JP2003192924A

JP2003192924A - 射出成形体

Info

Publication number: JP2003192924A
Application number: JP2002333813A
Authority: JP
Inventors: Harufumi Murakami; 治史村上; Kazuhito Kobayashi; 和仁小林; Ayako Uda; 亜矢子右田
Original assignee: Polyplastics Co Ltd
Current assignee: Polyplastics Co Ltd
Priority date: 2002-11-18
Filing date: 2002-11-18
Publication date: 2003-07-09

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】異方性溶融相を形成しない熱可塑性樹脂
（Ａ）と異方性溶融相を形成し得る液晶性ポリマー
（Ｂ）との熱可塑性樹脂組成物からなる機械的強度に優
れた薄肉成形品となり得る射出成形体を提供する。【解決手段】熱可塑性樹脂（Ａ）９９〜５０重量％と
液晶性ポリマー（Ｂ）１〜５０重量％からなる組成物
で、加工温度条件下での（Ａ）のメルトフロー値が０．
１５〜１００、（Ｂ）の流動開始温度が８０〜２１０
℃、かつ、前記液晶性ポリマー（Ｂ）の加工温度でせん
断速度１２００ｓｅｃ−１のときの粘度比（Ａη／Ｂ
η）が０．１以上であり、（Ｂ）が平均アスペクト比６
以上の繊維状で（Ａ）のマトリックス相に分散した射出
成形体であり、前記射出成形体を無負荷で（Ｂ）の融点
以上で加熱処理後、冷却させたときに、（Ｂ）の重量平
均粒径が１０〜４０μｍ、かつその８０重量％以上が粒
径０．５〜６０μｍにあるように、熱可塑性樹脂（Ａ）
のマトリックス相に島状にミクロ分散していることを特
徴とする射出成形体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は異方性溶融相を形成
しない熱可塑性樹脂（Ａ）と異方性溶融相を形成し得る
液晶性ポリマー（Ｂ）との熱可塑性樹脂組成物からなる
射出成形体に関する。

【０００２】

【従来の技術・発明が解決しようとする課題】異方性溶
融相を形成し得る液晶性ポリマーは、高強度、高剛性、
高耐熱性、易成形性といった数多くの特性を有する熱可
塑性樹脂であるが、分子鎖配向方向と垂直方向では成形
収縮率や機械的物性が異なり、更に高価格といった、商
業上の不利もある。一方、ポリオレフィン系（共）重合
体、スチレン系（共）重合体、ポリアミド系（共）重合
体、ポリアクリレート、ポリアセタール（共）重合体を
１種または２種以上用いた熱可塑性樹脂は比較的安価で
摺動性あるいは衝撃特性に優れているが、耐熱性や剛性
等の物性が劣るという不利がある。特に薄肉のハウジン
グに使用するには、製造時の溶融樹脂の流動性や成形品
の剛性が不足するため、どうしても設計上肉厚にせざる
を得ないので、昨今の電気、電子、通信機器分野での小
型軽量化に対応するには限界があった。そこで、液晶性
ポリマーと前記熱可塑性樹脂の利点を活かし、両者の持
つ欠点を補うためにこれらを混合して使用する試みが行
われている。特開平５−７０７００号公報や特開平５−
１１２７０９号公報に記載されているように、まず液晶
性ポリマーと前記熱可塑性樹脂が共に溶融する温度に於
いて延伸しながら押し出すことによって、予め液晶性ポ
リマーがアスペクト比（長さ／太さ）の大きな繊維状で
存在するように成形用素材を調製し、成形品を成形する
際には、その成形用素材を液晶性ポリマーが溶融しない
で前記熱可塑性樹脂のみが溶融する温度で成形すること
によって補強効果を持つ繊維状液晶性ポリマーを含有す
る成形体を作製する方法が考えられた。しかし、これら
の方法に於いては、予め延伸しながら押し出し、更にロ
ーラー等により溶融押出物を伸張させて液晶性ポリマー
を繊維状に配向した状態の組成物にしておき、次いで射
出成形等により成形体を得るときは液晶性ポリマーの融
点以下の成形温度で成形する。あるいは初めから成形体
を作製する場合には、型に樹脂組成物を充填する際にか
なり大きな剪断力をかけ、液晶性ポリマーを配向させな
ければならない。従って前者の場合には、流動性が悪く
なったり、成形条件が狭くなり、また剛性も十分に満足
できるものではない。後者の場合には、成形品形状にか
なり影響されると共に、場所により充分に配向しないた
め強度不足となる。また、前記熱可塑性樹脂とブレンド
する液晶性ポリマーの融点が高すぎ、加工時に熱可塑性
樹脂が分解を起こす場合があり、本来有している熱可塑
性樹脂の利点が活かされていなかった。

