(57)【要約】本発明は、樹脂組成物を含むウェルドライン強度が改善された溶着物品であって、前記樹脂組成物が１種以上のポリフェニレンエーテル、１種以上のポリ（アルケニル芳香族）化合物、及び１種以上のポリアルキレンイミンを含む物品を提供する。好ましい一実施形態では、この溶着物品を、超音波溶着と、振動溶着、例えば線形摩擦溶着及びスピン摩擦溶着とのうち１種以上を使用して製造する。別の好ましい実施形態では、溶着物品は、ウェルドラインピーク応力が８００ｐｓｉ以上、好ましくは１０００ｐｓｉ以上である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂組成物を含むウェルドライン強度が８００ｐｓｉ以上の溶着物品であって、前記樹脂組成物が１種以上のポリフェニレンエーテル、１種以上のポリ（アルケニル芳香族）化合物、及び１種以上のウェルドライン強度促進剤を含む物品。
【請求項２】
超音波溶着と振動溶着のうち１種以上を使用して製造される、請求項１記載の溶着物品。
【請求項３】
ウェルドライン強度促進剤が１種以上のアミン化合物を含み、前記アミン化合物が、１以上のＮＨ２基、１以上のＮＨ基、又はその組合せを含む、請求項１に記載の溶着物品。
【請求項４】
ウェルドライン強度促進剤が、
ｉ）次式の主鎖を有するポリアミン
【化１】
2006524285.tif 000010
［式中、Ｒは、Ｃ２〜Ｃ８アルキレン、Ｃ３〜Ｃ８アルキル置換アルキレン、及びその混合物であり、ｍは、２〜約７００であり、ｎは、０〜約３５０である］、
ｉｉ）次式の主鎖を有するポリアミン
【化２】
2006524285.tif 000011
［式中、ｙは、５〜１００００である］、及び場合によっては
（ｉｉｉ）ポリアミン主鎖ＮＨ単位の０％〜１００％が、次式を有する単位の１個又は複数で置換されているポリアミン化合物
【化３】
2006524285.tif 000012
［式中、Ｒ１は、Ｃ２〜Ｃ６アルキレン、Ｃ３〜Ｃ６アルキル置換アルキレン、及びその混合物であり、Ｒ２は、水素、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、及びその混合物であり、ｘは１〜１２であり、ｙは、５〜５０００である］からなる群から選択される１種以上のウェルド強度促進剤を含む、請求項１記載の溶着物品。
【請求項５】
ウェルドライン強度促進剤が、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルアミン、次式を有する１以上のポリエチレンイミンの１種以上、又はその混合物を含む、請求項１記載の溶着物品。
【化４】
2006524285.tif 000013
［式中、ｘ：ｙの比は約３：４である］
【請求項６】
ウェルドライン強度促進剤が数平均分子量約１００〜約１００００のポリエチレンイミンを含む、請求項１記載の溶着物品。
【請求項７】
溶着促進剤が、シクロヘキシルアミン、ｎ−ヘキサデシルアミン、次式を有するトリアミンの１種以上、又はその混合物を含む、請求項１記載の溶着物品。
【化５】
2006524285.tif 000014
［式中、ｘ＋ｙ＋ｚの合計は約３〜約２０である］
【請求項８】
ｘ、ｙ、及びｚの合計が約５〜約６である、請求項７記載の溶着物品。
【請求項９】
ウェルド強度促進剤のレベルが、ポリフェニレンエーテルとポリ（アルケニル芳香族）樹脂の総重量に対して約０．５重量％〜約２５重量％の範囲である、請求項１記載の溶着物品。
【請求項１０】
樹脂組成物がさらに、１種以上の相溶化剤、難燃剤、耐衝撃性向上剤、酸化防止剤、安定化剤、充填剤、又はその混合物からなる群から選択される、１種以上の添加剤を含む、請求項１記載の溶着物品。
【請求項１１】
溶着物品がポリウレタンフォームを含む、請求項１記載の溶着物品。
【請求項１２】
溶着物品成分間のウェルドライン強度の改善方法であって、熱可塑性樹脂を含む１種以上の物品成分を含み、前記熱可塑性樹脂が１種以上のポリフェニレンエーテル、１種以上のポリ（アルケニル芳香族）化合物、及び１種以上のポリアルキレンイミンを含む方法。
【請求項１３】
