(57)【要約】  熱可塑性ポリエステルとα−メチルスチレンコポリマーと、任意選択的に、１つまたは複数の無機補強剤および／または充填剤および他の添加剤とを含むレーザー溶接可能なポリエステル樹脂組成物および前記組成物から製造された物体をレーザー溶接するための方法。前記組成物は、改良された溶融流れおよび高温においての剛性を有する。
2007517966.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）少なくとも１つの熱可塑性ポリエステル約３０〜約９９重量パーセントと、
（ｂ）（ｉ）少なくとも約１０重量パーセントがα−メチルスチレンからなるスチレンモノマー約３０〜約９５重量パーセントと、
（ｉｉ）少なくとも１つの極性側基を含有する少なくとも１つのビニルモノマー約５〜約７０重量パーセントと
を含むビニルモノマーを共重合することによって製造されたポリマー（ビニルモノマーを共重合することによって製造された前記ポリマーは任意選択的にジエンエラストマーにグラフトされてもよい）を含む少なくとも１つのα−メチルスチレンコポリマー約１〜約４０重量パーセントと、
（ｃ）少なくとも１つの無機充填剤または補強剤０〜約５０重量パーセントと
を含み、
成分（ａ）〜（ｃ）の上記のパーセントが組成物の全重量を基準にしていることを特徴とするレーザー溶接可能なポリエステル組成物。
【請求項２】
前記熱可塑性ポリエステルがポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）、ポリ（１，４−ブチレンテレフタレート）（ＰＢＴ）、ポリ（プロピレンテレフタレート）（ＰＰＴ）、ポリ（１，４−シクロヘキシレンジメチレンテレフタレート）（ＰＣＴ）、ＰＥＴ、ＰＢＴ、ＰＰＴ、およびＰＣＴのうちの少なくとも２つのコポリマー、ＰＥＴ、ＰＢＴ、ＰＰＴ、およびＰＣＴのうちの少なくとも２つの混合物、および前述の物質の任意の混合物からなる群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
極性側基を含有する前記ビニルモノマーがアクリロニトリルであることを特徴とする請求項１に記載の組成物。
【請求項４】
前記スチレンモノマーの少なくとも約４０重量パーセントがα−メチルスチレンであることを特徴とする請求項１に記載の組成物。
【請求項５】
前記スチレンモノマーの６０〜１００重量パーセントがα−メチルスチレンであることを特徴とする請求項３に記載の組成物。
【請求項６】
少なくとも２個のエポキシ基を含むエポキシ化合物を、組成物の全重量を基準にして約０．１〜約５重量パーセントでさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の組成物。
【請求項７】
（ｉ）少なくとも１つの芳香族ビニル化合物から誘導された少なくとも１つのポリマーブロック（Ａ）と少なくとも１つの共役ジエンから誘導された少なくとも１つのポリマーブロック（Ｂ）とを含むブロックコポリマー、または（ｉｉ）（ｉ）の部分水素化生成物であるブロックコポリマー、をエポキシ化することによって得られるエポキシ化ブロックコポリマーを、組成物の全重量を基準にして約２〜約２５重量パーセントでさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の組成物。
【請求項８】
（ｉ）少なくとも１つの芳香族ビニル化合物から誘導された少なくとも１つのポリマーブロック（Ａ）と少なくとも１つの共役ジエンから誘導された少なくとも１つのポリマーブロック（Ｂ）とを含むブロックコポリマー、または（ｉｉ）（ｉ）の部分水素化生成物であるブロックコポリマー、をエポキシ化することによって得られるエポキシ化ブロックコポリマーを、組成物の全重量を基準にして約２〜約２５重量パーセントでさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の組成物。
【請求項９】
請求項１に記載の組成物から作製されることを特徴とする物品。
【請求項１０】
レーザー放射線を用いて第１のポリマー物体を第２のポリマー物体に溶接するための方法であって、前記第１のポリマー物体が前記レーザー放射線に対して比較的透明であり、前記第２の物体が前記レーザー放射線に対して比較的不透明であり、前記第１および前記第２の物体が各々、接合面を提供し、前記第１の物体が、その前記接合面の反対側に衝突面を提供し、前記方法が、（１）前記第１および第２の物体の前記接合面を物理的に接触させてそれらの間に接続部を形成する工程と、（２）前記第１および第２の物体を前記レーザー放射線で照射して前記レーザー放射線が前記衝突面に衝突し、前記第１の物体を通過して前記第２の物体の前記接合面を照射し、前記第１および第２の物体を前記接合面の前記接続部において溶接させる工程とを含み、前記第１のポリマー物体が、
（ａ）少なくとも１つの熱可塑性ポリエステル約３０〜約９９重量パーセントと、
（ｂ）（ｉ）少なくとも約１０重量パーセントがα−メチルスチレンからなるスチレンモノマー約３０〜約９５重量パーセントと、
（ｉｉ）少なくとも１つの極性側基を含有する少なくとも１つのビニルモノマー約５〜約７０重量パーセントと
を含むビニルモノマーを共重合することによって製造されたポリマー（ビニルモノマーを共重合することによって製造された前記ポリマーは任意選択的にジエンエラストマーにグラフトされてもよい）を含む少なくとも１つのα−メチルスチレンコポリマー約１〜約４０重量パーセントと、
（ｃ）少なくとも１つの無機充填剤または補強剤０〜約５０重量パーセントと
を含むポリエステル組成物から形成され、
