MXPA02005872A - Composiciones termoplasticas de moldeo soldables por transmision de laser. - Google Patents

Abstract

La invencion se refiere a materiales termoplasticos de moldeo, oscurecidos y a partes formadas producidas de los mismos que, en el intervalo de longitud de onda de 700 a 1200 nm, son transmisores de laser al menos en los intervalos parciales, espectrales y que se pueden soldar a las partes formadas absorbentes de laser por medio de la soldadura con haz laser.

Description

COMPOSICIONES TERMOPLÁSTICAS DE MOLDEO SOLDABLES POR TRANSMISIÓN DE LÁSER Descripción de la Invención La presente invención se refiere a composiciones termoplásticas de moldeo, de color oscuro, y partes moldeadas producidas de las mismas, que en la región de longitud de onda de 700 a 1200 nm son transmisoras de láser, al menos en las regiones parciales, espectrales, y se pueden soldar a partes moldeadas de absorción de láser por medio de soldadura de transmisión de láser. Existen varios procesos para la soldadura de partes moldeadas, plásticas (Kunststoffe 87, (1997) , 11, 1632-1640) . En el caso de los procesos de soldadura por vibración y de soldadura con elementos calentados, ampliamente usados (por ejemplo, para colectores automotrices) , una precondición para una soldadura estable es el ablandamiento adecuado de los componentes de la unión en la zona de contacto antes del paso real de unión. Cuando los componentes de la soldadura se presionan conjuntamente, es crucial para la resistencia de la soldadura que se va a formar que la presión aplicada por este propósito esté dentro de un intervalo óptimo, específico. Si es ya sea excesiva, que dará por resultado expulsión excesiva de la masa fundida de la zona de contacto, sin embargo, si es insuficiente, que igualmente REF: 139691 dará por resultado debilitamiento en la soldadura. Una de varias razones para esto es la imposibilidad de lograr un 100% de exactitud de ajuste entre los muchos componentes técnicos que requieren ser soldados conjuntamente. Aunque el contacto entre las mitades de la parte moldeada se puede lograr sobre la soldadura completa por la aplicación de una presión de contacto suficientemente alta, las condiciones de presión que varían localmente conducen a la expulsión de mayores a menores cantidades de masa fundida de la soldadura, y por lo tanto a fluctuaciones locales en la resistencia. Es posible disminuir el ' problema, al incrementar, por ejemplo, la viscosidad de la masa fundida (EP-A-0 , 685 , 528 Al), que da por resultado menos expulsión de la masa fundida de la zona de unión. Como un método alternativo a la soldadura por vibración y la soldadura con elementos calentados, la soldadura por transmisión de láser, en particular por láser de diodo, ha llegado a extenderse cada vez más en tiempos recientes. La absorción de radiación por la composición de moldeo forma la base de la soldadura por transmisión de láser de los plásticos. Los polímeros puros son en su mayor parte transparentes o translúcidos a la radiación láser, es decir, son pobres absorbedores. La absorción, y por lo tanto la conversión de luz láser en calor, se puede controlar por medio de pigmentos, cargas y refuerzos y aditivos. Los principios básicos de la soldadura por transmisión de láser se describen en la literatura especializada (Kunststoffe 87 (1997) 3, 348-350; Kunststoffe 88 (1998) 2, 210-212; Kunststoffe 87 (1997) 11, 1632-1640; Plastverarbeiter 50 (1999) 4, 18-19; Plastverarbeiter 46 (1995) 9, 42-46) . Una precondición para la aplicación de soldadura con haz del láser es que la radicación emitida por el láser penetre primero en al menos un componente de la unión, que es suficientemente transparente a la luz láser de la longitud de onda, utilizada y entonces se absorbe por el segundo componente de la unión en una capa delgada de tan poco como 100 µ?t? de grueso y se convierte en calor, lo que conduce a la fusión en la zona de contacto y finalmente a la unión de los dos componentes de la unión por medio de una soldadura . Los termoplásticos parcialmente cristalinos tal como las poliamidas, por ejemplo, poliamidas 6 (PA 6) y poliamida 66 (PA 66) , o los poliésteres, por ejemplo, polibutilen-tereftalato (PBT) y polietilen-tereftalato del (PET) , son en su mayor parte transparentes o translúcidos al láser en la región de longitud de onda de los láser utilizados normalmente para soldar productos termoplásticos (láser Nd : YAG : 1060 nm; láser de diodo de alto desempeño: de 800 a 1000 nm) . Cada vez que se usen posteriormente los términos "transparente a láser" y "absorbedor de láser", se referirán todas las veces a la región de longitud de onda, indicada anteriormente. Sin embargo, la morfología parcialmente cristalina da por resultado grados variables de dispersión de la luz láser, tal que la porción difundida da cuenta de una mayor proporción de la transmisión. La capacidad de transmisión de la luz láser de IR se mide convencionalmente por un espectrofotómetro y una esfera de fotómetro de integración. Este arreglo de medición también detecta la porción difundida de la radiación transmitida. La medición toma lugar no solo a una longitud de onda sino en una región espectral que incluye todas las longitudes de onda de láser utilizadas actualmente para el procedimiento de soldadura. La transmisión de luz láser se degrada por los constituyentes de las composiciones termoplásticas de moldeo, que absorben luz de la longitud de onda correspondiente. Estos son en particular negros de carbón, pero también otros colorantes pigmentos o cargas y refuerzos, por ejemplo, fibras de carbono. La aplicación industrial exitosa de la soldadura por transmisión de láser para la unión de partes moldeadas preparadas a partir de composiciones termoplásticas de moldeo, requiere por lo tanto una composición de moldeo de absorción de haz de láser y una composición de moldeo que sea en su mayor parte transparente al haz de láser. Las composiciones de moldeo que comprenden negro de carbón se pueden utilizar para la composición de moldeo de absorción de láser, por ejemplo, en el caso de los compuestos de PA 6 reforzados con fibra de vidrio. Estas composiciones de moldeo por ejemplo, se utilizan también normalmente para colectores de las máquinas automotrices de combustión interna, que se unen por el proceso de soldadura por vibración. Si se absorbe radiación muy cerca de la superficie, que puede dar por resultado, bajo ciertas circunstancias, menor resistencia de soldadura, se puede lograr una mejora opcionalmente al reducir la concentración de negro de carbón (Kunststoffe 87, (1997), 3, 348-350). La EP-A-0 , 751 , 865 describe un proceso de soldadura por transmisión de láser en el cual una primera parte de pieza de trabajo que tiene una transmisión mayor de 60% se suelda a una segunda parte de pieza de trabajo que tiene una transmisión insignificante. Aquí, la baja transmisión de la base de alojamiento se obtiene por pigmentación con de 1% a 2% de colorantes y para la cubierta de alojamiento con una menor concentración de colorante, opcionalmente también sin pigmentación. No se proporciona descripción en cuanto a los pigmentos y colorantes que son adecuados.

