(57)【要約】      （修正有）【課題】レーザー光線透過性、成形性、機械的強度及び滞留熱安定性に優れ、各種用途の樹脂成形体のレーザー溶着接合に有用なポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物を得る。【解決手段】（Ａ）ポリブチレンテレフタレート系樹脂５０〜９９重量％、（Ｂ）ポリカーボネート樹脂、アクリロニトリル・スチレン共重合体の中から選ばれる少なくとも１種の樹脂１〜５０重量％からなる樹脂組成物であって、さらに（Ｃ）スチレン系エラストマを（Ａ）、（Ｂ）の合計量１００重量部に対し、１〜２５重量部、（Ｄ）リン酸モノエステル（１）およびリン酸ジエステル（２）であり、且つ配合比率が（１）：（２）＝３５：６５〜４５：５５であるホスフェート系安定剤を（Ａ）、（Ｂ）の合計量１００重量部に対し、０．０１〜１．０重量部含有するレーザー溶着用樹脂組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）ポリブチレンテレフタレートまたは、ポリブチレンテレフタレートおよびポリブチレンテレフタレート共重合体からなるポリブチレンテレフタレート系樹脂５０〜９９重量％、
（Ｂ）ポリカーボネート樹脂、アクリロニトリル・スチレン共重合体の中から選ばれる少なくとも１種の樹脂１〜５０重量％からなる樹脂組成物であって、
さらに（Ｃ）スチレンとブタジエンとの共重合物であるスチレン系エラストマを、（Ａ）、（Ｂ）の合計量１００重量部に対し、１〜２５重量部、
（Ｄ）下記（１）および（２）式であり、且つ配合比率が（１）：（２）＝３５：６５〜４５：５５であるホスフェート系安定剤を（Ａ）、（Ｂ）の合計量１００重量部に対し、０．０１〜１．０重量部含有するレーザー溶着用樹脂組成物。
【化１】
2007131692.tif 000008
【化２】
2007131692.tif 000009
（式中、Ｒ１ 、Ｒ２およびＲ３ は炭素原子数８〜３０の不飽和結合を有することのできるアルキル基を示す。）
【請求項２】
さらに（Ｅ）無機充填材及び有機系充填材から選択される少なくとも１種を、（Ａ）、（Ｂ）の合計量１００重量部に対し、１〜２００重量部添加配合してなる請求項１に記載のレーザー溶着用樹脂組成物。
【請求項３】
請求項１または２に記載のレーザー溶着用樹脂組成物からなる成形品。
【請求項４】
成形品の試料厚さ３ｍｍで測定した近赤外線８００〜１１００ｎｍ波長領域のレーザー光線透過率が１０％以上である請求項４に記載の成形品。
【請求項５】
請求項３または４に記載の成形品をレーザー溶着した複合成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐熱性、冷熱性、成形品表面外観、寸法安定性、レーザー溶着性が均衡して優れたレーザー溶着用樹脂組成物およびそれを用いた複合成形体に関し、更には他の物品にレーザー溶着して得られる複合成形体などに適したレーザー溶着用樹脂組成物およびそれを用いた複合成形体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポリブチレンテレフタレート樹脂は、その優れた射出成形性、機械特性、耐熱性、電気特性、耐薬品性などを利用して、機械部品、電気・通信部品、自動車部品などの分野で射出成形品として広範囲に利用されている。しかし、射出成形品の成形効率は良いが、その流動特性や金型構造の点から形状に制限があり、あまり複雑なものは成形が困難である。
【０００３】
従来から、製品形状の複雑化に伴う各パーツの接合においては、接着剤による接合、ボルトなどによる機械的接合などが行われてきた。しかしながら、接着剤ではその接着強度が、また、ボルトなどによる機械的接合では、費用、締結の手間、重量増が問題となっている。一方、レーザー溶着、熱板溶着などの外部加熱溶着、振動溶着、超音波溶着などの摩擦熱溶着に関しては短時間で接合が可能であり、また、接着剤や金属部品を使用しないので、それにかかるコストや重量増、環境汚染等の問題が発生しないことから、これらの方法による組立が増えてきている。
【０００４】
外部加熱溶着のひとつであるレーザー溶着は、重ね合わせた樹脂成形体にレーザー光を照射し、照射した一方を透過させてもう一方で吸収させ溶融、融着させる工法であり、三次元接合が可能、非接触加工、バリ発生が無いなどの利点を利用して、幅広い分野に広がりつつある工法である。
【０００５】
当工法において、レーザー光線透過側成形体に適用する樹脂材料においては、レーザー光線を透過する特徴が必須となり、照射したレーザー光線のエネルギーを１００％とした場合、そのレーザー光線透過側成形体の裏側に透過して出てくるエネルギーは、１０％以上は必要であることが本発明者らの検討結果から判明した。１０％未満のレーザー光線透過率の成形体をレーザー光線透過側成形体に用いた場合、レーザー光線入射表面で溶融、発煙するなどの不具合を生じる可能性が十分に考えられる。
