WO2006085643A1 - アントラキノン系酸性染料のアルカリ土類金属塩を含有するレーザー光透過性部材のレーザー溶着体 - Google Patents

アントラキノン系酸性染料のアルカリ土類金属塩を含有するレーザー光透過性部材のレーザー溶着体 Download PDF

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laser
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alkaline earth
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Syuuji Sugawara
Yoshiteru Hatase
Toshihiro Okanishi
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Orient Chemical Industries, Ltd.
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Definitions

  • the present invention comprises an alkaline earth metal salt of an anthraquinone acid dye.
  • a method using laser welding is known for joining members made of thermoplastic synthetic resin.
  • Such laser welding is performed, for example, as follows. As shown in FIG. 1, a member exhibiting laser beam permeability is used as one member, and a member exhibiting laser beam absorbency is used as the other member, and both members are brought into contact with each other.
  • the laser light transmitted through the laser light-transmitting member is absorbed by the laser light-absorbing member and causes heat generation. With this heat, the laser light absorbing member is melted around the portion that has absorbed the laser light, and further the laser light transmitting member is melted to fuse both. When this is cooled, the laser light transmitting member and the laser light absorbing member are firmly bonded with sufficient welding strength.
  • the features of laser welding are that it can be welded without bringing the laser beam generator into contact with the part to be welded, and local heating. Therefore, the influence of heat on the peripheral part is negligible, there is no possibility of being subjected to mechanical vibration, and it is possible to weld parts having minute parts and three-dimensional complicated structures, and reproducibility. It is high, can maintain high airtightness, has high welding strength, has difficulty in visually observing the boundary of the welded part, and does not generate dust.
  • laser welding can be surely performed with simple operations, and fastening with fastening parts (bolts, screws, clips, etc.), which is a conventional method for joining grease parts, is possible with an adhesive.
  • a welding strength equal to or better than that of bonding, vibration welding, ultrasonic welding, etc. can be obtained.
  • vibration welding since there is little influence of vibration and heat, it is possible to achieve labor savings, improved productivity, and reduced production costs. For this reason, laser welding is suitable for joining functional parts and electronic parts that should avoid the effects of vibration and heat, for example, in the automobile industry and the electrical / electronics industry, as well as for joining resin parts with complex shapes. It is.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-117 0 3 7 1 discloses an opaque member made of a thermoplastic synthetic resin that absorbs laser light and a colorless transparent made of a thermoplastic synthetic resin that transmits laser light.
  • a laser welding method is described which includes a step of irradiating a laser beam so that the focal point coincides with a portion in contact with a member.
  • the welded portion is different in color and smoothness from the non-welded portion, so that it does not look good.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-300-094 describes an anthraquinone dye used as a colorant for a laser light-transmitting colored thermoplastic resin composition.
  • This colorant will sublime during long-term storage. For this reason, the member formed of this composition has a color tone fading, resulting in poor appearance of the welded portion.
  • the laser light-transmitting colored thermoplastic resin composition is required to have high laser light transmittance without causing sublimation of the colorant in the heat treatment process before laser welding and causing no color fading. It is done.
  • the colorant contained in the laser light transmitting colored thermoplastic resin composition It is important to have high heat resistance and fastness.
  • the present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems.
  • the sublimation of the colorant is performed in the heat treatment step of the previous step of forming a laser beam transmitting member made of colored thermoplastic synthetic resin and laser welding the same. Virtually does not occur, does not cause color fading of the member, has good long-term storage stability, has high permeability that allows laser welding, and has the strength of anthraquinone acid dyes It is an object of the present invention to provide a laser light-transmitting colored resin composition having a re-earth metal salt.
  • the laser welded body of the present invention made to achieve the above object is formed of a laser light transmissive member containing an alkaline earth metal salt of an anthraquinone acid dye.
  • the laser welded body of the present invention is a laser light-transmitting colored resin composition containing an anthraquinone acid dye alkaline metal salt and a thermoplastic resin.
  • a laser light transmissive member formed by the step (b) and a laser light absorptive member that is in contact with the laser light transmissive member are irradiated to the laser light transmissive member, transmitted therethrough, and absorbed by the laser light absorptive member It is characterized by being laser-welded at the abutting portion by light.
  • the alkaline earth metal salt of the anthraquinone acid dye is preferably represented by the following chemical formula (1) and Z or (2).
  • one R 1 represents a hydrogen atom, a hydroxyl group, an amino group, an alkylamino group or an acylamino group
  • one R 2 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a halogen group, an alkoxy group or one SO 3 M 1 / 2 (M is an alkaline earth metal)
  • 1 R 3 may be the same as or different from 1 R 2 , hydrogen atom, alkyl group, halogen group, alkoxy group, 1 S ⁇ 3 M 1/2 (where M is an alkaline earth metal) or an alkyl group, halogen group, amino group, nitro group, or an anilino group that may have SO 3 M 1/2 as a substituent
  • — R 4 , 1 R 5 , 1 R 6 , 1 R 7 and 1 R 8 may be the same or different, a hydrogen atom, an alkyl group, an amino group, a nitrogen group, an acyl group, An acylamino group, an acyl-1-
  • one R 14 and one R 15 may be the same or different, and may be a hydrogen atom, an alkyl group, a halogen group, an alkoxy group, an amino group, a nitro group, or a single S 0 3 M 1/2 (M is an alkaline earth metal) indicates, - R 9 R 13 ⁇ Pi one R 16 ⁇ one R 2.
  • the laser welding method of the present invention comprises an alkaline earth metal salt of an anthraquinone acid dye, preferably an alkaline earth metal of an anthraquinone acid dye represented by the chemical formula (1) and / or (2).
  • a laser light transmitting member formed of a laser light transmitting colored resin composition containing salt and a laser light absorbing member are brought into contact with each other, and then laser light is applied to the laser light transmitting member.
  • the laser light passes through the laser light transmissive member and is absorbed by the laser light absorptive member. It is made to weld in the site
  • the energy amount X (J / mm) given by the laser beam irradiated while scanning is expressed by the following formula.
  • T preferably represents the transmittance of the laser light transmissive member at the wavelength of the laser light). This makes it possible to satisfactorily adjust the practically sufficient strength and the clean surface and appearance of the welded body.
  • the laser light transmitting colored resin composition of the present invention contains at least an alkaline earth metal salt of an anthraquinone acid dye represented by the following chemical formula (1) and / or (2) and a thermoplastic resin.
  • the transmittance T of laser light having a wavelength of 9400 nm with respect to this laser light transmitting colored resin composition is preferably at least 15%.
  • thermoplastic resin used in the laser light-transmitting colored resin composition containing the alkaline earth metal salt of an anthraquinone acid dye should be a polyethylensulfide resin. preferable.
  • the product has high heat resistance during the molding process of the laser light transmissive member near the high melting point of the polyphenylene sulfide resin, the heat treatment process before the laser welding process, and the laser welding process. Expresses sexuality and robustness.
  • a laser welded body of a laser light transmitting member formed from a laser light transmitting colored resin composition containing an alkaline earth metal salt of an anthraquinone acid dye of the present invention is a laser light transmitting colored resin composition. This is because it can be obtained by laser welding under a wide range of conditions, because of its good laser light transmittance, laser weldability and stability. Furthermore, it is possible to perform laser welding of complicated members having convexities. Furthermore, the laser welded body is excellent in terms of its clean appearance and weldability with high tensile strength.
  • the laser light transmitting colored resin composition of the present invention is highly transmissive to light having a wavelength from about 80 nm by a semiconductor laser to about 120 nm by a YAG laser, that is, laser light. It has high fastness such as heat resistance and light resistance, and also has good migration resistance and chemical resistance, and shows a clear hue. For this reason, it is a resin composition suitable for the laser welding method.
  • a laser light transmitting member formed of a laser light transmitting colored resin composition containing an alkaline earth metal salt of an anthraquinone acid dye, a laser light absorbing member,
  • the laser beam is irradiated while scanning so that the laser beam is transmitted through the laser beam transmitting member and absorbed by the laser beam absorbing member.
  • both members are heat-melted, and as a result, the abutting portion can be firmly welded.
  • FIG. 1 shows a laser welding of a laser beam transmitting member molded with a laser beam transmitting colored resin composition to which the present invention is applied and a laser beam absorbing member.
  • FIG. 2 ′ is a diagram showing another configuration of a laser light-transmitting member and a laser light-absorbing member for carrying out the laser welding method to which the present invention is applied.
  • FIG. 3 is a diagram showing another configuration of the laser light-transmitting member and the laser light-absorbing member for carrying out the laser welding method to which the present invention is applied.
  • a laser light transmitting member containing at least an alkaline earth metal salt of an anthraquinone acid dye and a laser light absorbing member containing a laser light absorbing agent are welded.
  • the laser welded body of the present invention is welded between a plurality of laser light transmitting members with a laser light absorber-containing film layer or a laser light absorber-containing coating layer interposed as a laser light absorbing member. It is configured.
  • the laser light transmitting member is molded with a resin composition in which at least a thermoplastic resin and an alkaline metal salt of an anthraquinone acid dye are mixed, and various additives are additionally mixed as desired. Can be obtained.
  • the laser light absorbing member is configured to have at least a layer capable of absorbing laser light on the surface in contact with the laser light transmitting member.
  • the laser light absorbing member include a single layer member formed into a thick plate shape with a laser light absorbing agent-containing laser light absorbing colored resin composition.
  • a laser light absorbing member-containing film layer or a laser light absorbing agent-containing coating is used as a laser light absorbing member between a plurality of laser light transmitting members.
  • a multilayer member that is combined and integrated through layers is exemplified.
  • the laser welded body of the present invention includes those obtained by a single laser welding and those obtained by a plurality of laser weldings.
  • a laser light-transmitting member that is stacked several times and a laser light-absorbing member that is sandwiched between them are welded.
  • the laser light-absorbing member is thin, it can be surely welded from the outermost laser / light-transmitting member side by one laser welding at the same time.
  • the laser light-absorbing member is thick, multiple laser weldings are required simultaneously or sequentially from both outer laser-light-transmitting member sides and repeated as necessary.
  • the manufacturing process includes the following (A) to (E).
  • a laser light transmitting member 1 comprising a laser light transmitting colored resin composition containing at least an alkaline earth metal salt of an anthraquinone acid dye is formed.
  • the laser beam 3 is irradiated with appropriate adjustment so that the laser beam 3 passes through the laser beam transmitting member 1 and is absorbed by the laser beam absorbing member 2.
  • the contact portion between the laser light transmitting member 1 and the laser light absorbing member 2 is welded at the welding site 6.
  • the laser-welded body in which the laser light transmitting member and the laser light absorbing portion are welded needs to exhibit a practically sufficient strength at the welded portion.
  • the tensile weld strength in the tensile test according to JISK 7 1 1 3-1 995 is 15 Mpa or more, and more preferably 20 to 60 Mpa.
  • the manufacturing process includes the following (F) to (J).
  • a laser light absorbent containing layer 8 (or 9) constituting a laser light absorbing member is interposed between the plurality of laser light transmitting members 1 and 7.
  • the resin film layer 8 containing the laser one light absorber and the molded laser light transmitting member 7 are preliminarily attached to the laser light absorbing member 2 before laser welding. It may be formed or formed simultaneously with laser welding. Also, as shown in FIG. 3, a molded laser light transmitting member 7 and an ink containing a laser light absorbing agent on the molded laser light transmitting member 7 may be used.
  • the laser light-absorbing member 2 may be formed with the coating layer 9 to which Z or a paint is applied.
  • the laser beam 3 is irradiated while adjusting the laser beam 3 from a plurality of directions so that the laser beam 3 is transmitted through the laser beam transmitting member and absorbed by the laser beam absorbing member.
  • the resin film layer 8 containing the laser light absorber and the ink and / or paint containing the laser light absorber are applied.
  • the coated layer 9 is a thin layer
  • the laser light transmissive member 1, the laser one light absorption layer, and the molded laser light transmissive member 7 are thermally melted simultaneously by irradiating the laser light once from one direction. Can be welded.
  • the molded laser light transmissive member 7 can be selected without considering the laser transmittance.
  • the laser-welded body in which the laser light transmitting member and the laser light absorbing member are welded has a tensile weld strength in a tensile test according to JISK 7 1 1 3-1 995 as described above. 1 is preferably 5 Mpa or more,
  • 3 may be irradiated from above or below, and may be irradiated simultaneously, sequentially or repeatedly.
  • Examples of the laser light absorber contained in this laser light absorbing member include carbon black, niggin cin, aniline black, phthalocian cyanine, naphthalocyanine, porphyrin, cyanine compound, perylene, quaterily.
  • Examples include len, metal complexes, azo dyes, anthraquinones, squaric acid derivatives, and immonium dyes. Of these, inexpensive and highly stable carbon black and Z or Niguchishin are preferred.
  • the laser light transmitting colored resin composition used in the present invention contains an alkaline earth metal salt of an anthraquinone acid dye and a resin.
  • the salt of the anthraquinone acid dye contained in this composition has the chemical formula (1) Or (2). This will be specifically described below.
  • the alkaline earth metal salt of an azitraquinone acid dye is an ionic group of an alkaline earth metal ion to a sulfone group in the structure of an anthraquinone dye.
  • the anthraquinone acid dye alkaline earth metal salt can exhibit the effects of the present invention.
  • the anthraquinone dye is represented by the chemical formula (1) or (2).
  • the bonded state of the sulfone group and the alkaline earth metal (combination of monovalent anion and divalent cation) )
  • 1 SO 3 M 1/2 (M represents an alkaline earth metal). Therefore, the cation of M 1/2 can bind to acidic groups such as sulfone groups and other anions in dyes and other dyes.
  • R 1 is a hydrogen atom; a hydroxyl group; an amino group; an alkylamino group [eg, methylamino, ethylamino, propylamino, iso-propylamino, n-butylamino, tert-butylamino, n-pentylamino, isopentylamino.
  • Alkylamine groups having 1 to 12 carbon atoms such as hexylamino, heptylamino, octylamino, etc .; or acylamino groups [for example, formylamino, acetylamino, propionylamino, butyrrylamino, norylamino, bivaleroylamino, etc.
  • An acylamino group for example, formylamino, acetylamino, propionylamino, butyrrylamino, norylamino, bivaleroylamino, etc.
  • R 2 is a hydrogen atom; an alkyl group [for example, carbon atoms such as methyl, ethyl, propyl, iso-propinole, n-butinole, tert-butinole, n-pentinole, iso-pentinole, hexyl, heptyl, octinole, etc.
  • halogen group [e.g., F, C1, Br, etc.]
  • alkoxy group e.g., alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms such as methoxy, ethoxy, propoxy, butoxy, etc.]
  • SO 3 M 1/2 M is an alkaline earth metal [eg, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, etc.]) —R 3 may be the same as or different from R 2 ; a hydrogen atom; an alkyl 'group, a halogen group [eg, F, C l, Br, etc.]; an alkoxy group [eg, 1- to 8-carbon alkoxy group such as toxi, ethoxy, propoxy, butoxy]; 1 SO 3 M 1/2 (M is an alkaline earth metal [eg, Be, Mg, Ca, Sr, B a)]; or an alkyl group [for example, methinole, ethinole, propyl, iso
  • R 4 , 1 R 5 , 1 R 6 , 1 R. 7 and 1 R 8 may be the same or different, a hydrogen atom; an alkyl group [for example, methyl, ethyl, propyl , Iso-propinole, n-butinole, tert-butylene, n-pentyl, iso-pentyl, hexyl, heptyl, octyl / le, etc.
  • an alkyl group for example, methyl, ethyl, propyl , Iso-propinole, n-butinole, tert-butylene, n-pentyl, iso-pentyl, hexyl, heptyl, octyl / le, etc.
  • alkyl group having 1 to 12 carbon atoms amino group having 1 to 12 carbon atoms
  • amino group nitrogen Group
  • asil group e.g., formyl, acetinole, propioninore, butinorelinore, parellinole, bivaleroyl, etc., a C1-C1 2 acyl group
  • an acylamino group e.g.
  • Cylamino groups such as bis, bivaleroylamino and the like]; acyl N-alkylamino groups [eg, acetyl N-methylamino, acetyl -N-ethylamino, acetyl N-ethylamino, propionyl — N-methylamino, petitro N-methylrylamino, etc.
  • the salt of the dye of the chemical formula (1) is one in which at least one of 1 R 2 to 1 R 8 is a sulfone group—S 0 3 M 1/2 . In other words, it has at least one SO 3 M 1/2 in its chemical structure.
  • one R 14 and R 15 may be the same or different, a hydrogen atom; an alkyl group [for example, methyl, ethyl, propyl, iso-propinole, n— Alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms, such as butynole, tert-pentinole, n-pentyl, iso-pentyl, hexyl, heptyl, octyl, etc.; haguchigen group [eg, F, C 1, Br, etc.
  • an alkyl group for example, methyl, ethyl, propyl, iso-propinole, n— Alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms, such as butynole, tert-pentinole, n-pentyl, iso-pentyl, hexyl, heptyl, octyl, etc.
  • haguchigen group eg, F, C 1, Br, etc
  • Alkoxy group [e.g., alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms such as methoxy, ethoxy, propoxy, butoxy, pentyloxy, hexyloxy, etc.]; Amino group; Nitro group; One S 0 3 M 1/2 (M represents an alkaline earth metal [eg, B e, Mg, C a, S r, B a, etc.)]
  • R 9 R 13 and one R 16 to one R 2 May be the same or different and are a hydrogen atom; an alkyl group [eg, methyl, ethyl, propyl, iso-propyl, n-butyl, tert-butyl, n-pentinole, iso-pentinole, hexyl, An alkyl group having 1 to 12 carbon atoms such as heptyl, octinole, etc.]; an acyl group [for example, an acyl group having 1 to 12 carbon atoms, such as formyl, acetyl, propionyl, butylyl, pareryl, bivaleroyl, etc.]; an acylamino group [for example, Formylamino, acetylamino, propionylamino, ptyllylamino, valerylamino, bivaleroylamino, etc., an acylamine group having 1 to 12 carbon
  • the salt of the dye represented by the chemical formula (2) is one in which at least one of 1 R 9 to 1 R 2 ° is a sulfone group S 0 3 M 1/2 .
  • the chemical structure has at least one S 0 3 M 1/2 .
  • M is Ca among the alkaline earth metals since the above effect is further improved.
  • An alkaline earth metal salt of an anthraquinone acid dye can be obtained by substituting an alkaline earth metal with H or an alkali metal of a sulfonic acid group in the acid dye. Specifically, it can be obtained by reacting a known or commercially available anthraquinone acid dye with an alkaline earth metal compound (for example, an alkaline earth metal hydroxide, sulfate or chloride). As this method, a known ion reaction method can be used. This substitution reaction dramatically improves the heat resistance of the dye.
  • the measurement method of thermal analysis is as follows: [TGZDTA measuring instrument (trade name: SII EX S TAR 600 00 manufactured by Seiko Instruments Ltd.) It is heated from 30 ° C to 55 ° C and measured at the same temperature for 2 8 minutes after reaching 55 ° C. The decomposition temperature of this Na salt by thermal analysis was 2 35 ° C. In contrast, the Ca salt did not decompose. Therefore, thermal decomposition is unlikely to occur, thermal stability is good, and the influence of heat is reduced during resin molding and laser welding. Therefore, it is excellent in application suitability for laser welding. Thus, by having a sulfone group derivative in the dye structure, the anchor effect, which is a phenomenon of staying in the resin, is exhibited.
  • the alkaline earth metal salt of an anthraquinone acid dye used in the present invention has one SO 3 M 1/2 (M in the chemical structure as represented by the chemical formula (1) or (2). Indicates an earth-strength earth metal).
  • the anchor effect is strongly expressed in the resin composition by making this M part an Al-strength earth metal. For this reason, it has stronger sublimation resistance, heat resistance, and chemical resistance than conventional neutral anthraquinone dyes and organic amine salts of anthraquinone dyes. This shows that the laser welded body of the present invention shows high practicality even in the use of high-melting engineering plastics. ⁇
  • an alkaline earth metal salt of the anthraquinone acid dye of the above chemical formula (2) it is preferable to use an alkaline earth metal salt of the anthraquinone acid dye of the above chemical formula (2).
  • the alkaline earth metal salt of the anthraquinone acid dye has a stronger suppression of the sublimation phenomenon as its purity increases.
  • the purity thereof is preferably 80% or more, more preferably 90% or more.
  • a by-product having a lower molecular weight than the anthraquinone acid dye represented by the chemical formulas (1) and (2) is an impurity. It becomes easy to obtain by mixing. For this reason, impurities with high solubility in rosin are increased, so that the sublimation phenomenon at high temperature becomes remarkable and the heat resistance of the resin composition tends to be impaired.
  • alkaline earth metal salt of the anthraquinone acid dye represented by the chemical formula (1) or (2) include the following compound examples. Of course, the present invention is not limited to these.
  • the alkaline earth metal salts of the anthraquinone acid dyes represented by the chemical formulas (1) and (2) mainly exhibit a blue or green hue.
  • these anthraquinone acid dyes may be used singly or in combination of two or more, and may be used in combination with various dyes.
  • a compounding colorant used in a laser light-transmitting colored resin composition together with the alkaline earth metal salt of the anthraquinone acid dye, it absorbs only outside or within the visible light absorption range it has.
  • the colorant can be used as a colorant of various hues by mixing dyes exhibiting hues such as red, yellow, or orange with good laser light transmission.
  • a colorant exhibiting a black hue obtained by combining a blue dye, which is an alkaline earth metal salt of the anthraquinone acid dye, with another red colorant or a yellow colorant. It is.
  • the black resin composition is important for industrial use of the laser light transmitting colored resin composition. It is preferable that the black compounding colorant has a black color by mixing the alkaline earth metal salt of the anthraquinone acid dye and a yellow and / or red dye.
  • a specific example of the colorant mixture is expressed by combining an alkaline earth metal salt of each blue or purple anthraquinone acid dye with a yellow and / or red colorant to produce green (for example, blue + Colorants exhibiting various hues such as yellow combination), purple (for example, blue + red combination), and black (for example, blue + yellow + red combination, or purple + yellow combination) may be mentioned.
  • an anthrapyridone dye is preferably used as a red colorant.
  • Examples of the colorant that can be used in the present invention include organic dyes and pigments having laser light transmittance. There are no particular restrictions on their structures, and more specifically, azomethine, quinatalidone, dioxazine, diketopyrrolopyrrole, anthrapyridone, isoindolinone, indanthrone, perinone Organic dyes such as various dyes such as perylene, indigo, thioindigo, quinophthalone, quinoline, and triphenylmethane.
  • yellow colorants that can be used in combination with the above-mentioned anthraquinone-based acid dye alkaline metal salts include C.I.Solvent Y e 1 1 ow 1 6 3 and C.I.S olvent.
  • Yellow oil-soluble dyes such as Y ellow 1 1 4 etc. Yellow like C.I.A cid Y ellow 3, C.I.A cid Y ellow 4 2, C.I.A cid Y ellow 4 9 etc.
  • acid dyes Y ellow 1 1 4 etc.
  • an orange colorant that can be used in combination with the above-mentioned anthraquinone acid dye alkaline metal salt, specifically, an orange acid dye such as C.I.A cid O range 56, C Orange oil-soluble dyes such as I. S o 1 vent O range 6 0 etc. are mentioned.
