CN104066559A - 树脂组合物的制造方法 - Google Patents

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fibrous packing
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Abstract

本发明提供一种树脂组合物的制造方法,其是使用挤出机的树脂组合物的制造方法,该挤出机具有料筒和在该料筒内配置的螺杆,在该料筒设置有主进料口,还可以在该主进料口的挤出方向下游侧设置有侧进料口,该树脂组合物的制造方法包括:从该主进料口向该挤出机供给树脂(A)的全部的步骤;从该主进料口向该挤出机供给重均纤维长为1mm以上的纤维状填充材料(B)的全部的步骤,或者在该挤出机设置有该侧进料口时,从该主进料口向该挤出机供给该纤维状填充材料(B)的一部分,从该侧进料口向该挤出机供给余量的步骤;将供给的该树脂(A)和该纤维状填充材料(B)进行熔融混炼的步骤;以及挤出该熔融混炼物的步骤。

Description

树脂组合物的制造方法
技术领域
本发明涉及树脂组合物的制造方法。
本申请基于在2012年1月30日于日本申请的日本特愿2012-017282号主张优先权,将其内容援引于此。
背景技术
在树脂之中,液晶聚酯的成形加工性良好,具有高耐热性、高强度且绝缘性优异,因此适宜作为电气·电子部件、光学部件的材料使用。
液晶聚酯在成形时,分子链容易沿流动方向取向,在流动方向和其垂直方向成形收缩率、机械性质容易产生各向异性。因此,为了降低该各向异性,配合纤维状、板状等各种形状的填充材料而使用。
另一方面,在向液晶聚酯配合纤维状填充材料时,为了得到期望的流动性、成形性和成形体的强度,希望控制填充材料的平均纤维长。特别是为了得到改善了基于纤维状填充材料的脱落、由此带来的树脂屑的产生等的发尘性的成形体,将成形体中的纤维状填充材料的重均纤维长缩短至400μm以下等规定范围内是重要的。
相对于此,在专利文献1中公开了将颗粒注射成形而得到成形品的方法,该颗粒是由玻璃纤维强化液晶性树脂组合物得到的颗粒,所述玻璃纤维强化液晶性树脂组合物是相对于100重量份的(A)选自形成各向异性熔融相的液晶聚酯树脂和液晶聚酯酰胺树脂中的至少一种的液晶性树脂,填充5~300重量份的(B)平均纤维直径为3~15μm的玻璃纤维,并熔融混炼而成,所述颗粒中的重均纤维长在0.02~0.55mm的范围内,且纤维长超过1mm的玻璃纤维的比率为所述玻璃纤维的0~15重量%,且纤维长为0.1mm以下的玻璃纤维的比率为所述玻璃纤维的0~50重量%。并且公开了求得注射成形时的流动长度和成形品的收缩率。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平6-240114号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是,在专利文献1中,对不重复熔融混炼而将树脂组合物中的玻璃纤维的重均纤维长在400μm以下的范围内调节(控制)为各种值的技术没有任何公开,希望开发高效地得到按照上述控制了纤维状填充材料的纤维长的树脂组合物。
本发明是鉴于上述情况而完成的,课题在于提供含有的纤维状填充材料的重均纤维长被控制在400μm以下的范围内的树脂组合物的高效率的制造方法。
用于解决课题的方法
为了解决上述课题,本发明提供一种树脂组合物的制造方法,其特征在于,是通过向挤出机供给树脂(A)和重均纤维长为1mm以上的纤维状填充材料(B)进行熔融混炼并挤出混炼物,得到树脂组合物的树脂组合物的制造方法,所述挤出机具有料筒和在所述料筒内配置的螺杆,在所述料筒设置有主进料口,还可以在所述主进料口的挤出方向下游侧设置有侧进料口,所述树脂(A)全部从主进料口供给于所述挤出机,所述纤维状填充材料(B)全部从主进料口供给于所述挤出机,或者在所述挤出机设置有侧进料口时,从主进料口向所述挤出机供给一部分,从侧进料口向所述挤出机供给余量。