成分（ａ）〜（ｃ）の上記のパーセントが前記組成物の全重量を基準にしていることを特徴とする方法。
【請求項１１】
前記熱可塑性ポリエステルがポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）、ポリ（１，４−ブチレンテレフタレート）（ＰＢＴ）、ポリ（プロピレンテレフタレート）（ＰＰＴ）、ポリ（１，４−シクロヘキシレンジメチレンテレフタレート）（ＰＣＴ）、ＰＥＴ、ＰＢＴ、ＰＰＴ、およびＰＣＴのうちの少なくとも２つのコポリマー、ＰＥＴ、ＰＢＴ、ＰＰＴ、およびＰＣＴのうちの少なくとも２つの混合物、および前述の物質の任意の混合物からなる群から選択されることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１２】
極性側基を含有する前記ビニルモノマーがアクリロニトリルであることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記スチレンモノマーの少なくとも約４０重量パーセントがα−メチルスチレンであることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記スチレンモノマーの６０〜１００重量パーセントがα−メチルスチレンであることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
前記ポリエステル組成物が、少なくとも２個のエポキシ基を含むエポキシ化合物を、組成物の全重量を基準にして約０．１〜約５重量パーセントでさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
前記ポリエステル組成物が、（ｉ）少なくとも１つの芳香族ビニル化合物から誘導された少なくとも１つのポリマーブロック（Ａ）と少なくとも１つの共役ジエンから誘導された少なくとも１つのポリマーブロック（Ｂ）とを含むブロックコポリマー、または（ｉｉ）（ｉ）の部分水素化生成物であるブロックコポリマー、をエポキシ化することによって得られるエポキシ化ブロックコポリマーを、前記組成物の全重量を基準にして約２〜約２５重量パーセントでさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１７】
前記ポリエステル組成物が、（ｉ）少なくとも１つの芳香族ビニル化合物から誘導された少なくとも１つのポリマーブロック（Ａ）と少なくとも１つの共役ジエンから誘導された少なくとも１つのポリマーブロック（Ｂ）とを含むブロックコポリマー、または（ｉｉ）（ｉ）の部分水素化生成物であるブロックコポリマー、をエポキシ化することによって得られるエポキシ化ブロックコポリマーを、組成物の全重量を基準にして約２〜約２５重量パーセントでさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
請求項１０に記載の方法から作製されることを特徴とするレーザー溶接物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性ポリエステルとα−メチルスチレンコポリマーと、任意選択的に、１つまたは複数の無機充填剤または補強剤および他の添加剤とを含むレーザー溶接可能なポリエステル樹脂組成物に関する。本発明はさらに、ポリエステル樹脂組成物を含む物体をレーザー溶接するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
より複雑な部品に機械的に組み立てることができる成形プラスチック部品を製造することがしばしば望ましい。通常、プラスチック部品は、それらをグルーで接着するかまたはボルトで一体に締めるかもしくはスナップ嵌め接続を用いて組み立てられている。これらの方法は、それらは複雑な付加的な工程を組立方法に加えるという欠点がある。スナップ嵌め接続は、気密性および液密性ではないことが多く、複雑な設計を必要とする。より新規な技術は振動および超音波溶接であるが、これらはまた、複雑な部品設計および溶接装置を必要とすることがある。さらに、プロセスからの摩擦は、部品の内部を汚染することがある粉塵を生じることがある。これは、敏感な電気部品または電子部品が用いられる時に特に問題である。
【０００３】
最近開発された技術はレーザー溶接である。この方法において、接合される２つのポリマー物体は、使用されるレーザーの波長においての光の透過率の異なったレベルを有する。１つの物体が、レーザー光の波長に対して少なくともある程度透明であり（「比較的透明な」物体と称される）、他方、第２の部品が入射放射線のかなりの部分を吸収する（「比較的不透明な」物体と称される）。物体の各々が、接合面を提供し、比較的透明な物体が、その前記接合面の反対側に衝突面を提供する。接合面を接触させ、このように接続部を形成する。レーザービームを比較的透明な物体の衝突面に向け、それが第１の物体を通過し、第２の物体の接合面を照射し、第１および第２の物体を前記接合面の前記接続部において溶接させる。一般に米国特許公報（特許文献１）（その内容を参照によって本願明細書に援用するものとする）を参照のこと。この方法は非常に清浄、簡単、かつ迅速でありうると共に、非常に強い、容易に再現可能な溶接および著しい設計の融通性を提供する。
【０００４】
