WO2023140118A1 - レーザー光透過側成形品用樹脂組成物及びその成形品 - Google Patents

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WO2023140118A1
WO2023140118A1 PCT/JP2023/000110 JP2023000110W WO2023140118A1 WO 2023140118 A1 WO2023140118 A1 WO 2023140118A1 JP 2023000110 W JP2023000110 W JP 2023000110W WO 2023140118 A1 WO2023140118 A1 WO 2023140118A1
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resin composition
laser light
resin
mass
parts
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PCT/JP2023/000110
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孝人 磯村
光騎 永井
一也 五島
博樹 深津
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ポリプラスチックス株式会社
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/14Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
    • B29C65/16Laser beams
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/01Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
    • C08K3/013Fillers, pigments or reinforcing additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L63/00Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L67/00Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L67/02Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L69/00Compositions of polycarbonates; Compositions of derivatives of polycarbonates

Definitions

  • the present invention relates to a resin composition for a molded product on the laser light transmission side and a molded product thereof.
  • Polyalkylene terephthalate resins such as polybutylene terephthalate resins are excellent in heat resistance, mechanical strength, dimensional stability, electrical properties, and moldability, and are widely used in fields such as electric/electronic fields and automobile fields.
  • Polybutylene terephthalate resin is often used for housings such as actuators and sensors, and methods such as screwing, adhesion, and welding are used for joining, and in recent years, laser welding is often used.
  • polyalkylene terephthalate resins have lower laser light transmittance than polycarbonate resins, polystyrene resins, polyamide resins, and the like, and are not suitable for laser welding.
  • Patent Document 1 describes a resin composition for laser welding containing a thermoplastic polyester resin, a dye having a predetermined amount and composition, and a predetermined amount of a carbodiimide compound.
  • the crystallization temperature may decrease as the thermal stability decreases due to retention during molding and transesterification proceeds.
  • the crystallization temperature drops, crystallization becomes difficult, and qualities such as releasability and heat resistance during molding deteriorate.
  • a hydrolysis resistance improver such as an epoxy resin is used, even if the hydrolysis resistance of the resin composition molded article is improved, the hydrolysis resistance of the laser-welded portion may not be improved in the same manner as the resin composition molded article.
  • the resin composition for the molded product on the laser light transmission side preferably achieves a higher laser light transmittance in order to shorten the welding process by welding a thick molded product or increasing the laser irradiation speed.
  • the present inventors have found that by blending a polyalkylene terephthalate resin with a polycarbonate resin, a carbodiimide compound, and an inorganic phosphorus compound, it is possible to improve the thermal stability of the resin composition, the laser light transmittance of the molded article, and the hydrolysis resistance of the laser-welded portion of the laser-welded article, and have completed the present invention.
  • a resin composition for laser light transmission side moldings comprising 100 parts by mass of a polyalkylene terephthalate resin (A), 10 to 100 parts by mass of a polycarbonate resin (B), 0.1 to 3 parts by mass of a carbodiimide compound (C), 0 to 100 parts by mass of an inorganic filler (D), and an inorganic phosphorus compound (E).
  • a resin composition for laser light transmission side moldings comprising 100 parts by mass of a polyalkylene terephthalate resin (A), 10 to 100 parts by mass of a polycarbonate resin (B), 0.1 to 3 parts by mass of a carbodiimide compound (C), 0 to 100 parts by mass of an inorganic filler (D), and an inorganic phosphorus compound (E).
  • the difference between the crystallization temperature in the 1st cycle and the crystallization temperature in the 3rd cycle is 5° C. or less when an operation of increasing the temperature from 50° C. to 280° C.
  • a molded product for laser light transmission side comprising the resin composition according to any one of [1] to [3].
  • a composite molded article comprising a laser light transmission side molded article containing the resin composition according to any one of [1] to [3], and a laser light absorption side molded article.
  • a method for producing a composite molded product comprising superimposing at least a portion of a first molded product containing the resin composition according to any one of [1] to [3] and at least a portion of a second molded product containing a resin composition containing a polyalkylene terephthalate resin and a laser light absorber, and welding at least a portion of the first molded product and at least a portion of the second molded product by irradiating a laser beam from the first molded product side.
  • a method for improving the laser light transmittance of a resin composition molded article comprising adding 0.1 to 3 parts by mass of a carbodiimide compound (C) to a resin composition containing 100 parts by mass of a polyalkylene terephthalate resin (A), 10 to 100 parts by mass of a polycarbonate resin (B), 0 to 100 parts by mass of an inorganic filler (D), and an inorganic phosphorus compound (E).
  • C carbodiimide compound
  • the present invention it is possible to provide a resin composition suitable for manufacturing a laser light transmission side molded article and a laser light transmission side molded article.
  • ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the method of improving the laser beam transmittance
  • FIG. 4 is a scanning electron micrograph (10,000 times) for confirming the state of dispersion of polycarbonate resin (B) in the resin composition of Example 2.
  • FIG. 4 is a scanning electron micrograph (10,000 times) for confirming the state of dispersion of polycarbonate resin (B) in the resin composition of Comparative Example 2.
  • FIG. 3 is a schematic explanatory diagram showing the shape of a test piece used in a laser welding test; (a) is a side view of a test piece that is a molded product on the laser light transmission side, and (b) is a side view of a test piece that is a molded product on the laser light absorption side. Each numerical value indicates a dimension (mm).
  • FIG. 3 is a schematic explanatory view showing the irradiation state of laser light in a laser welding test;
  • the resin composition for a laser light transmission side molded product (hereinafter also simply referred to as "resin composition") according to the present embodiment contains 100 parts by mass of a polyalkylene terephthalate resin (A), 10 to 100 parts by mass of a polycarbonate resin (B), 0.1 to 3 parts by mass of a carbodiimide compound (C), 0 to 100 parts by mass of an inorganic filler (D), and an inorganic phosphorus compound (E).
  • the phrase "for laser beam transmission side molded articles” means that it is used for the manufacture of molded articles for use on the laser beam transmission side among molded articles for laser welding.
  • the polyalkylene terephthalate resin (A) is a thermoplastic polyester resin obtained by reacting a dicarboxylic acid component mainly composed of a dicarboxylic acid compound and/or an ester-forming derivative thereof with a diol component mainly composed of a diol compound and/or an ester-forming derivative thereof.
  • polyalkylene terephthalate resin (A) a copolyester obtained by combining a dicarboxylic acid component and a diol component other than the main component, and other copolymerizable monomers such as an oxycarboxylic acid component and a lactone component (hereinafter sometimes referred to as a copolymerizable monomer) can also be used.
  • dicarboxylic acid components to be used in combination with terephthalic acid include isophthalic acid and naphthalenedicarboxylic acid, and two or more of these may be used in combination. However, preferably 50 mol % or more, more preferably 80 mol % or more, and particularly preferably 90 mol % or more of the entire dicarboxylic acid component as a copolymerizable monomer is aromatic dicarboxylic acid compound.
  • polyvalent carboxylic acids such as trimellitic acid and pyromellitic acid or their ester-forming derivatives (alcohol esters, etc.) may be used in combination.
  • a branched polyalkylene terephthalate resin can also be obtained by using such a polyfunctional compound in combination.
  • Aromatic diols such as hydroquinone, resorcinol, bisphenol, 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane, 2,2-bis-(4-(2-hydroxyethoxy)phenyl)propane and xylylene glycol may also be used in combination. However, preferably 50 mol % or more, more preferably 80 mol % or more, and particularly preferably 90 mol % or more of the entire diol component as a copolymerizable monomer is alkylene glycol.
  • a polyol such as glycerin, trimethylolpropane, trimethylolethane, pentaerythritol, or an ester-forming derivative thereof may be used in combination.
  • a branched polyalkylene terephthalate resin can also be obtained by using such a polyfunctional compound in combination.
  • Oxycarboxylic acids include, for example, oxycarboxylic acids such as oxybenzoic acid, oxynaphthoic acid, hydroxyphenylacetic acid, glycolic acid, oxycaproic acid, and derivatives thereof.
  • Lactones include C 3-12 lactones such as propiolactone, butyrolactone, valerolactone, caprolactone (eg, ⁇ -caprolactone, etc.) and the like.
  • the ratio of the copolymerizable monomer can be selected, for example, from a range of about 0.01 mol % or more and 30 mol % or less with respect to the total monomers. In one embodiment, it is about 1 mol % or more and 25 mol % or less, preferably about 3 mol % or more and 20 mol % or less, more preferably about 5 mol % or more and 15 mol % or less, based on the total monomers.
  • the ratio of copolyester to the total amount (100 mol%) of homopolyester and copolyester is 0.01 mol% or more and 30 mol% or less (preferably 1 mol% or more and 25 mol% or less, more preferably 3 mol% or more and 20 mol% or less, particularly preferably 5 mol% or more and 15 mol% or less).
  • homopolyester/copolyester 99/1 to 1/99 (mass ratio), preferably 95/5 to 5/95 (mass ratio), more preferably 90/10 to 10/90 (mass ratio).
  • Preferable polyalkylene terephthalate resin (A) includes homopolyesters or copolyesters containing alkylene terephthalate units as a main component (for example, about 50 to 100 mol%, preferably about 75 to 100 mol%) [for example, polyethylene terephthalate (PET), polytrimethylene terephthalate (PTT), polybutylene terephthalate (PBT), 2-4 Homopolyesters such as alkylene terephthalate; copolyesters containing alkylene terephthalate units as main components and alkylene isophthalate units as copolymerization components;
  • PET polyethylene terephthalate
  • PTT polytrimethylene terephthalate
  • PBT polybutylene terephthalate
  • Homopolyesters such as alkylene terephthalate
  • a particularly preferred polyalkylene terephthalate resin (A) is a C 2-4 Homopolyester resin or copolyester resin containing 80 mol% or more (especially 90 mol% or more) of alkylene terephthalate units (e.g., polyethylene terephthalate resin, polytrimethylene terephthalate resin, polybutylene terephthalate resin, isophthalic acid-modified polyethylene terephthalate resin, isophthalic acid-modified polytrimethylene terephthalate resin, isophthalic acid-modified polybutylene terephthalate resin, naphthalenedicarboxylic acid-modified polyethylene terephthalate resin, naphthalenedicarboxylic acid-modified polytrimethylene terephthalate resin, naphthalene carboxylic acid-modified polybutylene terephthalate resin, etc.).
  • alkylene terephthalate units e.g., polyethylene terephthalate
  • polyethylene terephthalate resin and/or polybutylene terephthalate resin are preferred, and polybutylene terephthalate resin is particularly preferred.
  • the amount of terminal carboxy groups in the polyalkylene terephthalate resin (A) is not particularly limited as long as it does not inhibit the effects of the present invention.
  • the terminal carboxy group content of the polyalkylene terephthalate resin (A) is preferably 30 meq/kg or less, more preferably 25 meq/kg or less.
  • the intrinsic viscosity of the polyalkylene terephthalate resin (A) is not particularly limited as long as it does not impair the effects of the present invention.
  • the intrinsic viscosity of the polyalkylene terephthalate resin is preferably 0.6-1.3 dL/g, more preferably 0.65-1.2 dL/g.
  • the resulting resin composition is particularly excellent in moldability.
  • polyalkylene terephthalate resins with different intrinsic viscosities can be blended to adjust the intrinsic viscosity.
  • a polyalkylene terephthalate resin with an intrinsic viscosity of 0.9 dL/g can be prepared by blending a polyalkylene terephthalate resin with an intrinsic viscosity of 1.0 dL/g and a polyalkylene terephthalate resin with an intrinsic viscosity of 0.8 dL/g.
  • the intrinsic viscosity of the polyalkylene terephthalate resin (A) can be measured, for example, in o-chlorophenol at a temperature of 35°C.
  • polyalkylene terephthalate resin (A) a commercially available product may be used, and one produced by copolymerizing (polycondensing) a dicarboxylic acid component or a reactive derivative thereof, a diol component or a reactive derivative thereof, and, if necessary, a copolymerizable monomer by a conventional method such as transesterification or direct esterification may be used.
  • Polycarbonate resin (B) The resin composition contains 10 to 100 parts by mass of polycarbonate resin (B) per 100 parts by mass of polyalkylene terephthalate resin (A). It was found that by blending the polyalkylene terephthalate resin (A) with the polycarbonate resin (B) and further adding the carbodiimide compound (C) described later, the thermal stability during retention of the resin composition, the laser light transmittance of the molded product, and the hydrolysis resistance of the welded part of the laser-welded molded product can be enhanced.