在本发明的树脂组合物的制造方法中,优选所述树脂(A)占所述树脂(A)和纤维状填充材料(B)的总供给量的比率为40~80质量%。
在本发明的树脂组合物的制造方法中,优选所述树脂(A)为液晶聚酯。
在本发明的树脂组合物的制造方法中,优选所述纤维状填充材料(B)为选自玻璃纤维、玄武岩纤维、氧化铝纤维和二氧化硅氧化铝纤维中的一种以上的纤维。
即,本发明涉及以下内容。
〔1〕一种树脂组合物的制造方法,
其是使用挤出机的树脂组合物的制造方法,
所述挤出机具有料筒和在所述料筒内配置的螺杆,在所述料筒设置有主进料口,还可以在所述主进料口的挤出方向下游侧设置有侧进料口,
所述制造方法包括:
从所述主进料口向所述挤出机供给树脂(A)的全部的步骤;
从所述主进料口向所述挤出机供给重均纤维长为1mm以上的纤维状填充材料(B)的全部的步骤,或者
在所述挤出机设置有所述侧进料口时,从所述主进料口向所述挤出机供给所述纤维状填充材料(B)的一部分,从所述侧进料口向所述挤出机供给余量的步骤;
为了得到熔融混炼物而将供给的所述树脂(A)和所述纤维状填充材料(B)进行熔融混炼的步骤;以及
挤出所述熔融混炼物的步骤。
〔2〕根据〔1〕所述的树脂组合物的制造方法,其中,所述树脂(A)占所述树脂(A)和纤维状填充材料(B)的总供给量的比率为40~80质量%。
〔3〕根据〔1〕或〔2〕所述的树脂组合物的制造方法,所述树脂(A)为液晶聚酯。
〔4〕根据〔1〕~〔3〕中的任意一项所述的树脂组合物的制造方法,其中,所述纤维状填充材料(B)为选自玻璃纤维、玄武岩纤维、氧化铝纤维和二氧化硅氧化铝纤维中的一种以上的纤维。
发明效果
根据本发明,提供含有的纤维状填充材料的重均纤维长被控制在400μm以下的范围内的树脂组合物的高效率的制造方法。
附图说明
图1是例示本发明的一个实施方式的树脂组合物的制造方法中使用的挤出机的示意截面图。
具体实施方式
本发明的树脂组合物的制造方法是使用挤出机的树脂组合物的制造方法,
所述挤出机具有料筒和在所述料筒内配置的螺杆,在所述料筒设置有主进料口,还可以在所述主进料口的挤出方向下游侧设置有侧进料口,
所述树脂组合物的制造方法包括:
从所述主进料口向所述挤出机供给树脂(A)的全部的步骤;
从所述主进料口向所述挤出机供给重均纤维长为1mm以上的纤维状填充材料(B)的全部的步骤,或者
在所述挤出机设置有所述侧进料口时,从所述主进料口向所述挤出机供给所述纤维状填充材料(B)的一部分,从所述侧进料口向所述挤出机供给余量的步骤;
为了得到熔融混炼物而将供给的所述树脂(A)和所述纤维状填充材料(B)进行熔融混炼的步骤;以及
挤出所述熔融混炼物的步骤。
根据本发明,通过一次熔融混炼,能够得到纤维状填充材料(B)的重均纤维长被控制在400μm以下的范围内的树脂组合物,能够高效地得到用于得到耐发尘性优异的成形体的树脂组合物。
在此,“重均纤维长被控制在400μm以下的范围内”是指“重均纤维长在400μm以下的范围内被调节为各种值”。
作为在本发明的树脂组合物的制造方法中使用的树脂(A)的例子,可以列举液晶聚酯、聚苯硫醚、聚醚砜、聚酰胺、聚酰亚胺。
树脂(A)可以单独使用一种树脂,也可以混合使用两种以上的树脂。
优选树脂(A)为液晶聚酯。即,优选所述树脂组合物为液晶聚酯组合物。
所述液晶聚酯是在熔融状态下表现出液晶性的液晶聚酯,优选在450℃以下的温度下熔融的液晶聚酯。需要说明的是,液晶聚酯可以是液晶聚酯酰胺,也可以是液晶聚酯醚,也可以是液晶聚酯碳酸酯,还可以是液晶聚酯酰亚胺。优选液晶聚酯是仅使用芳香族化合物作为原料单体而成的全芳香族液晶聚酯。
作为液晶聚酯的典型的例子,可以列举:
(I)使选自芳香族二醇、芳香族羟胺和芳香族二胺中的至少一种的化合物与芳香族羟基羧酸和芳香族二羧酸聚合(缩聚)而成的液晶聚酯;(II)使多种芳香族羟基羧酸聚合而成的液晶聚酯;(III)使选自芳香族二醇、芳香族羟胺和芳香族二胺中的至少一种的化合物与芳香族二羧酸聚合而成的液晶聚酯;(IV)使聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚酯与芳香族羟基羧酸聚合而成的液晶聚酯。