ウェルドラインピーク応力が８００ｐｓｉ以上の熱可塑性製品を与える、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
１種以上のポリフェニレンエーテル、１種以上のポリ（アルケニル芳香族）化合物、及び１種以上のウェルドライン強度促進剤を振動させるステップを含む熱可塑性基材の振動溶着方法であって、前記ウェルドラインのピーク応力が約８００ｐｓｉ以上である方法。
【請求項１５】
前記ウェルドライン強度促進剤が、１以上のＮＨ２基、１以上のＮＨ基、又はその組合せを有する１種以上のアミン化合物を含む、請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
前記ウェルドライン強度促進剤が１種以上のポリエチレンイミンを含む、請求項１４記載の方法。
【請求項１７】
ウェルドライン強度促進剤が、シクロヘキシルアミン、１−ヘキサデシルアミン、次式を有するトリアミン
【化６】
2006524285.tif 000015
［式中、ｘ＋ｙ＋ｚの合計は約３〜約２０である］、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジプロピルアミン、及び次式を有するポリエチレンイミン
【化７】
2006524285.tif 000016
［式中、「ｘ」及び「ｙ」は各々、約２〜約１５の値を有する整数である］の１種以上、並びにその混合物を含む、請求項１４記載の方法。
【請求項１８】
１種以上のポリフェニレンエーテル、１種以上のポリ（アルケニル芳香族）化合物、及びピーク応力が８００ｐｓｉ以上であると測定されるウェルドライン強度をもたらすのに有効な量の１種以上のウェルドライン強度促進剤を含む樹脂組成物。
【請求項１９】
前記ウェルドライン強度促進剤が１種以上のアミン化合物を含み、前記アミン化合物が１以上のＮＨ２基、１以上のＮＨ基、又はその組合せを含む、請求項１８記載の樹脂組成物。
【請求項２０】
ウェルドライン強度促進剤が、シクロヘキシルアミン、１−ヘキサデシルアミン、次式を有するトリアミン
【化８】
2006524285.tif 000017
［式中、ｘ＋ｙ＋ｚの合計は約３〜約２０である］、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジプロピルアミン、及び次式を有するポリエチレンイミン
【化９】
2006524285.tif 000018
［式中、「ｘ」及び「ｙ」は各々、約２〜約１５の値を有する整数である］の１種以上、並びにその混合物を含む、請求項１８記載の樹脂組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はポリフェニレンエーテル組成物のウェルド強度を高める組成物及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリフェニレンエーテル樹脂は、一般に優れた機械的諸特性、耐熱性、電気特性、及び耐燃性を示し、自動車の部品など広範囲の用途でよく使用される。特に、内部部品、例えば計器パネルやアームレスト、並びにボンネット内部品、例えば共振器及び吸気部品など自動車の様々な部品が挙げられる。これらの部品の多くは、ポリフェニレンエーテル樹脂組成物をこのような用途に理想的に適したものとする高い耐熱性を必要とする。しかし、これら同じ部品の多くは、複数の断片で製造され、接着剤、超音波溶着及び／又は摩擦溶着技法が関与する組立を必要とする。接着剤には、しばしば硬化時間、貯蔵、取扱い、薬品臭問題など不利な点がある。溶着技法は好ましいことが多いが、車両の使用期間にわたって繰り返される長期の振動及び衝撃による溶着部の破断は、深刻な問題である。したがって、溶着技法を高める組成物及び方法は、依然として非常に望まれている。
【特許文献１】米国特許第２７９２３７２号明細書
【特許文献２】米国特許第２１８２３０６号明細書
【特許文献３】米国特許第３０３３７４６号明細書
【特許文献４】米国特許第２２０８０９５号明細書
【特許文献５】米国特許第２８０６８３９号明細書
