レーザー溶接可能熱可塑性高分子、その製造方法および物品
組成物の全重量に対して、０超〜９９．９５質量％の熱可塑性高分子成分と、０．００００１〜５質量％の近赤外線吸収剤と、０．０〜０．０２質量％のカーボンブラックと、０．０５〜２０質量％の白色顔料と、を含むレーザー溶接可能組成物が開示される。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本発明は、レーザー溶接可能熱可塑性組成物、その製造方法および物品に関する。
【０００２】
透過溶接による２つの高分子物品の近赤外線（ＮＩＲ）レーザー溶接では、その高分子物品の一方が少なくとも部分的にレーザー光線に対して透過性であり、他方がレーザー光線のかなりの量を吸収しなければならない。該吸収高分子がレーザー光暴露領域で加熱されて、吸収高分子と透過高分子とが融解して界面で溶接される。
【０００３】
一般に、熱可塑性高分子はＮＩＲ光（本明細書では放射線波長が８００〜１４００ｎｍ）に対して透過性である。吸収性を増してレーザー光暴露に対してより多くの熱を発生させるために、ＮＩＲ吸収添加剤が高分子に添加される。該添加剤には、典型的に可視光（本明細書では波長が３５０〜８００ｎｍ）も少なくも少量吸収する顔料と染料が含まれる。これは、低濃度ではあっても該ＮＩＲ吸収顔料によって視覚的に検知できる、好ましくない色の変化が起こるために、白色を含む淡色系高分子基板実現のためには欠点となる。
【０００４】
白色および淡色系高分子は典型的に、無機顔料粒子と高分子とを混合して製造される。このために、これらの材料が組み込まれた高分子ブレンドの不透明性が高くなり外観が明るくなる。しかし、こうした顔料は一般に、ＮＩＲと可視光に対して高い反射性を有しており、すなわち、光を吸収することなく表面で散乱させる。
【０００５】
ＮＩＲレーザー光の吸収性または透過性を高めるための既存の高分子の処方改良によって、ＮＩＲレーザー溶接可能材料の選択の幅が広がってきた。しかしながら、レーザー溶接プロセスで使用する不透明な淡色系レーザー吸収高分子組成物（白色組成物も含めて）の開発の必要性が依然として残されている。
【発明の開示】
【０００６】
不透明な淡色系および白色のレーザー溶接可能熱可塑性高分子を実現するという上記の課題は、本明細書に開示されたいくつかの実施形態によって克服される。
【０００７】
ある実施形態では、レーザー溶接可能組成物は、その全重量に対して、０超〜９９．９５質量％の熱可塑性高分子組成物と、０．００００１〜５重量％の近赤外線吸収剤と、０．０〜０．０２質量％のカーボンブラックと、０．０５〜２０質量％の白色顔料と、を含む。
【０００８】
別の実施形態では、前記レーザー溶接可能組成物の製造方法は、本明細書で開示する前記成分を溶融混合してレーザー溶接可能組成物を製造するステップを備える。
【０００９】
本明細書では、前記レーザー溶接可能組成物を含む物品が開示される。
【００１０】
物品の製造方法は、本明細書で開示されたレーザー溶接可能組成物の融液の製造、押出、鋳込、あるいは型成形するステップを備える。
【００１１】
レーザー溶接物品は、近赤外線放射波長に対して少なくとも部分的に透過性の第１のレーザー溶接可能熱可塑性成分と、請求項１の組成物を含む第２のレーザー溶接可能成分と、を含み、前記第１のレーザー溶接可能熱可塑性成分の少なくとも一部の表面は、前記第２のレーザー溶接可能成分の少なくとも一部の表面にレーザー溶接されている。
【００１２】
別の実施形態では、熱可塑性成分のレーザー溶接方法は、近赤外線放射波長に対して部分的に透過性の第１の熱可塑性成分の少なくとも一部の表面を、本明細書で開示された前記レーザー溶接可能組成物を含む第２のレーザー溶接可能成分の少なくとも一部の表面に接触させるステップと、前記第１の熱可塑性成分を経由して前記第２のレーザー溶接可能成分に対して、前記第１の熱可塑性成分を前記第２のレーザー溶接可能成分に効果的に溶接する放射強度で、近赤外線レーザーで照射するステップと、を備える。
【００１３】
上記およびその他の特長と効果は、以下の図面と詳細な説明を参照することにより一層明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】近赤外透過性組成物を経由した暴露により、近赤外線透過成分の近赤外線吸収成分へのレーザー溶接を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明者らは驚くべきことに、異例の溶接強度を有する不透明な白色および淡色系レーザー溶接可能組成物が、特定の白色顔料を用いて得られることを見出した。この発見は、熱可塑性高分子組成物と、白色顔料と、波長８００〜１４００ｎｍの放射線を吸収する近赤外線（ＮＩＲ）吸収剤と、を含むレーザー溶接可能組成物に基づいている。レーザー溶接可能組成物は、白色顔料を含まない高分子組成物で製造されたものと同等で、通常溶接強度が大きく向上した外観を有し得る。これらはユーザからは大いに評価される性能特長である。
【００１６】
本明細書では、化合物は標準名称法を用いて記述される。文脈上明記される場合を除き、単数表現には複数が含まれる。すべての引例は参照により本明細書に援用される。用語「その組み合わせ」とは、１つまたは複数の記載された成分が、選択的に１つまたは複数の記載されていない成分と共に存在することを示す。作用例を除き、あるいは別途明示がある場合を除き、明細書および請求項で用いられている成分量や反応条件等を表す数字や表現は、すべての場合について「約」という用語で修飾されるものと理解されたい。本出願では様々な数値範囲が示されている。これらの範囲は連続的であり、最小値と最大値間のすべての数値を含む。別途明示がある場合を除き、本明細書のこうした様々な数値範囲は近似である。同じ特性または成分を表すすべての範囲の終点は、互いに独立に組み合わせ可能であり、記載された終点を含んでいる。
【００１７】
本明細書で使用可能な熱可塑性高分子組成物は当業者に既知であり、これに限定されないが、ポリエチレンおよびその共重合体類と三元共重合体類、ポリブチレンおよびその共重合体類と三元共重合体類、ポリプロピレンおよびその共重合体類と三元共重合体類を含むオレフィン系高分子類；エチレンと、少なくとも１つのα−オレフィンおよびアタクチックポリ（α−オレフィン）類と、から成る直鎖または実質的に直鎖の共重合体を含むα−オレフィン系高分子類；ゴムブロック共重合体類；ポリアミド類；ポリイミド類；ポリ（アリレート）類、ポリ（エ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）などのポリエステル類；ポリ塩化ビニルなどのビニル系高分子類およびポリ酢酸ビニルなどのポリビニールエステル類；アクリル単独重合体類、共重合体類および三元共重合類；エポキシ類；ポリカーボネート類、ポリエステル−ポリカーボネート類；ポリスチレン；ポリ（フェニレンエーテル）を含むポリ（アリーレンエーテル）類；ポリウレタン類；フェノキシ樹脂類；ポリスルホン類；ポリエーテル類；アセタール樹脂類；ポリオキシエチレン類およびこれらの組み合わせなどが含まれる。より具体的には、前記高分子類は、ポリエチレン、エチレン共重合体類、ポリプロピレン、プロピレン共重合体類、ポリエステル類、ポリカーボネート類、ポリエステル−ポリカーボネート類、ポリアミド類、ポリ（アリーレンエーテル）類およびこれらの組み合わせから構成される群から選択される。
【００１８】
ポリエチレン、ポリプロピレンおよびポリブチレンなどのオレフィン系高分子類は、エチレン性不飽和モノマーの高分子と典型的に呼ばれる高分子類や、４〜１０個の炭素原子を含むα−オレフィン類や酢酸ビニルなどの高エチレンを有するこうした高分子類の共重合体類および三元共重合体類の広範囲の種類から選択される。オレフィン類、すなわちエチレンは、アクリレートなどのビニル単量体類あるいはカルボン酸化合物のビニールエステル類と共重合化されることが多い。具体的なアクリレート単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸、アクリルアミド、メタクリルアミド、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸メトキシエチル、アクリル酸メトキシエチルなどがある。カルボン酸のビニールエステルとしては、酢酸ビニル、酪酸ビニルなどがある。この種の高分子類で通常用いられるものは、例えば、エチレン酢酸ビニル、エチレンアクリル酸エチル、エチレンアクリル酸ｎ−ブチルおよびエチレンアクリル酸メチルなどである。
【００１９】
ある特定の実施形態では、前記熱可塑性高分子組成物は、オレフィン系高分子類、ポリアミド類、ポリイミド類、ポリスチレン、ポリアリーレンエーテル類、ポリウレタン類、フェノキシ樹脂類、ポリスルホン類、ポリエーテル類、アセタール樹脂類、ポリエステル類、ビニル系高分子類、アクリル類、エポキシ類、ポリカーボネート類、ポリエステル−ポリカーボネート類、スチレン−アクリロニトリル共重合体類およびこれらの組み合わせから構成される群から選択される高分子を含む。より具体的には、前記熱可塑性高分子組成物は、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアミドおよびこれらの組み合わせから構成される群から選択される高分子を含み、さらにより具体的には、ポリカーボネートとポリエステルの組み合わせから選択される高分子を含む。
【００２０】
好適なポリエステル類は、式（１）の繰り返し単位を含む。
【００２１】
【化１】
式中、Ｔは、Ｃ８−１２芳香族ジカルボン酸、Ｃ５−７脂環式ジカルボン酸あるいはこれらの化学的等価物から誘導される残基であり、Ｄは、Ｃ６−１２芳香族ジオール、Ｃ２−１２脂肪族ジオールあるいはこれらの化学的等価物から誘導される残基である。
【００２２】
前記ポリエステル単位の調製に用いられる芳香族ジカルボン酸としては、イソフタル酸、テレフタル酸、１，４−ナフタレンジカルボン酸、１，５−ナフタレンジカルボン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸およびこれらのジカルボン酸の少なくとも１つを含む組み合わせなどがある。典型的な脂環式ジカルボン酸としては、ノルボルネンジカルボン酸および１，４−シクロヘキサンジカルボン酸などがある。前記の任意のジカルボン酸の化学的等価物としては、例えば、ジメチルエステル類、ジアリールエステル類、無水物類、塩類、酸塩化物類および臭化物類などがある。
【００２３】
特定のジカルボン酸は、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸（シスまたはトランス）あるいはこれらのジカルボン酸類の少なくとも１つを含む組み合わせである。ある特定のジカルボン酸は、イソフタル酸とテレフタル酸の組み合わせを含んでおり、イソフタル酸とテレフタル酸の重量比は９１：９〜２：９８である。
【００２４】
好適なＣ６−１２芳香族ジオール類としては、これに限定されないが、レゾルシノール、ヒドロキノンおよびピロカテコール、および１，５−ナフタレンジオール、２，６−ナフタレンジオール、１，４−ナフタレンジオール、４，４’−ジヒドロキシビフェニール、ビス（４−ヒドロキシフェニル）エーテル、ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルホンおよびこれらの芳香族ジオール類の少なくとも１つを含む組み合わせなどがある。典型的なＣ２−１２脂肪族ジオール類としては、これに限定されないが、エチレングリコールやプロピレングリコールなどの直鎖、分岐鎖あるいは脂環式アルカンジオール類、すなわち、１，２−および１，３−プロピレングリコール、２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオール、２−エチル−２−メチル−１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，４−ブタ−２−エンジオール、１，３−および１，５−ペンタンジオール、ジプロピレングリコール、２−メチル−１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ジメタノールデカリン、ジメタノールビシクロオクタン、シスおよびトランス異性体を含む１，４−シクロヘキサンジメタノール、トリエチレングリコール、１，１０−デカンジオールおよびこれらのジオール類の少なくとも１つを含む組み合わせなどがある。前記の任意のジオールの化学的等価物としては、ジアルキルエステル類、ジアリールエステル類などのエステル類がある。具体的な脂肪族ジオール類は、シクロヘキサンジメタノール、エチレングリコールあるいはシクロヘキサンジメタノールとエチレングリコールを含む組み合わせである。
【００２５】
ある実施形態では、Ｔは、シクロヘキサンジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、これらのものの化学的等価物あるいはこれらの少なくとも１つを含む組み合わせから誘導され、Ｄは、１，４−シクロヘキサンジメタノール、Ｃ２−４ジオール、これらの化学的等価物あるいはこれらの少なくとも１つを含む組み合わせから誘導される。
【００２６】
式（１）の範囲におけるある特定の種類のポリエステル類は、例えば、ポリ（シクロヘキサンジメタノールテレフタレート）（ＰＣＴ）などの、式（２）の繰り返し単位を有するポリ（シクロアルキレンフタレート）類である。
【００２７】
【化２】
式中、Ｔは、式（８）に従ってテレフタル酸から誘導され、Ｄは、式（８）に従って１，４−シクロヘキサンジメタノールから誘導される。
【００２８】
式（１）の範囲における別の特定の種類のポリエステル類は、ＴおよびＤが各々シクロアルキル基を含むポリ（シクロアルキレンシクロアルカノエート）類である。ある実施形態では、Ｔはシクロヘキサンジカルボン酸から誘導され、Ｄは、１，６−ヘキサンジオール、ジメタノールデカリン、ジメタノールビシクロオクタン、１，４−シクロヘキサンジメタノールおよびそのシス、トランス異性体、１，１０−デカンジオールなどから誘導される二価基である。特に有利なポリ（シクロアルキレンシクロアルカノエート）は、ポリ（１，４−シクロヘキサン−ジメタノール−１，４−ジカルボキシレート）（ＰＣＣＤ）とも呼ばれる、式（３）の繰り返し単位を有するポリ（シクロヘキサン−１，４−ジメチレンシクロヘキサン−１，４−ジカルボキシレート）である。
【００２９】
【化３】
式中、Ｔは１，４−シクロヘキサンジカルボン酸から誘導され、Ｄは１，４−シクロヘキサンジメタノールから誘導される。
【００３０】
他の特定のポリエステル類は、芳香族ジカルボン酸と、直鎖脂肪族ジオール類、特に、エチレングリコール、ブチレングリコール、ポリ（エチレングリコール）あるいはポリ（ブチレングリコール）と、１，４−ヘキサンジオール、ジメタノールデカリン、ジメタノールビシクロオクタン、１，４−シクロヘキサンジメタノールおよびそのシス、トランス異性体、１，１０−デカンジオールなどの脂環式ジオール類と、の混合物と、から誘導される共重合ポリエステル類である。前記直鎖脂肪エステル単位あるいは脂環式エステル単位を含むエステル単位は、それぞれ独立の単位として、あるいは同種の単位のブロックとして、高分子鎖中に存在し得る。ある実施形態では、この種のポリエステル類は、そのエステル基の５０モル％超が１，４−シクロヘキサンジメチレンテレフタレートから誘導されている場合にはＰＣＴＧとして知られ、そのエステル基の５０モル％未満が１，４−シクロヘキサンジメチレンテレフタレートから誘導されている場合にはＰＥＴＧとして知られる、ポリ（１，４−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート）−ｃｏ−ポリ（エチレンテレフタレート）である。ある特定の実施形態では、前記ポリ（１，４−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート）−ｃｏ−ポリ（エチレンテレフタレート）は、Ｃ２−４ジオールから誘導された２５モル％以下の残基を含む。
【００３１】
前記ポリエステル類は、上記の通り、液相濃縮を用いて、あるいは例えば、ジメチルテレフタレートなどのジアルキルエステルを酸性触媒を用いてエチレングリコールとエステル交換させてポリ（エチレンテレフタレート）を生成するエステル交換重合を用いて、界面重合あるいは溶融プロセス濃縮により得られる。例えば、３個以上の水酸基あるいは三官能性または多官能性カルボン酸などを有するグリコールなどの分枝剤が組み込まれた分子鎖ポリエステルが使用できる。さらに、組成物の最終用途に応じて、ポリエステル上に種々の濃度の酸と末端水酸基とを有することが望ましい場合もある。
【００３２】
前記ポリエステル類の固有粘度は、温度２５℃のクロロホルム中で測定して０．３〜２ｄＬ／ｇ、具体的には０．４５〜１．２ｄＬ／ｇであり得る。前記ポリエステル類の重量平均分子量は、ゲル透過クロマトグラフィで測定して、１０，０００〜２００，０００ドルトン、具体的には２０，０００〜１００，０００ドルトンにできる。
【００３３】
好適なポリカーボネート類は、式（１）の炭酸塩繰り返し構造単位を含む。
【００３４】
【化４】
式中、Ｒ１基の総数の内少なくとも６０％は芳香族有機基を含んでおり、残りは脂肪族基、脂環式基、あるいは芳香族基である。ある実施形態では、Ｒ１はそれぞれＣ６−３０芳香族基であり、すなわち、少なくとも１つの芳香族部分を含んでいる。Ｒ１は、式ＨＯ−Ｒ１−ＯＨのジヒドロキシ化合物、特に、式（５）のジヒドロキシ化合物から誘導され得る。
【００３５】
【化５】
式中、Ａ１およびＡ２はそれぞれ単環式二価芳香族基であり、Ｙ１は、Ａ１とＡ２とを分離する１つまたは複数の原子を有する単結合または架橋基である。典型的な実施形態では、１つの原子がＡ１とＡ２を分離する。具体的には、それぞれのＲ１は式（６）のジヒドロキシ芳香族化合物から誘導され得る。
【００３６】
【化６】
式中、ＲａおよびＲｂはそれぞれハロゲンまたはＣ１−１２アルキル基であり、同じであっても異なっていてもよく、ｐとｑはそれぞれ独立に０〜４の整数である。また、式（６）のＸａは、架橋基とＣ６アリーレン基それぞれのヒドロキシ置換基がＣ６アリーレン基上で互いにオルト、メタあるいはパラ（特にパラ）の位置に配置されている２つのヒドロキシ置換芳香族基を結合する架橋基を表わす。ある実施形態では、前記架橋基Ｘａは、単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｓ（Ｏ）−、−Ｓ（Ｏ）２−、−Ｃ（Ｏ）−、またはＣ１−１８有機基である。該Ｃ１−１８有機架橋基は、環式あるいは非環式であっても、芳香族あるいは非芳香族であってもよく、また、ハロゲン類、酸素、窒素、硫黄、シリコン、あるいはリンなどのヘテロ原子を含み得る。該Ｃ１−１８有機架橋基は、それに結合しているＣ６アリーレン基がそれぞれ共通のアルキリデン炭素またはＣ１−１８有機架橋基の異なる炭素に結合するように配置され得る。ある実施形態では、ｐとｑはそれぞれ１であり、ＲａとＲｂはそれぞれＣ１−３アルキル基、具体的にはメチルであり、それぞれのアリーレン基のヒドロキシ基に対してメタの位置に配置されている。
【００３７】
ある実施形態では、Ｘａは置換または未置換のＣ３−１８シクロアルキリデン、式−Ｃ（Ｒｃ）（Ｒｄ）（式中、ＲｃとＲｄはそれぞれ独立に、水素、Ｃ１−１２アルキル、Ｃ１−１２シクロアルキル、Ｃ７−１２アリールアルキル、Ｃ１−１２ヘテロアルキルまたは環式Ｃ７−１２ヘテロアリールアルキル）のＣ１−２５アルキリデン、あるいは、Ｒｅが二価のＣ１−１２炭化水素基である式−Ｃ（＝Ｒｅ）の基である。この種の典型的な基としては、メチレン、シクロヘキシルメチレン、エチリデン、ネオペンチリデン、イソプロピリデン、２−［２．２．１］−ビシクロヘプチリデン、シクロヘキシリデン、シクロペンチリデン、シクロドデシリデンおよびアダマンチリデンなどがある。