在此,可以分别独立地代替芳香族羟基羧酸、芳香族二羧酸、芳香族二醇、芳香族羟胺和芳香族二胺的一部分或全部而使用其可聚合的衍生物。
芳香族羟基羧酸是指由芳香族化合物出发,将2个与该芳香环键合的氢原子分别用羟基和羧基取代而成的化合物。
芳香族二羧酸是指由芳香族化合物出发,将2个与该芳香环键合的氢原子分别用羧基取代而成的化合物。
芳香族二醇是由芳香族化合物出发,将2个与该芳香环键合的氢原子分别用羟基取代而成的化合物。
芳香族羟胺是指由芳香族化合物出发,将2个与该芳香环键合的氢原子分别用羟基和氨基取代而成的化合物。
芳香族二胺是指由芳香族化合物出发,将2个与该芳香环键合的氢原子分别用氨基取代而成的化合物。
作为芳香族化合物,可以列举例如苯、萘、联苯。
作为芳香族羟基羧酸和芳香族二羧酸等具有羧基的化合物的可聚合的衍生物的例子,可以列举将羧基变换为烷氧基羰基或芳氧基羰基的酯,将羧基变换为卤甲酰基的酰卤化物和将羧基变换为酰氧基羰基的酸酐。
作为芳香族羟基羧酸、芳香族二醇和芳香族羟胺等具有羟基的化合物的可聚合的衍生物的例子,可以列举将羟基酰化而变换为酰氧基的酰氧化物。
作为芳香族羟胺和芳香族二胺等具有氨基的化合物的可聚合的衍生物的例子,可以列举将氨基酰化而变换为酰氨基的酰氨化物。
优选液晶聚酯等树脂(A)具有用下述通式(1)表示的重复单元(以下称为“重复单元(1)”。);更优选具有重复单元(1)、用下述通式(2)表示的重复单元(以下称为“重复单元(2)”。)和用下述通式(3)表示的重复单元(以下称为“重复单元(3)”。)。
(1)-O-Ar1-CO-,
(2)-CO-Ar2-CO-,和
(3)-X-Ar3-Y-
(式中,Ar1为亚苯基、亚萘基或亚联苯基;Ar2和Ar3分别独立地为亚苯基、亚萘基、亚联苯基或用下述通式(4)表示的基团;X和Y分别独立地为氧原子或亚氨基;所述Ar1、Ar2和Ar3中的一个以上的氢原子也可以分别独立地用卤素原子、烷基或芳基取代。)
(4)-Ar4-Z-Ar5-
(式中,Ar4和Ar5分别独立地为亚苯基或亚萘基;Z为氧原子、硫原子、羰基、磺酰基或烷叉基。)
作为所述Ar1、Ar2和Ar3中的氢原子可以被取代为的卤素原子,可以列举氟原子、氯原子、溴原子和碘原子。
对于所述Ar1、Ar2和Ar3中的氢原子可以被取代为的烷基而言,优选其碳数为1~10,可以列举例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、正己基、正庚基、2-乙基己基、正辛基、正壬基和正癸基。对于所述Ar1、Ar2和Ar3中的氢原子可以被取代为的芳基而言,优选其碳数为6~20,可以列举例如苯基、邻甲苯基、间甲苯基、对甲苯基、1-萘基和2-萘基。
所述氢原子被这些基团取代时,其数量对于用Ar1、Ar2或Ar3表示的每个所述基团而言,分别独立地优选为2个以下,更优选为1个。
对于所述Z中的烷叉基而言,优选其碳数为1~10,可以列举例如亚甲基、乙叉基、异丙叉基、正丁叉基和2-乙基己叉基。
重复单元(1)是来源于规定的芳香族羟基羧酸的重复单元。作为重复单元(1),优选Ar1为1,4-亚苯基的重复单元(来源于对羟基苯甲酸的重复单元)和Ar1为2,6-亚萘基的重复单元(来源于6-羟基-2-萘甲酸的重复单元)。
重复单元(2)是来源于规定的芳香族二羧酸的重复单元。作为重复单元(2),优选Ar2为1,4-亚苯基的重复单元(来源于对苯二甲酸的重复单元)、Ar2为1,3-亚苯基的重复单元(来源于间苯二甲酸的重复单元)、Ar2为2,6-亚萘基的重复单元(来源于2,6-萘二羧酸的重复单元)、和Ar2为二苯基醚-4,4’-二基的重复单元(来源于二苯基醚-4,4’-二羧酸的重复单元)。
重复单元(3)是来源于规定的芳香族二醇、芳香族羟胺或芳香族二胺的重复单元。作为重复单元(3),优选Ar3为1,4-亚苯基的重复单元(来源于对苯二酚、对氨基苯酚、对苯二胺的重复单元)和Ar3为4,4’-亚联苯基的重复单元(来源于4,4’-二羟基联苯、4-氨基-4’-羟基联苯或4,4’-二氨基联苯的重复单元)。