  • the content of the colorant in the laser light transmitting colored resin composition is preferably from 0.01 to 10% by weight based on the thermoplastic resin. More preferably, it is 0.1 to 5% by weight, and still more preferably 0.1 to 1% by weight.
  • a transmittance T of laser light having a wavelength of 9400 nm with respect to the laser light transmitting colored resin composition is 15% or more.
  • the ratio ⁇ 2 to the transmittance ⁇ 2 of the laser light with a wavelength of 94 nm to the same non-colored resin composition except that the colorant is not contained is 0.5 or more. Is preferably 0.7 to 1.1, more preferably 0.8 to 1.1.
  • the resin used in the laser light transmissive member and the laser light transmissive colored resin composition melts when heated, and returns to its original hardness when cooled. It is composed of a thermoplastic resin that is reversible in melting and solidification by cooling and insoluble in solvents, and is, for example, a resin that has laser light transparency and is used as a facial dispersant, master patch or Examples include known resins used as carrier resins for colored pellets.
  • thermoplastic resins include polyphenylene sulfide resin (PPS), polyamide resin (PA), polyethylene resin (PE), polypropylene resin (PP), and polystyrene resin.
  • PPS polyphenylene sulfide resin
  • PA polyamide resin
  • PE polyethylene resin
  • PP polypropylene resin
  • the thermoplastic resin may be a copolymer resin composed of two or more of the thermoplastic resins.
  • AS acrylonitrile-styrene
  • ABS acrylonitrile-butadiene-styrene
  • AES acrylonitrile-styrene EP DM-styrene
  • thermoplastic elastomers such as polystyrene-based thermoplastic elastomers, polyolefin-based thermoplastic elastomers, polyurethane-based thermoplastic elastomers, polyester-based thermoplastic elastomers; Synthetic wax or natural wax or the like can be mentioned.
  • thermoplastic resins are not particularly limited. Les. Moreover, you may use two or more said different resin.
  • thermoplastic resin is made of polyphenylene sulfide resin (PPs), polyester resin (including PET and PBT), polyolefin resin, polyamide resin (nylon), polyacetal resin, or polysulfone resin ( PES, PA SF, and PSF are preferable.
  • PPs polyphenylene sulfide resin
  • polyester resin including PET and PBT
  • polyolefin resin polyamide resin (nylon)
  • polyacetal resin polysulfone resin
  • PES polysulfone resin
  • PA SF polysulfone resin
  • PPS polyphenylene sulfide resin
  • PPS polyphenylene sulfide resin
  • PPS polyphenylene sulfide resin
  • This resin is a polymer mainly composed of This resin is obtained by polymerizing monomers synthesized by reacting paradichlorobenzene and alkali sulfide at high temperature and pressure.
  • This resin consists of a straight-chain type that achieves the desired degree of polymerization only by a polymerization process using a polymerization aid, and a cross-linked type that is obtained by thermally crosslinking a low-molecular polymer in the presence of oxygen. Roughly classified into two types. In particular, a straight-chain type is preferable in terms of excellent transmittance. '
  • melt viscosity of the polyphenylene sulfide resin is not particularly limited as long as it can be melt-kneaded, but usually one having a range of 5 to 200 Pa.s is used. A range of 6 0 0 Pa ′ s is more preferable.
  • Polyphenylene sulfide resin has properties suitable for applications such as electronic parts and automobile parts.
  • Polyphenylene sulfide resin can also be a polymer alloy.
  • PPS / polyolefin alloy PPS / polyamide alloy, PPS / polyester alloy, PPS / poly-polyone alloy, PPS / polyphenylene ether alloy, PPS / liquid crystal polymer alloy, PPS / polyimid CPS alloy and PPS / polysulfone alloy.
  • the polyester resin include polyethylene terephthalate resin obtained by a polycondensation reaction between terephthalic acid and ethylene glycol, and polybutylene terephthalate resin obtained by a polycondensation reaction between terephthalic acid and butylene glycol.
  • polyester resins include a part of the terephthalic acid component in the polyester resin (for example, 15 mol% or less [for example, 0, 5 to 15 mol%], preferably 5 mol% or less [for example, 0 . 5-5 mole 0/0]) ⁇ Pi Z or ethylene glycidyl copolymers Lumpur or Puchirenguri call some of the components (e.g., 1 to 5 mol. /. the following [for example from 0.5 to 1 5 mole 0/0, Preferably, a copolymer in which 5 mol% or less [for example, 0.5 to 5 mol%:]) is substituted may be mentioned. It may also be a mixture of two or more polyester resins.
  • Examples of those that replace a part of the terephthalic acid component include aromatic dicarboxylic acids such as isophthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, diphenyldicarboxylic acid, diphenoxyethanedicarboxylic acid, diphenyl / laeterdicarboxylic acid, diphenylsulfonic dicarboxylic acid; Cycloaliphatic dicarboxylic acids such as hexahydrodrothephthalic acid and hexahydroisophthalic acid; aliphatic dicarboxylic acids such as adipic acid, sebacic acid and azelaic acid; p--bifunctional carboxylic acids such as hydroxyxoxybenzoic acid Or a combination of two or more of these.
  • aromatic dicarboxylic acids such as isophthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, diphenyldicarboxylic acid, diphenoxyethanedicarboxylic acid, di
  • Examples of those that replace part of the ethylene glycol or butylene glycol component include trimethylene glycol, tetramethylene glycol, hexamethylene glycol / le, decamethylene glycol, neopentino glycol, and diethylene glycol. 1,1-cyclohexanedimethylolone, 1,4-cyclohexanedimethylolone, 2,2-bis (4,1-hydroxyhydroxy) pronone, bis (4,1) 3-hydroxyxylphenyl ) Dalicol such as sulfonic acid, and functional derivatives of these And a combination of one or more polyfunctional compounds. '
  • the polyolefin resin is not particularly limited. Examples include ethylene, propylene, butene-1, 3-methenolevbutene-1, 4-methinopentene-1, and otene1-1 homopolymers or copolymers of these, And other copolymerizable unsaturated monomers (Examples of the copolymer include a block copolymer, a random copolymer, and a graft copolymer). .
  • polyethylene-based resins such as high density polyethylene, medium density polyethylene, low density polyethylene, linear low density polyethylene, ethylene monoacetate butyl copolymer, ethylene monoethyl acrylate copolymer, and the like; Polypropylene resins such as propylene homopolymer, propylene-ethylene block copolymer, or random copolymer, propylene-ethylene-butene-1 copolymer; polybutene-1, poly-4-methylpentene-1, etc. .
  • These polyolefin resins may be used alone or in combination of two or more. Among these, it is preferable to use polypropylene resin and z or polyethylene resin. More preferred is a polypropylene-based resin. There are no particular restrictions on this polypropylene resin, and a wide range of molecular weights can be used.
  • an acid-modified polyolefin modified with unsaturated ruponic acid or its derivative may be a resin containing a foaming agent such as foamed polypropylene.
  • a foaming agent such as foamed polypropylene.
  • rubbers such as these hydrogenated products may be contained in the polyolefin resin.
  • the polyamide resin may be a mixed polymer of the polyamide resin and another synthetic resin.
  • Examples of such mixed polymers are: Polyamide z Polyester mixed polymer, Polyamide / Polyphenylene oxide mixed polymer, Polyamide polycarbonate mixed polymer, Polyamide / Polyolefin mixed polymer, Polyamide Z styrene. / Acrylonitrile mixed polymer, polyamido acrylate mixed polymer, polyamide / silicone mixed polymer, and the like. These polyamide resins may be used alone or in admixture of two or more.
  • Polyacetal resin is a polymer compound mainly composed of oxymethylene group (one CH 2 0—). Polyoxymethylene homopolymer, copolymer containing small amount of other structural units in addition to oxymethylene group, terpolymer, block Any copolymer may be used, and the molecule may have a branched or crosslinked structure as well as a linear shape. There is no particular restriction on the degree of polymerization.
  • Polysulfone-based resin is an amorphous thermoplastic resin that has a (one so 2- ) bond in the molecule, is amber transparent, and has a glossy appearance. . It is synthesized by polycondensation reaction of dichlorodiphenylsulfone and bisphenol A Na salt.
  • Other resins in this series include, for example, polyethersulfone rosin (PES, poly Ether sulfone resin), polyallyl sulfone resin (PASF, polyaryl sulfone resin), polyphenyl sulfone resin (PSF polyphenyl sulfone resin), and the like.
  • the polysulfone-based resin can contain other resins within a range not impairing the effects of the present invention.
  • a polysulfone-based resin a copolymer of polysulfone and polycarbonate, a copolymer of polysulfone and polyamid, a copolymer of polysulfone, polycarbonate and liquid crystal polymer, or a polysulfone, polyamido and liquid crystal polymer Copolymers can be used, blends of polysulfone and polycarbonate, blends of polysulfone and polyamid, blends of polysulfone and polyforce-bonate and liquid crystal polymer, polysulfone and polyamide and liquid crystal high Blends with molecules, polysulfone / polyamide copolymers and liquid crystal polymer blends can also be used.
  • These polysulfone resins may be used alone or in admixture of two or more.
  • the laser light transmitting colored resin composition may contain various additives as required.
  • additives include auxiliary colorants, dispersants, reinforcing materials or fillers, stabilizers, plasticizers, modifiers, UV absorbers or light stabilizers, antioxidants, antistatic agents, Examples include lubricants, mold release agents, crystal accelerators, crystal nucleating agents, flame retardants, and elastomers for improving impact resistance.
  • the laser light-transmitting colored rosin composition may contain appropriate amounts of various reinforcing materials or fillers depending on the application and purpose.
  • the reinforcing material is not particularly limited as long as it can be used for reinforcing a normal synthetic resin.
  • glass fibers, carbon fibers, other inorganic fibers, and organic fibers alamide, polyphenylene sulfide, nylon, polyester, liquid crystal polymer, etc.
  • reinforcement of resins that require transparency For this, glass fiber is preferred.
  • Glass fiber that can be suitably used The fiber has a fiber length of 2 to 15 mm and a fiber diameter of 1 to 20 ⁇ ⁇ .
  • the 'form of the glass fiber there is no particular limitation on the 'form of the glass fiber, and any of, for example, roving and milled fiber may be used. These glass fibers can be used alone or in combination of two or more.
  • the content is preferably 5 to 120 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the thermoplastic resin. When the amount is less than 5 parts by weight, it is difficult to obtain a sufficient glass fiber reinforcing effect, and when it exceeds 120 parts by weight, the formability tends to decrease.
  • the amount is preferably 10 to 60 parts by weight, particularly preferably 20 to 50 parts by weight.
  • fillers include plate-like fillers such as My strength, sericite, and glass flakes, silicates such as talc, kaolin, clay, wollastonite, bentonite, asbestos, and alumina silicate, alumina , Metal oxides such as silicon oxide, transported magnesium, zirconium oxide and titanium oxide, carbonates such as calcium carbonate, magnesium carbonate and dolomite, sulfates such as calcium sulfate and barium sulfate, glass beads, ceramic beads, nitriding Particulate fillers such as boron and silicon carbide can be added.
  • silicates such as talc, kaolin, clay, wollastonite, bentonite, asbestos, and alumina silicate, alumina
  • Metal oxides such as silicon oxide, transported magnesium, zirconium oxide and titanium oxide, carbonates such as calcium carbonate, magnesium carbonate and dolomite, sulfates such as calcium sulfate and barium sulfate, glass beads,
  • the colored resin composition used in the present invention can be obtained by combining raw materials by an arbitrary blending method. These blending components are usually preferably as uniform as possible. Specifically, for example, all raw materials can be obtained by mixing and homogenizing using a blender such as a blender, kneader, Banbury mixer, roll, or extruder. Alternatively, the resin composition can be obtained by mixing a part of raw materials with a mixer, adding the remaining components, and further mixing and homogenizing. Alternatively, the resin composition may be prepared by melting and kneading the raw material that has been dry-dried in advance with a heated extruder, then extruding it into a wire, and then cutting it into a desired length to form a colored granule.
  • a blender such as a blender, kneader, Banbury mixer, roll, or extruder.
  • the resin composition can be obtained by mixing a part of raw materials with a mixer, adding the remaining components, and further mixing and homogenizing.
  • the masterbatch of the colored resin composition used in the present invention can be obtained by any method. For example, after mixing the resin powder or pellets and colorant used as the base of the masterbatch with a mixer such as a tumbler or a super mixer, use an extruder, a batch kneader, or a roll kneader. It can be obtained by heating and melting to pelletize or coarse particles. Further, for example, after the resin synthesis, after adding a colorant to the resin for master patch in a solution state, the master batch can be obtained by removing the solvent.
  • a mixer such as a tumbler or a super mixer
  • Molding of the colored resin composition used in the present invention can be performed by various commonly performed procedures.
  • a colored pellet can be used for molding by a processing machine such as an extruder, an injection molding machine, or a roll mill.
  • a transparent resin pellet or powder, a pulverized colorant, If necessary, various additives can be mixed in a suitable mixer, and the mixture can be formed by using a processing machine.
  • a colorant can be added to a monomer containing an appropriate polymerization catalyst, and this mixture can be polymerized to obtain a desired resin, which can be molded by an appropriate method.
  • molding methods include injection molding, extrusion molding, compression molding, foam molding, professional molding, vacuum molding, injection blow molding, rotational molding, calendar molding, solution casting, and any commonly used molding method. Can be adopted. 'By such molding, various shapes of laser light transmissive members can be obtained.
  • a laser light transmissive member 1 made of the laser one light transmissive colored thermoplastic resin composition and a laser light absorptive member 2 are each step 4.
  • the laser light 3 passes through the laser-light-transmitting member 1 and passes through the laser-light-absorbing member 2 in at least a part of the abutting portion while being in a state of being in contact with each other in the five portions.
  • a contact portion between the transmissive member 1 and the laser light absorbing member 2 is welded.
  • the advantages of laser welding methods are that three-dimensional welding is possible, increasing the degree of freedom of the mold shape, and improving the design by eliminating the Paris on the welding surface unlike vibration welding, vibration and wear powder This means that it does not occur and can be applied to electronic components.
  • the disadvantages are the upfront investment in laser welding machines, and the generation of gaps between welded members due to sink marks after molding of the resin material. In particular, this gap problem is the biggest problem for those who actually operate laser welding machines, and the holding jigs such as clamps are made independently according to the shape of the welding member.
  • Currently is known that if a gap of 0.02 mm is generated, it is halved compared to the welding strength when there is no gap, and if a gap of 0.05 mm or more is generated, it is known that no welding occurs.
  • Laser operating methods include a scanning type in which the laser moves, a masking type in which the welding material moves, and a type in which the welding member is irradiated simultaneously from many directions. Is a scanning type, and the value of 5 m / min is used as the basis for production tact time.
  • a wavelength from about 800 nm by a semiconductor laser to about 110 nm by a YAG laser, that is, laser light used for laser welding is used.
  • a material that transmits at least 15% of the wavelength is used.
  • the infrared transmittance of one or more wavelengths at 8 08 nm, 840 nm, 940 nm, and 1064 nm is at least 20%. If it is too low, a sufficient amount of laser light of these wavelengths cannot be transmitted, so even if laser welding is performed, the intensity is insufficient, or excessive laser light energy that is not suitable for practical use is required. It becomes.
  • the amount of energy X (J / mm) given by the laser beam irradiated while scanning is expressed by the following formula (II).
  • p (W) is the laser beam output
  • q (mmZ seconds) is the laser beam scanning speed
  • is the transmittance of the laser beam transmitting member at the wavelength of the laser beam. It is industrial that it is adjusted to meet This is a preferable condition for use as a structural member.
  • X in the welding of the amorphous thermoplastic resin having excellent permeability such as the polysulfone resin (PSU, polysulfone resin) of the present invention is preferably 0.3 to 2.0, and more preferably 0.4 to A range of 1.5 is preferred. On the other hand, welding strength that can be used practically is not shown under welding conditions where X is less than 0.3.
  • x in the welding of a crystalline thermoplastic resin with poor permeability such as the polyphenylene sulfide resin of the present invention is preferably 1.0 to 5.0, and more preferably in the range of 2.0 to 5.0. preferable.
  • X is greater than 5.0, the energy is too strong and rapid melting occurs, so the accuracy of the welded portion decreases, and burrs and other defects occur, resulting in a decrease in welding strength.
  • the laser welding method of the present invention comprises a laser light absorbing member 2 having an ink and / or paint coating layer 9 containing a laser light absorber as a laser light absorber containing coating layer. And a laser welding method with the laser light transmissive member 1. More specifically, first, an ink and / or paint containing, for example, a laser light absorber and, if necessary, a resin is prepared. The ink and / or paint is applied to the laser light transmitting member 7 by any method such as spraying or painting with a marking pen, brush, brush, etc., preferably 0.1 mm or less. Pre-apply with lower thickness.
  • a laser light absorber-containing coating layer 9 is formed, and the laser light-absorbing member 2 in which the laser light transmitting member 7 and the coating layer 9 are integrated is obtained. After this laser light absorbent-containing coating layer 9 and the laser light transmitting member 1 to be welded are brought into contact with each other, the laser light transmitting member 1 is irradiated with laser light from the side of the member 1. Is obtained.
  • the laser light absorbing member is a laser light absorbing colored resin composition using at least carbon black as a laser light absorber and black colorant.
  • it may be formed of a laser light absorbing colored thermoplastic resin composition.
  • the primary particle diameter of Tatsumi Bon Black is 18 to 30 nm.
  • Niguchi syn dye may be used together with carbon black.
  • the Niguchi syn dye is preferably a Niguchi syn dye belonging to CI Solvent Black 7, which adjusts the laser absorption rate well.
  • the laser light absorbing member is formed of a laser light absorbing colored resin composition containing a colorant other than carbon black and a laser light absorbing agent exemplified by phthalocyanine-based, cyanine-based, and metal complexes. It may be done. It may be formed of a laser light-absorbing colored resin composition containing a laser light absorber and colorant other than carbon black.
  • the laser light absorbing member can be produced in the same manner as described for the laser light transmitting member except that it contains a laser light absorbing agent. It may contain an appropriate amount of additives.
  • the above blending and molding methods can be used. It is also possible to use an alkaline earth metal salt of an anthraquinone acid dye used in the production of the aforementioned laser light transmitting member, and an organic dye such as various colorants and various dyes.
  • the materials used to manufacture the laser light absorbing member can be selected from a wide range because there is no restriction of laser light transmission compared to the material used for the laser light transmitting member.
  • the amount of the colorant used in the laser light absorbing colored resin composition can be, for example, 0.1 to 10% by weight with respect to the resin (preferably a thermoplastic resin), and preferably 0.0. 5 to 5% by weight.
  • the laser welded body of the present invention can be obtained by the laser welding method described above. You can.
  • This laser welded body has high fastness such as heat resistance and light resistance, and also has good migration resistance, chemical resistance, etc. and exhibits a clear hue.
  • examples of main applications of the laser welded body of the present invention include automobile parts. More specifically, an instrument panel in the interior and a resonator (muffler) in the engine room can be mentioned.
  • an adhesive When joining parts made of thermoplastic resin, it was difficult to use an adhesive if the surface was not treated before, so it was necessary to devise methods such as pre-treating the surface.
  • this laser welding does not require a complicated process such as pre-treatment of alloying of the resin, and is superior in strength and recycling compared to the case of using an adhesive.
  • Production Examples 1 to 11 shown in Table 1 are colorants used in each Example, and Comparative Production Examples 1 to 7 are colorants used in each Comparative Example.
  • the dyes shown in the above compound examples correspond to the dyes for each production example.
  • Production Examples 3, 7, 10 and 11 and Comparative Production Example 5 are black colorants obtained by blending a plurality of dyes with a simple mixer according to the weight blending ratio indicated in the blending ratio column.
  • the anthraquinone acid dye used in the present invention is an alkaline earth metal salt, an anthraquinone acid dye, and an anthraquinone acid dye as an alkaline earth metal salt.
  • M salt for example, Ca salt
  • I. Solvet Y ellow 1 6 3 (C.I .5 8 8 4 0) and C.I.Pigment Y ellow 1 4 7 (C.I .6 0 6 4 5) is an anthraquinone yellow dye
  • C.I.Solvent Green 3 (C.I.6 1 5 6 5) is an anthraquinone green dye
  • C.I.Solvent V iolet 1 3 (C.I.6 0 7 2 5) is an anthraquinone purple dye
  • C.I.Solvent B 1 ue 9 7 (C.I .6 1 5 2 9 0) is an anthraquinone blue dye
  • C.I.Solvent R ed 2 2 (C I. 2 1 2 5 0) indicates a disazo red dye.
  • Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 5 are examples in which a polyethylene welded resin is used to manufacture a laser welded body to which the present invention is applied with the same size and shape. (Example 1)
  • Polyphenylene sulfide resin ⁇ 4 0 0 g (Product name: 0 2 2 0 A 9 Melt viscosity: 3 5 0 Pa ⁇ s)
  • the above blend was placed in a stainless steel tumbler and mixed with stirring for 1 hour.
  • the injection mixture product name: S i — 50
  • the mixture obtained was obtained in a normal manner at a cylinder temperature of 3 20 ° C and a mold temperature of 1400 ° C.
  • the plate is 60 mm long, 18 mm wide, 3 mm thick, 20 mm long at one end of its long edge, and a step 4 with a thickness of 1.5 mm.
  • a uniform blue laser light transmitting member 1 with good appearance and surface gloss and no color unevenness was obtained.
  • polyphenylene sulfide resin (trade name: 0 220 A 9) manufactured by Polyplastics Co., Ltd. 1 O O O g and 5 g of carbon black were placed in a stainless steel tumbler and mixed with stirring for 1 hour.
  • the injection molding machine (trade name: S i — 50) manufactured by Toyo Kikai Kogyo Co., Ltd.
  • the mixture obtained was obtained in a normal manner at a cylinder temperature of 320 ° C and a mold temperature of 140 ° C.
  • 60 mm long x 18 mm wide x 3 mm thick, 20 mm long at one end of the long side is missing on the top surface, and has a step 5 with a thickness of 1.5 mm.
  • a uniform black laser light-absorbing member 2 with good appearance and surface gloss and no color unevenness was obtained.
  • the laser light transmitting member and laser welded body obtained in Example 1 were evaluated for physical properties by the following methods.
  • a laser light transmissive member on a spectrophotometer (trade name: V-5570, manufactured by JASCO Corporation), and the thickness of the laser light transmissive member 1 shown in Fig. 1 is 1.5 mm.
  • Table 3 shows the transmittance of the semiconductor laser light used at a wavelength of 940 nm for the laser light transmissive member.
  • Example 1 In the injection molding of Example 1 above, after performing a normal shot 1 with the mixture of the blend, the remaining mixture was retained for 15 minutes at a cylinder temperature of 320 ° C at that time, and then injection molding was performed. A laser light transmitting member was obtained.
  • the color difference ( ⁇ E) between the laser light transmissive member obtained by staying in a cylinder for 15 minutes and the laser light transmissive member obtained in a normal shot is a color difference meter (J UK I product name) : JP 7 0 0 0) Measured, and if the color difference ( ⁇ E) is 1.0 or less, it was judged to be heat resistant.
  • the laser light transmitting member obtained by the injection molding of Example 1 was left for 1 month in an open set at 190 ° C.
