(57)【要約】【課題】透明性を保持でき、且つ安定したレーザー溶着ができるレーザー溶着用光吸収樹脂組成物を提供する。【解決手段】３０℃以上のガラス転移温度を持つ高分子分散剤と、レーザー光吸収微粒子とを含有するレーザー溶着用光吸収樹脂組成物であって、上記レーザー光吸収微粒子が、一般式ＸＢ６（但し、Ｘは、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｙ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｓｒ、Ｃａのうちから選択される１種以上の元素である。）で表記される６ホウ化物の微粒子である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
３０℃以上のガラス転移温度を持つ高分子分散剤と、レーザー光吸収微粒子とを含有するレーザー溶着用光吸収樹脂組成物であって、
上記レーザー光吸収微粒子が、一般式ＸＢ６（但し、Ｘは、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｙ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｓｒ、Ｃａのうちから選択される１種以上の元素である。）で表記される６ホウ化物の微粒子である特徴とするレーザー溶着用光吸収樹脂組成物。
【請求項２】
上記６ホウ化物の微粒子の平均粒径が、１０００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のレーザー溶着用光吸収樹脂組成物。
【請求項３】
請求項１または２のいずれかに記載のレーザー溶着用光吸収樹脂組成物が、当該レーザー溶着用光吸収樹脂組成物に含まれている高分子分散剤と、熱可塑性樹脂と、により希釈され混練されて成形された光吸収樹脂成形体であって、
当該光吸収樹脂成形体の表面層であって、表面から３ｍｍ以下の領域における６ホウ化物の微粒子の含有量が、０．００４ｇ／ｍ２以上、２．０ｇ／ｍ２以下であることを特徴とする光吸収樹脂成形体。
【請求項４】
請求項１または２のいずれかに記載のレーザー溶着用光吸収樹脂組成物が、当該レーザー溶着用光吸収樹脂組成物に含まれている高分子分散剤と、熱可塑性樹脂と、により希釈され混練されて成形された光吸収樹脂成形体であって、
当該成形された光吸収樹脂成形体の形状が、板状またはフィルム状であることを特徴とする請求項３に記載の光吸収樹脂成形体。
【請求項５】
上記熱可塑性樹脂が、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、スチレン樹脂、低密度ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエ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、フッ素樹脂の群から選択される１種以上の樹脂であることを特徴とする請求項３または４のいずれかに記載の光吸収樹脂成形体。
【請求項６】
請求項１または２のいずれかに記載のレーザー溶着用光吸収樹脂組成物が、バインダーによって希釈されて基材の表面にコーティングされていることを特徴とする光吸収樹脂成形体。
【請求項７】
請求項３から６のいずれかに記載の光吸収樹脂成形体であって、
可視光透過率が３０％以上であり、波長８００〜１１００ｎｍに吸収の極大値を有し、ヘイズ値が３０％以下であることを特徴とする光吸収樹脂成形体。
【請求項８】
３０℃以上のガラス転移温度を持つ高分子分散剤と、レーザー光吸収微粒子とを含有するレーザー溶着用光吸収樹脂組成物が、当該レーザー溶着用光吸収樹脂組成物に含まれている高分子分散剤と熱可塑性樹脂により希釈され混練されて成形された光吸収樹脂成形体の製造方法であって、
当該レーザー光吸収微粒子である一般式ＸＢ６（但し、Ｘは、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｙ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｓｒ、Ｃａのうちから選択される１種以上の元素である。）で表記される６ホウ化物の微粒子を、当該高分子分散剤と、熱可塑性樹脂とを用いて、当該光吸収樹脂成形体の表面層であって表面から３ｍｍ以下の領域における６ホウ化物の微粒子の含有量が０．００４ｇ／ｍ２以上、２．０ｇ／ｍ２以下となるように希釈し、混練し、成形して光吸収樹脂成形体を製造することを特徴とする光吸収樹脂成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチック部材をレーザー溶着法で接合させる際に用いるレーザー溶着用光吸収樹脂組成物及び光吸収樹脂成形体、並びに光吸収樹脂成形体の製造方法に関する。より詳しくは、従来の有機系光吸収剤にはない熱安定性を持ち、従来のカーボン系光吸収剤では得られないレーザー溶着後の透明性と透光性をプラスチック部材に与えるレーザー溶着用光吸収樹脂組成物及び光吸収樹脂成形体、並びに光吸収樹脂成形体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、熱可塑性樹脂の接合方法としてレーザー溶着法が適用される機会が増えている。これは、当該レーザー溶着法を用いると、細かく複雑な接合界面を持つ部材でも、無振動で容易に安定した接合ができ、バリや煙の発生もなく、接合品の外観が向上すると共に接合部の設計自由度が広がるなどの利点を有することによるものと考えられる。
【０００３】
レーザー溶着法においては、通常、接合したいプラスチック部材の一方が光透過性樹脂成形体、もう一方がレーザー光を吸収して熱を発生する光吸収樹脂成形体で構成されている。
このプラスチック部材へ、光透過性樹脂成形体の側からレーザー照射をおこなうと、まず光吸収樹脂成形体が溶解し、次に、当該溶解した光吸収樹脂成形体周辺から光透過性樹脂成形体の側へ熱が伝達されて溶解が起こり、両成形体の接合がなされる。
レーザー光源としては、波長１０６４ｎｍのＮｄ：ＹＡＧレーザーや、波長が８００〜１０００ｎｍである半導体レーザーが主として使用されるため、波長８００〜１２００ｎｍの近赤外線の波長を効率よく吸収する材料がレーザー溶着用光吸収樹脂組成物として用いられる。
【０００４】
上記レーザー溶着用光吸収樹脂組成物には、有機系のフタロシアニン系化合物、シアニン系化合物、アミニウム系化合物、イモニウム系化合物、スクオリウム系化合物、ポリメチン系化合物、アントラキノン系化合物、アゾ系化合物、さらに、無機系ではカーボンブラックを含有する樹脂組成物が知られている（特許文献１参照）。
【０００５】
また、特許文献２では、レーザー溶着用光吸収樹脂組成物として、レーザーに対する感度を向上させるため、芳香環を有するホスホン酸銅とともに、金属の単体、塩、酸化物、水酸化物等を添加したものが提案されている。上記金属の酸化物として具体的には、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化鉄、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化コバルト、酸化鉛、酸化スズ、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化マンガン、酸化モリブテン、酸化ニッケル、酸化銅、酸化パラジウム、酸化ランタン、アンチモンドープ酸化スズ（ＡＴＯ）、インジウムドープ酸化スズ（ＩＴＯ）等を含有する樹脂組成物が提案されている。