添加剤をポリエステル組成物に添加してそれらの性質を増強することがしばしば望ましい。例えば、特定の添加剤は組成物の溶融粘度および組成物から成形された部品の型の収縮度を低下させることができ、ならびに型からの部品の取出し性を改良することができる。これらの全てが、組成物の加工性の改良につながる場合がある。添加剤はまた、多くのエンジン室自動車用途のために必要とされる、ポリエステル組成物から作製された部品の高温曲げ弾性率および剛性を増加させることができる。しかしながら、材料が入射レーザー放射線を透過する度合いは、一部は、組成物の成分の化学組成に応じたものであり、多くの通常のポリエステル添加剤は、溶接が強いレーザー溶接を生じるために用いられる周波数のレーザー放射線に対して組成物を非常に不透明にする。溶融流量の増加、成形収縮の低下、良好な型取出し性、および高温剛性および耐クリープ性の増加したレーザー溶接可能なポリエステル組成物が本明細書において開示される。
【０００５】
【特許文献１】米国特許第５，８９３，９５９号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００３／０２０７９６６号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書において、
（ａ）少なくとも１つの熱可塑性ポリエステル約３０〜約９９重量パーセントと、
（ｂ）（ｉ）少なくとも約１０重量パーセントがα−メチルスチレンからなるスチレンモノマー約３０〜約９５重量パーセントと、
（ｉｉ）少なくとも１つの極性側基を含有する少なくとも１つのビニルモノマー約５〜約７０重量パーセントと
を含むビニルモノマーを共重合することによって製造されたポリマー（ビニルモノマーを共重合することによって製造された前記ポリマーは任意選択的にジエンエラストマーにグラフトされてもよい）を含む少なくとも１つのα−メチルスチレンコポリマー約１〜約４０重量パーセントと、
（ｃ）少なくとも１つの無機充填剤または補強剤０〜約５０重量パーセントと
を含み、
成分（ａ）〜（ｃ）の上記のパーセントが組成物の全重量を基準にしていることを特徴とする、溶接可能なポリエステル組成物が開示および権利請求される。
【０００７】
さらに、レーザー放射線を用いて第１のポリマー物体を第２のポリマー物体に溶接するための方法が開示および権利請求され、そこにおいて前記第１のポリマー物体が前記レーザー放射線に対して比較的透明であり、前記第２の物体が前記レーザー放射線に対して比較的不透明であり、前記第１および前記第２の物体が各々、接合面を提供し、前記第１の物体が、その前記接合面の反対側に衝突面を提供し、前記方法が、（１）前記第１および第２の物体の前記接合面を物理的に接触させてそれらの間に接続部を形成する工程と、（２）前記第１および第２の物体を前記レーザー放射線で照射して前記レーザー放射線が前記衝突面に衝突し、前記第１の物体を通過して前記第２の物体の前記接合面を照射し、前記第１および第２の物体を前記接合面の前記接続部において溶接させる工程とを含み、前記第１のポリマー物体が、
（ａ）少なくとも１つの熱可塑性ポリエステル約３０〜約９９重量パーセントと、
（ｂ）（ｉ）少なくとも約１０重量パーセントがα−メチルスチレンからなるスチレンモノマー約３０〜約９５重量パーセントと、
（ｉｉ）少なくとも１つの極性側基を含有する少なくとも１つのビニルモノマー約５〜約７０重量パーセントとを含むビニルモノマーを共重合することによって製造されたポリマー（ビニルモノマーを共重合することによって製造された前記ポリマーは任意選択的にジエンエラストマーにグラフトされてもよい）を含む少なくとも１つのα−メチルスチレンコポリマー約１〜約４０重量パーセントと、
（ｃ）少なくとも１つの無機充填剤または補強剤０〜約５０重量パーセントと
を含むポリエステル組成物から形成され、成分（ａ）〜（ｃ）の上記のパーセントが前記組成物の全重量を基準にしている。
【０００８】
本発明の組成物から作製された物品および本発明の方法から作製されたレーザー溶接物品もまた、本明細書に開示される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の組成物は、少なくとも１つの熱可塑性ポリエステルと少なくとも１つのα−メチルスチレンコポリマーとを含む。本明細書中で用いられるとき、用語「α−メチルスチレンコポリマー」は、α−メチルスチレンと極性側基を含有する少なくとも１つのビニルモノマーとから誘導されたポリマーを指す。α−メチルスチレンコポリマーはまた、付加的なモノマーから誘導されてもよく、任意選択的にグラフトコポリマーの形であってもよい。
【００１０】
いずれの熱可塑性ポリエステルを組成物中で用いてもよい。熱可塑性ポリエステルおよび／または熱可塑性ポリエステルコポリマーの混合物もまた、用いてもよい。本明細書中で用いられるとき、用語「熱可塑性ポリエステル」は、０．３以上の固有粘度を有し、概して、ジオールとジカルボン酸、またはそれらの反応性誘導体の直鎖飽和縮合物であるポリマーを包含する。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、２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオールおよび式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る少なくとも１つのジオールとの縮合物を含む。ジオールの２０モルパーセントまでが、アクゾ・ノーベル・ケミカルズ社（Ａｋｚｏ  Ｎｏｂｅｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，  Ｉｎｃ．）製の商品名ジアノール（Ｄｉａｎｏｌ）（登録商標）２２０として販売されているエトキシ化ビスフェノールＡ、ヒドロキノン、ビフェノール、またはビスフェノールＡなどの芳香族ジオールであってもよい。芳香族ジカルボン酸の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つの異なった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。コポリマーは、２つ以上のジオールまたはそれらの反応性の均等物、および少なくとも１つのジカルボン酸またはそれらの反応性の均等物、あるいは２つ以上のジカルボン酸またはそれらの反応性の均等物、および少なくとも１つのジオールまたはそれらの反応性の均等物から調製されてもよい。二官能性ヒドロキシ酸モノマー、例えばヒドロキシ安息香酸またはヒドロキシナフトエ酸またはそれらの反応性の均等物もまた、コモノマーとして用いられてもよい。
