릴렌디아민계 폴리아미드 수지가 바람직하다.

강화 필러는, 유리 섬유, 탄소 섬유, 실리카, 알루미나, 카본 블랙 및 레이저를 흡수하는 재료를 코트한 무기 분말 등의 레이저 광을 흡수할 수 있는 필러가 예시되며, 유리 섬유가 바람직하다. 유리 섬유는, 상기 본 실시형태의 수지 조성물에 배합해도 되는 유리 섬유와 동일한 의미이다. 강화 필러의 함유량은, 바람직하게는 20 ∼ 70 질량% 이고, 보다 바람직하게는 25 ∼ 60 질량% 이며, 더욱 바람직하게는 30 ∼ 55 질량% 이다.

광 흡수성 색소로는, 조사하는 레이저 광 파장의 범위, 예를 들어, 본 실시형태에서는, 파장 900 ㎚ ∼ 1100 ㎚ 의 범위에 흡수 파장을 갖는 색소가 포함된다. 또, 광 흡수성 색소에는, 예를 들어, 자일릴렌디아민계 폴리아미드 수지 100 질량부에 대하여, 0.3 질량부 배합하고, 후술하는 실시예에 기재된 측정 방법으로 광선 투과율을 측정했을 때에, 투과율이 20 % 미만, 나아가서는, 10 % 이하가 되는 색소가 포함된다.

광 흡수성 색소의 구체예로는, 무기 안료 (카본 블랙 (예를 들어, 아세틸렌블랙, 램프 블랙, 서멀 블랙, 퍼니스 블랙, 채널 블랙, 케첸 블랙 등) 등의 흑색 안료, 산화철적 등의 적색 안료, 몰리브데이트 오렌지 등의 등색 (橙色) 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 강하여 바람직하며, 흑색 안료가 더욱 바람직하다. 이들 광 흡수성 색소는 2 종 이상 조합하여 사용해도 된다.

광 흡수성 수지 조성물에 있어서의 광 흡수성 색소의 함유량은, 열가소성 수지 (바람직하게는 폴리아미드 수지, 보다 바람직하게는 자일릴렌디아민계 폴리아미드 수지) 100 질량부에 대하여 0.01 ∼ 30 질량부인 것이 바람직하다.

상기 키트는, 본 실시형태의 수지 조성물 중의 광 투과성 색소 및 강화 섬유를 제외한 성분과, 광 흡수성 수지 조성물 중의 광 흡수성 색소 및 강화 필러를 제외한 성분에 대해, 80 질량% 이상이 공통되는 것이 바람직하고, 90 질량% 이상이 공통되는 것이 보다 바람직하고, 95 ∼ 100 질량% 가 공통되는 것이 한층 바람직하다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 보다 레이저 용착성이 우수한 성형품이 얻어진다.

＜＜레이저 용착 방법＞＞

다음으로, 레이저 용착 방법에 대해서 설명한다. 본 실시형태에서는, 본 실시형태의 수지 조성물로부터 형성된 성형품 (투과 수지 부재) 과, 상기 광 흡수성 수지 조성물을 성형하여 이루어지는 성형품 (흡수 수지 부재) 을, 레이저 용착시켜 성형품 (레이저 용착체) 을 제조할 수 있다. 레이저 용착시킴으로써 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, 통상적으로, 적어도 면 접촉 지점 (평면, 곡면) 을 갖는 형상이다. 레이저 용착에서는, 투과 수지 부재를 투과한 레이저 광이, 흡수 수지 부재에 흡수되어, 용융하고, 양 부재가 용착된다. 본 실시형태의 수지 조성물로부터 형성되는 성형품은, 레이저 광에 대한 투과성이 높기 때문에, 투과 수지 부재로서 바람직하게 사용할 수 있다. 여기서, 레이저 광이 투과하는 부재의 두께 (레이저 광이 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.