En principio, por lo tanto, la combinación de por ejemplo, PA 6 reforzada con fibra de vidrio, no coloreada como el componente transparente a láser con una PA 6 reforzada con fibra de vidrio colorada por medio de negro de carbón como el componente absorbedor de láser, es una ruta posible para lograr una unión sólida de las dos partes moldeadas producidas, en este caso, a partir de PA 6 reforzada con fibra de vidrio. La unión de una parte moldeada, negra (coloreada, por ejemplo, por medio de negro de carbón, y absorbedora de láser) a una parte moldeada, sin color o blanca (no coloreada (transparente a láser) , es, sin embargo, problemática para muchas aplicaciones. En particular en el caso de aplicaciones en las cuales la carga térmica es alta (T > 100°C) , tal como es típico en el caso de, por ejemplo, partes moldeadas de poliámida en el sector automotriz, las partes moldeadas no coloreadas sufren muy rápidamente una coloración amarillenta o pardusca, no atractiva de la superficie, que es indeseable por razones estéticas. El colorante más frecuentemente usado para colorear los termoplásticos técnicos, negros, es el negro de carbón; con negros de carbono que se utilizan que se han fabrican por una variedad de procesos y tienen diferentes distribuciones de tamaño de partícula y/o áreas superficiales específicas. En el uso de negros de carbón es notablemente más efectivo en el costo para la coloración con negro que los colorantes orgánicos o inorgánicos. Sin embargo, en muchos casos, la coloración con negros de carbón o pigmentos inorgánicos tiene una influencia negativa en las propiedades mecánicas de los termoplásticos técnicos, en particular, la dureza medida, por ejemplo, como resistencia al impacto Izod de acuerdo con ISO 180 1C. En algunos termoplásticos técnicos, por ejemplo, poliamida 6 y poliamida 66, los negros de carbón actúan adicionalmente como agentes de nucleación, es decir, el negro de carbón actúa como un cristal de semilla en la masa fundida de poliamida y en consecuencia promueve la cristalización. Sin embargo, la cristalización acelerada conduce frecuentemente a un daño en la calidad superficial, en particular en el caso de partes moldeadas fabricadas por el proceso de moldeo por inyección. Por esta razón, se utiliza la menor concentración posible de negro de carbón en las composiciones termoplásticas de moldeo. Las composiciones de moldeo de poliamidas 6 reforzadas con fibras de vidrio, tienen aún una baja transmisión para la luz láser, aún a contenidos de negro de carbón muy bajos (<0.2%), de modo que no es posible la soldadura de las partes de acuerdo con el proceso descrito en EP-A-0 , 751 , 865. En tanto que una mayor reducción de la concentración de negro de carbón da por resultado transmisión incrementada, esto es mucho a sacrificio de una percepción de color uniforme para la pieza de trabajo como una totalidad. La coloración más uniforme posible de los componentes de la unión que se van a soldar, es deseable, acoplada con la mejor calidad superficial posible. La buena calidad superficial significa aquí que está por arriba de la superficie más lisa posible con alto brillo. Por lo tanto, el objeto es encontrar composiciones de moldeo, de transmisión de láser, oscuras para la producción de partes moldeadas de alta calidad superficial, que se pueden unir de manera efectiva a partes moldeadas de absorbedoras de láser por el proceso de transmisión de láser, en donde en una modalidad preferida, las dos partes moldeadas exhiben al ojo humano una apariencia óptica muy similar en términos de color y calidad superficial. Ahora, se ha encontrado de manera sorprendente que al combinar una pluralidad de colorantes no negros, en una composición termoplástico de moldeo, las partes moldeadas que tienen una percepción de color negro (comparable con la coloración con negro de carbón) y una calidad superficial muy alta, se pueden producir, cuya transparencia a láser está dentro del intervalo del de ese material no coloreado y que por lo tanto se pueden soldar de manera efectiva con un componente absorbedor de láser de la unión.