【０００６】
各種用途に数多く使用されているポリブチレンテレフタレート系樹脂においては、ナイロン樹脂などの熱可塑性樹脂に比べてレーザー光線透過率が非常に低く、ポリブチレンテレフタレート系樹脂をレーザー光線透過側の成形品として用い、レーザー溶着工法を適用する際には、そのレーザー光線透過率の低さから厚み制限が非常に厳しく、レーザー光線透過率の向上のために薄肉化による対応が必要となり、製品設計自由度が小さかった。
【０００７】
特許文献１には、レーザー溶着工法においてポリブチレンテレフテレート系共重合体を用いることによる融点のコントロールによって、溶着条件幅を広くすると記載されているが、融点のコントロールだけでは、レーザー光線透過性の大きな向上は望めず、従って成形体の肉厚設計の自由度向上も望めず、またポリブチレンテレフタレート系樹脂の成形性を損なう問題点があった。
【０００８】
また、各種用途に数多く使用されているポリブチレンテレフタレート系樹脂においては、特許文献２に開示されているエラストマ添加による耐衝撃性改質、及び耐冷熱性改良を行うケースもあるが、実成形時の滞留安定性が不足しており、連続成形時に流動性が低下する等の問題がある。
【特許文献１】特開２００１−２６６５６号公報（［０００８］〜［００２４］段落）
【特許文献２】特開２００３−２９２７５２号公報（［００２５］〜［００２７］段落）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上述した従来の問題点を解消し、ポリブチレンテレフタレート系樹脂においても、製品設計自由度を低下させることなく、また、成形時の滞留熱安定性に優れ、レーザー光透過率を損なうことなく、レーザー光線透過側成形体として適用することのできるレーザー溶着用樹脂組成物を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは以上の状況を鑑み、鋭意検討を重ねた結果、ポリブチレンテレフタレート系樹脂に、ポリカーボネート樹脂、アクリロニトリル・スチレン共重合体の中から選ばれる少なくとも１種の樹脂と、スチレンとブタジエンとの共重合物であるスチレン系エラストマ添加し、且つ特定のホスフェート系安定剤を配合することで、レーザー光透過率の低下がなく、耐冷熱性に優れ、且つ成形時の滞留熱安定性が良好なレーザー溶着用樹脂組成物が得られることを見出し、本発明に到達した。
【００１１】
前記課題を解決するため、本発明は次の構成からなる。すなわち、
（１）（Ａ）ポリブチレンテレフタレートまたは、ポリブチレンテレフタレートおよびポリブチレンテレフタレート共重合体からなるポリブチレンテレフタレート系樹脂５０〜９９重量％、
（Ｂ）ポリカーボネート樹脂、アクリロニトリル・スチレン共重合体の中から選ばれる少なくとも１種の樹脂１〜５０重量％からなる樹脂組成物であって、
さらに（Ｃ）スチレンとブタジエンとの共重合物であるスチレン系エラストマを（Ａ）、（Ｂ）の合計量１００重量部に対し、１〜２５重量部、
（Ｄ）下記（１）および（２）式であり、且つ配合比率が（１）：（２）＝３５：６５〜４５：５５であるホスフェート系安定剤を（Ａ）、（Ｂ）の合計量１００重量部に対し、０．０１〜１．０重量部含有するレーザー溶着用樹脂組成物、
【００１２】
【化１】
2007131692.tif 000002
【００１３】
【化２】
2007131692.tif 000003
【００１４】
（式中、Ｒ１ 、Ｒ２およびＲ３ は炭素原子数８〜３０の不飽和結合を有することのできるアルキル基を示す。）
（２）さらに（Ｅ）無機充填材及び有機系充填材から選択される少なくとも１種を、（Ａ）、（Ｂ）の合計量１００重量部に対し、１〜２００重量部添加配合してなる上記（１）に記載のレーザー溶着用樹脂組成物、
（３）上記（１）または（２）に記載のレーザー溶着用樹脂組成物からなる成形品、
（４）成形品の試料厚さ３ｍｍで測定した近赤外線８００〜１１００ｎｍ波長領域のレーザー光線透過率が１０％以上である上記（４）に記載の成形品
（５）上記（３）または（４）に記載の成形品をレーザー溶着した複合成形体、
を提供するものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、ポリブチレンテレフタレート系樹脂に、ポリカーボネート樹脂、アクリロニトリル・スチレン共重合体の中から選ばれる少なくとも１種の樹脂を配合し、さらにスチレンとブタジエンとの共重合物であるスチレン系エラストマ、且つホスフェート系安定剤を添加することで、レーザー光線透過率の低下がなく、耐冷熱性に優れ、且つ耐熱変色性が良好なレーザー溶着用樹脂組成物が得ることが可能であり、レーザー光線透過側成形体として好適に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１７】