【００３８】
式ＨＯ−Ｒ１−ＯＨの他の有用な芳香族ジヒドロキシ化合物としては、式（７）の化合物がある。
【００３９】
【化７】
式中、Ｒｈはそれぞれ独立に、ハロゲン原子、Ｃ１−１０アルキル基などのＣ１−１０ヒドロカルビル、ハロゲン置換Ｃ１−１０アルキル基、Ｃ６−１０アリール基あるいはハロゲン置換Ｃ６−１０アリール基であり、ｎは０〜４である。該ハロゲンは通常臭素である。
【００４０】
具体的な芳香族ジヒドロキシ化合物の例としては、４，４’−ジヒドロキシビフェニル、１，６−ジヒドロキシナフタレン、２，６−ジヒドロキシナフタレン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）ジフェニルメタンビス（４−ヒドロキシフェニル）−１−ナフチルメタン、１，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−１−フェニルエタン、２−（４−ヒドロキシフェニル）−２−（３−ヒドロキシフェニル）プロパン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）フェニルメタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３−ブロモフェニル）プロパン、１，１−ビス（ヒドロキシフェニル）シクロペンタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）イソブテン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロドデカン、ｔｒａｎｓ−２，３−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−２−ブテン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）アダマンチン、α，α’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）トルエン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）アセトニトリル、２，２−ビス（３−メチル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（３−エチル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（３−ｎ−プロピル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（３−イソプロピル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（３−ｓｅｃ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（３−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（３−シクロヘキシル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（３−アリル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（３−メトキシ−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン、１，１−ジクロロ−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エチレン、１，１−ジブロモ−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エチレン、１，１−ジクロロ−２，２−ビス（５−フェノキシ−４−ヒドロキシフェニル）エチレン、４，４’−ジヒドロキシベンゾフェノン、３，３−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−２−ブタノン、１，６−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−１，６−ヘキサンジオン、エチレングリコールビス（４−ヒドロキシフェニル）エーテル、ビス（４−ヒドロキシフェニル）エーテル、ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルフィド、ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルホキシド、ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルホン、９，９−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フルオリン、２，７−ジヒドロキシピレン、６，６’−ジヒドロキシ−３，３，３’，３’−テトラメチルスピロ（ビス）インダン（「スピロビインダンビスフェノール」）、３，３−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フタリド、２，６−ジヒドロキシジベンゾ−ｐ−ダイオキシン、２，６−ジヒドロキシチアントレン、２，７−ジヒドロキシフェノキサチン、２，７−ジヒドロキシ−９，１０−ジメチルフェナジン、３，６−ジヒドロキシジベンゾフラン、３，６−ジヒドロキシベンゾチオフェノン、２，７−ジヒドロキシカルバゾール、レゾルシノール、５−メチルレゾルシノール、５−エチルレゾルシノール、５−プロピルレゾルシノール、５−ブチルレゾルシノール、５−ｔ−ブチルレゾルシノール、５−フェニルレゾルシノール、５−クミルレゾルシノール、２，４，５，６−テトラフルオロレゾルシノール、２，４，５，６−テトラブロモレゾルシノールなどの置換レゾルシノール化合物；カテコール；ヒドロキノン；２−メチルヒドロキノン、２−エチルヒドロキノン、２−プロピルヒドロキノン、２―ブチルヒドロキノン、２−ｔ−ブチルヒドロキノン、２−フェニルヒドロキノン、２−クミルヒドロキノン、２，３，５，６−テトラメチルヒドロキノン、２，３，５，６−テトラ−ｔ−ブチルヒドロキノン、２，３，５，６−テトラフルオロヒドロキノン、２、３、５、６−テトラブロモヒドロキノンなどの置換ヒドロキノン類およびこれらのジヒドロキシ化合物を少なくとも１つ含む組み合わせがある。
【００４１】
式（６）のビスフェノール化合物の具体的な例としては、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン（以下、「ビスフェノールＡ」または「ＢＰＡ」）、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ブタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）オクタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ｎ−ブタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−１−メチルフェニル）プロパン、１，１−ビス（４−ヒドロキシ−ｔ−ブチルフェニルプロパン、３，３−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フタルイミジン、２−フェニル−３，３−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フタルイミジン（ＰＰＰＢＰ）および１，１−ビス（４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）シクロヘキサン（ＤＭＢＰＣ）などがある。これらのジヒドロキシ化合物の少なくとも１つを含む組み合わせも使用される。ある特定の実施形態では、前記ポリカーボネートは、式（６）のＡ１およびＡ２それぞれがｐ−フェニレンであり、Ｙ１がイソプロピリデンであるビスフェノールＡから誘導される直鎖単独重合体である。
【００４２】
他の典型的なポリカーボネート類としては、式（４）の炭酸塩単位と、式（６）およびまたは式（７）のポリシロキサン単位を含むポリシロキサン−ポリカーボネート共重合体類がある。
【００４３】
【化８】
【００４４】
【化９】
式中、Ｒ２はそれぞれ独立に、同じかまたは異なる一価のＣ１−１３有機基であり、Ａｒはそれぞれ独立に、直接芳香族部分に結合されている同じかまたは異なるＣ６−３６アリーレン基であり、Ｒ３はそれぞれ独立に、同じかまたは異なる二価のＣ１−３０有機基であり、Ｅは平均値が２〜１，０００の範囲にある整数である。
【００４５】
Ｒ２は具体的には、Ｃ１−Ｃ１３アルキル、Ｃ１−Ｃ１３アルコキシ、Ｃ２−Ｃ１３アルケニル、Ｃ２−Ｃ１３アルケニルオキシ、Ｃ３−Ｃ６シクロアルキル、Ｃ３−Ｃ６シクロアルコキシ、Ｃ６−Ｃ１４アーリル、Ｃ６−Ｃ１０アリールオキシ、Ｃ７−Ｃ１３アリールアルキル、Ｃ７−Ｃ１３アリールアルコキシ、Ｃ７−Ｃ１３アルキルアリールあるいはＣ７−Ｃ１３アルキルアリールオキシであり得る。これらの群は完全にあるいは部分的に、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素あるいはこれらの組み合わせでハロゲン化され得る。透明なポリシロキサン−ポリカーボネートが所望される実施形態では、Ｒはハロゲン置換されていない。これらのＲ群の組み合わせは、同じ共重合体に使用できる。
【００４６】
式（６）のＡｒ基は、例えば、上記の式（６）または式（７）のジヒドロキシアリーレンなどのＣ６−Ｃ３０ジヒドロキシアリーレン化合物から誘導される。典型的なジヒドロキシアリーレン化合物としては、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ブタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）オクタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ｎ−ブタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−１−メチルフェニル）プロパン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン、ビス（４−ヒドロキシフェニルスルフィド）および１，１−ビス（４−ヒドロキシ−ｔ−ブチルフェニル）プロパンなどがある。
【００４７】
式（７）のＲ３基は、Ｃ１−Ｃ１３アルキレン、Ｃ３−Ｃ６シクロアルキレンあるいはＣ６−Ｃ１４アリーレンであり得る。ある実施形態では、Ｒ３はそれぞれ式（８）で示される基である。
【００４８】
【化１０】
式中、Ｒ６はＣ２−Ｃ８アルキレンであり、Ｍはそれぞれ、同じかまたは異なるハロゲン、シアン、ニトロ、Ｃ１−Ｃ８アルキルチオ、Ｃ１−Ｃ８アルキル、Ｃ１−Ｃ８アルコキシ、Ｃ２−Ｃ８アルケニル、Ｃ２−Ｃ８アルケニルオキシ基、Ｃ３−Ｃ８シクロアルキル、Ｃ３−Ｃ８シクロアルコキシ、Ｃ６−Ｃ１０アリール、Ｃ６−Ｃ１０アリールオキシ、Ｃ７−Ｃ１２アラルキル、Ｃ７−Ｃ１２アリールアルコキシ、Ｃ７−Ｃ１２アルキルアリールあるいはＣ７−Ｃ１２アルキルアリールオキシであり、ｎはそれぞれ独立に、０、１、２、３あるいは４である。
【００４９】
式（６）および式（７）のＥの値は、熱可塑性組成物中の各成分の種類および相対量、該組成物の所望の特性および同様な考慮すべき事項などに応じて広範囲に変えられる。一般に、Ｅの平均値は２〜１，０００、具体的には２〜５００、より具体的には５〜１００である。ある実施形態では、Ｅの平均値は１０〜７５であり、さらに別の実施形態では、Ｅの平均値は４０〜６０である。Ｅが、例えば４０未満などの低い値の場合、比較的多量のポリカーボネート−ポリシロキサン共重合体を使用することが望ましいことであり得る。反対に、Ｅが、例えば４０超などの高い値の場合、比較的少量の該共重合体を使用することが必要であり得る。
【００５０】
ある特定の実施形態では、前記ポリシロキサン単位は、Ｒ２がそれぞれ独立して、同じかまたは異なる一価のＣ１−３有機基であり、Ｒ３がそれぞれ、同じか異なる二価のＣ１−１０有機基であり、Ｅが２〜５００の整数である式（７）の構造を有する。ある特定の実施形態では、Ｒ２はそれぞれ同じかまたは異なるＣ１−３アルキルあるいはＣ１−３ハロアルキルであり、Ｒ３はそれぞれＲ６が同じＣ１−５アルキレンであり、Ｍがそれぞれ同じ臭素、塩素、Ｃ１−３アルキル、Ｃ１−３アルコキシ、フェニル、クロロフェニルあるいはトリルである式（８）の構造を有しており、Ｅはその平均値が４〜１００の整数である。さらに別の実施形態では、Ｒ２はそれぞれメチルであり、Ｒ３はそれぞれ、Ｒ６がトリメチレンであり、Ｍがメトキシであり、ｎが１である（８）の構造を有している。こうしたポリカーボネート−シロキサン共重合体類は、Ｓａｂｉｃ Ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ Ｐｌａｓｔｉｃｓ社より市販されている。
【００５１】
ポリカーボネート類は、当分野で既知の界面重合や溶融重合などのプロセスを用いて製造できる。前記ポリカーボネートの重量平均分子量は、架橋型スチレン−ジビニルベンゼンカラムを用いポリカーボネート標準でキャリブレーションしたゲル透過クロマトグラフィ（ＧＰＣ）で測定して、１０，０００〜２００，０００ドルトン、具体的には２０，０００〜１００，０００ドルトンにできる。ＧＰＣサンプルを濃度１ｍｇ／ｍｌで調製し、１．５ｍｌ／分で溶離する。
【００５２】
前記熱可塑性高分子組成物はさらに、ポリエステル−ポリカーボネート共重合体を含み得る。該ポリエステル−ポリカーボネート共重合体は、その全重量に対して、１５〜９５質量％のアリレートエステル単位と、５〜８５質量％の炭酸塩単位と、を含む。
【００５３】
前記アリレートエステル単位は式（９）の構造を有する。
【００５４】
【化１１】
式中、Ｒ４はそれぞれ独立に、ハロゲンまたはＣ１−４アルキルであり、ｐは０〜３である。該アリレートエステル単位は、テレフタル酸とイソフタル酸またはこれらの化学的均等物の混合物と、５−メチルレゾルシノール、５−エチルレゾルシノール、５−プロピルレゾルシノール、５−ブチルレゾルシノール、５−ｔ−ブチルレゾルシノール、２，４，５−トリフルオロレゾルシノール、２，４，６−トリフルオロレゾルシノール、４，５，６−トリフルオロレゾルシノール、２，４，５−トリブロモレゾルシノール、２，４，６−トリブロモレゾルシノール、４，５，６−トリブロモレゾルシノール、カテコール、ヒドロキノン、２−メチルヒドロキノン、２−エチルヒドロキノン、２−プロピルヒドロキノン、２−ブチルヒドロキノン、２−ｔ−ブチルヒドロキノン、２，３，５−トリメチルヒドロキノン、２，３，５−トリ−ｔ−ブチルヒドロキノン、２，３，５−トリフルオロヒドロキノン、２，３，５−トリブロモヒドロキノンあるいはこれらの化合物の少なくとも１つを含む組み合わせなどの化合物と、の反応から誘導される。
【００５５】
前記ポリエステル−ポリカーボネート共重合体中の芳香族炭酸塩単位は、上記の式（４）の構造を有する。具体的には、該炭酸塩単位は式（６）のジヒドロキシ化合物から誘導され、具体的には、Ｘａは、ＲｃとＲｄがそれぞれ独立に、水素、Ｃ１−１２アルキル、Ｃ１−１２シクロアルキル、Ｃ７−１２アリールアルキル、Ｃ１−１２ヘテロアルキルまたは環式Ｃ７−１２ヘテロアリールアルキルである式−Ｃ（Ｒｃ）（Ｒｄ）−のＣ１−２５アルキリデンである式（６）の化合物、あるいは、Ｒｅが二価のＣ１−１２炭化水素基である−Ｃ（＝Ｒｅ）−の基から誘導され、さらに具体的にはビスフェノールＡである。
【００５６】
ある特定の実施形態では、前記ポリエステル−ポリカーボネート共重合体は、式（１０）の繰り返し構造を含むポリ（イソフタレート−テレフタレート−レゾルシノールエステル）−ｃｏ−（ビスフェノールＡカーボネート）高分子である。
【００５７】
【化１２】
【００５８】
前記ポリエステル−ポリカーボネート共重合体は、分子量の成長速度を制限しポリカーボネート中の分子量を制御する連鎖停止剤（キャッピング剤とも呼ぶ）との反応から誘導される末端基を含む。該連鎖停止剤は式（１１）のモノフェノール化合物である。
【００５９】
【化１３】
式中、Ｒ５はそれぞれ独立に、ハロゲン、Ｃ１−２２アルキル、Ｃ１−２２アルコキシ、Ｃ１−２２アルコキシカルボニル、Ｃ６−１０アリール、Ｃ６−１０アリールオキシ、Ｃ６−１０アリールオキシカルボニル、Ｃ６−１０アリールカルボニル、Ｃ７−２２アルキルアリール、Ｃ７−２２アリールアルキル、Ｃ６−３０２−ベンゾトリアゾールあるいはトリアジンであり、ｑは０〜５である。本明細書で用いるＣ６−１６ベンゾトリアゾールは、未置換および置換ベンゾトリアゾールが含まれ、ベンゾトリアゾールは、３個以下のハロゲン基、シアノ基、Ｃ１−８アルキル基、Ｃ１−８アルコキシ基、Ｃ６−１０アリール基あるいはＣ６−１０アリールオキシ基で置換される。
【００６０】
式（１１）の典型的なモノフェノール連鎖停止剤としては、フェノール、ｐ−クメル−フェノール、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、ヒドロキシジフェニル、ｐ−メトキシフェノールなどのヒドロキノン類のモノエーテル類、８〜９個の炭素原子を有する分枝鎖アルキル置換基を有するものを含むアルキル−置換フェノール類、４−置換−２−ヒドロキシベンゾフェノンなどのモノフェノールＵＶ吸収剤、アリ−ルサリチル酸塩、レゾルシノールモノベンゾエートなどのジフェノール類のモノエステル類、２−（２−ヒドロキシアリール）−ベンゾトリアゾール、２−（２−ヒドロキシアリール）−１，３，５−トリアジンなどがある。具体的なモノフェノール連鎖停止剤には、フェノール、ｐ−クミルフェノールおよびレゾルシノールモノベンゾエートが含まれる。
【００６１】
他の典型的な連鎖停止剤としては、例えば、モノカルボン酸ハロゲン化物類、モノハロホルメート類などがある。こうした連鎖停止剤は、式（１１）の構造を有することができ、式中、−Ｃ（Ｏ）Ｘ基あるいは−ＯＣ（Ｏ）Ｃｌ基は、フェノール水酸基の代わりに存在し、Ｘはハロゲン、特に臭素または塩素である。モノカルボンクロリド類およびモノクロロホルメート類については具体的に言及される。典型的なモノカルボン酸クロリド類には、ベンゾイルクロリド、Ｃ１−２２アルキル置換ベンゾイルクロリド、４−メチルベンゾイルクロリド、ハロゲン置換ベンゾイルクロリド、ブロモベンゾイルクロリド、シンナモイルクロリド、４−ナジミドベンゾイルクロリドおよびこれらの組み合わせなどの単環式モノカルボン酸クロリド類；無水トリメリット酸クロリドおよびナフトイルクロリドなどの多環式モノカルボン酸クロリド類；および単環式および多環式モノカルボン酸クロリド類の組み合わせが含まれる。２２個までの炭素原子を有する脂肪族モノカルボン酸のクロリド類が好適である。アクリロイルクロリドやメタクリロイルクロリドなどの脂肪族モノカルボン酸類の官能基化クロリド類も好適である。モノクロロホルメート類には、フェニルクロロホルメート、アルキル置換フェニルクロロホルメート、ｐ−クミルフェニルクロロホルメート、トルエンクロロホルメートおよびこれらの組み合わせなどの単環式モノクロロホルメート類が含まれる。例えば、２つの異なるモノフェノール連鎖停止剤の組み合わせや、モノフェノール連鎖停止剤とモノクロロホルメート連鎖停止剤との組み合わせなどの異なる連鎖停止剤の組み合わせも使用され得る。
【００６２】