【０００６】
また、特許文献３では、レーザー波長域の光吸収能を有する無機系材料として、錫添加酸化インジウム（ＩＴＯ）、アンチモン添加錫酸化物（ＡＴＯ）を添加したレーザー溶着用光吸収樹脂組成物が提案されている。
【０００７】
また、特許文献４では、六ホウ化ランタン（ＬａＢ６）などの六ホウ化物の微粒子が、太陽光の近赤外線を遮蔽する材料として開示されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−１４８８００号公報
【特許文献２】特開２００５−２９００８７号公報
【特許文献３】国際公開ＷＯ２００５／０８４９５５  Ａ１号パンフレット
【特許文献４】特開２０００−０９６０３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、本発明者らの検討によれば、特許文献１に記載の有機系のレーザー溶着用光吸収樹脂組成物(レーザー光吸収材料)は、一般に吸収波長幅が狭く、十分な発熱を得るためには比較的多くの添加量を必要とする。また熱安定性に劣るため、発熱と並行して分解が起こり、レーザー照射条件によっては、必ずしも均一安定な接合体を得られない場合がある。
【００１０】
一方、特許文献１に記載の無機系のカーボン材料は熱安定性が高い。しかし、それ自身が可視光波長領域に持つ吸収のためにプラスチック部材が黒く着色し、透明なプラスチック接合部材を得たい場合や接合部の黒化を嫌う部材には不都合である。ところが、医療分野を始めとして、透明無着色となる接合への要求は益々強まっている。また、カーボンブラックは凝集しやすく、ホスト樹脂の中で分散状態にムラがあったり凝集が生じていると、レーザー光吸収による発熱が不均一になって溶着に部分的なムラを生じたり、部分的な発泡を生じたり、また溶着時間が長くなるなどの課題がある。
【００１１】
特許文献２に記載の、芳香環を有するホスホン酸銅とともに、金属の単体、塩、酸化物、水酸化物等を添加したレーザー溶着用光吸収樹脂組成物は、レーザー光に対する感度が不十分であり、問題なく接合するためには、該組成物を大量に添加する必要がある。しかし、当該組成物の大量添加は、樹脂成形体自体の基本物性を変えてしまう可能性があり、機械的強度の低下を招くなどの問題も有していた。また上記組成物の大部分は、可視光波長領域に吸収を持っており、プラスチック部材を強く着色させてしまうことも課題として挙げられる。
【００１２】
特許文献３に記載の錫添加酸化インジウム（ＩＴＯ）、アンチモン添加錫酸化物（ＡＴＯ）を添加したレーザー溶着用光吸収樹脂組成物は、透明性・無着色性には優れるが、単位重量当りの赤外線吸収率はカーボンなどよりもはるかに低い。また１０００ｎｍ以上の比較的長い波長の近赤外線から吸収が始まるため、半導体レーザーの波長８００〜１０００ｎｍやＮｄ：ＹＡＧレーザーの波長１０６４ｎｍでの吸収が、実質的に非常に弱いという問題がある。この為、適切なレーザー溶着を行なうには、プラスチック部材へ、該組成物を大量に添加する必要がある。しかし、当該組成物の大量添加は部材自体の基本物性を変えてしまうことに加えて、コスト的な制約も大きくなる。特にＩＴＯでは、資源的・価格的な問題が大きい。
【００１３】
本発明は上述の事情を考慮してなされたものであり、その解決しようとする課題は、レーザー光により均一な発熱を生じて安定したレーザー溶着が可能であり、接合溶着部分が透明性を保持できるレーザー溶着用光吸収樹脂組成物、および、光吸収樹脂成形体、並びに、光吸収樹脂成形体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述の課題を解決すべく本発明者らが研究を重ねた結果、レーザー溶着のためのレーザー溶着用光吸収樹脂組成物として求められる特性とは、
１．半導体レーザーやＮｄ：ＹＡＧレーザーの波長域付近である近赤外線波長の８００〜１２００ｎｍに亘って強い吸収を持ち、高い吸収係数を有すること、
２．可視光波長である３８０〜７８０ｎｍにおける吸収が少ないこと、
３．ホストとなる樹脂に対するレーザー溶着用光吸収樹脂組成物の溶解性または分散性が高いこと、
であることに想到した。
【００１５】
そこで、本発明者らは、レーザー溶着用に用いるレーザー光の波長域である近赤外線波長８００〜１２００ｎｍに亘って強い吸収を持ち、可視光では吸収が十分に少ないために透明性を保持でき、接合溶着部分が透明な外観を損なうことなく、レーザー光により均一な発熱を生じて安定したレーザー溶着が可能で、ホストとなる樹脂に対する溶解性または分散性が高いレーザー溶着用光吸収樹脂組成物、および光吸収樹脂成形体、並びに光吸収樹脂成形体の製造方法の研究を行った。
【００１６】
当該研究の結果、本発明者等は、３０℃以上のガラス転移温度を持つ高分子分散剤とレーザー光吸収微粒子とを含有するレーザー溶着用光吸収樹脂組成物において、レーザー光吸収微粒子として、一般式ＸＢ６（但し、Ｘは、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｙ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｓｒ、Ｃａのうちから選択される１種以上の元素である。）で表記される６ホウ化物の微粒子を用いることによって、Ｎｄ：ＹＡＧレーザーや半導体レーザーの波長範囲の光を強く吸収してレーザー溶着を容易にする一方、可視光域の波長の光をほぼ透過して物体の透明性を保持できるレーザー溶着用光吸収樹脂組成物が得られることを見出し、本発明に至った。
【００１７】
当該６ホウ化物の微粒子は、レーザー光波長域の光を吸収する機能を有する無機微粒子であり、自由電子を大量に保有してプラズマ共鳴振動を生ずる微粒子である。レーザー光が上記微粒子に入射するとその光の振動数に応じて自由電子が励起されて電子の集合的振動が生じ、エネルギーが吸収・輻射される。この時の吸収波長は自由電子密度や微粒子のエネルギー構造に依存しており、Ｎｄ：ＹＡＧレーザーや半導体レーザー光の波長範囲８００〜１２００ｎｍの近傍にプラズマ吸収波長を持つ。エネルギー分解能の高い電子エネルギー損失分光法（ＥＥＬＳ）を用いるとプラズモン励起によるエネルギー損失ピークを直接観測することが出来る。中でも、ＬａＢ６、ＣｅＢ６、ＧｄＢ６ではその効果が顕著である。
【００１８】
すなわち、
第１の構成は、
３０℃以上のガラス転移温度を持つ高分子分散剤と、レーザー光吸収微粒子とを含有するレーザー溶着用光吸収樹脂組成物であって、
上記レーザー光吸収微粒子が、一般式ＸＢ６（但し、Ｘは、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｙ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｓｒ、Ｃａのうちから選択される１種以上の元素である。）で表記される６ホウ化物の微粒子であることを特徴とするレーザー溶着用光吸収樹脂組成物である。