【特許文献６】米国特許第２５５３６９６号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明は、樹脂組成物を含むウェルドライン強度が改善された溶着物品であって、前記樹脂組成物が１種以上のポリフェニレンエーテル、１種以上のポリ（アルケニル芳香族）化合物、及び１種以上のウェルドライン強度促進剤、好ましくはポリアルキレンイミンを含む物品を提供する。好ましい一実施形態では、溶着物品を、超音波溶着と、振動溶着、例えば線形摩擦溶着及びスピン摩擦溶着とのうち１種以上を使用して製造する。別の好ましい実施形態では、溶着物品は、ウェルドライン応力が８００ｐｓｉ以上、好ましくは１０００ｐｓｉ以上である。
【０００４】
本発明の別の実施形態は、１種以上のポリフェニレンエーテル、１種以上のポリ（アルケニル芳香族）化合物、及び１種以上のウェルドライン強度促進剤を含む熱可塑性基材の溶着方法を提供することである。前記方法によって、約８００ｐｓｉ以上のウェルドライン強度が得られる。一実施形態では、溶着が、超音波溶着と振動溶着のうち１種以上を必要とする。本発明によれば、ウェルドラインピーク応力が８００ｐｓｉ以上、好ましくは１０００ｐｓｉ以上であり、自動車部品として有用な熱可塑性製品が提供される。
【０００５】
本発明の別の実施形態は、物品成分を、超音波溶着と振動溶着のうち１種以上で溶着した後、ウェルドライン強度が改善された物品を与え、１種以上のポリフェニレンエーテル、１種以上のポリ（アルケニル芳香族）化合物、及び１種以上のポリアルキレンイミンを含む熱可塑性樹脂を含む組成物を提供することである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明者らは、ウェルドライン強度の向上した物品を生じる本発明の組成物の主要成分は、１種以上のポリフェニレンエーテル、１種以上のポリ（アルケニル芳香族）化合物、及び１種以上のウェルド強度促進剤、好ましくはポリエチレンイミンの熱可塑性の混合物又はブレンドであることを見出した。他の成分は、難燃剤、耐衝撃性向上剤、離型剤、酸化防止剤、安定化剤、充填剤、及びその混合物などの組成物中に存在することができる。
【０００７】
ポリフェニレンエーテルの代表例は、複数の次式の構造単位を有する周知のポリマーである。
【０００８】
【化１】
2006524285.tif 000002
【０００９】
式中、前記単位では各々独立に、Ｑ１は各々独立に、ハロゲン、第１級又は第２級低級アルキル（即ち、炭素原子７個までを含むアルキル）、フェニル、ハロアルキル、アミノアルキル、ヒドロカルボンオキシ、又は２以上の炭素原子でハロゲン原子と酸素原子が隔てられたハロヒドロカルボンオキシであり、Ｑ２は、Ｑ１の場合に定義したとおり、各々独立に、水素、ハロゲン、第１級又は第２級低級アルキル、フェニル、ハロアルキル、ヒドロカルボンオキシ、又はハロヒドロカルボンオキシである。ほとんどの場合、Ｑ１は各々、アルキル、又はフェニル、特にＣ１〜４−アルキルであり、Ｑ２は各々、水素である。
【００１０】
ホモポリマーポリフェニレンエーテルも、コポリマーポリフェニレンエーテルも含まれる。好ましいホモポリマーは、２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル単位を含むものである。適切なコポリマーとしては、このような単位を例えば２，３，６−トリメチル−１，４−フェニレンエーテル単位と組み合わせて含むランダムコポリマーがある。ポリフェニレンエーテルにビニルモノマー、又はポリスチレンやエラストマーなどのポリマーなどの材料を知られている方式でグラフトすることによって調製された部分を含むポリフェニレンエーテル、並びに低分子量ポリカーボナート、キノン、ヘテロ環、及びホルマールなどのカップリング剤をポリフェニレンエーテル鎖のヒドロキシ基と知られている方式で反応させて、より大きい分子量のポリマーを得るカップリングさせたポリフェニレンエーテルも含まれる。
【００１１】
本発明の一実施形態では、ポリフェニレンエーテル樹脂は、一般に数平均分子量が約３０００〜４００００の範囲である。有用なポリフェニレンエーテル樹脂は、一般にクロロホルム中、２５℃で測定して、固有粘度（以降、「ｉ．ｖ．］と呼ぶこともある）が約０．１５〜約０．６デシリットル／グラム（ｄｌ／ｇ）の範囲である。
【００１２】