ポリエステル−ポリカーボネート共重合体類の製造に用いられる連鎖停止剤の種類と量は、該共重合体の分子量が１，５００〜１００，０００ドルトン、具体的には１，７００〜５０，０００ドルトン、より具体的には２，０００〜４０，０００ドルトンとなるように選択される。分子量は、架橋形スチレン−ジビニルベンゼンカラムを用いビスフェノールＡポリカーボネート標準でキャリブレーションしたゲル透過クロマトグラフィにより決定される。サンプルを濃度１ｍｇ／ｍＬで調製し、１．０ｍＬ／分で溶離する。
【００６３】
前記レーザー溶接可能組成物の前記熱可塑性高分子成分には選択的に耐衝撃性改良剤が含まれ得る。典型的な衝撃性改良剤としては、天然ゴム、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエン、スチレン−ブタジエン−スチレン、スチレン−エチレン−ブタジエン−スチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン、アクリロニトリル−エチレン−プロピレン−ジエン−スチレン、スチレン−イソプレン−スチレン、メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体、エチレン−メチルアクリレート共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−グリシジルメタクリレート共重合体、ポリエチレンテレフタレート−ポリ（テトラメチレンオキシド）グリコールブロック共重合体、ポリエチレンテレフフタレート／イソフタレート−ポリ（テトラメチレンオキシド）グリコールブロック共重合体、シリコーンゴムあるいはこれらの改良剤を少なくとも１つ含む組み合わせなどが含まれる。ある特定の耐衝撃性改良剤組成物は、メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレン（ＭＢＳ）とスチレン−アクリロニトリル（ＳＡＮ）の組み合わせである。
【００６４】
耐衝撃性改良剤の量は、組成物の全重量に対して、０超〜４０質量％とすることができる。特定の実施形態では、該耐衝撃性改良剤の量は、全重量に対して、１〜３０質量％、具体的には３〜２０質量％である。
【００６５】
ある実施形態では、前記レーザー溶接可能組成物中の前記熱可塑性高分子成分の量は、該組成物の全重量に対して、０超〜９９．５質量％、より具体的には、３０〜９９質量％、さらにより具体的には８０〜９８質量％である。この量は、組成物の所望の溶接特性およびその他の特性を実現できるように変更できる。
【００６６】
ある特定の実施形態では、前記熱可塑性高分子組成物はポリカーボネートを含み、別の実施形態では、ポリカーボネートと耐衝撃性改良剤とを含む。例えば、該熱可塑性高分子組成物は、その全重量に対して、５０〜１００質量％のポリカーボネートと、０〜５０質量％の耐衝撃性改良剤、具体的には８０〜１００質量％のポリカーボネートと、０〜２０質量％の耐衝撃性改良剤と、を含む。該熱可塑性高分子組成物には選択的に、ポリカーボネートだけ、あるいはポリカーボネートと耐衝撃性改良剤だけが含まれる。
【００６７】
別の実施形態では、前記熱可塑性高分子組成物は、ポリカーボネートとポリエステルの組み合わせ、より具体的には、ポリカーボネート、ポリエステルおよび耐衝撃性改良剤の組み合わせを含む。該ポリカーボネートは、ビスフェノールＡから誘導される単位と、ポリ（ブチレンテレフタレート）と、具体的にはＭＢＳまたはＭＢＳとＳＡＮとの組み合わせであるコアシェルポリマータイプの耐衝撃性改良剤と、を含み得る。これらの実施形態では、該熱可塑性高分子組成物は、その全重量に対して、１０〜９０質量％、具体的には４０〜６０質量％のポリカーボネートと、１０〜９０質量％、具体的には４０〜６０質量％のポリエステルと、０〜４０質量％、具体的には１〜２０質量％の耐衝撃性改良剤と、を含む。ある実施形態では、該熱可塑性高分子組成物は、４０〜６０重量パーセントのポリカーボネートと、４０〜６０重量パーセントのポリエステルと、１〜２０質量％の耐衝撃性改良剤と、を含み、さらに、前記ポリカーボネートはビスフェノールＡから誘導される単位を含み、前記ポリエステルはポリ（ブチレンテレフタレート）であり、前記耐衝撃性改良剤はコアシェルポリマーである。
【００６８】
前記レーザー溶接可能高分子組成物はさらに、白色顔料、例えば二酸化チタン（ＴｉＯ２）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、酸化スズ、酸化アルミニウム（ＡｌＯ３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、硫酸カルシウム、硫酸バリウム（ＢａＳＯ４）、炭酸カルシウム（例えばチョーク）、炭酸マグネシウム、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸アルミニウム、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２、すなわち、シリカ）、雲母、粘土、タルク、これらの材料の金属ドープ版およびこれらの材料の少なくとも１つを含む組み合わせを含む。より具体的には、該無機白色顔料は、ルチルあるいはアナターゼ型二酸化チタン、硫化亜鉛、およびシラン処理二酸化チタンなどのこれらの材料のコーティング版から選択される。違った種類の白色顔料を組み合わせてもよい。該白色顔料の平均粒径は、０．０１〜１０μｍ、具体的には０．０５〜１μｍ、より具体的には０．１〜０．６μｍである。
【００６９】
ある実施形態では、前記白色顔料は、粒径が０．０１〜１０μｍの二酸化チタンである。さらに別の実施形態では、前記白色顔料は、平均粒径が０．１〜０．６μｍの二酸化チタンである。
【００７０】
別の実施形態では、前記白色顔料は、平均粒径が０．０１〜１０μｍの硫化亜鉛である。別の実施形態では、前記白色顔料は、平均粒径が０．１〜０．６μｍの硫化亜鉛である。
【００７１】
ある実施形態では、前記レーザー溶接可能組成物は、二酸化チタン、硫化亜鉛あるいはこれらの組み合わせ以外の白色顔料は含まない。別の実施形態では、前記レーザー溶接可能組成物は、硫酸バリウム、雲母、タルクあるいはカーボンブラックは含まない。
【００７２】
前記レーザー溶接可能組成物中の前記白色顔料の量は、該組成物の全重量に対して、０．０５〜２０質量％、より具体的には０．１〜１５質量％、さらにより具体的には０．５〜１０質量％である。
【００７３】
前記レーザー溶接可能組成物は、可視光（波長３５０ｎｍ〜８００ｎｍ）には高い吸収性を示さないが、近赤外線吸収剤（波長８００〜１４００ｎｍの放射線吸収剤）をさらに含む。特に、前記近赤外線吸収剤は、ペリレン類などの多環式有機化合物類と、金属酸化物類、混合金属酸化物類、複合酸化物類、金属硫化物類、金属ホウ化物類、金属リン酸塩類、金属炭酸塩類、金属硫酸塩類、金属窒化物類、六ホウ化ランタン、セシウムタングステン酸化物、インジウムスズ酸化物、アンチモンスズ酸化物、インジウム亜鉛酸化物およびこれらの組み合わせを含むナノ金属錯体化合物と、を含む有機染料から選択され得る。ある実施形態では、該近赤外線吸収剤の平均粒径は１〜２００ｎｍである。
【００７４】
用いる粒子状のＮＩＲ吸収剤に応じて、該ＮＩＲ吸収剤の量は、該組成物の０．００００１〜５質量％の範囲で用いられる。好適な量を用いると、効果的なＮＩＲ吸収性が得られるため、当業者であれば、余分な実験を行うことなく容易にその量が決定できる。例えば、六ホウ化ランタンとセシウムタングステン酸化物の量は、該レーザー溶接可能組成物の全重量に対して、００００１〜１質量％、さらにより具体的には００００５〜０．１質量％、最も具体的には０．０００１〜０．０１質量％である。ある実施形態では、該ＮＩＲ吸収剤を少量の熱可塑性高分子中に予め分散させると好都合であり、その後分散させた成分を該組成物に添加できる。例えば、該ＮＩＲ吸収剤を事前にポリカーボネートと混合してＮＩＲ吸収剤を０．０１〜５％含有する組成物を得、その後この組成物を残りの成分に添加することができる。あるいは、該ＮＩＲ吸収剤を混合または押出し、できた混合／押出成分を該組成物に添加することも可能である。あるいは、該ＮＩＲ吸収剤を混合または押出せずに該組成物に添加することも可能である。
【００７５】
前記レーザー溶接可能組成物は、添加剤が該組成物の所望の特性に著しく悪影響を及ぼさないように選択されている限り、この種の組成物に通常組み込まれる他の種々の添加剤を含み得る。添加剤の組み合わせも用いられる。
【００７６】
好適な添加剤としては、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収添加剤、抑制剤、可塑剤、潤滑剤、離型剤、帯電防止剤、充填材、難燃剤、防滴剤、放射線安定剤、離型剤あるいはこれらの組合せが含まれる。難燃剤を除くこれらの添加剤のそれぞれが使用される場合の量は、熱可塑性ブレンドとして典型的な量、例えば、該ブレンドの全重量に対して、０．００１〜１５質量％、具体的には０．０１〜５質量％の範囲で用いられる。難燃剤の量は、組成物と充填材の全重量に対して、より典型的に１〜１０質量％の範囲で用いられる。ガラス繊維などの充填材の量は、組成物の全重量に対して、０超〜５０質量％、具体的には１５〜３０質量％の範囲で用いられる。
【００７７】
ある実施形態では、前記レーザー溶接可能組成物は、その全重量に対してそれぞれ、０．１〜５質量％の熱安定剤、酸化防止剤および抑制剤を含む。別の実施形態では、充填材は含まれない。
【００７８】
典型的な酸化防止剤としては、例えば、トリス（ノニルフェニル）ホスファイト、トリス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ホスファイト、ビス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ペンタエリトリトールジホスファイト、ジステアリルペンタエリトリトールジホスファイトなどの有機ホスファイト類；アルキル化モノフェノール類またはポリフェノール類；テトラキス［メチレン（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシヒドロ桂皮酸エステル）］メタンなどのポリフェノール類とジエン類とのアルキル化反応生成物類；ｐ−クレゾールとジシクロペンタジエンのブチル化反応生成物類；アルキル化ヒドロキノン類；ヒドロキシ化チオジフェニルエーテル類；アルキリデン−ビスフェノール類；ベンジル化合物類；一価または多価アルコール類を有するβ−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）−プロピオン酸のエステル類；一価または多価アルコール類を有するβ−（５−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）−プロピオン酸のエステル類；ジステアリルチオプロピオン酸塩、ジラウリルチオプロピオン酸塩、ジトリデシルチオジプロピオン酸塩、オクタデシル−３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオン酸塩、ペンタエリトリチル−テトラキス［３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオン酸塩などのチオアルキルまたはチオアーリル化合物のエステル類；β−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）−プロピオン酸などのアミド類、あるいはこれらの酸化防止剤の少なくとも１つを含む組み合わせなどがある。酸化防止剤の量は、組成物の全重量に対して０．０００１〜１質量％にできる。
【００７９】
典型的な熱安定剤としては、例えば、亜リン酸トリフェニル、トリス−（２，６−ジメチルフェニル）ホスファイト、トリス−（混合モノ−およびジ−ノニルフェニル）ホスファイトなどの有機ホスファイト類；ジメチルベンゼンホスホネートなどのホスホン酸塩類、トリメチルホスフェートなどのようなリン酸塩類またはこれらの熱安定剤の少なくとも１つを含む組み合わせなどがある。熱安定剤の量は、組成物の全重量に対して０．０００１〜１質量％にできる。
【００８０】
典型的な光安定剤およびまたは紫外線（ＵＶ）吸収添加剤としては、例えば、（２−（２−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、（２−（２−ヒドロキシ−５−ｔｅｒｔ−オクチルフェニル）−ベンゾトリアゾールおよび２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクトキシベンゾフェノンなどのベンゾチアゾール類、およびこれらの光安定剤の少なくとも１つを含む組み合わせなどがある。光安定剤の量は、組成物の全重量に対して０．０００１〜１質量％にできる。
【００８１】
典型的なＵＶ吸収添加剤としては、例えば、ヒドロキシベンゾフェノン類；ヒドロキシベンゾトリアゾール類；ヒドロキシベンゾトリアジン類；シアノアクリレート類；オキサニリド類；ベンズオキサジノン類；２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）−フェノール（ＣＹＡＳＯＲＢ（登録商標）５４１１）；２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクチルオキシベンゾフェノン（ＣＹＡＳＯＲＢ（登録商標）５３１）；２−［４，６−ビス（２，４−ジメチルフェニル）−１，３，５−トリアジン−２−イル］−５−（オクチルオキシ）−フェノール（ＣＹＡＳＯＲＢ（登録商標）１１６４）；２，２’−（１，４−フェニレン）ビス（４Ｈ−３，１−ベンズオキサジン−４−オン）（ＣＹＡＳＯＲＢ（登録商標）ＵＶ−３６３８）；１，３−ビス［（２−シアノ−３，３−ジフェニルアクリロイル）オキシ］−２，２−ビス［［（２−シアノ−３、３−ジフェニルアクリロイル）オキシ］メチル］プロパン（ＵＶＩＮＵＬ（登録商標）３０３０）；２，２’−（１，４−フェニレン）ビス（４Ｈ−３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）；１，３−ビス［（２−シアノ−３，３−ジフェニルアクリロイル）オキシ］−２，２−ビス［［（２−シアノ−３，３−ジフェニルアクリロイル）オキシ］メチル］プロパン；粒径が１００ｎｍ未満の酸化チタン、酸化セリウムおよび酸化亜鉛などのナノ無機材料；およびこれらのＵＶ吸収剤の少なくとも１つを含む組み合わせなどがある。ＵＶ吸収剤の量は、組成物の全重量に対して０．０００１〜１質量％にできる。
【００８２】
可塑剤、潤滑剤およびまたは離型剤も使用される。これらの材料はかなりの部分重なっており、その中には例えば、ジオクチル−４，５−エポキシ−ヘキサヒドロフタレートなどのフタル酸エステル類；トリス−（オクトキシカルボニルエチル）イソシアヌレート；トリステアリン；レゾルシノールテトラフェニルジフォスフェイト、ヒドロキノンのビス（ジフェニル）フォスフェイトおよびビスフェノールＡのビス（ジフェニル）フォスフェニトなどの二官能性または多官能性芳香族リン酸塩；ポリ−α−オレフィン類；エポキシ化大豆油；シリコーン油を含むシリコーン；例えば、ステアリン酸メチルなどのアルキルステアリルエステル類などの脂肪酸エステル類などのエステル類；ステアリン酸ステアリル、ペンタエリトリトールテトラステアラートなど；ステアリン酸メチルと、ポリエチレングリコール高分子、ポリプロピレングリコール高分子およびこれらの共重合体を含む親水性および撥水性ノニオン界面活性剤と、の組み合わせ、例えば、適切な溶剤中のステアリン酸メチルとポリエチレン−ポリプロピレングリコール共重合体の組み合わせ；密蝋、モンタン蝋、パラフィン蝋などのワックス類などが含まれる。こうした材料の量は、組成物の全重量に対して、０．００１〜１質量％、具体的には０．０１〜０．７５質量％、より具体的には０．１〜０．５質量％にできる。
【００８３】
例えば、パーフルオロブタンスルホン酸カリウム（Ｒｉｍａｒ ｓａｌｔ）、パーフルオロオクタンスルホン酸カリウム、パーフルオロヘキサンスルホン酸テトラエチルアンモニウムおよびジフェニルスルホンスルホン酸カリウムなどのＣ２−１６アルキルスルホン酸塩類；および、例えば、アルカリ金属あるいはアルカリ土類金属（例えばリチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウムおよびバリウム塩）と、例えば、Ｎａ２ＣＯ３、Ｋ２ＣＯ３、ＭｇＣＯ３、ＣａＣＯ３およびＢａＣＯ３などのアルカリ金属およびアルカリ土類金属の炭酸塩、あるいはＬｉ３ＡｌＦ６、ＢａＳｉＦ６、ＫＢＦ４、Ｋ３ＡｌＦ６、ＫＡｌＦ４、Ｋ２ＳｉＦ６およびまたはＮａ３ＡｌＦ６などのフルオロアニオン錯体などのオキソアニオンなどの無機酸錯塩と、の反応によって形成される塩類などの無機難燃剤も使用される。無機難燃剤塩類を使用する場合の量は、組成物の全重量に対して０．１〜５つの質量％にできる。
【００８４】
使用可能な有機難燃剤には種々のリン含有化合物、特に、芳香族リン含有化合物および臭素化または塩素化有機化合物が含まれる。リン−窒素結合を含む有機化合物は、例えば、ホスホン酸塩、ホスフィン酸塩、亜リン酸塩、ホスフィン酸化物およびリン酸エステル類などの化合物、例えば、リン酸トリエチル、リン酸トリフェニル、リン酸トリス（ジクロロプロピル）；リン酸トリス（２−クロロエチル）；リン酸トリス（ブロモクロロプロピル）などが使用されるのと同様に使用され得る。臭素化有機化合物は、例えば、臭素化ビスフェノールＡ、テトラブロモフタル酸無水物などから誘導される化合物類、およびペンタブロモシクロヘキサン、ペンタブロモクロロシクロヘキサン、ヘキサブロモシクロヘキサン、１，２−ジブロモ−４−（１，２−ジブロモエチル）−シクロヘキサン、テトラブロモシクロオクタン、ヘキサブロモシクロオクタン、ヘキサブロモシクロドデカン、クロロパラフィン類および類似の臭素−あるいは塩素−含有脂肪族または脂環式化合物類の、芳香族または脂環式環などの有機部分に直接結合した臭素原子を含む。
【００８５】
好適な抑制剤としては、モノリン酸亜鉛などの無機酸類あるいは、例えばリン酸などの有機酸が含まれる。
【００８６】
前記レーザー溶接可能組成物は、当分野で一般に用いられている方法で製造できる。例えば、レーザー溶接可能組成物のある製造方法は、前記熱可塑性高分子組成物と、白色顔料と、ＮＩＲ吸収剤と、を溶融混合して該レーザー溶接可能組成物を製造するステップを備える。より具体的には、前記粉末状の熱可塑性高分子組成物と、白色顔料と、ＮＩＲ吸収剤と、その他の選択的添加剤（例えば、酸化防止剤、γ線安定剤、熱安定剤、紫外線安定剤など）と、を最初にＨＥＮＳＣＨＥＬ−Ｍｉｘｅｒ（登録商標）高速ミキサー中で混合する。手練りなどの他の低せん断方法でも混合できる。その後、該混合物をホッパーを経由して押出機入口に供給する。あるいは、１つまたは複数の成分を押出機入口およびまたはサイドスタッファ（ｓｉｄｅｓｔｕｆｆｅｒ）を介して下流に直接供給することによって該組成物に組み込むことができる。あるいは、任意の所望の添加剤、特に白色顔料をマスターバッチ内に混合し、該方法の任意の時点で残余の高分子成分と混合することができる。該押出機は一般に、該組成物の流動に必要な温度より高い温度で運転される。押出品を直ちに水浴中で冷却してペレット化する。こうしたペレットは、次の型成形、形成および造形に使用され得る。特定の実施形態では、レーザー溶接可能組成物の製造方法は、上記の任意の組成物を溶融して前記レーザー溶接可能組成物を製造するステップを備える。
【００８７】
前記組成物を含む形成、造形あるいは型成形された物品も提供される。ある実施形態では、前記レーザー溶接可能組成物の溶解液を押出、鋳込、ブロー成形または射出成形して物品が製造される。該物品は、フィルムまたはシート状であってもよい。特定の実施形態では、上記の任意の組成物を含む形成、造形あるいは型成形された物品が開示される。