【００１１】
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）（ＰＥＴ）、ポリ（１，４−ブチレンテレフタレート）（ＰＢＴ）、ポリ（プロピレンテレフタレート）（ＰＰＴ）、ポリ（１，４−ブチレンナフタレート）（ＰＢＮ）、ポリ（エチレンナフタレート）（ＰＥＮ）、ポリ（１，４−シクロヘキシレンジメチレンテレフタレート）（ＰＣＴ）、および前述の物質のコポリマーおよび混合物などがある。同様に好ましいのは、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の他、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を含む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、１，３−トリメチレンビス（ｐ−オキシ安息香）酸、および１，４−テトラメチレンビス（ｐ−オキシ安息香）酸などの芳香族ジカルボン酸から誘導された他の直鎖ホモポリマーエステル、および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、および例えばエチレングリコールなどの、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、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るグリコールである。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などの１つまたは複数の脂肪酸の、上記のように、２０モルパーセントまでが存在しうる。同様に好ましいのは、１，４−ブタンジオール、エトキシ化ビスフェノールＡ、およびテレフタル酸またはそれらの反応性の均等物から誘導されたコポリマーである。同様に好ましいのは、ＰＥＴ、ＰＢＴ、およびＰＰＴのうちの少なくとも２つのランダムコポリマー、およびＰＥＴ、ＰＢＴ、およびＰＰＴのうちの少なくとも２つの混合物、および前述の物質の任意の混合物である。
【００１２】
塩化メチレンとトリフルオロ酢酸との３：１容積比の混合物中で３０℃において少なくとも約０．５の固有粘度（ＩＶ）を有するポリ（エチレンテレフタレート）を使用することが特に好ましい。０．８０〜１．０の範囲の、より高い固有粘度を有するＰＥＴが引張強さおよび伸びの増加などの増強された機械的性質を必要とする適用において用いられてもよい。
【００１３】
熱可塑性ポリエステルはまた、ポリ（アルキレンオキシド）軟質セグメントを含有するコポリマーの形であってもよい。ポリ（アルキレンオキシド）セグメントは、熱可塑性ポリエステル１００重量部当たり約１〜約１５重量部で存在するべきである。ポリ（アルキレンオキシド）セグメントは、約２００〜約３，２５０の範囲、または好ましくは約６００〜約１，５００の範囲の数平均分子量を有する。好ましいコポリマーは、ＰＥＴまたはＰＢＴ鎖に導入されたポリ（エチレンオキシド）を含有する。導入方法は当業者に公知であり、重合反応の間、コモノマーとしてポリ（アルキレンオキシド）軟質セグメントを用いてポリエステルを形成する工程を包含しうる。ＰＥＴを、ＰＢＴと少なくとも１つのポリ（アルキレンオキシド）とのコポリマーとブレンドしてもよい。また、ポリ（アルキレンオキシド）をＰＥＴ／ＰＢＴコポリマーとブレンドしてもよい。ポリ（アルキレンオキシド）軟質セグメントを組成物のポリエステル部分に含有することによってポリエステルの結晶速度を促進することができる。
【００１４】
熱可塑性ポリエステルは好ましくは、組成物の全重量を基準にして約３０〜約９９重量パーセント、あるいはより好ましくは約５０〜約９０重量パーセントで存在する。
【００１５】
α−メチルスチレンコポリマーは、少なくとも約１０重量パーセントがα−メチルスチレンであるスチレンモノマーを含むモノマーを、極性側基を含有する少なくとも１つのビニルモノマーと共重合することによって製造されたポリマーである。用語「スチレンモノマー」は、スチレンまたは置換スチレンを意味する。スチレンモノマーの例は、スチレン、例えばα−アルキル置換スチレンなどのアルキル置換スチレン、およびアルコキシ置換スチレンである。極性側基の例には、ニトリル、エステル、カルボン酸、無水物の他、グリシジルなどのエポキシ基がある。また、２つの極性側基が存在してもよい。極性側基を含有するビニルモノマーの例には、アクリロニトリル、ブチルアクリレートなどのアクリレート、メチルメタクリレートおよびグリシジルメタクリレートなどのメタクリレート、無水マレイン酸などの無水物、およびフマル酸およびマレイン酸などの二酸などがある。好ましいビニルモノマーはアクリロニトリルである。
【００１６】