  • Laser after one month Measure the difference ( ⁇ ⁇ ) between the light transmissive member and the laser light transmissive member newly obtained in the normal shot, and if the color difference ( ⁇ ⁇ ) is 1.0 or less, the thermal stability is Judged that there was.
  • PET film A white polyethylene terephthalate (PET) film is affixed to the laser light transmissive member, placed in an oven and left at 160 ° C for 3 hours, and then the PET film is peeled off from the laser light transmissive member. It was pasted on a colorless and transparent overhead projector (OHP) sheet for easy observation. If the PET film had little coloration, it was judged to be sublimation resistant.
  • OHP overhead projector
  • a tensile tester (trade name: AG—50 k NE manufactured by Shimadzu Corporation) A tensile test was conducted in the longitudinal direction (direction in which the welded part was pulled away) at a test speed of 10 mm / min, and the tensile weld strength was measured.
  • Example 1 the same procedure as in Example 1 was used except that the product of Production Example 2 was used instead of Production Example 1. Uniform blue laser light transmission with good appearance and surface gloss and no color unevenness Member 1 was obtained.
  • Example 1 a black laser light absorbing member 2 and a laser welded body as shown in FIG. 1 were obtained in the same manner as in Example 1. In addition, physical properties of the obtained product were evaluated in the same manner as in Example 1.
  • the above blend was placed in a stainless steel tumbler and stirred and mixed for 1 hour.
  • the obtained mixture was converted into a single screw extruder (manufactured by Engineering Plastics Co., Ltd. SV) was used and melt mixed at a cylinder temperature of 320 ° C. Thereafter, it was cooled in a water tank, then cut with a pelletizer, and after a drying process, a black master patch with a colorant concentration of 10% by weight was obtained.
  • Polyphenylene sulfide resin ⁇ ⁇ ⁇ 4 7 5 g (Polyplastics product name: 0 2 2 0 A 9)
  • polyphenylene sulfide resin (trade name: 0 2 20 A 9) manufactured by Polyplastics Co., Ltd. was placed in a stainless steel tumbler and stirred and mixed for 1 hour.
  • the injection molding machine (trade name: S i — 50) manufactured by Toyo Kikai Kogyo Co., Ltd.
  • the resulting mixture was molded according to the molding conditions of a cylinder temperature of 260 ° C and a mold temperature of 80 ° C.
  • the length is 6 O mm x width 18 mm x thickness 3 mm, and the length of one end of the long 20 mm is cut off on the top surface and injected into a plate with a step 5 of thickness 1.5 mm. Molding was performed to obtain a laser light absorbing member 2.
  • a laser welded body was obtained in the same manner as in Example 1 (11 c).
  • physical properties of the obtained product were evaluated in the same manner as in Example 1.
  • Example 4 Fabrication of laser light transmissive member
  • Production Example 4 was used instead of Production Example 1, it was carried out in the same manner as Example 1 ', and a uniform blue laser light transmitting member having good appearance and surface gloss and no color unevenness 1 was obtained.
  • Example 1 a black laser light absorbing member 2 and a laser welded body as shown in FIG. 1 were obtained in the same manner as in Example 1. In addition, physical properties of the obtained product were evaluated in the same manner as in Example 1.
  • Polyphenylene sulfide resin ⁇ 4 0 0 g (Product name: 0 2 2 0 A 9 Melt viscosity: 3 5 0 Pa ⁇ s)
  • the above blend was placed in a stainless steel tumbler and mixed with stirring for 1 hour.
  • the injection mixture product name: S i — 50
  • the mixture obtained was obtained in a normal manner at a cylinder temperature of 3 20 ° C and a mold temperature of 1400 ° C.
  • the length is 60 mm x width 18 mm x thickness 3 mm
  • the length of one end of 20 mm is missing on the bottom surface, and has a step 4 with a thickness of 1.5 mm.
  • a laser light absorbing film layer was prepared as follows. Polypropylene 'pyrene resin 4 0 0 g (Nippon Polychem brand name: BC 0 5 B) and carbon black 0.8 g (Mitsubishi Chemical brand name: S i — 50) make cylinder temperature 2 A laser light-absorbing resin film layer 8 containing carbon black was obtained by an ordinary method of 20 ° C. and a mold temperature of 40 ° C.
  • a laser light-absorbing film layer 8 is sandwiched between the obtained two laser light-transmissive members 1 and 7, and the laser light 3 is irradiated by the same irradiation method as in Example 1. Then, a laser welded body of the laser light transmissive member 1 and the laser light transmissive member 2 composed of the laser light transmissive member 7 and the laser light absorbent film layer 8 was obtained. In addition, physical properties of the obtained product were evaluated in the same manner as in Example 1.
  • Polyphenylene sulfide resin ⁇ 4 0 0 g (Product name: 0 2 2 0 A 9 Melt viscosity: 3 5 0 Pa ⁇ s)
  • the above blend was placed in a stainless steel tumbler and stirred and mixed for 1 hour.
  • the injection mixture (trade name: S i — 50) manufactured by Toyo Kikai Co., Ltd.
  • the resulting mixture was drawn in the usual manner at a cylinder temperature of 3 20 and a mold temperature of 1400 ° C.
  • the plate has a height of 6 O mm x width of 18 mm x thickness of 3 mm, a length of 20 mm at one end of the length is cut off at the bottom, and a step of 1.5 mm in thickness.
  • a uniform blue laser light transmitting member 1 having good appearance and surface gloss and no color unevenness was obtained.
  • an ink marking pen ink having a laser light absorbent as a laser light absorbing ink was prepared as follows.
  • Nigguchi Shin Base E X (Product name C. Solvent Black 7 manufactured by Orient Kogyo Co., Ltd.)
  • Ink was prepared by uniformly mixing and dissolving the above formulation at 40 ° C. This ink was packed in a commercially available marking pen.
  • a laser light absorbing ink is applied on the step of the laser light transmitting member 7 with this pen, and an ink coating layer 9 is attached on the laser light transmitting member 7.
  • a laser light absorbing member 2 comprising a laser light transmitting member 7 and an ink coating layer 9 was obtained.
  • the other laser one light-transmitting member 1 is overlaid on the ink-coated layer 9, and laser light is irradiated from both sides of these parts 1 and 7 by the same irradiation method as in Example 1.
  • a laser welded body of member 1 and laser light absorbing member 2 was obtained.
  • physical properties of the obtained product were evaluated in the same manner as in Example 1.
  • Example 3 the same procedure as in Example 3 was used except that Production Example 7 was used instead of Production Example 3. Uniform black with good appearance and surface gloss and no color unevenness. A colored laser light transmissive member 1 was obtained.
  • Example 1 a black laser light absorbing member 2 and a laser welded body as shown in FIG. 1 were obtained in the same manner as in Example 1. In addition, physical properties of the obtained product were evaluated in the same manner as in Example 1.
  • Example 3 the same procedure as in Example 3 was used except that Production Example 10 was used in place of Production Example 3. Uniform black laser light transmitting member with good appearance and surface gloss and no color unevenness 1 was gotten.
  • Example 1 a black laser light absorbing member 2 and a laser welded body as shown in FIG. 1 were obtained in the same manner as in Example 1. In addition, physical properties of the obtained product were evaluated in the same manner as in Example 1.
  • a black laser light absorbing member 2 and a laser welded body as shown in FIG. 1 were obtained in the same manner as in Example 1.
  • physical properties of the obtained product were evaluated in the same manner as in Example 1.
  • a blue laser light transmitting member 1 was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that Comparative Production Example 2 was used instead of Comparative Production Example 1 in Comparative Example 1.
  • a black laser light absorbing member 2 and a laser welded body as shown in FIG. 1 were obtained in the same manner as in Example 1.
  • physical properties of the obtained product were evaluated in the same manner as in Example 1.
  • amber laser light absorbing member 2 and the laser welded body as shown in FIG. 1 were obtained in the same manner as in Example 1.
  • physical properties of the obtained product were evaluated in the same manner as in Example 1.
  • Comparative Example 1 was carried out in the same manner as in Comparative Example 1 except that Comparative Production Example 4 was used instead of Comparative Production Example 1, and a blue laser light transmitting member 1 was obtained.
  • Example 1 a black laser light absorbing member 2 and a laser welded body as shown in FIG. 1 were obtained in the same manner as in Example 1. In addition, physical properties of the obtained product were evaluated in the same manner as in Example 1.
  • a black laser light transmitting member 1 was obtained in the same manner as in Example 3 except that Comparative Production Example 5 was used instead of Production Example 3 in Example 3.
  • Example 1 a black laser light absorbing member 2 and a laser welded body as shown in FIG. 1 were obtained in the same manner as in Example 1. In addition, the physical properties of these were evaluated in the same manner as in Example 1.
  • Examples 9 to 10 are examples in which a laser welded body to which the present invention is applied is manufactured with the same size and shape using a polybutylene terephthalate resin.
  • the above blend was placed in a stainless steel tumbler and mixed with stirring for 1 hour.
  • the resulting mixture is shown in Fig. 1 by an ordinary method using an injection molding machine (trade name: S i — 50) manufactured by Toyo Machine Metal Co., Ltd. at a cylinder temperature of 26 Ot and a mold temperature of 80 ° C.
  • S i — 50 injection molding machine manufactured by Toyo Machine Metal Co., Ltd.
  • a cylinder temperature of 26 Ot and a mold temperature of 80 ° C.
  • it is injection molded into a plate with a height difference of 1.5 mm, with a length of 6 O mm x width of 18 mm x thickness of 3 mm, and a length of 20 mm at one end of the length is cut off at the bottom.
  • a uniform green laser light transmitting member 1 with good appearance and surface gloss and no color unevenness was obtained.
  • the polyphenylene sulfide resin used in Example 1 (trade name: 5 0 0 8 AS manufactured by Mitsubishi Engineering Plastics) ) Instead of poly (butylene terephthalate) resin, depending on the molding conditions of a cylinder temperature of 2600 ° C and a mold temperature of 80 ° C, as shown in Fig. 1, length 60 mm x width 1 8 mmX thickness 3 mm, 2 O mm at one end of the long part is chipped on the top surface and injection molded into a plate with a step 5 with a thickness of 1.5 mm to obtain a laser light-absorbing member 2 It was. Further, a laser welded body was obtained in the same manner as in Example 1 (11 c). In addition, physical properties of the obtained product were evaluated in the same manner as in Example 1.
  • Example 9 the same procedure as in Example 9 was used except that Production Example 7 was used instead of Production Example 6, and a uniform black laser light transmitting member with good appearance and surface gloss and no color unevenness 1 was gotten.
  • a laser light-absorbing member and a laser welded body were prepared in the same manner as in Example 9. Obtained. In addition, physical properties of the obtained product were evaluated in the same manner as in Example 1. '
  • Examples 11 and 12 are examples in which a polyamide 6 resin was used and a laser-welded body to which the present invention was applied was manufactured with the same size and shape.
  • the above blend was placed in a stainless steel tumbler and stirred and mixed for 1 hour.
  • the injection mixture (trade name: S i — 50) manufactured by Toyo Kikai Kogyo Co., Ltd.
  • the mixture obtained was obtained in the usual manner at a cylinder temperature of 2700 ° C and a mold temperature of 80 ° C.
  • the length is 60 mm x width l 8 mm x thickness 3 mm, and 20 mm length at one end of the long part is cut off at the bottom, and it is injected into a plate with a step 4 of thickness 1.5 mm.
  • a uniform green laser light transmitting member 1 having good appearance and surface gloss and no color unevenness was obtained.
  • Example 1 For the black laser light absorbing member 2 and the laser welded body as shown in FIG. 1, instead of the polyphenylene sulfide resin used in Example 1, a polyamide 6 resin (trade name, manufactured by Ube Industries, Ltd.) : 1 0 1 5 GU 9), using the usual method at a cylinder temperature of 2700 ° C and a mold temperature of 80 ° C as in Example 1, as shown in Fig. 1. 18 mm wide x 3 mm thick, 20 mm long at its long end is cut off on the top surface and injection molded into a plate with a step of 5 mm with a thickness of 1.5 mm. Obtained. Furthermore, the laser welding conditions have been partially changed to a scanning speed of 10 mmZ sec. A laser welded body was obtained in the same manner as (1 c) in Example 1 except for the above. In addition, physical properties of the obtained product were evaluated in the same manner as in Example 1.
  • a polyamide 6 resin (trade name, manufactured by Ube Industries, Ltd.) : 1 0 1 5
  • Example 1 In Example 1, except that Production Example 7 was used instead of Production Example 6, the same procedure as in Example 1 1 was performed. Uniform black laser light transmitting member with good appearance and surface gloss and no color unevenness 1 was gotten. "
  • a laser light absorbing member and a laser welded body were obtained in the same manner as in Example 11.
  • physical properties of the obtained product were evaluated in the same manner as in Example 1. '.
  • Examples 13 to 14 are examples in which a polyacetal resin is used and a laser welded body to which the present invention is applied is manufactured in the same size and shape.
  • Polyacetal resin ⁇ 4 0 0 g (Product name: Diyuracon M9 0—44, manufactured by Polyplastics)
  • the length is 60 mm x 18 mm x width. Thickness of 3 mm, 20 mm length of one long end was cut off on the top surface and injection molded into a plate shape with a step 5 of 1.5 mm thickness to obtain a laser single light absorbing member 2 . Further, a laser weld was obtained in the same manner as in (1 c) of Example 1 except that the laser welding conditions were partially changed to 8 mm / sec. In addition, physical properties of the obtained product were evaluated in the same manner as in Example 1.
  • Polyacetal fat and oil g o O g (trade name: Diyuracon M 90-44, manufactured by Polyplastics Co., Ltd.)
  • the above blend was placed in a stainless steel tumbler and mixed with stirring for 1 hour.
  • the obtained mixture was melt-mixed at a cylinder temperature of 230 ° C. using a single screw extruder (product number: E 30 S V, manufactured by Engineering Plastics Industries). Thereafter, the mixture was cooled in a water tank, then cut with a pelletizer, and after a drying process, a black masterbatch with a colorant concentration of 10% by weight was obtained.
  • Polyacetal resin ⁇ 4 7 5 g (Product name: Diyuracon M 9 0—44, manufactured by Polyplastics Co., Ltd.)
  • Black master patch ... 2 5 g The above blend was placed in a stainless steel tumbler and mixed with stirring for 1 hour.
  • the obtained mixture was obtained by a conventional method using an injection molding machine (trade name: S i — 50) manufactured by Toyo Machine Metal Co., Ltd. at a cylinder temperature of 230 ° C and a mold temperature of 70 ° C. Similar to Example 13, when injection-molded into a shape as shown in FIG. 1, uniform black laser light transmitting member 1 having good appearance and surface gloss and no color unevenness was obtained.
  • a laser light absorbing member and a laser welded body were obtained in the same manner as in Example 1 3.
  • physical properties of the obtained product were evaluated in the same manner as in Example 1. ' ⁇ .
  • Examples 15 to 16 are examples in which a polysulfone resin was used and a laser-one welded body to which the present invention was applied was manufactured with the same size and shape.
  • Polysulfone resin ⁇ 4 0 0 g (Product name: Udel P— 1700 0 NT 1 1)
  • the above blend was placed in a stainless steel tumbler and mixed with stirring for 1 hour.
  • the injection mixture (trade name: S i — 50) manufactured by Toyo Machine Metal Co., Ltd.
  • the resulting mixture was processed at a cylinder temperature of 3400 ° C and a mold temperature of 1550 in the usual manner. As shown in Fig. 1, it is 60 mm long x 18 mm wide x 3 mm thick, with a length of 20 mm cut off at the bottom and with a step of 4 mm with a thickness of 1.5 mm.
  • a uniform blue laser light transmitting member 1 having good appearance and surface gloss and no color unevenness was obtained.
  • Polysulfone resin ⁇ 9 00 g (Product name: Udel P— 1 700 NT 1 1)
  • the above blend was placed in a stainless steel tumbler and mixed with stirring for 1 hour.
  • the obtained mixture was melt-mixed at a cylinder temperature of 340 ° C. using a single screw extruder (Product Number: E 30 S V, manufactured by Engineering Plastics Industries). Thereafter, the mixture was cooled in a water tank, then cut with a pelletizer, and after a drying process, a black masterbatch with a colorant concentration of 10% by weight was obtained.
  • Polysulfone resin ⁇ 4 90 g (Product name: Udel P— 1 700 NT 1 1)
  • a laser light absorbing member and a laser welded body were obtained in the same manner as in Example 15. In addition, physical properties of the obtained product were evaluated in the same manner as in Example 1.
  • Examples 1 to 20 and Comparative Examples 6 to 7 are examples in which a polyether welded resin is used and a laser welded body to which the present invention is applied is manufactured in the same size and shape.
  • Polyethersulfone resin ⁇ ⁇ 4 0 0 g (Product name: Radel A— 3 0 0 AN T)
  • the above blend was placed in a stainless steel tumbler and mixed with stirring for 1 hour.
  • the injection mixture (trade name: S i — 50) manufactured by Toyo Machine Metal Co., Ltd.
  • the resulting mixture was subjected to the usual method at a cylinder temperature of 3 60 3 ⁇ 4 and a mold temperature of 1550 ° C.
  • the plate has a height difference of 60 mm x width 18 mm x thickness 3 mm, with a height of 1.5 mm and a length of 20 mm.
  • a uniform blue laser light transmitting member 1 with good appearance and surface gloss and no color unevenness was obtained.
  • polyestersulfone resin Solvey Advanced Polymer
  • the product name: Radel A—300 ANt was used in the same manner as in Example 1, but at a cylinder temperature of 3600 ° C and a mold temperature of 1550.
  • laser A light absorbing member 2 was obtained.
  • a laser welded body was obtained in the same manner as (1-c) of Example 1 except that the laser welding conditions were partially changed to 50 mm / sec.
  • physical properties of the obtained product were evaluated in the same manner as in Example 1.
  • Example 17 the same procedure as in Example 17 except that Production Example 1 1 was used instead of Production Example 9 was achieved. Uniform black laser light transmission with good appearance and surface gloss and no color unevenness Member 1 was obtained.
  • Example 17 In the same manner as in Example 17, a laser light absorbing member and a laser welded body were obtained. In addition, physical properties of the obtained product were evaluated in the same manner as in Example 1.
  • Example 1 7 was carried out in the same manner as Example 1 7 except that Production Example 8 was used instead of Production Example 9, and the appearance and surface gloss were uniform and there was no uneven color. A blue laser light transmissive member 1 was obtained.
  • Example 17 In the same manner as in Example 17, a laser light absorbing member and a laser welded body were obtained. Also, for those obtained was lines evaluation of physical properties in the same manner as in Example 1 0
  • Example 17 In Example 7 except that Example 10 was used in place of Preparation Example 9, the same procedure as in Example 1 7 was performed, and a uniform black laser light transmitting member having good appearance and surface gloss and no color unevenness 1 'was obtained.
  • Example 17 In the same manner as in Example 17, a laser light absorbing member and a laser welded body were obtained. Also, for those obtained, line evaluation of physical properties in the same manner as in Example 1 ivy 0
  • Polyethersulfone oil ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ 400 g (Product name: Radel A—300 ANT)
  • Example 17 For the black laser light absorbing member 2 and the laser welded body as shown in FIG. 1, a laser light absorbing member and a laser welded body were obtained in the same manner as in Example 17. In addition, physical properties of the obtained product were evaluated in the same manner as in Example 1.
  • Comparative Example 6 a blue laser light transmitting member 1 was obtained in the same manner as Comparative Example 6 except that Comparative Production Example 7 was used instead of Comparative Production Example 6.
  • Example 17 a laser light absorbing member and a laser welded body were obtained in the same manner as in Example 17. In addition, physical properties of the obtained product were evaluated in the same manner as in Example 1.
  • Tables 3 and 4 show the results of the physical property evaluation of the laser light transmitting members and laser welds obtained in Examples 1 to 20 and Comparative Examples 1 to 7, respectively.