La combinación de los colorantes para el cuerpo moldeado coloreado de negro, que se penetra por el láser, se debe seleccionar tal que la transmisión en la región espectral VIS (región de longitud de onda de luz de 400 nm a 700 nm),al menos en las regiones parciales, espectrales, es <10% y en la región NIR (región de longitud de onda de luz de 700 nm a 1200 nm) >10%. La transmisión en el NIR debe ser de manera preferente >20% y la transmisión en el VIS <5%, de manera particular, preferentemente <1% (VIS) y >30% (NIR) . Los colorantes se deben combinar tal que cuando se usen en una matriz de no dispersión, la extinción en un espesor de capa de 1 m en la región de VIS sea de E >2 y en la región NIR E < 2. La extinción a un espesor de capa de 1 rtm , en la región VIS es de manera preferente E >2.5 a E <1 en la región NIR, y de manera particularmente preferente E >3 en la región VIS a E <0.1 en la región NIR. Por lo tanto, la presente invención proporciona composiciones termoplásticas de moldeo que se colorean con una combinación de al menos dos colorante, tal que resulte la percepción de color oscuro (valor de color normal Y < 30, de manera preferente Y <20, de manera particularmente preferente Y <10) de la composición de moldeo y que en la región de luz visible (de 400 , nm a 700 nm) , a un espesor de capa que puede estar al menos dentro del intervalo de 0.4 a 5 n se presente baja o nula transmisión (<10%) y en la región de longitud de onda de 700 nm a 1200 nm , al menos en las regiones parciales, espectrales, se presente transmisión de >10% en la radiación con luz láser. Se prefieren composiciones de moldeo que en la región de luz visible (400 nm a 700 nm) a un espesor de capa que puede estar al menos dentro del intervalo de 0.4 a 5 mm, tengan baja o nula transmisión (<5%) y en la región de longitud de onda de 700 nm a 1200 nm, al menos en regiones parciales, espectrales, transmisión de >20% y la composición de moldeo de una percepción de color oscuro (valor de color normal Y <30, de manera preferente Y <20, de manera particularmente preferente Y <10) . Son particularmente preferidas las composiciones de moldeo que en la región de luz visible (de 400 nm a 700 nm) a un espesor de capa que puede estar al menos dentro del intervalo de 0.4 a 5 mm tengan baja o nula transmisión (<1%) y en la región de longitud de onda de 700 nm a 1200 nm, al menos en las regiones parciales, espectrales, transmisión de >30%, y de una percepción de color oscuro (valor de color normal Y <30, de manera preferente Y <20, de manera particularmente preferente Y <10) . El logro de este objeto es aplicable a todos los plásticos transparentes a láser, en particular poliamidas y poliésteres termoplásticos . Los polímeros o copolímeros, por ejemplo, basados en polialquilen-tereftalatos, poliésteres aromáticos, poliamida, policarbonato, poliacrilato, polimetacrilato, polímeros de injerto de ABS, poliolefinas tal como polietileno o polipropileno, poliestireno, cloruro de polivinilo, polioximetileno, poliimida, poliéteres y poliéter-cetonas, que se pueden utilizar de manera individual o como una mezcla de diferentes polímeros, son adecuados como la matriz polimérica. Las poliamidas de acuerdo con la invención se pueden preparar por varios procesos y se sintetizan a partir de bloques de construcción muy diferentes, y para aplicaciones especiales, pueden, solas o en combinación con auxiliares de procesamiento, estabilizadores, componentes de aleación polimérica (por ejemplo elastómeros) o también materiales de refuerzo (tal como por ejemplo cargas minerales o fibras de vidrio) , estar equipados para dar materiales que tienen combinaciones patentadas, específicamente ajustadas. Las mezclas que comprenden porciones de otros polímeros, por ejemplo de polietileno, polipropileno, ABS, también son adecuadas. Las propiedades de las poliamidas se pueden mejorar por la adición de elastómeros, por ejemplo, con respecto a la resistencia al impacto de, por ejemplo, poliamidas reforzadas. Las muchas permutaciones hacen posible un mayor número de productos que tienen las propiedades más variadas.