α−メチルスチレンコポリマーはまた、少なくとも約１０重量パーセントがα−メチルスチレンであるスチレンモノマーを含むモノマーを、極性側基を含有する少なくとも１つのビニルモノマーと共重合することによって製造されたポリマーを、ジエンエラストマーにグラフトすることによって製造されたグラフトコポリマーの形であってもよい。「ジエンエラストマー」は、ジエンと、任意選択的に、他のモノマーとの重合によって製造されたエラストマーを意味する。ジエンの例には、１，３−ブタジエン、イソプレン、１，４−ヘキサンジエン、ジシクロペンタジエン、および５−エチリデン−２−ノルボルネンなどがある。好ましいジエンエラストマーの例は、ポリ（１，３−ブタジエン）およびＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエンポリマー）である。α−メチルスチレンコポリマーがグラフトコポリマーであるとき、ジエンエラストマーは好ましくは、α−メチルスチレンコポリマーを約１０〜約６０重量パーセントで含む。
【００１７】
スチレンモノマーは好ましくは、スチレンモノマーと極性側基を有するビニルモノマーとの全量の約３０〜約９５重量パーセントを含む。ビニルモノマーは好ましくは、スチレンモノマーと極性側基を有するビニルモノマーとの全量の約５〜約７０重量パーセントを含む。スチレンモノマーの少なくとも約４０重量パーセントがα−メチルスチレンであるのが好ましく、少なくとも約６０重量パーセントがα−メチルスチレンであるのがより好ましい。
【００１８】
α−メチルスチレンコポリマーは、乳化重合などの当業者に公知のいずれの方法によって製造されてもよい。α−メチルスチレンコポリマーは好ましくは、組成物の全重量を基準にして約１〜約４０重量パーセント、あるいはより好ましくは約５〜約２５重量パーセントで存在する。好ましいα−メチルスチレンコポリマーは、アクリロニトリル／α−メチルスチレンランダムコポリマー、アクリロニトリル／アクリレート／α−メチルスチレンランダムターポリマー、ＥＰＤＭにグラフトされたアクリロニトリル／α−メチルスチレンポリマー、ポリ（１，３−ブタジエン）にグラフトされたアクリロニトリル／α−メチルスチレンポリマー、およびポリ（１，３−ブタジエン）にグラフトされたメチルメタクリレート／α−メチルスチレンポリマーである。
【００１９】
さらに、本発明の組成物は、ガラス繊維、中空球、ビード、フレーク、または粉砕ガラス、マイカ、ウォラストナイト、タルク、および炭酸カルシウムなどの少なくとも１つの無機充填剤および／または補強剤を組成物の全重量を基準にして、任意選択的に約５０重量パーセントまで含んでもよい。存在するとき、無機充填剤および／または補強剤は好ましくは、約１０〜約４５重量パーセントで存在する。
【００２０】
本発明の組成物は、任意選択的に、少なくとも２個のエポキシ基を含む少なくとも１つのエポキシ化合物をさらに含んでもよい。好ましいエポキシ化合物には、テトラ−（ｐ−ヒドロキシルフェニル）エタンのテトラギシジル（ｔｅｔｒａｇｙｃｉｄｙｌ）エーテル（シェル・ケミカル・カンパニー（Ｓｈｅｌｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．）からエポン（ＥＰＯＮ）（登録商標）１０３１として入手可能）、エピクロロヒドリンとビスフェノールＡとの縮合物、３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３，４−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、ビスフェノールＡのジグリシジルエーテル、１，１，１−トリス−（ｐ−ヒドロキシフェニル）エタングリシジルエーテル、およびＥＨＰＥ３１５０、すなわち、１，２−エポキシ−４−（２−オキシラニル）シクロヘキサンと２−エチル−２−（ヒドロキシメチル）−１，３−プロパンジオールとの反応生成物を含有する、ダイセル・ケミカル・インダストリーズ社（Ｄａｉｃｅｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，  Ｉｎｃ．）の製品などがある。使用されるとき、エポキシ化合物は、組成物の全重量を基準にして約０．１〜約５重量パーセントで存在する。
【００２１】
本発明の組成物は任意選択的に、少なくとも１つのビニル芳香族化合物と少なくとも１つの共役ジエンとから誘導された１つまたは複数のエポキシ化ブロックコポリマーで耐衝撃性を改良されてもよい。これらのエポキシ化ブロックコポリマーは、米国特許公報（特許文献２）（その内容を参照によって本願明細書に援用するものとする）に記載されている。エポキシ化ブロックコポリマーは、（ｉ）少なくとも１つの芳香族ビニル化合物から誘導された少なくとも１つのポリマーブロック（Ａ）と少なくとも１つの共役ジエンから誘導された少なくとも１つのポリマーブロック（Ｂ）とを含むブロックコポリマー、または（ｉｉ）（ｉ）の部分水素化生成物であるブロックコポリマーをエポキシ化することによって得られる。ポリマーブロック（Ａ）の調製に使用するための適した芳香族ビニル化合物の例には、スチレン、α−アルキル置換スチレンなどのアルキル置換スチレン、アルコキシ置換スチレン、ビニルナフタレン、アルキル置換ビニルナフタレン、ジビニルベンゼン、およびビニルトルエンなどがある。スチレンが好ましい。ポリマーブロック（Ｂ）の調製に使用するための適した共役ジエンの例には、１，３−ブタジエン、イソプレン、１，３−ペンタジエン、２，３−ジメチル−１，３−ブタジエン、ピペリレン、３−ブチル−１，３−オクタジエン、およびフェニル−１，３−ブタジエンなどがある。好ましいのは１，３−ブタジエンであり、イソプレンが好ましい。ブロックコポリマーは、Ａ−Ｂ−Ａ、Ｂ−Ａ−Ｂ、Ｂ−Ａ−Ｂ−ＡＡ−Ｂ−Ａ−Ｂ−Ａ等の形であってもよく、「Ａ」は少なくとも１つの芳香族ビニル化合物から誘導されたポリマーブロック（Ａ）を表し、「Ｂ」は少なくとも１つの共役ジエンから誘導されたポリマーブロック（Ｂ）を表す。ブロックコポリマーは、直鎖状、分岐状、ラジアル、または組合せであってもよい。好ましいブロックコポリマーはスチレン−ブタジエン−スチレンブロックコポリマーである。使用されるとき、エポキシ化ブロックコポリマーは好ましくは、組成物の全重量を基準にして約２〜約２５重量パーセントで存在する。