相对于构成液晶聚酯等树脂(A)的全部重复单元的合计量(通过将构成液晶聚酯等树脂(A)的各重复单元的质量除以该各重复单元的式量,求得相当于各重复单元的物质量的量(摩尔)并将它们合计的值),重复单元(1)的含量优选为30摩尔%以上,更优选为30~80摩尔%,进一步优选为40~70摩尔%,特别优选为45~65摩尔%。
相对于构成液晶聚酯等树脂(A)的全部重复单元的合计量,重复单元(2)的含量优选为35摩尔%以下,更优选为10~35摩尔%,进一步优选为15~30摩尔%,特别优选为17.5~27.5摩尔%。
相对于构成液晶聚酯等树脂(A)的全部重复单元的合计量,重复单元(3)的含量优选为35摩尔%以下,更优选为10~35摩尔%,进一步优选为15~30摩尔%,特别优选为17.5~27.5摩尔%。
重复单元(1)的含量越多,越容易提高液晶聚酯等树脂(A)的熔融流动性、耐热性、强度、刚性,但若重复单元(1)的含量过多,则液晶聚酯的熔融温度、熔融粘度容易变高,成形中需要的温度容易变高。
重复单元(2)的含量与重复单元(3)的含量的比例用[重复单元(2)的含量]/[重复单元(3)的含量](摩尔/摩尔)表示,优选为0.9/1~1/0.9,更优选为0.95/1~1/0.95,进一步优选为0.98/1~1/0.98。
需要说明的是,液晶聚酯等树脂(A)也可以分别独立地具有两种以上的重复单元(1)~(3)。另外,液晶聚酯等树脂(A)也可以具有重复单元(1)~(3)以外的重复单元,其含量相对于构成液晶聚酯等树脂(A)的全部重复单元的合计量,优选为10摩尔%以下,更优选为5摩尔%以下。
在液晶聚酯等树脂(A)中,作为重复单元(3),优选具有X和Y分别为氧原子的重复单元,即,优选具有来源于规定的芳香族二醇的重复单元;作为重复单元(3),更优选仅具有X和Y分别为氧原子的重复单元。通过这样做,液晶聚酯等树脂(A)的熔融粘度容易降低。
优选液晶聚酯等树脂(A)通过如下方法制造,将构成该树脂的重复单元所对应的原料单体熔融聚合,使得到的聚合物(预聚物)固相聚合。由此,操作性良好地制造耐热性、强度、刚性高的高分子量的液晶聚酯等树脂(A)。熔融聚合也可以在催化剂的存在下进行,作为此情况的催化剂的例子,可以列举乙酸镁、乙酸亚锡、四丁基钛酸酯、乙酸铅、乙酸钠、乙酸钾、三氧化锑等金属化合物;4-(二甲基氨基)吡啶、1-甲基咪唑等含氮杂环式化合物,优选使用含氮杂环式化合物。
对于供给挤出机的液晶聚酯等树脂(A)而言,其流动开始温度优选为270℃以上,更优选为270℃~400℃,进一步优选为280℃~380℃。流动开始温度越高,则越容易提高耐热性、强度、刚性,但若过高则熔融温度、熔融粘度容易变高,成形中需要的温度容易变高。
需要说明的是,“流动开始温度”也称为“flow temperature”或“流动温度”,是使用毛细管流变仪在9.8MPa(100kg/cm2)的负荷下,边以4℃/分钟的速度升温边使液晶聚酯熔融,并从内径1mm且长度10mm的喷嘴挤出时表现出4800Pa·s(48000泊)的粘度的温度,是作为液晶聚酯的分子量的基准的温度(参照小出直之编辑,“液晶聚合物合成、成形、应用-”,株式会社CMC,1987年6月5日,p.95)。
使用液晶聚酯作为树脂(A)时也可以与作为液晶聚酯以外的树脂(A)混合使用,如聚丙烯、聚酰胺、液晶聚酯以外的聚酯;聚砜、聚苯硫醚、聚醚酮、聚碳酸酯、聚苯醚、聚醚酰亚胺等液晶聚酯以外的热塑性树脂;酚树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、氰酸酯树脂等热固性树脂。
液晶聚酯以外的树脂的供给量相对于液晶聚酯100质量份,优选为0~99质量份。
本发明的树脂组合物的制造方法中的纤维状填充材料(B)可以是无机填充材料,也可以是有机填充材料。
在此,本发明中的“纤维”表示像细线那样的物质,截面形状为圆形、椭圆形或者多边形,具有截面最大直径的2倍以上的长度的物质。
作为纤维状无机填充材料的例子,可以列举玻璃纤维、玄武岩纤维、二氧化硅纤维、碳纤维、氧化铝纤维、二氧化硅氧化铝纤维等陶瓷纤维。另外,还可以列举钛酸钾晶须、钛酸钡晶须、硅灰石晶须等晶须。