【００１９】
第２の構成は、
前記６ホウ化物の微粒子の平均粒径が１０００ｎｍ以下であることを特徴とする第１の構成に記載のレーザー溶着用光吸収樹脂組成物である。
【００２０】
第３の構成は、
第１または第２の構成のいずれかに記載のレーザー溶着用光吸収樹脂組成物が、当該レーザー溶着用光吸収樹脂組成物に含まれている高分子分散剤と、熱可塑性樹脂と、により希釈され混練されて成形された光吸収樹脂成形体であって、
当該光吸収樹脂成形体の表面層であって、表面から３ｍｍ以下の領域における６ホウ化物の微粒子の含有量が、０．００４ｇ／ｍ２以上、２．０ｇ／ｍ２以下であることを特徴とする光吸収樹脂成形体である。
【００２１】
第４の構成は、
第１または第２の構成のいずれかに記載のレーザー溶着用光吸収樹脂組成物が、当該レーザー溶着用光吸収樹脂組成物に含まれている高分子分散剤と、熱可塑性樹脂と、により希釈され混練されて成形された光吸収樹脂成形体であって、
当該成形された光吸収樹脂成形体の形状が、板状またはフィルム状であることを特徴とする第３の構成に記載の光吸収樹脂成形体である。
【００２２】
第５の構成は、
上記熱可塑性樹脂が、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、スチレン樹脂、低密度ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエ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、フッ素樹脂の群から選択される１種以上の樹脂であることを特徴とする第３または第４の構成のいずれかに記載の光吸収樹脂成形体である。
【００２３】
第６の構成は、
第１または第２の構成のいずれかに記載のレーザー溶着用光吸収樹脂組成物が、バインダーによって希釈されて基材の表面にコーティングされていることを特徴とする光吸収樹脂成形体である。
【００２４】
第７の構成は、
第３から第６の構成のいずれかに記載の光吸収樹脂成形体であって、
可視光透過率が３０％以上であり、波長８００〜１１００ｎｍに吸収の極大値を有し、ヘイズ値が３０％以下であることを特徴とする光吸収樹脂成形体である。
【００２５】
第８の構成は、
３０℃以上のガラス転移温度を持つ高分子分散剤と、レーザー光吸収微粒子とを含有するレーザー溶着用光吸収樹脂組成物が、当該レーザー溶着用光吸収樹脂組成物に含まれている高分子分散剤と熱可塑性樹脂により希釈され混練されて成形された光吸収樹脂成形体の製造方法であって、
当該レーザー光吸収微粒子である一般式ＸＢ６（但し、Ｘは、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｙ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｓｒ、Ｃａのうちから選択される１種以上の元素である。）で表記される６ホウ化物の微粒子を、当該高分子分散剤と、熱可塑性樹脂とを用いて、当該光吸収樹脂成形体の表面層であって表面から３ｍｍ以下の領域における６ホウ化物の微粒子の含有量が０．００４ｇ／ｍ２以上、２．０ｇ／ｍ２以下となるように希釈し、混練し、成形して光吸収樹脂成形体を製造することを特徴とする光吸収樹脂成形体の製造方法である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、３０℃以上のガラス転移温度を持つ高分子分散剤とレーザー光吸収微粒子とを含有するレーザー溶着用光吸収樹脂組成物は、レーザー光吸収微粒子として、一般式ＸＢ６（但し、Ｘは、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｙ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｓｒ、Ｃａのうちから選択される１種以上の元素である。）で表記される６ホウ化物の微粒子を用いており、またこれらの微粒子が高分子分散剤中に高度に分散した固形粉末状の形状を有している。
【００２７】
上記構成を有する結果、本レーザー溶着用光吸収樹脂組成物は、容易にレーザー光吸収樹脂成形体に成形でき、Ｎｄ：ＹＡＧレーザーや半導体レーザーの波長範囲の光を強く吸収してレーザー溶着を容易に実施できる一方、可視光域の波長の光をほぼ透過して物体の透明性を保持でき、着色が少なく透明な溶着界面を得ることができるため、レーザー溶着
の適用範囲が増え、且つ、熱安定性に優れるため、安定したプラスチック間の接合を提供でき、工業的に極めて有益である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
本実施形態の、３０℃以上のガラス転移温度を持つ高分子分散剤とレーザー光吸収微粒子とを含有するレーザー溶着用光吸収樹脂組成物は、レーザー光吸収微粒子が、一般式ＸＢ６（但し、Ｘは、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｙ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｓｒ、Ｃａのうちから選択される１種以上の元素である。（以下、単にＸと記載する場合がある。））で表記される６ホウ化物の微粒子であることを特徴としている。
【００２９】
本発明に係るレーザー光吸収微粒子は、レーザー光波長域の光を吸収する機能を有する無機微粒子であり、自由電子を大量に保有してプラズマ共鳴振動を生ずる微粒子である。レーザー光が当該微粒子に入射するとその光の振動数に応じて自由電子が励起されて集合的振動が生じ、エネルギーが吸収・輻射される。この時の吸収波長は自由電子密度や微粒子のエネルギー構造に依存しており、微粒子の種類によっては、Ｎｄ：ＹＡＧレーザーや半導体レーザー光の波長範囲８００〜１２００ｎｍの近傍にプラズマ吸収波長を持つものがある。エネルギー分解能の高い電子エネルギー損失分光法（ＥＥＬＳ）を用いるとプラズモン励起によるエネルギー損失ピークを直接観測することが出来る。
【００３０】
そして、一般式ＸＢ６を具備する６ホウ化物微粒子は、所望のレーザー光吸収特性を得ることができる。中でも、ＬａＢ６、ＣｅＢ６、ＧｄＢ６ではその効果が顕著である。
【００３１】
具体的には、上記一般式ＸＢ６を具備する６ホウ化物微粒子は、分散粒子径１０００ｎｍ以下の大きさで分散された時には、波長８００〜１１００ｎｍに吸収の極大値を有している。当該極大値近傍の波長では、上記一般式ＸＢ６を具備する６ホウ化物微粒子が十分に大きい吸収係数を有するため、波長範囲８００〜１２００ｎｍのレーザー光を極めて効率よく吸収して発熱する。
【００３２】
本発明者らの検討によれば、これらの微粒子を十分細かく、かつ均一に分散した膜・成形体では、透過率が波長５００〜６００ｎｍの間に極大値を持ち、かつ８００〜１２００ｎｍの間に極小値を持つことが観察された。可視光波長が３８０〜７８０ｎｍであり、視感度が５５０ｎｍ付近をピークとする釣鐘型であることを考慮すると、このような膜・成形体により可視光を有効に透過し、それ以外の波長の光を有効に吸収することが理解できる。