【００２２】
本発明の組成物は任意選択的に、オリゴマー芳香族ホスフェートまたはメラミンピロホスフェートなどの少なくとも１つの難燃剤を約５〜約２５重量パーセントで含有してもよく、それらのどちらも、同じく、ノボラックと共に用いられてもよい。難燃剤はまた、アンチモン相乗剤なしに使用された臭素化ポリスチレンおよび／またはポリ（臭素化スチレン）であってもよい。難燃剤の使用によって、この組成物から作製された部品の光透過率をレーザー溶接が実行不可能である程度まで低減しないのが好ましい。
【００２３】
本発明の組成物はまた、任意選択的に、上記の成分の他に、核剤、熱安定剤、酸化防止剤、染料、顔料、離型剤、潤滑剤、紫外線安定剤、（ペイント）定着剤等の添加剤を含有してもよい。使用されるとき、前述の添加剤は、組み合わせて、組成物の全重量を基準にして約０．１〜約５重量パーセントで存在するのが好ましい。これらの付加的な添加剤の使用によって、この組成物から作製された部品の光透過率をレーザー溶接が実行不可能である程度まで低減しないのが好ましい。
【００２４】
本発明の組成物は、溶融混合ブレンドの形であり、そこにおいてポリマー成分の全てが互いによく分散され、ブレンドが統一された全体を形成するように、非ポリマー成分の全てがポリマー母材中に均質に分散され、バインドされる。いずれかの溶融混合方法を用いて成分材料を配合することによって前記ブレンドを得ることができる。成分材料を一軸または二軸スクリュー押出機、ブレンダー、ニーダー、バンバリーミキサ等の溶融ミキサを用いて均質になるまで混合して樹脂組成物を生じさせてもよい。あるいは、材料の一部を溶融ミキサ内で混合してもよく、次いで材料の残りを添加して、均質になるまでさらに溶融混合してもよい。本発明のポリエステル樹脂組成物の製造時の混合順序は、当業者によって理解されるように、個々の成分を一回で溶融することができるような順序であってもよく、あるいは充填剤および／または他の成分がサイドフィーダー等から供給されてもよい。
【００２５】
当業者に公知の方法、例えば、射出成形、ブロー成形、射出ブロー成形、または押出を用いて本発明の組成物を物体に形成してもよい。レーザー溶接方法においてこの物体は、他の物体にレーザー溶接することができ、比較的透明な物体であってもよい。本発明のレーザー溶接方法において使用するための好ましいレーザーは、８００ｎｍ〜１２００ｎｍの範囲内の波長の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。
【００２６】
本発明は、本発明の方法から作製された一切のレーザー溶接物品を包含する。有用な物品は、電気および電子センサハウジングなどの自動車部品およびプリンター、複写機、ファクシミリ等のオフィス機器のための部品である。
【実施例】
【００２７】
（試料の調製および物理的試験）
表１に示された成分を２５０℃の温度において二軸スクリュー押出機（ワーナー＆フライダー（Ｗｅｒｎｅｒ  ＆  Ｐｆｌｅｉｄｅｒｅｒ）ＺＳＫ−４０）を用いて溶融混合して樹脂組成物を生じた。押出機を出ると、ポリマーをダイを通過させてストランドを形成し、急冷タンク内で冷凍し、次いで細断してペレットを作製した。
【００２８】
得られた樹脂組成物を用いて４ｍｍのＩＳＯ多目的バーを成形した。この試験片を用いて成形し放しの乾燥した２３℃の試料の機械的性質を測定した。以下の試験手順を用いた。
引張強さおよび破断点伸び：ＩＳＯ５２７−１／２
曲げ弾性率および強さ：ＩＳＯ１７８
ノッチ付きおよびノッチなしアイゾット衝撃強さ：ＩＳＯ１８０
【００２９】
曲げ弾性率もまた、恒温チャンバ内に１１０℃に保持された試料で測定した。
【００３０】
溶融粘度を２７０℃および９８９．５ｓ−１の剪断速度においてケイネス（Ｋａｙｅｎｅｓｓ）ＬＣＲ６０００細管レオメーターで測定した。
【００３１】
（光透過率）
シマズ（Ｓｈｉｍａｄｚｕ）（登録商標）ＵＶ−３１００スペクトロフォトメータを用いて光透過率を測定した。９４０ｎｍの光源を厚さ１ｍｍまたは２ｍｍのどちらかの成形試料に向け、および拡散光透過率を直径１２０ｍｍの積分球内で測定した。
【００３２】
（レーザー溶接強度）
図面、特に図１〜３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の幾何学形状が開示されている。試験片１１は、７０ｍｍ×１８ｍｍ×３ｍｍの寸法を有し、深さ２０ｍｍのハーフラップを一方の端部に有する略矩形の形状である。ハーフラップが接合面１３および肩部１５を画定する。
【００３３】
図４を参照すると、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を形成するために接触されている。比較的透明な試験片１１’は、矢印Ａの方向に移動するレーザー放射線１９によって衝突される衝突面１４’を画定する。レーザー放射線１９は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’と１１’’とを接続部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。
