JPH0324911A - 樹脂組成物の成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は軽量で機械的特性に優れた樹脂組成物の成形方
法に関する。

［従来の技術］ 近年プラスチックの用途が拡大するにつれ、機械的特性
に優れ、なおかつ成形加工性に優れた素材に対する要望
が益々高まっている。ポリエチレンテレフタレートやポ
リブチレンテレフタレートに代表される溶融加工性樹脂
は、その優れた特性から広い分野で使用されているが、
なかでも特に高剛性、高強度などが要求される用途にお
いては、ガラス繊維などの繊維状強化材やタルクなどの
粒状強化材を配合して改質する手段がもっぱら用いられ
ている。例えば特公昭４４−４５７号公報には、ポリエ
チレンテレフタレートとガラス繊維を組み合わせること
により、機械的性質を改善する例が開示されている。し
かしながら、従来の繊維状強化材や粒状強化材を配合し
て改質する手段を用いる場合、高剛性、高耐熱性などの
機械的特性には優れるものの，強化材による成形加工性
の低下、成形品外観の不良及び樹脂の特徴である軽量性
が損なわれるという問題点がある。

特開昭６１．−２６６５６珍公報には、非サーモトロピ
ック及びサーモト口ピック全芳香族ポリエステルの溶融
ブレンドが記載されており、この公報では，サーモトロ
ピック全芳香族ポリエステル或分がドメインを形成し、
そのドメインがブレンドの溶融加工方向に配向し繊維状
となり，ブレンドに対して強化材として作用する溶融ブ
レンドを開示している。また特開昭６２−１１６６６６
号公報には，融通のきく鎖を有する基礎重合体及び基礎
重合体に対して不相溶性の溶融加工可能な液晶重合体を
混合し、液晶重合体が基礎重合体マトリックス中におい
て単一方向に配向する繊維の形で存在してなる自己強化
重合体複合物及びその製法を開示している。

これら２報の溶融ブレンドや自己強化重合体複合物は改
善された機械的特性を示す。しかしながら押出機等を用
いて混合した後、ペレット状にした樹脂組成物をサーモ
トロピック全芳香族や液晶重合体の溶融する温度にて射
出成形機等を用い成形するために、液晶性樹脂のドメイ
ンが再度溶融し、ペレットのモルフォロジーが維持され
ずに成形品がスキン・コア構造を形威し易いという欠点
を有する。すなわち、せん断作用の大きいスキン部分で
はドメインの繊維状化は起こるが、せん断作用の小さい
コア部分では繊維状化が起り難く、粒状となり易く、機
械的特性に悪い影響を与えている。

また、ペレット状にした樹脂組成物をサーモト口ピック
全芳香族や液晶重合体の溶融する温度にて圧縮成形する
場合、液晶性捌脂のドメインが再度溶融し、ペレットの
モルフォロジーが維持されずに液晶性樹脂のドメインは
粒状となり、やはり機械的特性に悪い影響を与えている
。

［発明が解決しようとする課題コ 本発明は、機械的特性に優れ、軽量性を損なわない樹脂
組戊物の成形方法を提供することを目的とする。

本発明の別の目的は、融通のきく鎖を有し単独では異方
性溶融相を形成することができない溶融加工性樹脂及び
液晶性樹脂を含有する樹脂組或物の成形において、あら
かじめ溶融混合した樹脂組成物のモルフォロジーを維持
した成形品を提偶することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、単独では異方性溶融相を形成することができ
ない溶融加工性樹脂及び液晶相開始温度が前記溶融加工
性樹脂の溶融加工可能な最低温度より１０℃以上高い温
度を有する液晶性樹脂を含有する樹脂組成物の成形方法
において，前記溶融加工性樹脂を溶融加工することので
きる温度であって、かつ前記液晶性樹脂の液晶相開始温
度以上の温度にて混合した後、冷却して得られた樹脂組
成物を、前記溶融加工性樹脂の溶融加工しうる温度以上
、かつ前記液晶性樹脂の液晶相開始温度以下の温度で溶
融成形加工することを特徴とする樹脂組成物の成形方法
である。

