(57)【要約】  ポリオレフィン組成物を異なる熱可塑性樹脂にレーザー溶接するための方法が開示される。かかるポリオレフィン組成物が、ポリオレフィンと改質ポリオレフィンとの全重量に基づいて、第１のポリオレフィンを８０〜９９重量パーセントと、（カルボン酸、カルボン酸無水物、および／またはエポキシ基で改質された）第２のポリオレフィンを１〜２０重量パーセントとを含む。これらの組成物が、例えば、ポリアミドおよびポリエステルにレーザー溶接され得る。難燃剤、耐衝撃性改良剤等の添加剤が、通常の量において混入されてもよい。さらに、黒色着色剤もまた、レーザー溶接のために透明な物品の成形にこれらの組成物中で使用するために選択されてもよい。これらの方法を用いて製造されたレーザー溶接物品もまた企図される。
2007503339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリオレフィンおよび異なる熱可塑性樹脂のレーザー溶接物品の作製方法であって、
（ａ）第１のポリオレフィンと第２の改質ポリオレフィンとの全重量に基づいて、第１のポリオレフィンを８０〜９９重量パーセントと、カルボン酸、カルボン酸無水物、および／またはエポキシ基で改質された第２のポリオレフィンを１〜２０重量パーセントとをブレンドする工程と、
（ｂ）得られたブレンドを１つまたは複数の所望の物品に成形する工程と、
（ｃ）少なくとも１種の異なる熱可塑性樹脂の１つまたは複数のさらに別の物品を作製する工程と、
（ｄ）前記物品（ｂ）および前記物品（ｃ）を所望の配列において配置し、それらがその共通の表面に沿って互いに接触する工程と、
前記物品（ｂ）を前記物品（ｃ）に前記その共通の表面に沿ってレーザー溶接する工程と、
を含み、前記１つまたは複数の物品（ｂ）または前記１つまたは複数の物品（ｃ）のいずれかが、レーザー溶接のために用いられる選択的な波長の光を少なくとも部分的に吸収することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記異なる熱可塑性樹脂が１種または複数種のポリアミドであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記異なる熱可塑性樹脂が１種または複数種のポリエステルであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１のポリオレフィンが、レーザー溶接のために透明な物品の成形に適した黒色着色剤を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第２のポリオレフィンが、レーザー溶接のために透明な物品の成形に適した黒色着色剤を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記異なる熱可塑性樹脂が、レーザー溶接のために透明な物品の成形に適した黒色着色剤を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記黒色着色剤がニグロシン、アニリンブラック、および／またはカーボンブラックであることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記黒色着色剤がニグロシン、アニリンブラック、および／またはカーボンブラックであることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記黒色着色剤がニグロシン、アニリンブラック、および／またはカーボンブラックであることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１のポリオレフィン、第２のポリオレフィン、および／または熱可塑性樹脂が、１種または複数種の無機充填剤および／または強化剤を含有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記充填剤および／または強化剤がガラスファイバー、炭素ファイバー、ガラスビード、タルク、カオリン、ウォラストナイト、およびマイカのうちの１つまたは複数であることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