作为纤维状有机填充材料的例子,可以列举聚酯纤维和芳纶纤维。
作为纤维状填充材料(B),可以单独使用一种填充剂,也可以混合使用两种以上的填充剂。
纤维状填充材料(B)优选陶瓷纤维;更优选选自玻璃纤维、玄武岩纤维、氧化铝纤维和二氧化硅氧化铝纤维中的一种以上的纤维;从成形加工时对装置带来的磨耗负荷、入手性的观点出发,进一步优选玻璃纤维。
纤维状填充材料(B)也可以是进行了基于表面涂覆剂或钛偶联剂等偶联剂的表面涂覆处理或者基于各种热固性树脂或热塑性树脂的表面涂覆处理的纤维状填充材料。通过使用这样的纤维状填充材料(B),能够进一步减少从后述的成形体产生的气体,能够使成形体的化学稳定性提高,能够减少在组装电气电子设备或光学设备时,由成形体产生的气体对周边构件的污染。
另外,在纤维状填充材料(B)中,玻璃纤维也可以是用环氧类、氨基甲酸酯类、丙烯酸类等被覆剂或集束剂处理过的玻璃纤维。
纤维状填充材料(B)的重均纤维长为1mm以上,优选为1mm~10mm,更优选为1~6mm。
纤维状填充材料(B)优选在纤维长度上没有分布而整齐地切断的短切原丝。
纤维状填充材料(B)的平均纤维直径与通常的产品相同即可,优选为3~15μm。通过为3μm以上,由此提高成形体的增强效果。另外,通过为15μm以下,由此提高成形性并且使成形体表面的外观变得更加良好。
在本发明中,除树脂(A)和纤维状填充材料(B)以外,也可以向挤出机供给纤维状填充材料(B)以外的其它填充材料、添加剂等其它成分制造树脂组合物。
所述其它成分可以单独使用一种成分,也可以混合使用两种以上的成分。
作为所述其它填充材料的例子,可以列举滑石、云母、石墨、玻璃鳞片、硫酸钡、二氧化硅、氧化铝、氧化钛、玻璃珠、玻璃球、氮化硼、碳化硅和碳酸钙。
所述其它填充材料的供给量相对于液晶聚酯100质量份,优选为0~100质量份。
作为所述添加剂的例子,可以列举抗氧化剂、热稳定剂、紫外线吸收剂、防静电剂、表面活性剂、阻燃剂和着色剂。
添加剂的供给量相对于液晶聚酯100质量份,优选为0~5质量份。
在本发明的树脂组合物的制造方法中,通过向挤出机供给树脂(A)、纤维状填充材料(B)和根据需要使用的其它成分而进行熔融混炼并挤出混炼物,从而制造所述树脂组合物。另外,在本发明的树脂组合物的制造方法中,在挤出混炼物后,优选制成颗粒状的树脂组合物。
需要说明的是,在所述制造方法中,优选料筒温度为250℃以上且450℃以下,更优选为300℃以上且400℃以下。
在本发明的树脂组合物的制造方法中,所述挤出机具有料筒和在料筒内配置的1根以上的螺杆,优选在所述料筒的2处以上设置有进料(供给)口,还更优选在料筒的1处以上设置有通风部。并且,优选所述料筒设置有主进料口和在该主进料口的挤出方向下游侧的侧进料口。
另外,在所述挤出机中还可以设置有用于加热料筒内的加热器。
树脂(A)占树脂(A)和纤维状填充材料(B)的总供给量的比率优选为40~80质量%,更优选为50~70质量%。通过为下限值以上,可以提高树脂组合物的流动性,使成形变得更容易。另外,通过为上限值以下,可以提高纤维状填充材料(B)带来的增强效果,进一步提高成形体的刚性。
图1是例示本发明的一个实施方式的树脂组合物的制造方法中使用的挤出机的示意截面图。
在图1中示出的挤出机10中,设置有收纳于电机箱1a的电机1、与电机箱1a相邻设置的料筒2和插入至料筒2内并与电机1连接的螺杆3。挤出机10是在料筒2内配置有2根螺杆3的双轴挤出机。
在料筒2中设置有用于将树脂(A)等成分(以下有时统称为“原料成分”。)供给至其内部的主进料口5、在主进料口5的挤出方向下游侧(后方),用于根据需要向料筒2的内部供给所述原料成分的一部分的侧进料口7、用于排出在料筒2内产生的挥发成分(气体)的第一通风部4和第二通风部6、以及将熔融混炼得到的混炼物成形的排出模头9。
在料筒2中,在挤出方向最上游的位置(电机箱1侧的位置)设置有主进料口5;从主进料口5朝向挤出方向下游侧(挤出方向后方,即排出模头9侧),依次设置有侧进料口7、第一通风部4和第二通风部6;在料筒2的挤出方向下游侧的端部设置有具有与料筒2连通的喷嘴孔9a的排出模头9。