【００８８】
別の特定の実施形態では、レーザー溶接可能組成物およびそれで製造された物品は、該組成物の全重量に対して、ポリカーボネートとポリエステルまたはこれらの組み合わせを含む７５〜９９．５質量％の熱可塑性高分子組成物と、０．０００１〜１質量％の近赤外線吸収剤と、粒子状の二酸化チタン、硫化亜鉛およびこれらの組み合わせから選択された０．５〜５質量％の白色顔料と、を含んでおり、他の白色顔料は含まない。
【００８９】
別の特定の実施形態では、レーザー溶接可能組成物およびそれで製造された物品は、組成物の全重量に対して、ビスフェノールＡと、ポリ（ブチレンテレフタレート）と、メタクリレート−スチレン−ブタジエン耐衝撃性改良剤と、から誘導された単位を有するポリカーボネートを含む、７５〜９９．５質量％の前記熱可塑性高分子組成物と、六ホウ化ランタン、セシウムタングステン酸化物およびその組み合わせを含む、０．０００１〜０．５質量％の近赤外線吸収剤と、粒子状の二酸化チタン、硫化亜鉛およびこれらの組み合わせから選択された、０．５〜５質量％の白色顔料と、を含んでおり、他の白色顔料は含まない。
【００９０】
近赤外放射線波長に対して透過性の第１の熱可塑性成分と、前記レーザー溶接可能組成物を含む第２のレーザー溶接可能成分と、を含むレーザー溶接物品も本明細書で開示され、前記第１の熱可塑性成分の少なくとも一部の表面は、前記第２のレーザー溶接可能成分の少なくとも一部の表面にレーザー溶接されている。該レーザー溶接物品の前記第１の熱可塑性成分と前記第２のレーザー溶接可能成分間の引張せん断強度は、速度５ｍｍ／分での引張せん断試験に準じて測定して、１０Ｎ／ｍｍ２〜５０Ｎ／ｍｍ２であり得る。ある実施形態では、該レーザー溶接物品の第１の熱可塑性成分と第２のレーザー溶接可能成分間の引張せん断強度は、本明細書に記載の引張せん断試験に準じて測定して、１５Ｎ／ｍｍ２を上回る。ある実施形態では、該レーザー溶接物品の第１の熱可塑性成分と第２のレーザー溶接可能成分間の引張せん断強度は、本明細書に記載の引張せん断試験に準じて測定して、２０Ｎ／ｍｍ２を上回る。
【００９１】
ある特定の実施形態では、前記第２のレーザー溶接可能成分は、ビスフェノールＡから誘導される単位を有するポリカーボネートと、ポリ（ブチレンテレフタレート）と、メタクリレート−スチレン−ブタジエン耐衝撃性改良剤と、を含む７５〜９９質量％の熱可塑性高分子組成物と、六ホウ化ランタン、セシウムタングステン酸化物あるいはその組み合わせである、０．０００１〜１質量％の近赤外線吸収剤と、二酸チタン顔料である０．５〜５質量％の白色顔料と、を含み、前記第２のレーザー溶接可能成分はそれ以外の白色顔料を含まず、ここで、前記第１の熱可塑性成分と前記第２のレーザー溶接可能成分間の引張せん断強度は、速度５ｍｍ／分での引張せん断試験に準じて測定して、１５Ｎ／ｍｍ２を上回ることを特徴とするレーザー溶接可能物品が開示される。
【００９２】
また、近赤外放射線波長に対して少なくとも部分的に透過性の第１のレーザー溶接可能熱可塑性成分の少なくとも一部の表面を、請求項１に記載のレーザー溶接可能組成物を含む第２のレーザー溶接可能成分の少なくとも一部の表面に接触させるステップと、前記第１の熱可塑性成分を経由して前記２のレーザー溶接可能成分に対して、前記第１の熱可塑性成分を前記第２のレーザー溶接可能成分に対して効果的に溶接する放射強度で、近赤外線レーザで照射するステップと、を備える熱可塑性成分のレーザー溶接方法も開示される。
【００９３】
上記のプロセスは、添付図の物品１０として概略的に示されている。前記第１の熱可塑性成分１２は、近赤外線に対して少なくとも部分的に透過性であれば、当分野で既知の任意の熱可塑性高分子組成物を含む。レーザー暴露１４は、前記第１の熱可塑性成分１２を経由して第２のレーザー溶接可能成分１６に向けて行われ、レーザー暴露１４は吸収されて２つの層の界面１８で熱が発生する。この熱によって、２つの層間に局部的な融液たまり２０が生成し、第１の熱可塑性成分１２が第２のレーザー溶接可能成分１６に溶接される。レーザー暴露１２は通常、スポット暴露を重ねた直線経路をたどって行われ、溶接線２２ができる。
【００９４】
以下の限定しない実施例によって本発明をさらに説明する。
（実施例）
（材料）
【００９５】
表Ａに示す材料を下の実施例に用いた。
【００９６】
【００９７】
（技術と手順）
日立Ｕ−３４１０あるいはＰｅｒｋｉｎ−Ｅｌｍｅｒ Ｌａｍｂｄａ９５０分光光度計を用いて、近赤外線（ＮＩＲ）透過データおよび反射データを１０６４ｎｍで測定した。測定した部分の厚みを表に示す。
【００９８】
試験片１６の高光沢表面６０ｍｍ×６０ｍｍ×１．６ｍｍと対応する高光沢部品１２とを、溶接のために図で示すように配置する。表Ａ、ＢおよびＣで示す部品はＬＥＸＡＮ（登録商標）ＥＸＬ１４１４Ｔ−ＮＡ８Ａ００５Ｔであり、表Ｄの組成はＬＥＸＡＮ（登録商標）１０３Ｒ−１１１である。オーバーラップした部分をその後、ビーム径が２ｍｍのでダイオードレーザー（９６０ｎｍ）で照射した。照射強度および走査速度を表に示す。
【００９９】
該レーザー溶接した試験片を、例えば幅１５ｍｍまたは２０ｍｍにのこぎりで切断した後、この試験片を固定し、引張試験機（Ｌｌｏｙｄ ｄｒａｗ ｂｅｎｃｈ：ＬＲ３０Ｋ）を用いて速度５ｍｍ／分で溶接部分全域に荷重を掛けて引張強度を測定した。溶接強度は、溶接部分で分離した最大破断荷重として求められ、溶接幅（レーザービーム幅）×溶接長さ（例えば１５ｍｍまたは２０ｍｍ）として計算される。
【０１００】
前記ＮＩＲ吸収剤、六ホウ化ランタン（ＬａＢ６）およびセシウムタングステン酸化物（ＣＴＯ）をそれぞれ、分散負荷０．２５質量％でポリカーボネート中に単分散として供給した。ＬａＢ６とＣＴＯの主要な粒径は（Ｘ線で測定して）２０ｎｍであった。これらの粒子はＰＣ中で、最大１２０ｎｍまでの緩やかな集塊を形成した。
【０１０１】
公称融点を２５０〜２７５℃、減圧度を水銀柱２５インチ（６３５ｍｍ）、回転数を４５０ｒｐｍとして、Ｗｅｒｎｅｒ ＆ Ｐｆｌｅｉｄｅｒｅｒ ２５ｍｍ二軸押出機上に溶融押出してＰＣ／ＰＢＴサンプルを調製した。押出品をペレット化し１００℃で３時間乾燥した。
【０１０２】
公称融点を２２０〜２６０℃、減圧度を水銀柱２５インチ（６３５ｍｍ）、回転数を４５０ｒｐｍとして、Ｗｅｒｎｅｒ ＆ Ｐｆｌｅｉｄｅｒｅｒ ２５ｍｍ二軸押出機上に溶融押出してＡＢＳサンプルを調製した。押出品をペレット化し９０℃で３時間乾燥した。
【０１０３】
公称融点を２９０〜３２０℃、減圧度を水銀柱２５インチ（６３５ｍｍ）、回転数を４５０ｒｐｍとして、Ｗｅｒｎｅｒ ＆ Ｐｆｌｅｉｄｅｒｅｒ ２５ｍｍ二軸押出機上に溶融押出してＰＣサンプルを調製した。押出品をペレット化し１２０℃で３時間乾燥した。
【０１０４】
ＰＣ／ＰＢＴサンプルは公称温度２５０〜２９０℃で、ＡＢＳサンプルは２５０〜２９０℃で、ＰＣサンプルは２９０〜３２０℃で、前記乾燥ペレットを射出成形して、下記のほとんどの試験用の試験片１６を製作した。
【０１０５】
さらに、試験片１６に溶接する６ｍｍ×６ｍｍ×２．５ｍｍ大きさの試験片１２（図１）をデータシートに従って、Ｌｅｘａｎ ＥＸＬ１４１４Ｔ−ＮＡ８Ａ００５ＴおよびＬｅｘａｎ１０３Ｒ−１１１から製作した。
（結果）
【０１０６】
表１、２、３および４に従って組成物を処方した。量はすべて、組成物の全重量に対する質量％である。
【０１０７】
【０１０８】
（考察）
本発明組成物の有益な効果は実施例１〜６により証明される。ＮＩＲ吸収剤を用いていない比較実施例１から選択された試験片１６では、レーザー溶接できなかった。比較実施例２と実施例１〜５との比較および比較実施例３と実施例６との比較から、ＴｉＯ２などの顔料を添加するとＮＩＲの光学的散乱量が増加することがわかる。しかし、実施例１〜６に基づいたレーザー溶接物品は、白色顔料がない対照試料と比較して高い溶接強度を示す優れた引張強度を有していた。
【０１０９】
【０１１０】
（考察）
表１の実施例４と表２の実施例７〜９とを比較すると、二酸化チタンの粒径が溶接の引張強度に影響することは明らかである。実施例１０〜１２の比較によっても、白色顔料の種類が溶接部の引張強度に影響することがわかる。
【０１１１】
【０１１２】
（考察）
表３の結果から、組成物の有益な効果は、異なる熱可塑性組成物で存在することがわかる（比較実施例４と実施例１３〜１４との比較）。
【０１１３】
【０１１４】
（考察）
異なる熱可塑性組成物における組成物の有益な効果は、比較実施例５と実施例１５〜１６との比較から明らかである。実施例１５〜１６に基づくレーザー溶接物品から、ＴｉＯ２の添加によってＮＩＲの光学的散乱量が増加するが、それにもかかわらず、溶接部の引張せん断強度が増加することがわかる。
【０１１５】
典型的な実施形態を例示の目的で記載したが、前述の記載は、本発明の範囲を制限するものではない。従って、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、当業者は様々な修正、適応および代替案を考え得る。
【背景技術】
【０００１】
本発明は、レーザー溶接可能熱可塑性組成物、その製造方法および物品に関する。
【０００２】
透過溶接による２つの高分子物品の近赤外線（ＮＩＲ）レーザー溶接では、その高分子物品の一方が少なくとも部分的にレーザー光線に対して透過性であり、他方がレーザー光線のかなりの量を吸収しなければならない。該吸収高分子がレーザー光暴露領域で加熱されて、吸収高分子と透過高分子とが融解して界面で溶接される。
【０００３】
一般に、熱可塑性高分子はＮＩＲ光（本明細書では放射線波長が８００〜１４００ｎｍ）に対して透過性である。吸収性を増してレーザー光暴露に対してより多くの熱を発生させるために、ＮＩＲ吸収添加剤が高分子に添加される。該添加剤には、典型的に可視光（本明細書では波長が３５０〜８００ｎｍ）も少なくも少量吸収する顔料と染料が含まれる。これは、低濃度ではあっても該ＮＩＲ吸収顔料によって視覚的に検知できる、好ましくない色の変化が起こるために、白色を含む淡色系高分子基板実現のためには欠点となる。
【０００４】
白色および淡色系高分子は典型的に、無機顔料粒子と高分子とを混合して製造される。このために、これらの材料が組み込まれた高分子ブレンドの不透明性が高くなり外観が明るくなる。しかし、こうした顔料は一般に、ＮＩＲと可視光に対して高い反射性を有しており、すなわち、光を吸収することなく表面で散乱させる。
【０００５】
ＮＩＲレーザー光の吸収性または透過性を高めるための既存の高分子の処方改良によって、ＮＩＲレーザー溶接可能材料の選択の幅が広がってきた。しかしながら、レーザー溶接プロセスで使用する不透明な淡色系レーザー吸収高分子組成物（白色組成物も含めて）の開発の必要性が依然として残されている。
【発明の開示】
【０００６】
不透明な淡色系および白色のレーザー溶接可能熱可塑性高分子を実現するという上記の課題は、本明細書に開示されたいくつかの実施形態によって克服される。
【０００７】
ある実施形態では、レーザー溶接可能組成物は、その全重量に対して、０超〜９９．９５質量％の熱可塑性高分子組成物と、０．００００１〜５重量％の近赤外線吸収剤と、０．０〜０．０２質量％のカーボンブラックと、０．０５〜２０質量％の白色顔料と、を含む。
【０００８】
別の実施形態では、前記レーザー溶接可能組成物の製造方法は、本明細書で開示する前記成分を溶融混合してレーザー溶接可能組成物を製造するステップを備える。
【０００９】
本明細書では、前記レーザー溶接可能組成物を含む物品が開示される。
【００１０】
物品の製造方法は、本明細書で開示されたレーザー溶接可能組成物の融液の製造、押出、鋳込、あるいは型成形するステップを備える。
【００１１】
レーザー溶接物品は、近赤外線放射波長に対して少なくとも部分的に透過性の第１のレーザー溶接可能熱可塑性成分と、請求項１の組成物を含む第２のレーザー溶接可能成分と、を含み、前記第１のレーザー溶接可能熱可塑性成分の少なくとも一部の表面は、前記第２のレーザー溶接可能成分の少なくとも一部の表面にレーザー溶接されている。
【００１２】
別の実施形態では、熱可塑性成分のレーザー溶接方法は、近赤外線放射波長に対して部分的に透過性の第１の熱可塑性成分の少なくとも一部の表面を、本明細書で開示された前記レーザー溶接可能組成物を含む第２のレーザー溶接可能成分の少なくとも一部の表面に接触させるステップと、前記第１の熱可塑性成分を経由して前記第２のレーザー溶接可能成分に対して、前記第１の熱可塑性成分を前記第２のレーザー溶接可能成分に効果的に溶接する放射強度で、近赤外線レーザーで照射するステップと、を備える。
【００１３】
上記およびその他の特長と効果は、以下の図面と詳細な説明を参照することにより一層明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】近赤外透過性組成物を経由した暴露により、近赤外線透過成分の近赤外線吸収成分へのレーザー溶接を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明者らは驚くべきことに、異例の溶接強度を有する不透明な白色および淡色系レーザー溶接可能組成物が、特定の白色顔料を用いて得られることを見出した。この発見は、熱可塑性高分子組成物と、白色顔料と、波長８００〜１４００ｎｍの放射線を吸収する近赤外線（ＮＩＲ）吸収剤と、を含むレーザー溶接可能組成物に基づいている。レーザー溶接可能組成物は、白色顔料を含まない高分子組成物で製造されたものと同等で、通常溶接強度が大きく向上した外観を有し得る。これらはユーザからは大いに評価される性能特長である。
【００１６】
本明細書では、化合物は標準名称法を用いて記述される。文脈上明記される場合を除き、単数表現には複数が含まれる。すべての引例は参照により本明細書に援用される。用語「その組み合わせ」とは、１つまたは複数の記載された成分が、選択的に１つまたは複数の記載されていない成分と共に存在することを示す。作用例を除き、あるいは別途明示がある場合を除き、明細書および請求項で用いられている成分量や反応条件等を表す数字や表現は、すべての場合について「約」という用語で修飾されるものと理解されたい。本出願では様々な数値範囲が示されている。これらの範囲は連続的であり、最小値と最大値間のすべての数値を含む。別途明示がある場合を除き、本明細書のこうした様々な数値範囲は近似である。同じ特性または成分を表すすべての範囲の終点は、互いに独立に組み合わせ可能であり、記載された終点を含んでいる。
【００１７】
本明細書で使用可能な熱可塑性高分子組成物は当業者に既知であり、これに限定されないが、ポリエチレンおよびその共重合体類と三元共重合体類、ポリブチレンおよびその共重合体類と三元共重合体類、ポリプロピレンおよびその共重合体類と三元共重合体類を含むオレフィン系高分子類；エチレンと、少なくとも１つのα−オレフィンおよびアタクチックポリ（α−オレフィン）類と、から成る直鎖または実質的に直鎖の共重合体を含むα−オレフィン系高分子類；ゴムブロック共重合体類；ポリアミド類；ポリイミド類；ポリ（アリレート）類、ポリ（エ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）などのポリエステル類；ポリ塩化ビニルなどのビニル系高分子類およびポリ酢酸ビニルなどのポリビニールエステル類；アクリル単独重合体類、共重合体類および三元共重合類；エポキシ類；ポリカーボネート類、ポリエステル−ポリカーボネート類；ポリスチレン；ポリ（フェニレンエーテル）を含むポリ（アリーレンエーテル）類；ポリウレタン類；フェノキシ樹脂類；ポリスルホン類；ポリエーテル類；アセタール樹脂類；ポリオキシエチレン類およびこれらの組み合わせなどが含まれる。より具体的には、前記高分子類は、ポリエチレン、エチレン共重合体類、ポリプロピレン、プロピレン共重合体類、ポリエステル類、ポリカーボネート類、ポリエステル−ポリカーボネート類、ポリアミド類、ポリ（アリーレンエーテル）類およびこれらの組み合わせから構成される群から選択される。
【００１８】
ポリエチレン、ポリプロピレンおよびポリブチレンなどのオレフィン系高分子類は、エチレン性不飽和モノマーの高分子と典型的に呼ばれる高分子類や、４〜１０個の炭素原子を含むα−オレフィン類や酢酸ビニルなどの高エチレンを有するこうした高分子類の共重合体類および三元共重合体類の広範囲の種類から選択される。オレフィン類、すなわちエチレンは、アクリレートなどのビニル単量体類あるいはカルボン酸化合物のビニールエステル類と共重合化されることが多い。具体的なアクリレート単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸、アクリルアミド、メタクリルアミド、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸メトキシエチル、アクリル酸メトキシエチルなどがある。カルボン酸のビニールエステルとしては、酢酸ビニル、酪酸ビニルなどがある。この種の高分子類で通常用いられるものは、例えば、エチレン酢酸ビニル、エチレンアクリル酸エチル、エチレンアクリル酸ｎ−ブチルおよびエチレンアクリル酸メチルなどである。
【００１９】
ある特定の実施形態では、前記熱可塑性高分子組成物は、オレフィン系高分子類、ポリアミド類、ポリイミド類、ポリスチレン、ポリアリーレンエーテル類、ポリウレタン類、フェノキシ樹脂類、ポリスルホン類、ポリエーテル類、アセタール樹脂類、ポリエステル類、ビニル系高分子類、アクリル類、エポキシ類、ポリカーボネート類、ポリエステル−ポリカーボネート類、スチレン−アクリロニトリル共重合体類およびこれらの組み合わせから構成される群から選択される高分子を含む。より具体的には、前記熱可塑性高分子組成物は、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアミドおよびこれらの組み合わせから構成される群から選択される高分子を含み、さらにより具体的には、ポリカーボネートとポリエステルの組み合わせから選択される高分子を含む。
【００２０】
好適なポリエステル類は、式（１）の繰り返し単位を含む。
【００２１】
【化１】
式中、Ｔは、Ｃ８−１２芳香族ジカルボン酸、Ｃ５−７脂環式ジカルボン酸あるいはこれらの化学的等価物から誘導される残基であり、Ｄは、Ｃ６−１２芳香族ジオール、Ｃ２−１２脂肪族ジオールあるいはこれらの化学的等価物から誘導される残基である。
【００２２】
前記ポリエステル単位の調製に用いられる芳香族ジカルボン酸としては、イソフタル酸、テレフタル酸、１，４−ナフタレンジカルボン酸、１，５−ナフタレンジカルボン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸およびこれらのジカルボン酸の少なくとも１つを含む組み合わせなどがある。典型的な脂環式ジカルボン酸としては、ノルボルネンジカルボン酸および１，４−シクロヘキサンジカルボン酸などがある。前記の任意のジカルボン酸の化学的等価物としては、例えば、ジメチルエステル類、ジアリールエステル類、無水物類、塩類、酸塩化物類および臭化物類などがある。
【００２３】
特定のジカルボン酸は、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸（シスまたはトランス）あるいはこれらのジカルボン酸類の少なくとも１つを含む組み合わせである。ある特定のジカルボン酸は、イソフタル酸とテレフタル酸の組み合わせを含んでおり、イソフタル酸とテレフタル酸の重量比は９１：９〜２：９８である。
【００２４】