請求項１に記載の方法によって製造されることを特徴とする製品。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
一方の成形品（「透明な」成形品）が所定の波長のレーザービームに対して少なくとも部分的に透明であり、他方の成形品が、その波長においての入射のかなりの部分を吸収する（「不透明な」成形品）、ポリマー樹脂から製造された２つの成形品を一体に接合するために、隣接する表面に沿って接触するようにそれらを配置し、透明な成形品の表面を所定の波長のレーザービームで照射し、これにより、レーザーエネルギーの少なくとも一部が透明および不透明な成形品の接合部に伝送され、２つの成形品の接合部においてポリマーを一体に溶融および接合させることは、本技術分野において公知である。この技術は一般に、「レーザー溶接」と称される。いくつかの利点がレーザー溶接から得られる。例えば、レーザー溶接は、簡単な作業、それに伴う省力化、生産性の向上、および製造コストの低減をもたらす。前記技術は、自動車用途において用いられる成形物品の作製などの多種多様な用途において有用である。
【０００２】
異なる融点を有する樹脂の間でそれを行なうことができることも、レーザー溶接の公知の利点である。例えば（特許文献１）を参照のこと。
【０００３】
レーザー溶接のために熱可塑性樹脂を選択するとき、各成形品のために選択された材料は典型的に、互いに混和性である。互いに混和性でない異なる熱可塑性樹脂から製造された２つの成形品を一体にレーザー溶接する試みに伴う不便な点および支障がある。例えば、或る程度互いに混和性でない異なる熱可塑性樹脂から製造された２つの成形品を溶接する時などの作業において、一体に溶接されている２つの成形品の接合部にこれらの異なる熱可塑性樹脂の合金を配置することが知られている。このような合金は典型的に、熱可塑性樹脂を、熱可塑性樹脂を相溶化させるのに役立つさらに別の材料と溶融配合することによって得られる。次いで、レーザービームを、溶接される成形品の接合部上に集束させ、これにより、接着剤として機能する合金によって２つの成形品を一体に接合する。例えば（特許文献２）を参照のこと。さらに、（特許文献３）には、透明な成形品の樹脂と透明な成形品の樹脂と混和性でない別の樹脂との合金から製造される不透明な成形品から製造されたレーザー溶接物品が開示されている。
【０００４】
このように、レーザー溶接の分野において長年の問題は、溶接が行なわれる成形品の間の接合部にさらに別の相溶化材料を同様に用いずに、異なる非混和性熱可塑性材料から製造された成形品を接合する技術を用いる時の困難さであった。このような材料の使用は、プロセスの複雑さおよびコストを増す。さらに、相溶化材料の使用は、相互に混和性の熱可塑性樹脂から製造された溶接成形品よりも悪い全物理的性質を有する溶接成形品につながる場合がある。
【０００５】
従って、合金を混入することなく、ポリアミドまたは他の熱可塑性樹脂成分とレーザー溶接するために適したポリオレフィン組成物を提供することが、本発明の目的である。本発明の特徴は、異なる材料のレーザー溶接のために適した方法の適用である。本発明の利点は、このようなレーザー溶接された材料で達成された良好な溶接強度である。本発明のこれらおよび他の目的、特徴および利点は、本願明細書において本発明の詳細な説明を参照することによって、より良く理解され、認識される。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１５２９８５号公報
【特許文献２】特開２００２−１８９６１号公報
【特許文献３】特開２００２−２８４８９５号公報
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ポリオレフィン／改質ポリオレフィンブレンドから製造された物品を他の熱可塑性樹脂から製造された物品にレーザー溶接するための方法および得られたレーザー溶接物品が開示される。より具体的には、ポリオレフィンおよび異なる熱可塑性樹脂のレーザー溶接物品の作製方法が開示され、この方法が、