本発明でいう（Ａ）ポリブチレンテレフタレート系樹脂（以下、（Ａ）成分とも言う）とは、前記ポリブチレンテレフタレート単独であっても良いし、ポリブチレンテレフタレートとポリブチレンテレフタレート共重合体との併用であっても良い。
【００１８】
本発明において用いられるポリブチレンテレフタレートとは、テレフタル酸（あるいはそのジメチルテレフタレート等エステル形成性誘導体）と１，４−ブタンジオール（あるいはそのエステル形成性誘導体）とを重縮合反応して得られる重合体である。
【００１９】
また、上記ポリブチレンテレフタレートと併用して用いることができるポリブチレンテレフタレート共重合体としては、テレフタル酸（あるいはそのジメチルテレフタレート等エステル形成性誘導体）と１，４−ブタンジオール（あるいはそのエステル形成性誘導体）およびこれらと共重合可能なその他のジカルボン酸（あるいはそのエステル形成性誘導体）あるいはその他のジオール（あるいはそのエステル形成性誘導体）を共重合したものが挙げられ、なかでも第三成分としてその他のジカルボン酸（あるいはそのエステル形成性誘導体）を共重合した共重合体が好ましい。
【００２０】
その他のジカルボン酸（あるいはそのエステル形成性誘導体）の共重合割合は、全ジカルボン酸成分中、３〜３０モル％の範囲であることが成形性の点から好ましく、３〜２０モル％の範囲であることがより好ましい。
【００２１】
また、その他のジオール（あるいはそのエステル形成性誘導体）の共重合割合は、全ジオール成分中、３〜３０モル％の範囲であることが成形性の点から好ましく、３〜２０モル％の範囲であることがより好ましい。
【００２２】
上記その他のジカルボン酸としては、イソフタル酸、フタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、１，５−ナフタレンジカルボン酸、ビス（ｐ−カルボキシフェニル）メタン、アントラセンジカルボン酸、４，４’−ジフェニルエーテルジカルボン酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸などの芳香族ジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデカンジオン酸などの芳香族ジカルボン酸、１，３−シクロヘキサンジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環式ジカルボン酸などが挙げられる。
【００２３】
（Ａ）成分としてポリブチレンテレフタレート共重合体のみを使用した場合は、ポリカーボネート樹脂、アクリロニトリル・スチレン共重合体の中から選ばれる少なくとも１種の添加により成形性が低下するため好ましくない。
【００２４】
（Ａ）成分の粘度は溶融混練が可能であれば特に制限は無いが、通常、ｏ−クロロフェノール溶液を２５℃で測定したときの固有粘度は０．３６〜１．６０であることが好ましい。また、（Ａ）成分がポリブチレンテレフタレートとポリブチレンテレフタレート共重合体からなる場合には、その物理的あるいは溶融混合物を粉砕後もしくはペレット状のまま用いてｏ−クロロフェノールに溶解し、ｏ−クロロフェノール溶液を調整し、粘度測定した結果が前記粘度条件内にあればよい。
【００２５】
本発明においては上記（Ａ）成分と共に（Ｂ）ポリカーボネート樹脂、アクリロニトリル・スチレン共重合体の中から選ばれる少なくとも１種の樹脂（以下（Ｂ）成分とも言う）を用いるが、レーザー光線透過性に優れた組成物を得るためにはポリカーボネート樹脂を用いることが好ましい。
【００２６】
（Ａ）と（Ｂ）の合計に対する（Ｂ）成分の配合量は、レーザー光線透過性向上効果の点から１〜５０重量％であり、好ましくは５〜４０重量％である。（Ｂ）成分の配合量が１重量％未満であると、レーザー光線透過性が不十分であり、５０重量％を越えると成形性および高温剛性が低下するため好ましくない。上記の樹脂を用いることによって試料厚さ３ｍｍで測定した近赤外線８００〜１２００ｎｍ波長領域でのレーザー透過率を１０％以上とすることが可能となり、良好なレーザー透過性を得ることができる。
【００２７】
本発明においては（Ａ）成分と（Ｂ）成分に対し、（Ｃ）スチレン系エラストマ（以下、（Ｃ）成分と言う）を配合することにより耐衝撃性、耐冷熱性が付与される。ここでの耐冷熱性とは、ポリブチレンテレフタレート樹脂などと大きく線膨張係数の異なる、例えば金属などを内部にインサート成形してなる樹脂成形体において、低温、高温の繰り返し環境下においての割れに対する耐性を言う。前記（Ｃ）成分としては、スチレン−ブタジエンブロック共重合体が好ましく挙げられ、さらに好ましくはスチレン−ブタジエンブロック共重合体のエポキシ化物が挙げられる。
【００２８】