好適なＣ６−１２芳香族ジオール類としては、これに限定されないが、レゾルシノール、ヒドロキノンおよびピロカテコール、および１，５−ナフタレンジオール、２，６−ナフタレンジオール、１，４−ナフタレンジオール、４，４’−ジヒドロキシビフェニール、ビス（４−ヒドロキシフェニル）エーテル、ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルホンおよびこれらの芳香族ジオール類の少なくとも１つを含む組み合わせなどがある。典型的なＣ２−１２脂肪族ジオール類としては、これに限定されないが、エチレングリコールやプロピレングリコールなどの直鎖、分岐鎖あるいは脂環式アルカンジオール類、すなわち、１，２−および１，３−プロピレングリコール、２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオール、２−エチル−２−メチル−１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，４−ブタ−２−エンジオール、１，３−および１，５−ペンタンジオール、ジプロピレングリコール、２−メチル−１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ジメタノールデカリン、ジメタノールビシクロオクタン、シスおよびトランス異性体を含む１，４−シクロヘキサンジメタノール、トリエチレングリコール、１，１０−デカンジオールおよびこれらのジオール類の少なくとも１つを含む組み合わせなどがある。前記の任意のジオールの化学的等価物としては、ジアルキルエステル類、ジアリールエステル類などのエステル類がある。具体的な脂肪族ジオール類は、シクロヘキサンジメタノール、エチレングリコールあるいはシクロヘキサンジメタノールとエチレングリコールを含む組み合わせである。
【００２５】
ある実施形態では、Ｔは、シクロヘキサンジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、これらのものの化学的等価物あるいはこれらの少なくとも１つを含む組み合わせから誘導され、Ｄは、１，４−シクロヘキサンジメタノール、Ｃ２−４ジオール、これらの化学的等価物あるいはこれらの少なくとも１つを含む組み合わせから誘導される。
【００２６】
式（１）の範囲におけるある特定の種類のポリエステル類は、例えば、ポリ（シクロヘキサンジメタノールテレフタレート）（ＰＣＴ）などの、式（２）の繰り返し単位を有するポリ（シクロアルキレンフタレート）類である。
【００２７】
【化２】
式中、Ｔは、式（８）に従ってテレフタル酸から誘導され、Ｄは、式（８）に従って１，４−シクロヘキサンジメタノールから誘導される。
【００２８】
式（１）の範囲における別の特定の種類のポリエステル類は、ＴおよびＤが各々シクロアルキル基を含むポリ（シクロアルキレンシクロアルカノエート）類である。ある実施形態では、Ｔはシクロヘキサンジカルボン酸から誘導され、Ｄは、１，６−ヘキサンジオール、ジメタノールデカリン、ジメタノールビシクロオクタン、１，４−シクロヘキサンジメタノールおよびそのシス、トランス異性体、１，１０−デカンジオールなどから誘導される二価基である。特に有利なポリ（シクロアルキレンシクロアルカノエート）は、ポリ（１，４−シクロヘキサン−ジメタノール−１，４−ジカルボキシレート）（ＰＣＣＤ）とも呼ばれる、式（３）の繰り返し単位を有するポリ（シクロヘキサン−１，４−ジメチレンシクロヘキサン−１，４−ジカルボキシレート）である。
【００２９】
【化３】
式中、Ｔは１，４−シクロヘキサンジカルボン酸から誘導され、Ｄは１，４−シクロヘキサンジメタノールから誘導される。
【００３０】
他の特定のポリエステル類は、芳香族ジカルボン酸と、直鎖脂肪族ジオール類、特に、エチレングリコール、ブチレングリコール、ポリ（エチレングリコール）あるいはポリ（ブチレングリコール）と、１，４−ヘキサンジオール、ジメタノールデカリン、ジメタノールビシクロオクタン、１，４−シクロヘキサンジメタノールおよびそのシス、トランス異性体、１，１０−デカンジオールなどの脂環式ジオール類と、の混合物と、から誘導される共重合ポリエステル類である。前記直鎖脂肪エステル単位あるいは脂環式エステル単位を含むエステル単位は、それぞれ独立の単位として、あるいは同種の単位のブロックとして、高分子鎖中に存在し得る。ある実施形態では、この種のポリエステル類は、そのエステル基の５０モル％超が１，４−シクロヘキサンジメチレンテレフタレートから誘導されている場合にはＰＣＴＧとして知られ、そのエステル基の５０モル％未満が１，４−シクロヘキサンジメチレンテレフタレートから誘導されている場合にはＰＥＴＧとして知られる、ポリ（１，４−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート）−ｃｏ−ポリ（エチレンテレフタレート）である。ある特定の実施形態では、前記ポリ（１，４−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート）−ｃｏ−ポリ（エチレンテレフタレート）は、Ｃ２−４ジオールから誘導された２５モル％以下の残基を含む。
【００３１】
前記ポリエステル類は、上記の通り、液相濃縮を用いて、あるいは例えば、ジメチルテレフタレートなどのジアルキルエステルを酸性触媒を用いてエチレングリコールとエステル交換させてポリ（エチレンテレフタレート）を生成するエステル交換重合を用いて、界面重合あるいは溶融プロセス濃縮により得られる。例えば、３個以上の水酸基あるいは三官能性または多官能性カルボン酸などを有するグリコールなどの分枝剤が組み込まれた分子鎖ポリエステルが使用できる。さらに、組成物の最終用途に応じて、ポリエステル上に種々の濃度の酸と末端水酸基とを有することが望ましい場合もある。
【００３２】
前記ポリエステル類の固有粘度は、温度２５℃のクロロホルム中で測定して０．３〜２ｄＬ／ｇ、具体的には０．４５〜１．２ｄＬ／ｇであり得る。前記ポリエステル類の重量平均分子量は、ゲル透過クロマトグラフィで測定して、１０，０００〜２００，０００ドルトン、具体的には２０，０００〜１００，０００ドルトンにできる。
【００３３】
好適なポリカーボネート類は、式（１）の炭酸塩繰り返し構造単位を含む。
【００３４】
【化４】
式中、Ｒ１基の総数の内少なくとも６０％は芳香族有機基を含んでおり、残りは脂肪族基、脂環式基、あるいは芳香族基である。ある実施形態では、Ｒ１はそれぞれＣ６−３０芳香族基であり、すなわち、少なくとも１つの芳香族部分を含んでいる。Ｒ１は、式ＨＯ−Ｒ１−ＯＨのジヒドロキシ化合物、特に、式（５）のジヒドロキシ化合物から誘導され得る。
【００３５】
【化５】
式中、Ａ１およびＡ２はそれぞれ単環式二価芳香族基であり、Ｙ１は、Ａ１とＡ２とを分離する１つまたは複数の原子を有する単結合または架橋基である。典型的な実施形態では、１つの原子がＡ１とＡ２を分離する。具体的には、それぞれのＲ１は式（６）のジヒドロキシ芳香族化合物から誘導され得る。
【００３６】
【化６】
式中、ＲａおよびＲｂはそれぞれハロゲンまたはＣ１−１２アルキル基であり、同じであっても異なっていてもよく、ｐとｑはそれぞれ独立に０〜４の整数である。また、式（６）のＸａは、架橋基とＣ６アリーレン基それぞれのヒドロキシ置換基がＣ６アリーレン基上で互いにオルト、メタあるいはパラ（特にパラ）の位置に配置されている２つのヒドロキシ置換芳香族基を結合する架橋基を表わす。ある実施形態では、前記架橋基Ｘａは、単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｓ（Ｏ）−、−Ｓ（Ｏ）２−、−Ｃ（Ｏ）−、またはＣ１−１８有機基である。該Ｃ１−１８有機架橋基は、環式あるいは非環式であっても、芳香族あるいは非芳香族であってもよく、また、ハロゲン類、酸素、窒素、硫黄、シリコン、あるいはリンなどのヘテロ原子を含み得る。該Ｃ１−１８有機架橋基は、それに結合しているＣ６アリーレン基がそれぞれ共通のアルキリデン炭素またはＣ１−１８有機架橋基の異なる炭素に結合するように配置され得る。ある実施形態では、ｐとｑはそれぞれ１であり、ＲａとＲｂはそれぞれＣ１−３アルキル基、具体的にはメチルであり、それぞれのアリーレン基のヒドロキシ基に対してメタの位置に配置されている。
【００３７】
ある実施形態では、Ｘａは置換または未置換のＣ３−１８シクロアルキリデン、式−Ｃ（Ｒｃ）（Ｒｄ）（式中、ＲｃとＲｄはそれぞれ独立に、水素、Ｃ１−１２アルキル、Ｃ１−１２シクロアルキル、Ｃ７−１２アリールアルキル、Ｃ１−１２ヘテロアルキルまたは環式Ｃ７−１２ヘテロアリールアルキル）のＣ１−２５アルキリデン、あるいは、Ｒｅが二価のＣ１−１２炭化水素基である式−Ｃ（＝Ｒｅ）の基である。この種の典型的な基としては、メチレン、シクロヘキシルメチレン、エチリデン、ネオペンチリデン、イソプロピリデン、２−［２．２．１］−ビシクロヘプチリデン、シクロヘキシリデン、シクロペンチリデン、シクロドデシリデンおよびアダマンチリデンなどがある。
【００３８】
式ＨＯ−Ｒ１−ＯＨの他の有用な芳香族ジヒドロキシ化合物としては、式（７）の化合物がある。
【００３９】
【化７】
式中、Ｒｈはそれぞれ独立に、ハロゲン原子、Ｃ１−１０アルキル基などのＣ１−１０ヒドロカルビル、ハロゲン置換Ｃ１−１０アルキル基、Ｃ６−１０アリール基あるいはハロゲン置換Ｃ６−１０アリール基であり、ｎは０〜４である。該ハロゲンは通常臭素である。
【００４０】
具体的な芳香族ジヒドロキシ化合物の例としては、４，４’−ジヒドロキシビフェニル、１，６−ジヒドロキシナフタレン、２，６−ジヒドロキシナフタレン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）ジフェニルメタンビス（４−ヒドロキシフェニル）−１−ナフチルメタン、１，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−１−フェニルエタン、２−（４−ヒドロキシフェニル）−２−（３−ヒドロキシフェニル）プロパン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）フェニルメタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３−ブロモフェニル）プロパン、１，１−ビス（ヒドロキシフェニル）シクロペンタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）イソブテン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロドデカン、ｔｒａｎｓ−２，３−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−２−ブテン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）アダマンチン、α，α’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）トルエン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）アセトニトリル、２，２−ビス（３−メチル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（３−エチル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（３−ｎ−プロピル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（３−イソプロピル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（３−ｓｅｃ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（３−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（３−シクロヘキシル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（３−アリル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（３−メトキシ−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン、１，１−ジクロロ−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エチレン、１，１−ジブロモ−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エチレン、１，１−ジクロロ−２，２−ビス（５−フェノキシ−４−ヒドロキシフェニル）エチレン、４，４’−ジヒドロキシベンゾフェノン、３，３−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−２−ブタノン、１，６−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−１，６−ヘキサンジオン、エチレングリコールビス（４−ヒドロキシフェニル）エーテル、ビス（４−ヒドロキシフェニル）エーテル、ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルフィド、ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルホキシド、ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルホン、９，９−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フルオリン、２，７−ジヒドロキシピレン、６，６’−ジヒドロキシ−３，３，３’，３’−テトラメチルスピロ（ビス）インダン（「スピロビインダンビスフェノール」）、３，３−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フタリド、２，６−ジヒドロキシジベンゾ−ｐ−ダイオキシン、２，６−ジヒドロキシチアントレン、２，７−ジヒドロキシフェノキサチン、２，７−ジヒドロキシ−９，１０−ジメチルフェナジン、３，６−ジヒドロキシジベンゾフラン、３，６−ジヒドロキシベンゾチオフェノン、２，７−ジヒドロキシカルバゾール、レゾルシノール、５−メチルレゾルシノール、５−エチルレゾルシノール、５−プロピルレゾルシノール、５−ブチルレゾルシノール、５−ｔ−ブチルレゾルシノール、５−フェニルレゾルシノール、５−クミルレゾルシノール、２，４，５，６−テトラフルオロレゾルシノール、２，４，５，６−テトラブロモレゾルシノールなどの置換レゾルシノール化合物；カテコール；ヒドロキノン；２−メチルヒドロキノン、２−エチルヒドロキノン、２−プロピルヒドロキノン、２―ブチルヒドロキノン、２−ｔ−ブチルヒドロキノン、２−フェニルヒドロキノン、２−クミルヒドロキノン、２，３，５，６−テトラメチルヒドロキノン、２，３，５，６−テトラ−ｔ−ブチルヒドロキノン、２，３，５，６−テトラフルオロヒドロキノン、２、３、５、６−テトラブロモヒドロキノンなどの置換ヒドロキノン類およびこれらのジヒドロキシ化合物を少なくとも１つ含む組み合わせがある。
【００４１】
式（６）のビスフェノール化合物の具体的な例としては、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン（以下、「ビスフェノールＡ」または「ＢＰＡ」）、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ブタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）オクタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ｎ−ブタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−１−メチルフェニル）プロパン、１，１−ビス（４−ヒドロキシ−ｔ−ブチルフェニルプロパン、３，３−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フタルイミジン、２−フェニル−３，３−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フタルイミジン（ＰＰＰＢＰ）および１，１−ビス（４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）シクロヘキサン（ＤＭＢＰＣ）などがある。これらのジヒドロキシ化合物の少なくとも１つを含む組み合わせも使用される。ある特定の実施形態では、前記ポリカーボネートは、式（６）のＡ１およびＡ２それぞれがｐ−フェニレンであり、Ｙ１がイソプロピリデンであるビスフェノールＡから誘導される直鎖単独重合体である。
【００４２】
他の典型的なポリカーボネート類としては、式（４）の炭酸塩単位と、式（６）およびまたは式（７）のポリシロキサン単位を含むポリシロキサン−ポリカーボネート共重合体類がある。
【００４３】
【化８】
【００４４】
【化９】
式中、Ｒ２はそれぞれ独立に、同じかまたは異なる一価のＣ１−１３有機基であり、Ａｒはそれぞれ独立に、直接芳香族部分に結合されている同じかまたは異なるＣ６−３６アリーレン基であり、Ｒ３はそれぞれ独立に、同じかまたは異なる二価のＣ１−３０有機基であり、Ｅは平均値が２〜１，０００の範囲にある整数である。
【００４５】
Ｒ２は具体的には、Ｃ１−Ｃ１３アルキル、Ｃ１−Ｃ１３アルコキシ、Ｃ２−Ｃ１３アルケニル、Ｃ２−Ｃ１３アルケニルオキシ、Ｃ３−Ｃ６シクロアルキル、Ｃ３−Ｃ６シクロアルコキシ、Ｃ６−Ｃ１４アーリル、Ｃ６−Ｃ１０アリールオキシ、Ｃ７−Ｃ１３アリールアルキル、Ｃ７−Ｃ１３アリールアルコキシ、Ｃ７−Ｃ１３アルキルアリールあるいはＣ７−Ｃ１３アルキルアリールオキシであり得る。これらの群は完全にあるいは部分的に、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素あるいはこれらの組み合わせでハロゲン化され得る。透明なポリシロキサン−ポリカーボネートが所望される実施形態では、Ｒはハロゲン置換されていない。これらのＲ群の組み合わせは、同じ共重合体に使用できる。
【００４６】
式（６）のＡｒ基は、例えば、上記の式（６）または式（７）のジヒドロキシアリーレンなどのＣ６−Ｃ３０ジヒドロキシアリーレン化合物から誘導される。典型的なジヒドロキシアリーレン化合物としては、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ブタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）オクタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ｎ−ブタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−１−メチルフェニル）プロパン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン、ビス（４−ヒドロキシフェニルスルフィド）および１，１−ビス（４−ヒドロキシ−ｔ−ブチルフェニル）プロパンなどがある。
【００４７】
式（７）のＲ３基は、Ｃ１−Ｃ１３アルキレン、Ｃ３−Ｃ６シクロアルキレンあるいはＣ６−Ｃ１４アリーレンであり得る。ある実施形態では、Ｒ３はそれぞれ式（８）で示される基である。
【００４８】
【化１０】