【０００３】

【課題を解決するための手段】本発明者等は上記問題点
に鑑み、薄肉成形材料として優れた特性を有する素材を
鋭意探索、検討を行ったところ、熱可塑性樹脂（Ａ）と
液晶性ポリマー（Ｂ）をその射出成形の際に溶融粘度条
件を特定すること、及び熱可塑性樹脂の融点を考慮し比
較的低流動開始温度をもつ液晶性ポリマーを使用するこ
とにより容易に液晶性ポリマーが繊維化し、従来にない
極めて高い補強効果を発現すること、従って得られる成
形品の性状が特異であり、特に機械的強度に優れた薄肉
成形品となり得ることを見い出し、本発明を完成するに
至った。

【０００４】すなわち本発明によれば、ポリオレフィン
系（共）重合体、スチレン系（共）重合体、ポリアミド
系（共）重合体、ポリアクリレート、ポリアセタール
（共）重合体を一種または二種以上用いた熱可塑性樹脂
（Ａ）９９〜５０重量％と液晶性ポリマー（Ｂ）１〜５
０重量％（両者の合計１００重量％）からなる熱可塑性
樹脂組成物の加工温度条件下で前記熱可塑樹脂（Ａ）の
メルトフロー値が０．１５〜１００であり、前記液晶性
ポリマー（Ｂ）の流動開始温度が８０〜２１０℃で、か
つ、前記液晶性ポリマー（Ｂ）の流動開始温度以上の加
工温度でせん断速度１２００ｓｅｃ^-1のときの熱可塑性
樹脂（Ａ）と液晶性ポリマー（Ｂ）の粘度比（Ａη／Ｂ
η）が０．１以上である熱可塑性樹脂組成物からなり、
液晶性ポリマーが平均アスペクト比６以上の繊維状で熱
可塑性樹脂（Ａ）のマトリックス相に分散した射出成形
体であり、かつ前記射出成形体を無負荷で前記液晶性ポ
リマー（Ｂ）の融点以上の温度条件下の加熱処理を経て
冷却させたときに、液晶性ポリマー（Ｂ）が、重量平均
粒径１０〜４０μｍの範囲にあり、かつその８０重量％
以上が粒径０．５〜６０μｍの範囲にあるように、熱可
塑性樹脂（Ａ）のマトリックス相に島状にミクロ分散し
ている射出成形体を提供する。また、熱可塑性樹脂
（Ａ）の融点若しくは軟化点が２１０℃以下である前記
発明の射出成形体を提供する。熱可塑性樹脂（Ａ）がポ
リアセタール樹脂である前記発明の射出成形体を提供す
る。熱可塑性樹脂（Ａ）がポリオレフィン系（共）重合
体である前記発明の射出成形体を提供する。熱可塑性樹
脂（Ａ）がスチレン系（共）重合体である前記発明の射
出成形体を提供する。また、前記発明において熱可塑性
樹脂（Ａ）がポリアミド系（共）重合体である射出成形
体を提供する。本発明は、前記発明において液晶性ポリ
マー（Ｂ）が、芳香族ヒドロキシカルボン酸／脂肪族ジ
オール／芳香族ジカルボン酸の構成単位からなる射出成
形体を提供する。液晶性ポリマー（Ｂ）が、芳香族ヒド
ロキシカルボン酸／エチレングリコール／テレフタル酸
の構成単位からなり、芳香族ヒドロキシカルボン酸の含
有量が、３０〜７０モル％である前記発明の射出成形体
を提供する。前記発明において芳香族ヒドロキシカルボ
ン酸が、ｐ−ヒドロキシ安息香酸である射出成形体を提
供する。芳香族ヒドロキシカルボン酸が、ｐ−ヒドロキ
シ安息香酸と６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸からなる
前記発明の射出成形体を提供する。

【０００５】本発明が適用される熱可塑性樹脂（Ａ）と
しては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ４
−メチル−１−ペンテン等のポリオレフィン系（共）重
合体、ＡＢＳ樹脂、ＡＥＳ、ＡＳ、ＰＳ等のスチレン系
（共）重合体、ポリアミド系（共）重合体、ポリアクリ
レート、ポリアセタール（共）重合体およびこれらの樹
脂を主体とする樹脂等が挙げられ、一種又は二種以上を
混合して用いてもよい。これら熱可塑性樹脂が好ましい
理由としては、例えばポリオレフィン系（共）重合体で
は非常に安価な割に物性的にバランスがとれており、ま
た、スチレン系（共）重合体では成形収縮率が小さく、
また、ポリアミド系（共）重合体では比較的耐熱性がよ
く、またポリアセタール系（共）重合体では摺動特性が
よい等の点が挙げられ、通常このような（共）重合体
は、融点若しくは軟化点が２１０℃以下である。更にこ
れら熱可塑性樹脂（Ａ）を詳しく説明する。