레이저 용착에 사용하는 레이저 광원으로는, 광 흡수성 색소의 광의 흡수 파장에 따라 정할 수 있으며, 파장 900 ∼ 1100 ㎚ 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 용착하는 지점끼리를 상호 접촉시킨다. 이 때, 양자의 용착 지점은 면 접촉이 바람직하고, 평면끼리, 곡면끼리, 또는 평면과 곡면의 조합이어도 된다. 이어서, 투과 수지 부재측으로부터 레이저 광을 조사한다. 이 때, 필요에 따라 렌즈를 이용하여 양자의 계면에 레이저 광을 집광시켜도 된다. 그 집광 빔은, 투과 수지 부재 중을 투과하고, 흡수 수지 부재의 표면 근방에서 흡수되어 발열하고 용융한다. 다음으로 그 열은 열전도에 의해 투과 수지 부재에도 전해져 용융하고, 양자의 계면에 용융 풀을 형성하고, 냉각 후, 양자가 접합한다.

이와 같이 하여 투과 수지 부재와 흡수 수지 부재가 용착된 성형품은, 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 가지며, 레이저 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 (油脂) 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 적합하게 사용할 수 있다. 특히, 본 실시형태의 수지 조성물 또는 키트로부터 형성된 차재 카메라 부품은, 차재 카메라에 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 생산 중단 등에 의해 입수 곤란한 경우, 다른 동등한 성능을 갖는 기기를 사용하여 측정할 수 있다.

1. 원료

＜폴리아미드 수지＞

MP10 : 하기 합성예에 의해 합성한 폴리아미드 수지

MP12 : 하기 합성예에 의해 합성한 폴리아미드 수지

MP6 : 하기 합성예에 의해 합성한 폴리아미드 수지

PA66 : 폴리아미드 66, INVISTA Nylon Polymer 사 제조, 인비스타 U4800

PA6 : 폴리아미드 6, 우베 흥산사 제조, 1013B

MXD6 : 미츠비시 가스 화학사 제조, ＃6000

＜＜MP10 의 합성예＞＞

교반기, 분축기, 전축기, 온도계, 적하 깔때기 및 질소 도입관, 스트랜드 다이를 구비한 반응 용기에, 세바크산 9991 g (49.4 mol) 및 아세트산나트륨/차아인산나트륨·1수화물 (몰비 = 1/1.5) 11.66 g 을 투입하고, 충분히 질소 치환한 후, 추가로 소량의 질소 기류하에서 계내를 교반하면서 170 ℃ 까지 가열 용융하였다.

메타자일릴렌디아민과 파라자일릴렌디아민의 몰비가 70/30 인 혼합 자일릴렌디아민 6647 g (메타자일릴렌디아민 34.16 mol, 파라자일릴렌디아민 14.64 mol, 미츠비시 가스 화학사 제조) 을, 반응 용기 내의 용융물에 교반하에서 적하하고, 생성되는 축합수를 계외로 배출하면서, 내온을 연속적으로 2.5 시간에 걸쳐 235 ℃ 까지 승온하였다. 적하 종료 후, 내온을 상승시키고, 240 ℃ 에 도달한 시점에서 반응 용기 내를 감압으로 하고, 추가로 내온을 상승시켜 250 ℃ 에서 10 분간, 용융 중축합 반응을 계속하였다. 그 후, 계내를 질소로 가압하고, 얻어진 중합물을 스트랜드 다이로부터 꺼내어, 펠릿화함으로써, 폴리아미드 수지를 얻었다.

＜＜MP12 의 합성＞＞

교반기, 분축기, 전축기, 온도계, 적하 깔때기 및 질소 도입관, 스트랜드 다이를 구비한 반응 용기에, 1,12-도데칸이산 11377 g (49.4 mol) 및 아세트산나트륨/차아인산나트륨·1수화물 (몰비 = 1/1.5) 11.66 g 을 투입하고, 충분히 질소 치환한 후, 추가로 소량의 질소 기류하에서 계내를 교반하면서 170 ℃ 까지 가열 용융하였다.