Una multiplicidad de métodos han llegado a ser conocidos para la preparación de poliamidas, con diferentes bloques de construcción monoméricos, varios reguladores de cadena para ajustar un peso molecular requerido o también monómeros que tienen grupos reactivos para los post-tratamientos subsiguientemente planeados que se utilizan dependiendo del producto terminal deseado. Sin excepción, los procesos industrialmente pertinentes para la preparación de poliamidas, toma lugar por medio de policondensación en la masa fundida. En este contexto, también se entiende que polimerización hidrolítica de lactamas es una reacción de policondensación. Las poliamidas preferidas son poliamidas parcialmente cristalinas que se pueden preparar iniciando de diaminas y ácidos dicarboxílicos y/o lactamas que tienen al menos 5 miembros en el anillo o los aminoácidos correspondientes . Los ácidos dicarboxílicos alifáticos y/o aromáticos tal como ácido adípico ácido 2,2,4- y 2,4,4-trimetiladípico, ácido azelaico, ácido sebácico, ácido isoftálico, ácido tereftálico, diaminas alifáticas y/o aromáticas tal como por ejemplo, hexametilen-diamina, 1,9-nonano-diamina, 2,2,4- y 2 , 4 , 4 -trimetilhexametilen-diamina, los diaminodiciclohexil -metanos isoméricos, diaminodiciclohexil -propanos , bis-aminometil -ciclohexano, fenilen-diaminas , xililen-diaminas, ácidos aminocarboxílieos tal como por ejemplo ácido aminohexanoico o las lactamas correspondientes, se consideran como productos de inicio. Las copoliamidas preparadas a partir de una pluralidad de los monómeros nombrados, se incluyen. Las caprolactamas se utilizan de manera más particularmente preferente, de manera más particularmente preferente, e-caprolactama . La mayoría de los compuestos basados en PA 6, PA 66 y otras poliamidas alifáticas y/o aromáticas o copoliamidas son además particularmente adecuados, en los cuales hay de 3 a 11 grupos metileno a un grupo poliamida en la cadena polimérica. Las poliamidas preparadas de acuerdo a la invención también se pueden utilizar en mezcla con otras poliamidas y/o polímeros adicionales. Las composiciones de moldeo de poliamida también pueden comprender adicionalmente retardantes a la flama tal como por ejemplo, compuestos de fósforos, compuestos halo, orgánicos, compuestos de nitrógeno y/o hidróxido de magnesio, estabilizadores, auxiliares de procesamiento tal como por ejemplo lubricantes, agentes de nucleación, estabilizadores, modificadores de impacto tal como por ejemplo, cauchos o poliolefinas, o similares, con la condición que no tengan absorción excesiva en la región de la longitud de onda del láser empleado. Las fibras de aramida, fibras minerales y filamentos metálicos, además de fibras de vidrio, se consideran como refuerzos fibrosos. Carbonato de calcio, dolomita, sulfato de calcio, mica, mica de fluorita, wolastonita, talco y caolín pueden ser nombrados como ejemplos de las cargas minerales adecuadas. Los refuerzos fibrosos y las cargas minerales se pueden tratar en la superficie a fin de mejorar las propiedades mecánicas. La adición de las cargas puede tomar lugar antes, durante o después de la polimerización de los monómeros para formar la poliamida. Si la adición de las cargas de acuerdo a la invención toma lugar después de la polimerización, de manera preferente toma lugar por la adición a la masa fundida de poliamida en un extrusor. Si la adición de las cargas de acuerdo a la invención toma lugar antes o durante la polimerización, la polimerización puede incluir fases en las cuales el tratamiento es en la presencia de 1 a 50% de agua . Conforme la adición está tomando lugar, las cargas pueden estar ya presentes como partículas del tamaño de partículas que se presenta finalmente en la composición de moldeo. De manera alternativa, las cargas se pueden adicionar en la forma de precursores de los cuales las partículas que finalmente se presentan en la composición de moldeo aparecen solo durante el transcurso de la adición o incorporación. Fósforo rojo (DE-A-3 , 713 , 746 Al {= US-A-4 , 877 , 823 ) y EP-A-299,444 (=US-A-5 , 081 , 222 ) , difenilos brominados o éteres difenílicos en combinación con trióxido de antimonio, e hidrocarburos cicloalifáticos clorados (DechloraneR plus de Occidental Chemical Co.), oligómeros bromados de estireno (por ejemplo en DE-A-2 , 703 , 419) y poliestirenos bromados en el anillo (por ejemplo, Pyro-Chek 68R de FERRO Chemicals) se consideran, por ejemplo como retardantes de la flama. Los compuestos de zinc u óxidos de hierro se utilizan, por ejemplo como un sinergista para los llamados compuestos halo. Como una alternativa adicional, las sales de melamina han probado ser de utilidad, sobre todo como retardantes de la flama, particularmente para poliamidas no reforzadas . Además, el hidróxido de magnesio ha probado ser de utilidad como un retardante de la flama para la poliamida. Las composiciones de moldeo de poliamida pueden contener además de las fibras de vidrio, adicionalmente, polímeros elásticos-de caucho (frecuentemente también designados como un modificador de impacto, elastómero o caucho) . Los poliésteres parcialmente aromáticos de acuerdo con la invención se seleccionan del grupo que consiste de derivados de polialquiliden-tereftalatos, seleccionados de manera preferente del grupo que consiste de polietilen-tereftalatos, politrimetilen-tereftalatos y polibutilen-tereftalatos , de manera particularmente preferente, los polibutilen-tereftalatos, de manera más particularmente preferente de polibutilen-tereftalatos . El poliéster parcialmente aromático se entiende que significa materiales que además de las entidades moleculares aromáticas también comprenden entidades moleculares alifáticas. Los polialquilen-tereftalatos dentro del significado de la invención son productos de reacción de ácidos dicarboxílicos aromáticos o derivados reactivos de los mismos (por ejemplo, dimetil -ásteres o anhídridos) y dioles alifáticos, cicloalifáticos o aralifáticos y mezclas de estos productos de reacción. Los polialquilen-tereftalatos preferidos se pueden preparar por métodos conocidos a partir de ácido tereftálico (o derivados reactivos del mismo) y dioles alifáticos o cicloalifáticos que tiene de 2 a 10 átomos de carbono (Kunststoff-Handbuch [Manual of Plastics] , Vol . VIII, p. 695 et seq. , Kart-Hanser-Verlag, Munich 1973). Los polialquilen-tereftalatos preferidos comprenden al menos 80% en mol, de manera preferente 90% en mol en relación al ácido dicarboxílico, de grupos de ácido teref álico y al menos 80% en mol, de manera preferente al menos 90% en mol en relación al componente de diol, de grupos etilenglicol y/o grupos 1 , 3 -propanodiol y/o grupos 1 , 4 -butanodiol . Los polialquilen-tereftalatos preferidos pueden comprende además de los grupos de ácido tereftálico hasta 20% en mol de grupos de otros ácidos dicarboxílicos aromáticos que tienen de 8 a 14 átomos de carbono o de ácidos dicarboxílicos alifáticos que tienen de 4 a 12 átomos de cartero, tal cono grpcs de ácido ftálico, ácido isoftálico, ácido naftalen-2 , 6-dicarboxílico, ácido 4 , ' -difenildicarboxílico, ácido succínico, adípico, sebácico, azelaico, ciclohexano-diacético . Además de los grupos etilenglicol o grupos 1,3-propanodiol-glicol o grupos 1,4 -butanodiol -glicol, los polialquilen-tereftalatos preferidos pueden comprender hasta 20% en mol de otros dioles alifáticos que tienen de 3 a 12 átomos de carbono o de dioles cicloalifáticos que tienen de 6 a 21 átomos de carbono, por ejemplo, 1 , 3 -propanodiol , 2-etilpropanodiol-1 , 3 -neopentil-glicol , 1 , 5-pentanodiol , 1,6-hexanodiol , 1 , 4 -ciclohexanodimetanol , 3 -metilpentanodiol-2,4, 2-metilpentanodiol-2,4, 2 , 2 , 4 - trimeilpentanodiol - 1 , 3 y -1,6, 2 -etilhexanodiol-1 , 3 , 2 , 2-dietilpropanodiol-l , 3 , 2,5-hexanodiol, 1 , 4-di- (ß-hidroxietoxi) benceno, 2,2-bis(4 hidroxiciclohexil ) propano, 2,4 -dihidroxi -1,1,3,3-tetrametilciclobutano, 2 , 2-bis (3 -ß-hidroxietoxifenil) propano 2 , 2-bis (4-hidroxipropoxifenil) propano (DE-OS 24 07 674, 24 07 776, 27 15 932) . Los polialquilen-tereftalatos se pueden ramificar por la incorporación de cantidades relativamente pequeñas de alcoholes trihídricos o tetrahídricos o ácidos carboxílicos tribásicos o tetrabásicos, tal como se describen, por ejemplo, en DE-A-19, 00, 270 y US-A-3 , 692 , 744. Los ejemplos de agentes de ramificación preferidos son ácido trimésico, ácido trimélico, trimetiloletano y trimetilolpropano y pentaeritritol . El uso de uno o más de 1% en mol del agente de ramificación, en relación al componente ácido, se prefiere. Los polialquilen-tereftalatos que se preparan únicamente a partir de ácido tereftálico y derivados reactivos del mismo (por ejemplo, ésteres de dialquilo de los mismos) y etilenglicol y/o 1 , 3 -propanodiol y/o 1-4-butanodiol (polietilen-tereftalato y polibutilen-tereftalato) y mezclas de estos polialquilen-tereftalatos son particularmente preferidos. Los polialquilen-tereftalatos preferidos también son copoliésteres que se preparan a partir de al menos dos de los componentes ácidos mencionados con anterioridad y/o de al menos dos de los componentes de alcohol, mencionados con anterioridad, los copoliésteres particularmente preferidos son poli (etilenglicol/1 , 4 -butanodiol ) tereftalatos . Los polialquilen-tereftalatos tienen en general una viscosidad intrínseca de aproximadamente 0.4 a 1.5, de manera preferente 0.5 a 1.3, en cada caso medida en fenol-o-diclorobenceno (1:1 partes en peso) a 25°C. Los poliésteres parcialmente aromáticos pueden comprender adicionalmente aditivos tal como por ejemplo, cargas y refuerzos tal como por ejemplo, fibras de vidrio o cargas minerales, de retardantes a la flama, auxiliares de procesamiento, estabilizadores, promotores de flujo, agentes antiestáticos y otros aditivos convencionales. Las fibras de vidrio, esferas de vidrio, tela de vidrio, esteras de vidrio, fibras de aramida, fibras de titanato de potasio, fibras naturales, sílice amorfo, carbonato de sodio, sulfato de bario, feldespato, mica, silicatos, cuarzo, talco, caolín, wolastonita, inter alia, que también pueden estar tratados en la superficie, se pueden adicionar como cargas fibrosas o en partícula y refuerzos para las composiciones de moldeo de acuerdo a la invención. Los refuerzos preferidos son fibras de vidrio, comerciales, convencionales. Las fibras de vidrio, que tienen en general un diámetro de fibra de entre 8 y 18 µt?, se pueden adicionar como hebras continuas o como hebras cortadas o fibras de vidrio molidas, con las fibras capaces de ser equipadas con un sistema de apresto adecuado y un agente de acoplamiento o sistema de agente de acoplamiento, por ejemplo, en base a silano. Las cargas minerales en forma de aguja también son adecuadas. Las cargas minerales en forma de aguja se entienden dentro del significado de la invención que significa carga mineral que tiene una estructura en forma de aguja fuertemente definida. La wolastonita en forma de aguja se puede nombrar como un ejemplo. El mineral tiene de manera preferente una relación de aspecto (relación de aspecto longitud/diámetro) de 8:1 a 35:1, de manera preferente de 8:1 a 11:1. La carga mineral puede ser tratada en la superficie de manera opcional. La composición de moldeo de poliéster comprende de manera preferente como una adición de 0 a 50 partes en peso, de manera preferente de 0 a 40, en particular de 10 a 30 partes en peso, de cargas y/o refuerzos. Las composiciones de moldeo de poliéster que no tengan cargas y/o refuerzos se pueden usar igualmente. Los compuestos orgánicos comerciales, normales o compuestos halo que tienen sinergistas, o compuestos de nitrógeno, orgánicos, comerciales, normales o compuestos de fósforo orgánicos y/o inorgánicos son adecuados como retardantes a la flama. Los aditivos minerales retardantes a la flama tal como hidróxido de magnesio o carbonato de CaMg hidratado (por ejemplo DE-A-4 , 236 , 122 ) también se pueden utilizar. La etilen- 1 , 2 -bistetrabromoftalimida , resina de tetrabromobisfenol A epoxilada, oligocarbonato de tetrabromobisfenol A, oligo carbonato de tetraclorobisfenol A, pentabromopoliacrilato, poliestireno bromado pueden ser nombrados a manera de ejemplo como que contienen halógeno, en particular compuestos bromados y clorados. Los compuestos de fósforo de acuerdo a la WO98/17720 son adecuados como compuestos de fósforo orgánicos, por ejemplo, trifenilfosfato (TPP) , resorcinol-bis (difenilfosfato) incluyendo oligómeros (RDP) así como bisfenol A-bisfenilfosfato que incluye oligómeros (BDP) fosfato de melamina, pirofosfato de melamina, polifosfato de melamina y mezclas de los mismos. Como compuestos de nitrógeno, la melamina y cianurato de melamina son en particular considerados. Los compuestos de antimonio, en particular trióxido de antimonio y pentóxido de antimonio, compuestos de zinc, compuestos de estaño tal como por ejemplo, estanato de estaño y borato son adecuados como sinergistas. Los aditivos de carbón y/o polímeros de tetrafluoroetileno se pueden adicionar. Los poliésteres parcialmente aromáticos de acuerdo a la invención pueden comprender aditivos convencionales tal como estabilizadores térmicos para impedir la descomposición térmica y reticulación térmica, estabilizadores a UV, plastificantes, lubricantes y agentes de desmoldeo, agentes de nucleacion, agentes antiestáticos, opcionalmente estabilizadores adicionales. Las composiciones de moldeo, de poliéster, parcialmente aromáticas de acuerdo con la invención, se preparan al mezclar los constituyentes respectivos de manera conocida y al mezclar por fusión o mediante la extrusión por fusión a temperatura de 200°C a 330°C en unidades convencionales tal como por ejemplo, mezcladores internos, extrusores, tornillos gemelos. Los aditivos adicionales tal como por ejemplo refuerzos, estabilizadores, lubricantes y agentes de desmoldeo, agentes de nucleacion y otros aditivos se pueden adicionar en el paso de mezcla por fusión o de extrusión por fusión. Los fenoles estéricamente impedidos y/o fosfitos, hidroquinonas, aminas secundarias aromáticas tal como difenilaminas, varios representativos sustituidos de estos grupos y mezclas de los mismos a concentraciones de hasta 1% en peso en relación al peso de las composiciones de moldeo termoplásticas se nombran como ejemplos de retardantes de oxidación y estabilizadores térmicos. Varios resorcinoles sustituidos, salicilatos, benzotriazoles y benzofenonas pueden ser nombrados como estabilizadores a UV que se usan en general en cantidades de hasta 2% en peso en relación a la composición de moldeo. Los pigmentos inorgánicos tal como dióxido de titanio, azul ultramarino óxido de hierro , y negro de carbón, adicionalmente, pigmentos orgánicos tal como ftalocianinas , quinacridonas, perilenos asi como colorantes, tal como nigrosina y antraquinonas se pueden adicionar como colorantes así como otros colorantes si no se absorben en la región de láser empleado. De otra manera se pueden utilizar solo en cantidades pequeñas de modo que al menos sea aún posible una transmisión parcial de la luz láser. Se utilizan como agentes de nucleación fenilfosfinato de sodio, óxido de aluminio, dióxido de silicio así como de manera preferente talco, a manera de ejemplo . Los agentes lubricantes y de desmoldeo que se utilizan convencionalmente en cantidades de hasta 1% en peso son de manera preferente ceras de éster, estearato de pentaeritritol (PETS) , ácidos grasos de cadena larga (por ejemplo ácido esteárico o ácido behénico) , sales de los mismos (por ejemplo, estearato de Ca o estearato de Zn) así como derivados de amida (por ejemplo, etilen-bisestearil-amida) o ceras de montan así como ceras de polietileno de bajo peso molecular o ceras de polipropileno. Se pueden nombrar como ejemplos de plastificantes , los ásteres dioctílicos de ácido itálico, ásteres dibencílicos del ácido ftálico, ásteres butilbencilicos del ácido ftálico, aceites de hidrocarburos, N- (n-butil) bencenosulfonamida . La utilización adicional de polímeros de caucho-elásticos (frecuentemente también designados como un modificador de impacto, elastómero o caucho) es particularmente preferida. De una manera completamente general , estos son copolímeros que se construyen de manera preferente a partir de al menos dos de los siguientes monómeros : etileno, propileno, butadieno, isobuteno, isopreno, cloropreno, acetato de vinilo, estireno, acrilonitrilo y ásteres de ácido acrílico y metacrílico que tienen de 1 a 18 átomos de carbono en el componente alcohólico. Estos polímeros se describen, por ejemplo, en Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie [Organic Chemistry ethods] , Vol . 14/1 (Georg-Thieme-Verlag) , Stuttgart, 1961), pp . 392 a 406, y en C.B. Bucknall's monograph, "Toughened Plastics" (Applied Science Publisher, Londres, 1977) . Adicionalmente, también se pueden utilizar mezclas de tipo de caucho. Los pigmentos tanto orgánicos como inorgánicos y/o tintes son adecuados como colorantes. El negro de carbón opcionalmente en cantidades muy pequeñas (de manera preferente <0.2% en peso) es un constituyente de la mezcla de pigmentos. Los pigmentos/tintes/negros de carbón se pueden utilizar opcionalmente también como un lote. Los ejemplos de pigmentos inorgánicos son trióxido de antimonio, pentóxido de antimonio, carbonato de plomo básico, sulfato de plomo básico o silicato de plomo, litoponas, dióxido de titanio (anatasa, rutilo) , óxido de zinc, sulfuro de zinc, óxidos metálicos tal como azul de Berlín, cromato de plomo, sulfocromatos de plomo, titanato de cromo-antimonio, óxidos de cromo, óxidos de hierro, azul de cobalto, azul de cobalto-cromo, gris de cobalto-níquel, azul de manganeso, violeta de manganeso, naranja de molibdato, rojo de molibdato, titanato de níquel -antimonio, azul ultramarino, así como sulfuros metálicos tal como trisulfuro de antimonio, sulfuro de cadmio, sulfoselénidos de cadmio, silicatos de zirconio, azul de zirconio-vanadio, amarillo de zirconio-praseodinio . Los ejemplos de pigmentos orgánicos son antraquinona, azo, azometina, benzatrona, quinacridona , crinoftalona, dioxazina, flavantrona, indantrona, isoindolina, isoindolinona, metina, perinona, perileno, ftalocianina, cianina, pirantrona, pirrolopirrol , pigmentos de tioindigo, así como complejos metálicos de por ejemplo colorantes azo, azometina, metina o sales metálicas de compuestos azo.