【０００６】本発明におけるポリアセタール樹脂とは、
オキシメチレン単位−（ＯＣＨ₂）−を主たる構成単位
とする高分子化合物で、ポリオキシメチレンホモポリマ
ー、又はオキシメチレン基を主たる繰り返し単位とし、
これ以外に他の構成単位、例えばエチレンオキサイド、
１，３−ジオキソラン、１，４−ブタンジオール、ホル
マール等のコモノマー単位を少量含有するコポリマー、
ターポリマー、ブロックポリマーのいずれでもよく、ま
た、分子が線状のみならず分岐、架橋構造を有するもの
であってもよい。また、他の有機基を導入した公知の変
性ポリオキシメチレンであってもよい。また、その重合
度に関しても特に制限はなく、成形加工性を有するも
の、例えば１９０℃、２１６０ｇ加重下でのメルトフロ
ー（ＭＦＲ）値が０．１５〜１００ｇ／１０分、好まし
くは０．５〜５０ｇ／１０分であればよい。

【０００７】本発明におけるポリオレフィン系（共）重
合体としては、エチレン、プロピレン、ブテン、ヘキセ
ン、オクテン、ノネン、デセン、ドデセン等のα−オレ
フィンの単独重合体、またはこれらの二種以上からなる
ランダム、ブロック、またはグラフト共重合体、または
これらに１，４−ヘキサジエン、ジシクロペンタジエ
ン、５−エチリデン−２−ノルボルネン、２，５−ノル
ボナジエン等の非共役ジエン、ブタジエン、イソプレ
ン、ピペリレン等の共役ジエン成分、アクリル酸、メタ
クリル酸等のα，β−不飽和酸またはそのエステル等の
誘導体、アクリロニトリル、スチレン、α−メチルスチ
レン等の芳香族ビニル化合物、または酢酸ビニル等のビ
ニルエステル、ビニルメチルエーテル等のビニルエーテ
ルやこれらのビニル系化合物の誘導体等のコモノマー成
分の内一種以上を含んでなるランダム、ブロック、また
はグラフト共重合体等が挙げられ、その重合度、側鎖や
分岐の有無や程度、共重合組成比等の如何を問わない。

【０００８】本発明におけるスチレン系（共）重合体と
しては、スチレンを主体とし、ラジカル重合反応、ある
いはイオン重合反応により得られるものであり、工業的
には塊状重合、溶液重合、懸濁重合、乳化重合等により
得られるものがいずれも使用できる。また、その性質を
大幅に損なわない範囲で、スチレンを主体とし、その他
のビニル化合物、ジエン系化合物等の反応性モノマーを
共重合するか、ゴム成分を導入したものであってもよ
い。特にポリスチレン、ポリα−メチルスチレンあるい
はこれらを主体とし、アクリル酸、メタクリル酸、また
はそれらのエステル、アクリロニトリル、ブタジエン、
塩化エチレン等との共重合体も好ましく用いられ、その
重合度、側鎖や分岐の有無や程度、共重合組成比等の如
何を問わない。具体的には、ＰＳ、ＨＩＰＳ、ＡＳ、Ａ
ＥＳ、ＡＢＳ、ＭＢＳ等が挙げられる。

【０００９】本発明におけるポリアミド系（共）重合体
としては、ω−アミノ酸またはω−ラクタムから得れる
ポリアミド、またはジアミンやｍ−キシレンジアミンと
アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジオン酸、シクロヘ
キサンジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸等の
ジカルボン酸から得られる単独または共重合体、更に
は、混合重合体等である。好ましいポリアミドとして
は、ナイロン６、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロ
ン４６、ナイロン６６等のホモポリアミド、およびアジ
ピン酸／テレフタル酸／ヘキサメチレンジアミン、アジ
ピン酸／１，４−シクロヘキサンジカルボン酸／ヘキサ
メチレンジアミン、アジピン酸／１，３−シクロヘキサ
ンジカルボン酸／ヘキサメチレンジアミン、テレフタル
酸／イソフタル酸／ヘキサメチレンジアミン／パラアミ
ノシクロヘキシルメタン等の共重合ポリアミドが挙げら
れる。