（ａ）第１のポリオレフィンと第２の改質ポリオレフィンとの全重量に基づいて、第１のポリオレフィンを８０〜９９重量パーセントと、カルボン酸、カルボン酸無水物、および／またはエポキシ基で改質された第２のポリオレフィンを１〜２０重量パーセントとをブレンドする工程と、
（ｂ）得られたブレンドを１つまたは複数の所望の物品に成形する工程と、
（ｃ）少なくとも１種の異なる熱可塑性樹脂の１つまたは複数のさらに別の物品を作製する工程と、
（ｄ）物品（ｂ）および物品（ｃ）を所望の配列において配置し、それらがその共通の表面に沿って互いに接触する工程と、
（ｅ）物品（ｂ）を物品（ｃ）にその共通の表面に沿ってレーザー溶接する工程とを含み、１つまたは複数の物品（ｂ）または１つまたは複数の物品（ｃ）のいずれかが、レーザー溶接のために用いられる選択的な波長の光を少なくとも部分的に吸収する。
【０００８】
（ａ）または（ｃ）のどちらか一方が、カーボンブラック、ニグロシン、アニリンブラック、またはフタロシアニン化合物などのレーザー吸収添加剤を含有することが好ましい。
【０００９】
本発明は、本明細書の図面を参照することによって、より良く理解される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明において用いられるレーザー溶接可能なポリオレフィン材料は、所定の波長の光について特定の透過性および吸収係数を有し、それらが所望の成分に造形されることを可能にし、次いで、（所定の波長の光について、第１の熱可塑性成分とは異なる透過性および吸収係数を有する）異なる熱可塑性樹脂から成形された別の熱可塑性成分とレーザー溶接される。これは、接合のために選択された熱可塑性樹脂の各性質に悪影響を及ぼさずに、一体にレーザー溶接された２種の成分から製造され、良好な溶接強度を示す製造物品をもたらす。このようにして接合され、２種より多い熱可塑性成分から製造された物品もまた、企図される。
【００１１】
少なくとも２種の熱可塑性成分の前述のレーザー溶接を達成するための方法もまた、開示される。２種以上の成分が互いに接触して配置され、予め決められた量のレーザービームエネルギーが接触領域に伝送され、接合部においてポリマーを溶融させ、２種の成分を一体に接合させる。これは、良好な溶接強度を有し、熱可塑性樹脂の各性質に悪影響を及ぼさない物品を製造する。この方法においてのポリプロピレンの使用は、特に魅力がある。
【００１２】
本発明の方法を用いてポリオレフィン樹脂にレーザー溶接される熱可塑性樹脂には、成形製品の製造に一般に用いられるような、ポリアミド、ポリエステル等が挙げられる。本発明において利用される適したポリアミド樹脂の例として、ジカルボン酸とジアミンとの縮合物、アミノカルボン酸の縮合物、および環状ラクタムの開環重合生成物を記載することができる。又、前述のタイプのモノマーの混合物を使用してもよい。ジカルボン酸の例として、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジオン酸、イソフタル酸およびテレフタル酸を記載することができる。ジアミンの例として、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、２−メチルペンタメチレンジアミン、２−メチルオクタメチレンジアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、ビス（ｐ−アミノシクロヘキシル）メタン、ｍ−キシリレンジアミン、およびｐ−キシリレンジアミンを記載することができる。アミノカルボン酸の例として、１１−アミノドデカン酸を記載することができる。環状ラクタムの例として、カプロラクタムおよびラウロラクタムを記載することができる。縮合物および開環重合生成物の特定の例として、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン４６、ナイロン６１０、ナイロン６１２、ナイロン１１、ナイロン１２などの脂肪族ポリアミド、ポリ（ｍ−キシリレンアジポアミド）（ナイロンＭＸＤ６）、ポリ（ヘキサメチレンテレフタルアミド）（ナイロン６Ｔ）、ポリ（ヘキサメチレンイソフタルアミド）（ナイロン６Ｉ）およびポリ（ノナメチレンテレフタルアミド）（ナイロン９Ｔ）などの半芳香族ポリアミド、およびこれらのポリマーのコポリマーおよび混合物を記載することができる。コポリマーの例として、ナイロン６／６６、ナイロン６６／６Ｉ、ナイロン６Ｉ／６Ｔおよびナイロン６６／６Ｔを記載することができる。