＜＜MP6 의 합성예＞＞

교반기, 분축기, 전축기, 온도계, 적하 깔때기 및 질소 도입관, 스트랜드 다이를 구비한 반응 용기에, 아디프산 (Roadia 사 제조) 7220 g (49.4 mol) 및 아세트산나트륨/차아인산나트륨·1수화물 (몰비 = 1/1.5) 11.66 g 을 투입하고, 충분히 질소 치환한 후, 추가로 소량의 질소 기류하에서 계내를 교반하면서 170 ℃ 까지 가열 용융하였다.

메타자일릴렌디아민과 파라자일릴렌디아민의 몰비가 70/30 인 혼합 자일릴렌디아민 6647 g (메타자일릴렌디아민 34.16 mol, 파라자일릴렌디아민 14.64 mol, 미츠비시 가스 화학사 제조) 을, 반응 용기 내의 용융물에 교반하에서 적하하고, 생성되는 축합수를 계외로 배출하면서, 내온을 연속적으로 2.5 시간에 걸쳐 260 ℃ 까지 승온하였다. 적하 종료 후, 내온을 상승시키고, 270 ℃ 에 도달한 시점에서 반응 용기 내를 감압으로 하고, 추가로 내온을 상승시켜 280 ℃ 에서 20 분간, 용융 중축합 반응을 계속하였다. 그 후, 계내를 질소로 가압하고, 얻어진 중합물을 스트랜드 다이로부터 꺼내어, 펠릿화함으로써, 폴리아미드 수지를 얻었다.

＜결정 핵제＞

탤크 : 미크론 화이트, ＃5000S, 하야시 화성사 제조

탄산칼슘 : NS＃100, 닛토 분화 공업사 제조

＜광 투과성 색소＞

염료 : 오리엔트 화학 공업사 제조, e-BIND LTW-8701H, 폴리아미드 66 과 광 투과성 색소의 마스터 배치

Lumogen Black K0087 (구 Lumogen Black FK4280) : BASF 컬러＆이펙트 재팬사 제조, 페릴렌 안료

Lumogen Black K0088 (구 Lumogen Black FK4281) : BASF 컬러＆이펙트 재팬사 제조, 페릴렌 안료

＜강화 섬유＞

GF : ECS03T-756H, 닛폰 전기 유리 (주) 제조, 유리 섬유

＜요오드화 구리 (CuI)＞

니혼 화학 산업사 제조, 요오드화 제1구리

＜요오드화 칼륨＞

후지 필름 와코 순약사 제조

＜스테아르산아연 (II)＞

후지 필름 와코 순약사 제조

＜이형제＞

이형제 : 라이트 아마이드 WH255, 쿄에이샤 화학사 제조

2. 실시예 1 ∼ 14, 비교예 1 ∼ 6

＜콤파운드＞

후술하는 표 1 ∼ 표 4 에 나타내는 조성이 되도록 (각 표의 각 성분은 질량부 표기이다), 유리 섬유 이외의 성분을 각각 칭량하고, 드라이 블렌드 한 후, 2 축 압출기 (토시바 기계사 제조, TEM26SS) 의 스크루 근원으로부터 2 축 스크루식 카세트 웨잉 피더 (쿠보타사 제조, CE-W-1-MP) 를 사용하여 투입하였다. 또, 유리 섬유에 대해서는 진동식 카세트 웨잉 피더 (쿠보타사 제조, CE-V-1B-MP) 를 사용하여 압출기의 사이드로부터 상기 서술한 2 축 압출기에 투입하고, 수지 성분 등과 용융 혼련하여, 수지 조성물 펠릿을 얻었다. 압출기의 온도 설정은, 280 ℃ 로 하였다.

＜광선 투과율＞

상기에서 얻어진 수지 조성물 펠릿을, 120 ℃ 에서 4 시간 건조시킨 후, 사출 성형기를 사용하여, 광선 투과율 측정용의 시험편 (50 ㎜ × 90 ㎜ 의 성형편, 50 ㎜ × 30 ㎜ 이고, 1 ㎜ 두께부, 2 ㎜ 두께부, 3 ㎜ 두께부를 각각 가지며, 3 ㎜ 두께 부분이 사이드 게이트인 성형편) 을 제조하였다. 실린더 온도는, 280 ℃ 로 하였다. 금형 온도는 110 ℃ 와 150 ℃ 의 2 개의 온도로 하여, 각각, 시험편을 제조하였다.