【００３３】
本発明に係るレーザー溶着用光吸収樹脂組成物を用いた光吸収樹脂成形体では、可視光透過率が３０％以上９０％以下であり、ヘイズ値が３０％以下のものを得ることが出来る。工業的に応用する場合、当該光吸収樹脂成形体の色調は着色剤によって様々に調整することが可能なものとする為、光吸収樹脂成形体としては、可視光透過率ができるだけ高いものが好ましい。しかし、可視光透過率が９０％を超える場合、レーザー光吸収微粒子そのものの添加量が極めて少量となっているため、レーザー光波長８００〜１２００ｎｍにおける吸収能率が低下し、十分な溶融を得ることが困難になる。逆に可視光透過率が３０％以下になると、６ホウ化物微粒子による波長８００〜１２００ｎｍにおける透過率がほぼゼロとなる。つまり、可視光透過率をこれより低下させても、レーザー光の吸収量は増加しない。従って、光吸収樹脂成形体を、出来るだけ明るくし、着色の影響を排除したい場合、可視光透過率は３０％以上とすれば良い、もちろん可視光透過率を３０％以下としても何ら問題は無い。
【００３４】
本発明に係るレーザー溶着用光吸収樹脂組成物を用いた光吸収樹脂成形体において、ムラの無い均一な溶着を得るためには、レーザー光吸収微粒子が均一にムラ無く存在する必要がある。レーザー光吸収微粒子が凝集したり偏析したりすると、レーザー光の散乱が大きくなるためにヘイズ値が増加する。ヘイズ値３０％を超えるものでは、光吸収樹脂成形体自体が視覚的に曇って透明性を失うと同時に色ムラや斑点が目立つようになり、またレーザー溶着においても局所的に不均一な発熱により発泡したり色ムラが生ずるようになって好ましくない。ヘイズ値は３０％以下で低いほど好ましく、さらに好ましくは５％以下である。ヘイズ値が５％以下であれば、視覚的な透明性も非常に高く透き通った印象を与える部材となり、工業的価値が高くなる。
【００３５】
本発明に係るレーザー光吸収微粒子の粒子径は、レーザー光吸収成分として機能するかぎり任意である。尤も、レーザー光吸収微粒子の粒子径、または、レーザー光吸収微粒子が凝集した粗大凝集粒子の粒子径が、１０００ｎｍ以下、より好ましくは２００ｎｍ以下であれば、これらレーザー光吸収微粒子や粗大凝集粒子が、成形した光吸収樹脂成形体の光散乱源となって、レーザー溶着後の透明光吸収樹脂成形体が曇って見えるようになる現象を回避することが出来る。さらに、これらレーザー光吸収微粒子や粗大凝集粒子の粒子径が１０００ｎｍ以下であると、レーザー光吸収能そのものが減衰することも回避出来好ましい。
【００３６】
本発明に係るレーザー光吸収微粒子は、可視光領域において完全に透明ではなく、レーザー光吸収微粒子の種類や粒子径、分散凝集の状態などに応じて幾分かの着色を有している。ところが、レーザー光吸収微粒子径をより小さく、また、より均一に分散することにより、当該レーザー光吸収微粒子による散乱光は軽減される。例えば、レーザー光吸収微粒子の平均粒子径が２００ｎｍ以下で、均一分散する場合には、Ｒａｙｌｅｉｇｈ散乱のモードになって、バルク状態では可視光で光を通さない黒色材料であっても、そのレーザー光吸収微粒子の集合体は可視光での透明性が生まれる。
【００３７】
光吸収樹脂成形体中におけるレーザー光吸収微粒子の分散状態は、特に重要である。レーザー光吸収微粒子が十分に分散せず凝集している場合は、光吸収樹脂成形体の最終的な着色状態が不均一になったり、レーザー光による発熱部位が不均一になって、局所部位が発泡したり、溶着後の外観に不良を生じたりする。これを避けるために、本発明ではレーザー光吸収微粒子が均一に分散した光吸収樹脂成形体を作製する。レーザー光吸収微粒子の分散性を上げるために、本発明ではまずレーザー光吸収微粒子と分散剤とが共に溶媒中に均一高度に分散した分散液を製造する。次に、この分散液から溶媒を加熱等によって除去して、高分子分散剤中にレーザー光吸収微粒子が均一に分散したレーザー溶着用光吸収樹脂組成物を製造する。さらに該レーザー溶着用光吸収樹脂組成物を、高分子分散剤と同種の熱可塑性樹脂成形材料、または、高分子分散剤と相溶性を有する異種の熱可塑性樹脂成形材料により希釈、混練、成形して、目的とする光吸収樹脂成形体を製造する。
【００３８】
最終的に得られる光吸収樹脂成形体におけるレーザー光吸収微粒子の分散性を高めるためには、初期のレーザー光吸収微粒子分散液の調製において、レーザー光吸収微粒子に適合した分散剤を添加することが求められる。レーザー光吸収微粒子を分散剤および溶媒と共に、光吸収樹脂成形体へ均一に分散させる方法としては、具体的には、レーザー光吸収微粒子が均一に樹脂に分散する方法であれば任意に選択できる。具体例としては、ビーズミル、ボールミル、サンドミル、超音波分散などの方法を用いることができる。
【００３９】
分散剤としては、レーザー光吸収微粒子表面に付着してその立体的障害作用により粒子同士の凝集を防ぐ高分子系の分散剤が好ましく、低分子系の分散剤は好ましくない。高分子分散剤は、ポリエステル系、アクリル系、ウレタン系その他の高分子主骨格の末端に、種々の親油性官能基、親水性官能基が付属する高分子の分散剤である。高分子分散剤の種
類や添加量は、レーザー光吸収微粒子の種類とその表面特性、および後工程で添加される熱可塑性樹脂との親和性、相溶性に応じて適宜決められるものである。
【００４０】
レーザー光吸収微粒子分散液から、真空乾燥機、熱風乾燥機、ヘンシェルミキサーなどの加熱混合機を用いて溶媒を除去し、６ホウ化物（ＸＢ６）がレーザー光吸収微粒子として均一に高分子分散剤中に分散したレーザー溶着用光吸収樹脂組成物を形成するが、このレーザー溶着用光吸収樹脂組成物は通常さらさらした固体粉末状になる。しかし、用いる高分子分散剤のガラス転移温度が室温より低いものであると、溶媒除去後は該レーザー溶着用光吸収樹脂組成物がゼリー状に固まり、または、べたつくなどハンドリングに不便なものとなるため、用いる高分子分散剤のガラス転移点温度は３０℃以上にあるものが好ましい。
【００４１】
高分子分散剤の配合量は、分散剤の種類に応じて最適量が決定されるものであり、任意であるが、一般的には、高分子分散剤の配合量は、レーザー光吸収微粒子に対する重量で２〜１０倍程度が好ましい。配合量が、レーザー光吸収微粒子に対する重量の２倍以上あれば最終的に得られる光吸収樹脂成形体におけるレーザー光吸収微粒子の分散均一性に、十分な量であり、１０倍以下であれば最終的に得られる光吸収樹脂成形体の主成分をなす樹脂との親和性の度合いに応じて、光吸収樹脂成形体の透過性に曇りが混合するなどの不都合を回避できる。
【００４２】
本発明における、熱可塑性樹脂とレーザー光吸収微粒子とを含有する光吸収樹脂成形体に用いる、熱可塑性樹脂としては、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、スチレン系樹脂、低密度ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエ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、フッ素樹脂などの熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。