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Abstract

 レーザー溶着体は、下記化学式(1)及び/または(2)(化学式)で表されるアントラキノン系酸性染料のアルカリ土類金属塩及び熱可塑性樹脂を少なくとも含有するレーザー光透過性着色樹脂組成物で形成されたレーザー光透過性部材と、それに当接しているレーザー光吸収性部材とが、該レーザー光透過性部材へ照射されてそこを透過し該レーザー光吸収性部材へ吸収されたレーザー光によって、該当接している部位でレーザー溶着されている。

Description

アントラキノン系酸性染料のアル力リ土類金属塩を含有するレーザー光 透過性部材のレーザー溶着体
技術分野
本発明は、 アントラキノン系酸性染料のアル力リ土類金属塩を含有す 明
るレーザー光透過性着色樹脂組成物で形成されたレーザー光透過性部材 とレーザ一光吸収性部材とのレーザー溶着体、 及びそれのレーザー溶着 書
方法に関するものである。
背景技術
熱可塑性合成樹脂製材料からなる部材同士を接合するのに、 レーザー 溶着による方法が知られている。
このようなレーザー溶着は、 例えば次のようにして行われる。 図 1に 示すように、 一方の部材にレーザー光透過性を示す部材を用い、 他方の 部材にレーザー光吸収性を示す部材を用い、 両者を当接させる。 レーザ 一光透過性部材の側からレーザー光吸収性部材に向けてレーザー光を照 射すると、 レーザー光透過性部材を透過したレーザー光が、 レーザー光 吸収性部材に吸収されて、 発熱を引き起こす。 この熱により、 レーザー 光を吸収した部分を中心としてレーザー光吸収性部材が、 溶融し、 更に レーザー光透過性部材を溶融させて、 双方が融合する。 これが冷却され ると、 十分な溶着強度で、 レーザー光透過性部材とレーザー光吸収性部 材とが強固に接合される。
レーザー溶着の特長として、 溶着すべき箇所へレーザー光発生部を接 触させることなく、 溶着させることが可能であること、 局所加熱である ため周辺部への熱影響がごく僅かであること、 機械的振動を受けるおれ がない'こと、 微細な部分や立体的な複雑な構造を有する部材同士の溶着 が可能であること、 再現性が高いこと、 高い気密性を維持できること、 溶着強度が高いこと、 溶着部分の境目が目視で分かりにくいこと、 粉塵 等が発生しないこと等が挙げられる。
このレーザー溶着によれば、 簡単な操作により確実に溶着を行うこと ができるうえ、 従来の榭脂部品の接合方法である締結用部品 (ボルト、 ビス、 クリ ップ等) による締結、 接着剤による接着、 振動溶着、 超音波 溶着等の方法と同等以上の溶着強度が得られる。 しかも振動や熱の影響 が少ないので、 省力化、 生産性の改良、 生産コス トの低減等を実現する ことができる。 そのためレーザー溶着は、 例えば自動車産業や電気 ·電 子産業等において、 振動や熱の影響を回避すべき機能部品や電子部品等 の接合に適すると共に、 複雑な形状の樹脂部品の接合にも対応可能であ る。
レーザー溶着に関する技術として、 特開平 1 1一 1 7 0 3 7 1号公報 には、 レーザー光を吸収する熱可塑性合成樹脂からなる不透明部材と、 レーザー光を透過させる熱可塑性合成樹脂からなる無色透明部材とが接 する部分に、 焦点が合致するように、 レーザー光を照射する工程を有す るレーザー溶着方法が記載されている。 しかしこの場合、 無色透明部材 側から見れば、 溶着された部分は、 溶着されていない部分と色や平滑性 が異なるものとなり、 見栄えが悪い。
また、 特開 2 0 0 0— 3 0 9 6 9 4号公報には、 レーザー光透過性着 色熱可塑性樹脂組成物用の着色剤として用いられるアントラキノン系染 料が記載されている。 この着色剤は長期保存中、 昇華してしまう。 その ため、 この組成物で形成された部材は、 色調の退色が生じる結果、 溶着 された部分の見栄えが悪くなってしまう。 レーザー光透過性着色熱可塑性樹脂組成物は、 レーザー溶着前段階の 熱処理'工程で着色剤の昇華が生じず、 また色調の退色を引き起こさず、 高いレーザー光透過性を有していることが求められる。 また、 高温や高 湿の苛酷な環境下に曝されてもこのような昇華したり退色したり しない レーザー溶着体を形成するため、 レーザー光透過性着色熱可塑性樹脂組 成物中に有する着色剤は、 高い耐熱性及び堅牢性を有することが重要で ある。 発明の開示 '
本発明は前記の課題を解決するためになされたもので、 着色熱可塑性 合成樹脂製のレーザー光透過性部材の成形工程及びそれのレーザー溶着 を行う'前段階の熱処理工程において着色剤の昇華を実質上生じず、 また その部材の色調の退色を引き起さず、 長期保存安定性が良好であり、 レ 一ザ一溶着を行うことが可能な高い透過性をもちアントラキノン系酸性 染料のアル力リ土類金属塩を有するレーザー光透過性着色樹脂組成物を 提供することを目的とする。 またそれで成形した高いレーザー光透過性 のレーザー光透過性部材と、 レーザー光吸収性部材とがレーザー溶着さ れたもので、 耐熱性及び堅牢性を併せ持つているレーザー溶着体を提供 することを目的とする。 更に、 レーザー光透過性部材表面に焼焦げ等を 生じることなく強固に結合させるレーザー溶着方法を提供することを目 的とする。
前記の目的を達成するためになされた本発明のレーザー溶着体は、 ァ ントラキノン系酸性染料のアル力リ土類金属塩を含有しているレーザー 光透過性部材で形成されるものである。
本発明のレーザー溶着体は、 アントラキノン系酸性染料のアル力リ土 類金属塩及び熱可塑性樹脂を含有するレーザー光透過性着色樹脂組成物 で形成されたレーザー光透過性部材と、 それに当接しているレーザー光 吸収性'部材とが、 該レーザー光透過性部材へ照射されてそこを透過し該 レーザー光吸収性部材へ吸収されたレーザー光によって、 該当接してい る部位でレーザー溶着されていることを特徴とする。 前記アントラキノ ン系酸性染料のアルカリ土類金属塩は、 下記化学式 ( 1 ) 及ぴ Zまたは ( 2 ) で表されるものであることが好ましい。
Figure imgf000006_0001
[化学式 ( 1 ) 中、 一 R1は水素原子、 水酸基、 アミノ基、 アルキルァ ミノ基またはァシルアミノ基を示し、 一 R2は、水素原子、 アルキル基、 ハロゲン基、 アルコキシ基または一 S O 3M1/2 (Mはアルカリ土類金 属) を示し、 一 R3は一 R2と同じであっても、 異なっていてもよく、 水 素原子、 アルキル基、 ハロゲン基、 アルコキシ基、 一 S〇 3M1 /2 (M はアル力リ土類金属)、 または置換基としてアルキル基、 ハロゲン基、 ァ ミノ基、 ニトロ基、 一 S O 3M1 /2を有してもよいァニリノ基を示し、 — R4、 一 R5、 一 R6、 一 R7及び一 R8は、 同じであっても、 異なって いてもよく、 水素原子、 アルキル基、 アミノ基、 ニ トロ基、 ァシル基、 ァシルァミ ノ基、 ァシル一N—アルキルァミ ノ基、 ハ口ゲン基、 アルコ キシ基または一 S O 3M1/2 (Mはアルカリ土類金属) を示し、 一 R2〜 一 R 8の少なく ともひとつが該ー S O3M1/2である。]
Figure imgf000007_0001
[化学式 (2) 中、 一R 14及び一R 15は同じであっても、 異なってい てもよく、 水素原子、 アルキル基、 ハロゲン基、 アルコキシ基、 ァミノ 基、 ニトロ基または一 S 03M1 /2 (Mはアルカリ土類金属) を示し、 — R9 R13及ぴ一 R16〜一 R2。は、 同じであっても、異なっていて もよく、 水素原子、 アルキル基、 ァシル基、 ァシルァミ ノ基、 ァシルー N—アルキルアミノ基、 ハロゲン基、 アルコキシ基または— S O gMi/ 2 (Mはアルカリ土類金属) を示し、 一 R9〜一 R2°の少なく ともひと つが該一 S O 3M1/2である。]
また、 本発明のレーザー溶着方法は、 アントラキノン系酸性染料のァ ルカリ土類金属塩、 好ましくは前記化学式 ( 1 ) 及び/または ( 2) で 表されるアントラキノン系酸性染料のアル力リ土類金属塩を含有するレ 一ザ一光透過性着色樹脂組成物で形成されたレーザー光透過性部材と、 レーザー光吸収性部材とを当接させた後、 レーザー光を該レーザー光透 過性部材に走査しつつ照射し、 該レーザー光が該レーザー光透過性部材 を透過して該レーザー光吸収性部材に吸収されることによって、 両部材 を当接させた部位で溶着させるというものである。
この'レーザー溶着方法は、 走査しつつ照射している前記レーザー光に よって与えられるエネルギー量 X ( J /mm) が下記数式
5. 0≥x= (pX T) ÷ ( l O O Xq) ≥ 0. 4 (数式中、 p (W) はそのレーザー光の出力、 q (mm/秒) はそのレ 一ザ一光走査速度、 Tは前記レーザー光透過性部材のこのレーザー光の 波長での透過率を示す) を満たすことが好ましい。 このことにより、 実 用的に充分な強度と、 溶着体の綺麗な表面及び外観とを、 良好に調節す ることができる。
本発明のレーザー光透過性着色樹脂組成物は、 少なく とも下記化学式 ( 1 ) 及び/または(2)で表されるアントラキノン系酸性染料のアル力 リ土類金属塩と熱可塑性樹脂とを含有し、 このレーザー光透過性着色榭 脂組成物に対する波長 9 4 0 nmのレーザー光の透過率 T が少なく と も 1 5 %であることが好ましい。
また、アントラキノン系酸性染料のアル力リ土類金属塩を含有するレ 一ザ一光透過性着色樹脂組成物に用いられている熱可塑性樹脂が、 ポ リフエエレンサルフアイ ド榭脂であることが好ましい。 このポリフエ二 レンサルフアイ ド樹脂と、 前記化学式 ( 1 ) 及び/ /または (2) で表さ れるアントラキノン系酸性染料のアル力リ土類金属塩とを、 組合わせた レーザー光透過性着色榭脂組成物は、 ポリフエ二レンサルファイ ド樹脂 が有する高い融点近傍でのレーザー光透過性部材の成形工程やそれのレ 一ザ一溶着を行う前段階の熱処理工程やそのレーザー溶着工程の際に、 高い耐熱性及び堅牢性を発現する。 そのため、 この組成物は、 緩和な条 件のみならず高温高湿の苛酷な条件に曝されるレーザー溶着体を製造す るために用いることができる。 本発明のアントラキノン系酸性染料のアル力リ土類金属塩を含有する レーザー光透過性着色樹脂組成物で形成されたレーザー光透過性部材の レーザー溶着体は、 レーザー光透過性着色榭脂組成物のレーザー光透過 性、 レーザー溶着性及ぴ安定性が良好であることに起因して、 幅広い条 件のレーザー溶着により得ることができるというものである。 更に回凸 のある複雑な部材同士のレーザー溶着をすることもできる。 しかもレー ザ一溶着体は、 その綺麗な外観性や、 高い引張強度の溶着性等の点で優れ ている。
本発明のレーザー光透過性着色樹脂組成物は、 半導体レーザーによる 8 0 0 n m付近から Y A G レーザーによる 1 2 0 0 n m付近にかけての 波長の光、 すなわちレーザー光に対して、 透過性が高く、 また耐熱性や 耐光性等の堅牢性が高く、 更に耐移行性ゃ耐薬品性等が良好で、 而も鮮 明な色相を示す。 このため、 レーザー溶着方法に適した樹脂組成物であ る。
本発明のレーザー溶着方法によれば、 アントラキノン系酸性染料のァ ルカリ土類金属塩を含有するレーザー光透過性着色樹脂組成物で形成さ れたレーザー光透過性部材と、 レーザー光吸収性部材とが当接した状態 で、 レーザー光が前記レーザー光透過性部材を透過して前記レーザー光 吸収性部材に吸収されるように走査しながら照射されることにより、 照 射されたレーザー光がレーザー光吸収性部材に到達して吸収され発熱を 起こし、 両部材を熱溶融させる結果、 その当接部で強固に溶着させるこ とができる。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明を適用するレーザー光透過性着色樹脂組成物で成形し たレーザー光透過性部材と、 レーザー光吸収性部材とをレーザー溶着し ている実施途中を示す図である。
図 2'は、 本発明を適用するレーザー溶着方法の実施をするためのレー ザ一光透過性部材と、 レーザー光吸収性部材との別な構成を示す図であ る。
図 3は、 本発明を適用するレーザー溶着方法の実施をするためのレー ザ一光透過性部材と、 レーザー光吸収性部材との別な構成を示す図であ る。 発明の実施の形態
以下に、 本発明の実施例を詳細に説明するが、 本発明は必ずしもこれ らに限定されるものではない。 .
本発明のレーザー溶着体は、 少なく ともアントラキノン系酸性染料の アル力リ土類金属塩を含有するレーザー光透過性部材と、 レーザー光吸 収剤を含有するレーザ一光吸収性部材とが溶着されて構成されている。 または、本発明のレーザー溶着体は、複数のレーザー光透過性部材間に、 レーザー光吸収性部材として、 レーザー光吸収剤含有フィルム層または レーザー光吸収剤含有塗布層を介在して、 溶着されて構成されている。 前記レーザー光透過性部材は、 少なく とも熱可塑性榭脂及びアントラキ ノン系酸性染料のアル力リ土類金属塩が混合され、 所望に従い各種の添 加剤が追加混合された樹脂組成物を成形することによって得られる。 一 方、前記レーザー光吸収性部材は、レーザー光透過性部材に接する面に、 少なく ともレーザー光を吸収できる層を有するように構成されている。 レーザー光吸収性部材の具体例として、 レーザー光吸収剤含有レーザー 光吸収性着色樹脂組成物で厚い板状に成形された単層の部材が挙げられ る。 また、 複数のレーザー光透過性部材間に、 レーザー光吸収部材とし て、 レーザー光吸収剤含有フィルム層またはレーザー光吸収剤含有塗布 層を介在して、 結合されて一体化する複層の部材が挙げられる。
また'本発明のレーザー溶着体は、 1回のレーザー溶着で得られるもの と、 複数回のレーザー溶着で得られるものとが含まれる。 複数回レーザ 一溶着するものの例として、 複数重ねられるレーザー光透過性部材と、 それらの間に挟み込まれたレーザー光吸収性部材とを溶着するものが挙 げられる。 この場合、 レーザー光吸収性部材が薄いときは、 両最外のレ 一ザ一光透過性部材側から同時に 1回のレーザー溶着で確り と溶着する ことが可能である。 レーザー光吸収性部材が厚いときは、 両最外のレー ザ一光透過性部材側から同時にまたは逐次、 必要に応じ繰返して、 複数 回のレーザー溶着が必要である。
レーザー溶着体の具体的な製造工程を、 図を参照しながら説明する。 図 1に示すようにして製造する場合、 その製造工程は、 下記 (A ) 〜 ( E ) からなる。
( A ) 少なく ともアントラキノン系酸性染料のアル力リ土類金属塩を 含有するレーザー光透過性着色樹脂組成物からなるレーザー光透過性部 材 1を成形する。
( B ) レーザー光吸収性部材 1 と前記レーザー光透過性部材 2とを当 接させる。
( C ) 次にレーザー光 3が前記レーザー光透過性部材 1を透過して前 記レーザー光吸収性部材 2に吸収されるように、 そのレーザー光 3を適 宜調節しながら照射する。
( D ) 照射したレーザー光 3が、 レーザー光吸収性部材 2に到達しレ 一ザ一光吸収剤の作用により吸収されて発熱を起こし、 両部材 1、 2を 熱溶融させる。
( E ) 前記レーザー光透過性部材 1 とレーザー光吸収性部材 2 との当 接部が、 溶着部位 6で溶着させる。 ここでレーザー光透過性部材とレーザー光吸収性部お'とを溶着したレ 一ザ一溶着体は、 溶着部位で、 実用的に充分な強度を示す必要がある。 このため、 J I S K 7 1 1 3— 1 9 9 5に準じた引張試験における引 張溶着強度が 1 5Mp a以上であることが好ましく、 2 0〜6 0Mp a であることが更に好ましい。
また、 図 2や図 3に示すようにして製造する場合、 その製造工程は、 下記 (F) 〜 (J ) からなる。
(F) 少なく ともアントラキノン系酸性染料のアル力リ土類金属塩を 含有するレーザー光透過性着色樹脂組成物からなるレーザー光透過性部 材 1、 7を複数個成形する。
(G) 前記の複数個のレーザー光透過性部材 1、 7間に、 レーザー光 吸収性部材を構成するレーザー光吸収剤含有層 8 (または 9) を介在さ せる。
レーザー光吸収性部材の形態として、 例えば図 2に示すようにレーザ 一光吸収剤を含有する樹脂フィルム層 8と成形レーザー光透過性部材 7 とでレーザー光吸収性部材 2をレーザー溶着前に予め形成されたりまた はレーザー溶着と同時に形成されたりするものであってもよく、 また、 図 3に示すように成形レーザー光透過性部材 7とその上にレーザー光吸 収剤を含有するインク及ぴ Zまたは塗料が塗布された塗布層 9とでレー ザ一光吸収性部材 2を形成するものであってもよい。
(H) 次に複数方向より レーザー光 3が前記レーザー光透過性部材を 透過して前記レーザー光吸収性部材に吸収されるように、 そのレーザー 光 3を適宜調節しながら照射する。
( I ) 複数方向より照射したレーザー光 3が、 レーザー光吸収性部材 2に到達しレーザー光吸収剤の作用により吸収されて発熱を起こし、 両 部材 1、 2を熱溶融させる。 ( J ) レーザー光透過性部材 1 とレーザー光吸収性部材 2との当接部 を溶着させる。
(F) 〜 (: 1 ) 中、 溶着体を形成する工程において、 レーザー光吸収 剤を含有する榭脂フィルム層 8、 及びレーザー光吸収剤を含有するィン ク及び/ /または塗料が塗布された塗布層 9が薄い層をなす場合、 一方向 から 1度のレーザー光の照射により、 レーザー光透過性部材 1 とレーザ 一光吸収層と成形レーザー光透過性部材 7とを同時に熱溶融させて、 溶 着することができる。 このレーザー光をレーザー光透過性部材 1方向か ら照射する場合、 成形レーザー光透過性部材 7はレーザー透過性を考慮 せずに部材を選択できる。
ここでレーザー光透過性部材とレーザー光吸収性部材とを溶着したレ 一ザ^ ~溶着体は、 前記同様に J I S K 7 1 1 3— 1 9 9 5に準じた引 張試験における引張溶着強度が 1 5Mp a以上であることが好ましく、
20〜60Mp aであることが更に好ましい。
図 2や図 3で示されるようにしてレーザー溶着する場合、 レーザー光
3を上下いずれから照射してもよく、 同時にまたは逐次または繰り返し ■ て照射してもよい。
なお、 このレーザー光吸収性部材に含有されるレーザー光吸収剤とし て、 例えばカーボンブラック、 ニグ口シン、 ァニリンブラック、 フタ口 シァニン、 ナフタロシアニン、 ポルフィ リ ン、 シァニン系化合物、 ペリ レン、 クオテリ レン、 金属錯体、 ァゾ染料、 アントラキノン、 スクェア 酸誘導体、 インモニゥム染料等が挙げられる。 中でも、 安価で安定性の 高いカーボンブラック及び Zまたはニグ口シンが好ましい。
本発明に用いられるレーザー光透過性着色樹脂組成物は、 アントラキ ノ ン系酸性染料のアルカ リ土類金属塩及ぴ榭脂を含有している。 この組 成物中に含有されるアントラキノン系酸性染料の塩は、前記化学式( 1 ) または (2) で表されるものである。 以下、 具体的に説明する。
アジトラキノン系酸性染料のアル力リ土類金属塩は、 アントラキノン 系染料の構造中にあるスルホン基にアル力リ土類金属がイオン結合した ものである。 その構造によって、 アントラキノン系酸性染料のアル力リ 土類金属塩は、 本発明の効果を奏することができるようになる。
前記アントラキノン系染料は化学式 ( 1 ) または ( 2 ) で表されてい るとおりであり、 その化学構造中に、 スルホン基とアルカリ土類金属の 結合状態 ( 1価のァニオンと 2価のカチオンの組合せ) を便宜上、 一 S O3M1 /2 (Mは、 アルカリ土類金属を示す) と表記している。 したが つて、 M1/2分のカチオンは染料中また他の染料の中のスルホン基などの 酸性基やその他のァニオンと結合することができる。
化学式 ( 1 ) において、 — R 1は、 水素原子 ; 水酸基 ; ァミノ基 ; ァ ルキルァミノ基 [例えば、メチルァミノ、ェチルァミ ノ、プロピルァミノ、 i s o—プロピルァミノ、 nーブチルァミノ、 t e r t—プチルァミノ、 n—ペンチルァミノ、 i s o一ペンチルァミノ、 へキシルァミノ、 ヘプ チルァミノ、 ォクチルァミノ等の炭素数 1〜 1 2のアルキルァミノ基] ; またはァシルァミノ基 [例えば、 ホルミルァミノ、 ァセチルァミノ、 プロ ピオニルァミノ、 ブチルリルァミノ、 ノ レリルァミノ、 ビバレロイルァ ミノ等の炭素数 1〜 1 2のァシルァミノ基]を示し、
— R 2は、 水素原子 ; アルキル基 [例えば、 メチル、 ェチル、 プロピ ル、 i s o—プロピノレ、 n一プチノレ、 t e r t—ブチノレ、 n—ペンチノレ、 i s o—ペンチノレ、 へキシル、 ヘプチル、 ォクチノレ等の炭素数 1〜 1 2 のアルキル基] ;ハロゲン基 [例えば、 F、 C l 、 B r等] ; アルコキシ基 [例えば、 メ トキシ、 エトキシ、 プロボキシ、 ブトキシ等の炭素数 1〜 8 のアルコキシ基] ; または一 S O 3M1 /2 (Mはアル力リ土類金属 [例え ば、 B e、 M g、 C a、 S r、 B a等]) を示し、 —R3は一 R2と同じであっても、 異なっていてもよく、 水素原子 ; ァ ルキル'基、 ハロゲン基 [例えば、 F、 C l、 B r等] ; アルコキシ基 [例え ば、 メ トキシ、 エトキシ、 プロポキシ、 ブトキシ等の炭素数 1〜 8のァ ルコキシ基] ; 一 S O 3M1/2 (Mはアルカ リ土類金属 [例えば、 B e、 Mg、 C a、 S r、 B aなど]) ; または置換基と して、 アルキル基 [例 えば、 メチノレ、 ェチノレ、 プロピル、 i s o—プロピノレ、 n—プチノレ、 t e r t—ブチル、 n—ペンチル、 i s o—ペンチノレ、 へキシノレ、 へプチ ル、 ォクチル等の炭素数 1〜 1 2のアルキル基]、 ハロゲン基 [例えば、 F、 C l、 B r等]、 アミノ基、 ニトロ基、 一 S O 3M1/2を有してもよ いァニリノ基を示し、
— R4、 一 R5、 一 R6、 一R.7及ぴ一R8は、 同じであっても、 異なつ ていてもよく、 水素原子 ; アルキル基 [例えば、 メチル、 ェチル、 プロ ピル、 i s o—プロピノレ、 n一ブチノレ、 t e r t一プチノレ、 n—ペンチ ル、 i s o—ペンチル、 へキシル、 ヘプチル、 ォクチ /レ等の炭素数 1〜 1 2のアルキル基];ァミ ノ基;ニ トロ基;ァシル基 [例えば、 ホルミル、 ァセチノレ、 プロピオ二ノレ、 ブチノレリノレ、 パレリノレ、 ビバレロイル等の炭 素数 1〜 1 2のァシル基] ; ァシルァミノ基 [例えば、 ホルミルァミノ、 ァセチルァミノ、 プロピオニルァミノ、 プチルリルァミノ、 バレリルァ ミ ノ、 ビバレロイルァミノ等の炭素数 1〜 1 2のァシルァミ ノ基] ;ァシ ル一 N—アルキルアミノ基 [例えば、 ァセチルー N -メチルァミノ、 ァセ チルー N—ェチルァミノ、 ァセチル一 N—ェチルァミノ、 プロピオニル —N—メチルァミノ、 プチルー N—メチルリルァミノ等の炭素数 1〜 1 2のァシルァミノ基] ;ハロゲン基 [例えば、 F、 C 1、 B r等] ; アルコ キシ基 [例えば、 メ トキシ、 ェトキシ、 プロボキシ、 プトキシ等の炭素数 1〜 8のアルコキシ基] ; または一 S O 3M1/2 (Mはアルカリ土類金属 [例えば、 B e、 Mg、 C a、 S r、 B a等]) を示す。 但し、 化学式 ( 1 ) の染料の塩は、 一 R 2〜一 R 8の少なく ともひとつ をスル'ホン基ー S 03M1/2とするものである。 すなわちその化学構造 中に一 S O 3M1/2を少なく ともひとつ有しているというものである。 化学式 ( 2) において、 一R14及ぴー R 15は、 同じであっても、 異 なっていてもよく、 水素原子 ; アルキル基 [例えば、 メチル、 ェチル、 プ口 ピル、 i s o—プロピノレ、 n—ブチノレ、 t e r t—プチノレ、 n—ぺ ンチル、 i s o—ペンチル、 へキシル、 ヘプチル、 ォクチル等の炭素数 1〜 : 1 2のアルキル基] ;ハ口ゲン基 [例えば、 F、 C 1、 B r等] ; アル コキシ基 [例えば、 メ トキシ、 エトキシ、 プロボキシ、 ブトキシ、 ペンチ ルォキシ、へキシルォキシ等の炭素数 1〜 1 2のアルコキシ基];ァミノ 基 ; ニ トロ基 ; 一 S 03M1 /2. (Mはアルカリ土類金属 [例えば、 B e、 Mg、 C a、 S r、 B a等]) を示し、
