JPH0859931A - 炭酸ガスレーザー加工用スチレン系樹脂組成物およびその加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スチレン系樹脂本来の物性を損なうことな
く、炭酸ガスレーザーでの加工性の優れたスチレン系樹
脂組成物を提供する。 【構成】 スチレン系重合体１００重量部当たりアルキ
レンオキサイド単位を０．５〜５重量部含んでなる炭酸
ガスレーザー加工用樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は炭酸ガスレーザー加工性
に優れたスチレン系樹脂組成物及びその加工方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】スチレン系樹脂は合成樹脂の中でもきわ
めて一般的な樹脂であり種々の分野で多岐にわたって使
用されている。照明器具、銘板、ケース類、カバー類、
レンズなどの光学製品に広く使用されている。従来これ
らの樹脂製品に切断などの加工をする場合には鋸、カッ
ターなどの加工機械が使用されてきたが、これらの加工
機械を用いた場合、鋸屑がでる、騒音が大きいなどの問
題があった。また精密加工を行う必要のあるレンズなど
の光学部品ではこれらの加工機械を用いた場合、加工部
分が平滑でなく研磨などの後処理を要している。そこ
で、近年レーザー光を用いて加工することが多くなって
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】レーザー光による加工
のなかでも、炭酸ガスレーザー光が使い易く一般的であ
るが、スチレン系樹脂を炭酸ガスレーザー光で加工しよ
うとすると、該樹脂は炭酸ガスレーザー光の吸収が小さ
いため、レーザー光の出力を大きくしたり、加工速度を
遅くするなど、経済性、生産性で問題がある。そこで、
スチレン系樹脂本来の物性を損ねることなく、炭酸ガス
レーザーでの加工性の高いスチレン系樹脂を提供する。

【０００４】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、スチ
レン系重合体１００重量部当たりアルキレンオキサイド
単位を０．５〜５重量部含んでなる炭酸ガスレーザー加
工用スチレン系樹脂組成物である。さらには、スチレン
系重合体１００重量部当たりアルキレンオキサイド単位
を０．５〜５重量部含んでなるスチレン系樹脂組成物を
炭酸ガスレーザーで加工する方法を提供するものであ
る。

【０００５】本発明におけるスチレン系重合体とは、ス
チレン系単量体単位単独、またはスチレン系単量体と共
重合可能な他の不飽和単量体単位からなる重合体であ
り、スチレン系単量体単位の割合が５０重量％以上好ま
しくは７０重量％以上のものである。

【０００６】ここでスチレン系単量体とは、スチレンお
よびその誘導体であり、スチレン誘導体としてはクロル
スチレン、ブロムスチレンのようなハロゲン化スチレ
ン：ビニルトルエン、α−メチルスチレンのようなアル
キル置換スチレンなどである。また上記スチレン系単量
体は二種類以上併用しても良い。

【０００７】スチレン系単量体と共重合可能な他の不飽
和単量体とは、一分子内に不飽和結合を一つ以上有する
ものである。このような単量体としては、例えばメチル
（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、
プロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリ
レートなどの（メタ）アクリル酸アルキルエステル類：
２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒド
ロキシプロピル（メタ）アクリレート、テトラヒドロフ
ルフリル（メタ）アクリレート、モノグリセロール（メ
タ）アクリレート、、テトラヒドロフルフリル（メタ）
アクリレート、モノグリセロール（メタ）アクリレート
などのヒドロキシル基含有（メタ）アクリル酸エステル
類：（メタ）アクリル酸、マレイン酸、イタコン酸など
の不飽和カルボン酸：無水マレイン酸、無水イタコン酸
などの酸無水物：（メタ）アクリルアミド、（メタ）ア
クリロニトリル、ジアセトンアクリルアミド、ジメチル
アミノエチルメタクリレートなどの窒素含有単量体：ア
リルグリジシルエーテル、グリジシルアクリレート、グ
リジシルメタクリレートなどのエポキシ基含有単量体：
酢酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、弗化ビニリ
デン、エチレンなどの単官能の単量体：アリル（メタ）
アクリレート、ジビニルベンゼン、ネオペンチルグリコ
ールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパン
トリ（メタ）アクリレート等の多官能単量体などが挙げ
られる。