【００４３】
アクリル樹脂としては、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、ブチルメタクリレートを主原料とし、必要に応じて炭素数炭素数１〜８のアルキル基を有するアクリル酸エステル、酢酸ビニル、スチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等を共重合成分として用いた重合体または共重合体が挙げられる。例えば、メタクリル酸メチルを５０〜９９．９５モル％、およびアクリル酸アルキルエステルなどの共重合可能な他の単量体を０．０５〜５０モル％の割合で用いて得られる共重合体が挙げられる。
【００４４】
スチレン系樹脂としては、ポリスチレン、アクリロニトリルースチレン共重合体、メタクリル酸メチル−スチレン共重合体、アクリロニトリルーメタクリル酸メチル−スチレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂、アクリロニトリル−アクリルゴム−スチレン樹脂、アクリロニトリル−ＥＰＤＭ−スチレン樹脂など、スチレン３０〜１００モル％と共重合可能な単量体０〜７０モル％とを用いて得られる共重合体が挙げられる。
【００４５】
フッ素樹脂としては、ポリフッ化エチレン、ポリ２フッ化エチレン、ポリ４フッ化エチレン、エチレン−２フッ化エチレン共重合体、エチレン−４フッ化エチレン共重合体、４フッ化エチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合体などが挙げられる。
【００４６】
光吸収樹脂成形体は、必要に応じて、安定剤、滑剤、充填剤、ガラス繊維やカーボン繊維などの補強材、染料、顔料の１種または２種以上を含有していてもよい。
レーザー光吸収微粒子である６ホウ化物微粒子は、均一に分散していることが必要であるが、光吸収樹脂成形体全体にわたって均一に分散して含有されていても良いし、光吸収樹脂成形体表面のコーティング膜中に均一分散して含有されていてもよい。
【００４７】
当該光吸収樹脂成形体の表面層であって、表面から３ｍｍ以下の領域における６ホウ化物の微粒子の含有量は０．００４ｇ／ｍ２〜２．０ｇ／ｍ２であることが望ましい。表面層厚み３ｍｍ以下の領域の濃度で規定する理由は、当該光吸収樹脂成形体へレーザー光を照射したときに溶融して接合に寄与する部分が、実質的に、光吸収樹脂成形体の表面から３ｍｍ以下の領域の部分だからである。また、この表面から３ｍｍ以下の領域において６ホウ化物の含有量が、上記２．０ｇ／ｍ２の範囲よりも小さければ、光吸収樹脂成形体の厚みに応じて、濃いグリーン色の着色が行き過ぎた部材となってしまうことを回避できるからである。さらに、局所的に発熱する熱量が多すぎて、樹脂や分散剤が蒸発し、溶着部の周りに気泡の発生を伴うなどの弊害も回避できるからである。一方、６ホウ化物の微粒子の含有量が０．００４ｇ／ｍ２より多ければ、レーザー光を照射した際、これを吸収するエネルギーが大きくなりレーザーパワーを上げれば、光透過樹脂と光吸収樹脂成形体のレーザー発熱量に十分な差が出来るので溶着が良好に進み好ましい。
【００４８】
光吸収樹脂成形体の形状は、必要に応じて任意の形状に成形可能であり、平面状および曲面状、その他複雑形状に成形することが可能である。また、平面状光吸収樹脂成形体の厚さは、板状からフィルム状まで必要に応じて任意の厚さに調整することが可能である。さらに平面状に形成した樹脂シートを、後加工によって球面状等任意の形状に成形することができる。
【００４９】
上記光吸収樹脂成形体の成形方法としては、射出成形、押出成形、圧縮成形または回転成形等の任意の方法を挙げることができる。特に、射出成形により成形品を得る方法と、押出成形により成形品を得る方法が好適に採用される。押出成形により板状、フィルム状の成形品を得る方法として、Ｔダイなどの押出機を用いて押出した溶融熱可塑性樹脂を冷却ロールで冷却しながら引き取る方法により製造される。
【００５０】
尚、アクリル樹脂やフッ素系樹脂などのようにモノマー液のキャスティングにより樹脂成形体を製造できる場合は、アクリルシラップ原液中に上記レーザー溶着用光吸収樹脂組成物を混合、溶解するか、または、直接、六ホウ化物の微粒子分散液を混合、溶解し、成形用鋳型にキャストし、その後、高分子化工程を経て成形体としても良い。この場合、微粒子分散液に含まれる溶剤、分散剤は、アクリルシラップ原液中に通常含有されるモノマー液、開始剤、架橋剤、その他添加剤と相溶性のものを選択する。これら溶剤、分散剤が、アクリルポリマーの重合過程を阻害し、その結果、樹脂成形体中に空隙が生じることを回避する為である。  
【００５１】
次に、成形体の基材表面に設けられるコーティング膜中にレーザー光吸収微粒子を均一に分散させる方法について説明する。
まず、ビーズミル、ボールミル、サンドミル、超音波分散などの方法を用いて、上記レーザー光吸収微粒子を任意の溶剤へ、分散剤を用いて分散させたレーザー光吸収微粒子分散液を調製し、これにバインダー樹脂を添加してコーティング液を製造する。
当該コーティング液を成形体の基材表面にコーティングし、溶媒を蒸発させ所定の方法で樹脂を硬化させれば、当該レーザー光吸収微粒子が媒体中に分散したコーティング薄膜の形成が可能となる。コーティング膜の厚さは、特に限定は無いが１μｍ〜１００μｍ程度の範囲が好ましい。コーティングの方法は、基材表面にレーザー光吸収微粒子含有樹脂が均一にコートできればよく、特に限定されないが、例えば、バーコート法、グラビヤコート法、スプレーコート法、ディップコート法、スクリーン印刷、はけ塗り等が挙げられる。また、レーザー光吸収微粒子を直接バインダー樹脂中に分散したものは、基材表面に塗布後、溶媒を蒸発させる必要が無く、環境的、工業的に好ましい。
【００５２】
上記バインダー樹脂としては、例えば、ＵＶ硬化樹脂、熱硬化樹脂、電子線硬化樹脂、
常温硬化樹脂、熱可塑樹脂等が目的に応じて選定可能である。具体的には、ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリエステル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ふっ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂が挙げられる。また、金属アルコキシドを用いたバインダーの利用も可能である。上記金属アルコキシドとしては、Ｓｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｚｒ等のアルコキシドが代表的である。これら金属アルコキシドを用いたバインダーは加水分解して、加熱することで酸化物膜を形成することが可能である。
【００５３】
レーザー溶着する光透過樹脂と光吸収樹脂成形体との接合面は、平面であっても凹形と凸形のはめ合わせでも良い。接合面の片面、または両面に当該光吸収樹脂成形体がコーティングされていても良い。
【００５４】
照射するレーザー光の照射条件は適宜、制御可能であるが、通常レーザー出力は５〜５００Ｗ、走査速度は２ｍｍ／ｓ〜５００ｍｍ／ｓの範囲で行なわれ、レーザー光照射角度は接合面に垂直に照射することが好ましい。