ポリフェニレンエーテルは、通常は２，６−キシレノールや２，３，６−トリメチルフェノールなど１種以上のモノヒドロキシ芳香族化合物の酸化カップリングによって調製することができる。このようなカップリング用の触媒系が、一般に使用され、これらは、通常は銅、マンガン、又はコバルト化合物など１種以上の重金属化合物を通常様々な他の材料と組み合わせて含む。
【００１３】
多数の目的で特に有用なポリフェニレンエーテルは、アミノアルキルを含む末端基を１以上有する分子を含むものである。アミノアルキル基は、通常はヒドロキシ基に対してオルト位にある。このような末端基を含む生成物は、適切な酸含有コポリマーを酸化カップリング反応混合物の構成要素の１つとして組み込むことによって得ることができる。通常は副生成物ジフェノキノンが存在している反応混合物から得られる４−ヒドロキシビフェニル末端基も、しばしば存在する。通常はポリマーの約９０重量％をも構成するポリマー分子の大部分は、１種以上の前記アミノアルキルを含む４−ヒドロキシビフェニル末端基を含むことができる。
【００１４】
先述のことから、当業者には、本発明での使用が企図されるポリフェニレンエーテルには、構造単位の変更にも、補助的な化学的諸特性にもかかわりなく、現在知られているものすべてが含まれることは明らかであろう。
【００１５】
熱可塑性樹脂状基材組成物に使用するポリ（アルケニル芳香族）化合物には、スチレン、α−メチルスチレン、４−メチルスチレン、及びジブロモスチレンなどの化合物のホモポリマー及びコポリマーが含まれる。ポリスチレンを、いくつかの実施形態で使用することができる。多くの実施形態では、「耐衝撃性ポリスチレン」又は「ＨＩＰＳ」とも呼ばれる通常のゴム改質ポリスチレンを使用することができる。
【００１６】
いくつかの実施形態では、２種の樹脂を任意の割合で含むポリフェニレンエーテルとポリ（アルケニル芳香族）化合物のブレンドを使用することができるが、ポリフェニレンエーテルは、２種のポリマーの総重量に対して少なくとも約２０重量％、好ましくはポリフェニレンエーテルとポリ（アルケニル芳香族）化合物材料の総重量に対して約２０〜８０重量％の量で存在することができる。一実施形態では、ポリフェニレンエーテル−ポリ（アルキレン芳香族）化合物ブレンド中のポリフェニレンエーテルの量は、これら２種のポリマー材料の総重量に対して約２０重量％〜約６０重量％の範囲とすることができる。
【００１７】
ポリフェニレンエーテルとポリ（アルケニル芳香族）化合物の混合物又はブレンドは、通常の添加剤、特に難燃添加剤、及び耐衝撃性向上剤を含むこともできる。難燃添加剤には、臭素化ポリスチレン、並びにリン酸トリフェニル、リン酸トリ−ｔ−ブチルフェニル、テトラフェニルレゾルシノールビスリン酸、テトラキシリルレゾルシノールビスリン酸、テトラフェニルヒドロキノンビスリン酸、及びテトラキシリルヒドロキノンビスリン酸などのリン含有化学物質が含まれる。
【００１８】
当技術分野で知られているポリフェニレンエーテル−ポリ（アルケニル芳香族）化合物の混合物又はブレンド用の耐衝撃性向上剤を使用することもできる。これらには、スチレンなどのアルケニル芳香族化合物とブタジエンやイソプレンなどの脂肪族ジエンのジブロックコポリマー、及びトリブロックコポリマーが含まれる。前記コポリマー中のジエン誘導ブロックは、実質的に飽和でもよく、実質的に不飽和でもよい。１種又は複数の耐衝撃性向上剤を使用することができる。
【００１９】
述べてきたように、本発明の主材料は、ウェルド強度促進剤である。ウェルド強度促進剤は、少なくともＮＨ基をもつ、アミン含有化合物とすることができ、好ましい一実施形態では、ウェルド強度促進剤は、少なくともＮＨ２基をもつアミン化合物とすることができ、より好ましい一実施形態では、ウェルド強度促進剤は、ＮＨ基とＮＨ２基の組合せをもつアミン化合物とすることができる。本発明の組成物に使用するウェルド強度促進剤の量を、所望のウェルドライン強度を実現するための特定のウェルド強度促進剤の有効性に応じて変えることができる。好ましい一実施形態では、本発明の組成物に使用するウェルド強度促進剤の量は、この組成物のポリウレタンフォームへの接着が実現するのに有効な量である。一般に、ウェルド強度促進剤のレベルは、ポリフェニレンエーテルとポリ（アルケニル芳香族）樹脂の総重量に対して約０．５重量％〜約２５重量％の範囲であり、ポリフェニレンエーテルとポリ（アルケニル芳香族）化合物の総重量に対してより好ましくは約１重量％〜約１５重量％の範囲、さらにより好ましくは約１重量％〜約１２重量％の範囲である。