- R 9 R13及び一 R1 6〜一 R2。は、 同じであっても、 異なってい て よく、 水素原子;アルキル基 [例えば、 メチル、 ェチル、 プロピル、 i s o—プロピル、 n―ブチル、 t e r t -プチル、 n—ペンチノレ、 i s o一ペンチノレ、 へキシル、 ヘプチル、 ォクチノレ等の炭素数 1〜 1 2の アルキル基] ; ァシル基 [例えば、 ホルミル、 ァセチル、 プロピオニル、 ブチルリル、 パレリル、 ビバレロイル等の炭素数 1〜 1 2のァシル基] ; ァシルアミノ基 [例えば、 ホルミルアミノ、 ァセチルアミノ、 プロピオ二 ルァミノ、 プチルリルァミノ、 バレリルァミノ、 ビバレロイルァミノ等 の炭素数 1〜 1 2のァシルァミノ基] ; ァシル一N—アルキルァミノ基 [例えば、 ァセチル一 N—メチルァミノ、 ァセチル一 N—ェチルァミノ、 ァセチル一 N—ェチルァミノ、 プロピオ二ルー N—メチルァミノ、 プチ ル一 N—メチルリルァミノ等の炭素数 1〜 1 2のァシルァミノ基];ハロ ゲン基 [例えば、 F、 C 1、 B r等] ; アルコキシ基 [例えば、 メ トキシ、 エトキシ、 プロポキシ、 ブトキシ、 ペンチルォキシ、 へキシルォキシ等 の炭素数 1〜 1 2のアルコキシ基] ; または一 S O 3M1/2 (Mはアル力 リ土類金属 [例えば、 B e、 Mg、 C a、 S r、 B a等]) を示す。
但し、 化学式 ( 2) の染料の塩は、 一 R9〜一 R2°の少なく ともひと つをスルホン基一 S 03M1/2とするものである。 すなわちその化学構 造中に一 S 03M1/2を少なく ともひとつ有しているというものである。 また、 前記 Mは、 アルカリ土類金属の中でも Ca であると、 前記の効 果が一層向上するため、 特に好ましい。
アントラキノン系酸性染料のアルカリ土類金属塩は、 酸性染料中のス ルホン酸基の Hまたはアルカリ金属と、 アルカリ土類金属とを、 置換す ることによって得られる。 具体的には公知または市販のアントラキノン 系酸性染料とアル力リ土類金属化合物(例えば、アル力リ土類金属の水酸 化物や硫酸塩や塩化物等)との反応で得られる。この方法は公知のイオン 反応方法を用いることができる。 この置換反応によって、 染料の耐熱特 性が飛躍的に改善される。
このことを下記の化合物例 2— 1を例にして説明する。 すなわち、 化 合物例 2— 1の C a塩と、 それの同一骨格構造を有するアントラキノン 酸性染料のアル力リ金属塩である N a塩との熱分析の結果を比較して、 それらの耐熱性の違いを述べる。
熱分析 (TGZDTA) の測定方法は、 [TGZDTA測定器 (セィコ ーィンスツルメンッ社製 商品名 : S I I EX S TAR 6 00 0) を 用い、 空気で 2 00 m l Z分の気流雰囲気下、 30 °Cから 5 5 0 °Cまで 加熱し、 5 5 0°C到達後 2 8分間同温での定温状態で測定を行うという ものである。熱分析によるこの N a塩の分解温度は、 2 3 5 °Cであった。 それに対し、 C a塩は分解しなかった。 従って、 熱による分解が起こり にく く、 熱安定性が良好で、 樹脂成形時やレーザー溶着時に、 熱の影響 が低減される。 そのため、 レーザー溶着の用途適性に優れている。 このように、 染料構造中スルホン基の誘導体を有することにより、.樹 脂中^留まる現象である、 アンカー効果を示すことになる。 本発明に用 いられるアントラキノン系酸性染料のアル力リ土類金属塩は、 前記化学 式 ( 1 ) または ( 2 ) で表されているとおりその化学構造中に一 S O 3 M 1 / 2 (Mは、 アル力リ土類金属を示す) を有している。 特にこの Mの 部分をアル力リ土類金属にすることによって、 樹脂組成物中でアンカー 効果が強く発現する。 このため、 従来の中性アントラキノン染料やアン トラキノン染料の有機アミン塩よりも、 強い耐昇華性、 耐熱性、 耐薬品 性を有している。 このことは本発明のレーザー溶着体が高融点のェンジ ニアリングプラスチックの用途においても、 高い実用性を示しているこ とが分かる。 ■
これらの中でも耐熱性を考慮すると、 前記化学式 ( 2 ) のアントラキ ノン系酸性染料のアル力リ土類金属塩を用いることが好ましい。
また、 このアントラキノン系酸性染料のアルカリ土類金属塩は、 その 純度が高まるほど、昇華現象の抑制がより強くなる。これの純度が 8 0 % 以上であることが好ましく、 更に好ましくは 9 0 %以上である。
このアントラキノン系酸性染料のアル力リ土類金属塩は、 その純度が 低くなるほど、 前記化学式 ( 1 ) や ( 2 ) で表されるアントラキノン系 酸性染料より も低分子量である副生成物が不純物として混入して得られ 易くなる。 このため榭脂に対する溶解性の高い不純物が増すので、 高温 下での昇華現象が顕著になるのとともに、 樹脂組成物の耐熱性を損なわ せ易くなつてしまう。
前記化学式 ( 1 ) または ( 2 ) で表されるアントラキノン系酸性染料 のアル力リ土類金属塩の具体例として、 以下の化合物例が挙げられる。 但し、 勿論本発明はこれらに限定されるものではない。
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化合物例 1一 2
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Figure imgf000020_0002
Figure imgf000020_0003
1 n
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Figure imgf000021_0002
化合物例 1— 10
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5
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Figure imgf000024_0002
Figure imgf000024_0003
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化合物例 1—19
Figure imgf000025_0002
Figure imgf000025_0003
化合物例 2— 1
M1/2O3S 化合物例 2 - 2
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化合物例 2 - 3
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M1/2O3S 化合物例 2— 8
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Figure imgf000028_0002
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前記化学式 ( 1 ) 及び ( 2 ) のアントラキノン系酸性染料のアル力リ 土類金属塩は、 主に青色系や緑色系の色相を呈する。 本発明のレーザー 溶着体に用いる着色剤としては、 このアントラキノン系酸性染料の単独 または 2種以上を組み合わせて用いてもよく、 更に多種の染料と共に配 合して組み合わせて用いてもよい。
レーザー光透過性着色榭脂組成物に用いる配合着色剤として、 前記ァ ントラキノン系酸性染料のアル力リ土類金属塩と共に、 それが有する可 視光線吸収範囲以外にのみまたはその範囲以外にも吸収範囲を有し、 レ 一ザ一溶着に用いるレーザー光の波長域 (8 0 0 n m〜1 2 0 0 n mの 波長) に透過性を有する染料を、 1種または 2種以上混合して用いるこ とができる。
前記着色剤は、 このようにレーザー光透過性が良好な赤色、 黄色、 ま たはオレンジ色等の色相を示す染料を混合することにより、 各種の色相 の着色剤として用いることができる。 例えば、 前記アントラキノン系酸 性染料のアル力リ土類金属塩である青色染料と、 他の赤色着色剤や黄色 着色剤とを組合わせることにより得られる黒色の色相を示す着色剤のよ うなものである。 レーザー光透過性着色樹脂組成物の工業的な用途にお いては、 黒色樹脂組成物が重要である。 黒色配合着色剤は前記アントラキノン系酸性染料のアル力リ土類金属 塩と、 '黄色及び/または赤色の染料とが混合されて黒色を呈しているこ とが好ましい。
着色剤の混合例を具体的に表記すると、 青色または紫色の各アントラ キノン系酸性染料のアルカリ土類金属塩と、 黄色及び/または赤色の着 色剤とを組み合わせることにより、 緑色 (例えば青色 +黄色の組合せ)、 紫色 (例えば青色 +赤色の組合せ)、 黒色 (例えば、 青色 +黄色 +赤色の 組合せ、または紫色 +黄色の組合せ)という種々の色相を示す着色剤が、 挙げられる。 特に赤色の着色剤としてアントラピリ ドン系染料を用いる ことが好ましい。
本発明に用いることができる着色剤の例として、 レーザー光透過性を 有する有機染顔料が挙げられる。 それらの構造には特に限定がなく、 よ り具体的には、 ァゾメチン系、 キナタ リ ドン系、 ジォキサジン系、 ジケ トビロロピロール系、 アントラピリ ドン系、 イソインドリ ノン系、 ィン ダンスロン系、 ペリ ノン系、 ペリ レン系、 インジゴ系、 チォインジゴ系、 キノフタロン系、 キノ リ ン系、 ト リフエニルメタン系の各種染顔料等の 有機染顔料が挙げられる。
前記アントラキノン系酸性染料のアル力リ土類金属塩と混合して使用 できる赤色着色剤として、 具体的には、 C. I . A c i d R e d 8 0、 C. I . A c i d R e d 1 4 4等のような赤色.酸性染料、 C. I . S o l v e n t R e d 1 7 9等のような赤色油溶性染料、 C . I . A c i d R e d 8 0、 C. I . A c i d R e d 1 44等の よう.な赤色酸性染料と組み合わせたジトリルグァ二ジンの造塩染料や C. I . A c i d R e d 8 0、 C. I . A c i d R e d 1 4 4等の ような赤色酸性染料と組み合わせたへキサメチレンジァミンの造塩染料 などの赤色造塩染料、 アントラピリ ドン系酸性染料のアルカリ土類金属 塩などのアル力リ土類金属塩の赤色染料等が挙げられる。
アン'トラピリ ドン系酸性染料のアル力リ土類金属塩と組み合わせるこ とが、 特に好適である。
前記アントラキノン系酸性染料のアル力リ土類金属塩と混合して使用 できる黄色着色剤として、 具体的には、 C. I . S o l v e n t Y e 1 1 o w 1 6 3、 C. I . S o l v e n t Y e l l o w 1 1 4等 のよ うな黄色油溶性染料、 C. I . A c i d Y e l l o w 3、 C. I . A c i d Y e l l o w 4 2、 C. I . A c i d Y e l l o w 4 9等のような黄色酸性染料、 等が挙げられる。
前記アントラキノン系酸性染料のアル力リ土類金属塩と混合して使用 できるオレンジ色着色剤として、 具体的には、 C. I . A c i d O r a n g e 5 6等のようなオレンジ色酸性染料、 C. I . S o 1 v e n t O r a n g e 6 0等のようなオレンジ色油溶性染料、 等が挙げら れる。
レーザー光透過性着色樹脂組成物中の着色剤の含有量は、 熱可塑性樹 脂に対し、 0. 0 1〜 1 0重量%であることが好ましい。 一層好ましく は 0. 1〜 5重量%、 より一層好ましくは 0. 1〜 1重量%である。 本発明のレーザー光透過性着色樹脂組成物において、 前記レーザー光 透過性着色樹脂組成物に対する波長 9 4 0 n mのレーザー光の透過率 T ェが 1 5 %以上であることが好ましい。 更に前記着色剤を含有しないこ と以外はこれと同一な非着色樹脂組成物に対する波長 9 4 0 nmのレー ザ一光の透過率 τ 2との比 τ 2は、 0. 5以上であることが好まし く、 0. 7〜 1. 1であると一層好ましく、 0. 8〜: 1. 1であると更 に一層好ましい。
レーザー光透過性部材、 レーザー光透過性着色樹脂組成物に用いられ る樹脂は、 加熱すると溶融し、 冷却すると再びもとの硬さに戻り、 加熱 と冷却による溶融と固化とが可逆的で、 溶剤には不溶である熱可塑性樹 脂から'なり、 例えば、 レーザー光透過性を有し、 顔科の分散剤として用 いられる樹脂、 マスターパッチまたは着色ペレツ トの担体樹脂として使 用されている公知の樹脂等が挙げられる。
より具体的には、 熱可塑性榭脂の代表的な例であるポリフエ二レンサ ルフアイ ド榭脂 (P P S)、 ポリアミ ド樹脂 (P A)、 ポリエチレン樹脂 (P E)、 ポリ プロピレン樹脂 (P P)、 ポリスチレン榭脂 (P S)、 ポリ メチルペンテン樹脂 (PMP)、 メタクリル榭脂 (PMMA)、 アク リル ポリアミ ド樹脂、 エチレンビュルアルコール (E VOH) 樹脂、 ポリ力 ーボネート樹脂 (P C), ポリエチレンテレフタレート (P E T) やポリ プチレンテレフタレー ト (P B.T) 等のポリエステル樹脂、 ポリ塩ィ匕ビ 二ル榭脂 (P VC)、 ポリ塩化ビニリデン榭脂 (P VD C)、 ポリフエ二 レンォキサイ ド榭脂 (P P 0)、 ポリアリ レート榭脂 (P AR)、 フッ素 樹脂 (P T F E)、 液晶ポリマー (L C P.)、 ポリアセタール樹脂 (P O M)、 ポリサルホン系樹脂 (P S U) 等が挙げられる。
またこの熱可塑性榭脂は、 前記熱可塑性榭脂の 2種または 3種以上か らなる共重合体榭脂であってもよい。 例えば、 A S (アク リ ロニ ト リル —スチレン) 共重合体樹脂、 AB S (アク リ ロニ ト リル一ブタジエン一 スチレン) 共重合体樹脂、 AE S (ァク リ ロュ ト リル一 E P DM—スチ レン) 共重合体樹脂、 ? ー? 8丁共重合体、 ? 丁ー卩 8丁共重合体 樹脂、 卩じー? 8丁共重合体榭脂、 P C— P A共重合体樹脂等が挙げら れる。 またポリスチレン系熱可塑性エラス トマ一、 ポリオレフィン系熱 可塑性エラス トマ一、 ポリ ウレタン系熱可塑性エラス トマ一、 ポリエス テル系熱可塑性エラス トマ一等の熱可塑性エラストマ一;前記榭脂類を 主成分とする合成ワックスまたは天然ヮックス等が挙げられる。
なお、 これらの熱可塑性樹脂の分子量は、 特に限定されるものではな レ、。 また、 上記の異なる樹脂を複数用いてもよい。
この'熱可塑性樹脂は、 ポリ フエ二レンサルフアイ ド樹脂 (P P s)、 ポ リエステル樹脂 (P E T及び P B Tを含む)、 ポリオレフイ ン系樹脂、 ポ リアミ ド樹脂 (ナイロン)、 ポリァセタール樹脂、 またはポリサルホン系 樹脂 (P E S、 PA S F、 P S Fを含む) であることが好ましい。 この 中でもポリフエ二レンサルファイ ド樹脂 (P P S) が更に好ましい。 ポリフエ二レンサルファィ ド樹脂 (ポリフヱニレンスルフィ ド樹脂) は、 P P Sとも呼ばれる (一 φ— S—) [ φは置換あるいは非置換のフエ 二レン基] で表わされるチォフエ二レン基からなる繰り返し単位を主と する重合体である。 この樹脂は、 パラジクロルベンゼンと硫化アルカリ とを高温、 高圧下で反応させて合成したモノマーを、 重合させたもので ある。'この樹脂は、 重合助剤を用いた重合工程だけで目的の重合度にさ せた直鎖型のものと、 低分子の重合体を酸素存在下で熱架橋させた架橋 型のものとの二タイプに大まかに分類される。 特に、 直鎖型のものは、 透過率が優れている点で好ましい。 '
また、 ポリフエ二レンサルファイ ド樹脂の溶融粘度は、 溶融混練が可 能であれば特に制限はないが、 通常 5〜 2 0 0 0 P a . sの範囲のもの が使用され、 1 0 0〜6 0 0 P a ' sの範囲のものがより好ましい。 ま た、 ポリフエ二レンサルフアイ ド樹脂は電子部品や自動車部品等の用途 に適した特性を有している。
また、 ポリフエ二レンサルフアイ ド榭脂 (P P S) はポリマーァロイ も用いることができる。 例えば、 P P S /ポリオレフイン系ァロイ、 P P S /ポリアミ ド系ァロイ、 P P S /ポリエステル系ァロィ、 P P S /ポリ力 一ポネィ ト系ァロイ、 P P S/ポリフエエレンエーテル系ァロイ、 P P S /液晶ポリマー系ァロイ、 P P S/ポリイミ ド系ァロイ、 P P S/ポリサル ホン系ァロイが挙げられる。 ポリエステル樹脂として、 例えばテレフタル酸とエチレンダリ コール との重'縮合反応によって得られるポリエチレンテレフタレート樹脂、 及 ぴテレフタル酸とプチレングリ コールとの重縮合反応によつて得られる ポリブチレンテレフタレート榭脂が挙げられる。 その他のポリエステル 榭脂の例と しては、 上記ポリエステル樹脂におけるテレフタル酸成分の 一部 (例えば 1 5モル%以下 [例えば 0 , 5〜 1 5モル%]、 好ましくは 5モル%以下 [例えば 0 . 5〜 5モル0 /0 ] ) 及ぴ Zまたはエチレングリ コ ールまたはプチレングリ コール成分の一部 (例えば 1 5モル。 /。以下 [例 えば 0 . 5〜 1 5モル0 /0 ]、 好ましくは 5モル%以下 [例えば 0 . 5〜 5 モル%:] ) を置換した共重合体が挙げられる。 また、 2種以上のポリエス テル樹脂を混合したものであつ.てもよい。
テレフタル酸成分の一部を置換するものの例として、 ィソフタル酸、 ナフタレンジカルボン酸、 ジフエニルジカルボン酸、 ジフエノキシエタ ンジカルボン酸、 ジフエ二/レエ一テルジカルボン酸、 ジフエニルスルホ ンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸 ;へキサヒ ドロテレフタル酸、 へキサヒ ドロイソフタル酸等の脂環式ジカルボン酸 ; アジピン酸、 セバ チン酸、 ァゼライン酸等の脂肪族ジカルボン酸 ; p— —ヒ ドロキシェ トキシ安息香酸等の二官能性カルボン酸の 1種または 2種以上を組み合 わせたものが挙げられる。
エチレングリ コールまたはプチレングリ コール成分の一部を置換する ものの例と して、 トリメチレングリ コール、テ トラメチレンダリ コール、 へキサメチレングリ コー/レ、 デカメチレングリ ーノレ、 ネオペンチノレグ リ コーノレ、 ジエチレングリ コーノレ、 1 , 1ーシクロへキサンジメチロー ノレ、 1, 4 ーシクロへキサンジメチローノレ、 2, 2—ビス ( 4,一 —ヒ ドロキシェトキシフェニノレ) プロノ ン、 ビス ( 4,一 ]3—ヒ ドロキシェト キシフヱニル) スルホン酸等のダリ コール、 及ぴこれらの機能的誘導体 等の多官能化合物の 1種または 2種以上を組み合わせたものが挙げられ る。 '
ポリオレフイン系樹脂は、 特に限定されない。 その例としては、 ェチ レン、 プロ ピレン、 ブテンー 1、 3—メチノレブテン一 1、 4ーメチノレぺ ンテン一 1 、 オタテン一 1等の a—ォレフィ ンの単独重合体やこれらの 共重合体、 あるいはこれらと他の共重合可能な不飽和単量体との共重合 体 (共重合体としては、 プロック共重合体、 ランダム共重合体、 グラフ ト共重合体を挙げることができる。) 等が挙げられる。 より具体例には、 高密度ポリエチレン、 中密度ポリエチレン、 低密度ポリエチレン、 直鎖 状低密度ポリエチレン、 エチレン一酢酸ビュル共重合体、 エチレン一ァ ク リル酸ェチル共重合体等のポリエチレン系榭脂; プロピレン単独重合 体、プロピレン一エチレンプロック共重合体、またはランダム共重合体、 プロ ピレン一エチレンーブテン一 1 共重合体等のポリ プロ ピレン系榭 脂 ; ポリブテン一 1、 ポリ 4ーメチルペンテン一 1等が挙げられる。 こ れらのポリオレフイ ン系樹脂は、 単独で用いてもよく、 2種以上を組み 合わせて用いてもよい。 これらの中でも、 ポリプロピレン樹脂及ぴ zま たはポリエチレン樹脂を用いることが好ましい。 より好ましいのは、 ポ リプロピレン系榭脂である。 このポリプロピレン系樹脂に特に制限はな く、 広範囲の分子量のものを使用できる。
'なお、 ポリオレフィン系榭脂として、 不飽和力ルポン酸またはその誘 導体で変性された酸変性ポリオレフィンゃ発泡ポリプロ ピレンのように 樹脂自体に発泡剤を含有したものを用いてもよい。 また、 エチレン一 一才レフィン系共重合体ゴム、 エチレン一 α—ォレフィ ン一非共役ジェ ン系化合物共重合体(例えば E P D M等)、エチレン一芳香族モノ ビュル 化合物一共役ジェン系化合物共重合ゴム、 またはこれらの水添物等のゴ ム類を、 ポリオレフイン系榭脂に含有していてもよい。 ポリアミ ド榭脂 (ナイロン(登録商標)) として、 ナイ ロン 6、 ナイ口 ン 6 6'、 ナイ ロン 4 6、 ナイ ロン 1 1、 ナイ ロン 1 2、 ナイロン 6 9、 ナイロン 6 1 0、 ナイ ロン 6 1 2、 ナイロン 9 6、 非晶質性ナイ口ン、 高融点ナイロン、 ナイ ロン R I M、 ナイ ロン M I X 6等 ;それらの 2種 類以上のものの共重合体、 すなわち、 ナイロン 6 / 6 6共重合体、 ナイ ロン 6 6 6/6 1 0共重合体、 ナイロン 6/6 6 / 1 1 / 1 2共重合 体、 結晶性ナイロン Z非結晶性ナイロン共重合体等が挙げられる。 また ポリアミ ド樹脂は、 ポリアミ ド樹脂と他の合成樹脂との混合重合体であ つてもよい。 そのような混合重合体の例として、 ポリアミ ド zポリエス テル混合重合体、 ポリアミ ド/ポリフエ二レンォキシド混合重合体、 ポ リアミ ド ポリカーボネート混合重合体、 ポリアミ ド/ポリオレフイ ン 混合重合体、 ポリアミ ド Zスチレン/アク リ ロニ ト リル混合重合体、 ポ リアミ ドゾアクリル酸エステル混合重合体、 ポリアミ ド /シリコーン混 合重合体等が挙げられる。 これらのポリアミ ド榭脂は、 単独で、 または 2種類以上を混合して用いてもよい。