本発明で用いられる（Ｃ）成分の添加量は、レーザー光線透過性と成形性、耐冷熱性、及び耐熱変色性のバランスから、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計量１００重量部に対し１〜２５重量部の範囲であり、２〜２０重量部の範囲がより好ましい。添加量が１重量部未満では（Ｃ）成分添加による耐衝撃性、耐冷熱性の効果が殆ど無く、また２５重量部を越えると成形性、特に流動性が低下し、耐熱変色性も低下するので好ましくない。
【００２９】
本発明でいう（Ｄ）ホスフェート系安定剤とは、下記（１）および（２）式で表されるアルキルリン酸あるいはその金属塩を組み合わせて使用することで、滞留熱安定性に優れたものが得られる。
【００３０】
【化３】
2007131692.tif 000004
【００３１】
【化４】
2007131692.tif 000005
【００３２】
（式中、Ｒ１ 、Ｒ２およびＲ３ は炭素原子数８〜３０の不飽和結合を有することのできるアルキル基を示す。）
【００３３】
上記一般式（１）または（２）中、Ｒ１、Ｒ２ およびＲ３ で示される炭素原子数８〜３０のアルキル基としては、例えば、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、オクタデシル、ノナデシル、イコシル、ヘンイコシル、ドコシル、トリコシル、テトラコシル、ペンタコシル、ヘキサコシル、ヘプタコシル、オクタコシル、ノナコシル、トリアコンチルなどの基があげられ、これらは直鎖であっても分岐を有するものであってもよく、これらの混合アルキルでもよい。また、これらは不飽和結合を有するものでもよい。また、これらの金属塩を提供しうる金属種としては、例えば、ナトリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム、亜鉛、アルミニウムなどが挙げられる。
【００３４】
これらアルキルリン酸あるいはその金属塩は、アルコール類のリン酸モノエステルもしくはリン酸ジエステルあるいはそれらの金属塩であり、これを提供しうるアルコール類としては、例えば、オクタノール、イソオクタノール、２−エチルヘキサノール、ノニルアルコール、デシルアルコール、ウンデカノール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコール、オレイルアルコール、ベヘニルアルコール、２−ドデカノール、２−テトラデカノール、２−ヘキサデカノール、２−オクタデカノールなど、またはこれらの混合アルコール、やし油還元アルコール、牛脂還元アルコール、マッコー（抹香）アルコールなどの天然アルコールなどがあげられる。
【００３５】
本発明における（Ｄ）成分の前記（１）および（２）式の配合比率は（１）：（２）＝３５：６５〜４５：５５であり、添加量は（Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計量１００重量部に対し、０．０１〜１．０重量部である。配合比率が該範囲外であると滞留熱安定性が発現せず、また、添加量が０．０１重量部未満では（Ｃ）成分添加による滞留熱安定性が発現せず、１．０重量部を越えると機械的特性が低下するので好ましくない。
【００３６】
本発明においては、さらに（Ｅ）無機及び有機系充填材（以下、（Ｅ）成分と言う）を配合することができる。（Ｅ）成分としては、ガラス繊維、炭素繊維、チタン酸カリウィスカ、酸化亜鉛ウィスカ、硼酸アルミニウムウィスカ、アラミド繊維、アルミナ繊維、炭化珪素繊維、セラミックス繊維、アスベスト繊維、石膏繊維、金属繊維等の繊維状強化材、ワラステナイト、ゼオライト、セリサイト、カオリン、マイカ、クレー、パイロフィラメント、ベントナイト、アスベスト、タルク、アルミナリケート等の珪酸塩、アルミナ、酸化珪素、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化鉄等の金属化合物、炭化カルシウム、炭酸マグネシウム、ドロマイト等の炭酸塩、硫酸カルシウム、硫酸バリウム等の硫酸塩、ガラスビーズ、セラミックスビーズ、窒化硼素、炭化珪素及びシリカ等の非繊維状強化材等が挙げられ、これらは２種以上組み合わせてもよい。好ましい例としてはガラス繊維が挙げられる。さらに、これら充填材をシラン系、エポキシ系あるいはチタネート系などのカップリング剤で予備処理して使用することは、機械的強度などの面からより好ましい。
【００３７】
本発明で用いられる（Ｅ）成分の添加量は、流動性と機械的強度のバランスから、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計量１００重量部に対し１〜２００重量部であることが好ましく、より好ましくは５〜１２０重量部であり、特に１０〜８５重量部が好ましい。
【００３８】