  • Polycarbonate resin (B) (PC resin) includes a polymer obtained by reacting a dihydroxy compound with phosgene or a carbonate ester such as diphenyl carbonate.
  • the dihydroxy compound may be an alicyclic compound such as an alicyclic diol, but is preferably an aromatic compound, more preferably a bisphenol compound.
  • a dihydroxy compound can be used individually or in combination of 2 or more types.
  • the bisphenol compounds include bis(4-hydroxyphenyl)methane, bis(4-hydroxy-3-methylphenyl)methane, 1,1-bis(4-hydroxyphenyl)ethane, 1,1-bis(4-hydroxy-3-methylphenyl)ethane, 1,1-bis(4-hydroxyphenyl)propane, 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane (bisphenol A), 2,2-bis(4-hydroxy-3-methylphenyl)propane, 2,2-bis(4-hydroxy -3,5-dimethylphenyl)propane, 2,2-bis(4-hydroxy-3-ethylphenyl)propane, 2,2-bis(4-hydroxy-3-t-butylphenyl)propane, 2,2-bis(4-hydroxy-3-bromophenyl)propane, 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)butane, 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)-3-methylbutane, 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)pent
  • dihydroxyaryl ethers such as 4,4'-dihydroxydiphenyl ether and 4,4'-dihydroxy-3,3'-dimethyldiphenyl ether
  • dihydroxyaryl sulfones such as 4,4'-dihydroxydiphenyl sulfone and 4,4'-dihydroxy-3,3'-dimethyldiphenyl sulfone
  • Dihydroxyarylsulfoxide such as hydroxydiphenylsulfoxide and 4,4'-dihydroxy-3,3'-dimethyldiphenylsulfoxide
  • dihydroxyarylketones such as 4,4'-dihydroxydiphenylketone and 4,4'-dihydroxy-3,3'-dimethyldiphenylketone.
  • a preferred polycarbonate resin (B) is bisphenol A type polycarbonate.
  • the polycarbonate resin (B) may be a homopolycarbonate or a copolycarbonate. Moreover, polycarbonate resin (B) may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
  • the melt viscosity of the polycarbonate resin (B) is not limited, and the melt viscosity at 300° C. and a shear rate of 1000 sec ⁇ 1 is preferably 0.1 kPa ⁇ s or more, more preferably 0.2 kPa ⁇ s or more, and still more preferably 0.25 kPa ⁇ s or more.
  • the content of the polycarbonate resin (B) is 10 to 100 parts by mass, preferably 15 to 90 parts by mass, more preferably 20 to 85 parts by mass, and still more preferably 22 to 80 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the polyalkylene terephthalate resin (A).
  • the content of the polycarbonate resin (B) may be 60 to 85 parts by mass, 70 to 85 parts by mass, or 75 to 85 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyalkylene terephthalate resin (A).
  • the content of the polycarbonate resin (B) may be 10 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyalkylene terephthalate resin (A).
  • the total content of the polyalkylene terephthalate resin (A) and the polycarbonate resin (B) is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, and still more preferably 100% by mass in the thermoplastic resin contained in the resin composition.
  • the content of the thermoplastic resin other than the polyalkylene terephthalate resin (A) and the polycarbonate resin (B) in the resin composition is preferably 20% by mass or less in the thermoplastic resin, more preferably 10% by mass or less, and still more preferably 0.
  • the thermoplastic resin in the resin composition consists only of at least one polyalkylene terephthalate resin (A) selected from polyethylene terephthalate resin and polybutylene terephthalate resin, and polycarbonate resin (B).
  • the thermoplastic resin in the resin composition can consist only of polyalkylene terephthalate resin (A), which is polybutylene terephthalate resin, and polycarbonate resin (B).
  • the resin composition contains 0.1 to 3 parts by mass of the carbodiimide compound (C) with respect to 100 parts by mass of the polyalkylene terephthalate resin (A).
  • the carbodiimide compound (C) By adding the carbodiimide compound (C) to the resin composition for laser welding using the alloy material of the polyalkylene terephthalate resin (A) and the polycarbonate resin (B), the effect of improving the thermal stability during melting, the effect of improving the laser light transmittance of the molded article, and the effect of improving the hydrolysis resistance of the laser-welded portion were confirmed.
  • the laser light transmittance of the molded product may decrease, but by containing the carbodiimide compound (C), the laser light transmittance of the molded product can be improved even when the inorganic phosphorus compound is contained. Furthermore, when a colorant is contained, the laser light transmittance of the molded product tends to decrease, but by containing the carbodiimide compound (C), even in the resin composition containing the colorant, the laser light transmittance can be made higher than that of a molded product that does not contain the carbodiimide compound (C).
  • FIG. 1 is a photograph of a sample of the molded article of Example 2, which was immersed in an organic solvent (chloroform) at room temperature to extract the polycarbonate resin (B), dried in a vacuum, and then sputtered the fracture surface of the molded article and observed with a scanning electron microscope (for example, manufactured by Thermo Fisher Scientific, product name "Phenom Pro X").
  • FIG. 2 is a photograph of the resin composition of Comparative Example 2 observed with a scanning electron microscope after the same operation was performed. The portions observed as black shadows in FIGS. 1 and 2 indicate portions where the polycarbonate resin (B) was present. As shown in FIG. 1, in the resin composition of Example 2, the polycarbonate resin (B) is uniformly dispersed in the form of small particles.
  • the maximum diameter (maximum linear distance) of the part observed as a black shadow is about 500 nm, which is shorter than the wavelength of the laser light (940 nm).
  • the polycarbonate resin (B) aggregates linearly or granularly, and the dispersed state is uneven.
  • the addition of the carbodiimide compound (C) suppresses the decomposition of the polyalkylene terephthalate resin (A) due to heat during laser welding, and as the decomposition of the polyalkylene terephthalate resin (A) progresses during wet heat treatment, the carbodiimide compound (C) is contained in both the laser-transmitting-side molded product and the laser-absorbing-side molded product. Presumably, it reacts with the carboxylic acid terminal of the terephthalate resin (A) and maintains the strength of the molded product due to the cross-linking effect.
  • the carbodiimide compound (C) include aliphatic carbodiimide compounds having an aliphatic main chain, alicyclic carbodiimide compounds having an alicyclic main chain, and aromatic carbodiimide compounds having an aromatic main chain, and one or more selected from these can be used. Among them, it is preferable to contain an aromatic carbodiimide compound from the viewpoint of further improving the laser light transmittance of the molded product.
  • aliphatic carbodiimide compounds include diisopropylcarbodiimide and dioctyldecylcarbodiimide.
  • Dicyclohexylcarbodiimide etc. are mentioned as an alicyclic carbodiimide compound. These can also use 2 or more types together.
  • Aromatic carbodiimide compounds include diphenylcarbodiimide, di-2,6-dimethylphenylcarbodiimide, N-triyl-N'-phenylcarbodiimide, di-p-nitrophenylcarbodiimide, di-p-aminophenylcarbodiimide, di-p-hydroxyphenylcarbodiimide, di-p-chlorophenylcarbodiimide, di-p-methoxyphenylcarbodiimide, di-3,4-dichlorophenylcarbodiimide mono- or dicarbodiimide compounds such as bodiimide, di-2,5-dichlorophenylcarbodiimide, di-o-chlorophenylcarbodiimide, p-phenylene-bis-di-o-triylcarbodiimide, p-phenylene-bis-dicyclohexylcarbodiimide, p-phenylene-bis-di-
  • one or more selected from di-2,6-dimethylphenylcarbodiimide, poly(4,4'-diphenylmethanecarbodiimide), poly(phenylenecarbodiimide) and poly(triisopropylphenylenecarbodiimide) can be preferably used.
  • the number average molecular weight of the carbodiimide compound is preferably 3000 or more. By setting the number average molecular weight within the above range, it becomes easier to prevent the generation of gas and odor when the residence time of the thermoplastic resin during melt-kneading or molding is long.
  • the amount of the carbodiimide compound (C) is 0.1 to 3 parts by mass, preferably 0.5 to 2.5 parts by mass, more preferably 0.8 to 2.0 parts by mass, and even more preferably 1.0 to 1.5 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the polyalkylene terephthalate resin (A).
  • the amount of the carbodiimide compound (C) is 0.1 to 3 parts by mass, preferably 0.5 to 2.5 parts by mass, more preferably 0.8 to 2.0 parts by mass, and even more preferably 1.0 to 1.5 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the polyalkylene terephthalate resin (A).
  • the carbodiimide compound (C) can also be used as a masterbatch in which the carbodiimide compound (C) is dispersed in a matrix resin.
  • the type of matrix resin is not particularly limited, and may be, for example, the same as the polyalkylene terephthalate resin (A) described above, or may be a different type of thermoplastic resin.
  • the method for preparing the masterbatch is not particularly limited.
  • the masterbatch can be produced by melting and kneading the matrix resin and the carbodiimide compound (C) with an extruder.
  • the resin composition may contain an inorganic filler (D) for the purpose of improving the mechanical properties of the resulting molded article.
  • inorganic fillers (D) include fibrous fillers, plate-like fillers, and powder-like fillers.
  • fibrous fillers include inorganic fibers such as glass fibers, asbestos fibers, silica fibers, alumina fibers, silica-alumina fibers, aluminum silicate fibers, zirconia fibers, potassium titanate fibers, and whiskers (alumina, silicon nitride whiskers, etc.);
  • Plate-like fillers include, for example, talc, mica, glass flakes, and the like.
  • powdery fillers examples include glass beads, glass powder, milled fibers (eg, milled glass fibers), wollastonite (wollastonite), and the like.
  • the wollastonite may be plate-like, column-like, fiber-like, or the like.
  • An inorganic filler (D) may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type. Among these, the inorganic filler (D) preferably contains glass fiber because it is inexpensive and readily available.
  • the fibrous filler may have an average diameter of about 1 ⁇ m to 30 ⁇ m (preferably 3 ⁇ m to 20 ⁇ m), and an average fiber length of about 100 ⁇ m to 5 mm (preferably 300 ⁇ m to 4 mm, more preferably 500 ⁇ m to 3.5 mm).
  • the average primary particle size of the plate-like or powdery granular filler can be, for example, about 10 ⁇ m to 500 ⁇ m, preferably about 15 ⁇ m to 100 ⁇ m.
  • the average diameter and average fiber length of the fibrous filler, and the average primary particle size of the plate-like or powder-like filler are the fibrous filler, the plate-like or powder-like filler before being blended in the resin composition. It is a value calculated by analyzing the image taken with a CCD camera and calculating the weighted average.
  • the content of the inorganic filler (D) is 0 to 100 parts by mass, preferably 10 to 90 parts by mass, more preferably 30 to 85 parts by mass, and even more preferably 50 to 80 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the polyalkylene terephthalate resin (A).
  • the resin composition contains an inorganic phosphorus compound (E).
  • the resin composition obtained by blending the polycarbonate resin (B) and the carbodiimide compound (C) with the polyalkylene terephthalate resin (A) the thermal stability of the resin composition during retention can be further enhanced by further including the inorganic phosphorus compound (E).
  • inorganic phosphorus compounds (E) include inorganic phosphoric acids (phosphoric acid, phosphorous acid, phosphonic acid, phosphinic acid, pyrophosphoric acid, tripolyphosphoric acid, polyphosphoric acid, polyphosphorous acid, phosphonocarboxylic acid, nitrogen-containing phosphoric acid, etc.) and their acidic metal salts.
  • inorganic phosphoric acids phosphoric acid, phosphorous acid, phosphonic acid, phosphinic acid, pyrophosphoric acid, tripolyphosphoric acid, polyphosphoric acid, polyphosphorous acid, phosphonocarboxylic acid, nitrogen-containing phosphoric acid, etc.
  • an inorganic phosphorus compound may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
  • the inorganic phosphorus compound (E) preferably comprises monocalcium phosphate (Ca( H2PO4 ) 2 ).
  • the content of the inorganic phosphorus compound (E) is preferably 0.01 to 5 parts by mass, more preferably 0.05 to 3 parts by mass, still more preferably 0.08 to 1 part by mass, and particularly preferably 0.08 to 0.5 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the polyalkylene terephthalate resin (A).
  • the resin composition may contain an organophosphorus compound.
  • the content of the organic phosphorus compound in the resin composition is preferably 0.1 parts by mass or more and less than 1.5 parts by mass, more preferably 0.2 parts by mass or more and less than 0.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyalkylene terephthalate resin (A).