ポリアセタール樹脂はォキシメチレン基 (一 CH20—) を主たる構 成単位とする高分子化合物で、 ポリオキシメチレンホモポリマー、 ォキ シメチレン基以外に他の構成単位を少量含有するコポリマー、 ターポリ マー、 ブロックコポリマーの何れであっても、 又、 分子が線状のみなら ず分岐、 架橋構造を有するものであってもよい。 又、 その重合度等に関 しても特に制限はない。
ポリサルホン系榭脂 (P s u、 ポリスルホン系榭脂) は、 分子内に (一 s o 2-) 結合を持ち、 琥珀色の透明で、 光沢のある外観を持った非晶 性の熱可塑性樹脂である。 製法としてはジクロルジフエ二ルサルホンと ビスフエノール Aの N a塩との重縮合反応により合成される。 この系列 の他の樹脂としては例えば、 ポリエーテルサルホン榭脂 (P E S、 ポリ エーテルスルホン樹脂)、 ポリアリルサルホン榭脂 (P A S F、 ポリアリ ルスル'ホン樹脂)、 ポリフエニルサルホン榭脂 ( P S F ポリフエニルス ルホン樹脂) 等が挙げられる。
さらに、 ポリサルホン系樹脂としては、 本発明の効果を損ねない範囲 内でその他の樹脂を含むことができる。 例えば、 ポリサルホン系樹脂と して、 ポリサルホンとポリカーボネートとの共重合体、 ポリサルホンと ポリアミ ドとの共重合体、 ポリサルホンとポリカーボネートと液晶高分 子の共重合体、 ポリサルホンとポリアミ ドと液晶高分子の共重合体を用 いることができ、 また、 ポリサルホンとポリカーボネートとのブレンド 物、 ポリサルホンとポリアミ ドとのプレンド物、 ポリサルホンとポリ力 ーボネートと液晶高分子とのブレンド物、 ポリサルホンとポリアミ ドと 液晶高分子とのブレンド物、 ポリサルホン及びポリアミ ドの共重合体と 液晶高分子とのプレンド物等も用いることができる。 これらのポリサル ホン系樹脂は、 単独で、 または 2種類以上を混合して用いてもよい。
レーザー光透過性着色樹脂組成物は、 必要に応じ種々の添加剤を配合 することも可能である。 このような添加剤としては、 例えば助色剤、 分 散剤、 補強材または充填剤、 安定剤、 可塑剤、 改質剤、 紫外線吸収剤ま たは光安定剤、 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、及び耐衝擊性改良用のエラス トマ一等が挙げられる。
レーザー光透過性着色榭脂組成物は、 用途及び目的に応じ、 各種の補 強材または充填剤を適量含有するものとすることができる。 この補強材 は、 通常の合成樹脂の補強に用い得るものであればよく、 特に限定され ない。 例えば、 ガラス繊維、 炭素繊維、 その他の無機繊維、 及び有機繊 維 (ァラミ ド、 ポリフエ二レンサルファィ ド、 ナイロン、 ポリエステル 及び液晶ポリマー等) 等を用いることができ、 透明性を要求される樹脂 の補強にはガラス繊維が好ましい。 好適に用いることができるガラス繊 維の繊維長は 2〜1 5 m mであり繊維径は 1〜2 0 ζ πιである。 ガラス 繊維の'形態については特に制限はなく、 例えばロービング、 ミルドファ ィバ一等、 何れであってもよい。 これらのガラス繊維は、 1種類を単独 で用いるほか、 2種以上を組合せて用いることもできる。その含有量は、 熱可塑性榭脂 1 0 0重量部に対し 5〜1 2 0重量部とすることが好まし い。 5重量部未満の場合、 十分なガラス繊維補強効果が得られ難く、 1 2 0重量部を超えると成形性が低下することとなり易い。 好ましくは 1 0〜6 0重量部、 特に好ましくは 2 0〜5 0重量部である。
また、 その他の充填材としては、 マイ力、 セリサイ ト、 ガラスフレー ク等の板状充填材、 タルク、 カオリン、 クレー、 ウォラス トナイ ト、 ベ ントナイ ト、 アスベス ト、 アルミナシリケート等の珪酸塩、 アルミナ、 酸化珪素、 搬化マグネシウム、 酸化ジルコニウム、 酸化チタン等の金属 酸化物、 炭酸カルシウム、 炭酸マグネシウム、 ドロマイ ト等の炭酸塩、 硫酸カルシウム、 硫酸バリ ウム等の硫酸塩、 ガラスビーズ、 セラミック ビーズ、 窒化ホウ素、 炭化珪素等の粒子状充填材等を添加することがで きる。
本発明に用いられる着色樹脂組成物は、 原材料を任意の配合方法で配 合.することにより得られる。 これらの配合成分は、 通常、 できるだけ均 質化させることが好ましい。 具体的には例えば、 全ての原材料をプレン ダー、 ニーダー、 バンバリ一ミキサー、 ロール、 押出機等の混合機で混 合して均質化させて、 得ることができる。 または、 樹脂組成物は、 一部 の原材料を混合機で混合した後、 残りの成分を加えて更に混合して均質 ィ匕させて、 得ることができる。 または、 樹脂組成物は、 予めドライプレ ン ドされた原材料を、 加熱した押出機で溶融混練して均質化した後、 針 金状に押出し、 次いで所望の長さに切断して着色粒状をなす着色ペレツ トとして得ることもできる。 本発明に用いられる着色樹脂組成物のマスターバッチは、 任意の方法 により'得られる。 例えば、 マスターバッチのベースとなる樹脂の粉末ま たはペレツ トと着色剤をタンブラ一やスーパーミキサ一等の混合機で混 合した後、 押出機、 バッチ式混練機またはロール式混練機等により加熱 溶融してペレツ ト化または粗粒子化することにより得ることができる。 また例えば、 樹脂合成後、 溶液状態にあるマスターパッチ用榭脂に着色 剤を添加した後、 溶媒を除いてマスターバッチを得ることもできる。
本発明に用いられる着色樹脂組成物の成形は、 通常行われる種々の手 順により行い得る。 例えば、 着色ペレッ トを用いて、 押出機、 射出成形 機、 ロールミル等の加工機により成形することにより行うこともでき、 また、 透明性を有する樹脂のペレッ トまたは粉末、 粉砕された着色剤、 及ぴ必要に応じ各種の添加物を、 適当なミキサー中で混合し、 この混合 物を、 加工機を用いて成形することにより行うこともできる。 また例え ば、 適当な重合触媒を含有するモノマーに着色剤を加え、 この混合物を 重合により所望の樹脂とし、これを適当な方法で成形することもできる。 成形方法としては、 例えば射出成形、 押出成形、 圧縮成形、 発泡成形、 プロ一成形、 真空成形、 イ ンジェクショ ンブロー成形、 回転成形、 カレ ンダ一成形、 溶液流延等、 一般に行われる何れの成形方法を採用するこ とができる。 'このような成形により、 種々形状のレーザー光透過性部材 を得ることができる。
本発明のレーザー溶着方法は、 例えば図 1に示すように、 前記レーザ 一光透過性着色熱可塑性樹脂組成物からなるレーザー光透過性部材 1 と、 レーザー光吸収性部材 2とが各々の段差 4、 5部分で、 重ねられて当接 した状態のまま、 この当接部の少なく とも一部でレーザー光 3が前記レ 一ザ一光透過性部材 1を透過して前記レーザー光吸収性部材 2に吸収さ れるように、 そのレーザー光 3を照射することにより、 前記レーザー光 透過性部材 1 とレーザー光吸収性部材 2 との当接部を溶着させるもので ある。
一般的にレーザー溶着方法の長所は、 3次元溶着が可能となるため 、 金型形状の自由度が上がること、 振動溶着と異なり溶着面のパリが なくなることによる意匠性の向上、 振動や摩耗粉が発生しないことで あり、 また電子部品への適用が可能となることである。 逆に、 短所は レーザー溶着機というハード面での先行投資、 樹脂材料の成形後のヒ ケによる溶着部材間の隙間の発生が挙げられる。 特に、 この隙間の問 題については、 実際にレーザー溶着機を操る者にとって、 最大の問題 点であり、 クランプ等の押さえ冶具を溶着部材の形状に合わせて、 独 自に作り込んでいるのが現状である。 もし隙間が 0 . 0 2 m m生じる と隙間がない時の溶着強度に比べると半減し、 0 . 0 5 m m以上生じ ると溶着しないことがわかっている。
レーザーの操作方法と しては、 レーザーが動く走査タイプ、 溶着部 材が動くマスキングタイプ、 多方面から溶着部材に対して同時照射さ せるタイプ等が挙げられるが、 自動車業界が注目 している方法は走査 タイプであり、 その走查速度と しては 5 m /分という数値を、 生産タ ク トタイムの基準と している。
レーザー溶着は原理的に、 レーザーという光のエネルギーから熱エネ ルギ一への変換を利用しているため、 レーザー溶着条件によって溶着性 能が著しく左右される。 一般に照射したレーザーが吸収性部材表面上で 受ける熱量は、 下記数式( I ) ' 吸収性部材の表面熱量 (j Zmm 2) =
レーザー出力(W) Z走査速度(mm/ s e c ) /レーザーのスポット径(mm)
· · · ( I ) で算出が可能である。
この'式より、 生産効率を上げるためには走查速度を上げる必要がある とわかる。 したがって、 自ずと高出力タイプのレーザー溶着機がハード 面で必要となってくる。
溶着強度を上げるには、 ある程度の吸収性部材の表面熱量が必要にな り、 そのためには、 出力設定を上げるか、 走査速度を幾分下げるか、 ス ポッ ト径を小さくするか、 という具合に種々の条件を振って確認する必 要がある。 あまりにもレーザーから付与する表面熱量が大き過ぎると溶 着部の外観が損なわれたり、 更に大き過ぎると吸収性部材から煙が吹い たりするため、 レーザー溶着の条件設定というのは非常に重要である。
このレーザー溶着方法は、 レーザー光透過性部材として、 半導体レー ザ一による 8 0 0 n m付近から、 Y AGレーザーによる 1 1 0 0 n m付 近までにかけての波長、 すなわち、 レーザー溶着に用いるレーザー光の 波長に対して、 少なく とも 1 5 %透過させるものが用いられる。 8 0 8 n m、 8 4 0 n m、 9 4 0 n m、 1 0 6 4 nmにおける 1つまたは 2つ 以上の波長の赤外線透過率が、 少なく とも 2 0 %であると好ましい。 こ れょり低いと、 これらの波長のレーザー光が充分量透過できないため、 レーザー溶着したとしても強度が不充分であったり、 または実用的に適 さない程の過剰なレーザー光のエネルギーが必要となったりする。
このレーザー溶着方法は、 走査しつつ照射している前記レーザー光に よって与えられるエネルギー量 X ( J /mm) が、 下記数式(II)
5. 0≥x= (pXT) ÷ ( l O O Xq) ≥ 0. 4 · · · (II)
(数式(II)中、 p (W) はそのレーザー光の出力、 q (mmZ秒) はそ のレーザー光走査速度、 τは前記レーザー光透過性部材のこのレーザー 光の波長での透過率を示す) を満たすように調節されていることが工業 用部材として用いるのに好ましい条件である。 本発明のポリサルホン系 樹脂 (P S U、 ポリ スルホン系樹脂) のような透過性に優れる非晶性の 熱可塑性榭脂の溶着における Xは 0 . 3〜 2 . 0が好ましく、 更には 0 . 4〜 1 . 5の範囲が好ましい。 反対に Xが 0 . 3より小さい溶着条件 では実用的に使用できる溶着強度を示さない。 一方、 本発明のポリフエ 二レンサルフアイ ド樹脂のような透過性の乏しい結晶性の熱可塑性樹脂 の溶着における xは 1 . 0〜 5 . 0が好ましく、 更には 2 . 0〜 5 . 0 の範囲が好ましい。 反対に Xが 5 . 0より大きな溶着条件ではエネルギ 一が強すぎて、 急激な溶融がおこるため溶着部の精度が低下し、 バリな どの発生がおこるため溶着強度の低下を起こす。
本発明のレーザー溶着方法は、 図 3に示すように、 レーザー光吸収剤 を含有するィンキ及び/または塗料の塗布層 9をレーザー光吸収剤含有 塗布層として有しているレーザー光吸収性部材 2と、 レーザー光透過性 部材 1 とのレーザー溶着方法であってもよい。 より具体的には、 先ず、 例えばレーザー光吸収剤と必要に応じて樹脂とを含有するィンキ及び/ または塗料を調製する。 インキ及び/または塗料を、 噴霧や、 マーキン グペン、 刷毛、 筆等による塗装のような任意の方法で、 レーザー光透過 性部材 7上にこのインキ及び Zまたは塗料を、 好ましくは 0 . 1 m m以 下の厚みで予め塗布する。 この塗布によりレーザー光吸収剤含有塗布層 9が形成され、 レーザー光透過性部材 7と塗布層 9とが一体化したレー ザ一光吸収性部材 2となる。 このレーザー光吸収剤含有塗布層 9と、 溶 着すべきレーザー光透過性部材 1 とを当接させた後、 このレーザー光透 過性.部材 1 の側からレーザー光を照射すると、 レーザー溶着体が得られ る。
レーザー光吸収性部材は、 レーザー光吸収剤兼黒色着色剤として少な く ともカーボンブラックを用いたレーザー光吸収性着色樹脂組成物、 好 ましくはレーザー光吸収性着色熱可塑性樹脂組成物で形成されていても よい。 'この場合、 力一ボンブラックは、 1次粒子径が 1 8〜 3 0 n mで あることが好ましい。このようなカーボンブラックを用いることにより、 レーザー光を高吸収率で吸収する高分散されたレーザー光吸収性部材を 得ることができる。
また、 カーボンブラックと共にニグ口シン染料を用いてもよい。 ニグ 口シン染料は、 C . I . ソルベン トブラック 7に属するニグ口シン染料 が好ましく、 レーザー吸収率を良好に調節する。
また、 レーザー光吸収性部材は、 カーボンブラック以外の着色剤と、 フタロシアニン系、 シァニン系、 金属錯体等で例示されるレーザー光吸 収剤とを含有するレーザー光吸収性着色榭脂組成物で形成されていても よい。 カーボンブラック以外のレーザー光吸収剤兼着色剤を含有するレ 一ザ一光吸収性着色樹脂組成物で形成されていてもよい。
レーザー光吸収性部材の作製の際は、 レーザー光吸収剤を含有するこ と以外、 前記のレーザー光透過性部材で説明したものと同様にすること ができ、 また用途及び目的に応じ、 各種の添加剤を適量含有するものと することができる。 前記の配合、 成形方法を用いることができる。 前述 のレーザー光透過性部材の作製の際に用いられるアントラキノン系酸性 染料のアルカリ土類金属塩、 及び各種着色剤、 各種染顔料等の有機染顔 料を用いることも可能である。 レーザー光吸収性部材の作製に用いる材 科は、 レーザー光透過性部材に用いる材料に比べて、 レーザー光透過性 という制限がないために、 幅広く選択できる。
前記のレーザー光吸収性着色樹脂組成物における着色剤の使用量は、 樹脂 (好ましくは熱可塑性樹脂) に対し、 例えば 0 . 0 1〜1 0重量% とすることができ、 好ましくは 0 . 0 5〜5重量%である。
本発明のレーザー溶着体は、 前記のレーザー溶着方法によって得るこ とができる。このレーザー溶着体は、耐熱性や耐光性等の堅牢性が高く、 また耐'移行性ゃ耐薬品性等が良好で、而も鮮明な色相を示すものである。 また、 本発明のレーザー溶着体の主な用途として、 例えば自動車部品 を挙げることができる。 より具体的には、 内装におけるインス トルメン トパネル、 エンジンルーム内におけるレゾネター (消音器) を挙げるこ とができる。 熱可塑性樹脂製部品を接合する際、 従来はその表面未処理 では接着剤の使用が困難なため表面に前処理を施す等の工夫が必要であ つた。 それに対し、 このレーザー溶着は、 前処理ゃ榭脂のァロイ化等の 面倒な工程の必要がないうえ、 接着剤を使用した場合に比べ、 強度面や リサイクル面で優れている。
次に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、 勿論本発明は これらのみに限定されるものではない。
表 1に示す製造例 1〜 1 1は、 各実施例において使用する着色剤であ り、 比較製造例 1〜 7は、 各比較例において使用する着色剤である。 各 製造例についての染料には前記化合物例に示す色素が対応している。 製造例 3、 7、 1 0、 1 1及び比較製造例 5は、 複数の色素を配合比 の欄に示された重量配合比に従って簡易混合機にてプレンドした黒色着 色剤である。
尚、 表 1の化合物例の ( ) 内の数値は、 高速液体クロマトグラフ 法 (H P L C ) 測定による純度を表している。 表 1
製i例 着色剤 配合比 製造例 1 化合物例 1 — 6 3 ]:塩 ( 9 5. 2 %) ― 製造例 2 化合物例 2— 3 C a塩 (9 6. 7 %) 一
化合物例 2— 3 C a ¾ ( 9 6. 7 %) 2 製造例 3 化合物例 A 0 &塩 ( 9 5. 9 %) 1
C. I. So l ven t Ye 1 l ow 163 1 製造例 4 化合物例 2— 3 8 &塩 (9 6. 7 %) ― 製造例 5 化合物例 1一 7 8 &塩 (9 6.. 5 %) 一 製造例 6 化合物例 2— 1 8 &塩 ( 9 5. 5 %) ― 化合物例 2— 1 8 &塩 (9 5. 5 %) 5 製造例 7
化合物例 A じ &塩 ( 9 5. 9 %) 1 製造例 8 化合物例 2— 4 じ &塩 ( 9 5. 8 %) ― 製造例 9 化合物例 1一 1 5 0 &塩ズ9 6. 9 %) ― 化合物例 2— 4 じ &塩 (9 5. 8 %) 3 製造例 1 0 化合物例 A C a ¾ ( 9 5. 9 %) 2
C. I. P i gmen t Ye l l ow 1 7 1 化合物例 1 — 1 5 C a塩 ( 9 6. 9 %) 6 製造例 1 1
C. I. P i gmen t Ye l l ow 147 1 比較製造例 1 化合物例 1一 6 N a塩 一 比較製造例 2 化合物例 2— 3 N a塩 一 比較製造例 3 化合物例 2— 3 K塩 ― 比較製造例 4 アントラキノン系造塩染料 ― し. 丄 . So l v en t Gr e en 3 3 比較製造例 5
C. I. So l ven t Re d 22 2 比較製造例 6 C. I . So l v en t Vi o l e t 13 ― 比較製造例 7 C. I. So l ven t B l ue 97 ― なお、 表 1中の化合物例において、 本発明に用いるアントラキノン系 酸性染料のアル力リ土類金属塩、 アントラキノン系酸性染料及びァント ラピリ ドン系酸性染料のアル力リ土類金属塩のスルホン基に対するィォ ン反応した金属種を示すため、 M塩(例えば、 C a塩) の表記を行った。 また、 化合物例 Aは、 下記化学式で表されるアントラピリ ドン系赤色 染料の C a塩 (M=C a ) である。
Figure imgf000046_0001
化合物例 A
また、 製造例に使用したじ. I . S o l v e t Y e l l o w 1 6 3 (C. I . 5 8 8 4 0 ) 及ぴ C. I . P i g m e n t Y e l l o w 1 4 7 (C . I . 6 0 6 4 5 ) はアントラキノン黄色染料、 C . I . S o l v e n t G r e e n 3 (C. I . 6 1 5 6 5 ) はアントラキ ノン緑色染料、 C. I . S o l v e n t V i o l e t 1 3 (C . I . 6 0 7 2 5 ) はアントラキノン紫色染料、 C. I . S o l v e n t B 1 u e 9 7 (C. I . 6 1 5 2 9 0 ) はアントラキノン青色染料、 C . I . S o l v e n t R e d 2 2 (C . I . 2 1 2 5 0 ) はジスァゾ 赤色染料を示す。
実施例 1〜 8及ぴ比較例 1〜 5は、 ポリフエ二レンサルフアイ ド榭脂 を用い、 本発明を適用するレーザー溶着体を同一寸法形状で製造した例 である。 (実施例 1 )
(1一 a)レ ザ一光透過性部材の作製
ポリフエ二レンサルフアイ ド樹脂 · · · · 4 0 0 g (ポリプラスチック ス社製 商品名 : 0 2 2 0 A 9 溶融粘度: 3 5 0 P a · s )
製造例 1の着色剤 · · · · (). 8 0 g
上記配合物を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、 射出成形機 (東洋機械金属社製 商品名 : S i — 5 0) を用いて、 シリンダー温度 3 2 0°C、 金型温度 1 4 0°Cで通常の方 法により、 図 1に示すように、 縦 6 0mmX横 1 8 mmX厚さ 3 mmで あって、 その長尺一端の縦 2 0 mmが下面で欠けて、 厚さ 1. 5 mmの 段差 4を有する板状に射出成形したところ、 外観及ぴ表面光沢が良好で 色むらがない均一な青色のレーザー光透過性部材 1が得られた。
(1一 b )レーザー光吸収性部材の作製
次にポリフエ二レンサルファイ ド樹脂 (ポリプラスチック社製 商品 名 : 0 2 2 0 A 9 ) 1 O O O gとカーボンブラック 5 gとをステンレス 製タンブラ一に入れ、 1時間攪拌混合した。 得られた混合物を、 射出成 形機 (東洋機械金属社製 商品名 : S i — 5 0 ) を用いて、 シリンダー 温度 3 2 0°C、 金型温度 1 4 0°Cで通常の方法により、 図 1に示すよう に、 縦 6 0 mmX横 1 8 mmX厚さ 3 mmであって、 その長尺一端の縦 2 0 mmが上面で欠けて、 厚さ 1. 5 m mの段差 5を有する板状に射出 成形したところ、 外観及ぴ表面光沢が良好で色むらがない均一な黒色の レーザー光吸収性部材 2が得られた。
(1一 c )レーザー溶着体の製造
次に、 図 1に示すように、 両部材 1、 2の段差 4、 5同士を当接させ て重ね合わせ、 レーザー光透過性部材 1の上方から、 出力 3 0 Wのダイ オード ' レーザー [波長: 9 4 0 n m 連続的、 スポッ ト径 0. 6 mm] (ファインデパイス社製) によるレーザービーム 3を、 走査速度 4 mm / s e cで、 矢印の方向に走査しつつ照射を行うと、 ^一ザ一溶着体が 得られた。
(物性評価)
実施例 1で得たレーザー光透過性部材、 レーザー溶着体について、 下 記方法により物性評価を行った。
レーザー光透過性部材の物性評価
( 1 ) 透過率測定試験
分光光度計 (日本分光社製 商品名 : V— 5 70型) にレーザー光透 過性部材をセッ トし、図 1のレーザー光透過性部材 1の厚みが 1. 5 mm である段差 4の部分を、 波長範囲; I = 400〜 1 20 0 nmの範囲で透 過率を測定した。 表 3には、 レーザー光透過性部材について、 使用する 半導体レーザー光の波長 940 nmにおける透過率を示した。
(2) 耐熱性試験とその評価
上記実施例 1の射出成形において、 配合物の混合物により通常ショ ッ 1、を行った後、 残りの混合物をその時のシリンダー温度 3 20°Cで 1 5 分間滞留させ、その後で射出成形を行ってレーザー光透過性部材を得た。 シリンダー内で 1 5分間滞留させて得られたレーザー光透過性部材と通 常ショ ッ トで得られたレーザー光透過性部材との色差 (Δ E) を色差計 ( J UK I社製 商品名 : J P 7 0 0 0 ) で測定し、 色差 (Δ E) が 1. 0以下であれば、 耐熱性があるものと判断した。
(なお、 実施例 1以降の実施例及び比較例は、 下記の表 2の樹脂の種 類に.従い、 シリンダー温度を設定した。)
(3) 熱老化性試験とその評価
上記実施例 1の射出成形で得られたレーザー光透過性部材を、 1 9 0°Cに設定されたオープン中で 1ヶ月間放置した。 1ヶ月後のレーザー 光透過性部材と、 新たに通常ショッ トで得られたレーザー光透過性部材 との^差 (Δ Ε) を測定し、 色差 (Δ Ε) が 1. 0以下であれば、 熱安 定性があるものと判断した。