本発明における、単独では異方性溶融相を形成すること
ができない溶融加工性樹脂とは、融通のきく鎖を有する
樹脂，すなわち重合鎖の連続単位が相互に自由に回転し
、重合鎖がランダム形状をとり得る無定形，半結晶性及
び結晶性熱可塑性樹脂である。本発明に好適な溶融加工
性樹脂としては、ポリエステル（ポリエチレンテレフタ
レート、ポリブチレンテレフタレート，ポリエーテルエ
ーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド，ポリエーテ
ルイミド等）、ポリカーボネート、ボリアミド、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、エチレンープロピレン共重合
体，ポリスチレン、スチレン共重合体及びポリ塩化ビニ
ル等のごとき従来の熱可塑性樹脂である。この中でも特
に好ましい溶融加工性樹脂は、ポリエチレンテレフタレ
ート、ポリブチレンテレフタレート等のポリアルキレン
テレフタレートである。

本発明における液晶性樹脂とは、溶融相にて光学的異方
性を示すサーモト口ピック液晶性樹脂である。この種の
液晶性樹脂は、例えば米国特許第３，　９０１，　０１
４号、第４，　０６７，　８５２号、第４，　０８３，
　８２９号又は第４，　１３０，　５４５号、第４，　
１６１，　４７０号，第４，３１８，　８４２号、第４
，　４６８．　３６４珍及び特公昭６１−４４１５号公
報、特開昭６１−１０１５３０号公報、特開昭６１−２
１８６３０号公報、特開昭６２−４１２２０号公報、特
開昭６３−９９２２７号公報に記載されている。

液晶性樹脂について更に要求される事項は、液品相開始
温度が前記溶融加工性樹脂の溶融加工可能な最低温度よ
り１０℃以上高い温度を有するものでなければならない
ことである。゜液晶相開始温度が前記溶融加工性樹脂の
溶融加工可能な最低温度以下の場合、成形する際に液晶
性樹脂が溶融するために効果が認められない。また液晶
相開始温度が前記溶融加工性樹脂の溶融加工可能な最低
温度より高いがその差が１０℃未満の場合、成形する際
の温度コントロールが困難となる。

液晶性樹脂の好適な１つの種類は、米国特許第３，９９
１，　０１４号、第４，　０６７，　８５２号、第４，
　０８３，　８２９号、第４，　１３０，　５４５号、
第４，　１６１，　４７０号，第４，　３１８，８４２
号、第４，　４６８，　３６４号及び特開昭６３−９９
２２７号公報に記載されたもののごとき芳香族ポリエス
テルである。

本発明における特に好適な一連の樹脂組戊物は、溶融加
工性樹脂として融点約２２５℃のポリブチレンテレフタ
レートを含有し、液晶性樹脂として液晶相開始温度約２
７５℃の芳香族ポリエステルサーモトロピック液晶ベク
トラＡ　９５０　（ポリプラスチツクス）を含むもので
ある。芳香族ポリエステルサーモト口ピック液晶ベクト
ラＡ９５０は，米国特許第４，　４６８，　３６４号の
実施例４に記載されたごとく、６−オキシー２−ナフト
ール成分約２５〜２７モル％及びＰ−オキシーベンゾイ
ル成分約７３〜７５モル％で構成される。

本発明の好適な他の一連の樹脂組或物は、溶融加工性樹
脂として融点約２５５℃のポリエチレンテレフタレート
を含有し、液晶性樹脂として前記芳香族ポリエステルサ
ーモトロピック液晶ベクトラＡ　９５０を含むものであ
る。

本発明における樹脂組或物には、その実用性を損なわな
い範囲で，従来から溶融加工性樹脂に配合されている種
々の強化充填材を配合することができる。例えばガラス
繊維、炭素繊維、スチール繊維、アラミド繊維、シリカ
、タルクなどを配合することができる。