式中、Ｒ６はＣ２−Ｃ８アルキレンであり、Ｍはそれぞれ、同じかまたは異なるハロゲン、シアン、ニトロ、Ｃ１−Ｃ８アルキルチオ、Ｃ１−Ｃ８アルキル、Ｃ１−Ｃ８アルコキシ、Ｃ２−Ｃ８アルケニル、Ｃ２−Ｃ８アルケニルオキシ基、Ｃ３−Ｃ８シクロアルキル、Ｃ３−Ｃ８シクロアルコキシ、Ｃ６−Ｃ１０アリール、Ｃ６−Ｃ１０アリールオキシ、Ｃ７−Ｃ１２アラルキル、Ｃ７−Ｃ１２アリールアルコキシ、Ｃ７−Ｃ１２アルキルアリールあるいはＣ７−Ｃ１２アルキルアリールオキシであり、ｎはそれぞれ独立に、０、１、２、３あるいは４である。
【００４９】
式（６）および式（７）のＥの値は、熱可塑性組成物中の各成分の種類および相対量、該組成物の所望の特性および同様な考慮すべき事項などに応じて広範囲に変えられる。一般に、Ｅの平均値は２〜１，０００、具体的には２〜５００、より具体的には５〜１００である。ある実施形態では、Ｅの平均値は１０〜７５であり、さらに別の実施形態では、Ｅの平均値は４０〜６０である。Ｅが、例えば４０未満などの低い値の場合、比較的多量のポリカーボネート−ポリシロキサン共重合体を使用することが望ましいことであり得る。反対に、Ｅが、例えば４０超などの高い値の場合、比較的少量の該共重合体を使用することが必要であり得る。
【００５０】
ある特定の実施形態では、前記ポリシロキサン単位は、Ｒ２がそれぞれ独立して、同じかまたは異なる一価のＣ１−３有機基であり、Ｒ３がそれぞれ、同じか異なる二価のＣ１−１０有機基であり、Ｅが２〜５００の整数である式（７）の構造を有する。ある特定の実施形態では、Ｒ２はそれぞれ同じかまたは異なるＣ１−３アルキルあるいはＣ１−３ハロアルキルであり、Ｒ３はそれぞれＲ６が同じＣ１−５アルキレンであり、Ｍがそれぞれ同じ臭素、塩素、Ｃ１−３アルキル、Ｃ１−３アルコキシ、フェニル、クロロフェニルあるいはトリルである式（８）の構造を有しており、Ｅはその平均値が４〜１００の整数である。さらに別の実施形態では、Ｒ２はそれぞれメチルであり、Ｒ３はそれぞれ、Ｒ６がトリメチレンであり、Ｍがメトキシであり、ｎが１である（８）の構造を有している。こうしたポリカーボネート−シロキサン共重合体類は、Ｓａｂｉｃ Ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ Ｐｌａｓｔｉｃｓ社より市販されている。
【００５１】
ポリカーボネート類は、当分野で既知の界面重合や溶融重合などのプロセスを用いて製造できる。前記ポリカーボネートの重量平均分子量は、架橋型スチレン−ジビニルベンゼンカラムを用いポリカーボネート標準でキャリブレーションしたゲル透過クロマトグラフィ（ＧＰＣ）で測定して、１０，０００〜２００，０００ドルトン、具体的には２０，０００〜１００，０００ドルトンにできる。ＧＰＣサンプルを濃度１ｍｇ／ｍｌで調製し、１．５ｍｌ／分で溶離する。
【００５２】
前記熱可塑性高分子組成物はさらに、ポリエステル−ポリカーボネート共重合体を含み得る。該ポリエステル−ポリカーボネート共重合体は、その全重量に対して、１５〜９５質量％のアリレートエステル単位と、５〜８５質量％の炭酸塩単位と、を含む。
【００５３】
前記アリレートエステル単位は式（９）の構造を有する。
【００５４】
【化１１】
式中、Ｒ４はそれぞれ独立に、ハロゲンまたはＣ１−４アルキルであり、ｐは０〜３である。該アリレートエステル単位は、テレフタル酸とイソフタル酸またはこれらの化学的均等物の混合物と、５−メチルレゾルシノール、５−エチルレゾルシノール、５−プロピルレゾルシノール、５−ブチルレゾルシノール、５−ｔ−ブチルレゾルシノール、２，４，５−トリフルオロレゾルシノール、２，４，６−トリフルオロレゾルシノール、４，５，６−トリフルオロレゾルシノール、２，４，５−トリブロモレゾルシノール、２，４，６−トリブロモレゾルシノール、４，５，６−トリブロモレゾルシノール、カテコール、ヒドロキノン、２−メチルヒドロキノン、２−エチルヒドロキノン、２−プロピルヒドロキノン、２−ブチルヒドロキノン、２−ｔ−ブチルヒドロキノン、２，３，５−トリメチルヒドロキノン、２，３，５−トリ−ｔ−ブチルヒドロキノン、２，３，５−トリフルオロヒドロキノン、２，３，５−トリブロモヒドロキノンあるいはこれらの化合物の少なくとも１つを含む組み合わせなどの化合物と、の反応から誘導される。
【００５５】
前記ポリエステル−ポリカーボネート共重合体中の芳香族炭酸塩単位は、上記の式（４）の構造を有する。具体的には、該炭酸塩単位は式（６）のジヒドロキシ化合物から誘導され、具体的には、Ｘａは、ＲｃとＲｄがそれぞれ独立に、水素、Ｃ１−１２アルキル、Ｃ１−１２シクロアルキル、Ｃ７−１２アリールアルキル、Ｃ１−１２ヘテロアルキルまたは環式Ｃ７−１２ヘテロアリールアルキルである式−Ｃ（Ｒｃ）（Ｒｄ）−のＣ１−２５アルキリデンである式（６）の化合物、あるいは、Ｒｅが二価のＣ１−１２炭化水素基である−Ｃ（＝Ｒｅ）−の基から誘導され、さらに具体的にはビスフェノールＡである。
【００５６】
ある特定の実施形態では、前記ポリエステル−ポリカーボネート共重合体は、式（１０）の繰り返し構造を含むポリ（イソフタレート−テレフタレート−レゾルシノールエステル）−ｃｏ−（ビスフェノールＡカーボネート）高分子である。
【００５７】
【化１２】
【００５８】
前記ポリエステル−ポリカーボネート共重合体は、分子量の成長速度を制限しポリカーボネート中の分子量を制御する連鎖停止剤（キャッピング剤とも呼ぶ）との反応から誘導される末端基を含む。該連鎖停止剤は式（１１）のモノフェノール化合物である。
【００５９】
【化１３】
式中、Ｒ５はそれぞれ独立に、ハロゲン、Ｃ１−２２アルキル、Ｃ１−２２アルコキシ、Ｃ１−２２アルコキシカルボニル、Ｃ６−１０アリール、Ｃ６−１０アリールオキシ、Ｃ６−１０アリールオキシカルボニル、Ｃ６−１０アリールカルボニル、Ｃ７−２２アルキルアリール、Ｃ７−２２アリールアルキル、Ｃ６−３０２−ベンゾトリアゾールあるいはトリアジンであり、ｑは０〜５である。本明細書で用いるＣ６−１６ベンゾトリアゾールは、未置換および置換ベンゾトリアゾールが含まれ、ベンゾトリアゾールは、３個以下のハロゲン基、シアノ基、Ｃ１−８アルキル基、Ｃ１−８アルコキシ基、Ｃ６−１０アリール基あるいはＣ６−１０アリールオキシ基で置換される。
【００６０】
式（１１）の典型的なモノフェノール連鎖停止剤としては、フェノール、ｐ−クメル−フェノール、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、ヒドロキシジフェニル、ｐ−メトキシフェノールなどのヒドロキノン類のモノエーテル類、８〜９個の炭素原子を有する分枝鎖アルキル置換基を有するものを含むアルキル−置換フェノール類、４−置換−２−ヒドロキシベンゾフェノンなどのモノフェノールＵＶ吸収剤、アリ−ルサリチル酸塩、レゾルシノールモノベンゾエートなどのジフェノール類のモノエステル類、２−（２−ヒドロキシアリール）−ベンゾトリアゾール、２−（２−ヒドロキシアリール）−１，３，５−トリアジンなどがある。具体的なモノフェノール連鎖停止剤には、フェノール、ｐ−クミルフェノールおよびレゾルシノールモノベンゾエートが含まれる。
【００６１】
他の典型的な連鎖停止剤としては、例えば、モノカルボン酸ハロゲン化物類、モノハロホルメート類などがある。こうした連鎖停止剤は、式（１１）の構造を有することができ、式中、−Ｃ（Ｏ）Ｘ基あるいは−ＯＣ（Ｏ）Ｃｌ基は、フェノール水酸基の代わりに存在し、Ｘはハロゲン、特に臭素または塩素である。モノカルボンクロリド類およびモノクロロホルメート類については具体的に言及される。典型的なモノカルボン酸クロリド類には、ベンゾイルクロリド、Ｃ１−２２アルキル置換ベンゾイルクロリド、４−メチルベンゾイルクロリド、ハロゲン置換ベンゾイルクロリド、ブロモベンゾイルクロリド、シンナモイルクロリド、４−ナジミドベンゾイルクロリドおよびこれらの組み合わせなどの単環式モノカルボン酸クロリド類；無水トリメリット酸クロリドおよびナフトイルクロリドなどの多環式モノカルボン酸クロリド類；および単環式および多環式モノカルボン酸クロリド類の組み合わせが含まれる。２２個までの炭素原子を有する脂肪族モノカルボン酸のクロリド類が好適である。アクリロイルクロリドやメタクリロイルクロリドなどの脂肪族モノカルボン酸類の官能基化クロリド類も好適である。モノクロロホルメート類には、フェニルクロロホルメート、アルキル置換フェニルクロロホルメート、ｐ−クミルフェニルクロロホルメート、トルエンクロロホルメートおよびこれらの組み合わせなどの単環式モノクロロホルメート類が含まれる。例えば、２つの異なるモノフェノール連鎖停止剤の組み合わせや、モノフェノール連鎖停止剤とモノクロロホルメート連鎖停止剤との組み合わせなどの異なる連鎖停止剤の組み合わせも使用され得る。
【００６２】
ポリエステル−ポリカーボネート共重合体類の製造に用いられる連鎖停止剤の種類と量は、該共重合体の分子量が１，５００〜１００，０００ドルトン、具体的には１，７００〜５０，０００ドルトン、より具体的には２，０００〜４０，０００ドルトンとなるように選択される。分子量は、架橋形スチレン−ジビニルベンゼンカラムを用いビスフェノールＡポリカーボネート標準でキャリブレーションしたゲル透過クロマトグラフィにより決定される。サンプルを濃度１ｍｇ／ｍＬで調製し、１．０ｍＬ／分で溶離する。
【００６３】
前記レーザー溶接可能組成物の前記熱可塑性高分子成分には選択的に耐衝撃性改良剤が含まれ得る。典型的な衝撃性改良剤としては、天然ゴム、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエン、スチレン−ブタジエン−スチレン、スチレン−エチレン−ブタジエン−スチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン、アクリロニトリル−エチレン−プロピレン−ジエン−スチレン、スチレン−イソプレン−スチレン、メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体、エチレン−メチルアクリレート共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−グリシジルメタクリレート共重合体、ポリエチレンテレフタレート−ポリ（テトラメチレンオキシド）グリコールブロック共重合体、ポリエチレンテレフフタレート／イソフタレート−ポリ（テトラメチレンオキシド）グリコールブロック共重合体、シリコーンゴムあるいはこれらの改良剤を少なくとも１つ含む組み合わせなどが含まれる。ある特定の耐衝撃性改良剤組成物は、メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレン（ＭＢＳ）とスチレン−アクリロニトリル（ＳＡＮ）の組み合わせである。
【００６４】
耐衝撃性改良剤の量は、組成物の全重量に対して、０超〜４０質量％とすることができる。特定の実施形態では、該耐衝撃性改良剤の量は、全重量に対して、１〜３０質量％、具体的には３〜２０質量％である。
【００６５】
ある実施形態では、前記レーザー溶接可能組成物中の前記熱可塑性高分子成分の量は、該組成物の全重量に対して、０超〜９９．５質量％、より具体的には、３０〜９９質量％、さらにより具体的には８０〜９８質量％である。この量は、組成物の所望の溶接特性およびその他の特性を実現できるように変更できる。
【００６６】
ある特定の実施形態では、前記熱可塑性高分子組成物はポリカーボネートを含み、別の実施形態では、ポリカーボネートと耐衝撃性改良剤とを含む。例えば、該熱可塑性高分子組成物は、その全重量に対して、５０〜１００質量％のポリカーボネートと、０〜５０質量％の耐衝撃性改良剤、具体的には８０〜１００質量％のポリカーボネートと、０〜２０質量％の耐衝撃性改良剤と、を含む。該熱可塑性高分子組成物には選択的に、ポリカーボネートだけ、あるいはポリカーボネートと耐衝撃性改良剤だけが含まれる。
【００６７】
別の実施形態では、前記熱可塑性高分子組成物は、ポリカーボネートとポリエステルの組み合わせ、より具体的には、ポリカーボネート、ポリエステルおよび耐衝撃性改良剤の組み合わせを含む。該ポリカーボネートは、ビスフェノールＡから誘導される単位と、ポリ（ブチレンテレフタレート）と、具体的にはＭＢＳまたはＭＢＳとＳＡＮとの組み合わせであるコアシェルポリマータイプの耐衝撃性改良剤と、を含み得る。これらの実施形態では、該熱可塑性高分子組成物は、その全重量に対して、１０〜９０質量％、具体的には４０〜６０質量％のポリカーボネートと、１０〜９０質量％、具体的には４０〜６０質量％のポリエステルと、０〜４０質量％、具体的には１〜２０質量％の耐衝撃性改良剤と、を含む。ある実施形態では、該熱可塑性高分子組成物は、４０〜６０重量パーセントのポリカーボネートと、４０〜６０重量パーセントのポリエステルと、１〜２０質量％の耐衝撃性改良剤と、を含み、さらに、前記ポリカーボネートはビスフェノールＡから誘導される単位を含み、前記ポリエステルはポリ（ブチレンテレフタレート）であり、前記耐衝撃性改良剤はコアシェルポリマーである。
【００６８】
前記レーザー溶接可能高分子組成物はさらに、白色顔料、例えば二酸化チタン（ＴｉＯ２）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、酸化スズ、酸化アルミニウム（ＡｌＯ３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、硫酸カルシウム、硫酸バリウム（ＢａＳＯ４）、炭酸カルシウム（例えばチョーク）、炭酸マグネシウム、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸アルミニウム、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２、すなわち、シリカ）、雲母、粘土、タルク、これらの材料の金属ドープ版およびこれらの材料の少なくとも１つを含む組み合わせを含む。より具体的には、該無機白色顔料は、ルチルあるいはアナターゼ型二酸化チタン、硫化亜鉛、およびシラン処理二酸化チタンなどのこれらの材料のコーティング版から選択される。違った種類の白色顔料を組み合わせてもよい。該白色顔料の平均粒径は、０．０１〜１０μｍ、具体的には０．０５〜１μｍ、より具体的には０．１〜０．６μｍである。
【００６９】
ある実施形態では、前記白色顔料は、粒径が０．０１〜１０μｍの二酸化チタンである。さらに別の実施形態では、前記白色顔料は、平均粒径が０．１〜０．６μｍの二酸化チタンである。
【００７０】
別の実施形態では、前記白色顔料は、平均粒径が０．０１〜１０μｍの硫化亜鉛である。別の実施形態では、前記白色顔料は、平均粒径が０．１〜０．６μｍの硫化亜鉛である。
【００７１】
ある実施形態では、前記レーザー溶接可能組成物は、二酸化チタン、硫化亜鉛あるいはこれらの組み合わせ以外の白色顔料は含まない。別の実施形態では、前記レーザー溶接可能組成物は、硫酸バリウム、雲母、タルクあるいはカーボンブラックは含まない。
【００７２】
前記レーザー溶接可能組成物中の前記白色顔料の量は、該組成物の全重量に対して、０．０５〜２０質量％、より具体的には０．１〜１５質量％、さらにより具体的には０．５〜１０質量％である。
【００７３】
前記レーザー溶接可能組成物は、可視光（波長３５０ｎｍ〜８００ｎｍ）には高い吸収性を示さないが、近赤外線吸収剤（波長８００〜１４００ｎｍの放射線吸収剤）をさらに含む。特に、前記近赤外線吸収剤は、ペリレン類などの多環式有機化合物類と、金属酸化物類、混合金属酸化物類、複合酸化物類、金属硫化物類、金属ホウ化物類、金属リン酸塩類、金属炭酸塩類、金属硫酸塩類、金属窒化物類、六ホウ化ランタン、セシウムタングステン酸化物、インジウムスズ酸化物、アンチモンスズ酸化物、インジウム亜鉛酸化物およびこれらの組み合わせを含むナノ金属錯体化合物と、を含む有機染料から選択され得る。ある実施形態では、該近赤外線吸収剤の平均粒径は１〜２００ｎｍである。
【００７４】
用いる粒子状のＮＩＲ吸収剤に応じて、該ＮＩＲ吸収剤の量は、該組成物の０．００００１〜５質量％の範囲で用いられる。好適な量を用いると、効果的なＮＩＲ吸収性が得られるため、当業者であれば、余分な実験を行うことなく容易にその量が決定できる。例えば、六ホウ化ランタンとセシウムタングステン酸化物の量は、該レーザー溶接可能組成物の全重量に対して、００００１〜１質量％、さらにより具体的には００００５〜０．１質量％、最も具体的には０．０００１〜０．０１質量％である。ある実施形態では、該ＮＩＲ吸収剤を少量の熱可塑性高分子中に予め分散させると好都合であり、その後分散させた成分を該組成物に添加できる。例えば、該ＮＩＲ吸収剤を事前にポリカーボネートと混合してＮＩＲ吸収剤を０．０１〜５％含有する組成物を得、その後この組成物を残りの成分に添加することができる。あるいは、該ＮＩＲ吸収剤を混合または押出し、できた混合／押出成分を該組成物に添加することも可能である。あるいは、該ＮＩＲ吸収剤を混合または押出せずに該組成物に添加することも可能である。
【００７５】
前記レーザー溶接可能組成物は、添加剤が該組成物の所望の特性に著しく悪影響を及ぼさないように選択されている限り、この種の組成物に通常組み込まれる他の種々の添加剤を含み得る。添加剤の組み合わせも用いられる。
【００７６】
好適な添加剤としては、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収添加剤、抑制剤、可塑剤、潤滑剤、離型剤、帯電防止剤、充填材、難燃剤、防滴剤、放射線安定剤、離型剤あるいはこれらの組合せが含まれる。難燃剤を除くこれらの添加剤のそれぞれが使用される場合の量は、熱可塑性ブレンドとして典型的な量、例えば、該ブレンドの全重量に対して、０．００１〜１５質量％、具体的には０．０１〜５質量％の範囲で用いられる。難燃剤の量は、組成物と充填材の全重量に対して、より典型的に１〜１０質量％の範囲で用いられる。ガラス繊維などの充填材の量は、組成物の全重量に対して、０超〜５０質量％、具体的には１５〜３０質量％の範囲で用いられる。
【００７７】
ある実施形態では、前記レーザー溶接可能組成物は、その全重量に対してそれぞれ、０．１〜５質量％の熱安定剤、酸化防止剤および抑制剤を含む。別の実施形態では、充填材は含まれない。
【００７８】
典型的な酸化防止剤としては、例えば、トリス（ノニルフェニル）ホスファイト、トリス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ホスファイト、ビス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ペンタエリトリトールジホスファイト、ジステアリルペンタエリトリトールジホスファイトなどの有機ホスファイト類；アルキル化モノフェノール類またはポリフェノール類；テトラキス［メチレン（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシヒドロ桂皮酸エステル）］メタンなどのポリフェノール類とジエン類とのアルキル化反応生成物類；ｐ−クレゾールとジシクロペンタジエンのブチル化反応生成物類；アルキル化ヒドロキノン類；ヒドロキシ化チオジフェニルエーテル類；アルキリデン−ビスフェノール類；ベンジル化合物類；一価または多価アルコール類を有するβ−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）−プロピオン酸のエステル類；一価または多価アルコール類を有するβ−（５−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）−プロピオン酸のエステル類；ジステアリルチオプロピオン酸塩、ジラウリルチオプロピオン酸塩、ジトリデシルチオジプロピオン酸塩、オクタデシル−３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオン酸塩、ペンタエリトリチル−テトラキス［３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオン酸塩などのチオアルキルまたはチオアーリル化合物のエステル類；β−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）−プロピオン酸などのアミド類、あるいはこれらの酸化防止剤の少なくとも１つを含む組み合わせなどがある。酸化防止剤の量は、組成物の全重量に対して０．０００１〜１質量％にできる。