Los colorantes de dispersión tal como aquellos de la serie antraquinona, por ejemplo, alquilamino, amino, arilaminao, ciclohexilamino, hidroxi, hidroxiamino o fenilmercapto-antraquinona, así como complejos metálicos de colorantes azo, en particular, complejos de cromo o cobalto 1:2 de colorantes monoazo, así como tintes fluorescentes, por ejemplo, aquellos de la serie benzotiazol, cuomarina, oxazina, o tiamina, por ejemplo, son adecuables como colorantes tintes solubles en polímero. Los colorantes solubles en polímero también se pueden utilizar en combinaciones con cargas y/o pigmentos, en particular, con pigmentos inorgánicos tal como dióxido de titanio . De acuerdo con la invención, se pueden usar pigmentos y/o tintes solubles en polímero. Los tintes o pigmentos usados pueden tener nula o solo muy baja absorción en la región espectral de NIR y deben ser compatibles con los polímeros termoplásticos usados de acuerdo con la invención. Los aditivos de pigmento adecuados son, por ejemplo, ácidos graso que tienen al menos 12 átomos de carbono, tal como ácido behénico o ácido esteárico, amidas, sales o ésteres de los mismos, tal como estearato de aluminio, estearato de magnesio, estearato de zinc o behenato de magnesio, así como compuestos de amonio cuaternario tal como sales de tri- (Ci-C4) -alguilbencilamonio, ceras tal como cera de polietileno, ácidos colofónicos, tal como ácido abiótico, jabón de resina, colofonia hidrogenada o dimerizada, ácidos disulfónicos de parafina de C12-C18 o alquilfenoles . Los tintes del tipo pirazolona, perinona y antraquinona, también del tipo metina, azo y coumarina, se prefieren de acuerdo con la invención. Los pigmentos que contienen metal tal como los pigmentos inorgánicos y los complejos metálicos de los tintes de azo, azometina o metina, colorantes de azometina, quinacridona, dioxazina, isoindolina, isoindolinona, perileno, ftalocianina, pirrolopirrol y tioindigo y vanadato de bismuto son igualmente preferidos. La presente solicitud también proporciona partes moldeadas producidas a partir de la composición termoplástica de moldeo de acuerdo con la invención y el uso de la composición de moldeo de acuerdo con la invención para la producción de partes moldeadas que se unen a otras partes moldeadas por soldadura por transmisión de láser. La presente invención también proporciona partes moldeadas, unidas, que se unen por soldadura por transmisión de láser y al menos una parte de la cual consiste de la composición de moldeo termoplástica de acuerdo con la invención.