(なお、 実施例 1以降の実施例及び比較例は、 下記の表 2の樹脂の種類 に従い、 オーブン温度を設定した。)
(4) 耐昇華性試験とその評価
レーザー光透過性部材に白色のポリエチレンテレフタレー ト ( P E T) フィルムを貼りつけ、 それをオーブンに入れて 1 6 0 °Cで 3時間 放置し、 その後、 レーザー光透過性部材から P E Tフィルムを剥して 観察し易いように無色透明のオーバーヘッ ドプロジェクタ (OHP) 用シートに貼りつけた。 P E Tフィルムにほとんど着色がなければ、 耐昇華性があると判断した。
(なお、 実施例 1以降の実施例及び比較例は、 下記の表 2の樹脂の種類 に従い、 オープン温度を設定した。) 表 2
樹脂の種類 耐熱性試験 熱老化性試験耐昇華性試験 ポリフエ二レンサルフアイド樹脂 320°C 190°C 160°C ポリプチレンテレフタレート榭脂 260。C 150。C 160°C ポリアミド樹脂 270°C 150°C 160°C ポリアセタール樹脂 230。C 120°C 120。C ポリサルホン樹脂 340°C 190。C 160°C ポリエーテルサルホン樹脂 360°C 190°C 160°C レーザー溶着体の物性評価
(■5) '外観の目視観察
実施例で得られたレーザー溶着体の溶着部外観について、 表面傷があ るかどうかを、 目視により判定した。
(6) 引張強度試験
前記実施例で得られたレーザー溶着体に対し、 J I S K 7 1 1 3 - 1 9 9 5に準じ、 引張試験機 (島津製作所社製 商品名 : AG— 5 0 k NE) にて、 溶着体の長手方向 (溶着部を引離す方向) に試験速度 1 0 mm/m i nで引張試験を行って、 引張溶着強度を測定した。
(実施例 2)
(2 - a )レーザー光透過性部材の作製
実施例 1において製造例 1の代わりに、 製造例 2のものを使用した以 外は実施例 1 と同様に行い、 外観及び表面光沢が良好で色むらがない均 一な青色のレーザー光透過性部材 1が得られた。
(2— b )レーザー光吸収性部材の作製、及ぴ(2— c )レーザー溶着体の 製造
また、 図 1に示すような黒色のレーザー光吸収性部材 2、 及びレーザ 一溶着体を、 実施例 1 と同様な方法で得た。 また、 得られたものについ て、 実施例 1 と同様に物性評価を行った。
(実施例 3)
(3 - a )レーザー光透過性部材の作製
ポリフエ二レンサルフアイ ド樹脂 · · · · 9 0 0 g (ポリプラスチック スネ土製 商品名 : 0 220 A 9 )
製造例 3の着色剤 · · · · 1 00 g
上記配合物をステンレス製タンブラ一に入れ、 1時間攪拌混合した。 得られた混合物を、 単軸押出機 (エンプラ産業社製 商品番号: E 3 0 S V) を用いて、 シリンダー温度 3 2 0°Cで溶融混合した。 その後、 水 槽で冷'却を行い、 次いでペレタイザ一でカッ トし、 乾燥工程を経て、 着 色剤濃度 1 0重量%の黒色マスターパッチを得た。
ポリフエ二レンサルフアイ ド樹脂 · . · ' 4 7 5 g (ポリプラスチック ス社製 商品名 : 0 2 2 0 A 9)
黒色マスターパッチ · · · · 2 5 g
上記配合物を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、 射出成形機 (東洋機械金属社製 商品名 : S i — 5 0) を用いて、 シリンダー温度 3 2 0 、 金型温度 1 4 0°Cで通常の方 法により、 図 1に示すような形状に射出成形したところ、 外観及び表面 光沢が良好で色むらがない均一な黒色のレーザー光透過性部材 1が得ら れた。 ·
( 3— b )レーザー光吸収性部材の作製、及び(3— c )レーザー溶着体の 製造
次にポリフエ二レンサルファイ ド樹脂 (ポリプラスチック社製 商品 名 : 0 2 2 0 A 9) l O O O gとカーボンブラック 5 gとをステンレス 製タンブラ一に入れ、 1時間攪拌混合した。 得られた混合物を、 射出成 形機 (東洋機械金属社製 商品名 : S i — 5 0) を用いて、 シリンダー 温度 2 6 0°C、 金型温度 8 0°Cの成形条件により、 図 1に示すように、 縦 6 O mmX横 1 8 mmX厚さ 3 mmであってその長尺一端の縦 2 0 m mが上面で欠けて厚さ 1. 5 mmの段差 5を有する板状に射出成形し、 レーザー光吸収性部材 2を得た。 更に実施例 1の ( 1一 c ) と同様にし てレーザー溶着体を得た。 また、 得られたものについて、 実施例 1 と同 様に物性評価を行った。
(実施例 4)
(4一 a )レーザー光透過性部材の作製 実施例 1において製造例 1の代わりに、 製造例 4を使用した以外は実 施例 1'と同様に行い、 外観及び表面光沢が良好で色むらがない均一な青 色のレーザー光透過性部材 1が得られた。
(4— b )レーザー光吸収性部材の作製、及び(4― c )レーザー溶着体の 製造
また、 図 1に示すような黒色のレーザー光吸収性部材 2、 及びレーザ 一溶着体を、 実施例 1 と同様な方法で得た。 また、 得られたものについ て、 実施例 1 と同様に物性評価を行った。
(実施例 5)
(5— a 1 )レーザー光透過性部材 1の作製
ポリフエ二レンサルフアイ ド樹脂 · · · · 4 0 0 g (ポリプラスチック ス社製 商品名 : 0 2 2 0 A 9 溶融粘度: 3 5 0 P a · s )
製造例 5の着色剤 · · · · (). 8 0 g
上記配合物を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、 射出成形機 (東洋機械金属社製 商品名 : S i — 5 0) を用いて、 シリンダー温度 3 2 0°C、 金型温度 1 4 0°Cで通常の方 法により、 図 1に示すように、 縦 6 0 mmX横 1 8 mmX厚さ 3 mmで あって、 その長尺一端の縦 2 0 mmが下面で欠けて、 厚さ 1. 5 mmの 段差 4を有する板状に射出成形したところ、 外観及び表面光沢が良好で 色むらがない均一な青色のレーザー光透過性部材 1が得られた。
(5 - a 2)レーザー光透過性部材 7の作製
前記の(5— a 1 )のレーザー光透過性部材 1 と同様に射出成形したと ころ.、 外観及び表面光沢が良好で色むらがない均一な青色のレーザー光 透過性部材 7が得られた。
(5 - b )レーザー光吸収性部材の作製、及び(5— c )レーザー溶着体の 製造 ' 先ず、 レーザー光吸収性フィルム層を'以下のようにして作製した。 ポ リプロ'ピレン樹脂 4 0 0 g (日本ポリケム社製 商品名 : B C 0 5 B) とカーボンブラック 0. 8 g (三菱化学社製 商品名 : S i — 5 0) に より、 シリ ンダー温度 2 2 0°C、 金型温度 4 0°Cの通常の方法により、 カーボンブラックが含有されたレーザー光吸収性樹脂フィルム層 8を得 た。
次に、 図 2に示すように、 得られた二つのレーザー光透過性部材 1、 7の間に、 レーザー光吸収性フィルム層 8を挟み込み、 実施例 1 と同様 な照射方法で、 レーザー光 3を照射して、 レーザー光透過性部材 1 と、 レーザー光透過性部材 7及びレーザー光吸収性フィルム層 8からなるレ 一ザ一光吸収性部材 2とのレ ^ザ一溶着体を得た。 また、 得られたもの について、 実施例 1 と同様に物性評価を行った。
(実施例 6)
(6 - a 1 )レーザー光透過性部材 1の作製
ポリフエ二レンサルフアイ ド樹脂 · · · · 4 0 0 g (ポリプラスチック ス社製 商品名 : 0 2 2 0 A 9 溶融粘度: 3 5 0 P a · s )
製造例 6の着色剤 · · · · (). 8 0 g
上記配合物をステンレス製タンブラ一に入れ、 1時間攪拌混合した。 得られた混合物を、 射出成形機 (東洋機械金属社製 商品名 : S i — 5 0 ) を用いて、 シリンダー温度 3 2 0 、 金型温度 1 4 0°Cで通常の方 法により、 図 1に示すように、 縦 6 O mmX横 1 8 mmX厚さ 3 mmで あって、 その長尺一端の縦 2 0 mmが下面で欠けて、 厚さ 1. 5 mmの 段差.4を有する板状に射出成形したところ、 外観及び表面光沢が良好で 色むらがない均一な青色のレーザー光透過性部材 1が得られた。
(6— a 2 )レーザー光透過性部材 7の作製
前記の(6— a 1 )レーザー光透過性部材 1 と同様に射出成形したとこ ろ、 外観及び表面光沢が良好で色むらがない均一な青色のレーザー光透 過性部'材 7が得られた。
( 6— b )レーザー光吸収性部材の作製、及び(6— c )レーザー溶着体の 製造
先ず、 レーザー光吸収性インク と してレーザー光吸収剤を有するアル コール性マーキングペン用ィンキを、 以下にようにして調製した。
ニグ口シンベース E X (オリエン ト工業株式会社製の商品名 C . ソルベントプラック 7 ) · • · 6部
エタノール ' · · • 6 9部
ベンジ /レアノレコール · · • 5部
ォレイン酸 · · - 1 0部
ケトン樹脂 · · - 1 0部
上記の配合物を 4 0 °Cで均一に混合して溶解させることにより、 イン キを調製した。 このインキを、 市販のマーキング用ペンに詰めた。
次に、 図 3に示すように、 レーザー光透過性部材 7の段差上に、 この ペンでレーザー光吸収性ィンクを塗布し、 レーザー光透過性部材 7上に ィンキ塗布層 9を付して、 レーザー光透過性部材 7及びィンキ塗布層 9 からなるレーザー光吸収性部材 2とした。 ィンキ塗布層 9上に他方のレ 一ザ一光透過性部材 1を重ね、 実施例 1 と同様な照射方法で、 これら部 材 1 、 7の両側からレーザー光を照射して、レーザー光透過性部材 1 と、 レーザー光吸収性部材 2 とのレーザー溶着体を得た。 また、 得られたも のについて、 実施例 1 と同様に物性評価を行った。
(実.施例 7 )
( 7 - a )レーザー光透過性部材の作製
実施例 3において製造例 3の代わりに、 製造例 7を使用した以外は実 施例 3と同様に行い、 外観及ぴ表面光沢が良好で色むらがない均一な黒 色のレーザー光透過性部材 1が得られた。
(7一' b)レーザー光吸収性部材の作製、及び(7— c)レーザー溶着体の 製造
また、 図 1に示すような黒色のレーザー光吸収性部材 2、 及びレーザ 一溶着体を、 実施例 1 と同様な方法で得た。 また、 得られたものについ て、 実施例 1 と同様に物性評価を行った。
(実施例 8)
(8— a )レ ザ一光透過性部材の作製
実施例 3において製造例 3の代わりに、 製造例 1 0を使用した以外は 実施例 3と同様に行い、 外観及ぴ表面光沢が良好で色むらがない均一な 黒色のレーザー光透過性部材 1が得られた。
(8— b )レーザー光吸収性部材の作製、及び( 8一 c )レーザー溶着体の 製造
また、 図 1に示すような黒色のレーザー光吸収性部材 2、 及びレーザ 一溶着体を、 実施例 1 と同様な方法で得た。 また、 得られたものについ て、 実施例 1と同様に物性評価を行った。
(比較例 1 )
(C 1 - a )レーザー光透過性部材の作製
ポリ フエ-レンサルフアイ ド榭脂 · · · ' 4 0 0 g (ポリプラスチック ス社製 商品名 : 0 2 20 A 9)
比較製造例 1の着色剤 · · · · 0. 80 g
上記配合物をステンレス製タンブラ一に入れ、 1時間撹拌混合した。 得られた混合物を、 射出成形機 (東洋機械金属社製 商品名 : S i — 5 0) を用いて、 シリンダー温度 3 20°C、 金型温度 1 4 0°Cで通常の方 法により、 図 1に示すような形状に射出成形したところ、 青色のレーザ 一光透過性部材 1が得られた。 ( C 1 - b )レーザー光吸収性部材の作製、及び(C 1 - c )レーザー溶着 体の製'造
また、 図 1に示すような黒色のレーザー光吸収性部材 2、 及ぴレーザ 一溶着体を、 実施例 1 と同様な方法で得た。 また、 得られたものについ て、 実施例 1 と同様に物性評価を行った。
(比較例 2 )
( C 2— a )レーザー光透過性部材の作製
比較例 1において比較製造例 1の代わりに、 比較製造例 2を使用した 以外は比較例 1 と同様に行い、 青色のレーザー光透過性部材 1が得られ た。
( C 2 - b )レーザー光吸収性部材、及ぴ(C 2 - c )レーザー溶着体の製 造
また、 図 1に示すような黒色のレーザー光吸収性部材 2、 及ぴレーザ 一溶着体を、 実施例 1 と同様な方法で得た。 また、 得られたものについ て、 実施例 1と同様に物性評価を行った。
(比較例 3 )
( C 3— a )レーザー光透過性部材の作製
比較例 1において比較製造例 1の代わりに、 比較製造例 3を使用した 以外は比較例 1 と同様に行い、 青色のレーザー光透過性部材 1が得られ た。
( C 3 - b ) レーザー光吸収性部材の作製、及び(C 3 - c )レーザー溶着 体の製造
また、 図 1に示すような黑色のレーザー光吸収性部材 2、 及びレーザ 一溶着体を、 実施例 1 と同様な方法で得た。 また、 得られたものについ て、 実施例 1 と同様に物性評価を行った。
(比較例 4 ) (C 4 - a )レーザー光透過性部材の作製
比較'例 1において比較製造例 1の代わりに、 比較製造例 4を使用した 以外は比較例 1 と同様に行い、 青色のレーザー光透過性部材 1が得られ た。
(C 4一 b )レーザー光吸収性部材の作製、 及び (C 4— c )レーザー溶 着体の製造
また、 図 1に示すような黒色のレーザー光吸収性部材 2、 及びレーザ 一溶着体を、 実施例 1 と同様な方法で得た。 また、 得られたものについ て、 実施例 1 と同様に物性評価を行った。
(比較例 5)
(C 5 - a )レーザー光透過性部材の作製
実施例 3において製造例 3の代わりに、 比較製造例 5を使用した以外 は実施例 3と同様に行い、 黒色のレーザー光透過性部材 1が得られた。
(C 5— b )レーザー光吸収性部材の作製、及び(C 5 - c )レーザー溶着 体の製造
また、 図 1に示すような黒色のレーザー光吸収性部材 2、 及ぴレーザ 一溶着体を、 実施例 1 と同様な方法で得た。 また、 これらについて、 実 施例 1 と同様に物性評価を行った。
実施例 9〜 1 0は、 ポリプチレンテレフタレート樹脂を用い、 本発明 を適用するレーザー溶着体を同一寸法形状で製造した例である。
(実施例 9 )
(9 - a )レーザー光透過性部材の作製
ポリプチレンテレフタレート樹脂 · · · · 4 0 0 g (三菱エンジニアリ ングプラスチックス社製 商品名 : 5 0 0 8 AS)
製造例 6の着色剤 · · · · (). 8 0 g
上記配合物を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、 射出成形機 (東洋機械金属社製 商品名 : S i — 5 0) 用いて、 シリンダー温度 2 6 Ot、 金型温度 8 0 °Cで通常の方法 により、 図 1に示すように、 縦 6 O mmX横 1 8 mmX厚さ 3 mmであ つてその長尺一端の縦 2 0 mmが下面で欠けて厚さ 1. 5 mmの段差 4 を有する板状に射出成形したところ、 外観及び表面光沢が良好で色むら がない均一な緑色のレーザー光透過性部材 1が得られた。
(9— b)レーザー光吸収性部材の作製、及び(9— c )レ ザ一溶着体の 製造
また、 図 1に示すような黒色のレーザー光吸収性部材 2及びレーザー 溶着体については、 実施例 1で用いたポリフエ二レンサルファイ ド樹脂 (三菱エンジニアリングプラスチックス社製 商品名 : 5 0 0 8 A S) に代えて、 ポリブチレンテレフタレ一ト榭脂を用い、 シリンダー温度 2 6 0°C、 金型温度 8 0°Cの成形条件により、 図 1に示すように、 縦 6 0 mmX横 1 8 mmX厚さ 3 mmであってその長尺一端の縦 2 O mmが上 面で欠けて厚さ 1. 5 mmの段差 5を有する板状に射出成形し、 レーザ 一光吸収性部材 2を得た。 更に実施例 1の ( 1一 c ) と同様にしてレー ザ一溶着体を得た。 また、 得られたものについて、 実施例 1 と同様に物 性評価を行った。
(実施例 1 0)
( 1 0— a )レーザー光透過性部材の作製
実施例 9において製造例 6の代わりに、 製造例 7を使用した以外は実 施例 9と同様に行い、 外観及び表面光沢が良好で色むらがない均一な黒 色のレーザー光透過性部材 1が得られた。
(1 0— b )レーザー光吸収性部材の作製、及ぴ( 1 0— c )レーザー溶着 体の製造
実施例 9と同様の方法でレーザー光吸収性部材及びレーザー溶着体を 得た。 また、 得られたものについて、 実施例 1 と同様に物性評価を行つ た。 '
実施例 1 1〜 1 2は、 ポリアミ ド 6樹脂を用い、 本発明を適用するレ 一ザ一溶着体を同一寸法形状で製造した例である。
(実施例 1 1 )
(1 1 - a)レーザー光透過性部材の作製
ポリアミ ド 6樹脂 · · · · 4 0 0 g (宇部興産社製 商品名 : 1 0 1 5 GU 9 )
製造例 6の着色剤 · · · · (). 8 0 g
上記配合物をステンレス製タンブラ一に入れ、 1時間攪拌混合した。 得られた混合物を、 射出成形機 (東洋機械金属社製 商品名 : S i — 5 0) を用いて、 シリンダー温度 2 7 0°C、 金型温度 8 0 °Cで通常の方法 により、 図 1に示すように、 縦 6 0 mmX横 l 8 mmX厚さ 3 mmであ つてその長尺一端の縦 2 0 mmが下面で欠けて厚さ 1. 5 mmの段差 4 を有する板状に射出成形したところ、 外観及び表面光沢が良好で色むら がない均一な緑色のレーザー光透過性部材 1が得られた。
(1 1一 b )レーザー光吸収性部材の作製、及ぴ( 1 1— c )レーザー溶着 体の製造
また、 図 1に示すような黒色のレーザー光吸収性部材 2及びレーザー 溶着体については、 実施例 1で用いたポリフエ二レンサルファイ ド樹脂 に代えて、 ポリアミ ド 6樹脂 (宇部興産社製 商品名 : 1 0 1 5 GU 9 ) を用い、 実施例 1 と同様にシリ ンダー温度 2 7 0°C、 金型温度 8 0°Cで 通常の方法により、 図 1に示すように、 縦 6 O mmX横 1 8 mmX厚さ 3 mmであってその長尺一端の縦 2 0 mmが上面で欠けて厚さ 1. 5 m mの段差 5を有する板状に射出成形し、レーザー光吸収性部材 2を得た。 更に走査速度を 1 0 mmZ s e cにレーザー溶着条件を一部変更するこ と以外は実施例 1の ( 1一 c ) と同様にしてレーザ一溶着体を得た。 ま た、 得'られたものについて、 実施例 1 と同様に物性評価を行った。
(実施例 1 2)
(1 2— a )レーザー光透過性部材の作製
実施例 1 1において製造例 6の代わりに、 製造例 7を使用した以外は 実施例 1 1 と同様に行い、 外観及び表面光沢が良好で色むらがない均一 な黒色のレーザー光透過性部材 1が得られた。 "
(1 2— b)レーザー光吸収性部材の作製、及び(1 2― c )レーザー溶着 体の製造
実施例 1 1 と同様の方法でレーザー光吸収性部材及びレーザー溶着体 を得た。 また、 得られたものについて、 実施例 1 と同様に物性評価を行 つた。' .
実施例 1 3〜 1 4は、 ポリアセタール樹脂を用い、 本発明を適用する レーザー溶着体を同一寸法形状で製造した例である。
(実施例 1 3)
(1 3 - a )レーザー光透過性部材の作製
ポリァセタール樹脂 · · · · 4 0 0 g (ポリプラスチックス社製 商品 名 : ジユラコン M9 0— 44)
製造例 2の着色剤 · · · · 0. 4 0 g
上記配合物をステンレス製タンブラ一に入れ、 1時間攪拌混合した。 得られた混合物を、 射出成形機 (東洋機械金属社製 商品名 : S i — 5 0) を用いて、 シリンダー温度 2 3 0°C、 金型温度 7 0°Cで通常の方法 により、 図 1に示すように、 縦 6 0 mmX横 1 8 mmX厚さ 3 mmであ つてその長尺一端の縦 2 0 mmが下面で欠けて厚さ 1. 5 mmの段差 4 を有する板状に射出成形したところ、 外観及び表面光沢が良好で色むら がない均一な青色のレーザー光透過性部材 1が得られた。 (1 3 - b )レーザー光吸収性部材の作製、及び(1 3— c )レーザー溶着 体の製'造
また、 図 1に示すような黒色のレーザー光吸収性部材 2及ぴレーザー 溶着体については、 実施例 1で用いたポリフエ二レンサルフアイ ド樹脂 に代えて、 ポリアセタール樹脂 (ポリプラスチックス社製 商品名 : ジ ユラコン M90— 44) を用い、 実施例 1 と同様にシリンダー温度 2 3 0°C, 金型温度 70 °Cで通常の方法により、 図 1に示すように、 縦 6 0 mmX横 1 8 mmX厚さ 3 m mであってその長尺一端の縦 2 0 mmが上 面で欠けて厚さ 1. 5 mmの段差 5を有する板状に射出成形し、 レーザ 一光吸収性部材 2を得た。 更に走査速度を 8 mm/ s e cにレーザー溶 着条件を一部変更すること以外は実施例 1の ( 1一 c ) と同様にしてレ 一ザ 溶着体を得た。 また、 得られたものについて、 実施例 1 と同様に 物性評価を行った。
(実施例 1 4)
(1 4— a )レーザー光透過性部材の作製
ポリアセタール榭脂 . · · . g o O g (ポリプラスチックス社製 商品 名 : ジユラコン M 90— 44 )
製造例 3の着色剤 · · · · 1 00 g
上記配合物を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、 単軸押出機 (エンプラ産業社製 商品番号: E 3 0 S V) を用いて、 シリンダー温度 2 3 0°Cで溶融混合した。 その後、 水 槽で冷却を行い、 次いでペレタイザ一でカッ トし、 乾燥工程を経て、 着 色剤.濃度 1 0重量%の黒色マスターバッチを得た。
ポリァセタール樹脂 · · · · 4 7 5 g (ポリプラスチックス社製 商品 名 : ジユラコン M 9 0— 44)
黒色マスターパッチ · . · · 2 5 g 上記配合物を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、 射出成形機 (東洋機械金属社製 商品名 : S i — 5 0) を用いて、 シリンダー温度 2 3 0°C、 金型温度 7 0 °Cで通常の方法 により、 実施例 1 3と同様に、 図 1に示すような形状に射出成形したと ころ、 外観及び表面光沢が良好で色むらがない均一な黒色のレーザー光 透過性部材 1が得られた。
( 1 4 - b )レーザー光吸収性部材の作製、及び(1 4一 c )レーザー溶着 体の製造
実施例 1 3 と同様の方法でレーザー光吸収性部材及ぴレーザー溶着体 を得た。 また、 得られたものについて、 実施例 1 と同様に物性評価を行 つた。 ' · .