【実施例】
【００５５】
以下に、本発明に係る実施例を、比較例とともに具体的に説明する。但し、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００５６】
（実施例１）
（レーザー光吸収微粒子分散液の製造）
住友金属鉱山製六ホウ化ランタン（ＬａＢ６）微粒子５重量％、高分子系分散剤として東亞合成（株）製スチレン・アクリル系高分子分散剤ＵＧ−４０３０（室温で固形状であり、ガラス転移温度５２℃）のトルエン溶液（有効成分４０％）５０重量％、トルエン４５重量％を秤量し、ジルコニアビーズを入れたペイントシェーカーに充填し、６時間粉砕・分散処理することによってＬａＢ６微粒子分散液（Ａ液）を製造した。
ここで、Ａ液内におけるＬａＢ６微粒子の分散粒子径を、動的光散乱法を原理とする大塚電子（株）社製ＥＬＳ−８０００によって測定したところ１１３ｎｍであった。
次に、Ａ液を、ＬａＢ６微粒子濃度が０．０１重量％となるようにトルエンで希釈した。そして、当該希釈液を１ｃｍの厚みを持つガラスセルに入れ、日立製作所製分光光度計Ｕ−４０００で紫外から近赤外に亘って透過率を測定した。Ｌａｍｂｅｒｔ−Ｂｅｅｒの法則が成り立つものと仮定して、このときの重量濃度換算の吸収係数εを、下式（１）
ε＝［ｌｏｇ（１００／Ｔ）］／Ｃ    （Ｔ：波長λにおける透過率％、Ｃ：分散液のフィラー濃度ｇ／Ｌ）  ・・・・・・（１）
を用いて各波長において測定した。当該測定結果を、図１に示す、横軸に可視・近赤外領域の光の波長をとり、縦軸に重量濃度換算の重量吸収係数εをとったグラフに実線によりプロットした。
【００５７】
図１から、Ａ液には、波長９５０ｎｍ付近にピークを持つ大きい吸収が見られた。可視光部分の波長３８０〜７８０ｎｍでは、波長５５０ｎｍ付近に吸収の極小値があり、可視光透過性がもたらされることが分かる。尤も、当該極小値を与える波長の周辺では、若干の吸収があるため、Ａ液は濃いグリーン色を呈した。主要なレーザー光波長である波長８００〜１１００ｎｍにおいては、重量吸収係数が４５Ｌ／ｇｃｍより大きく、当該ＬａＢ６微粒子は、無機物としては最も大きな近赤外線吸収機能を持つ材料のひとつであることが分かる。さらに、この吸収プロファイルにより、当該ＬａＢ６微粒子が、波長１０６４ｎｍのＮｄ：ＹＡＧレーザーや波長が８００〜１０００ｎｍである半導体レーザーからの
レーザー光を吸収するのに極めて好都合であることが確認された。
【００５８】
（実施例２）
（レーザー溶着用光吸収樹脂組成物および光吸収樹脂成形体の製造）
実施例１におけるＡ液を、加熱してトルエン溶媒成分を蒸発させると、ホウ化ランタンＬａＢ６微粒子２０重量％が高分子分散剤の中に均一分散した固形状の粉末であるレーザー溶着用光吸収樹脂組成物が得られた。
このＬａＢ６微粒子が均一分散したレーザー溶着用光吸収樹脂組成物（Ｂ粉）１重量部と無着色で透明なアクリル樹脂ペレット７重量部とを混合し、二軸押出機を用いて２８０℃で熔融混練し、押出されたストランドをペレット状にカットし、ＬａＢ６微粒子濃度２．５％の光吸収成分含有マスターバッチを得た。
【００５９】
この光吸収成分含有マスターバッチをアクリル樹脂ペレットで更に希釈し、ブレンダーで均一に混合した後、Ｔダイを用いて厚さ１．０ｍｍに押出成形し、ＬａＢ６微粒子が濃度０．０１５重量％で樹脂全体に均一に分散したレーザー光吸収樹脂成形体であるアクリル樹脂試験プレートを作製した（以下、レーザー光吸収微粒子が分散したアクリル樹脂試験プレートをプレート１と記載する）。
プレート１は、５ｃｍ×９ｃｍのサイズの板状試料であり、透明な緑色を呈した。
尚、比較のため、当該プレート１と同サイズだが、ＬａＢ６微粒子を含有しない無色透明なプレートも作製した（以下、レーザー光吸収微粒子含有しないアクリル樹脂試験プレートをプレート２と記載する）。
この場合、光吸収樹脂成形体であるプレート１の厚み１ｍｍにわたって存在するＬａＢ６微粒子の含有量は、（アクリル樹脂プレート１ｍ２の体積）×（アクリル樹脂の密度ｇ／ｃｍ３）×（微粒子重量濃度％）で求められ、１００ｃｍ×１００ｃｍ×０．１ｃｍ×１．２ｇ／ｃｍ×０．０００１５＝０．１８ｇ／ｍ２である。
【００６０】
ＬａＢ６微粒子を含有するプレート１の光学特性を、日立製作所（株）製の分光光度計Ｕ−４０００を用いて測定した。その結果、可視光透過率は６８％、波長９４０ｎｍの光における透過率は２２％であり、十分な視覚的な明るさと曇りの無い透明さを持つと同時に、半導体レーザーの波長９４０ｎｍの光は十分に吸収されることが分かった。またプレート１は、視覚的にムラの無い均一な緑色を呈し、ＬａＢ６微粒子が均一に分散されていることが伺えた。さらに、ＬａＢ６微粒子の凝集の度合いを見るための一指標として村上色材研究所（株）製ヘイズメータを用いて、プレート１のヘイズ値を測定したところ、２．０％と十分に低い値が得られた。
【００６１】
（比較例１）
高分子分散剤として、室温で液体状の高分子分散剤である東亞合成（株）製ＸＧ−４０００（ガラス転移温度−６１℃）を用いた以外は、実施例１と同様の操作を行い、分散粒径１５２ｎｍの比較例１に係るＬａＢ６微粒子分散液を製造した。
次に、比較例１に係るＬａＢ６微粒子分散液を加熱してトルエンを蒸発させ、ＬａＢ６微粒子２０重量％が高分子分散剤の中に均一分散したレーザー溶着用光吸収樹脂組成物を得た。しかし、このレーザー溶着用光吸収樹脂組成物はゼリー状でべたつき、その後の工程で正確な秤量やクリアペレットとの混合が困難であった。そこで、当該次レーザー溶着用光吸収樹脂組成物を廃棄して、検討を終了した。
【００６２】
（実施例３）
（レーザー溶着評価）
実施例２で作製したＬａＢ６微粒子を含有するプレート１と、含有しないプレート２との２枚を、表裏にして重ね合わせ、圧着治具で密着させた。当該密着物へプレート２の方向から、５ｃｍの幅方向に中央部３ｃｍに亘ってレーザー光を照射した。当該レーザー光
照射は、出力３０Ｗのファインデバイス社製半導体レーザー（波長９４０ｎｍ）を用いて焦点径０．８ｍｍ、走査速度１６ｍｍ／ｓで行なった。当該レーザー光照射に伴って、レーザー光吸収微粒子を含有するプレート１が発熱して溶融し、更に熱の伝播に伴い、プレート２も溶融して両者が融着し、冷却により固化して接合が完了し、接合された２枚のプレートとなった。圧着治具を開放しても接合はそのまま維持された。
【００６３】
接合された２枚のプレートの外観を目視で観察したところ、色むらがなく表面光沢も問題ないと評価された。次に、当該接合された２枚のプレートの隙間から楔を入れて剥がすように力を入れ、接合部の強さを推定した。すると、強い力をかけても接合部がしっかりと維持されることが分かった。以下、接合強度に関しては、強い力でも接合を維持したものを○、接合されたが軽い力で接合部がはがれたものを△、接合そのものが不完全だったものを×、と評価した（以下の実施例および比較例においても同様に評価した）。
【００６４】
（実施例４）