本発明のレーザー溶着用樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で、離型剤、酸化防止剤、（Ｄ）成分以外の安定剤、滑剤、結晶核剤、末端封鎖剤、紫外線吸収剤、着色剤、難燃剤などの、通常の添加剤および少量の他種ポリマーを添加することができるが、特に結晶核剤を添加することにより、結晶化速度（固化速度）が速くなり、成形サイクルを短くすることが可能である。
【００３９】
結晶核剤としてはポリエーテルエーテルケトン樹脂、タルク等を挙げることができる。また、例えば離型剤としては、モンタン酸ワックス類、またはステアリン酸リチウム、ステアリン酸アルミニウム等の金属石鹸、エチレンビスステアリルアミド等の高級脂肪酸アミド、エチレンジアミン・ステアリン酸・セバシン酸重縮合物などを挙げることができ、なかでも、モンタン酸ワックス類、エチレンビスステアリルアミドが好ましい。
【００４０】
酸化防止剤の例としては、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール、テトラキス（メチレン−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート）メタン、トリス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジン）イソシアヌレート等のフェノール系化合物、ジラウリル−３，３’−チオジプロピオネート、ジミリスチル−３，３’−チオジプロピオネート等のイオウ化合物、トリスノニルフェニルホスファイト、ジスエアリルペンタエリスリトールジホスファイト等のリン系化合物等が挙げられ、なかでも、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール、テトラキス（メチレン−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート）メタンが好ましい。
【００４１】
（Ｄ）成分以外の安定剤の例としては、２−（２’−ヒドロキシ−５’−メチルフェニル）ベンゾトリアゾールを含むベンゾトリアゾール系化合物、ならびに２，４−ジヒドロキシベンゾフェノンのようなベンゾフェノン系化合物などを挙げることができる。
【００４２】
また、末端封鎖剤としては脂肪族および芳香族のグリシジルエステルもしくはグリシジルエーテル等を挙げることができる。
【００４３】
これらの各種添加剤は、２種類以上を組み合わせることによって相乗的な効果が得られることがあるので、併用して使用してもよい。
【００４４】
なお、例えば酸化防止剤として例示した添加剤は、安定剤や紫外線吸収剤として作用することもある。また、安定剤として例示したものについても酸化防止作用や紫外線吸収作用のあるものがある。すなわち前記分類は便宜的なものであり、作用を限定したものではない。
【００４５】
本発明のレーザー溶着用樹脂組成物の製造方法については通常知られている方法で実施すればよく、特に限定する必要はない。代表例としては、単軸あるいは２軸の押出機、バンバリーミキサー、ニーダーあるいはミキシングロールなど、公知の溶融混合機を用いて、２００〜３５０℃の温度で溶融混練する方法を挙げることができる。各成分は、予め一括して混合しておき、それから溶融混練してもよい。あるいは（Ａ）〜（Ｅ）成分の合計量１００重量部に対し、例えば１重量部以下であるような少量添加剤成分については、他の成分を上記の方法などで混練しペレット化した後、成形前に添加することもできる。なお、各成分に付着している水分は少ない方がよく、予め事前乾燥しておくことが望ましいが、必ずしも全ての成分を乾燥させる必要がある訳ではない。
【００４６】
好ましい製造方法の例としては、シリンダ温度２３０〜３００℃の２軸押出機を用い、（Ｅ）成分以外を該押出機の上流側から供給・混練し、次いで（Ｅ）成分をサイドフィードしてさらに混練する方法が挙げられる。
【００４７】
本発明のレーザー溶着用樹脂組成物は、射出成形、押出成形、ブロー成形、トランスファー成形、真空成形など一般に熱可塑性樹脂の公知の成形方法により成形されるが、なかでも射出成形により好ましく成形される。
【００４８】
本発明のレーザー溶着用樹脂組成物からなる成形品は、成形品の試料厚さ３ｍｍで測定した場合の近赤外線８００〜１１００ｎｍ波長領域のレーザー光線透過率が１０％以上であることが好ましい。成形品の試料厚さ３ｍｍで測定した近赤外線８００〜１１００ｎｍ波長領域のレーザー光線透過率が１０％以上であることにより、成形品をレーザー溶着した場合に高い溶着強度を得ることができる。なお、成形品の前記条件でのレーザー光線透過率は好ましくは１２％以上である。１２％以上とすることにより高い溶着強度を得ることができるからである。
【００４９】