在主进料口5和侧进料口7设置有与料筒2的内部连接的料斗和以固定质量或固定容量供给所述原料成分的供给装置。作为供给装置的供给方式的例子,可以列举皮带式、螺杆式、振动式、台式。
第一通风部4和第二通风部6可以是向大气开放的敞开通风方式,也可以是与水封型泵、旋转泵、油扩散泵和涡轮泵等连接而保持为真空的真空通风方式。
在螺杆3设置有用于输送所述原料成分或混炼物的输送部8。另外,在螺杆3,在主进料口5和侧进料口7之间设置有用于进行所述原料成分或混炼物的塑化和捏合的第一混炼部11;在侧进料口7和第一通风部4之间,设置有用于进行所述原料成分或混炼物的塑化和捏合的第二混炼部12;除第一通风部4和第二通风部6之外,还可以设置有与后述的第三混炼部13不同的第四混炼部和第五混炼部(略去图示)。此时,为了抑制剪切发热,优选充分控制料筒温度。
这样的螺杆3是将螺杆元件组合而构成。输送部8为正螺纹(全螺纹)的螺杆元件;第一混炼部11、第二混炼部12和第三混炼部13通常是将全螺纹、反螺纹、密封环、正向捏合盘、中性捏合盘、反向捏合盘等螺杆元件组合而构成。
作为第一混炼部11、第二混炼部12和第三混炼部13,优选分别使用将捏合盘以相位角超过0度且不足90度的方式交错并重叠的构成的元件和中性捏合元件(将捏合盘以相位角90度交错并重合的构成)。
需要说明的是,在螺杆3的第三混炼部13的挤出方向下游侧还设置有混炼部时,优选在位于最下游的混炼部使用中性捏合元件,在最下游以外的混炼部使用将捏合盘以相位角超过0度且不足90度的方式交错并重叠的构成的元件和中性捏合元件。例如,在第一通风部4和第二通风部6还设置有第四混炼部和第五混炼部时,优选作为第一混炼部~第四混炼部的元件,使用将捏合盘以相位角超过0度且不足90度的方式交错并重叠的构成的元件和中性捏合元件,作为第五混炼部的元件,使用中性捏合元件。
作为构成螺杆3的其它元件,只要不失去熔融的混炼物的整体的输送性,可以使用任何的螺杆元件。
本发明中使用的挤出机并不限定于图1中示出的双轴挤出机,可以是短轴挤出机。
作为双轴挤出机的例子,可以列举同向旋转的1条螺丝的双轴挤出机至3条螺丝的双轴挤出机、异向旋转的平行轴型、斜轴型或不完全啮合型的双轴挤出机,优选相同向旋转的双轴挤出机。
在本发明中,无论是否存在挤出机的侧进料口,从主进料口向挤出机供给树脂(A)的全部。并且无论是否存在挤出机的侧进料口,从主进料口向挤出机供给纤维状填充材料(B)的全部;或者在挤出机设置有侧进料口时,从主进料口向挤出机供给纤维状填充材料(B)的一部分,从侧进料口向挤出机供给余量(即,从纤维状填充材料(B)的全部减去由主进料口的供给量的量)。按照这样,通过从主进料口向挤出机供给纤维状填充材料(B)的至少一部分,进行一次熔融混炼,具体而言,能够不将利用熔融混炼得到的树脂组合物多次供给于挤出机并混炼而得到纤维状填充材料(B)的重均纤维长被控制在400μm以下的范围内的树脂组合物。
另外,在本发明中,从主进料口向挤出机供给纤维状填充材料(B)的一部分,从侧进料口向所述挤出机供给余量的情况下,可以通过调节纤维状填充材料(B)的来自于主进料口的供给量与来自于侧进料口的供给量之比,调节纤维状填充材料(B)的重均纤维长和数均纤维长。通常通过增加来自于主进料口的供给量,能够使纤维状填充材料(B)的重均纤维长和数均纤维长变得更短。
作为纤维状填充材料(B)的来自于主进料口的供给量和来自于侧进料口的供给量之比,优选为1∶4~1∶0,更优选为1∶1~1∶0,进一步优选为1∶0。
在本发明中,可以将选自树脂(A)、纤维状填充材料(B)和根据需要使用的其它成分中的两种以上的成分预先混合,并从主进料口向挤出机供给该混合物(此时,也可以有未混合而供给的成分),也可以分别从主进料口向挤出机供给全部的成分。并且,在从侧进料口向挤出机供给纤维状填充材料(B)和其它成分时,可以将它们预先混合而从侧进料口向挤出机供给该混合物,也可以分别从侧进料口向挤出机供给这些成分。
通过将混炼物挤出而得到的所述树脂组合物中的纤维状填充材料(B)的重均纤维长优选为400μm以下,更优选为80~400μm,进一步优选为100~370μm。