【０００８】スチレン系重合体を得る方法は，特に制限
はなく、前述の単量体類を周知の塊状重合、懸濁重合、
乳化重合などによって直接重合する方法がある。また、
単量体の一部を予め重合して残りの単量体に溶解したも
の、あるいは予め得られた重合体を該単量体に溶解した
所謂シラップにしてから型に入れて重合する所謂注型重
合の方法などがある。

【０００９】本発明に用いるアルキレンオキサイド単位
として好ましくは、エチレンオキサイド単位、プロピレ
ンオキサイド単位である。該単位は、スチレン系重合体
１００重量部当たり０．５〜５重量部含有したものであ
る。この量が、過少だと該樹脂組成物の炭酸ガスレーザ
ーでの加工性が充分でなく、過多だとスチレン系重合体
より耐熱性、機械的強度など本来の物性を損なう恐れが
ある。

【００１０】該アルキレンオキサイド単位を供するもの
は、とにかく該単位を有しているアルキレンオキサイド
化合物が該当する。なかでも、該重合体に均一に分散ま
たは相溶するものが望ましく、このようなものとして、
該単位が二個以上で数十個〜数百連なった構造のもの、
つまり分子中にポリアルキレンオキサイド構造を有して
いる化合物が好ましい。具体的には、ポリエチレングリ
コール、ポリプロピレングリコールのごときポリアルキ
レングリコール類：ポリエチレンオキサイド／ポリプロ
ピレンオキサイド共重合体のごときポリアルキレンオキ
サイド類：（ポリ）アルキレンオキサイドとエポキシ
基、カルボキシル基、イソシアネート基などを有する化
合物とを反応させ高分子量化させたもの：ポリオキシエ
チレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレン
トリメチロールプロパンモノラウレートなどのような多
価アルコールの脂肪酸の部分エステルに、アルキレンオ
キサイドを付加したもの：ポリオキシエチレン−１，２
−ドデカンジオール、ポリオキシエチレンモノラウリル
グリセリルエーテルなどのようなアルカンジオール、ア
ルケンジカルボン酸、モノアルキルグリセリルエーテル
にアルキレンオキサイドを付加したもの：ポリエチレン
グリコールモノ（メタ）アクリレート、ポリエチレング
リコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリ
コールモノ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリ
コールジ（メタ）アクリレートなどのごときポリアルキ
レングリコール不飽和カルボンエステルなどが挙げられ
る。

【００１１】スチレン系重合体にアルキレンオキサイド
単位を含有させるには、とにかく均一に分散なり相溶さ
せればよくその手段は限定されない。例えば、スチレン
系重合体にポリアルキレンオキサイド化合物を周知の溶
融混練の方法によって均一に混合する方法がある。な
お、この際引き続き射出成形や押出成形などによって予
め所望の形状にすることも可能である。

【００１２】その他、スチレン系重合体を構成する単量
体あるいはそのシラップにポリアルキレンオキサイド化
合物を溶解、または分散して重合させる方法がある。な
お、この際、ポリアルキレンオキサイド化合物として、
ポリアルキレングリコール不飽和カルボンエステルを選
択すれば、スチレン系樹脂組成物は、共重合体の形態で
アルキレンオキサイド単位を含有することになる。また
重合の形態を注型重合として予め所望の形状することも
可能である。

【００１３】本発明の樹脂組成物には必要に応じて光拡
散剤、着色剤、補強剤、充填剤、離型剤、安定剤、紫外
線吸収剤、酸化防止剤、帯電防止剤、難燃化剤などを加
えることも可能である。