更に本発明の樹脂組戊物には、その実用性を損なわない
範囲で、従来から溶融加工性樹脂に配合されている配合
剤又は添加剤を配合することもできる。例えば可塑剤、
潤滑剤，界面活性剤、増粘剤、難燃剤、紫外線安定剤、
酸化防止剤、離型剤、着色剤、カップリング剤などを配
合することもできる。これらの配合剤又は添加剤の使用
は，樹脂の加工の分野では公知であり、配合割合は要求
される特性や使用条件等により適宜で良い。

更にまた、各種の結晶化核剤又は結晶化促進剤を必要に
応じて配合することもできる。例えばポリエチレンテレ
フタレート系樹脂の結晶化核剤としては、ステアリン酸
ナトリウム，安息香酸カルシウム，酸化マグネシウム，
硫酸バリウムなどが挙げられる。これらの結晶化核剤又
は結晶化促進剤の使用は、樹脂の加工の分野では普通に
用いられており，配合割合は適宜で良い。

溶融加工性樹脂と液晶性樹脂との混合はあらゆる公知の
方法により行うことができる。例えばｌ軸スクリュー押
出機、２軸スクリュー押出機、ニーダー，静止型ミキサ
ー、ダルメージ型混合装置等が用いられる。しかし，い
ずれの場合も溶融加工性樹脂を溶融加工することのでき
る温度であつて、かつ前記液晶性樹脂の液品相開始温度
以上の温度において混合を行わなければならない。好適
な混合装置は押出機、静止型ミキサー及び押出ダイス（
ここを通って溶融加工性樹脂及び液晶性樹脂の混合物、
即ち樹脂組成物が押出される）を包含する。

得られた樹脂組或物は、溶融加工性樹脂がマトリックス
を構或し、液晶性樹脂が押出方向で配向する単一配向連
続繊維状ドメインとして存在する事が望ましく、特に液
晶性樹脂が該樹脂組成物内においてアスペクト比が少な
くとも約２以上、直径が約３μｍ以下の細長いドメイン
の形態で存在している事が望ましい。

得られた樹脂組或物は各種の好適な手段（例えば水中で
の急冷）によって冷却され、ペレット状又はチップ状に
細断される。ついでこれを用いて有形製品、フイルム等
に成形される。この成形は射出成形法、圧縮成形法等の
常法により行われる。

しかし、いずれの場合も溶融加工性樹脂の溶融加工され
る温度以上、かつ液晶性樹脂の液晶相開始温度以下の温
度において溶融成形加工を行わなければならない。液晶
相開始温度以上にて成形が行われた場合、液晶性樹脂が
再度溶融し、樹脂組成物のモルフオロジーが維持されず
に混合効果の低下をもたらす。

［作用］ すなわち本発明における樹脂組威物の成形方法とは、あ
らかじめ溶融加工性樹脂と液晶性樹脂を溶融混合し、そ
の樹脂組戊物の液晶性樹脂は固体状態を保持したまま溶
融加工性樹脂のみを溶融させ成形することにより、樹脂
組或物のモルフオロジーを維持した戒形品が得られるこ
とを特徴としている。

本発明による樹脂組戊物の成形方法の利点は、液晶性樹
脂の溶融しない温度にて成形が行われるため、射出戒形
等の成形法を用いても，樹脂組或物のモルフオロジーを
保持したままで強度発現に寄与し、成形品がスキン・コ
ア構造を形成することはない。従来の液晶性樹脂組或物
は、押出機等を用い混合した後、ペレット状にした樹脂
組成物を液晶性樹脂の溶融する温度にて射出成形機等を
用い成形するため、液晶性樹脂のドメインが再度溶融す
ることにより、成形品がスキン・コア構造を形成し易い
という欠点を有する。すなわち、せん断作用の大きいス
キン部分ではドメインの繊維状化は起こるが、せん断作
用の小さいコア部分では繊維状化が起り難く粒状となり
易く、機械的特性に影響を与えている。更に溶融混合時
に液晶性樹脂の全てのドメインを繊維状とした場合、液
晶性樹脂の溶融しない温度にて成形が行われるため、射
出成形等のせん断作用の大きい成形法を用いず，圧縮成
形等のほとんどせん断を受けない成形法を用いた場合に
おいても優れた機械的特性を示す。