本発明においては、レーザー光線透過性評価には（株）島津製作所製の紫外近赤外分光高度計（ＵＶ−３１００）を用い、また検出器には積分球を用いる。レーザー光線透過率は厚さ３ｍｍの試料を用いて近赤外線８００〜１１００ｎｍ波長領域の光線透過率を測定し、透過光量と入射光量の比を百分率で表す。近赤外線８００〜１１００ｎｍ波長領域でのレーザー光線透過率の測定は１０ｎｍ毎にレーザー光線透過率を測定し、近赤外線８００〜１１００ｎｍ波長領域でのレーザー光線透過率の最大値と最小値とを求める。図２（ａ）は、レーザー光線透過性評価試験片を表す平面図であり、（ｂ）は同試験片を表す側面図である。レーザー光線透過性評価試験片８は形状を底辺が正方形の直方体とし、底辺の一辺Ｌ2を８０ｍｍ、厚みＤ1を３ｍｍとした。この試験片のレーザー光線透過率を測定することによって厚み３ｍｍのレーザー光線透過率を測定する。
【００５０】
本発明のレーザー溶着用樹脂組成物は、その優れた特性を活かしてレーザー溶着に供される材料として用いられるが、レーザー溶着工法のレーザー光線透過側成形体に好適であり、また、該組成物にカーボンブラック等の近赤外線吸収剤を添加することにより、レーザー光線吸収側成形体にも容易に適用可能である。そして、これら成形体をレーザー溶着工法に供することで複合成形体を形成することができる。
【実施例】
【００５１】
以下に実施例を示し、本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれら実施例の記載に限定されるものではない。以下に実施例および比較例の材料特性評価方法を示す。
【００５２】
（１）成形性評価
射出成形機（日精６０Ｅ９ＡＳＥ）を使用して、シリンダ温度２６０℃、金型温度８０℃の成形条件において引張試験片（ＡＳＴＭ１号タイプ、厚み３．２ｍｍ）を作製した。成形の際に、成形品突き出し時に試験片が変形したり、突き出し箇所が大きく挫屈するようなものを成形性不良として表中「×」で示した。一方、変形のないものには表中「○」で示した。
【００５３】
成形不良であった「×」表示のものは、その他の特性評価を実施するための試験片作製が困難であったため、その後の評価ができなかった。これらについては表中の特性の項で「−」と示した。
【００５４】
（２）成形サイクル性評価
成形サイクルについては、金型内での樹脂の固化速度を現すゲートシール時間を評価した。ゲートシール時間は、試験片を射出成形した際に最低充填圧力から１次保圧時間を順次延ばし、成形品重量が一定となる１次保圧時間をゲートシール時間と定義した。ゲートシール時間は（１）における射出成形の際に、この定義に従って測定を行った。ゲートシール時間が短い材料は、固化速度が速く、ハイサイクル成形に好適である。
【００５５】
（３）引張強度
ＡＳＴＭ  Ｄ６３８に準拠する方法で評価を行った。試験片はＡＳＴＭ１号タイプ（厚み３．２ｍｍ）を用い、その成形条件はシリンダ温度２６０℃、金型温度８０℃とした。
【００５６】
（４）曲げ弾性率
ＡＳＴＭ  Ｄ７９０に準拠する方法で評価を行った。試験片は厚さ３．２ｍｍのものを用い、成形条件をシリンダ温度２６０℃、金型温度８０℃とした。
【００５７】
（５）衝撃強度
ＡＳＴＭ  Ｄ２５６に準拠する方法で評価を行った。試験片は幅３．２ｍｍのノッチ付き試験片を用いた。試験片の成形条件をシリンダ温度２６０℃、金型温度８０℃とした。
【００５８】
（６）荷重たわみ温度
ＡＳＴＭ  Ｄ６４８に準拠する方法で評価を行った。負荷応力を１．８２ＭＰａとした。試験片は厚さ６．４ｍｍとして、成形条件をシリンダ温度２６０℃、金型温度８０℃とした。
【００５９】
（７）耐冷熱性評価
下記方法によって得られた成形品を１３０℃環境下１時間処理後、−４０℃環境下１時間処理を行い、再び１３０℃環境下に放置する冷熱サイクル処理を行い、成形品の外観を目視した。インサート成形品にクラックが発生したサイクル数を表中に記載し、その数値の大小を耐冷熱性の指標とした。
【００６０】
インサート成形品は以下の方法により作成される。図１（ａ）に上記インサート成形品の平面図、および（ｂ）に同成形品の側面図を示す。インサート成形品１は、金型キャビティ内にインサート金属４（図１（ａ）および（ｂ）波線で明示）を装着・固定し、インサート金属４を覆うように溶融樹脂を射出し、樹脂２およびスプルー３を固化させる射出成形法により成形される。作製条件はシリンダ温度２６０℃、金型温度８０℃である。
【００６１】
インサート成形品１の、四角柱部分の底面（正方形）の辺の長さＬ1は５０ｍｍ、高さは３０ｍｍ、そして樹脂２の厚みＷ1は１．５ｍｍである。
【００６２】
（８）滞留熱安定性
射出成形機（東芝ＩＳ８０ＥＰＮ）を使用して、シリンダ温度２６０℃、金型温度８０℃、計量８０ｍｍ、射出圧力９０ＭＰａ、射出時間／冷却時間＝８／８秒の成形条件において、スパイラルフロー金型（１０ｍｍ幅、２ｍｍ厚み）を用い、スパイラル流動長を測定。１ショット〜３０ショットまで成形し、３０ショット目のスパイラル流動長が、１ショット目のそれに対し、−１０％以内の低下である場合を「○」、−１０％を超える低下幅である場合を「×」と表記した。低下幅が大きな材料は、成形時の滞留熱安定性が悪く、連続成形時に材料の粘度が増加していることを意味する。