【００７９】
典型的な熱安定剤としては、例えば、亜リン酸トリフェニル、トリス−（２，６−ジメチルフェニル）ホスファイト、トリス−（混合モノ−およびジ−ノニルフェニル）ホスファイトなどの有機ホスファイト類；ジメチルベンゼンホスホネートなどのホスホン酸塩類、トリメチルホスフェートなどのようなリン酸塩類またはこれらの熱安定剤の少なくとも１つを含む組み合わせなどがある。熱安定剤の量は、組成物の全重量に対して０．０００１〜１質量％にできる。
【００８０】
典型的な光安定剤およびまたは紫外線（ＵＶ）吸収添加剤としては、例えば、（２−（２−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、（２−（２−ヒドロキシ−５−ｔｅｒｔ−オクチルフェニル）−ベンゾトリアゾールおよび２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクトキシベンゾフェノンなどのベンゾチアゾール類、およびこれらの光安定剤の少なくとも１つを含む組み合わせなどがある。光安定剤の量は、組成物の全重量に対して０．０００１〜１質量％にできる。
【００８１】
典型的なＵＶ吸収添加剤としては、例えば、ヒドロキシベンゾフェノン類；ヒドロキシベンゾトリアゾール類；ヒドロキシベンゾトリアジン類；シアノアクリレート類；オキサニリド類；ベンズオキサジノン類；２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）−フェノール（ＣＹＡＳＯＲＢ（登録商標）５４１１）；２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクチルオキシベンゾフェノン（ＣＹＡＳＯＲＢ（登録商標）５３１）；２−［４，６−ビス（２，４−ジメチルフェニル）−１，３，５−トリアジン−２−イル］−５−（オクチルオキシ）−フェノール（ＣＹＡＳＯＲＢ（登録商標）１１６４）；２，２’−（１，４−フェニレン）ビス（４Ｈ−３，１−ベンズオキサジン−４−オン）（ＣＹＡＳＯＲＢ（登録商標）ＵＶ−３６３８）；１，３−ビス［（２−シアノ−３，３−ジフェニルアクリロイル）オキシ］−２，２−ビス［［（２−シアノ−３、３−ジフェニルアクリロイル）オキシ］メチル］プロパン（ＵＶＩＮＵＬ（登録商標）３０３０）；２，２’−（１，４−フェニレン）ビス（４Ｈ−３，１−ベンゾオキサジン−４−オン）；１，３−ビス［（２−シアノ−３，３−ジフェニルアクリロイル）オキシ］−２，２−ビス［［（２−シアノ−３，３−ジフェニルアクリロイル）オキシ］メチル］プロパン；粒径が１００ｎｍ未満の酸化チタン、酸化セリウムおよび酸化亜鉛などのナノ無機材料；およびこれらのＵＶ吸収剤の少なくとも１つを含む組み合わせなどがある。ＵＶ吸収剤の量は、組成物の全重量に対して０．０００１〜１質量％にできる。
【００８２】
可塑剤、潤滑剤およびまたは離型剤も使用される。これらの材料はかなりの部分重なっており、その中には例えば、ジオクチル−４，５−エポキシ−ヘキサヒドロフタレートなどのフタル酸エステル類；トリス−（オクトキシカルボニルエチル）イソシアヌレート；トリステアリン；レゾルシノールテトラフェニルジフォスフェイト、ヒドロキノンのビス（ジフェニル）フォスフェイトおよびビスフェノールＡのビス（ジフェニル）フォスフェニトなどの二官能性または多官能性芳香族リン酸塩；ポリ−α−オレフィン類；エポキシ化大豆油；シリコーン油を含むシリコーン；例えば、ステアリン酸メチルなどのアルキルステアリルエステル類などの脂肪酸エステル類などのエステル類；ステアリン酸ステアリル、ペンタエリトリトールテトラステアラートなど；ステアリン酸メチルと、ポリエチレングリコール高分子、ポリプロピレングリコール高分子およびこれらの共重合体を含む親水性および撥水性ノニオン界面活性剤と、の組み合わせ、例えば、適切な溶剤中のステアリン酸メチルとポリエチレン−ポリプロピレングリコール共重合体の組み合わせ；密蝋、モンタン蝋、パラフィン蝋などのワックス類などが含まれる。こうした材料の量は、組成物の全重量に対して、０．００１〜１質量％、具体的には０．０１〜０．７５質量％、より具体的には０．１〜０．５質量％にできる。
【００８３】
例えば、パーフルオロブタンスルホン酸カリウム（Ｒｉｍａｒ ｓａｌｔ）、パーフルオロオクタンスルホン酸カリウム、パーフルオロヘキサンスルホン酸テトラエチルアンモニウムおよびジフェニルスルホンスルホン酸カリウムなどのＣ２−１６アルキルスルホン酸塩類；および、例えば、アルカリ金属あるいはアルカリ土類金属（例えばリチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウムおよびバリウム塩）と、例えば、Ｎａ２ＣＯ３、Ｋ２ＣＯ３、ＭｇＣＯ３、ＣａＣＯ３およびＢａＣＯ３などのアルカリ金属およびアルカリ土類金属の炭酸塩、あるいはＬｉ３ＡｌＦ６、ＢａＳｉＦ６、ＫＢＦ４、Ｋ３ＡｌＦ６、ＫＡｌＦ４、Ｋ２ＳｉＦ６およびまたはＮａ３ＡｌＦ６などのフルオロアニオン錯体などのオキソアニオンなどの無機酸錯塩と、の反応によって形成される塩類などの無機難燃剤も使用される。無機難燃剤塩類を使用する場合の量は、組成物の全重量に対して０．１〜５つの質量％にできる。
【００８４】
使用可能な有機難燃剤には種々のリン含有化合物、特に、芳香族リン含有化合物および臭素化または塩素化有機化合物が含まれる。リン−窒素結合を含む有機化合物は、例えば、ホスホン酸塩、ホスフィン酸塩、亜リン酸塩、ホスフィン酸化物およびリン酸エステル類などの化合物、例えば、リン酸トリエチル、リン酸トリフェニル、リン酸トリス（ジクロロプロピル）；リン酸トリス（２−クロロエチル）；リン酸トリス（ブロモクロロプロピル）などが使用されるのと同様に使用され得る。臭素化有機化合物は、例えば、臭素化ビスフェノールＡ、テトラブロモフタル酸無水物などから誘導される化合物類、およびペンタブロモシクロヘキサン、ペンタブロモクロロシクロヘキサン、ヘキサブロモシクロヘキサン、１，２−ジブロモ−４−（１，２−ジブロモエチル）−シクロヘキサン、テトラブロモシクロオクタン、ヘキサブロモシクロオクタン、ヘキサブロモシクロドデカン、クロロパラフィン類および類似の臭素−あるいは塩素−含有脂肪族または脂環式化合物類の、芳香族または脂環式環などの有機部分に直接結合した臭素原子を含む。
【００８５】
好適な抑制剤としては、モノリン酸亜鉛などの無機酸類あるいは、例えばリン酸などの有機酸が含まれる。
【００８６】
前記レーザー溶接可能組成物は、当分野で一般に用いられている方法で製造できる。例えば、レーザー溶接可能組成物のある製造方法は、前記熱可塑性高分子組成物と、白色顔料と、ＮＩＲ吸収剤と、を溶融混合して該レーザー溶接可能組成物を製造するステップを備える。より具体的には、前記粉末状の熱可塑性高分子組成物と、白色顔料と、ＮＩＲ吸収剤と、その他の選択的添加剤（例えば、酸化防止剤、γ線安定剤、熱安定剤、紫外線安定剤など）と、を最初にＨＥＮＳＣＨＥＬ−Ｍｉｘｅｒ（登録商標）高速ミキサー中で混合する。手練りなどの他の低せん断方法でも混合できる。その後、該混合物をホッパーを経由して押出機入口に供給する。あるいは、１つまたは複数の成分を押出機入口およびまたはサイドスタッファ（ｓｉｄｅｓｔｕｆｆｅｒ）を介して下流に直接供給することによって該組成物に組み込むことができる。あるいは、任意の所望の添加剤、特に白色顔料をマスターバッチ内に混合し、該方法の任意の時点で残余の高分子成分と混合することができる。該押出機は一般に、該組成物の流動に必要な温度より高い温度で運転される。押出品を直ちに水浴中で冷却してペレット化する。こうしたペレットは、次の型成形、形成および造形に使用され得る。特定の実施形態では、レーザー溶接可能組成物の製造方法は、上記の任意の組成物を溶融して前記レーザー溶接可能組成物を製造するステップを備える。
【００８７】
前記組成物を含む形成、造形あるいは型成形された物品も提供される。ある実施形態では、前記レーザー溶接可能組成物の溶解液を押出、鋳込、ブロー成形または射出成形して物品が製造される。該物品は、フィルムまたはシート状であってもよい。特定の実施形態では、上記の任意の組成物を含む形成、造形あるいは型成形された物品が開示される。
【００８８】
別の特定の実施形態では、レーザー溶接可能組成物およびそれで製造された物品は、該組成物の全重量に対して、ポリカーボネートとポリエステルまたはこれらの組み合わせを含む７５〜９９．５質量％の熱可塑性高分子組成物と、０．０００１〜１質量％の近赤外線吸収剤と、粒子状の二酸化チタン、硫化亜鉛およびこれらの組み合わせから選択された０．５〜５質量％の白色顔料と、を含んでおり、他の白色顔料は含まない。
【００８９】
別の特定の実施形態では、レーザー溶接可能組成物およびそれで製造された物品は、組成物の全重量に対して、ビスフェノールＡと、ポリ（ブチレンテレフタレート）と、メタクリレート−スチレン−ブタジエン耐衝撃性改良剤と、から誘導された単位を有するポリカーボネートを含む、７５〜９９．５質量％の前記熱可塑性高分子組成物と、六ホウ化ランタン、セシウムタングステン酸化物およびその組み合わせを含む、０．０００１〜０．５質量％の近赤外線吸収剤と、粒子状の二酸化チタン、硫化亜鉛およびこれらの組み合わせから選択された、０．５〜５質量％の白色顔料と、を含んでおり、他の白色顔料は含まない。
【００９０】
近赤外放射線波長に対して透過性の第１の熱可塑性成分と、前記レーザー溶接可能組成物を含む第２のレーザー溶接可能成分と、を含むレーザー溶接物品も本明細書で開示され、前記第１の熱可塑性成分の少なくとも一部の表面は、前記第２のレーザー溶接可能成分の少なくとも一部の表面にレーザー溶接されている。該レーザー溶接物品の前記第１の熱可塑性成分と前記第２のレーザー溶接可能成分間の引張せん断強度は、速度５ｍｍ／分での引張せん断試験に準じて測定して、１０Ｎ／ｍｍ２〜５０Ｎ／ｍｍ２であり得る。ある実施形態では、該レーザー溶接物品の第１の熱可塑性成分と第２のレーザー溶接可能成分間の引張せん断強度は、本明細書に記載の引張せん断試験に準じて測定して、１５Ｎ／ｍｍ２を上回る。ある実施形態では、該レーザー溶接物品の第１の熱可塑性成分と第２のレーザー溶接可能成分間の引張せん断強度は、本明細書に記載の引張せん断試験に準じて測定して、２０Ｎ／ｍｍ２を上回る。
【００９１】
ある特定の実施形態では、前記第２のレーザー溶接可能成分は、ビスフェノールＡから誘導される単位を有するポリカーボネートと、ポリ（ブチレンテレフタレート）と、メタクリレート−スチレン−ブタジエン耐衝撃性改良剤と、を含む７５〜９９質量％の熱可塑性高分子組成物と、六ホウ化ランタン、セシウムタングステン酸化物あるいはその組み合わせである、０．０００１〜１質量％の近赤外線吸収剤と、二酸チタン顔料である０．５〜５質量％の白色顔料と、を含み、前記第２のレーザー溶接可能成分はそれ以外の白色顔料を含まず、ここで、前記第１の熱可塑性成分と前記第２のレーザー溶接可能成分間の引張せん断強度は、速度５ｍｍ／分での引張せん断試験に準じて測定して、１５Ｎ／ｍｍ２を上回ることを特徴とするレーザー溶接可能物品が開示される。
【００９２】
また、近赤外放射線波長に対して少なくとも部分的に透過性の第１のレーザー溶接可能熱可塑性成分の少なくとも一部の表面を、請求項１に記載のレーザー溶接可能組成物を含む第２のレーザー溶接可能成分の少なくとも一部の表面に接触させるステップと、前記第１の熱可塑性成分を経由して前記２のレーザー溶接可能成分に対して、前記第１の熱可塑性成分を前記第２のレーザー溶接可能成分に対して効果的に溶接する放射強度で、近赤外線レーザで照射するステップと、を備える熱可塑性成分のレーザー溶接方法も開示される。
【００９３】
上記のプロセスは、添付図の物品１０として概略的に示されている。前記第１の熱可塑性成分１２は、近赤外線に対して少なくとも部分的に透過性であれば、当分野で既知の任意の熱可塑性高分子組成物を含む。レーザー暴露１４は、前記第１の熱可塑性成分１２を経由して第２のレーザー溶接可能成分１６に向けて行われ、レーザー暴露１４は吸収されて２つの層の界面１８で熱が発生する。この熱によって、２つの層間に局部的な融液たまり２０が生成し、第１の熱可塑性成分１２が第２のレーザー溶接可能成分１６に溶接される。レーザー暴露１２は通常、スポット暴露を重ねた直線経路をたどって行われ、溶接線２２ができる。
【００９４】
以下の限定しない実施例によって本発明をさらに説明する。
（実施例）
（材料）
【００９５】
表Ａに示す材料を下の実施例に用いた。
【００９６】
【００９７】
（技術と手順）
日立Ｕ−３４１０あるいはＰｅｒｋｉｎ−Ｅｌｍｅｒ Ｌａｍｂｄａ９５０分光光度計を用いて、近赤外線（ＮＩＲ）透過データおよび反射データを１０６４ｎｍで測定した。測定した部分の厚みを表に示す。
【００９８】
試験片１６の高光沢表面６０ｍｍ×６０ｍｍ×１．６ｍｍと対応する高光沢部品１２とを、溶接のために図で示すように配置する。表Ａ、ＢおよびＣで示す部品はＬＥＸＡＮ（登録商標）ＥＸＬ１４１４Ｔ−ＮＡ８Ａ００５Ｔであり、表Ｄの組成はＬＥＸＡＮ（登録商標）１０３Ｒ−１１１である。オーバーラップした部分をその後、ビーム径が２ｍｍのでダイオードレーザー（９６０ｎｍ）で照射した。照射強度および走査速度を表に示す。
【００９９】
該レーザー溶接した試験片を、例えば幅１５ｍｍまたは２０ｍｍにのこぎりで切断した後、この試験片を固定し、引張試験機（Ｌｌｏｙｄ ｄｒａｗ ｂｅｎｃｈ：ＬＲ３０Ｋ）を用いて速度５ｍｍ／分で溶接部分全域に荷重を掛けて引張強度を測定した。溶接強度は、溶接部分で分離した最大破断荷重として求められ、溶接幅（レーザービーム幅）×溶接長さ（例えば１５ｍｍまたは２０ｍｍ）として計算される。
【０１００】
前記ＮＩＲ吸収剤、六ホウ化ランタン（ＬａＢ６）およびセシウムタングステン酸化物（ＣＴＯ）をそれぞれ、分散負荷０．２５質量％でポリカーボネート中に単分散として供給した。ＬａＢ６とＣＴＯの主要な粒径は（Ｘ線で測定して）２０ｎｍであった。これらの粒子はＰＣ中で、最大１２０ｎｍまでの緩やかな集塊を形成した。
【０１０１】
公称融点を２５０〜２７５℃、減圧度を水銀柱２５インチ（６３５ｍｍ）、回転数を４５０ｒｐｍとして、Ｗｅｒｎｅｒ ＆ Ｐｆｌｅｉｄｅｒｅｒ ２５ｍｍ二軸押出機上に溶融押出してＰＣ／ＰＢＴサンプルを調製した。押出品をペレット化し１００℃で３時間乾燥した。
【０１０２】
公称融点を２２０〜２６０℃、減圧度を水銀柱２５インチ（６３５ｍｍ）、回転数を４５０ｒｐｍとして、Ｗｅｒｎｅｒ ＆ Ｐｆｌｅｉｄｅｒｅｒ ２５ｍｍ二軸押出機上に溶融押出してＡＢＳサンプルを調製した。押出品をペレット化し９０℃で３時間乾燥した。
【０１０３】
公称融点を２９０〜３２０℃、減圧度を水銀柱２５インチ（６３５ｍｍ）、回転数を４５０ｒｐｍとして、Ｗｅｒｎｅｒ ＆ Ｐｆｌｅｉｄｅｒｅｒ ２５ｍｍ二軸押出機上に溶融押出してＰＣサンプルを調製した。押出品をペレット化し１２０℃で３時間乾燥した。
【０１０４】
ＰＣ／ＰＢＴサンプルは公称温度２５０〜２９０℃で、ＡＢＳサンプルは２５０〜２９０℃で、ＰＣサンプルは２９０〜３２０℃で、前記乾燥ペレットを射出成形して、下記のほとんどの試験用の試験片１６を製作した。
【０１０５】
さらに、試験片１６に溶接する６ｍｍ×６ｍｍ×２．５ｍｍ大きさの試験片１２（図１）をデータシートに従って、Ｌｅｘａｎ ＥＸＬ１４１４Ｔ−ＮＡ８Ａ００５ＴおよびＬｅｘａｎ１０３Ｒ−１１１から製作した。
（結果）
【０１０６】
表１、２、３および４に従って組成物を処方した。量はすべて、組成物の全重量に対する質量％である。
【０１０７】
【０１０８】
（考察）
本発明組成物の有益な効果は実施例１〜６により証明される。ＮＩＲ吸収剤を用いていない比較実施例１から選択された試験片１６では、レーザー溶接できなかった。比較実施例２と実施例１〜５との比較および比較実施例３と実施例６との比較から、ＴｉＯ２などの顔料を添加するとＮＩＲの光学的散乱量が増加することがわかる。しかし、実施例１〜６に基づいたレーザー溶接物品は、白色顔料がない対照試料と比較して高い溶接強度を示す優れた引張強度を有していた。
【０１０９】
【０１１０】
（考察）
表１の実施例４と表２の実施例７〜９とを比較すると、二酸化チタンの粒径が溶接の引張強度に影響することは明らかである。実施例１０〜１２の比較によっても、白色顔料の種類が溶接部の引張強度に影響することがわかる。
【０１１１】
【０１１２】
（考察）
表３の結果から、組成物の有益な効果は、異なる熱可塑性組成物で存在することがわかる（比較実施例４と実施例１３〜１４との比較）。
【０１１３】
【０１１４】
（考察）
異なる熱可塑性組成物における組成物の有益な効果は、比較実施例５と実施例１５〜１６との比較から明らかである。実施例１５〜１６に基づくレーザー溶接物品から、ＴｉＯ２の添加によってＮＩＲの光学的散乱量が増加するが、それにもかかわらず、溶接部の引張せん断強度が増加することがわかる。
【０１１５】
典型的な実施形態を例示の目的で記載したが、前述の記載は、本発明の範囲を制限するものではない。従って、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、当業者は様々な修正、適応および代替案を考え得る。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
組成物の全重量に対して、
０超〜９９．９５質量％の熱可塑性高分子組成物と、
０．００００１〜５質量％の近赤外線吸収剤と、
０．０〜０．０２質量％のカーボンブラックと、
０．０５〜２０質量％の白色顔料と、
を含むことを特徴とするレーザー溶接可能組成物。
【請求項２】
前記熱可塑性高分子組成物は、オレフィン系高分子類、ポリアミド類、ポリイミド類、ポリスチレン、ポリアリーレンエーテル類、ポリウレタン類、フェノキシ樹脂類、ポリスルホン類、ポリエーテル類、アセタール樹脂類、ポリエステル類、ビニル系高分子類、アクリル類、エポキシ類、ポリカーボネート類、ポリエステル−ポリカーボネート類、スチレン−アクリロニトリル共重合体類およびこれらの組み合わせから構成される群から選択される高分子を含むことを特徴とする請求項１に記載のレーザー溶接可能組成物。
【請求項３】
前記熱可塑性高分子組成物は、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアミドおよびこれらの組み合わせから構成される群から選択されることを特徴とする請求項１に記載のレーザー溶接可能組成物。
【請求項４】
前記熱可塑性高分子は、ポリ（ブチレンテレフタレート）、ポリエチレン（テレフタレート）およびこれらの組み合わせから構成される群から選択されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のレーザー溶接可能組成物。
【請求項５】
前記熱可塑性高分子組成物は、ポリカーボネートとポリエステルの組み合わせを含むことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のレーザー溶接可能組成物。
【請求項６】
前記熱可塑性高分子組成物は、その全重量に対して、
１０〜９０質量％のポリカーボネートと、
１０〜９０質量％のポリエステルと、
０〜４０質量％の耐衝撃性改良剤と、