［実施例］ 以下，実施例及び比較例により、本発明の内容を具体的
に説明する。実施例及び比較例に用いた溶融加工性樹脂
の融点、液晶性樹脂の液晶相開始温度を表１に示す。

実施例１ 溶融加工性樹脂として予め１４０℃で１２時間以上表　
　　　　１ ＰＢＴ：ポリブチレンテレフタレート ＰＥＴ：ポリエチレンテレフタレート ＶＥＣ　：ベクトラ　Ａ９５０ ＲＬＣ：ロッドラン　Ｌ　Ｃ　−　５　０　０　０　Ｈ
乾燥させたポリブチレンテレフタレート（東レ■製、商
品名：東１７　ＰＢＴ樹脂１４０１−ＸＯ６）と、液晶
性樹脂として予め１４０℃で１２時間以上乾燥させたベ
クトラ　Ａ９５０（ポリプラスチック■製）を使用し、
ポリブチレンテレフタレート８５重量部，ベクトラＡ９
５０　１５重量部を物理的に混合し、更に得られた混合
物を２軸スクリュー押出機にかけて２８０℃で溶融ブレ
ンドし、水中にて冷却後ペレタイザーを用いて直径約３
問のペレットに細断した。

このようにして得られたべレソトの破断面を走査型電子
顕微鏡によりａ察した。

その結果、ベクトラＡ９５０或分のドメインは直径３μ
厘以下の繊維状となりポリブチレンテレフタレート中に
均一に分散していた。

上記ペレットを１４０℃で１２時間以上乾燥させた後，
温度２４０℃（ポリブチレンテレフタレートの融点以上
かつベクトラＡ９５０の液晶相開始温度以下）、金型温
度８０℃で射出成形して引張試験片及び曲げ試験片を成
形した。

このようにして得られた射出成形試験片の破断面を走査
型電子顕微鏡により１ｉｉ！！察した。その結果，ベク
トラＡ９５０成分のドメインは直径３μｍ以下の繊維状
となりポリブチレンテレフタレート中に均一に分散し、
ペレットのモルフォロジーが維持されていた。

これらの試験片の機械的性質をＡＳＴＭ　Ｄ６３８（引
張特性）及びＡＳＴＭ　０７９０（曲げ特性）により測
定した結果を表２に示す。引張強度及び曲げ弾性率とも
ベクトラＡ９５０成分の繊維状ドメインが維持された結
果、比較例１，３．４よりも高い数値を示した。

比較例ｌ 実施例１と同様の方法でペレットを準備した。

表 ２ ＬＣＰ　：液晶性樹脂 ＴＰ：溶融加工性樹脂 ＰＢＴ　：ポリブチレンテレフタレートＰＥＴ：ポリエ
チレンテレフタレート ＶＥＣ：ベクトラ　Ａ９５０ ＲＬＣ：ロッドラン　ＬＣ−５０００Ｈ上記ペレットを
１４０℃でｌ２時間以上乾燥させた後、温度２８０℃（
ポリブチレンテレフタレートの融点以上かつベクトラＡ
９５０の液晶相開始温度以上）、金型温度８０℃で射出
成形して引張試験片及び曲げ試験片を成形した。このよ
うにして得られた射出成形試験片の破断面を走査型電子
顕微鏡により観察した。その結果、ベクトラＡ９５０或
分のドメインはスキン層では直径３μｍ以下の繊維状と
なっているが、コア層では直径３μｍ前後の粒子状とな
りボレブチレンテレフタレート中に分散し、ペレットの
モルフオロジーは維持されていなかった。