【００６３】
（９）レーザー光線透過性評価
レーザー光線透過性評価には（株）島津製作所製の紫外近赤外分光高度計（ＵＶ−３１００）を用い、また検出器には積分球を用いた。レーザー光線透過性は厚さ３ｍｍの試料の近赤外線８００〜１１００ｎｍ波長領域の光線透過率を測定し、透過光量と入射光量の比を百分率で表中に表した。近赤外線８００〜１１００ｎｍ波長領域でのレーザー光線透過率の測定は１０ｎｍ毎にレーザー光線透過率を測定し、近赤外線８００〜１１００ｎｍ波長領域でのレーザー光線透過率の最大値と最小値とを求める。この測定を５回行い、その上限値と下限値とのそれぞれの平均値を求めた。図２（ａ）は、レーザー光線透過性評価試験片を表す平面図であり、（ｂ）は同試験片を表す側面図である。レーザー光線透過性評価試験片８は形状を底辺が正方形の直方体とし、底辺の一辺Ｌ2を８０ｍｍ、厚みＤ1を３ｍｍとした。また、成形条件をシリンダ温度２６０℃、金型温度８０℃として、射出成形後にスプルー３、ランナー６、ゲート７から切断して作製した。
【００６４】
（１０）レーザー溶着性評価
レーザー溶着性評価にはライスター社のＭＯＤＵＬＡＳ  Ｃ（レーザー光線の波長は９４０ｎｍで、近赤外線であり、最大出力が３５Ｗ、焦点距離Ｌが３８ｍｍ、焦点径Ｄが０．６ｍｍである）を用いて、レーザー光線透過側試料に厚み３ｍｍの試験片を用いた場合と、厚み３ｍｍの試験片を用いた場合の溶着可否を評価した。レーザー光線透過試料の光線入射表面に溶融痕が認められる場合は「×」、溶融痕が認められず、溶着が可能な場合は「○」と記載した。図３（ａ）はレーザー溶着用試験片（レーザー光線吸収側試料）９の概略を表す平面図であり、（ｂ）は側面図である。レーザー溶着用試験片９は、幅Ｗ2が２４ｍｍ、長さＬ3が７０ｍｍ、厚みＤ2が３ｍｍである。また、レーザー溶着用試験片９はレーザー光線透過性評価試験片と同様に作製し、成形条件をシリンダ温度２６０℃、金型温度８０℃として、射出成形後にスプルー３、ランナー６、ゲート７から切断して作製した。
【００６５】
図４はレーザー溶着方法の概略を示す概略図である。レーザー溶着方法は図４に示すように、レーザー光線透過側試料１３を上部に、下部にレーザー溶着用試験片１４を置き、重ね合わせ、上部よりレーザー光線を照射する。レーザー照射はレーザー溶着軌道１２に沿って行い、レーザー溶着条件は、出力１５〜３５Ｗ範囲および、レーザー走査速度１〜５０ｍｍ／ｓｅｃの範囲で最も良好な溶着強度が得られる条件で行った。なお、焦点距離は３８ｍｍ、焦点径は０．６ｍｍ固定で実施した。
【００６６】
（１１）溶着強度
溶着強度測定には引張試験器（ＡＧ−５００Ｂ）を用い、試験片の両端を固定し、溶着部位に引張剪断応力が発生するように引張試験を行った。強度測定時の引張速度は１ｍｍ／ｍｉｎ、スパンは４０ｍｍであり、測定回数は５回であり、その平均値を溶着強度とした。溶着強度は溶着部位が破断したときの応力とした。図５（ａ）には上記方法でレーザー溶着したレーザー溶着強度測定用試験片の概略平面図、（ｂ）は側面図を示した。レーザー溶着強度測定用試験片１５はレーザー光線透過側試料１３とレーザー光線吸収側試料１４とを、重ね合わせ長さＬ4が３０ｍｍ、溶着距離Ｙが２０ｍｍとなるように重ね合わせてレーザー溶着部１６で溶着したものである。なお、レーザー光線透過試料へは本発明のレーザー溶着用着色樹脂組成物を用い、レーザー光線吸収側試料へは、ポリブチレンテレフタレート樹脂１００重量部に対し、ガラス繊維を４３重量部添加し、さらにはカーボンブラックを０．４部添加した材料を用いた。レーザー光線吸収側試料は実施例と同様の製造法を用いて製造した。
【００６７】
以下に実施例および比較例に使用した配合組成物を示す。
【００６８】
［参考例１］ポリブチレンテレフタレート系樹脂
（Ａ−１）固有粘度０．８１ｄｌ／ｇのポリブチレンテレフタレート（東レ株式会社製“トレコン”１１００Ｓ）
（Ａ−２）ポリブチレンテレフタレート／イソフタレート共重合体の製造方法
テレフタル酸（以下、ＴＰＡともいう）４５０部、イソフタル酸（以下、ＩＰＡともいう）５０部［ＴＰＡ／ＩＰＡ＝９０／１０ｍｏｌ％］、１，４−ブタンジオール４０７部、テトラ−ｎ−ブチルチタネート１部を精留塔付き反応器に仕込み、５００ｍｍＨｇの減圧環境下で、１８０℃から２３０℃まで徐々に昇温してエステル化反応率９５％以上にまで反応させ、次いで２４０℃、０．５ｍｍＨｇにまで昇温、減圧して３時間３０分後に重合を完結させ、イソフタル酸１０ｍｏｌ％のポリブチレンテレフタレート共重合体を得た。得られた共重合体の固有粘度は０．８０ｄｌ／ｇであった。