另外,数均纤维长优选为80~250μm,更优选为80~230μm。
由于重均纤维长和数均纤维长为上限值以下,因此树脂组合物的流动性提高,成形变得更容易。另外,成形体表面的外观变得良好,改善了基于纤维状填充材料(B)的脱落、由此带来的树脂屑的产生等的发尘性(即耐发尘性提高)。另外,由于重均纤维长和数均纤维长为下限值以上,因此纤维状填充材料(B)带来的增强效果提高,成形体的刚性进一步提高,各向异性变小。
纤维状填充材料的“重均纤维长”和“数均纤维长”通过如下方法求得,例如,将1.0g树脂组合物采集至坩埚中,在电炉内以600℃处理4小时而使其灰化,在该残渣分散于甲醇中并在载玻片上展开的状态下拍摄显微镜照片,使用放大镜(例如光学显微镜、电子显微镜)从该照片读取400以上的纤维状填充材料的形状,算出纤维长的平均值。
所述树脂组合物适合于制造各种成形体。
树脂组合物的成形方法优选熔融成形法,作为其例子可以列举注射成形法;T型模头法、吹胀成形法等挤出成形法;压缩成形法;吹塑成形法;真空成形法;冲压成形法等,优选注射成形法。
作为所述成形体的例子,可以列举电气·电子部件、光学部件,作为其具体例可以列举:连接器、插座、继电器部件、线圈筒管、光学读头、振荡器、印刷布线板、电路基板、半导体封装件、计算机相关部件、相机镜筒、光学传感器外壳、微型相机模块外壳(封装件、镜筒)、投影仪光学引擎构成构件、IC托盘、晶片载具等半导体制造工序相关部件;VTR、电视、熨斗、空调、音响、吸尘器、冰箱、电饭煲、照明器具等家电制品部件:灯反光罩、灯座等照明器具部件;CD、Laser Disk(注册商标)、扬声器等音响制品部件;光缆用套箍、电话机部件、传真机部件、调制解调器等通信设备部件。
另外,作为除这些以外的例子可以列举:分离爪、加热器座等复印机、印刷机相关部件;叶轮、风机齿轮、齿轮、轴承、电机部件、机壳等机械部件;汽车用机构部件、发动机部件、发动机室内部件、电气部件、内部装饰部件等汽车部件;微波烹调用锅、耐热餐具等烹调用器具;地板材料、壁材等的绝热或隔音用材料、梁或柱等支承材料、屋顶材料等建筑材料或土木建筑用材料;飞机、宇航器、宇宙设备用部件;核反应堆等放射线设施构件;海洋设施构件;清洗用夹具;光学设备部件;阀门类;管材类;喷嘴类;过滤器类;膜;医疗用设备部件和医疗用材料;传感器类部件;卫生设备;体育用品;休闲用品。
通过树脂组合物中的纤维状填充材料(B)的重均纤维长为400μm以下,由此使用所述树脂组合物得到的成形体不仅成形性优异、表面的外观良好,而且是耐发尘性优异的成形体。
实施例
下面通过实施例对本发明进行进一步详细说明。但是,本发明并不受以下示出的实施例的任何限定。需要说明的是,利用以下的方法测定液晶聚酯的流动开始温度以及液晶聚酯组合物中的纤维状填充材料的重均纤维长和数均纤维长。
(供给于挤出机的液晶聚酯的流动开始温度的测定)
使用流动性测试仪(岛津制作所公司制造,CFT-500型),将约2g的液晶聚酯填充到安装有具有内径1mm且长度10mm的喷嘴的模头的料筒中,在9.8MPa(100kg/cm2)的负荷下,边以4℃/分钟的速度升温边使液晶聚酯熔融并从喷嘴挤出,测定表现出4800Pa·s(48000泊)的粘度的温度。
(液晶聚酯组合物中的纤维状填充材料的重均纤维长和数均纤维长的测定)
将1.0g树脂组合物采集至坩埚中,在电炉内以600℃处理4小时而使其灰化,在该残渣分散于甲醇中并在载玻片上展开的状态下拍摄显微镜照片,从该照片直接读取纤维状填充材料(玻璃纤维)的形状,算出纤维长的平均值。需要说明的是,在算出平均值时基数为400以上。通过纤维状填充材料的比重对各重量算出相对于各纤维长的重量,在算出平均值时使用所用试样的总重量。
<液晶聚酯的制造>
[制造例1]
在具备搅拌装置、扭矩仪、氮气导入管、温度计和回流冷凝器的反应器中投入对羟基苯甲酸994.5g(7.2摩尔)、4,4’-二羟基联苯446.9g(2.4摩尔)、对苯二甲酸299.0g(1.8摩尔)、间苯二甲酸99.7g(0.6摩尔)、乙酸酐1347.6g(13.2摩尔)和1-甲基咪唑0.194g。接着,在将反应器内用氮气充分置换后,边在氮气气流下搅拌边用15分钟将反应器内从室温升温至145℃,保持该温度(145℃)回流1小时。