これらの試験片の機械的性質をＡＳＴＭ　Ｄ６３８（引
張特性）及びＡＳＴＭ　０７９０（曲げ特性）により測
定した結果を表２に示す。

実施例２ 溶融加工性樹脂として予め１４０℃で１２時間以上乾燥
させたポリブチレンテレフタレート（東レ■製商品名：
東レＰＢＴ樹脂１４０１−ＸＯ６）と、液晶性樹脂とし
て予め１４０℃で１２時間以上乾燥させたロツドランＬ
Ｃ−５０００８（ユニチカ＠製）を使用し、ポリブチレ
ンテレフタレート８５重量部、ロッドランＬＣ−５００
０！１　１５重量部を物理的に混合し、更に得られた混
合物を２軸スクリュー押出機にかけて２８０℃で溶融ブ
レンドし，水中にて冷却後ペレタイザーを用いて直径３
ｍｍのペレットに細断した。

このようにして得られたペレットの破断面を走査型電子
顕微鏡によりｗＡ察した。その結果、ロツドランＬＣ−
５０００８成分のドメインは直径３μｍ以下の繊維状と
なりポリブチレンテレフタレート中に均一に分散してい
た。

上記ペレットを１４０℃で１２時間以上乾燥させた後、
温度２４０℃（ポリブチレンテレフタレートの融点以上
かつロッドランＬＣ−５０００｝１の液晶相開始温度以
下）、金型温度８０℃で射出成形して引張試験片及び曲
げ試験片を成形した。

このようにして得られた射出成形試験片の破断面を走査
型電子顕微鏡により観察した。その結果、ロッドランＬ
Ｃ−５０００Ｈ或分のドメインは直径３μｍ以下の繊維
状となりポリブチレンテレフタレート中に均一に分散し
、ペレットのモルフオロジーが維持されていた。

これらの試験片の機械的性質をＡＳＴＭ　Ｄ６３８（引
張特性）及びＡＳＴＭ　０７９０（曲げ特性）により測
定した結果を表２に示す。引張強度及び曲げ弾性率とも
口ッドランＬＣ−５０００１｛成分の繊維状ドメインが
維持された結果、比較例２，３．４よりも高い数値を示
した。

比較例２ 実施例２と同様の方法でペレットを準備した。

上記ペレットを１４０℃で１２時間以上乾燥させた後、
温度２８０℃（ポリブチレンテレフタレートの融点以上
かつロッドランＬＣ−５０００１１の液晶相開始温度以
上），金型温度８０℃で射出成形して引張試験片及び曲
げ試験片を成形した。

このようにして得られた射出成形試験片の破断面を走査
型電子顕微鏡により観察した。その結果、ロッドランＬ
Ｃ−５０００８戒分のドメインはスキン層では直径３μ
ｍ以下の繊維状となっているが、コア層では直径３μｍ
前後の粒子状となりポリブチレンテレフタレート中に分
散し、ペレットのモルフオロジーは維持されていなかっ
た。

これらの試験片の機械的性質をＡＳＴＭ　Ｄ６３８（引
張特性〉及びＡＳＴＭ　０７９０（曲げ特性）により測
定した結果を表２に示す。

比較例３，４ 予め１４０℃でｌ２時間以上乾燥させたポリブチレンテ
レフタレート（東レ＠製，商品名；東レＰＢＴ樹脂１４
０１−Ｘ０６）を温度２４０℃及び２８０℃、金型温度
８０℃で射出成形して引張試験片及び曲げ試験片を成形
した。これらの試験片の機械的性質をＡＳＴＭ　Ｄ６３
８（引張特性）及びＡＳＴＭ　０７９０（曲げ特性）に
より測定した結果を表２に示す。