実施例 1 5〜1 6は、 ポリサルホン樹脂を用い、 本発明を適用するレ 一ザ一溶着体を同一寸法形状で製造した例である。
(実施例 1 5)
(1 5— a )レーザー光透過性部材の作製
ポリサルホン樹脂 · · · · 4 0 0 g (ソルべィァ ドバンストポリマーズ 社製 商品名 :ユーデル P— 1 7 0 0 NT 1 1 )
製造例 2の着色剤 · · · · (). 40 g
上記配合物を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、 射出成形機 (東洋機械金属社製 商品名 : S i — 5 0 ) を用いて、 シリンダー温度 3 4 0°C、 金型温度 1 5 0でで通常の方 法により、 図 1に示すように、 縦 6 0 mmX横 1 8 mmX厚さ 3 mmで あってその長尺一端の縦 2 0 mmが下面で欠けて厚さ 1. 5 mmの段差 4を有する板状に射出成形したところ、 外観及ぴ表面光沢が良好で色む らがない均一な青色のレーザー光透過性部材 1が得られた。
(1 5— b)レーザー光吸収性部材の作製、及び(1 5— c )レーザー溶着 体の製造
また'、 図 1に示すような黒色のレーザー光吸収性部材 2及ぴレーザー 溶着体については、 実施例 1で用いたポリフエ二レンサルフアイ ド樹脂 に代えて、ポリサルホン榭脂(ソルべィァドバンス トポリマーズ社製 商 品名 : ユーデル P— 1 700 NT 1 1 ) を用い、 実施例 1 と同様にシリ ンダー温度 340°C、 金型温度 1 5 0°Cで通常の方法により、 図 1に示 すように、 縦 6 0 111111 横 1 8 111111 厚さ 3 m mであってその長尺一端 の縦 2 0 mmが上面で欠けて厚さ 1. 5 mmの段差 5を有する板状に射 出成形し、 レーザー光吸収性部材 2を得た。 更に走査速度を 6 0 mmZ s e cにレーザー溶着条件を一部変更するこ と以外は実施例 1の ( 1一 c ) と同様にしてレーザー溶着体を得た。また、得られたものについて、 実施例 1 と同様に物性評価を行った。
(実施例 1 6)
(1 6 - a )レーザー光透過性部材の作製
ポリ サルホン樹脂 · · · · 9 00 g (ソルべィァ ドバンス トポリマーズ 社製 商品名 : ユーデル P— 1 700 NT 1 1 )
製造例 3の着色剤 · · · · 1 00 g
上記配合物をステンレス製タンプラーに入れ、 1時間攪拌混合した。 得られた混合物を、 単軸押出機 (エンプラ産業社製 商品番号: E 30 S V) を用いて、 シリンダー温度 340°Cで溶融混合した。 その後、 水 槽で冷却を行い、 次いでペレタイザ一でカッ トし、 乾燥工程を経て、 着 色剤濃度 1 0重量%の黒色マスターバッチを得た。
ポリサルホン樹脂 · · · · 4 9 0 g (ソルべィァドバンス トポリマーズ 社製 商品名 : ユーデル P— 1 700 NT 1 1)
黒色マスターバッチ · · · · 1 0 g
上記配合物を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、 射出成形機 (東洋機械金属社製 商品名 : S i — 5 0 ) を'用いて、 シリンダー温度 3 4 0 °C、 金型温度 1 5 0 °Cで通常の方 法により、 実施例 1 5と同様に、 図 1に示すような形状に射出成形した ところ、 外観及ぴ表面光沢が良好で色むらがない均一な黒色のレーザー 光透過性部材 1が得られた。
( 1 6 一 b )レーザー光吸収性部材の作製、及び(1 6 — c )レーザー溶着 体の製造
実施例 1 5と同様の方法でレーザー光吸収性部材及ぴレーザー溶着体 を得た。 また、 得られたものについて、 実施例 1 と同様に物性評価を行 つた。
実施例 1 7〜 2 0及び比較例 6〜 7は、 ポリエーテルサルホン樹脂を 用い、 本発明を適用するレーザー溶着体を同一寸法形状で製造した例で ある。
(実施例 1 7 )
( 1 7 - a )レーザー光透過性部材の作製
ポリエーテルサルホン樹脂 . . · - 4 0 0 g (ソルべィア ドパンス トポ リマーズ社製 商品名 : レーデル A— 3 0 0 AN T)
製造例 9の着色剤 · · · · 0. 4 0 g
上記配合物を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、 射出成形機 (東洋機械金属社製 商品名 : S i — 5 0 ) を用いて、 シリンダー温度 3 6 0 ¾、 金型温度 1 5 0 °Cで通常の方 法により、 図 1に示すように、 縦 6 0 mm X横 1 8 mm X厚さ 3 mmで あってその長尺一端の縦 2 0 mmが下面で欠けて厚さ 1 . 5 mmの段差 4を有する板状に射出成形したところ、 外観及び表面光沢が良好で色む らがない均一な青色のレーザー光透過性部材 1が得られた。
( 1 7 — b )レーザー光吸収性部材の作製、及び(1 7 — c )レーザー溶着 体の製造
また'、 図 1に示すような黒色のレーザー光吸収性部材 2及びレーザー 溶着体については、 実施例 1で用いたポリフエ二レンサルフアイ ド樹脂 に代えて、 ポリェ一テルサルホン榭脂 (ソルべィアドバンス トポリマー ズ社製 商品名 : レーデル A— 3 0 0 AN T) を用い、 実施例 1 と同様 にシリンダー温度 3 6 0°C、 金型温度 1 5 0 で通常の方法により、 図 1に示すように、 縦 6 0 mm X横 1 8 mmX厚さ 3 mmであってその長 尺一端の縦 2 0 mmが上面で欠けて厚さ 1. 5 mmの段差 5を有する板 状に射出成形し、 レーザー光吸収性部材 2を得た。 更に走査速度を 5 0 mm/ s e cにレーザー溶着条件を一部変更すること以外は実施例 1の ( 1 - c ) と同様にしてレーザー溶着体を得た。 また、 得られたものに ついて、 実施例 1 と同様に物性評価を行った。
(実施例 1 8)
(1 8 - a)レーザー光透過性部材の作製
実施例 1 7において製造例 9の代わりに、 製造例 1 1を使用した以外 は実施例 1 7と同様に行い、 外観及び表面光沢が良好で色むらがない均 一な黒色のレーザー光透過性部材 1が得られた。
(1 8 - b )レーザー光吸収性部材の作製、及び( 1 8— c )レーザー溶着 体の製造
実施例 1 7と同様の方法でレーザー光吸収性部材及びレーザー溶着体 を得た。 また、 得られたものについて、 実施例 1 と同様に物性評価を行 つた。
(実.施例 1 9)
(1 9 - a )レーザー光透過性部材の作製
実施例 1 7において製造例 9の代わりに、 製造例 8を使用した以外は実 施例 1 7と同様に行い、 外観及ぴ表面光沢が良好で色むらがない均一な 青色のレーザー光透過性部材 1が得られた。
(1 9 - b )レーザー光吸収性部材の作製、及び( 1 9— c ) レーザー溶着 体の製造
実施例 1 7と同様の方法でレーザー光吸収性部材及びレーザー溶着体 を得た。 また、 得られたものについて、 実施例 1 と同様に物性評価を行 た 0
(実施例 20)
(20 - a )レーザー光透過性部材の作製
実施例 1 7において製造例 9の代わりに製造例 1 0を使用した以外は実 施例 1 7と同様に行い、 外観及び表面光沢が良好で色むらがない均一な 黒色のレーザー光透過性部材 1'が得られた。
(2 0— b )レーザー光吸収性部材の作製、及び( 2 0— c )レーザー溶着 体の製造
実施例 1 7と同様の方法でレーザー光吸収性部材及びレーザー溶着体 を得た。 また、 得られたものについて、 実施例 1 と同様に物性評価を行 つた 0
(比較例 6 )
(C 6 - a )レーザー光透過性部材の作製
ポリエーテルサルホン榭脂 · · · · 400 g (ソルべィ了ドバンス トポ リマーズ社製 商品名 : レーデル A— 300 ANT)
比較製造例 6の着色剤 · · · · () . 40 g
上記配合物を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、 射出成形機 (東洋機械金属社製 商品名 : S i — 5 0) を用いて、 シリンダー温度 3 6 0eC、 金型温度 1 5 0°Cで通常の方 法により、 実施例 1 7と図 1に示すような形状に射出成形したところ、 紫色のレーザー光透過性部材 1が得られた。 ( C 6 - b ) レーザー光吸収性部材の作製、及ぴ(C 6— c )レーザー溶着 体の製造
また、 図 1に示すような黒色のレーザー光吸収性部材 2及びレーザー 溶着体については、 実施例 1 7と同様の方法でレーザー光吸収性部材及 びレーザー溶着体を得た。 また、 得られたものについて、 実施例 1 と同 様に物性評価を行った。
(比較例 7 )
( C 7 - a ) レーザー光透過性部材の作製
比較例 6において比較製造例 6の代わりに、 比較製造例 7を使用した以 外は比較例 6と同様に行い、青色のレーザー光透過性部材 1が得られた。
( C 7 - b ) レーザー光吸収性部材の作製、及び(C 7 ~ c )レーザー溶着 体の製造
また、 図 1に示すような黒色のレーザー光吸収性部材 2及ぴレーザー 溶着体については、 実施例 1 7と同様の方法でレーザー光吸収性部材及 ぴレーザー溶着体を得た。 また、 得られたものについて、 実施例 1 と同 様に物性評価を行った。
上記実施例 1〜 2 0及ぴ比較例 1〜 7で得たレーザー光透過性部材及 ぴレーザー溶着体の物性評価の結果を、 表 3及ぴ表 4に示す。
表 3
Figure imgf000068_0001
表 4
レーザー溶着体の物性評価
(7) 使用樹脂 実施例 レーザー溶着条件 (6)
外観の目視観察 引張強度試験
(MP a )
P P S樹脂 ― ― 実施例 1 良好 32. 3 実施例 2 良好 30. 5 実施例 3 良好 32. 3 実施例 4 良好 31. 7 実施例 5 良好 22. 6 実施例 6 出力 30 W
P P s樹脂 良好 21. 1 実施例 7 速度 4mm/ s ec '良好 29. 7 実施例 8 良好 30. 7 比較例 1 表面きず有り 28. 1 比較例 2 表面きず有り 29. 5 比較例 3 表面きず有り 26. 2 比較例 4 表面きず有り 29. 6 比較例 5 表面きず有り 27. 0
P B T樹脂 一 一
出力 30 W
P B T樹脂 実施例 9
速'度 4 mm/ sec 良好 23. 8 実施例 1 0 良好 21. 3
P A 6樹脂 一 ―
出力 30W
P A 6樹脂 実施例 1 1
度 1 Omm/ sec 良好 47. 1 実施例 1 2 良好 46. 5
POM樹脂 一 一
出力 30 W
P OM樹脂 実施例 1 3
速-度 8 mm/ sec 良好 24. 5 実施例 i 4 良好 24. 2
P s U樹脂 ― ―
出力 30 W
P s U榭脂 実施例 1 5
度 60 mm/ sec 良好 27. 1 実施例 1 6 良好 26. 6
P E S樹脂 一 ― 実施例 1 7 良好 28. 3 実施例 1 8 良好 26. 5 出力 30 W
P E S榭脂 実施例 1 9
度 5 Omm/ sec 良好 26. 6 実施例 20 良好 24. 3 比較例 6 良好 23. 5 比較例 7 良好 23. 0 表 3、 表 4から明らかなとおり、 本発明を適用するレーザー光透 過性着'色樹脂組成物やそれから得た実施例のレーザー光透過性部材は、 透過率、 耐熱性、 熱安定性、 耐昇華性に優れており、 また本発明を適用す るレーザー溶着体は、 レーザー溶着外観性、 引張強度が優れていた。

Claims

1. アントラキノン系酸性染料のアル力リ土類金属塩及び熱可塑性榭 脂を少なく とも含有するレーザー光透過性着色樹脂組成物で形成された レーザー光透過性部材と、 それに当接しているレーザー光吸収性部材と が、 該レーザー光透過性部材へ照射されてそこを透過し該レーザー光吸 請
収性部材へ吸収されたレーザー光によって、 該当接している部位でレー ザ一溶着されていることを特徴とするレーザー溶着体。
2. 前記アントラキノン系酸性染料のアルカリ土類金属塩が、 下記化 学式 ( 1)
Figure imgf000071_0001
[化学式 ( 1 ) 中、 —R1は水素原子、 水酸基、 アミノ基、 アルキルァ ミノ基またはァシルアミノ基を示し、 一 R2は、水素原子、 アルキル基、 ハロゲン基、 アルコキシ基または一 S O 3M1/2 (Mはアルカリ土類金 属) を示し、 一R3は一 R2と同じであっても、 異なっていてもよく、 水 素原子、 アルキル基、 ハロゲン基、 アルコキシ基、 一 S 03M1/2 (M はァ.ルカリ土類金属)、 または置換基としてアルキル基、 ハロゲン基、 ァ ミノ基、 エトロ基、 一 S O 3M1/2を有してもよいァニリノ基を示し、 一 R4、 一 R5、 一 R6、 一 R 7及び一 R 8は、 同じであっても、 異なって いてもよく、 水素原子、 アルキル基、 アミノ基、 ュトロ基、 ァシル基、 ァシルァミノ基、 ァシル一N—アルキルアミノ基、 ハロゲン基、 キシ基または— S O 3M1/2 (Mはアルカリ土類金属) を示し、
一 R 8の少なく ともひとつが該ー S03M1/2である。]
及び/または下記化学式 (2)
Figure imgf000072_0001
[化学式 (2) 中、 一R 14及び一 R 1 5は同じであっても、 異なってい てもよく、 水素原子、 アルキル基、 ハロゲン基、 アルコキシ基、 ァミノ 基、 ニトロ基または一 S O 3M1/2 (Mはアルカリ土類金属) を示し、 一 R9〜一 R13及ぴー R16〜一 R2°は、 同じであっても、異なっていて もよく、 水素原子、 アルキル基、 ァシル基、 ァシルァミ ノ基、 ァシルー N—アルキルアミノ基、 ハロゲン基、 アルコキシ基または一 S O 3Μικ 2 (Μはアルカリ土類金属) を示し、 一 R9〜一 R 2°の少なく ともひと つが該一 S O3M1/2である。]
で表されることを特徴とする請求項 1に記載のレーザー溶着体。
3. 前記熱可塑性樹脂が、 ポリフエ二レンサルファイ ド樹脂、 ポリエ ステル樹脂、 ポリオレフイン系樹脂、 ポリアミ ド樹脂、 ポリアセタール 樹脂及ぴポリサルホン系樹脂から選ばれる少なく ともいずれかであるこ とを特'徴とする請求項 1に記載のレーザー溶着体。
4. 前記熱可塑性樹脂が、 ポリフエ二レンサルファイ ド樹脂であるこ とを特徴とする請求項 1に記載のレーザー溶着体。
5. 前記レーザー光透過性部材と、 レーザー光吸収性着色樹脂組成物 からなる前記レーザー光吸収性部材とが溶着されていることを特徴とす る請求項 1に記載のレーザー溶着体。
6. 複数の前記レーザー光透過性部材間に、 レーザー光吸収剤含有フ イルム層またはレーザー光吸収剤含有塗布層からなるレーザー光吸収性 部材を介在して、 溶着されていることを特徴とする請求項 1に記載のレ 一ザ一溶着体。 .
7. 前記レーザー光吸収性部材が、 カーボンブラックを少なく とも有 するレーザー光吸収剤を含有することを特徴とする請求項 1に記載のレ 一ザ一溶着体。
8. 前記レーザー光によって与えられるエネルギー量 X ( J /mm) 力 下記数式
5. 0≥x= (pX T) ÷ ( 1 0 0 Xq) ≥ 0. 4
[数式中、 p (W) はそのレーザー光の出力、 q (mm/秒) はそのレー ザ一光走査速度、 Tは前記レーザー光透過性部材のこのレーザー光の波 長での透過率を示す。 ]
を満たし、 J I S K 7 1 1 3— 1 9 9 5に準じた引張試験における引 張溶着強度を 2 0〜6 OMP a とすることを特徴とする請求項 1に記載 のレーザー溶着体。
9. アントラキノン系酸性染料のアル力リ土類金属塩及び熱可塑性樹 脂を含有するレーザー光透過性着色樹脂組成物で形成されたレーザー光 透過性部材と、 レーザー光吸収性部材とを当接させた後、 レーザー光を 該レーザー光透過性部材の側から走査しつつ照射し、 該レーザー光が該 レーザー光透過性部材を透過して該レーザー光吸収性部材に吸収される ことによって、 両部材を当接させた部位で溶着させるレーザー溶着方法 であって、
前記レーザー光によって与えられるエネルギー量 X ( J /mm) が下記 式
5. 0≥x= (pX T) ÷ ( 1 0 0 Xq) ≥ 0. 4
[数式中、 p (W) はそのレーザー光の出力、 q (mm/秒) はそのレー ザ一光走查速度、 Tは前記レーザー光透過性部材のこのレーザー光の波 長での透過率を示す。 ]
を満たすことを特徴とするレーザー溶着方法。
1 0. 前記アントラキノン系酸性染料のアルカリ土類金属塩が、 下記 化学式 (1 )
Figure imgf000074_0001
[化学式 ( 1 ) 中、 一 R 1は水素原子、 水酸基、 アミノ基、 アルキルァ ミノ基またはァシルアミノ基を示し、 一 R2は、水素原子、 アルキル基、 ハロゲン基、 アルコキシ基または一 S O 3M1 /2 (Mはアル力リ土類金 属) を示し、 一 R3は一 R2と同じであっても、 異なっていてもよく、 水 素原子、 アルキル基、 ハロゲン基、 アルコキシ基、 — S O3M1/2 (M はアル力リ土類金属)、 または置換基としてアルキル基、 ハロゲン基、 ァ ミノ基、 ニトロ基、 一 S 03M1/2を有してもよいァニリノ基を示し、 — R4'、 一 R5、 一 R6、 一 R7及び一 R8は、 同じであっても、 異なって いてもよく、 水素原子、 アルキル基、 アミノ基、 ニトロ基、 ァシル基、 了シルァミ ノ基、 ァシル一N—アルキルァミ ノ基、 ハロゲン基、 アルコ キシ基または一 S O 3M1/2 (Mはアルカリ土類金属) を示し、 一R2〜 —R 8の少なく ともひとつが該ー S 03M1/2である。]
及びノまたは下記化学式 (2)
Figure imgf000075_0001
[化学式 (2) 中、 一R14及ぴ一 R15は同じであっても、 異なってい てもよく、 水素原子、 アルキル基、 ハロゲン基、 アルコキシ基、 ァミノ 基、 ニトロ基または一 S O 3M1/2 (Mはアルカリ土類金属) を示し、 一 R9〜一 R13及ぴー R16〜一 R2°は、 同じであっても、異なっていて もよく、 水素原子、 アルキル基、 ァシル基、 ァシルァミ ノ基、 ァシル— N—アルキルアミノ基、 ハロゲン基、 アルコキシ基または— S O 3Μικ 2 (Μはアルカリ土類金属) を示し、 一 R9 R2°の少なく ともひと つが該ー S 03M1/2である。] で表されることを特徴とする請求項 9に記載のレーザ一溶着方法。
1 1. ' 前記レーザー光を前記レーザー光透過性部材の側から走査しつ つ照射すると同時にまたは逐次、 別なレーザー光を前記該レーザー光吸 収性部材の側から走査しつつ照射することを特徴とする請求項 9に記載 のレーザー溶着方法。
1 2. 下記化学式 (1 )
Figure imgf000076_0001
[化学式 ( 1 ) 中、 一 R1は水素原子、 水酸基、 アミノ基、 アルキルァ ミノ基またはァシルァミノ基を示し、 一 R2は、 水素原子、 アルキル基、 ハロゲン基、 アルコキシ基または一 S O 3M1/2 (Mはアルカリ土類金 属) を示し、 一R3は一 R2と同じであっても、 異なっていてもよく、 水 素原子、 アルキル基、 ハロゲン基、 アルコキシ基、 — S 03M1 /2 (M はアル力リ土類金属)、 または置換基としてアルキル基、 ハロゲン基、 ァ ミノ基、 ニトロ基、 一 S O 3M1/2を有してもよいァニリノ基を示し、 — R4、 一 R5、 一 R6、 — R7及び一 R8は、 同じであっても、 異なって いてもよく、 水素原子、 アルキル基、 アミノ基、 ニトロ基、 ァシル基、 ァシルァミノ基、 ァシルー N—アルキルァミノ基、 ハ口ゲン基、 アルコ キシ基または一 S O 3M1/2 (Mはアルカリ土類金属) を示し、 一 R2〜 —R 8の少なく ともひとつが該ー S O 3M1/2である。]
及び/または下記化学式 (2)
Figure imgf000077_0001
[化学式 ( 2) 中、 一 R14及ぴー R 15は同じであっても、 異なってい てもよく、 水素原子、 アルキル基、 ハロゲン基、 アルコキシ基、 ァミノ 基、 ニトロ基または一 S 03M1 /2 (Mはアルカリ土類金属) を示し、 — R9 R 13及び一 R 16〜一 R 20は、 同じであっても、異なっていて もよく、 水素原子、 アルキル基、 ァシル基、 ァシルァミ ノ基、 ァシル—
N—アルキルアミノ基、 ハロゲン基、 アルコキシ基または一 S O gMi/
2 (Mはアルカリ土類金属) を示し、 一 R 9〜一 R 2 °の少なく ともひと つが該一 S O 3M1/2である。]
で表されるアントラキノン系酸性染料のアル力リ土類金属塩と熱可塑性 樹脂とを少なく とも含有するレーザー光透過性着色樹脂組成物であって、 この組成物に対する波長 94 0 n mのレーザー光の透過率 T 1が、 少な く と.も 1 5 %であることを特徴とするレーザー光透過性着色樹脂組成物。
1 3. 前記アントラキノン系酸性染料のアルカリ土類金属塩と、 黄色 及ぴノまたは赤色の染料とが混合されて黒色を呈していることを特徴と する請求項 1 2に記載のレーザー光透過性着色樹脂組成物。
1 4. 前記レーザー光透過性着色樹脂組成物に対する波長 9 4 0 nm のレーザー光の透過率 τ と、 前記着色剤を含有しないこと以外はこれ と同一な非着色榭脂組成物に対する波長 9 4 0 n mのレーザー光の透過 率 T2との比 T 1/T2が、 0. 8〜 1. 1であることを特徴とする請求 項 1 2に記載のレーザー光透過性着色樹脂組成物。
1 5. 前記熱可塑性樹脂がポリフエ二レンサルフアイ ド樹脂であって、 その溶融粘度が 1 0 0〜 6 0 0 P a · sであることを特徴とする請求項 1 2に記載のレーザー光透過性着色樹脂組成物。
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