【００１３】
本発明に対して有用なポリエステル組成物は、少なくとも１種のポリエステルおよび場合により以下に記載したような様々な添加剤および成分を含む。ポリエステルには好ましくは、０．３以上の固有粘度を有し、概して、グリコールおよびジカルボン酸の線状飽和縮合物、またはそれらの反応性誘導体であるポリマーを含める。好ましくは、それらは、８〜１４個の炭素原子を有する芳香族ジカルボン酸とネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノールおよび式ＨＯ（ＣＨ２）ｎＯＨ（ｎが２〜１０の整数である）の脂肪族グリコールからなる群から選択された少なくとも１つのグリコールとの縮合物を含む。芳香族ジカルボン酸５０モルパーセントまでが、８〜１４個の炭素原子を有する少なくとも１つの異なる芳香族ジカルボン酸によって置換されてもよく、および／または２０モルパーセントまでが、２〜１２個の炭素原子を有する脂肪族ジカルボン酸によって置換されてもよい。又、ｐ−ヒドロキシ安息香酸などのヒドロキシカルボン酸を用いてポリエステルを製造してもよい。
【００１４】
好ましいポリエステルには、ポリ（エチレンテレフタレート）、ポリ（１，４−ブチレンテレフタレート）、１，４−シクロヘキシレンジメチレンテレフタレート／イソフタレートコポリマー、ならびに芳香族ジカルボン酸とグリコールから誘導された他の線状ホモポリマーエステルなどがある。好ましい芳香族ジカルボン酸には、イソフタル酸、ビ安息香酸、１，５−、２，６−、および２，７−ナフタレンジカルボン酸などのナフタレンジカルボン酸、４，４’ジフェニレンジカルボン酸、ビス（ｐ−カルボキシフェニル）メタン、エチレン−ビス−ｐ−安息香酸、１，４−テトラメチレンビス（ｐ−オキシ安息香酸）、エチレンビス（ｐ−オキシ安息香）酸、および１，３−トリメチレンビス（ｐ−オキシ安息香）酸などがある。好ましいグリコールには、２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール、および一般式ＨＯ（ＣＨ２）ｎＯＨ（ｎが２〜１０の整数である）の脂肪族グリコール、例えば、エチレングリコール、１，３−トリメチレングリコール、１，４−テトラメチレングリコール、１，６−ヘキサメチレングリコール、１，８−オクタメチレングリコール、１，１０−デカメチレングリコール、１，３−プロピレングリコール、および１，４−ブチレングリコールからなる群から選択されたグリコールなどがある。上に記載したように、好ましくはアジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデカンジオン酸または１，４−シクロヘキサンジカルボン酸２０モルパーセントまでが存在し得る。
【００１５】
本発明の最も好ましいポリエステル組成物は、ポリ（エチレンテレフタレート）ホモポリマー、ポリ（ブチレンテレフタレート）ホモポリマー、ポリ（エチレンテレフタレート）／ポリ（ブチレンテレフタレート）コポリマー、ポリ（エチレンテレフタレート）コポリマー、ポリ（エチレンテレフタレート）／ポリ（ブチレンテレフタレート）混合物および／またはそれらの混合物をベースとしているが、他のどんなポリエステルも、単独でまたは本明細書に記載されたポリエステルのどれかとの任意の組合せのどちらかにおいて、同様に用いることができる。
【００１６】
本発明のポリエステル組成物は、１種または複数種の成核剤をポリエステル組成物の全重量に基づいて好ましくは１重量パーセントまでの量において、より好ましくは０．７重量パーセントまでの量において、さらにより好ましくは０．４重量パーセントまで含有してもよい。