Ejemplos Se mezcla PA 6 no reforzada (Durethan B30S, un producto comercial de Bayer AG, Leverkusen, Alemania, viscosidad relativa = 3.0) o PA 6 reforzada con fibra de vidrio (Durethan BKV30, un producto comercial de Bayer AG, Leverkusen, Alemania, viscosidad relativa = 3.0) y PA 66 reforzada con fibra de vidrio (Durethan AKV 30, un producto comercial de Bayer AG, Leverkusen, Alemania, viscosidad relativa = 3.0) físicamente con negro de carbón (pruebas comparativas, uso de lotes principales) o mezclas de colorantes orgánicos y se colorearon homogéneamente por mezclado en un extrusor de tornillos gemelos (ZSK 32 de Werner y Pfleiderer) a temperaturas de mezclado de 260 a 300 °C. La masa fundida entonces se hilo a través de un baño de agua y se granuló. Todas las mediciones de viscosidad se realizaron en m-cresol (solución al 1%, T = 25°C) . Los granulos obtenidos se procesaron en una máquina de moldeo por inyección del tipo Arburg 320-210-500 bajo las condiciones que son convencionales para las compasiones de moldeo (temperaturas de composición o mezclado de 250 a 290°C, temperaturas de molde de 70 a 90°C) para obtener placas de muestra de color, de 2 mm de grueso y 4 mm de grueso (60 mm x 40 m) para las mediciones de transmisión de láser y pruebas soldadura.