【００６９】
［参考例２］
（Ｂ−１）出光石油化学社製ポリカーボネート樹脂“タフロン”Ａ−１９００（粘度平均分子量：１９０００）。
（Ｂ−２）ＡＳ樹脂：アクリロニトリル−スチレン共重合体（アクリロニトリルとスチレンの共重合比：アクリロニトリル／スチレン＝２４／７６（重量比）、固有粘度：０．６０ｄｌ／ｇ）。
【００７０】
［参考例３］スチレン系エラストマ
（Ｃ−１）スチレン−ブタジエンブロック共重合体エポキシ化物、ダイセル化学工業（株）製エポフレンドＡＴ５０４（スチレンとブタジエンの共重合比：スチレン／ブタジエン＝７０／３０（重量比）、エポキシ当量１０００。
（Ｃ−２）スチレン−ブタジエンブロック共重合体エポキシ化物、ダイセル化学工業（株）製エポフレンドＡＴ５０１（スチレンとブタジエンの共重合比：スチレン／ブタジエン＝４０／６０（重量比）、エポキシ当量１０００）。
【００７１】
［参考例４］ホスフェート系安定剤
（Ｄ−１）旭電化社製アデカスタブＡＸ７１
ステアリルアルコールのリン酸モノエステル（前記（１）式）およびステアリルアルコールのリン酸ジエステル（前記（２）式）の配合比率が４０：６０
（Ｄ−２）ステアリルアルコールのリン酸モノエステル（前記（１）式）およびステアリルアルコールのリン酸ジエステル（前記（２）式）の配合比率が３０：７０
（Ｄ−３）ステアリルアルコールのリン酸モノエステル（前記（１）式）およびステアリルアルコールのリン酸ジエステル（前記（２）式）の配合比率が７０：３０
（Ｄ−４）大八化学製トリメチルフォスフェート（ＴＭＰ）。
【００７２】
［参考例５］ガラス繊維
（Ｅ−１）日本電気硝子社製ガラス繊維“Ｔ−１２０”（平均繊維径：１３μｍ、繊維長３ｍｍのチョップドストランド）。
【００７３】
［参考例６］結晶核剤
（Ｆ−１）タルク：含水ケイ酸マグネシウム、見掛け比重＝０．２０ｇ／ｃｃ、ｐＨ＝９．３、平均粒子径＝５．２９μｍ。
【００７４】
［実施例１〜９］、［比較例１〜１０］
実施例１〜９及び比較例１〜１０に記載した材料の製造方法は次の通りである。すなわちシリンダ温度２５０℃に設定したスクリュー径５７ｍｍ直径の２軸押出機を用いて製造した。（Ａ）成分（ポリブチレンテレフタレート系樹脂）、（Ｂ）成分（ポリカーボネート樹脂、ＡＳ樹脂）、（Ｃ）成分（スチレン系エラストマ）、（Ｄ）成分（ホスフェート系安定剤）並びにその他の添加剤は元込め部から、（Ｅ）成分（ガラス繊維）をサイドフィーダーから供給して溶融混練を行い、ダイスから吐出されたストランドを冷却バス内で冷却した後、ストランドカッターにてペレット化した。得られた各材料は、１３０℃の熱風乾燥機で３時間乾燥した後、前記評価方法記載の方法を用いて成形し、評価を行った。
【００７５】
実施例１〜９及び比較例１〜１０の配合処方と結果を表１、表２に記載した。実施例１〜９で得られた樹脂組成物は、いずれも３ｍｍ厚みの試料をレーザー光線透過側に用いた場合に、レーザー光線透過試料の光線入射表面に溶融痕が発生することなく、高い溶着強度を示し、耐冷熱性、及び滞留熱安定性は良好であった。一方、比較例１〜１０で得られた樹脂組成物は、レーザー溶着可能なレーザー光線透過率を保持しているものの、滞留熱安定性または引張強度が不十分であった。
【００７６】
【表１】
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【００７７】
【表２】
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【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】（ａ）は実施例で耐冷熱性評価に用いたインサート成形品の平面図であり、（ｂ）は同成形品の側面図である。
【図２】（ａ）は実施例で用いたレーザー光線透過性評価試験片のであり、（ｂ）は同試験片の側面図である。
【図３】（ａ）は実施例で用いたレーザー溶着用試験片の平面図であり、（ｂ）は同試験片の側面図である。
【図４】レーザー溶着方法の概略を示す概略図である。
【図５】（ａ）は実施例で用いたレーザー溶着強度測定試験片の平面図であり、（ｂ）は同試験片の側面図である。
【符号の説明】
【００７９】
１．インサート成形品
２．樹脂
３．スプルー
４．インサート金属
５．樹脂未充填部
６．ランナー
７．ゲート
８．レーザー光線透過性評価試験片
９．レーザー溶着用試験片
１０．レーザー光線照射部
１１．レーザー光線
１２．レーザー光の軌道
１３．レーザー光線透過側試料
１４．レーザー光線吸収側試料
１５．レーザー溶着強度測定用試験片
１６．レーザー溶着部
【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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