【００２０】
本発明のウェルドライン強度促進剤は、
ｉ）次式の主鎖を有するポリアミン
【００２１】
【化２】
2006524285.tif 000003
【００２２】
［式中、Ｒは、Ｃ２〜Ｃ８アルキレン、Ｃ３〜Ｃ８アルキル置換アルキレン、及びその混合物であり、ｍは、２〜約７００であり、ｎは、０〜約３５０である］、
ｉｉ）次式の主鎖を有するポリアミン
【００２３】
【化３】
2006524285.tif 000004
【００２４】
［式中、ｙは、５〜１００００である］、及び
（ｉｉｉ）ポリアミン主鎖ＮＨ単位の０％〜１００％が、次式を有する単位の１個又は複数で置換されているポリアミン化合物
【００２５】
【化４】
2006524285.tif 000005
【００２６】
［式中、Ｒ１は、Ｃ２〜Ｃ６アルキレン、Ｃ３〜Ｃ６アルキル置換アルキレン、及びその混合物であり、Ｒ２は、水素、Ｃ１〜Ｃ４アルキル、及びその混合物であり、ｘは１〜１２である］を含む。
【００２７】
いくつかの実施形態では、本発明のポリアミンは、５０％未満のＲ基しか４個以上の炭素原子を含んでいない主鎖を含む。主鎖中の窒素原子間のＲ部分として２個又は３個の炭素スペーサを使用することが、分子の振動溶着接着を向上させる特性を制御するのに有利である。本発明のより好ましい実施形態は、２５％未満の部分しか４個以上の炭素原子を有していない。さらに好ましい主鎖は、１０％未満の部分しか４個以上の炭素原子を有していない。最も好ましい主鎖は、１００％がエチレン部分でなる。
【００２８】
本発明のウェルドライン強度向上性ポリアミンは、均質又は非均質なポリアミン主鎖、好ましくは均質な主鎖を含む。本発明では、「均質なポリアミン主鎖」という用語を、Ｒ単位が同じ（例えば、すべてエチレン）であるポリアミン主鎖と定義する。しかし、この定義は、化学的合成の選択された方法の人為結果によって存在するポリマー主鎖を含む、他の異質な単位を含むポリアミンを排除するものではない。例えば、エタノールアミンを、ポリエチレンイミンの合成で「開始剤」として使用することができ、したがって、重合「開始剤」に由来するヒドロキシエチル部分を１個含むポリエチレンイミン試料は、本発明では、均質なポリアルキレンイミン主鎖を含むと見なされることが当業者に周知である。
【００２９】
本発明では、「非均質なポリマー主鎖」という用語は、１種又は複数のアルキレン又は置換アルキレン部分、例えばＲ単位として一緒に使用されるエチレン単位と１，２−プロピレン単位の複合体であるポリアミン主鎖を指す。
【００３０】
しかし、このポリアミンの範疇に属するウェルドライン向上剤のすべてが、上記に記載したポリアルキレンイミンを含んでいるわけではない。本発明の化合物の主鎖を含む他のポリアミンは、一般にポリアルキレンアミン（ＰＡＡ）、ポリアルキレンイミン（ＰＡＩ）、好ましくはポリエチレンアミン（ＰＥＡ）、又はポリエチレンイミン（ＰＥＩ）である。一般的なポリアルキレンアミン（ＰＡＡ）は、テトラブチレンペンタミンである。ＰＥＡは、アンモニアと二塩化エチレンが関与する反応と、その後の分留によって得られる。得られる一般的なＰＥＡは、トリエチレンテトラアミン（ＴＥＴＡ）、及びテトラエチレンペンタミン（ＴＥＰＡ）である。同時に生成する誘導体混合物である、ペンタミンより高次のもの、即ち、ヘキサミン、ヘプタミン、オクタミン、及びことによるとノナミンは、蒸留では分離しないと思われ、環状アミン、特にピペラジンなど他の材料を含むことがある。窒素原子が現れている側鎖をもつ環状アミンも存在することがある。ＰＥＡの調製を記載した１９５７年５月１４日発行のＤｉｃｋｉｎｓｏｎの米国特許第２７９２３７２号を参照のこと。
【００３１】