実施例３ 溶融加工性樹脂として予め１４０℃で１２時間以上乾燥
させたポリエチレンテレフタレート（帝人聞製、商品名
：ＰＯＬＹＥＳＴＥＲ　ＲＥＳＩＮ　ＴＲ−８５８０）
と、液晶性樹脂として予め１４０℃でｌ２時間以上乾燥
させたベクトラＡ９５０（ポリプラスチック■製）を使
用し，ポリエチレンテレフタレート８５重量部、ベクト
ラＡ９５０　１５重量部を物理的に混合し、更に得られ
た混合物を２軸スクリュー押出記にかけて２８０℃で溶
融ブレンドしペレット化し、水中にて冷却後ペレタイザ
ーを用いて直径３ｍｍのべレソトに細断した。

このようにして得られたペレットの破断面を走杏型電子
顕微鏡により観察した（倍率３５００倍）。その結果，
ベクトラＡ９５０或分のドメインは直径３μｍ以下の繊
維状となりポリエチレンテレフタレート中に均一に分散
していた。

上記ペレットを１４０℃で１２時間以上乾燥させた後，
温度２６０℃及び２７０℃（ポリエチレンテレフタレー
トの融点以上かつベクトラＡ９５０の液品相開始温度以
下）で圧縮成形して１５ｍｍ　Ｘ　１５＋ｎｍ、厚さ４
ｍｍの平板を成形した。

このようにして得られた圧縮成形品の破断面を走査型電
子顕微鏡により観察した（倍率３５００倍）。

その結果、ベクトラＡ９５０成分のドメインは直径３μ
ｍ以下の繊維状となりポリエチレンテレフタレート中に
均一に分散し，ペレットのモルフォロジーが維持されて
いた。

比較例５ 実施例３と同様の方法でペレットを準備した。

上記ペレットを１４０℃で１２時間以上乾燥させた後、
温度２８０℃及び２９０℃（ポリエチレンテレフタレー
トの融点以上かつベクトラＡ９５０の液晶相開始温度以
上）で圧縮成形して１５開Ｘ　１５ｍｍ、厚さ４Ｉｌｆ
ｆｉの平板を成形した。

このようにして得られた圧縮成形品の破断面を走査型電
子顕微鏡により観察した（倍率３５００倍）。

その結果、ベクトラＡ９５０或分のドメインは直径３μ
ｍ以上の粒子状となりポリエチレンテレフタレート中に
分散し，ペレットのモルフォロジーは維持されていなか
った。

［発明の効果］ 本発明によれば、単独では異方性溶融相を形成すること
ができない溶融加工性樹脂及び液晶相開始温度が前記溶
融加工性樹脂の溶融加工可能な最低温度より１０℃以上
高い温度を有する液晶性樹脂を含有する樹脂組或物の成
形方法において、射出成形等の成形法を用いても、樹脂
組或物のモルフォロジーを保持したままで強度発現に寄
与し、成形品がスキン・コア構造を形成せず優れた機械
的特性を示す。更に溶融混合時に液晶性樹脂の全てのド
メインを繊維状とした場合、液晶性樹脂の溶融しない温
度にて成形が行われるため，射出成形等のせん断作用の
大きい成形法を用いず、圧縮成形等のほとんど剪断を受
けない成形法を用いた場合においても、液晶性樹脂の繊
維状ドメインの維持により優れた機械的特性を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）単独では異方性溶融相を形成することができない
   溶融加工性樹脂及び液晶相開始温度が前記溶融加工性樹
   脂の溶融加工可能な最低温度より１０℃以上高い温度を
   有する液晶性樹脂を含有する樹脂組成物の成形方法にお
   いて、前記溶融加工性樹脂を溶融加工することのできる
   温度であって、かつ前記液晶性樹脂の液晶相開始温度以
   上の温度にて混合した後、冷却して得られた樹脂組成物
   を、前記溶融加工性樹脂の溶融加工しうる温度以上、か
   つ前記液晶性樹脂の液晶相開始温度以下の温度で溶融成
   形加工することを特徴とする樹脂組成物の成形方法。