を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のレーザー溶接可能組成物。
【請求項７】
前記熱可塑性高分子組成物はさらに、天然ゴム、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエン、スチレン−ブタジエン−スチレン、スチレン−エチレン−ブタジエン−スチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン、アクリロニトリル−エチレン−プロピレン−ジエン−スチレン、スチレン−イソプレン−スチレン、メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体、エチレン−メチルアクリレート共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−グリシジルメタクリレート共重合体、ポリエチレンテレフタレート−ポリ（テトラメチレンオキシド）グリコールブロック共重合体、ポリエチレンテレフフタレート／イソフタレート−ポリ（テトラメチレンオキシド）グリコールブロック共重合体、シリコーンゴムあるいはこれらの耐衝撃性改良剤を少なくとも１つ含む組み合わせである耐衝撃性改良剤を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のレーザー溶接可能組成物。
【請求項８】
前記熱可塑性高分子組成物は、
４０〜６０質量％のポリカーボネートと、
４０〜６０質量％のポリエステルと、
１〜２０質量％の耐衝撃性改良剤と、
を含み、さらに、前記ポリカーボネートはビスフェノールＡから誘導される単位を含み、前記ポリエステルはポリ（ブチレンテレフタレート）であり、前記耐衝撃性改良剤はコアシェルポリマーであることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載のレーザー溶接可能組成物。
【請求項９】
前記近赤外線吸収剤は、多環式有機化合物類、ペリレン類、金属酸化物類、混合金属酸化物類、複合酸化物類、金属硫化物類、金属ホウ化物類、金属リン酸塩類、金属炭酸塩類、金属硫酸塩類、金属窒化物類、六ホウ化ランタン、セシウムタングステン酸化物、インジウムスズ酸化物、アンチモンスズ酸化物、インジウム亜鉛酸化物およびこれらの組み合わせから構成される群から選択されることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載のレーザー溶接可能組成物。
【請求項１０】
前記近赤外線吸収剤は、六ホウ化ランタン、セシウムタングステン酸化物およびこれらの組み合わせから構成される群から選択されることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれかに記載のレーザー溶接可能組成物。
【請求項１１】
前記近赤外線吸収剤の平均粒径は１〜２００ｎｍであることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載のレーザー溶接可能組成物。
【請求項１２】
組成物の全重量に対して、０．１〜１５質量％の白色顔料を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載のレーザー溶接可能組成物。
【請求項１３】
前記白色顔料の平均粒径は０．０１〜１０μｍであることを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれかに記載のレーザー溶接可能組成物。
【請求項１４】
前記白色顔料は、粒子状の二酸化チタン顔料、粒子状の硫化亜鉛顔料およびこれらの組み合わせから構成される群から選択されることを特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれかに記載のレーザー溶接可能組成物。
【請求項１５】
前記二酸化チタン、前記硫化亜鉛およびこれらの組み合わせ以外の白色顔料を本質的に含まないことを特徴とする請求項１４に記載のレーザー溶接可能組成物。
【請求項１６】
硫酸バリウム、雲母、タルクあるいはカーボンブラックを含まないことを特徴とする請求項１乃至請求項１５のいずれかに記載のレーザー溶接可能組成物。
【請求項１７】
組成物の全重量に対して、
ポリカーボネート、ポリエステルあるいはこれらの組み合わせを含む７５〜９９．５質量％の前記熱可塑性高分子組成物と、
０．０００１〜１質量％の近赤外線吸収剤と、
粒子状の二酸化チタン、硫化亜鉛およびこれらの組み合わせから選択される０．５〜５質量％の白色顔料と、
を含み、それ以外の白色顔料を含まないことを特徴とする請求項１乃至請求項１６のいずれかに記載のレーザー溶接可能組成物。
【請求項１８】
組成物の全重量に対して、
ビスフェノールＡから誘導される単位を含むポリカーボネートと、ポリ（ブチレンテレフタレート）と、メタクリレート−スチレン−ブタジエン耐衝撃性改良剤と、を含む７５〜９９．５質量％の前記熱可塑性高分子組成物と、
六ホウ化ランタン、セシウムタングステン酸化物あるいはこれらの組み合わせを含む０．０００１〜０．５質量％の近赤外線吸収剤と、
粒子状の二酸化チタン、硫化亜鉛およびこれらの組み合わせから選択される０．５〜５質量％の前記白色顔料と、
を含み、それ以外の白色顔料を含まないことを特徴とする請求項１に記載のレーザー溶接可能組成物。
【請求項１９】
請求項１乃至請求項１８のいずれかに記載の前記成分を溶融混合して前記レーザー溶接可能組成物を製造するステップを備えることを特徴とするレーザー溶接可能組成物の製造方法。
【請求項２０】
請求項１乃至請求項１９のいずれかに記載の前記レーザー溶接可能組成物を含むことを特徴とする物品。
【請求項２１】
請求項１乃至請求項１９のいずれかに記載の前記レーザー溶接可能組成物を、製造、押出、鋳込あるいは型成形するステップを備えることを特徴とする物品の製造方法。
【請求項２２】
近赤外線放射波長に対して少なくとも部分的に透過性の第１のレーザー溶接可能熱可塑性成分と、
請求項１乃至請求項１９のいずれかに記載の前記組成物を含む第２のレーザー溶接可能成分と、
を含み、前記第１のレーザー溶接可能熱可塑性成分の少なくとも一部の表面は、前記第２のレーザー溶接可能成分の少なくとも一部の表面にレーザー溶接されていることを特徴とするレーザー溶接可能物品。
【請求項２３】
前記第１の熱可塑性成分と前記第２のレーザー溶接可能成分間の引張せん断強度は、速度５ｍｍ／分での引張せん断試験に準じて測定して、１０Ｎ／ｍｍ２〜５０Ｎ／ｍｍ２であることを特徴とする請求項２０に記載のレーザー溶接可能物品。
【請求項２４】
前記第２のレーザー溶接可能成分は、
ビスフェノールＡから誘導される単位を有するポリカーボネートと、ポリ（ブチレンテレフタレート）と、メタクリレート−スチレン−ブタジエン耐衝撃性改良剤と、を含む７５〜９９．５質量％の前記熱可塑性高分子組成物と、
六ホウ化ランタン、セシウムタングステン酸化物あるいはこれらの組み合わせである０．０００１〜０．５質量％の前記近赤外線吸収剤と、
二酸化チタン顔料である０．５〜５質量％の前記白色顔料と、
を含み、前記第２のレーザー溶接可能成分はそれ以外の白色顔料を含まず、前記第１の熱可塑性成分と前記第２のレーザー溶接可能成分間の引張せん断強度は、速度５ｍｍ／分での引張せん断試験に準じて測定して、１５Ｎ／ｍｍ２を上回ることを特徴とする請求項２２に記載のレーザー溶接可能成分。
【請求項２５】
近赤外線放射波長に対して透過性の第１のレーザー溶接可能熱可塑性成分の少なくとも一部の表面を、請求項１乃至請求項１９のいずれかに記載のレーザー溶接可能組成物の第２のレーザー溶接可能熱可塑性成分の少なくとも一部の表面に接触させるステップと、
前記第１の熱可塑性成分を経由して前記第２のレーザー溶接可能熱可塑性成分に対して、前記第１のレーザー溶接可能熱可塑性成分を前記第２のレーザー溶接可能熱可塑性成分に効果的に溶接する放射強度で、近赤外線レーザーで照射するステップと、
を備えることを特徴とする熱可塑性成分のレーザー溶接方法。
【請求項１】
組成物の全重量に対して、
０超〜９９．９５質量％の熱可塑性高分子組成物と、
０．００００１〜５質量％の近赤外線吸収剤と、
０．０〜０．０２質量％のカーボンブラックと、
０．０５〜２０質量％の白色顔料と、
を含むことを特徴とするレーザー溶接可能組成物。
【請求項２】
前記熱可塑性高分子組成物は、オレフィン系高分子類、ポリアミド類、ポリイミド類、ポリスチレン、ポリアリーレンエーテル類、ポリウレタン類、フェノキシ樹脂類、ポリスルホン類、ポリエーテル類、アセタール樹脂類、ポリエステル類、ビニル系高分子類、アクリル類、エポキシ類、ポリカーボネート類、ポリエステル−ポリカーボネート類、スチレン−アクリロニトリル共重合体類およびこれらの組み合わせから構成される群から選択される高分子を含むことを特徴とする請求項１に記載のレーザー溶接可能組成物。
【請求項３】
前記熱可塑性高分子組成物は、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアミドおよびこれらの組み合わせから構成される群から選択されることを特徴とする請求項１に記載のレーザー溶接可能組成物。
【請求項４】
前記熱可塑性高分子は、ポリ（ブチレンテレフタレート）、ポリエチレン（テレフタレート）およびこれらの組み合わせから構成される群から選択されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のレーザー溶接可能組成物。
【請求項５】
前記熱可塑性高分子組成物は、ポリカーボネートとポリエステルの組み合わせを含むことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のレーザー溶接可能組成物。
【請求項６】
前記熱可塑性高分子組成物は、その全重量に対して、
１０〜９０質量％のポリカーボネートと、
１０〜９０質量％のポリエステルと、
０〜４０質量％の耐衝撃性改良剤と、
を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のレーザー溶接可能組成物。
【請求項７】
前記熱可塑性高分子組成物はさらに、天然ゴム、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエン、スチレン−ブタジエン−スチレン、スチレン−エチレン−ブタジエン−スチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン、アクリロニトリル−エチレン−プロピレン−ジエン−スチレン、スチレン−イソプレン−スチレン、メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体、エチレン−メチルアクリレート共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−グリシジルメタクリレート共重合体、ポリエチレンテレフタレート−ポリ（テトラメチレンオキシド）グリコールブロック共重合体、ポリエチレンテレフフタレート／イソフタレート−ポリ（テトラメチレンオキシド）グリコールブロック共重合体、シリコーンゴムあるいはこれらの耐衝撃性改良剤を少なくとも１つ含む組み合わせである耐衝撃性改良剤を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のレーザー溶接可能組成物。
【請求項８】
前記熱可塑性高分子組成物は、
４０〜６０質量％のポリカーボネートと、
４０〜６０質量％のポリエステルと、
１〜２０質量％の耐衝撃性改良剤と、
を含み、さらに、前記ポリカーボネートはビスフェノールＡから誘導される単位を含み、前記ポリエステルはポリ（ブチレンテレフタレート）であり、前記耐衝撃性改良剤はコアシェルポリマーであることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載のレーザー溶接可能組成物。
【請求項９】
前記近赤外線吸収剤は、多環式有機化合物類、ペリレン類、金属酸化物類、混合金属酸化物類、複合酸化物類、金属硫化物類、金属ホウ化物類、金属リン酸塩類、金属炭酸塩類、金属硫酸塩類、金属窒化物類、六ホウ化ランタン、セシウムタングステン酸化物、インジウムスズ酸化物、アンチモンスズ酸化物、インジウム亜鉛酸化物およびこれらの組み合わせから構成される群から選択されることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載のレーザー溶接可能組成物。
【請求項１０】
前記近赤外線吸収剤は、六ホウ化ランタン、セシウムタングステン酸化物およびこれらの組み合わせから構成される群から選択されることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれかに記載のレーザー溶接可能組成物。
【請求項１１】
前記近赤外線吸収剤の平均粒径は１〜２００ｎｍであることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載のレーザー溶接可能組成物。
【請求項１２】
組成物の全重量に対して、０．１〜１５質量％の白色顔料を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載のレーザー溶接可能組成物。
【請求項１３】
前記白色顔料の平均粒径は０．０１〜１０μｍであることを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれかに記載のレーザー溶接可能組成物。
【請求項１４】
前記白色顔料は、粒子状の二酸化チタン顔料、粒子状の硫化亜鉛顔料およびこれらの組み合わせから構成される群から選択されることを特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれかに記載のレーザー溶接可能組成物。
【請求項１５】
前記二酸化チタン、前記硫化亜鉛およびこれらの組み合わせ以外の白色顔料を本質的に含まないことを特徴とする請求項１４に記載のレーザー溶接可能組成物。
【請求項１６】
硫酸バリウム、雲母、タルクあるいはカーボンブラックを含まないことを特徴とする請求項１乃至請求項１５のいずれかに記載のレーザー溶接可能組成物。
【請求項１７】
組成物の全重量に対して、
ポリカーボネート、ポリエステルあるいはこれらの組み合わせを含む７５〜９９．５質量％の前記熱可塑性高分子組成物と、
０．０００１〜１質量％の近赤外線吸収剤と、
粒子状の二酸化チタン、硫化亜鉛およびこれらの組み合わせから選択される０．５〜５質量％の白色顔料と、
を含み、それ以外の白色顔料を含まないことを特徴とする請求項１乃至請求項１６のいずれかに記載のレーザー溶接可能組成物。
【請求項１８】
組成物の全重量に対して、
ビスフェノールＡから誘導される単位を含むポリカーボネートと、ポリ（ブチレンテレフタレート）と、メタクリレート−スチレン−ブタジエン耐衝撃性改良剤と、を含む７５〜９９．５質量％の前記熱可塑性高分子組成物と、
六ホウ化ランタン、セシウムタングステン酸化物あるいはこれらの組み合わせを含む０．０００１〜０．５質量％の近赤外線吸収剤と、
粒子状の二酸化チタン、硫化亜鉛およびこれらの組み合わせから選択される０．５〜５質量％の前記白色顔料と、
を含み、それ以外の白色顔料を含まないことを特徴とする請求項１に記載のレーザー溶接可能組成物。
【請求項１９】
請求項１乃至請求項１８のいずれかに記載の前記成分を溶融混合して前記レーザー溶接可能組成物を製造するステップを備えることを特徴とするレーザー溶接可能組成物の製造方法。
【請求項２０】
請求項１乃至請求項１９のいずれかに記載の前記レーザー溶接可能組成物を含むことを特徴とする物品。
【請求項２１】
請求項１乃至請求項１９のいずれかに記載の前記レーザー溶接可能組成物を、製造、押出、鋳込あるいは型成形するステップを備えることを特徴とする物品の製造方法。
【請求項２２】
近赤外線放射波長に対して少なくとも部分的に透過性の第１のレーザー溶接可能熱可塑性成分と、
請求項１乃至請求項１９のいずれかに記載の前記組成物を含む第２のレーザー溶接可能成分と、
を含み、前記第１のレーザー溶接可能熱可塑性成分の少なくとも一部の表面は、前記第２のレーザー溶接可能成分の少なくとも一部の表面にレーザー溶接されていることを特徴とするレーザー溶接可能物品。
【請求項２３】
前記第１の熱可塑性成分と前記第２のレーザー溶接可能成分間の引張せん断強度は、速度５ｍｍ／分での引張せん断試験に準じて測定して、１０Ｎ／ｍｍ２〜５０Ｎ／ｍｍ２であることを特徴とする請求項２０に記載のレーザー溶接可能物品。
【請求項２４】
前記第２のレーザー溶接可能成分は、
ビスフェノールＡから誘導される単位を有するポリカーボネートと、ポリ（ブチレンテレフタレート）と、メタクリレート−スチレン−ブタジエン耐衝撃性改良剤と、を含む７５〜９９．５質量％の前記熱可塑性高分子組成物と、
六ホウ化ランタン、セシウムタングステン酸化物あるいはこれらの組み合わせである０．０００１〜０．５質量％の前記近赤外線吸収剤と、
二酸化チタン顔料である０．５〜５質量％の前記白色顔料と、
を含み、前記第２のレーザー溶接可能成分はそれ以外の白色顔料を含まず、前記第１の熱可塑性成分と前記第２のレーザー溶接可能成分間の引張せん断強度は、速度５ｍｍ／分での引張せん断試験に準じて測定して、１５Ｎ／ｍｍ２を上回ることを特徴とする請求項２２に記載のレーザー溶接可能成分。
【請求項２５】
近赤外線放射波長に対して透過性の第１のレーザー溶接可能熱可塑性成分の少なくとも一部の表面を、請求項１乃至請求項１９のいずれかに記載のレーザー溶接可能組成物の第２のレーザー溶接可能熱可塑性成分の少なくとも一部の表面に接触させるステップと、
前記第１の熱可塑性成分を経由して前記第２のレーザー溶接可能熱可塑性成分に対して、前記第１のレーザー溶接可能熱可塑性成分を前記第２のレーザー溶接可能熱可塑性成分に効果的に溶接する放射強度で、近赤外線レーザーで照射するステップと、
を備えることを特徴とする熱可塑性成分のレーザー溶接方法。
【図１】
【公表番号】特表２０１１−５０３３３８（Ｐ２０１１−５０３３３８Ａ）
【公表日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５３４５７９（Ｐ２０１０−５３４５７９）
【出願日】平成２０年１１月１７日（２００８．１１．１７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００８／０５４８２１
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０６６２３２
【国際公開日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【出願人】（５０８１７１８０４）サビック・イノベーティブ・プラスチックス・アイピー・ベスローテン・フェンノートシャップ (86)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月１７日（２００８．１１．１７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００８／０５４８２１
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０６６２３２
【国際公開日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【出願人】（５０８１７１８０４）サビック・イノベーティブ・プラスチックス・アイピー・ベスローテン・フェンノートシャップ (86)
【Ｆターム（参考）】
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