  • the resin composition preferably contains a phosphorus-based compound consisting only of the inorganic phosphorus compound (E).
  • the resin composition may contain an epoxy resin (F) in order to increase the hydrolysis resistance of the resin composition itself.
  • the epoxy resin (F) include aromatic epoxy resins such as biphenyl type epoxy resins, bisphenol A type epoxy resins, phenol novolak type epoxy resins and cresol novolak type epoxy resins.
  • Epoxy resins may be used in any combination of two or more epoxy resins.
  • the epoxy equivalent weight is preferably between 150 and 1500 g/equivalent (g/eq).
  • the resin composition preferably contains a bisphenol A type epoxy resin.
  • the content of the epoxy resin (F) is preferably 0 to 10 parts by mass, more preferably 0.5 to 8 parts by mass, still more preferably 1 to 5 parts by mass, and particularly preferably 1 to 3 parts by mass, relative to the polyalkylene terephthalate resin (A).
  • additives such as stabilizers (antioxidants, ultraviolet absorbers, etc.), flame retardants, lubricants, release agents, antistatic agents, colorants such as dyes and pigments, dispersants, plasticizers, nucleating agents, etc. may be added to the resin composition.
  • the content of the additive in this case can be, for example, more than 0 parts by mass and 20 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the polyalkylene terephthalate resin (A).
  • the coloring agent when it is necessary to use the same color as the laser light absorption side molded product, particularly black coloring, from the design aspect, it is desirable not to impair the laser light transmittance, either to use a dye-based colorant, or to use a pigment that does not impair the laser light transmittance (for example, Lumogen (registered trademark) black of BASF).
  • the resin composition can also contain other resins as needed.
  • Other resins include olefin-based elastomers, styrene-based elastomers, polyester-based elastomers, core-shell polymers, and the like.
  • the resin composition preferably does not contain a laser light-absorbing compound, or the ratio of the laser light-absorbing compound in the resin composition is less than 0.01% by mass.
  • laser light absorbing compounds include carbon black, lanthanum hexaboride, and cesium tungsten oxide.
  • the method for producing the resin composition is not particularly limited, and examples thereof include a method of melt-kneading and extruding each component using a melt-kneading apparatus such as a single-screw or twin-screw extruder to form pellets, and a method of preparing pellets (masterbatch) having different compositions and mixing a predetermined amount of the pellets.
  • the resin composition has excellent thermal stability during retention, improves the laser light transmittance of the molded product, and has excellent hydrolysis resistance at the welded part of the laser welded molded product. Therefore, it can be preferably used for the production of the laser light transmission side molded article among the molded articles to be subjected to laser welding.
  • the resin composition is measured by differential scanning calorimetry (DSC) based on JIS K7121.
  • DSC differential scanning calorimetry
  • the temperature is raised from 50°C to 280°C at a temperature increase rate of 10°C/min, and then the temperature is lowered to 50°C at a temperature decrease rate of -10°C/min.
  • the difference between the crystallization temperature in the first cycle and the crystallization temperature in the third cycle is preferably 5°C or less, more preferably 4.8°C or less, when three cycles are repeated. It is preferably 1.5°C or less, and more preferably 1.5°C or less.
  • a molded article according to the present embodiment (simply referred to as a "molded article") is a molded article for the laser light transmitting side containing the resin composition described above. Since the molded article contains the above resin composition, thermal decomposition due to retention during molding is suppressed, and laser light transmittance is improved. In addition, when laser welded, the hydrolysis resistance of the laser welded portion is excellent.
  • the ratio (T1/T2) of the laser light transmittance (T1) of the resin composition molded article to the laser light transmittance (T2) of the resin composition molded article containing no carbodiimide compound (B) (T1/T2) is preferably 1.10 or more, more preferably 1.20 or more, and even more preferably 1.30 or more.
  • the "resin composition containing no carbodiimide compound (B)” means a resin composition having the same composition as the resin composition except that it does not contain the carbodiimide compound (B).
  • the laser light transmittance is the laser light transmittance at a wavelength of 940 nm at an optical path length of 2.0 mm.
  • the laser light transmittance is a value measured using a spectrophotometer.
  • the laser light transmittance of the molded product at a wavelength of 940 nm at an optical path length of 2.0 mm is preferably 55% or more, more preferably 60% or more. In one embodiment, when the molded article contains a coloring agent, the laser light transmittance at a wavelength of 940 nm at an optical path length of 2.0 mm is preferably 30% or more.
  • the molded product itself has excellent hydrolysis resistance.
  • the tensile strength measured according to ISO 527-1, 2 after wet heat treatment (85 ° C., humidity 85%, 1000 hours) in a constant temperature and humidity bath is preferably a retention rate of 70% or more, more preferably 80% or more, and even more preferably 85% or more.
  • the molded article can also improve the hydrolysis resistance of the laser-welded portion when laser-welded.
  • a molded product is manufactured using the resin composition described above.
  • the method for producing the molded article is not particularly limited, and the resin composition can be melt-kneaded and molded by a conventional method such as extrusion molding, injection molding, compression molding, blow molding, vacuum molding, rotational molding, gas injection molding, etc. It is usually molded by injection molding.
  • the mold temperature during injection molding is usually 40 to 90.degree. C., preferably 50 to 80.degree. C., more preferably 60 to 80.degree.
  • the shape of the molded product is not particularly limited, but it is usually a shape (for example, plate-like) that has at least a contact surface (flat surface, etc.) so that the molded product can be used by joining it to a mating material (laser light absorbing side molded product) by laser welding.
  • a mating material laser light absorbing side molded product
  • the thickness of the molded article at the portion through which the laser beam is transmitted can be selected from a wide range.
  • a composite molded article according to the present embodiment (hereinafter also simply referred to as a "composite molded article”). includes a laser light transmission side molded product (hereinafter also referred to as a “first molded product”) and a laser light absorption side molded product (hereinafter also referred to as a “second molded product”) containing the above resin composition.
  • the molded product on the laser light transmission side is the same as the above molded product for the laser light transmission side.
  • the resin composition that constitutes the second molded product is not particularly limited as long as it is compatible with the resin composition that constitutes the first molded product.
  • the resin composition constituting the second molded product may contain the same type or the same type of resin as the resin contained in the resin composition constituting the first molded product (PBT-based resin, aromatic polyester-based resin such as PET-based resin, and/or polycarbonate-based resin).
  • the second molded article may contain an absorber or colorant for laser light.
  • the coloring agent can be selected according to the wavelength of the laser light, and inorganic pigments or organic pigments can be used.
  • inorganic pigments include black pigments such as carbon black (e.g., acetylene black, lamp black, thermal black, furnace black, channel black, ketjen black, etc.), red pigments such as iron oxide red, orange pigments such as molybdate orange, and white pigments such as titanium oxide.
  • examples of organic pigments include yellow pigments, orange pigments, red pigments, blue pigments, green pigments, and the like. These absorbents can be used alone or in combination of two or more. Black pigments or dyes, especially carbon black, can usually be used as absorbers.
  • the average particle size of carbon black may be generally about 1 nm to 1000 nm, preferably about 10 nm to 100 nm.
  • the proportion of the coloring agent is about 0.1% to 10% by weight, preferably about 0.5% to 5% by weight (for example, 0.5% to 3% by weight) with respect to the entire composition constituting the second molded product.
  • Irradiation of laser light is usually carried out in the direction from the first molded product to the second molded product, and by generating heat at the interface with the second molded product having light absorption properties, the first molded product and the second molded product are fused.
  • a lens system may be used to converge a laser beam on the interface between the first molded product and the second molded product to fuse the contact interfaces.
  • the laser light source is not particularly limited, and dye lasers, gas lasers (excimer lasers, argon lasers, krypton lasers, helium-neon lasers, etc.), solid lasers (YAG lasers, etc.), semiconductor lasers, etc. can be used, for example.
  • a pulsed laser is usually used as the laser beam.
  • the tensile strength of the laser welded portion after wet heat treatment (85° C., 85% humidity, 1000 hours) of the composite molded product in a constant temperature and humidity chamber is preferably a retention rate of 50% or more, more preferably 60% or more, and even more preferably 70% or more with respect to the tensile strength of the laser welded portion before the wet heat test.
  • the method for improving laser light transmittance is a method for improving the laser light transmittance of a resin composition molded article, and includes blending 0.1 to 3 parts by mass of a carbodiimide compound (C) in a resin composition containing 100 parts by mass of a polyalkylene terephthalate resin (A), 10 to 100 parts by mass of a polycarbonate resin (B), 0 to 100 parts by mass of an inorganic filler (D), and an inorganic phosphorus compound (E).
  • a carbodiimide compound (C) in a resin composition containing 100 parts by mass of a polyalkylene terephthalate resin (A), 10 to 100 parts by mass of a polycarbonate resin (B), 0 to 100 parts by mass of an inorganic filler (D), and an inorganic phosphorus compound (E).
  • the addition of the carbodiimide compound (C) to a resin composition for laser welding using an alloy material of a polyalkylene terephthalate resin (A) and a polycarbonate resin (B) improves the laser light transmittance of a molded article containing the resin composition.
  • the mechanism is not clear at this stage, as shown in FIGS. 1 and 2, the addition of the carbodiimide compound (B) reduces the dispersion diameter of the polycarbonate resin (B) in the resin composition and uniformly disperses it.
  • this reduces light scattering at the interface between the polyalkylene terephthalate resin (A) and the polycarbonate resin (B) and improves the laser light transmittance of the resin composition molded article.
  • the laser light transmittance of the resin composition molded article can be improved even when the inorganic phosphorus compound (E) is included.
  • the laser light transmittance of the resin composition of the resin composition molded article can be improved even when a coloring agent is contained.
  • the laser light transmittance is improved means that the laser light transmittance (T1) of the resin composition containing the carbodiimide compound (C) is higher than the laser light transmittance (T2) of the resin composition not containing the carbodiimide compound (C).
  • the method for improving the laser light transmittance is a method in which the ratio (T1/T2) of the laser light transmittance (T1) of the resin composition molded article to the laser light transmittance (T2) of the resin composition molded article not containing the carbodiimide compound (C) is preferably 1.10 or more, more preferably 1.20 or more, and even more preferably 1.30 or more.
  • the "resin composition containing no carbodiimide compound (C)” means a resin composition having the same composition as the resin composition except that it does not contain the carbodiimide compound (C).
  • the laser light transmittance is the laser light transmittance at a wavelength of 940 nm at an optical path length of 2.0 mm.
  • the laser light transmittance is a value measured using a spectrophotometer.
  • Examples 1 to 3 Comparative Examples 1 to 8
  • the materials shown in Tables 1 and 2 were kneaded at 260° C. with a twin-screw extruder (manufactured by The Japan Steel Works, Ltd., 30 mm ⁇ ) at the content ratios shown in Tables 1 and 2 to prepare resin composition pellets.
  • Example 3 and Comparative Example 8 are examples in which a coloring agent is included.
  • Resin composition pellets were injection molded at a cylinder temperature of 260° C. and a mold temperature of 80° C. to obtain test pieces (80 mm ⁇ 80 mm ⁇ 2 mm thickness).
  • the obtained test piece was measured for laser light transmittance at a wavelength of 940 nm at an optical path length of 2.0 mm using a spectrophotometer (manufactured by JASCO Corporation, product name "V770").
  • Example 2 (Observation of Fracture Surface of Resin Composition Molded Article)
  • the resin composition pellets obtained in Example 2 and Comparative Example 2 were each dried at 140°C for 3 hours, and then injection molded at a cylinder temperature of 260°C and a mold temperature of 80°C to obtain a 1A type tensile test piece conforming to ISO 3167.
  • the resulting molded article was cut vertically between the marked lines using a diamond cutter manufactured by Buehler (product name: "Isomet 1000").
  • a cut surface of one of the obtained cut pieces was cut with a microtome and immersed in an organic solvent (chloroform) at room temperature to extract the polycarbonate resin (B).
  • Resin composition pellets obtained in Examples or Comparative Examples were used as laser light transmitting materials.
  • a resin composition obtained by adding a PBT masterbatch having a carbon black concentration of 20% by mass to the resin composition pellets at a mass ratio of 19:1 between the resin composition and the PBT masterbatch (resin composition: PBT masterbatch) was used as an absorbent material.
  • the molded product 1 on the laser light transmission side shown in FIG. 3(a) is a disc with a diameter of 48 mm and a thickness of 2 mm.
  • the molded product 2 on the laser light absorption side shown in FIG. 3B has a pot-like shape with a thickness of 2.5 mm, an inner diameter of 43 mm, and a height of 20 mm.