Las Tablas 1 a 4 dan ejemplos de la composición y propiedades de las composiciones de moldeo de acuerdo a la invención y del material de comparación.

Tabla 1: Composición de composiciones de moldeo PA 6 de viscosidad 3.0, producto comercial de Bayer AG, Leverkusen, Alemania, al cual se pueden mezclar aditivos convencionales en cantidades normares y a concentraciones constantes (0.01-0.5%) como agente de nucleación (micro-talco) estabilizador térmico (CuI/KBr) y agente de desmoldeo (cera de éster de montan) , 2> cantidad absoluta de negro de carbón como por ciento en peso; lote principal UN2014, concentración 50%, de Cabot, se utilizó, 3) CS 7928; producto comercial de Bayer AG, Leverkusen, Alemania, 41 producto comercial de Bayer AG, Leverkusen, tinte de pirazolona, Amarillo Solvente 93, índice de color 48160 5) producto comercial de Bayer AG, tinte de pirinona, Rojo Solvente 135 6) producto comercial de Bayer AG, tinte de antraquinona, Verde Solvente 3, índice de color 61565.

Medición de transmisiones de láser y resultados Las placas de muestra preparadas a partir del material transparente al láser de IR y absorbedor de láser IR se midieron ambas en un aparato de medición de transmisión que consiste de un espectrofotómetro y una esfera de fotómetro que detecta tanto la luz que se transmite directamente y también la luz dispersada. Para los especímenes absorbedores de láser IR, los valores medidos de <0.1% se obtuvieron en la región espectral de NIR entre 800 y 1200 nm, en tanto que el material transparente a láser IR tiene un nivel de transmisión de típicamente 20 a 70%.

Tabla 2: Resultados de la medición de transmisión * Transmisión total [%], medida en PE Lambda900, OVdifuso, aire de referencia T = 100%, un atenuador que se usa para algunas mediciones.

Puesto que todos los especímenes fueron de material de dispersión muy fuerte, la transmisión total se evaluó como la suma de la transmisión difundida y directa. A 1000 nm y en la región de longitud de onda adyacente, los especímenes que corresponden a los ejemplos de comparación no tuvieron virtualmente transmisión, si no más bien casi absorción completa, en tanto que los especímenes de los Ejemplos 1 a 4 que se colorearon de acuerdo a la invención mostraron alta transmisión continua, que esto que es la transmisión total (que comprende porciones predominantemente difundidas de radiación) . Los valores medidos para la transmisión de los especímenes coloreados de acuerdo a la invención están solo ligeramente por debajo de los valores medidos para el material no coloreado en las comparaciones 5 y 6. Además de la medición de los especímenes de PA, la transmisión de placas de muestra de color con un grueso de 1 mm y un grueso de 4 mm, preparadas de policarbonato coloreado con combinaciones colorantes de acuerdo a la invención que corresponden a los Ejemplos 1 y 2 se determinó. El policarbonato no coloreado sirvió como material de referencia. Puesto que no se presenta dispersión con policarbonato, un coeficiente de extinción que es independiente del espesor de la capa, se puede determinar aquí, que en el caso de las versiones de dos colores de acuerdo a la invención, que se investigaron es de aproximadamente E >4 para la región espectral VIS (de 400 nm a 700 nm) y aproximadamente E <0.002 para la región espectral NIR (de 700 nm a 1200 nm) .