接着,加入1-甲基咪唑0.194g,边将蒸馏出的副产物的乙酸和未反应的乙酸酐蒸馏去除,边用3小时从145℃升温至320℃,在320℃保持2小时。随后,将从反应器取出内容物并冷却至室温得到的固形物用粉碎机粉碎,得到粉末状的预聚物。该预聚物的流动开始温度为261℃。
接着,将该预聚物在氮气气氛下,用1小时从室温升温至250℃,用5小时从250℃升温至285℃,在285℃保持3小时,由此使其固相聚合后冷却得到粉末状的液晶聚酯。该液晶聚酯的流动开始温度为327℃。将这样得到的液晶聚酯作为LCP1。
<液晶聚酯组合物的制造>
[实施例1~5、比较例1]
将制造例1中得到的LCP1和玻璃纤维(日东纺织公司制造“CS-3J-260S”,重均纤维长3mm)各自分别以表1中示出的供给量(质量份)供给于双轴挤出机(东芝机械公司制造“TEM-41SS”)。此时,LCP1全部(全量)从主进料口供给,玻璃纤维以表1中示出的量(质量份)从主进料口和/或侧进料口供给。并且,使料筒温度为340℃进行熔融混炼,将混炼物挤出为绳股状并切断该绳股,由此得到液晶聚酯组合物的颗粒。使用的双轴挤出机是图1中示出的构成的双轴挤出机。并且,算出得到的颗粒中的玻璃纤维的重均纤维长和数均纤维长。将结果示于表2中。
[表1]
[表2]
重均纤维长(μm) 数均纤维长(μm)
实施例1 330 204
实施例2 311 174
实施例3 150 110
实施例4 158 113
实施例5 160 115
比较例1 408 296
由上述结果可以明确,实施例1~5通过满足本发明的必要条件,能够得到在一次熔融混炼下,玻璃纤维的重均纤维长被控制为400μm以下,数均纤维长被控制为250μm以下的范围内的液晶聚酯组合物。特别是由实施例1~3可以明确,可以通过调节玻璃纤维的来自于主进料口的供给量与来自于侧进料口的供给量之比,调节重均纤维长和数均纤维长,可以通过增加来自于主进料口的供给量,使重均纤维长和数均纤维长变得更短。
相对于此,比较例1不能够得到在一次熔融混炼下,玻璃纤维的重均纤维长短至400μm以下,数均纤维长短至250μm以下的液晶聚酯组合物。
产业上的可利用性
本发明可以用于制造以电气·电子部件、光学部件等为代表的要求耐发尘性的各种成形体,因此在产业上极为有用。
附图标记说明
1···电机、1a···电机箱、2···料筒、3···螺杆、4···第一通风部、5···主进料口、6···第二通风部、7···侧进料口、8···输送部、9···排出模头、9a···喷嘴孔、10···挤出机、11···第一混炼部、12···第二混炼部、13···第三混炼部

Claims (4)

1.一种树脂组合物的制造方法,
其是使用挤出机的树脂组合物的制造方法,
所述挤出机具有料筒和在所述料筒内配置的螺杆,在所述料筒设置有主进料口,还可以在所述主进料口的挤出方向下游侧设置有侧进料口,
所述制造方法包括:
从所述主进料口向所述挤出机供给树脂(A)的全部的步骤;
从所述主进料口向所述挤出机供给重均纤维长为1mm以上的纤维状填充材料(B)的全部的步骤,或者
在所述挤出机设置有所述侧进料口时,从所述主进料口向所述挤出机供给所述纤维状填充材料(B)的一部分,从所述侧进料口向所述挤出机供给余量的步骤;
为了得到熔融混炼物而将供给的所述树脂(A)和所述纤维状填充材料(B)进行熔融混炼的步骤;以及
挤出所述熔融混炼物的步骤。
2.根据权利要求1所述的树脂组合物的制造方法,其中,
所述树脂(A)占所述树脂(A)和纤维状填充材料(B)的总供给量的比率为40~80质量%。
3.根据权利要求1所述的树脂组合物的制造方法,其中,
所述树脂(A)为液晶聚酯。
4.根据权利要求1所述的树脂组合物的制造方法,其中,
所述纤维状填充材料(B)为选自玻璃纤维、玄武岩纤维、氧化铝纤维和二氧化硅氧化铝纤维中的一种以上的纤维。
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