  • the laser light absorbing molded product 2 has an outwardly widening edge with a width of 2.5 mm and a thickness of 0.5 mm at a portion with a height of 15 mm.
  • Fig. 4 shows a schematic explanatory diagram showing the irradiation situation of the laser light.
  • the laser light transmission side molded article 1 first molded article
  • the opening of the laser light absorption side molded article second molded article
  • a laser welding apparatus manufactured by Fine Device Co., Ltd., product name "FD-2430" is used to irradiate from the laser light transmission side molded article 1 (first molded article) at an irradiation speed of 10 mm / sec.
  • Laser welding was performed by irradiating a laser beam 4 from a laser head 3 with a diameter of 1.6 mm to obtain a laser-welded product (composite molded product).
  • composite molded product the opening of the laser light absorption side molded product (second molded product) is closed with the laser light transmission side molded product (first molded product).
  • the 5 mm wide edge is the laser welded portion.
  • Thermal stability The resin composition pellets obtained in Examples or Comparative Examples are melted by heating to 280°C using a differential scanning calorimeter (manufactured by TA Instruments, product name "DSC Q-1000"), then the temperature is lowered to 50°C, then the temperature is raised from 50°C to 280°C at a rate of 10°C/min, maintained in an environment of 280°C for 5 minutes, and then the temperature is lowered to 50°C at a rate of 10°C/min for 3 cycles. repeated.
  • the difference (Tc1-Tc3) between the crystallization temperature Tc1 detected in the first cycle and the crystallization temperature Tc3 detected in the third cycle was calculated as ⁇ Tc. Those with ⁇ Tc of 5°C or less were evaluated as A, and those with ⁇ Tc exceeding 5°C were evaluated as B.
  • the resin compositions of Examples 1 and 2 both have ⁇ Tc of 5°C or less and are excellent in thermal stability. Compared with the resin compositions of Comparative Examples 1 and 2, the resin compositions of Examples 1 and 2 have improved laser light transmittance of molded articles at a wavelength of 940 nm.
  • the ratio (T1/T2) of the laser light transmittance (T1) of Example 1 to the laser light transmittance (T2) of Comparative Example 1 was 1.26
  • the ratio (T1/T2) of the laser light transmittance (T1) of Example 2 to the laser light transmittance (T2) of Comparative Example 2 was 1.39.
  • the resin compositions of Examples 1 and 2 are excellent in hydrolysis resistance of resin composition molded articles, and are also excellent in hydrolysis resistance of laser-welded parts in laser-welded articles. From the comparison between Example 1 and Comparative Example 1 and between Example 2 and Comparative Example 2, it can be seen that the effect of improving the hydrolysis resistance by adding the carbodiimide compound (C) is more pronounced in the joint (laser welded product) than in the case of the transmissive side resin composition alone (resin composition molded product).
  • the resin compositions of Comparative Examples 1 and 2 which do not contain the carbodiimide compound (C), are inferior in thermal stability and have low hydrolysis resistance in the laser-welded parts of the laser-welded products.
  • the resin composition of Comparative Example 4 in which the content of the carbodiimide compound (C) is less than 0.1 parts by mass, has a low laser light transmittance in the molded article and a low hydrolysis resistance of the laser-welded portion of the laser-welded article.
  • the resin composition of Comparative Example 5 which does not contain the polycarbonate resin (B), the carbodiimide compound (C), and the inorganic phosphorus compound (E), has high thermal stability, but the laser light transmittance of the molded product is low, and the laser welded portion of the laser welded product has low hydrolysis resistance.
  • the resin compositions of Comparative Examples 6 and 7 containing an organic phosphorus compound instead of the inorganic phosphorus compound (E) resulted in low thermal stability.
  • the resin composition of Example 3 has an improved laser light transmittance at a wavelength of 940 nm of the molded product compared to the resin composition of Comparative Example 8.
  • the resin composition of Example 3 is excellent in hydrolysis resistance of the resin composition molded article, and is also excellent in hydrolysis resistance of the laser-welded portion of the laser-welded article.
  • the resin composition of the present invention is excellent in thermal stability, laser light transmittance, and hydrolysis resistance of laser-welded parts, so it can be suitably used as a laser light transmission side molded product.

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Abstract

レーザー光透過側成形品の製造に適した樹脂組成物、及びレーザー光透過側用成形品を提供する。樹脂組成物成形品のレーザー光透過性を向上させる方法を提供する。 ポリアルキレンテレフタレート樹脂(A)100質量部と、ポリカーボネート樹脂(B)10~100質量部と、カルボジイミド化合物(C)0.1~3質量部と、無機充填剤(D)0~100質量部と、無機リン化合物(E)と、を含む、レーザー光透過側成形品用樹脂組成物とする。 樹脂組成物成形品のレーザー光透過性を向上させる方法であり、ポリアルキレンテレフタレート樹脂(A)100質量部、ポリカーボネート樹脂(B)10~100質量部、無機充填剤(D)0~100質量部、及び無機リン化合物(E)を含む樹脂組成物に、カルボジイミド化合物(C)を0.1~3質量部配合することを含む、方法とする。

Description

レーザー光透過側成形品用樹脂組成物及びその成形品
 本発明は、レーザー光透過側成形品用樹脂組成物及びその成形品に関する。
 ポリブチレンテレフタレート樹脂等のポリアルキレンテレフタレート樹脂は、耐熱性、機械的強度、寸法安定性、電気的特性、及び成形性に優れており、電気・電子分野や自動車分野等の分野で広く利用されている。ポリブチレンテレフタレート樹脂は、アクチュエータやセンサー等の筐体に使用されることも多く、その接合にネジ止めや接着、溶着等の方法が採用されており、近年ではレーザー溶着が採用されることも多くなっている。
 しかし、ポリアルキレンテレフタレート樹脂は、ポリカーボネート樹脂やポリスチレン樹脂又はポリアミド樹脂等に比べて、レーザー光透過性が低くレーザー溶着に適していない。そこで、ポリアルキレンテレフタレート樹脂をレーザー溶着に適応させるための技術として、ポリブチレンテレフタレート樹脂にポリカーボネート樹脂又はスチレン系樹脂を配合してアロイ化する方法等がある(例えば、特許文献1)。
 さらに、ポリアルキレンテレフタレート樹脂は、湿熱環境下で長時間使用されると加水分解を起こしやすい。ポリアルキレンテレフタレート樹脂の耐加水分解性を高める技術として、樹脂組成物にエポキシ樹脂やカルボジイミド化合物を添加する方法がある。例えば、特許文献2には、熱可塑性ポリエステル系樹脂と所定量かつ所定の組成を有する染料と所定量のカルボジイミド化合物とを含むレーザー溶着用樹脂組成物が記載されている。
特開2003-292752号公報 特開2019-38878号公報
 ポリアルキレンテレフタレート樹脂は、ポリカーボネート樹脂と配合した場合、成形時の滞留によって熱安定性が低下してエステル交換反応が進むと、結晶化温度が低下してしまうことがある。結晶化温度が低下してしまうと結晶化しにくくなり、成形時の離型性や耐熱性などの品質が低下してしまう。また、エポキシ樹脂などの耐加水分解向上剤を用いた場合、樹脂組成物成形品の耐加水分解性は向上しても、レーザー溶着された部分の耐加水分解性は、樹脂組成物成形品と同様な改善が得られない場合がある。さらに、レーザー光透過側の成形品用の樹脂組成物は、肉厚の成形品の溶着やレーザー照射速度を速くすることで溶着工程を短縮するため、より高いレーザー光透過率を実現できることが好ましい。