本発明のポリアミンの好ましい主鎖を含むＰＥＩは、例えば二酸化炭素、亜硫酸水素ナトリウム、硫酸、過酸化水素、塩酸、酢酸などの触媒の存在下エチレンイミンを重合することによって調製することができる。ＰＥＩを調製する特定の方法は、１９３９年１２月５日発行のＵｌｒｉｃｈらの米国特許第２１８２３０６号、１９６２年５月８日発行のＭａｙｌｅらの米国特許第３０３３７４６号、１９４０年７月１６日発行のＥｓｓｅｌｍａｎｎらの米国特許第２２０８０９５号、１９５７年９月１７日発行のＣｒｏｗｔｈｅｒの米国特許第２８０６８３９号、及び１９５１年５月２１日発行のＷｉｌｓｏｎの米国特許第２５５３６９６号に開示されている。線状及び分枝状のＰＥＩに加えて、本発明は、通常は合成の人為結果として形成される環状アミンも含む。これらの材料の存在を、配合者によって選択される条件の応じて増大し、又は低減してもよい。
【００３２】
いくつかの実施形態では、ウェルドライン強度促進剤は、シクロヘキシルアミン、１−ヘキサデシルアミン、次式を有するトリアミン
【００３３】
【化５】
2006524285.tif 000006
【００３４】
［式中、ｘ＋ｙ＋ｚの合計は約３〜約２０である］、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジプロピルアミン、次式を有するポリエチレンイミン
【００３５】
【化６】
2006524285.tif 000007
【００３６】
［式中、「ｘ」及び「ｙ」は各々、約２〜約１５の値を有する整数である］、及び次式のポリエチレンイミン
【００３７】
【化７】
2006524285.tif 000008
【００３８】
［式中、ｘ：ｙの比は約３：４である］、又はその混合物を含むことができる。本発明のポリエチレンイミンの数平均分子量は、約１００〜約１００００の範囲で、好ましい一実施形態では、約５００〜約５０００の範囲で変わり得る。
【００３９】
摩擦溶着とも呼ばれる振動溶着は、界面のポリマーを溶融し混合するのに十分な熱を発生するまで、２つの熱可塑性部分をともに加圧下に適切な周波数及び振幅で摩擦するものである。振動を止めた後、この部分の位置合せを行い、この溶融ポリマーを放置して固化させ、（「ウェルドライン」とも呼ばれる）溶着物を作製する。スピン溶着では、運動が回転であり、線形摩擦溶着では、運動が回転ではなく線形である点を除いて、スピン溶着及び線形摩擦溶着は類似している。
【００４０】
振動溶着パラメータは、試行錯誤で設定することができる。圧力及び周波数を選択すれば、溶着は各々、十分であると判明している所定時間、振動を行うことによって実施する。時間のパラメータは、溶着プロセスを終了させるための変数として使用される場合、部分の均質性、及び圧力のわずかな変動の影響を受けやすい。部分の幾何形状の小さなばらつきによって、上質な溶着に必要とされる溶着時間に大幅な変化を招く恐れがある。溶着は、約１０Ｈｚ〜約１０００Ｈｚの範囲の周波数で実施することができ、好ましい一実施形態では、溶着を約５０Ｈｚ〜約５００Ｈｚの範囲の周波数で実施することができる。本発明の一実施形態では、溶着を約１０ｐｓｉ〜約１０００ｐｓｉの範囲の圧力で実施することができ、本発明の好ましい一実施形態では、溶着を約５０ｐｓｉ〜約５００ｐｓｉの範囲の圧力で実施することができる。
【００４１】
超音波溶着は、接合部で熱可塑性物質を軟化又は溶融させるために高周波数音響エネルギーを使用するものである。接合される部分を一緒に加圧下で保持し、次いで通常は周波数２０、３０、又は４０ｋＨｚの超音波振動を施す。部品をうまく溶着するための能力は、装置の設計、溶着する材料の機械的諸特性、及び部品の設計によって決定されるが、これらすべては当技術分野でよく知られている。
【００４２】
本発明の溶着方法及びウェルドライン促進剤を使用して、接着剤では実現することができない接着品質を有する溶着物品を作製することができる。接着はしばしば基材に依存し、接着剤は、十分な極性を有していない基材を結合することができない。接着剤を使用してプラスチックを結合するには、溶媒、さらには高温の使用を必要とすることがあるが、この使用は可能とはなり得ない。本発明の溶着方法及びウェルドライン促進剤はこのような問題を克服するものである。本発明の溶着方法を利用する物品の非限定的例には、事務機器筐体、自動車部品、航空機及び宇宙船の内部、建物の内部、家庭電化製品、及び結合強度を必要とする他の物品が含まれる。これら物品は、生産ライン又は製造設備で作製することができる。