ＬａＢ６微粒子を、六ホウ化セリウム（ＣｅＢ６）微粒子へ代替し、プレート１のＣｅＢ６濃度を０．０１８％となるように、マスターバッチからプレートへの樹脂希釈率を変えた以外は、実施例１〜３と同様にして、ＣｅＢ６が均一に分散したトルエン分散液、光吸収アクリル樹脂組成物、マスターバッチ、およびプレート１（光吸収樹脂成形体）を順次作製した。そして、プレート１の光学特性評価、およびレーザー溶着試験評価を行い、結果を図２に示した。評価項目すべてにわたってＬａＢ６微粒子を用いた場合とほぼ同等の結果が得られた。尚、実施例４に係るプレート１の厚み１ｍｍにわたるＣｅＢ６微粒子の含有量は、１２００×０．０００１８＝０．２１６ｇ／ｍ２である。
【００６５】
（実施例５）
ＬａＢ６微粒子を、六ホウ化ガドリニウム（ＧｄＢ６）微粒子へ代替し、熱可塑性樹脂としてポリカーボネート樹脂ペレットを用い、二軸押出し機の溶融温度を３００℃とし、プレートのＧｄＢ６濃度が０．０３４％（この場合の厚み１ｍｍにわたるＬａＢ６微粒子の含有量は０．４０８ｇ／ｍ２）となるようにマスターバッチからプレート試験片への樹脂希釈率を変えた以外は、実施例１〜３と同様に操作して、ＧｄＢ６が均一に分散したトルエン分散液、ポリカーボネート樹脂１次組成物、マスターバッチ、およびプレート１（光吸収樹脂成形体）を順次作製した。そして、プレート１の光学特性評価、およびレーザー溶着試験評価を行い、結果を図２に示した。可視光透過率に対する波長９４０ｎｍにおける透過率はＬａＢ６の場合に比べて僅かに劣るが、レーザー溶着評価はＬａＢ６微粒子を用いた場合とほぼ同等の結果が得られた。
【００６６】
（実施例６）
ＬａＢ６微粒子を、六ホウ化イットリウム（ＹＢ６）微粒子へ代替し、熱可塑性樹脂としてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂ペレットを用い、二軸押出し機の溶融温度を２７０℃とし、プレートのＹＢ６濃度が０．０１８％（この場合の厚み１ｍｍにわたるＹＢ６微粒子の含有量は０．２１６ｇ／ｍ２）となるようにマスターバッチからプレート試験片への樹脂希釈率を変えた以外は、実施例１〜３と同様に操作して、ＹＢ６が均一に分散したトルエン分散液、ＰＥＴ樹脂１次組成物、マスターバッチ、およびプレート１（光吸収樹脂成形体）を順次作製した。そして、プレート１の光学特性評価、およびレーザー溶着試験評価を行い、結果を図２に示した。ＰＥＴ樹脂は結晶化が速く、プレート全体に亘って結晶化による曇りが若干見られた。当該曇りに伴って比較的高いヘイズ値が得られた。また、可視光透過率に対する波長９４０ｎｍにおける透過率はＬａＢ６の場合に比べて僅かに劣るが、レーザー溶着評価はＬａＢ６微粒子を用いた場合とほぼ同等の結果が得られた。
【００６７】
（比較例２）
住友金属鉱山（株）製ＩＴＯ微粒子２０重量％、高分子系分散剤として東亞合成（株）製スチレン・アクリル系高分子分散剤ＵＧ−４０３０（室温で固形粉末状でありガラス転移温度５２℃）のトルエン溶液（有効成分４０％）７０重量％、トルエン１０重量％を秤量し、ジルコニアビーズを入れたペイントシェーカーで６時間粉砕・分散処理することによって、比較例２に係るＩＴＯの微粒子分散液を製造した。当該比較例２に係る微粒子分散液中における微粒子の分散粒子径は１４０ｎｍであった。当該比較例２に係る微粒子分散液を、ＩＴＯ微粒子濃度が０．１重量％となるようにトルエンで希釈し、実施例１と同様にして重量換算吸収係数を測定した。そして当該測定値を、実施例１と同様に図１のグラフへ一点鎖線でプロットした。
【００６８】
図１に一点鎖線で示したプロファイルから明らかなように、比較例２に係るＩＴＯ微粒子分散液は、波長１１００ｎｍ前後から、それより長い波長を有する近赤外線を吸収する特性がある。しかし、測定範囲の波長において吸収の極大値は得られなかった。その重量吸収係数は、最大値でも約８Ｌ／ｇｃｍと小さく、本発明に係るＬａＢ６微粒子分散液とピーク吸収値で比較すると、約１／７以下の効果を示すにすぎないことが分かった。波長９４０ｎｍではこの差は更に大きく、ＩＴＯ微粒子の吸収係数は、ＬａＢ６微粒子の約１／４００の大きさであった。当該結果から、ＩＴＯ微粒子を用いて本発明に係るＬａＢ６微粒子と同じ効果を得ようとするなら、ＬａＢ６微粒子に比べて３桁以上も多い量のＩＴＯ微粒子を用いる必要があることが判明した。
【００６９】
続いて当該比較例２に係るＩＴＯ分散液を用いて、実施例２、３と同様にして、ＩＴＯが均一に分散した、レーザー溶着用光吸収樹脂組成物、マスターバッチ、およびＩＴＯ微粒子濃度が０．２４重量％で１ｍｍ厚さ（ＩＴＯ含有量は２．８８ｇ／ｍ２）のプレート１（光吸収樹脂成形体）を順次作製した。そして、プレート１の光学特性評価、およびレーザー溶着試験評価を行い、結果を図２に示した。
比較例２において、プレート１のＩＴＯ微粒子含有量は、例えば実施例１〜４のＬａＢ６微粒子含有量に比べて１桁以上多いにもかかわらず、レーザー照射によってプレート１ほとんど溶解せず、２枚のプレートはうまく接合しなかった。
【００７０】
（比較例３）
住友金属鉱山（株）製ＡＴＯ微粒子２０重量％、高分子系分散剤として東亞合成（株）製スチレン・アクリル系高分子分散剤ＵＧ−４０３０（室温で固形粉末状でありガラス転移温度５２℃）のトルエン溶液（有効成分４０％）７０重量％、トルエン１０重量％を秤量し、ジルコニアビーズを入れたペイントシェーカーで６時間粉砕・分散処理することによって比較例３に係るＡＴＯの微粒子分散液を調製した。当該比較例３に係る微粒子分散液中の微粒子の分散粒子径は、１１５ｎｍであった。比較例３に係る微粒子分散液を、ＡＴＯ微粒子濃度が０．１重量％となるようにトルエンで希釈し、実施例１と同様にして重量換算吸収係数を測定した。そして当該測定値を、実施例１と同様に図１のグラフへ破線でプロットした。
【００７１】
図１の破線のプロファイルが示すよう、ＡＴＯ微粒子分散液は、波長９００ｎｍ前後より長い波長を有する近赤外線を吸収する特性があり、測定範囲の波長では吸収の極大値は得られなかった。その重量吸収係数は波長２１００ｎｍで約５Ｌ／ｇｃｍと小さく、本発明に係るＬａＢ６微粒子分散液のピーク吸収値と比較すると約１／１１以下の効果にすぎないことが判明した。波長９４０ｎｍではこの差は更に大きく、ＡＴＯ微粒子の吸収係数は、ＬａＢ６微粒子に比べて約１／１８０の大きさしかない。
当該結果から、ＡＴＯ微粒子を用いて本発明に係るＬａＢ６微粒子と同じ効果を得ようとするなら、ＬａＢ６微粒子に比べて３桁以上も多い量のＡＴＯ微粒子を用いる必要があることが判明した。
【００７２】
続いて当該比較例３に係るＡＴＯ分散液を用いて、実施例２、３と同様にして、ＡＴＯが均一に分散した、レーザー溶着用光吸収樹脂組成物、マスターバッチ、およびＡＴＯ微粒子濃度が０．２４重量％で１ｍｍ厚さ（ＡＴＯ含有量は２．８８ｇ／ｍ２）のプレート１（レーザー光吸収樹脂成形体）を順次作製した。そして、プレート試験片の光学特性評価、およびレーザー溶着試験評価を行い、結果を図２に示した。
この場合、ＡＴＯ含有量は、例えば実施例１〜４に係るＬａＢ６含有量に比べて１桁以上多いにもかかわらず、レーザー照射によってプレート１はほとんど溶解せず、２枚のプレートはうまく接合しなかった。
【００７３】
（実施例７）