광선 투과율은, 가시·자외 분광 광도계를 사용하여 측정하고, 상기 시험편의 1 ㎜ 두께부의 파장 1070 ㎚ 에 있어서의 광선 투과율 (단위 : %) 을 측정하였다.

여기서, 사출 성형기는, 니혼 제강소 제조 J-50ADS 를, 가시·자외 분광 광도계는, 무라카미 색채 기술 연구소사 제조, HSP-150VIR 을 사용하였다.

상기 표 1 ∼ 4 에 있어서, 「110 ℃, 1070 ㎚」 란, 금형의 캐비티의 표면 온도 110 ℃ 에서 시험한 시험편의, 파장 1070 ㎜ 에서의 광선 투과율인 것을 의미하고 있다. 또, 「Δ (1) - (2)」 란, 상기 (1) 과 (2) 의 광선 투과율의 차 (절대값) 이고, 단위는 % 이다.

상기 결과로부터 분명한 바와 같이, 결정 핵제의 함유량이 많은 경우 (실시예 1 ∼ 14), 금형 온도 110 ℃ 의 성형품의 투과율과 금형의 캐비티의 표면 온도 150 ℃ 에서 시험한 시험편의 투과율의 차이가 거의 없었다.

이에 반해, 결정 핵제의 함유량이 적은 경우, 금형 온도 110 ℃ 의 성형품의 투과율과 금형 온도 150 ℃ 의 투과율의 차이가 컸다 (비교예 1 ∼ 6).

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

Claims

폴리아미드 수지와 결정 핵제와 광 투과성 색소를 포함하고,
상기 결정 핵제의 함유량은, 상기 폴리아미드 수지 100 질량부에 대하여, 5 질량부 초과 20 질량부 이하인, 수지 조성물.
제 1 항에 있어서,
추가로, 상기 폴리아미드 수지 100 질량부에 대하여, 강화 섬유를 30 ∼ 120 질량부 포함하는, 수지 조성물.
제 2 항에 있어서,
상기 강화 섬유가, 유리 섬유를 포함하는, 수지 조성물.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수지 조성물을 금형 온도 150 ℃ 에서 1.0 ㎜ 두께로 성형하고, ISO13468-2 에 따라서 측정한 파장 1070 ㎚ 에 있어서의 투과율과, 상기 수지 조성물을 금형 온도 110 ℃ 에서 1.0 ㎜ 두께로 성형하고, ISO13468-2 에 따라서 측정한 파장 1070 ㎚ 에 있어서의 투과율의 차가, 5 % 이하인, 수지 조성물.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 폴리아미드 수지가, 반방향족 폴리아미드 수지를 포함하는, 수지 조성물.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 폴리아미드 수지가, 디아민 유래의 구성 단위와 디카르복실산 유래의 구성 단위로 구성되고, 상기 디아민 유래의 구성 단위의 70 몰% 이상이 자일릴렌디아민에서 유래하고, 상기 디카르복실산 유래의 구성 단위의 70 몰% 이상이 탄소수 4 ∼ 20 의 α,ω-직사슬 지방족 디카르복실산에서 유래하는 자일릴렌디아민계 폴리아미드 수지를 포함하는, 수지 조성물.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 결정 핵제가, 무기 결정 핵제를 포함하는, 수지 조성물.
제 7 항에 있어서,
상기 무기 결정 핵제가, 탤크 및 탄산칼슘에서 선택되는 적어도 1 종을 포함하는, 수지 조성물.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 수지 조성물과,
열가소성 수지와 광 흡수성 색소를 포함하는 광 흡수성 수지 조성물
을 갖는 키트.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 수지 조성물 또는 제 9 항에 기재된 키트로부터 형성된 성형품.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 수지 조성물로부터 형성된 성형품과, 열가소성 수지와 광 흡수성 색소를 포함하는 광 흡수성 수지 조성물로부터 형성된 성형품을, 레이저 용착시키는 것을 포함하는, 성형품의 제조 방법.