【００４３】
本発明の組成物は、通常の混合装置、例えば単軸又は二軸スクリュー押出機、バンバリーミキサー、或いは他の任意の通常の溶融配合装置を用いて、成分を機械的にブレンドすることによって調製する。配合操作中、悪臭を放つ材料を組成物からさらに低減するために、真空を適用することもできる。組成物の成分を混合する順序は、一般にクリティカルではなく、当業者が容易に決定することができる。
【００４４】
本発明を例示するためのものであって限定するものではない以下の実施例及び比較例から、本発明をさらに理解することができる。引用された参考文献はすべて、本明細書にその全体を組み込まれる。
【実施例】
【００４５】
ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリ（アルケニル芳香族）化合物、及び第一級アミン又は第二級アミン含有材料の様々な樹脂組成物のウェルドライン強度特性を試験するために、下記の表１に詳述する様々な試験配合物を得、振動溶着によって試験した。
【００４６】
振動溶着方法：
機器の溶着パラメータを、テーブル高さ用の自動メニューを使用して設定した。溶着パラメータ用のパラメータメニューを使用し、溶着パラメータを以下の値：振幅０．０８〜０．１６インチ、溶着力４００ｌｂに設定した。
【００４７】
溶着方法を以下のように設定した。３インチ×６インチのプラック１枚を、「Ｔ」字状幾何形状試験のため溶融溶着し、成形されたままの縁部を上向きにして下部の取付台に配置した。第２の試料を上部固定治具中に加えた。２インチ×６インチのプラックを、適切な固定治具を使用することによって「樽」状幾何形状に溶着した。溶着は、テーブル高さを設定するとすぐに、自動スクリーンによって行った。溶着パラメータは所望どおりであった。プラックを溶着すると、試料を取り外し標識を付けた。振幅、溶着力、及び溶融を含めて、溶着パラメータを記録した。次いで、試料を、帯鋸を用いて１インチ幅の断片に裁断した。端部は廃棄した。残った断片の一部又は全部を万能試験機で引っ張った。
【００４８】
ウェルド強度：
例１〜７
ポリフェニレンエーテル、及びポリ（アルケニル芳香族化合物）を含む組成物を７個作成し、振動ウェルド強度に関して試験した。表Ｉは、試料１〜７の組成物を、振動溶着試験の結果とともに示している。試料１は、いずれのウェルド強度促進剤添加物も含まない対照配合である。対照組成物試料１は、ポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンオキシド）（ＰＰＥ）、ＨＩＰＳ（耐衝撃性ポリスチレン）、及びＫｒａｔｏｎ  ＰｏｌｙｍｅｒｓのＫＧ１６５１飽和トリブロック耐衝撃性向上剤（Ｓ−ＥＢ−Ｓ）を含んでいる。この材料は振動ウェルド強度が不十分である。アミン系ウェルド強度促進剤を組成物中に含んでいる試料２〜７は、実質的なピーク応力値を示し、ポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンオキシド）、耐衝撃性ポリスチレン、及びＫＧ１６５１飽和トリブロック耐衝撃性向上剤（Ｓ−ＥＢ−Ｓ）の組成物の良好な振動ウェルド強度を示唆している。
【００４９】
【表１】
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【００５０】
上記のデータによって例示するように、相対的に低いレベルのポリアルキレンイミンを添加すると、ウェルドライン強度が、特に試料８及び９で例示されたポリオキシプロピレントリアミンに比較した場合に予想外の増大を生じた。ポリアルキレンイミンは、試料８及び９のポリエーテルアミンに比較して、ピーク応力で代表されるウェルドライン強度が大幅に増大することは予想外であった。したがって、本発明のいくつかの好ましい実施形態では、ウェルドライン促進剤を含んでいない組成物に比較して、ウェルドライン強度が少なくとも１．２５倍、好ましくは少なくとも１．４倍増大している。
【国際調査報告】
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