【００１７】
それらのすぐれた性質のために、エチレン、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセンおよび１−オクテンなど、２〜８個の炭素原子を含有する線状オレフィンのポリマーであるポリオレフィンが、本発明において使用するのに好ましい。ポリオレフィンは、前述のオレフィンのホモポリマーからおよびこれらのオレフィンのコポリマーから選択されてもよい。特に好ましいのは、エチレンまたはプロピレンと１種または複数種のコモノマーとのコポリマーである。プロピレンのホモポリマーおよびコポリマーが、より好ましい。
【００１８】
本発明の方法は、第１のポリオレフィン８０〜９９重量パーセントと酸無水物、ジカルボン酸またはその誘導体、カルボン酸またはその誘導体、および／またはエポキシ基などの相溶化剤で改質された第２のポリオレフィン１〜２０重量パーセントとのブレンドを使用する。不飽和酸無水物、ジカルボン酸またはその誘導体、カルボン酸またはその誘導体、および／またはエポキシ基をポリオレフィンにグラフトすることによって相溶化剤を導入してもよい。又、相溶化剤は不飽和酸無水物、ジカルボン酸またはその誘導体、カルボン酸またはその誘導体、および／またはエポキシ基を含有するモノマーと共重合することによってポリオレフィンが製造されている間に導入されてもよい。相溶化剤は好ましくは、３〜２０個の炭素原子を含有する。ポリオレフィンにグラフトされてもよい（またはそれを製造するためにコモノマーとして用いられてもよい）代表的な化合物の例は、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、クロトン酸、シトルコン酸（ｃｉｔｒｃｏｎｉｃ  ａｃｉｄ）、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水クロトン酸および無水シトラコン酸である。モノマーの選択は、とりわけ、レーザー溶接技術によって形成される最終物品の目的の性質に依存する。無水マレイン酸が非常に好ましい。
【００１９】
好ましくは第２の改質ポリオレフィンは、この発明の組成物において未改質ポリオレフィンの分子量よりも実質的に低い分子量を有する。
【００２０】
本発明の目的のために適した１つのかかる改質ポリオレフィンは、クラリアント（Ｃｌａｒｉａｎｔ）からリコモント（Ｌｉｃｏｍｏｎｔ）（登録商標）ＡＲ５０４として市販されている。
【００２１】
本発明において用いられるポリオレフィン／改質ポリオレフィンブレンドおよび他の熱可塑性樹脂が、通常の量の１種または複数種の無機充填剤および／または強化剤をさらに含有してもよい。これらには、例えば、ガラスファイバーおよび炭素ファイバー、ガラスビード、タルク、カオリン、ウォラストナイトおよびマイカなどの繊維状強化材が挙げられる。それらのうち好ましいのは、ガラスファイバーである。本発明において使用するのに適したガラスファイバーは、熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂のための強化剤として一般に用いられるガラスファイバーである。
【００２２】
樹脂組成物の異なる用途のために調整された多種多様な化合物から選択された１つまたは複数の任意選択の化合物が、ポリオレフィン／改質ポリオレフィンブレンドおよびポリオレフィン／改質ポリオレフィンブレンドにレーザー溶接される熱可塑性樹脂に含有されてもよい。典型的に、添加剤化合物には、難燃剤、耐衝撃性改良剤、粘度調整剤、耐熱性向上剤、潤滑剤、酸化防止剤ならびに紫外線および他の安定剤などが挙げられる。このような添加剤は、ポリオレフィン／改質ポリオレフィンブレンドおよび熱可塑性樹脂の性質を損なわない量において使用されてもよい。
【００２３】