Pruebas de soldadura con láser y resultados Se llevaron a cabo pruebas de soldadura con un láser de Nd.-YAG a fin de investigar la adecuabilidad de las composiciones de moldeo para la soldadura por transmisión de láser. Las placas de muestra transparentes a haz de láser se cortaron a un ancho de 20 mm. Los especímenes se sujetaron en un dispositivo y se unieron entre sí en una unión en T, como se muestra en la Figura 1. Los especímenes de 2 mm se soldaron a aproximadamente 20 vatios a una velocidad de 6 mm/s y en 2 exploraciones y los especímenes de 4 mm a aproximadamente 35 vatios y en 4 exploraciones. Una exploración denota un barrido sobre el ancho completo del espécimen con un haz de láser activado. Los especímenes soldados como una unión en T se sometieron a carga de ruptura en una prueba de tracción, como se muestra en la Figura 2. La fuerza medida aquí se convirtió por medio del área superficial de soldadura para dar una resistencia a la tracción. Se obtiene un alto nivel de valores de resistencia .

Tabla 3: Resultados de la prueba de tracción de las placas soldadas por transmisión de láser * La parte moldeada/material que hace contacto primero con el haz de láser se entiende aquí que es el material 1. La calidad superficial se evalúo por medición del brillo en placas rectangulares (155 mm x 75 mm x 2 mm) inyectadas de manera central por medio de una compuerta de colada. A fin de obtener mejor diferenciación, las palcas se prepararon a diferentes velocidades de inyección, de este modo, como se sugiere por la experiencia, la calidad superficial, que es por decir por arriba del brillo superficial, de PA 6 no reforzada y de PA 6 reforzada con fibra de vidrio se incrementó conforme se incrementa la velocidad de inyección bajo las condiciones de procesamiento que en otros procesos se mantiene constantes. Es claro de la Tabla 4 que el brillo superficial de las placas producidas usando las composiciones de moldeo de poliamida de acuerdo a la invención a bajas velocidades de inyección es superior a aquella de las placas producidas usando composiciones de moldeo coloreadas con colorantes convencionales (negro de carbón) .

Tabla 4: Resultados de medición de brillo de acuerdo con DIN 67530 La percepción de color oscuro se evaluó por caracterización colorimétrica de las placas rectangulares producidas a una velocidad de inyección de 50 mm/s, con un espectrofotómetro Ultra Sean XL de Hunter. Las mediciones de reflexión se realizaron bajo iluminación de espécimen policromático a una geometría de medición de 0o /8o con brillo para luz normal tipo D65/100 de acuerdo con DIN 5033. Los colores que tienen valores de color normales de Y<30, de manera preferente <20, particularmente <10, se señalan como oscuros.

Tabla 5: Resultados de caracterización colorimétrica Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la presente invención, es el que resulta claro a partir de la presente descripción de la invención.

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Composiciones termoplásticas de moldeo que se colorean con combinaciones de al menos dos colorantes, caracterizadas porque resulta una percepción de color oscuro (valor de color normal Y <30) de la composición de moldeo y porque en el intervalo de luz visible (de 400 nm a 700 nm) a un espesor de capa que puede estar al menos dentro del intervalo de 0.4 a 5 mm, se presente baja o nula transmisión (= 10 %) y en la región de longitud de onda de 700 nm a 1200 nm, al menos en las regiones parciales, espectrales, se presenta una transmisión de >10 % en la irradiación con luz láser. 2. La composición de moldeo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque exhibe en la región de luz visible (de 400 nm a 700 nm) a un espesor de capa que puede estar al menos dentro del intervalo de 0.4 a 5 mm, baja o nula transmisión (=5 %) y en la región de longitud de onda de 700 nm a 1200 nm, al menos en las regiones parciales, espectrales, transmisión de >20 % y la composición de moldeo da una percepción de color oscuro (valor de color normal Y <30) . 3. La composición de moldeo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque exhibe en la región de luz visible (de 400 nm a 700 nm) a un espesor de capa que puede estar al menos dentro del intervalo de 0.4 a 5 mm baja o nula transmisión (=1%) y en la región de longitud de onda de 700 nm a 1200 nm, al menos en las regiones parciales, espectrales, transmisión de >30 % y da una percepción de color oscuro (valor de color norman Y <30) . . Las composiciones termoplásticas de moldeo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizadas porque comprenden poliamidas y/o poliésteres y/o de 10 a 60 % de fibras de vidrio. 5. La composición termoplástica de moldeo de conformidad con una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la combinación de colorantes se selecciona entre los colorantes del tipo pirazolona, perinona y antraquinona, metina, azo y coumarina y/o pigmentos que contienen metal tal como pigmentos inorgánicos y complejos metálicos de colorantes azo, azometina o metina, del tipo azometina, quinacridona, dioxazina, isoindolina, isoindolinona, perileno, ftalocianina, pirrolopirrol y tioindigo y vanadato de bismuto . 6. Partes moldeadas caracterizadas porque se producen a partir de composiciones termoplásticas de moldeo de acuerdo a una o más de las reivindicaciones anteriores. 7. Uso de las composiciones de moldeo de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores para la producción de partes moldeadas que se unen a otras partes moldeadas por soldadura por transmisión de láser. 8. Partes moldeadas, unidas caracterizadas porque se unen por soldadura de transmisión de láser y al menos una parte de las cuales consiste de una composición termoplástica de moldeo de acuerdo a una o más de las reivindicaciones anteriores.