【００１４】本発明の樹脂組成物は、炭酸ガスレーザー
光を用いて穴開け、切断、トリミング、マーキング、ス
クライビングなどの加工を行うことが出来る。その方法
は、特段のものでなく、周知の方法がそのまま適用でき
る。例えば、「レーザーと加工」（昭和58年 7月25日、
共立出版株式会社発行）などに記載されているように、
樹脂組成物の大きさ、厚さ、加工形状などに応じて加工
速度、レーザー出力、補助ガスの種類、流量を調整し、
加工する。

【００１５】

【発明の効果】本発明の樹脂組成物は、樹脂本来の物性
を低下させることなく、炭酸ガスレーザー光の吸収率が
高く、炭酸ガスレーザー光が低出力でも、高速度で加工
を行えるものである。従って、本発明の樹脂組成物は、
炭酸ガスレーザー光によって容易にトリミング、切断、
彫刻、穴開けなどの加工を施すことが出来、レンズ、ス
クリーンなどの光学部品、銘板、名札、看板、表示板、
電気器具の部品などに加工するのに適する。

【００１６】

【実施例】以下実施例によって本発明を更に詳しく説明
するが、本発明はこれら実施例によってなんら制限され
るものではない。なお評価は下記方法で行った。 ・１０．６μｍ波長（炭酸ガスレーザー光波長）光線の
吸収率；樹脂組成物の透過光スペクトルを島津赤外分光
光度計ＩＲＧ４３５を用いＫＢｒ法によって波長２．５
μｍ〜２５μｍの吸収を測定した。最も大きい吸収値を
示す５．８μｍの吸収率を１００％、最も小さい吸収値
を示す５．０μｍの吸収率を０％とし、１０．６μｍの
吸収値から吸収率を求めた。 ・炭酸ガスレーザー加工性；大阪富士工業（株）製PICO
MOS PLC-50型炭酸ガスレーザー加工機を用い、出力５０
Ｗで種々の速度でレーザーヘッドを直線に移動させ、厚
さ３ｍｍの樹脂を切断を試み、厚さ３ｍｍの樹脂を切断
できる最も速い速度を示した。

【００１７】実施例１ スチレン８０重量部、メチルメタアクリレート（ＭＭ
Ａ）２０重量部にポリピロピレングリコール（ＰＰＧ）
（分子量３０００）１重量部、ｔ−ブチルパーオキシ−
２−エチルヘキサノエート０．５０重量部を溶解した。
この溶液をポリ塩化ビニル性ガスケットと二枚のガラス
板からなる重合用セルに注入し、８０℃で５時間、１２
０℃で１時間加熱重合して３ｍｍ厚の透明なスチレン系
樹脂板を得た。評価結果を表１に示した。

【００１８】実施例２〜７、比較例１ 実施例１においてＰＰＧ１重量部に代えて表１に示すア
ルキレンオキサイド化合物を添加した以外は同様にして
スチレン系樹脂板を得た。評価結果を表１に示した。

【００１９】

【表１】 ＊PEGDM ：ポリエチレングリコールジメタクリレートであり（ ）の分子量は、 ポリエチレングリコール部分を示す。

【００２０】実施８〜１２ 実施例１にける単量体として表２に示す単量体を用いた
以外は同様に行った。評価結果を表２に示した。

【００２１】

【表２】 ＊ＮＰＧ＝ネオペンチルグリコールジメタクリレート ＊ＤＶＢ＝ジビニルベンゼン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スチレン系重合体１００重量部当たりアル
   キレンオキサイド単位を０．５〜５重量部含んでなる炭
   酸ガスレーザー加工用スチレン系樹脂組成物。
2. 【請求項２】スチレン系重合体１００重量部当たりアル
   キレンオキサイド単位を０．５〜５重量部含んでなるス
   チレン系樹脂組成物を炭酸ガスレーザーで加工する方
   法。