２つの成形品をレーザー溶接することによって製造された物品は、物品がほとんど均質な可視的印象を生じるために単一色を有することがしばしば望ましい。これは、例えば、自動車用途において重要である。このように本発明において用いられるポリオレフィン／改質ポリオレフィンブレンドおよび他の熱可塑性樹脂が、着色剤を含有してもよい。黒色着色剤が好ましい。不透明な成形品のための好ましい黒色着色剤は、カーボンブラック、ニグロシン、またはアニリンブラックであり、それらは、レーザー溶接のために典型的に用いられる波長の光を吸収する。それが黒色であることが望ましいとき、透明な成形品は好ましくは、カーボンブラックまたはニグロシンではない黒色着色剤０．０１〜１重量パーセントを含有する。使用される着色剤の量は、変化してもよく、工業用途の要求条件によって決定される。透明な成形品を製造するために用いられるポリオレフィン／改質ポリオレフィンブレンドおよび他の熱可塑性樹脂に添加された黒色着色剤は好ましくは、可視光線領域（４００〜７００ｎｍ）の吸収を示し、レーザー溶接のために典型的に用いられるＹＡＧおよび／またはダイオードレーザーによって放射される８００〜１２００ｎｍ領域の波長の光を少なくとも部分的に透過する。可視光線領域（４００〜７００ｎｍ）の少なくとも部分的吸収およびレーザー溶接のために使用できるレーザー（ＹＡＧまたはダイオードレーザーなど）によって放射される８００〜１２００ｎｍの波長の少なくとも部分的透過率を有する全ての染料を着色剤として使用することができる。黒色染料が好ましい。２種以上の染料をブレンドして所望の色を有する物品をもたらすことができる。
【００２４】
いずれかのブレンディング方法を用いて成分材料の全てをブレンドすることによって本発明において用いられるポリオレフィン／改質ポリオレフィンブレンドを得ることができる。これらのブレンディング成分は概して好ましくは、できる限り均質にされる。ポリオレフィンおよび改質ポリオレフィンを成分の融解温度より低い温度においてキューブ・ブレンド（ｃｕｂｅ  ｂｌｅｎｄ）することができる。あるいは、それらをブレンダー、ニーダ、バンバリーミキサ、ロール押出機等のミキサを用いて均質になるまで溶融混合して樹脂組成物をもたらすことができる。もしくは、材料の一部をミキサ内で混合してもよく、次いで、材料の残りを添加し、均質になるまでさらに混合してもよい。あるいは、材料を前もって乾燥ブレンドし、次いで、加熱押出機を用いて均質になるまで溶融および混練し、次いで針形状に押出し、その後に、粒状になるまで望ましい長さに切断することができる。
【００２５】
本発明において用いられるポリオレフィン／改質ポリオレフィンブレンドおよび他の熱可塑性樹脂をレーザー溶接のために用いられる物品に成形することは、当業者に公知の方法によって行なわれてもよい。射出成形、押出成形、圧縮成形、発泡成形、ブロー成形、真空成形、射出ブロー成形、回転成形、カレンダー成形および溶液キャスチング成形などの一般に利用される成形方法が好ましい。
【００２６】
本明細書の図３を参照して、通常のレーザー溶接配列の図解が示される。レーザービーム１が第１の物品５の表面７に適用され、次いで、第１の物品５を通って第２の物品６に透過される。第１の物品５と第２の物品６が、領域８において接合する。この領域８はレーザーエネルギー１の吸収によって溶融され、物品５および６が一体にプレスされ、溶接形成物をもたらす。レーザー溶接のために選択された熱可塑性樹脂成分（ここでは、物品５および６）は、レーザー溶接のために用いられる波長においてポリオレフィン／改質ポリオレフィンブレンドとは異なる透過性および吸収係数を有さなくてはならない。
【００２７】
好ましくは、レーザー溶接物品は、レーザー溶接に使用するために適した吸収率を有する少なくとも１つのプラスチック成形品（第２の物品６）（「吸収成形品」）と上述の熱可塑性樹脂によって選択された組成物から製造された少なくとも１つのプラスチック成形品（第１の物品５）（「透過性成形品」）とを含む。いずれの「吸収成形品」も、１つまたは複数の境界面においていずれの「透過性成形品」にレーザー溶接されてもよく、透過性成形品の熱可塑性樹脂とは異なる熱可塑性樹脂から製造されてもよい。より好ましくは、レーザー溶接物品が、１つより多い「吸収成形品」および１つより多い「透過性成形品」および成形品の間の多数の境界面を含み、すなわち、いずれの成形品が、１つまたは複数の境界面において他のいずれの成形品にレーザー溶接されてもよい。