熱可塑性樹脂としてポリスチレン樹脂ペレットを用い、二軸押出し機の溶融温度を２４０℃とし、プレート１のＬａＢ６濃度が０．０４５％（この場合の厚み１ｍｍにわたるＬａＢ６微粒子の含有量は０．５４ｇ／ｍ２）となるようにマスターバッチからプレート試験片への樹脂希釈率を変えた以外は、実施例１〜３と同様にして、ＬａＢ６が均一に分散したトルエン分散液、レーザー溶着用光吸収樹脂組成物、マスターバッチ、およびプレート１（光吸収樹脂成型体）を順次作製した。そして、プレート１の光学特性評価、およびレーザー溶着試験評価を行い、結果を図２に示した。可視光透過率に対する波長９４０ｎｍにおける透過率、およびヘイズ値は、アクリル樹脂の場合に比べて僅かに劣るが、レーザー溶着評価はアクリル樹脂を用いた場合とほぼ同等の結果が得られた。
【００７４】
（実施例８）
熱可塑性樹脂としてポリアミド樹脂ペレットを用い、二軸押出し機の溶融温度を２２０℃とし、プレート１のＬａＢ６濃度が０．００７％（この場合の厚み１ｍｍにわたるＬａＢ６微粒子の含有量は０．０８４ｇ／ｍ２）となるようにマスターバッチからプレート試験片への樹脂希釈率を変えた以外は、実施例１〜３と同様にして、ＬａＢ６が均一に分散したトルエン分散液、レーザー溶着用光吸収樹脂組成物、マスターバッチ、およびプレート１（光吸収樹脂成型体）を順次作製した。そして、プレート１の光学特性評価、およびレーザー溶着試験評価を行い、結果を図２に示した。評価項目すべてにわたってアクリル樹脂を用いた場合とほぼ同等の結果が得られた。
【００７５】
（実施例９）
熱可塑性樹脂としてポリエチレン樹脂ペレットを用い、二軸押出し機の溶融温度を２４０℃とし、プレート１のＬａＢ６濃度が０．０１８％（この場合の厚み１ｍｍにわたるＬａＢ６微粒子の含有量は０．２１６ｇ／ｍ２）となるようにマスターバッチからプレート１への樹脂希釈率を変えた以外は、実施例１〜３と同様にして、ＬａＢ６が均一に分散したトルエン分散液、レーザー溶着用光吸収樹脂組成物、マスターバッチ、およびプレート１（光吸収樹脂成型体）を順次作製した。そして、プレート１の光学特性評価、およびレーザー溶着試験評価を行い、結果を図２に示した。ポリエチレン樹脂は結晶化が非常に速く、プレート全体に亘って結晶化による曇りが見られ、それに伴って高いヘイズ値が得られた。ヘイズによる透過光のロスのため、可視光透過率に対する波長９４０ｎｍにおける透過率はアクリル樹脂の場合に比べて劣るが、レーザー溶着試験評価はアクリル樹脂を用いた場合とほぼ同等の結果が得られた。
【００７６】
（実施例１０）
住友金属鉱山（株）製６ホウ化ランタン（ＬａＢ６）微粒子がＬａＢ６換算で２０重量％、高分子分散剤としてアビシア（株）製Ｓ−２４０００（ガラス転移温度６２℃）が３重量％となるように、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）中にそれぞれ投入した。そして、ジルコニアビーズを用いたペイントシェーカーミルにより、当該ＩＰＡ分散液の分散処理を行って、平均分散粒子径約１０８ｎｍの分散液を製造した。この分散液２ｇに、紫外線硬化樹脂ＵＶ３７０１（東亞合成(株)製）５ｇとＩＰＡ７ｇとを混合して塗布液とした
。この塗布液を厚み２ｍｍの透明アクリルプレート上にバーコーターを用いて塗布し、７０℃で１分間乾燥して溶媒を蒸発させた後、高圧水銀ランプから紫外線を照射して膜を硬化させた。得られた膜の可視光透過率は４１％であり、ヘイズ値は４．６％であった。このコーティング膜つきアクリル基板のコーティング膜厚は、触針式膜厚計で５μｍと測定された。固形分比率からこの膜中のＬａＢ６微粒子濃度は７．４重量％であり、厚さ５μｍにわたるＬａＢ６微粒子の含有量は０．４４ｇ／ｍ２である。
【００７７】
ＬａＢ６微粒子を分散剤とともにＵＶ硬化樹脂中に均一分散したコーティング膜を施したアクリル樹脂プレートと、透明なアクリル樹脂プレート（プレート２）とを、前者のコーティング面を介して重ね合わせ、圧着治具で密着させておいて、中央部３ｃｍに亘ってレーザー光を照射した。結果は図２に示すように、評価項目すべてにわたって、プレート試験片全体にわたってＬａＢ６微粒子が練り込まれているプレート１を用いた場合とほぼ同等の結果が得られた。
図２から明らかなように、これら６ホウ化物微粒子を添加した光吸収樹脂を用いると、可視光が十分に通されて明るい透明性を維持しつつも、表面光沢を維持した美しい溶着がなされ、接合部の外観や強度にも問題の無いレーザー溶着を行なうことが可能となる。
【００７８】
（比較例４）
実施例２において、Ｔダイによる押出し成形の厚みを５．０ｍｍとし、プレート１のＬａＢ６濃度が０．０００２％（この場合の厚み１ｍｍにわたるＬａＢ６微粒子の含有量は０．００２４ｇ／ｍ２）となるようにマスターバッチからプレート１片への樹脂希釈率を変えた以外は、実施例１〜３と同様にして、ＬａＢ６が均一に分散したトルエン分散液、レーザー溶着用光吸収樹脂組成物、マスターバッチ、およびプレート１（光吸収樹脂成型体）を順次作製した。そして、プレート１の光学特性評価、およびレーザー溶着試験評価を行い、結果を図２に示した。この場合、２枚のプレートは接合したものの接合強度は非常に弱く、手で簡単に２枚のプレートを分離することが出来た。
【００７９】
（比較例５）
住友金属鉱山（株）製ホウ化ランタンＬａＢ６微粒子を分散せずに、そのままアクリル樹脂ペレットと共にブレンダーで均一に混合し、加熱溶融後、Ｔダイを用いて厚さ１．０ｍｍに押出成形し、ＬａＢ６微粒子が濃度０．０１５重量％（この場合の厚み１ｍｍにわたるＬａＢ６微粒子の含有量は０．１８ｇ／ｍ２）の比較例５に係るアクリル樹脂のプレート１を作製した。そして、プレート１の光学特性評価、およびレーザー溶着試験評価を行い、結果を図２に示した。
このプレート１は、緑色を呈したが色ムラが顕著であり、ヘイズ値４５％であった。実施例３と同様にしてレーザー溶着試験を行なった結果、色ムラと部分的な発泡が見られ、外観には問題があった。また接合強度も不十分であった。
【００８０】
（比較例６）
実施例１と同様だが、分散液製造工程において高分子分散剤を用いず、さらに、ペイントシェーカーミルの分散時間を１０分間として比較例６に係る分散液を製造した。得られた比較例６に係る分散液中のＬａＢ６微粒子の分散粒径は１２５０ｎｍと測定された。その後、実施例２および３と同様だが、プレート１のＬａＢ６濃度を０．００７％（この場合の厚み１ｍｍにわたるＬａＢ６微粒子の含有量は０．０８４ｇ／ｍ２）となるようにマスターバッチからプレート試験片への樹脂希釈率を変えて、プレート１を製造した。そして、プレート１の光学特性評価、およびレーザー溶着試験評価を行い、結果を図２に示した。
このプレート１は、色味が黄色味を帯びた緑色となり、ヘイズ値は３３％であった。またレーザー溶着試験の結果、接合強度は十分であったが、顕著な色ムラが観察された。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】各種レーザー光吸収微粒子分散液の重量吸収係数と光の波長との関係を示すグラフである。
【図２】実施例１〜１０および比較例２〜６に係る光吸収樹脂成形体の組成概要と、その特性を示す表である。
【図１】
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【図２】
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