 本発明者は、ポリアルキレンテレフタレート樹脂に、ポリカーボネート樹脂、カルボジイミド化合物及び無機リン化合物を配合することで、樹脂組成物の熱安定性、成形品のレーザー光透過性、及びレーザー溶着品におけるレーザー溶着部分の耐加水分解性を向上させることができることを見出し、本発明を完成させるに至った。
 本発明の一つの課題は、レーザー光透過側成形品の製造に適した樹脂組成物、及びレーザー光透過側用成形品を提供することにある。
 本発明の別の課題は、樹脂組成物成形品のレーザー光透過性を向上させる方法を提供することにある。
 本発明は以下の態様を有する。
[1]ポリアルキレンテレフタレート樹脂(A)100質量部と、ポリカーボネート樹脂(B)10~100質量部と、カルボジイミド化合物(C)0.1~3質量部と、無機充填剤(D)0~100質量部と、無機リン化合物(E)と、を含む、レーザー光透過側成形品用樹脂組成物。
[2]JIS K7121に基づき、示差走査熱量測定により、50℃から昇温速度10℃/分で280℃まで昇温後、降温速度-10℃/分にて50℃まで降温する操作を3サイクル繰り返したときの、1サイクル目の結晶化温度と3サイクル目の結晶化温度との差が5℃以下である、「1]に記載の樹脂組成物。
[3]エポキシ樹脂(F)をさらに含む、[1]又は[2]に記載の樹脂組成物。
[4][1]から[3]のいずれかに記載の樹脂組成物を含む、レーザー光透過側用成形品。
[5][1]から[3]のいずれかに記載の樹脂組成物を含むレーザー光透過側成形品と、レーザー光吸収側成形品と、を含む複合成形品。
[6][1]から[3]のいずれかに記載の樹脂組成物を含む第1の成形品の少なくとも一部と、ポリアルキレンテレフタレート樹脂及びレーザー光吸収剤を含む樹脂組成物を含む第2の成形品の少なくとも一部とを重ね合わせ、第1の成形品側からレーザー光を照射して第1の成形品の少なくとも一部と第2の成形品の少なくとも一部とを溶着する、複合成形品の製造方法。
[7]樹脂組成物成形品のレーザー光透過性を向上させる方法であり、ポリアルキレンテレフタレート樹脂(A)100質量部、ポリカーボネート樹脂(B)10~100質量部、無機充填剤(D)0~100質量部、及び無機リン化合物(E)を含む樹脂組成物に、カルボジイミド化合物(C)を0.1~3質量部配合することを含む、方法。
 本発明によれば、レーザー光透過側成形品の製造に適した樹脂組成物、及びレーザー光透過側用成形品を提供することができる。本発明によれば、樹脂組成物成形品のレーザー光透過性を向上させる方法を提供することができる。
実施例2の樹脂組成物中のポリカーボネート樹脂(B)の分散状態を確認するための走査電子顕微鏡写真(10,000倍)である。 比較例2の樹脂組成物中のポリカーボネート樹脂(B)の分散状態を確認するための走査電子顕微鏡写真(10,000倍)である。 レーザー溶着試験で使用した試験片の形状を示す概略説明図である。(a)は、レーザー光透過側成形品である試験片の側面図であり、(b)は、レーザー光吸収側成形品である試験片の側面図である。各数値は寸法(mm)を示している。 レーザー溶着試験におけるレーザー光の照射状況を示す概略説明図である。
 以下、本発明の一実施形態について詳細に説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の効果を阻害しない範囲で適宜変更を加えて実施することができる。一実施形態について記載した特定の説明が他の実施形態についても当てはまる場合には、他の実施形態においてはその説明を省略している場合がある。本明細書において「X~Y」との表現は、「X以上Y以下」であることを意味している。
[樹脂組成物]
 本実施形態に係るレーザー光透過側成形品用樹脂組成物(以下、単に「樹脂組成物」ともいう)は、ポリアルキレンテレフタレート樹脂(A)100質量部と、ポリカーボネート樹脂(B)10~100質量部と、カルボジイミド化合物(C)0.1~3質量部と、無機充填剤(D)0~100質量部と、無機リン化合物(E)と、を含む。
 「レーザー光透過側成形品用」とは、レーザー溶着用の成形品のうち、レーザー光透過側に用いられる成形品の製造に用いられることを意味している。
(ポリアルキレンテレフタレート樹脂(A))
 ポリアルキレンテレフタレート樹脂(A)は、ジカルボン酸化合物及び/又はそのエステル形成性誘導体を主成分とするジカルボン酸成分と、ジオール化合物及び/又はそのエステル形成性誘導体を主成分とするジオール成分との反応により得られる熱可塑性ポリエステル樹脂のうち、ジカルボン酸成分としてテレフタル酸及び/又はそのエステル形成性誘導体を主成分とし、ジオール成分としてアルキレングリコール及び/又はそのエステル形成性誘導体を主成分とするものである。
 ポリアルキレンテレフタレート樹脂(A)としては、主成分以外のジカルボン酸成分やジオール成分、さらに他の共重合可能なモノマーとして、オキシカルボン酸成分、ラクトン成分等(以下、共重合性モノマーという場合がある)を組み合わせたコポリエステルも使用できる。
 主成分以外のジカルボン酸成分としては、例えば、脂肪族ジカルボン酸(例えば、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカンジカルボン酸、ドテカンジカルボン酸、ヘキサデカンジカルボン酸、ダイマー酸等のC4-40程度のジカルボン酸、好ましくはC4-14程度のジカルボン酸)、脂環族ジカルボン酸(例えば、ヘキサヒドロフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、ハイミック酸等のC4-40程度のジカルボン酸、好ましくはC8-12程度のジカルボン酸)、テレフタル酸以外の芳香族ジカルボン酸(例えば、フタル酸、イソフタル酸、メチルイソフタル酸、メチルテレフタル酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸等のナフタレンジカルボン酸、4,4’-ビフェニルジカルボン酸、4,4’-ジフェノキシエーテルジカルボン酸、4,4’-ジオキシ安息香酸、4,4’-ジフェニルメタンジカルボン酸、4,4’-ジフェニルケトンジカルボン酸等のC8-16程度のジカルボン酸)、又はこれらの誘導体(例えば、低級アルキルエステル、アリールエステル、酸無水物等のエステル形成可能な誘導体)等が挙げられる。テレフタル酸と組み合わせて用いるのに好ましいジカルボン酸成分としては、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸等が挙げられ、これらを二種以上組み合わせて用いることもできる。ただし、共重合性モノマーとしてのジカルボン酸成分全体の、好ましくは50モル%以上、さらに好ましくは80モル%以上、特に好ましくは90モル%以上が芳香族ジカルボン酸化合物であるとよい。さらに必要に応じて、トリメリット酸、ピロメリット酸等の多価カルボン酸又はそのエステル形成性誘導体(アルコールエステル等)等を併用してもよい。このような多官能性化合物を併用すると、分岐状のポリアルキレンテレフタレート樹脂を得ることもできる。
 主成分以外のジオール成分としては、脂肪族アルカンジオール(例えば、エチレングリコール、トリメチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、デカンジオール等のC2-12程度の脂肪族ジオール、好ましくはC2-10程度の脂肪族ジオールのうち、主成分として使用するもの以外の脂肪族アルカンジオール)、ポリオキシアルキレングリコール(C2-4程度のオキシアルキレン単位を複数有するグリコール。例えば、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ジテトラメチレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等)、脂環族ジオール(例えば、1,4-シクロヘキサンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、水素化ビスフェノールA等)等が挙げられる。また、ハイドロキノン、レゾルシノール、ビスフェノール、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス-(4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル)プロパン、キシリレングリコール等の芳香族ジオールを併用してもよい。ただし、共重合性モノマーとしてのジオール成分全体の、好ましくは50モル%以上、さらに好ましくは80モル%以上、特に好ましくは90モル%以上がアルキレングリコールであるとよい。さらに必要に応じて、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ペンタエリスリトール等のポリオール又はそのエステル形成性誘導体を併用してもよい。このような多官能性化合物を併用すると、分岐状のポリアルキレンテレフタレート樹脂を得ることもできる。
 オキシカルボン酸(又はオキシカルボン酸成分又はオキシカルボン酸類)には、例えば、オキシ安息香酸、オキシナフトエ酸、ヒドロキシフェニル酢酸、グリコール酸、オキシカプロン酸等のオキシカルボン酸又はこれらの誘導体等が含まれる。ラクトンには、プロピオラクトン、ブチロラクトン、バレロラクトン、カプロラクトン(例えば、ε-カプロラクトン等)等のC3-12ラクトン等が含まれる。
 なお、コポリエステルにおいて、共重合性モノマーの割合は、例えば、全単量体に対して、0.01モル%以上30モル%以下程度の範囲から選択できる。一実施形態においては、全単量体に対して、1モル%以上25モル%以下程度、好ましくは3モル%以上20モル%以下程度、更に好ましくは5モル%以上15モル%以下程度である。また、ホモポリエステルとコポリエステルとを組み合わせて使用する場合、ホモポリエステルとコポリエステルとの合計量(100モル%)に対するコポリエステルの割合が、0.01モル%以上30モル%以下(好ましくは1モル%以上25モル%以下程度、更に好ましくは3モル%以上20モル%以下程度、特に好ましくは5モル%以上15モル%以下程度)となる範囲から選択できる。一実施形態においては、ホモポリエステル/コポリエステル=99/1~1/99(質量比)、好ましくは95/5~5/95(質量比)、更に好ましくは90/10~10/90(質量比)程度の範囲から選択できる。
 好ましいポリアルキレンテレフタレート樹脂(A)には、アルキレンテレフタレート単位を主成分(例えば、50~100モル%、好ましくは75~100モル%程度)とするホモポリエステル又はコポリエステル[例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)等のポリC2-4アルキレンテレフタレート等のホモポリエステル;アルキレンテレフタレート単位を主成分として、共重合成分にアルキレンイソフタレート単位を含有するコポリエステル;アルキレンテレフタレート単位を主成分として、共重合成分にアルキレンナフタレート単位を含有するコポリエステル等]が含まれ、これらを1種単独で又は2種以上組み合わせて使用できる。
 特に好ましいポリアルキレンテレフタレート樹脂(A)は、エチレンテレフタレート、トリメチレンテレフタレート、テトラメチレンテレフタレート等のC2-4アルキレンテレフタレート単位を80モル%以上(特に90モル%以上)含む、ホモポリエステル樹脂又はコポリエステル樹脂(例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリトリメチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、イソフタル酸変性ポリエチレンテレフタレート樹脂、イソフタル酸変性ポリトリメチレンテレフタレート樹脂、イソフタル酸変性ポリブチレンテレフタレート樹脂、ナフタレンジカルボン酸変性ポリエチレンテレフタレート樹脂、ナフタレンジカルボン酸変性ポリトリメチレンテレフタレート樹脂、ナフタレンジカルボン酸変性ポリブチレンテレフタレート樹脂等)である。
 これらの内、ポリエチレンテレフタレート樹脂及び/又はポリブチレンテレフタレート樹脂が好ましく、特にポリブチレンテレフタレート樹脂が好ましい。
 ポリアルキレンテレフタレート樹脂(A)の末端カルボキシ基量は、本発明の効果を阻害しない限り特に限定されない。ポリアルキレンテレフタレート樹脂(A)の末端カルボキシ基量は、30meq/kg以下が好ましく、25meq/kg以下がより好ましい。
 ポリアルキレンテレフタレート樹脂(A)の固有粘度は、本発明の効果を阻害しない範囲で特に制限されない。ポリアルキレンテレフタレート樹脂の固有粘度は、0.6~1.3dL/gであるのが好ましく、0.65~1.2dL/gであるのがより好ましい。かかる範囲の固有粘度のポリアルキレンテレフタレート樹脂を用いる場合には、得られる樹脂組成物が特に成形性に優れたものとなる。また、異なる固有粘度を有するポリアルキレンテレフタレート樹脂をブレンドして、固有粘度を調整することもできる。例えば、固有粘度1.0dL/gのポリアルキレンテレフタレート樹脂と固有粘度0.8dL/gのポリアルキレンテレフタレート樹脂とをブレンドすることにより、固有粘度0.9dL/gのポリアルキレンテレフタレート樹脂を調製することができる。ポリアルキレンテレフタレート樹脂(A)の固有粘度は、例えば、o-クロロフェノール中で温度35℃の条件で測定することができる。
 なお、ポリアルキレンテレフタレート樹脂(A)としては、市販品を使用してもよく、ジカルボン酸成分又はその反応性誘導体と、ジオール成分又はその反応性誘導体と、必要により共重合可能なモノマーとを、慣用の方法、例えばエステル交換、直接エステル化法等により共重合(重縮合)することにより製造したものを使用してもよい。
(ポリカーボネート樹脂(B))
 樹脂組成物は、ポリカーボネート樹脂(B)を、ポリアルキレンテレフタレート樹脂(A)100質量部に対して10~100質量部含む。ポリアルキレンテレフタレート樹脂(A)に、ポリカーボネート樹脂(B)を配合し、さらに後述するカルボジイミド化合物(C)を添加することによって、樹脂組成物の滞留時の熱安定性、成形品のレーザー光透過率、及びレーザー溶着成形品の溶着部の耐加水分解性を高めることができることが分かった。