もちろん、成形品は、形状、大きさ、寸法、および組成物において異なっていてもよい。ポリオレフィン／改質ポリオレフィンブレンドから製造された成形品は、透過性成形品または吸収成形品のどちらであってもよい。ポリオレフィンおよび改質ポリオレフィンから製造された成形品が透過性成形品であるとき、他の熱可塑性樹脂から製造された成形品が吸収成形品であり、ポリオレフィン／改質ポリオレフィンブレンドから製造された成形品が吸収成形品であるとき、他の熱可塑性樹脂から製造された成形品が透過性成形品である。
【００２８】
本発明のレーザー溶接物品の製造に使用するための好ましいレーザーは、８００ｎｍ〜１２００ｎｍの範囲内の波長を有するいずれかのレーザーである。好ましいレーザーのタイプの例は、ＹＡＧおよびダイオードレーザーである。本発明は、以下の実施例および比較例を参照することによって、より良く理解される。特に好ましいレーザーもまた、ここに記載される。
【実施例】
【００２９】
（レーザー溶接）
図面、特に図４〜６を参照して、本明細書に記載されたように溶接強度を測定するために用いられた試験片１１の幾何学的形状が開示される。試験片１１は、８０ｍｍ×１８ｍｍ×４ｍｍの寸法および一方の端部に深さ２０ｍｍのハーフラップを有する、略矩形の形状である。ハーフラップは、接合面１３および肩１５を画定する。
【００３０】
図７を参照して、１１の寸法を有する一対の試験片１１’および１１’’が示され、それぞれ、比較的透明なポリマー物体および比較的不透明なポリマー物体である。試験片１１’および１１’’の接合面１３’および１３’’は、それらの間に接続部１７を形成するように接触させられた。比較的透明な試験片１１’が、矢印Ａの方向に移動するレーザー放射１９によって衝突される衝突表面１４’を画定する。レーザー放射１９が比較的透明な試験片１１’を通過し、比較的不透明な試験片１１’’の接合面１３’’を照射し、試験片１１’および１１’’を接続部１７において一体に溶接させ、このように、２１に略示された試験バーを形成する。
【００３１】
次に、試験片１１’および１１’’をそれらの間のクランプ圧を０．３ＭＰａにして、上述のように一体に溶接し、試験バー２１を形成した。レーザー放射を、様々な出力設定において作動するロフィン・シナー・レーザー（Ｒｏｆｉｎ−Ｓｉｎａｒ  Ｌａｓｅｒ）ＧｍｂＨ  ９４０ｎｍＤＬ×５０Ｓダイオードレーザーを用いて４００ｃｍ／分において試験片１１’および１１の幅にわたって１回のパスで走査した。光ファイバーを通してレーザー放射を試料に誘導し、光学レンズを用いて試料上に集束させた。溶接スポットの直径は３ｍｍであった。
【００３２】
試験片１１’および１１’’を分離するために必要とされる力を２ｍｍ／分において作動するシマズ・オートグラフ（Ｓｈｉｍａｄｚｕ  Ａｕｔｏｇｒａｐｈ）ＡＧ−２０ｋＮＤ計測器を用いて確認した。試験バー２１の肩がクランプされ、引張力は、試験バー２１の長手方向の適用された引張力であった。
【００３３】
（比較例１および実施例１）
以下の比較例および実施例において、材料の厚さ２ｍｍの試験片を作製した。比較例１において、非強化ポリプロピレンコポリマー（三井・住友ポリオレフィン（Ｍｉｔｓｕｉ−Ｓｕｍｉｔｏｍｏ  Ｐｏｌｙｏｌｅｆｉｎ）から入手可能なＪ８３０）（「ＵＲ  ＰＰ」と略される）を非強化ナイロン６にレーザー溶接した（試験バーに成形する前に、デラウェア州、ウィルミントン（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）の本願特許出願人から入手可能な、９９．２重量パーセントの「ジテル（Ｚｙｔｅｌ）７３３５Ｆ」を２０重量パーセントのカーボンブラックおよび８０重量パーセントのナイロン６を含有するマスターバッチ０．８重量パーセントと乾燥ブレンドすることによって調製された）（「ＧＦ  ＰＡ６」と略される）。レーザー溶接を上述のように様々なレーザー出力設定において行なった。得られた溶接強度を、図１においてレーザー出力の関数としてプロットする。分かるように、全ての場合においてレーザー溶接強度は２０ｋｇｆ未満である。