【００３４】
本発明によって、実施例１〜４に開示された組成物を乾燥させ、試験片に成形し、２４時間、２３℃および６５％の相対湿度において状態調節した。（比較例１〜６に開示されているように）比較として、本発明の範囲外の組成物もまた、試験片１１に成形した。カーボンブラックと１０重量パーセントＥＢＡＧＭＡ（以下の表１に用いられた用語の一覧に定義された）とを含有する３０％ガラス強化ポリ（ブチレンテレフタレート）から製造された比較的不透明な組成物を、同様に乾燥させ、試験片１１’’に成形した。次に、試験片１１’と１１’’および試験片１１と１１’’を、それらの間に０．３ＭＰａのクランプ圧力を加えて、上記のように一体に溶接して試験バー２１を形成した。表１に示された出力で作動するロフィン・シナルレーザー（Ｒｏｆｉｎ−Ｓｉｎａｒ  Ｌａｓｅｒ  ＧｍｂＨ）製の９４０ｎｍダイオードレーザーでレーザー放射線を、試験片１１’および１１の幅にわたって５ｍ／分においてシングルパスで走査した。試験バーを２４時間、２３℃および６５％相対湿度においてさらに状態調節した。試験バーの肩部においてクランプされたインストロン（Ｉｎｓｔｒｏｎ）（登録商標）試験機を用い、試験バー２１の長手方向に引張力を加えて試験片１１’と１１’’および１１と１１’’を分離するために必要とされる力を測定した。インストロン（登録商標）試験機を、５ｍｍ／分の速度において作動した。結果を表１に示す。
【００３５】
以下の用語を表１で用いた。
ＰＢＴ  Ａは、１３モルパーセントのアジピン酸から誘導されたポリ（ブチレンテレフタレート）コポリマーであるクラスティン（Ｃｒａｓｔｉｎ）（登録商標）６１５５を指す。それは本願特許出願人によって製造されている。
ＰＢＴ  Ｂは、エトキシ化ビスフェノールＡである７．５モルパーセントのジアノール（Ｄｉａｎｏｌ）２２０から誘導されたクラスティン（Ｃｒａｓｔｉｎ）（登録商標）６１５０、ポリ（ブチレンテレフタレート）コポリマーを指す。それは本願特許出願人によって製造されている。
ＰＢＴ  Ｃは、本願特許出願人によって製造されたクラスティン（Ｃｒａｓｔｉｎ）（登録商標）６００３、ポリ（ブチレンテレフタレート）ホモポリマーを指す。
ＡＮ−ＭＳは、日本、大阪のＵＭＧＡＢＳ株式会社によって製造されたＳ７００Ｎ、ランダムアクリロニトリル／α−メチルスチレンコポリマーを指す。
ＥＢＡＧＭＡは、６６．７５重量パーセントのエチレン、２８重量パーセントのｎ−ブチルアクリレート、および５．２５重量パーセントのグリシジルメタクリレートから製造されたエチレン／ｎ−ブチルアクリレート／グリシジルメタクリレートターポリマーを指す。それは、ＡＳＴＭ方法Ｄ１２３８によって測定された時に１２ｇ／１０分のメルトインデックスを有する。
ＥＰＤＭは、本願特許出願人によって製造されたノーデル（Ｎｏｒｄｅｌ）ＩＰ３７４５Ｐ、ＥＰＤＭエラストマーを指す。
イラガノックス（Ｉｒａｇａｎｏｘ）（登録商標）１０１０は、ニューヨーク州、タリータウンのチバ・スペシャルティ・ケミカルズ社（Ｃｉｂａ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．，Ｔａｒｒｙｔｏｗｎ，ＮＹ）によって製造された酸化防止剤を指す。
ＥＨＰＥ３１５０は、１，２−エポキシ−４−（２−オキシラニル）シクロヘキサンと２−エチル−２−（ヒドロキシメチル）−１，３−プロパンジオールとの反応生成物である脂肪族エポキシ化合物を指す。それは日本、大阪のダイセル化学工業株式会社によって製造されている。
ワックス（Ｗａｘ）ＯＰは、クラリアント・コーポレーション（Ｃｌａｒｉａｎｔ  Ｃｏｒｐ．）から入手可能な潤滑剤を指す。
ペンタエリトリトールテトラステアレートは、コグニス（Ｃｏｇｎｉｓ）によって製造されたロキシオール（Ｌｏｘｉｏｌ）（登録商標）ＶＰＧ８６１である。
ガラス繊維は、日本、東京の旭硝子株式会社によって製造されたアサヒ（Ａｓａｈｉ）ＦＴ５９２を指す。
【００３６】
実施例１と比較例１、実施例２と比較例２、実施例３と比較例４、および実施例４と比較例６との比較は、ポリ（アクリロニトリル／α−メチルスチレン）を熱可塑性ポリエステルに添加することによって、レーザー溶接適性および他の物理的性質を維持したまま、ポリ（アクリロニトリル／α−メチルスチレン）を添加しないポリエステル組成物の場合よりも低い溶融粘度および１１０℃において、より高い曲げ弾性率を有する組成物を生じることを示した。実施例２と比較例２および３との比較は、ポリ（アクリロニトリル／α−メチルスチレン）ではなく、強化剤ＥＢＡＧＭＡをポリエステル組成物に添加することによって、どちらの添加剤も含有しないポリエステル組成物に対して溶融粘度の増加および１１０℃においての曲げ弾性率の大幅に減少した組成物を生じることを示した。実施例３と比較例４および５との比較は、ポリ（アクリロニトリル／α−メチルスチレン）ではなく、ＥＰＤＭゴムをポリエステル組成物に添加することによって、どちらの添加剤も含有しないポリエステル組成物に対して１１０℃においての曲げ弾性率の大幅に減少した組成物を生じることを示した。ポリ（アクリロニトリル／α−メチルスチレン）の添加と異なり、ＥＰＤＭゴムの添加は組成物の溶融粘度にほとんど影響を与えない。さらに、比較例５の組成物は、試料の表面が炭化するような高いレーザー出力レベルを用いてレーザー溶接できるにすぎない。
【００３７】
【表１】