 ポリカーボネート樹脂(B)(PC樹脂)としては、ジヒドロキシ化合物と、ホスゲン又はジフェニルカーボネート等の炭酸エステルとの反応により得られる重合体が挙げられる。ジヒドロキシ化合物は、脂環式ジオール等の脂環族化合物等であってもよいが、好ましくは芳香族化合物、より好ましくはビスフェノール化合物である。ジヒドロキシ化合物は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
 ビスフェノール化合物としては、ビス(4-ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)メタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)エタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)エタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン(ビスフェノールA)、2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3,5-ジメチルフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3-エチルフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3-t-ブチルフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3-ブロモフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ブタン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-3-メチルブタン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ペンタン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ヘキサン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル-4-メチルペンタン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)オクタン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)フェニルメタン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)ジフェニルメタン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)ジベンジルメタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-フェニルプロパン、2,2,2’,2’-テトラヒドロ3,3,3’,3’-テトラメチル-1,1’-スピロビ-[1H-インデン]-6,6’-ジオール等のビス(ヒドロキシアリール)C1-10アルカン、好ましくはビス(ヒドロキシアリール)C1-6アルカン;1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロペンタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン等のビス(ヒドロキシアリール)C4-10シクロアルカン;4,4’-ジヒドロキシジフェニルエーテル、4,4’-ジヒドロキシ-3,3’-ジメチルジフェニルエーテル等のジヒドロキシアリールエーテル;4,4’-ジヒドロキシジフェニルスルホン、4,4’-ジヒドロキシ-3,3’-ジメチルジフェニルスルホン等のジヒドロキシアリールスルホン;4,4’-ジヒドロキシジフェニルスルフィド、4,4’-ジヒドロキシ-3,3’-ジメチルジフェニルスルフィド等のジヒドロキシアリールスルフィド;4,4’-ジヒドロキシジフェニルスルフォキシド、4,4’-ジヒドロキシ-3,3’-ジメチルジフェニルスルフォキシド等のジヒドロキシアリールスルフォキシド;4,4’-ジヒドロキシジフェニルケトン、4,4’-ジヒドロキシ-3,3’-ジメチルジフェニルケトン等のジヒドロキシアリールケトン等が挙げられる。
 好ましいポリカーボネート樹脂(B)としては、ビスフェノールA型ポリカーボネートが挙げられる。
 ポリカーボネート樹脂(B)は、ホモポリカーボネートであってもよいし、コポリカーボネートであってもよい。また、ポリカーボネート樹脂(B)は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 ポリカーボネート樹脂(B)の溶融粘度は、限定されず、300℃、剪断速度1000sec-1における溶融粘度が、好ましくは0.1kPa・s以上であり、より好ましくは0.2kPa・s以上であり、さらに好ましくは0.25kPa・s以上である。
 ポリカーボネート樹脂(B)の含有量は、ポリアルキレンテレフタレート樹脂(A)100質量部に対し、10~100質量部であり、好ましくは15~90質量部であり、より好ましくは20~85質量部であり、さらに好ましくは22~80質量部である。一実施形態において、ポリカーボネート樹脂(B)の含有量は、ポリアルキレンテレフタレート樹脂(A)100質量部に対し、60~85質量部であってもよく、70~85質量部であってもよく、75~85質量部であってもよい。別の実施形態において、ポリカーボネート樹脂(B)の含有量は、ポリアルキレンテレフタレート樹脂(A)100質量部に対し、10~30質量部であり得る。
 一実施形態において、ポリアルキレンテレフタレート樹脂(A)及びポリカーボネート樹脂(B)の総含有量は、樹脂組成物中に含まれる熱可塑性樹脂中の、好ましくは80質量%以上であり、より好ましくは90質量%以上であり、さらに好ましくは100質量%である。言い換えると、一実施形態において、樹脂組成物中のポリアルキレンテレフタレート樹脂(A)及びポリカーボネート樹脂(B)以外の熱可塑性樹脂の含有量は、好ましくは熱可塑性樹脂中に20質量%以下であり、より好ましくは10質量%以下であり、さらに好ましくは0である。
 一実施形態において、樹脂組成物中の熱可塑性樹脂は、ポリエチレンテレフタレート樹脂及びポリブチレンテレフタレート樹脂から選択される少なくとも1つのポリアルキレンテレフタレート樹脂(A)、並びにポリカーボネート樹脂(B)のみからなり得る。一実施形態において、樹脂組成物中の熱可塑性樹脂は、ポリブチレンテレフタレート樹脂であるポリアルキレンテレフタレート樹脂(A)及びポリカーボネート樹脂(B)のみからなり得る。
(カルボジイミド化合物(C))
 樹脂組成物は、カルボジイミド化合物(C)を、ポリアルキレンテレフタレート樹脂(A)100質量部に対して0.1~3質量部含む。ポリアルキレンテレフタレート樹脂(A)とポリカーボネート樹脂(B)とのアロイ材を用いたレーザー溶着用樹脂組成物において、カルボジイミド化合物(C)を添加することによって、溶融時の熱安定性の向上効果、成形品のレーザー光透過率の向上効果、及びレーザー溶着部の耐加水分解性の向上効果が確認された。
 また、無機リン化合物を含むと成形品のレーザー光透過率が低下することがあるが、カルボジイミド化合物(C)を含むことにより、無機リン化合物を含む場合でも成形品のレーザー光透過率を向上させることができる。さらに、着色剤を含む場合は成形品のレーザー光透過率が低下する傾向にあるが、カルボジイミド化合物(C)を含むことにより、着色剤を含む樹脂組成物においても、カルボジイミド化合物(C)を含まない成形品に比べてレーザー光透過率をさせることができる。
 レーザー光透過率が向上することの非限定的なメカニズムとして、カルボジイミド化合物(C)を添加することによって、樹脂組成物中のポリカーボネート樹脂(B)の分散径が小さくなり、かつ均一に分散されることにより、レーザー光の透過率が高くなることが考えられる。
 図1,2に、樹脂組成物中のポリカーボネート樹脂(B)の分散状態を確認するための走査電子顕微鏡写真(10,000倍)を示す。図1は、実施例2の成形品サンプルを、室温で有機溶媒(クロロホルム)中に浸漬させてポリカーボネート樹脂(B)を抽出した後、真空乾燥し、その後、成形品の破断面を、スパッタリング処理して走査電子顕微鏡(例えば、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製、製品名「Phenom Pro X」)で観察した写真である。図2は、比較例2の樹脂組成物を用いて同様の操作をした後、走査電子顕微鏡で観察した写真である。図1,2において黒い影として観察される部分は、ポリカーボネート樹脂(B)が存在していた箇所を示している。
 図1に示すように、実施例2の樹脂組成物において、ポリカーボネート樹脂(B)は、小さい粒状となって均一に分散している。図1の視野において、黒い影として観察される部分の最大径(最大の直線距離)は500nm程度であり、レーザー光の波長(940nm)よりも短い。図2に示すように、比較例2の樹脂組成物において、ポリカーボネート樹脂(B)は、線状又は粒状に凝集しており、かつ分散状態は不均一になっている。
 レーザー溶着成形品の溶着部の耐加水分解性が向上することの非限定的なメカニズムとして、カルボジイミド化合物(C)を添加することによって、レーザー溶着時の熱によるポリアルキレンテレフタレート樹脂(A)の分解をカルボジイミド化合物(C)が抑制するとともに、更に湿熱処理時にポリアルキレンテレフタレート樹脂(A)の分解が進むにつれ、カルボジイミド化合物(C)がレーザー光透過側成形品とレーザー光吸収側成形品の双方に含まれるポリアルキレンテレフタレート樹脂(A)のカルボン酸末端と反応し、架橋効果により成形品の強度が保持されること等が考えられる。
 カルボジイミド化合物(C)は、分子中にカルボジイミド基(-N=C=N-)を有する化合物である。カルボジイミド化合物(C)としては、主鎖が脂肪族の脂肪族カルボジイミド化合物、主鎖が脂環族の脂環族カルボジイミド化合物、主鎖が芳香族の芳香族カルボジイミド化合物が挙げられ、これらから選択される1以上を用いることができる。
 中でも、成形品のレーザー光透過率をより向上できる点で、芳香族カルボジイミド化合物を含有することが好ましい。
 脂肪族カルボジイミド化合物としては、ジイソプロピルカルボジイミド、ジオクチルデシルカルボジイミド等が挙げられる。脂環族カルボジイミド化合物としては、ジシクロヘキシルカルボジイミド等が挙げられる。これらは2種以上を併用することもできる。
 芳香族カルボジイミド化合物としては、ジフェニルカルボジイミド、ジ-2,6-ジメチルフェニルカルボジイミド、N-トリイル-N’-フェニルカルボジイミド、ジ-p-ニトロフェニルカルボジイミド、ジ-p-アミノフェニルカルボジイミド、ジ-p-ヒドロキシフェニルカルボジイミド、ジ-p-クロルフェニルカルボジイミド、ジ-p-メトキシフェニルカルボジイミド、ジ-3,4-ジクロルフェニルカルボジイミド、ジ-2,5-ジクロルフェニルカルボジイミド、ジ-o-クロルフェニルカルボジイミド、p-フェニレン-ビス-ジ-o-トリイルカルボジイミド、p-フェニレン-ビス-ジシクロヘキシルカルボジイミド、p-フェニレン-ビス-ジ-p-クロルフェニルカルボジイミド、エチレン-ビス-ジフェニルカルボジイミド等のモノ又はジカルボジイミド化合物;及びポリ(4,4’-ジフェニルメタンカルボジイミド)、ポリ(3,5’-ジメチル-4,4’-ビフェニルメタンカルボジイミド)、ポリ(p-フェニレンカルボジイミド)、ポリ(m-フェニレンカルボジイミド)、ポリ(3,5’-ジメチル-4,4’-ジフェニルメタンカルボジイミド)、ポリ(ナフチレンカルボジイミド)、ポリ(1,3-ジイソプロピルフェニレンカルボジイミド)、ポリ(1-メチル-3,5-ジイソプロピルフェニレンカルボジイミド)、ポリ(1,3,5-トリエチルフェニレンカルボジイミド)およびポリ(トリイソプロピルフェニレンカルボジイミド)等のポリカルボジイミド化合物;が挙げられる。これらは2種以上を併用することもできる。
 これらの中でも特に、ジ-2,6-ジメチルフェニルカルボジイミド、ポリ(4,4’-ジフェニルメタンカルボジイミド)、ポリ(フェニレンカルボジイミド)およびポリ(トリイソプロピルフェニレンカルボジイミド)から選択される1以上を好適に用いることができる。
 カルボジイミド化合物の数平均分子量は、3000以上であることが好ましい。数平均分子量を上記範囲にすることで、熱可塑性樹脂の溶融混練時や成形時の滞留時間が長い場合において、ガスや臭気が発生することを防ぎやすくなる。
 カルボジイミド化合物(C)の配合量は、ポリアルキレンテレフタレート樹脂(A)100質量部に対して、0.1~3質量部であり、好ましくは0.5~2.5質量部であり、より好ましくは0.8~2.0質量部であり、さらに好ましくは1.0~1.5質量部である。カルボジイミド化合物(C)を、ポリアルキレンテレフタレート樹脂(A)100質量部に対して0.1~3質量部含むことにより、溶融時の熱安定性、成形品のレーザー光透過率、及びレーザー溶着品におけるレーザー溶着部分の耐加水分解性を高めることができる。
 カルボジイミド化合物(C)は、取り扱いを容易にするため、マトリックス樹脂中にカルボジイミド化合物(C)が分散しているマスターバッチとして用いることもできる。マトリックス樹脂の種類は、特に限定されず、例えば上記したポリアルキレンテレフタレート樹脂(A)と同じであってもよく、異なる種類の熱可塑性樹脂であってもよい。マスターバッチの調製方法は、特に限定されず、例えば、マトリックス樹脂とカルボジイミド化合物(C)とを押出機で溶融及び混練することにより製造することができる。
(無機充填剤(D))
 樹脂組成物は、得られる成形品の機械的物性を向上させる目的で、無機充填剤(D)を含んでいてもよい。無機充填剤(D)としては、繊維状充填剤、板状充填剤、又は粉粒状充填剤が挙げられる。