【００３４】
実施例１において、試験片を成形する前に、無水マレイン酸で改質された低分子量ポリプロピレン（クラリアントから入手可能なリコモント（登録商標）ＡＲ５０４）３重量パーセントを、比較例１において用いられた非強化ポリプロピレンとキューブ・ブレンドした（「Ｎｅｗ  ＵＲ  ＰＰ」と略される新規な非強化ポリプロピレンを生じる）。これらのポリプロピレン／改質ポリプロピレン試験片を、様々なレーザー出力および比較例１において用いられたのと同じ条件を用いて、比較例１において用いられたのと同じＧＲＰＡ６から製造された試験片にレーザー溶接した。得られた溶接強度を、図１においてレーザー出力の関数としてプロットする。分かるように、全ての場合においてレーザー溶接強度は２０ｋｇｆより大きい（主に、４０ｋｇｆ以上において試験された）。
【００３５】
（比較例２および実施例２）
比較例１および実施例１において用いられた同じ手順が、比較例２および実施例２において用いられた。
【００３６】
比較例２において、２０重量パーセントのガラスファイバーを含有する未改質ポリプロピレンコポリマー（三井・住友ポリオレフィンから入手可能なＶ７０００）（「ＧＦ  ＰＰ」と略される）を、６８重量パーセントのナイロン６と、４０重量パーセントのニグロシンおよび６０重量パーセントのナイロン６を含有するマスターバッチ１．４重量パーセントと、２０重量パーセントのカーボンブラックおよび８０重量パーセントのナイロン６を含有するマスターバッチ０．４重量パーセントと、０．０５重量パーセントのヨウ化銅と、３０重量パーセントのガラスファイバーとを溶融ブレンドすることによって作製されたガラス強化ナイロン６にレーザー溶接したが、そこにおいて、ガラスファイバーを除いて全ての成分は乾燥ブレンドされ、主供給口に供給され、ガラスファイバーが側方供給された。レーザー溶接を上述のように様々なレーザー出力設定において行なった。比較例２の場合、ガラス強化ポリプロピレンは、「ＧＦ  ＰＰ」と略される。溶接強度を図２においてレーザー出力の関数としてプロットする。分かるように、全ての場合においてレーザー溶接強度は、約２０〜４０ｋｇｆである。
【００３７】
実施例２において、試験片を成形する前に、無水マレイン酸で改質された低分子量ポリプロピレン（クラリアントから入手可能なリコモント（登録商標）ＡＲ５０４）３重量パーセントを、比較例２において用いられた強化ポリプロピレンとキューブ・ブレンドした（「Ｎｅｗ  ＧＦ  ＰＰ」と略される新規な非強化ポリプロピレンを生じる）。これらの試験片を、比較例２において用いられたポリアミドから作製された試験片にレーザー溶接した。溶接強度を図２においてレーザー出力の関数としてプロットする。見ることができるように、たいていの場合において、レーザー溶接強度は４０ｋｇｆより大きい（いくつかの場合、６０ｋｇｆを超える強度において試験された）。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明による組成物および比較用の組成物のレーザー溶接強度対レーザー出力のグラフ図である。
【図２】本発明による別の組成物および別の比較用の組成物のレーザー溶接強度対レーザー出力のグラフ図である。
【図３】レーザー溶接作業のために配列されたレーザー透過成形品およびレーザー吸収成形品の代表的な構成である。
【図４】本明細書に記載されたような溶接強度を測定するための試験片１１の側面図である。
【図５】本明細書に記載されたような溶接強度を測定するための試験片１１の平面図である。
【図６】本明細書に記載されたような溶接強度を測定するための試験片１１の斜視図である。
【図７】レーザー溶接のためにそれらのそれぞれの接合面を接触させ、所定の位置に配置した、比較的透明な物体である試験片１１’および比較的不透明な物体である１１’’の斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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