2007517966.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本明細書に記載されたように溶接強度を測定するための試験片１１の側面図である。
【図２】本明細書に記載されたように溶接強度を測定するための試験片１１の平面図である。
【図３】本明細書に記載されたように溶接強度を測定するための試験片１１の斜視図である。
【図４】それらの各接合面を接触させ、レーザー溶接のために所定の位置に配置された試験片、比較的透明な物体１１’および比較的不透明な物体１１’’の斜視図である。
【図１】
2007517966.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年8月8日(2005.8.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー放射線を用いて第１のポリマー物体を第２のポリマー物体に溶接するための方法であって、前記第１のポリマー物体が前記レーザー放射線に対して比較的透明であり、前記第２の物体が前記レーザー放射線に対して比較的不透明であり、前記第１および前記第２の物体が各々、接合面を提供し、前記第１の物体が、その前記接合面の反対側に衝突面を提供し、前記方法が、（１）前記第１および第２の物体の前記接合面を物理的に接触させてそれらの間に接続部を形成する工程と、（２）前記第１および第２の物体を前記レーザー放射線で照射して前記レーザー放射線が前記衝突面に衝突し、前記第１の物体を通過して前記第２の物体の前記接合面を照射し、前記第１および第２の物体を前記接合面の前記接続部において溶接させる工程とを含み、前記第１のポリマー物体が、
（ａ）少なくとも１つの熱可塑性ポリエステル約３０〜約９９重量パーセントと、
（ｂ）（ｉ）少なくとも約１０重量パーセントがα−メチルスチレンからなるスチレンモノマー約３０〜約９５重量パーセントと、
（ｉｉ）少なくとも１つの極性側基を含有する少なくとも１つのビニルモノマー約５〜約７０重量パーセントと
を含むビニルモノマーを共重合することによって製造されたポリマー（ビニルモノマーを共重合することによって製造された前記ポリマーは任意選択的にジエンエラストマーにグラフトされてもよい）を含む少なくとも１つのα−メチルスチレンコポリマー約１〜約４０重量パーセントと、  （ｃ）少なくとも１つの無機充填剤または補強剤０〜約５０重量パーセントと
を含むポリエステル組成物から形成され、
成分（ａ）〜（ｃ）の上記のパーセントが前記組成物の全重量を基準にしていることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記熱可塑性ポリエステルがポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）、ポリ（１，４−ブチレンテレフタレート）（ＰＢＴ）、ポリ（プロピレンテレフタレート）（ＰＰＴ）、ポリ（１，４−シクロヘキシレンジメチレンテレフタレート）（ＰＣＴ）、ＰＥＴ、ＰＢＴ、ＰＰＴ、およびＰＣＴのうちの少なくとも２つのコポリマー、ＰＥＴ、ＰＢＴ、ＰＰＴ、およびＰＣＴのうちの少なくとも２つの混合物、および前述の物質のどれかの混合物からなる群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
極性側基を含有する前記ビニルモノマーがアクリロニトリ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】
前記スチレンモノマーの少なくとも約４０重量パーセントがα−メチルスチレンであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記スチレンモノマーの６０〜１００重量パーセントがα−メチルスチレンであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ポリエステル組成物は、少なくとも２個のエポキシ基を含むエポキシ化合物を、組成物の全重量を基準にして約０．１〜約５重量パーセントでさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ポリエステル組成物は、（ｉ）少なくとも１つの芳香族ビニル化合物から誘導された少なくとも１つのポリマーブロック（Ａ）と少なくとも１つの共役ジエンから誘導された少なくとも１つのポリマーブロック（Ｂ）とを含むブロックコポリマー、または（ｉｉ）（ｉ）の部分水素化生成物であるブロックコポリマー、をエポキシ化することによって得られるエポキシ化ブロックコポリマーを、組成物の全重量を基準にして約２〜約２５重量パーセントでさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記ポリエステル組成物が、（ｉ）少なくとも１つの芳香族ビニル化合物から誘導された少なくとも１つのポリマーブロック（Ａ）と少なくとも１つの共役ジエンから誘導された少なくとも１つのポリマーブロック（Ｂ）とを含むブロックコポリマー、または（ｉｉ）（ｉ）の部分水素化生成物であるブロックコポリマー、をエポキシ化することによって得られるエポキシ化ブロックコポリマーを、前記組成物の全重量を基準にして約２〜約２５重量パーセントでさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項９】
請求項１０に記載の方法から作製されることを特徴とするレーザー溶接物品。
【国際調査報告】
2007517966.tif 000008
2007517966.tif 000009
2007517966.tif 000010