 繊維状充填剤としては、例えば、ガラス繊維、アスベスト繊維、シリカ繊維、アルミナ繊維、シリカ-アルミナ繊維、アルミニウムシリケート繊維、ジルコニア繊維、チタン酸カリウム繊維、ウィスカー(アルミナ、窒化珪素等のウィスカー)等の無機質繊維;脂肪族又は芳香族ポリアミド、芳香族ポリエステル、フッ素樹脂、ポリアクリロニトリル等のアクリル樹脂、レーヨン等で形成された繊維等の有機質繊維が挙げられる。板状充填剤としては、例えば、タルク、マイカ、ガラスフレーク等が挙げられる。
 粉粒状充填剤としては、例えば、ガラスビーズ、ガラス粉、ミルドファイバー(例えば、ミルドガラスファイバー等)、ウォラストナイト(珪灰石)等が挙げられる。なお、ウォラストナイトは、板状、柱状、繊維状等の形態であってもよい。無機充填剤(D)は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらののうち、安価であり入手しやすいこと等から、無機充填剤(D)はガラス繊維を含むことが好ましい。
 繊維状充填剤の平均径は、例えば、1μm~30μm(好ましくは3μm~20μm)程度、平均繊維長は、例えば、100μm~5mm(好ましくは300μm~4mm、さらに好ましくは500μm~3.5mm)程度であってもよい。また、板状又は粉粒状充填剤の平均一次粒子径は、例えば、10μm~500μm、好ましくは15μm~100μm程度とすることができる。
 なお、繊維状充填剤の平均径及び平均繊維長、並びに板状又は粉粒状充填剤の平均一次粒子径は、樹脂組成物中に配合される前の繊維状充填剤、板状又は粉粒状充填剤について、CCDカメラで撮影した画像を解析し、加重平均により算出した値であり、例えば、株式会社セイシン企業製、製品名「動的画像解析法/粒子(状態)分析計PITA-3」等を用いて算出することができる。
 無機充填剤(D)の含有割合は、ポリアルキレンテレフタレート樹脂(A)100質量部に対して、0~100質量部であり、好ましくは10~90質量部であり、より好ましくは30~85質量部であり、さらに好ましくは50~80質量部である。
(無機リン化合物(E))
 樹脂組成物は、無機リン化合物(E)を含む。ポリアルキレンテレフタレート樹脂(A)にポリカーボネート樹脂(B)及びカルボジイミド化合物(C)を配合した樹脂組成物において、無機リン化合物(E)をさらに含むことにより、樹脂組成物の滞留時の熱安定性をさらに高めることができる。
 無機リン化合物(E)としては、無機リン酸(リン酸、亜リン酸、ホスフォン酸、ホスフィン酸、ピロリン酸、トリポリリン酸、ポリリン酸、ポリ亜リン酸、ホスホノカルボン酸、含窒素リン酸等)及びそれらの酸性金属塩等が挙げられる。
 無機リン酸の酸性金属塩には、例えば、無機リン酸水素アルカリ金属塩類(例えば、LiHPO、NaHPO、NaHPO・2HO、Na、KHPO、K等の(ピロ)リン酸水素アルカリ金属塩)、無機リン酸水素アルカリ土類金属塩類(例えば、Ca(HPO)、Ca(HPO)・HO、CaH、Mg(HPO)、MgH等の(ピロ)リン酸水素アルカリ土類金属塩)、無機リン酸水素アルミニウム塩類(例えば、Al(HPO)等)等が挙げられる。無機リン化合物は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 一実施形態において、無機リン化合物(E)は、第一リン酸カルシウム(Ca(HPO))を含むことが好ましい。
 無機リン化合物(E)の含有量は、ポリアルキレンテレフタレート樹脂(A)100質量部に対して、好ましくは0.01~5質量部であり、より好ましくは0.05~3質量部であり、さらに好ましくは0.08~1質量部であり、特に好ましくは0.08~0.5質量部である。
 熱安定性の向上効果をより高める観点から、樹脂組成物は有機リン化合物を含んでも良い。樹脂組成物中の有機リン化合物の含有量は、ポリアルキレンテレフタレート樹脂(A)100質量部に対して0.1質量部以上1.5質量部未満であることが好ましく、0.2質量部以上0.5質量部未満であることがより好ましい。
 一実施形態において、樹脂組成物は、無機リン化合物(E)のみからなるリン系化合物を含むことが好ましい。
(エポキシ樹脂(F))
 樹脂組成物は、樹脂組成物自体の耐加水分解性をより高めるために、エポキシ樹脂(F)を含んでいてもよい。エポキシ樹脂(F)としては、例えば、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等の芳香族エポキシ樹脂が挙げられる。エポキシ樹脂は、2種以上のエポキシ樹脂を任意に組み合わせて使用してもよい。エポキシ当量は、150~1500g/当量(g/eq)であることが好ましい。
 一実施形態において、樹脂組成物は、ビスフェノールA型エポキシ樹脂を含むことが好ましい。
 エポキシ樹脂(F)の含有量は、ポリアルキレンテレフタレート樹脂(A)に対して、好ましくは0~10質量部であり、より好ましくは0.5~8質量部であり、さらに好ましくは1~5質量部であり、特に好ましくは1~3質量部である。
(その他の添加物)
 樹脂組成物には、種々の添加剤、例えば、安定剤(酸化防止剤、紫外線吸収剤等)、難燃剤、滑剤、離型剤、帯電防止剤、染顔料等の着色剤、分散剤、可塑剤、核剤等を添加してもよい。この場合の添加物の含有量は、例えば、ポリアルキレンテレフタレート樹脂(A)100質量部に対して、0質量部を超え20質量部以下とすることができる。なお、着色剤については、意匠面の要求から、レーザー光吸収側成形品と同様の色目、特に黒色系への着色が必要となる場合、レーザー光透過性を損なわないよう、染料系の着色剤を用いるか、あるいはレーザー光透過率を損なわない顔料(例えば、BASF社のルモゲン(登録商標)ブラックなど)を用いることが望ましい。
 樹脂組成物には、必要に応じて、他の樹脂を含有することもできる。他の樹脂としては、オレフィン系エラストマー、スチレン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、コアシェルポリマー等を挙げることができる。
 樹脂組成物は、レーザー光透過率をさらに高めるため、レーザー光吸収性化合物を含まない、又は樹脂組成物中のレーザー光吸収性化合物の割合が0.01質量%未満であることが好ましい。レーザー光吸収性化合物としては、例えば、カーボンブラック、六ホウ化ランタン、セシウム酸化タングステン等が挙げられる。
(樹脂組成物)
 樹脂組成物の製造方法は、特に限定されず、例えば、1軸又は2軸押出機等の溶融混練装置を用いて、各成分を溶融混練して押出すことによりペレットとする方法や、組成の異なるペレット(マスターバッチ)を調製しそのペレットを所定量混合する方法等が挙げられる。
 樹脂組成物は、滞留時の熱安定性に優れるとともに、成形品のレーザー光透過率が向上し、さらにレーザー溶着成形品の溶着部の耐加水分解性が優れている。よって、レーザー溶着に供される成形品のうちレーザー光透過側成形品の製造用に好ましく用いることができる。
 一実施形態において、樹脂組成物は、JIS K7121に基づき、示差走査熱量測定(DSC)により、50℃から昇温速度10℃/分で280℃まで昇温後、降温速度-10℃/分にて50℃まで降温する操作を1サイクルとして、3サイクル繰り返したときの、1サイクル目の結晶化温度と3サイクル目の結晶化温度との差が、5℃以下であることが好ましく、4.8℃以下であることがより好ましく、1.5℃以下であることがさらに好ましい。
[成形品]
 本実施形態に係る成形品(単に「成形品」ともいう)は、上記した樹脂組成物を含む、レーザー光透過側用成形品である。成形品は、上記樹脂組成物を含むので、成形時の滞留による熱分解が抑えられているとともに、レーザー光透過率が向上している。また、レーザー溶着された場合にレーザー溶着部分の耐加水分解性が優れている。
 一実施形態において、上記した樹脂組成物の成形品のレーザー光透過率(T1)の、カルボジイミド化合物(B)を含まない樹脂組成物の成形品のレーザー光透過率(T2)に対する比(T1/T2)が、1.10以上であることが好ましく、1.20以上であることがより好ましく、1.30以上であることがさらに好ましい。「カルボジイミド化合物(B)を含まない樹脂組成物」は、カルボジイミド化合物(B)を含まないこと以外は、当該樹脂組成物と同じ組成の樹脂組成物を意味する。レーザー光透過率は、光路長2.0mmにおける波長940nmのレーザー光透過率とする。レーザー光透過率は、分光光度計を用いて測定した値である。
 一実施形態において、成形品の、光路長2.0mmにおける波長940nmのレーザー光透過率は、55%以上であることが好ましく、60%以上であることがより好ましい。一実施形態において、成形品が着色剤を含む場合は、光路長2.0mmにおける波長940nmのレーザー光透過率は、30%以上であることが好ましい。
 成形品は、それ自体の耐加水分解性が優れている。一実施形態において、成形品を、恒温恒湿槽で湿熱処理(85℃、湿度85%、1000時間)した後の、ISO527-1,2に準拠して測定した引張強さが、湿熱処理前の引張強さに対して、70%以上の保持率であることが好ましく、80%以上の保持率であることがより好ましく、85%以上の保持率であることがさらに好ましい。成形品は、レーザー溶着した場合のレーザー溶着部分の耐加水分解性を向上させることもできる。
 成形品は、上記した樹脂組成物を用いて製造される。成形品の製造方法は、特に限定されず、樹脂組成物を溶融混練し、押出成形、射出成形、圧縮成形、ブロー成形、真空成形、回転成形、ガスインジェクションモールディング等の慣用の方法で成形することができ、通常は、射出成形により成形される。なお、射出成形時の金型温度は、通常40~90℃、好ましくは50~80℃、さらに好ましくは60~80℃程度である。
 成形品の形状は、特に制限されないが、成形品をレーザー溶着により相手材(レーザー光吸収側成形品)と接合して用いることができるよう、通常、少なくとも接触面(平面等)を有する形状(例えば、板状)である。また、成形品はレーザー光に対する透過性が高いので、レーザー光が透過する部位の成形品の厚み(レーザー光が透過する方向の厚み)は、広い範囲から選択でき、例えば、0.3mm~5mm、好ましくは0.5mm~3mm(例えば、1mm~2mm)程度であってもよい。
[複合成形品]
 本実施形態に係る複合成形品(以下、単に「複合成形品」ともいう)。は、上記した樹脂組成物を含むレーザー光透過側成形品(以下、「第1の成形品」ともいう)と、レーザー光吸収側成形品(以下、「第2の成形品」ともいう)と、を含む。レーザー光透過側成形品については、上記のレーザー光透過側用成形品と同じである。
 第2の成形品を構成する樹脂組成物としては、第1の成形品を構成する樹脂組成物と相溶性のある樹脂組成物であれば特に制限されず、例えば、オレフィン系樹脂、ビニル系樹脂、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂等の樹脂を含む樹脂組成物を挙げることができる。第2の成形品を構成する樹脂組成物は、第1の成形品を構成する樹脂組成物に含まれる樹脂と同種類又は同系統の樹脂(PBT系樹脂、PET系樹脂等の芳香族ポリエステル系樹脂、及び/又はポリカーボネート系樹脂)を含んでいてもよい。
 第2の成形品は、レーザー光に対する吸収剤又は着色剤を含んでいてもよい。着色剤は、レーザー光の波長に応じて選択でき、無機顔料又は有機顔料を用いることができる。無機顔料としては、カーボンブラック(例えば、アセチレンブラック、ランプブラック、サーマルブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック、ケッチェンブラック等)等の黒色顔料、酸化鉄赤等の赤色顔料、モリブデートオレンジ等の橙色顔料、酸化チタン等の白色顔料等を挙げることができる。有機顔料としては、黄色顔料、橙色顔料、赤色顔料、青色顔料、緑色顔料等を挙げることができる。これらの吸収剤は単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。吸収剤としては、通常、黒色顔料又は染料、特にカーボンブラックが使用できる。カーボンブラックの平均粒子径は、通常、1nm~1000nm、好ましくは10nm~100nm程度であってもよい。着色剤の割合は、第2の成形品構成する組成物全体に対して0.1質量%~10質量%、好ましくは0.5質量%~5質量%(例えば、0.5質量%~3質量%)程度である。
 レーザー光の照射は、通常、第1の成形品から第2の成形品の方向に向けて行われ、光吸収性を有する第2の成形品との界面で発熱させることにより、第1の成形品と第2の成形品とを融着させる。なお、必要によりレンズ系を利用して、第1の成形品と第2の成形品との界面にレーザー光を集光させ接触界面を融着してもよい。レーザー光源としては、特に制限されず、例えば、色素レーザー、気体レーザー(エキシマレーザ、アルゴンレーザ、クリプトンレーザ、ヘリウム-ネオンレーザ等)、固体レーザー(YAGレーザー等)、半導体レーザー等が利用できる。レーザー光としては、通常、パルスレーザが利用される。
 複合成形品は、レーザー溶着部分の耐加水分解性が優れている。一実施形態において、複合成形品を、恒温恒湿槽で湿熱処理(85℃、湿度85%、1000時間)した後の、レーザー溶着された部分の引張強さが、湿熱試験前のレーザー溶着された部分の引張強さに対して、50%以上の保持率であることが好ましく、60%以上の保持率であることがより好ましく、70%以上の保持率であることがさらに好ましい。
[レーザー光透過性向上方法]
 本実施形態に係るレーザー光透過性向上方法は、樹脂組成物成形品のレーザー光透過性を向上させる方法であり、ポリアルキレンテレフタレート樹脂(A)100質量部、ポリカーボネート樹脂(B)10~100質量部、無機充填剤(D)0~100質量部、及び無機リン化合物(E)を含む樹脂組成物に、カルボジイミド化合物(C)を0.1~3質量部配合することを含む。本発明者の研究により、ポリアルキレンテレフタレート樹脂(A)とポリカーボネート樹脂(B)とのアロイ材を用いたレーザー溶着用樹脂組成物において、カルボジイミド化合物(C)を添加することによって、樹脂組成物を含む成形品のレーザー光透過率が向上することが確認された。そのメカニズムは現段階では明らかではないが、図1,2に示すように、カルボジイミド化合物(B)の添加によって、樹脂組成物中におけるポリカーボネート樹脂(B)の分散径が小さくなり、かつ均一に分散される。これにより、ポリアルキレンテレフタレート樹脂(A)とポリカーボネート樹脂(B)界面の光の散乱が減少し、樹脂組成物の成形品のレーザー光透過性が向上すると考えられる。
 カルボジイミド化合物(C)を含むことにより、無機リン化合物(E)を含む場合でも、樹脂組成物成形品のレーザー光透過率を向上させることができる。カルボジイミド化合物(C)を含むことにより、着色剤を含む場合でも、樹脂組成物成形品の樹脂組成物のレーザー光透過率を向上させることができる。
 「レーザー光透過性が向上する」とは、カルボジイミド化合物(C)を含む樹脂組成物のレーザー光透過率(T1)が、カルボジイミド化合物(C)を含まない樹脂組成物のレーザー光透過率(T2)よりも高いことを意味している。
 一実施形態において、レーザー光透過性向上方法は、樹脂組成物の成形品のレーザー光透過率(T1)の、カルボジイミド化合物(C)を含まない樹脂組成物の成形品のレーザー光透過率(T2)に対する比(T1/T2)を、1.10以上にする方法であることが好ましく、1.20以上にする方法であることがより好ましく、1.30以上にする方法であることがさらに好ましい。「カルボジイミド化合物(C)を含まない樹脂組成物」は、カルボジイミド化合物(C)を含まないこと以外は、当該樹脂組成物と同じ組成の樹脂組成物を意味する。レーザー光透過率は、光路長2.0mmにおける波長940nmのレーザー光透過率とする。レーザー光透過率は、分光光度計を用いて測定した値である。
 以下に実施例を示して本発明を更に具体的に説明するが、これらの実施例により本発明の解釈が限定されるものではない。
[材料]
 実施例及び比較例で使用した材料は、以下のとおりである。
A:ポリアルキレンテレフタレート樹脂(PBT)
 A-1:ポリプラスチックス(株)製、ポリブチレンテレフタレート、固有粘度(IV):0.69dL/g
 A-2:ポリプラスチックス(株)製、イソフタル酸12.5モル変性ポリブチレンテレフタレート
B:ポリカーボネート樹脂(PC)
 帝人株式会社製、製品名「パンライト(登録商標)」、溶融粘度:0.27kPa・s
C:カルボジイミド化合物
 ランクセス社製、芳香族カルボジイミド、製品名「Stabaxol(登録商標) P-100」
D:無機充填剤(GF)
 日本電気硝子(株)製、ガラス繊維、製品名「T-127」、平均繊維径:13μm
E:リン系化合物
 E-1:第一リン酸カルシウム
 E-2:(株)ADEKA製、製品名「アデカスタブ(登録商標)AX-71」(モノ-及びジ-ステアリルアシッドホスフェートの混合物)
 E-3:(株)ADEKA社、製品名「アデカスタブPEP-36」(ビス(2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェニル)ペンタエリスリトールジフォスファイト)
F:エポキシ樹脂
 三菱ケミカル(株)製、製品名「エピコート1004」
G:酸化防止剤
 BASFジャパン(株)製、「Irganox(登録商標) 1010」
H:核剤
 窒化硼素
I:着色剤
 I-1:Pigment Blue 15.3
 I-2:Pigment Yellow 181
 I-3:Pigment Red 149
J:エラストマー
 東洋紡(株)製、ポリエステルエラストマー、製品名「ペルプレン(登録商標)P-90BD」
K:滑剤
 理研ビタミン(株)製、製品名「リケマール(登録商標) B-74」
[実施例1~3、比較例1~8]
 表1,2に示す材料を表1,2に示す含有割合で、2軸押出機(日本製鋼所株式会社製、30mmφ)により260℃にて混錬し、樹脂組成物ペレットを作製した。なお、実施例3及び比較例8は、着色剤を含む場合の例である。
[測定及び評価]
 実施例及び比較例の樹脂組成物ペレットについて、以下の物性を測定及び評価した。結果を表1,2に示す。
(レーザー光透過性)
 樹脂組成物ペレットをシリンダー温度260℃、金型温度80℃で射出成形して、試験片(80mm×80mm×厚み2mm)を得た。得られた試験片について、光路長2.0mmにおける波長940nmにおけるレーザー光透過率を、分光光度計(日本分光(株)製、製品名「V770」)を用いて測定した。
(樹脂組成物成形品の耐加水分解性)
 実施例又は比較例で得られた樹脂組成物ペレットを140℃で3時間乾燥した後、シリンダー温度260℃、金型温度80℃で射出成形して、ISO3167に準拠した1Aタイプの引張試験片を作製した。得られた試験片について、ISO527-1,2に準拠し、引張強さの測定をした。
 次に上記試験片を恒温恒湿槽で湿熱処理し(85℃、湿度85%、1000時間)、湿熱処理後の引張強さをISO527-1,2に準拠して測定した。湿熱処理前後の強度保持率[(湿熱処理後の引張強さ/湿熱処理前の引張強さ)×100(%)]を算出した。
(樹脂組成物成形品の破断面の観察)
 実施例2及び比較例2で得られた樹脂組成物ペレットを、それぞれ、140℃で3時間乾燥した後、シリンダー温度260℃、金型温度80℃で射出成形して、ISO3167に準拠した1Aタイプの引張試験片を得た。得られた成形品を、ビューラー社製のダイヤモンドカッター(製品名「アイソメット1000」)を使用して、標線間において垂直方向に切断した。得られた切断品のうちの一つの切断面をミクロトームで切削し、有機溶媒(クロロホルム)を用いて室温で浸漬することにより、ポリカーボネート樹脂(B)を抽出した。その後、真空乾燥、スパッタリング処理して、走査電子顕微鏡(サーモフィッシャーサイエンティフィック社製、製品名「Phenom Pro X」)を用いて10,000倍で観察した。図1,2に走査電子顕微鏡写真(10,000倍)を示す。
(レーザー溶着品の作製)
 実施例又は比較例で得られた樹脂組成物ペレットをレーザー光透過材料として使用した。その樹脂組成物ペレットに、カーボンブラック濃度が20質量%のPBTマスターバッチを、樹脂組成物とPBTマスターバッチとの質量比(樹脂組成物:PBTマスターバッチ)が19:1となる割合で添加した樹脂組成物を吸収材料として使用した。
 レーザー光透過材料としての樹脂組成物ペレットを、140℃で3時間乾燥した後、シリンダー温度260℃、金型温度80℃で射出成形して、図3(a)に示す形状を有するレーザー光透過側成形品1(第1の成形品)を得た。図3(a)に示すレーザー光透過側成形品1は、直径48mm、厚さ2mmの円盤状で、該円盤の片側の主面中央部に突起を有しており、全体で鍋蓋型の形状となっている。
 レーザー光吸収材料としての樹脂組成物ペレットを、140℃で3時間乾燥した後、シリンダー温度260℃、金型温度80℃で射出成形して、図3(b)に示す形状を有するレーザー光吸収側成形品2(第2の成形品)を得た。図3(b)に示すレーザー光吸収側成形品2は、厚み2.5mm、内径43mm、高さ20mmの、中空で上面が全体に開口している鍋型の形状を有している。レーザー光吸収側成形品2は、高さ15mmの部分に、外側に広がる幅2.5mm、厚さ0.5mmの縁部を有しており、該縁部の底面から垂直に5mm延びて直径48mmの開口部を形成している。
 図4に、レーザー光の照射状況を示す概略説明図を示す。図4に示すように、レーザー光透過側成形品1(第1の成形品)を、レーザー光吸収側成形品2(第2の成形品)の前記縁部に嵌め込み、レーザー光吸収側成形品(第2の成形品)の開口部をふさいだ状態にして、レーザー溶着装置(株式会社ファインデバイス製、製品名「FD-2430」)を用いて、レーザー光透過側成形品1(第1の成形品)側から、照射速度10mm/sec、照射径1.6mmで、レーザーヘッド3からレーザー光4を照射してレーザー溶着を行い、レーザー溶着品(複合成形品)を得た。複合成形品は、レーザー光吸収側成形品(第2の成形品)の開口部が、レーザー光透過側成形品(第1の成形品)で塞がれている。幅5mmの縁部がレーザー溶着部分である。
(レーザー溶着部分の耐加水分解性)
 上記によって得られたレーザー溶着品(複合成形品)のレーザー溶着部分について、(株)島津製作所製、製品名「万能試験機オートグラフAG-X」を用いて、試験速度10mm/minにて、初期破壊強度を測定した。
 次に、レーザー溶着品を恒温恒湿槽で湿熱処理し(85℃、湿度85%、1000時間)、上記と同じ条件でレーザー溶着部分の湿熱試験後の破壊強度を測定した。
 湿熱処理前後での強度保持率[(湿熱処理後の引張強さ/湿熱処理前の引張強さ)×100(%)]を算出した。強度保持率が70%以上をAと判定し、70%未満をBと判定した。
(熱安定性)
 実施例又は比較例で得られた樹脂組成物ペレットを、示差走査熱量測定装置(ティー・エイ・インスツルメント社製、製品名「DSC Q-1000」)を用い、280℃に加熱して溶融させてから、50℃まで降温し、その後、50℃から280℃まで10℃/分で昇温し、280℃環境下で5分間維持した後、50℃まで10℃/分で降温する操作を3サイクル繰り返した。1サイクル目に検出される結晶化温度Tc1と3サイクル目で検出される結晶化温度Tc3の差(Tc1-Tc3)をΔTcとして算出した。
 ΔTcがいずれも5℃以下のものをAと判定性、ΔTcが5℃を超えるものをBと判定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
  
 表1に示すように、実施例1,2の樹脂組成物は、ΔTcがいずれも5℃以下であり熱安定性に優れている。実施例1,2の樹脂組成物は、比較例1,2の樹脂組成物に比べて、成形品の波長940nmにおけるレーザー光透過率が向上している。実施例1のレーザー光透過率(T1)の、比較例1のレーザー光透過率(T2)に対する比(T1/T2)は、1.26であり、実施例2のレーザー光透過率(T1)の、比較例2のレーザー光透過率(T2)に対する比(T1/T2)は、1.39であった。実施例1,2の樹脂組成物は、樹脂組成物成形品の耐加水分解性に優れるとともに、レーザー溶着品におけるレーザー溶着部分の耐加水分解性も優れている。実施例1と比較例1との対比、及び実施例2と比較例2との対比から、カルボジイミド化合物(C)を添加することによる耐加水分解性の向上効果は、透過側樹脂組成物単体(樹脂組成物成形品)の場合に比べ、接合部(レーザー溶着品)の方がより顕著であることが分かる。
 カルボジイミド化合物(C)を含まない比較例1,2の樹脂組成物は、熱安定性に劣るとともに、レーザー溶着品におけるレーザー溶着部分の耐加水分解性が低い。
 カルボジイミド化合物(C)及び無機リン化合物(E)を含まない比較例3の樹脂組成物は、成形品のレーザー光透過率は高いものの、レーザー溶着品におけるレーザー溶着部分の耐加水分解性及び熱安定性が低い。比較例1と比較例3との対比から、カルボジイミド化合物(C)を含まない樹脂組成物では、無機リン化合物(E)を添加することでΔTcが小さくなり熱安定性は向上するものの、レーザー光透過率が82%から50%まで大きく低下することが分かる。これに対して、カルボジイミド化合物(C)を含む実施例1では、60%以上のレーザー光透過率を実現することができる。実施例1の樹脂組成物は、比較例1の樹脂組成物に比べて、波長940nmにおけるレーザー光透過率が向上している。
 カルボジイミド化合物(C)の含有量が0.1質量部未満である比較例4の樹脂組成物は、成形品のレーザー光透過率が低く、レーザー溶着品におけるレーザー溶着部分の耐加水分解性が低い。
 ポリカーボネート樹脂(B)、カルボジイミド化合物(C)及び無機リン化合物(E)を含まない比較例5の樹脂組成物は、熱安定性は高いものの、成形品のレーザー光透過率が低く、レーザー溶着品におけるレーザー溶着部分の耐加水分解性が低い。
 無機リン化合物(E)に替えて有機リン化合物を含む比較例6,7の樹脂組成物は、熱安定性が低い結果となった。
 表2に示すように、着色剤を含む樹脂組成物においても、実施例3の樹脂組成物は、比較例8の樹脂組成物に比べて、成形品の波長940nmにおけるレーザー光透過率が向上している。実施例3の樹脂組成物は、樹脂組成物成形品の耐加水分解性に優れるとともに、レーザー溶着品におけるレーザー溶着部分の耐加水分解性も優れている。
 本発明の樹脂組成物は熱安定性、レーザー光透過性、及びレーザー溶着部分の耐加水分解性に優れるため、レーザー光透過側成形品として好適に利用できる。
1     レーザー光透過側成形品
2     レーザー光吸収側成形品
3     レーザーヘッド
4     レーザー光

Claims (7)

  1.  ポリアルキレンテレフタレート樹脂(A)100質量部と、
     ポリカーボネート樹脂(B)10~100質量部と、
     カルボジイミド化合物(C)0.1~3質量部と、
     無機充填剤(D)0~100質量部と、
     無機リン化合物(E)と、
    を含む、レーザー光透過側成形品用樹脂組成物。
  2.  JIS K7121に基づき、示差走査熱量測定により、50℃から昇温速度10℃/分で280℃まで昇温後、降温速度-10℃/分にて50℃まで降温する操作を3サイクル繰り返したときの、1サイクル目の結晶化温度と3サイクル目の結晶化温度との差が5℃以下である、請求項1に記載の樹脂組成物。
  3.  エポキシ樹脂(F)をさらに含む、請求項1又は2に記載の樹脂組成物。
  4.  請求項1又は2に記載の樹脂組成物を含む、レーザー光透過側用成形品。
  5.  請求項1又は2に記載の樹脂組成物を含むレーザー光透過側成形品と、レーザー光吸収側成形品と、を含む複合成形品。
  6.  請求項1又は2に記載の樹脂組成物を含む第1の成形品の少なくとも一部と、ポリアルキレンテレフタレート樹脂及びレーザー光吸収剤を含む樹脂組成物を含む第2の成形品の少なくとも一部とを重ね合わせ、第1の成形品側からレーザー光を照射して第1の成形品の少なくとも一部と第2の成形品の少なくとも一部とを溶着する、複合成形品の製造方法。
  7.  樹脂組成物成形品のレーザー光透過性を向上させる方法であり、
     ポリアルキレンテレフタレート樹脂(A)100質量部、ポリカーボネート樹脂(B)10~100質量部、無機充填剤(D)0~100質量部、及び無機リン化合物(E)を含む樹脂組成物に、カルボジイミド化合物(C)を0.1~3質量部配合することを含む、方法。

     
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