【００１０】なお、熱可塑性樹脂に対し、核剤、カーボ
ンブラック等の顔料、酸化防止剤、安定剤、可塑剤、滑
剤、離型剤および難燃剤等の添加剤を添加して、所望の
特性を付与した熱可塑性樹脂も本発明の熱可塑性樹脂の
範囲に含まれる。

【００１１】本発明における液晶性ポリマー（Ｂ）とし
ては、流動開始温度が８０〜２１０℃である光学異方性
溶融相を形成し得る性質を有する溶融加工性ポリマーを
指す。異方性溶融相の性質は、直交偏光子を利用した慣
用の偏光検査法により確認することが出来る。より具体
的には、異方性溶融相の確認は、Ｌｅｉｔｚ偏光顕微鏡
を使用し、Ｌｅｉｔｚホットステージに載せた溶融試料
を窒素雰囲気下で４０倍の倍率で観察することにより実
施できる。本発明に適用できる液晶性ポリマーは直交偏
光子の間で検査したときに、たとえ溶融静止状態であっ
ても偏光は通常透過し、光学的に異方性を示す。

【００１２】前記のような液晶性ポリマー（Ｂ）として
は、芳香族ポリエステルまたは芳香族ポリエステルアミ
ド、芳香族ポリエステルまたは芳香族ポリエステルアミ
ドを同一分子鎖中に部分的に含むポリエステルが挙げら
れる。

【００１３】本発明に適用できる液晶性ポリマー（Ｂ）
としての芳香族ポリエステルまたは芳香族ポリエステル
アミドとしては、芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族
アミノカルボン酸、芳香族ヒドロキシアミン、芳香族ジ
アミンの群から選ばれた少なくとも１種以上の化合物を
構成成分として有する芳香族ポリエステル、芳香族ポリ
エステルアミドである。より具体的には、（１）主とし
て芳香族ヒドロキシカルボン酸、およびその誘導体の１
種または２種以上からなるポリエステル；（２）主とし
て(a)芳香族ヒドロキシカルボン酸およびその誘導体の
１種または２種以上と、(b)芳香族ジカルボン酸、脂環
族ジカルボン酸およびその誘導体の１種または２種以上
と、(c)芳香族ジオール、脂環族ジオール、脂肪族ジオ
ールおよびその誘導体の少なくとも１種または２種以
上、とからなるポリエステル；（３）主として(a)芳香
族ヒドロキシカルボン酸およびその誘導体の１種または
２種以上と、(b)芳香族ヒドロキシアミン、芳香族ジア
ミンおよびその誘導体の１種または２種以上と、(c)芳
香族ジカルボン酸、脂環族ジカルボン酸およびその誘導
体の１種または２種以上、とからなるポリエステルアミ
ド；（４）主として(a)芳香族ヒドロキシカルボン酸、
芳香族アミノカルボン酸およびその誘導体の１種または
２種以上と、(b)芳香族ヒドロキシアミン、芳香族ジア
ミンおよびその誘導体の１種または２種以上と、(c)芳
香族ジカルボン酸、脂環族ジカルボン酸およびその誘導
体の１種または２種以上と、(d)芳香族ジオール、脂環
族ジオール、脂肪族ジオールおよびその誘導体の少なく
とも１種または２種以上、とからなるポリエステルアミ
ド等が挙げられる。さらに上記の構成成分に必要に応じ
分子量調整剤を併用してもよい。これらは６０℃でペン
タフルオロフェノールに濃度０．１重量％で溶解したと
きに、０．５以上好ましくは２．０〜１０．０ｄｌ／ｇ
の対数粘度（Ｉ．Ｖ．）を有するものが使用され、オリ
ゴマー領域を含んでいてもよい。

【００１４】本発明に適用できる前記液晶性ポリマー
（Ｂ）を構成する具体的化合物の例としては、ｐ−ヒド
ロキシ安息香酸、６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸等の
芳香族ヒドロキシカルボン酸、アミノ安息香酸等の芳香
族アミノカルボン酸、２，６−ジヒドロキシナフタレ
ン、１，４−ジヒドロキシナフタレン、４，４’−ジヒ
ドロキシビフェニル、ハイドロキノン、レゾルシン、下
記一般式［１］および下記一般式［２］で表される化合
物等の芳香族ジオール；エチレングリコール、１，４−
ブタンジオール等に代表される脂肪族グリコール；テレ
フタル酸、イソフタル酸、４，４’−ジフェニルジカル
ボン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸および下記一
般式［３］で表される化合物等の芳香族ジカルボン酸；
ｐ−アミノフェノール，ｐ−フェニレンジアミン等の芳
香族アミン類が挙げられる。

【００１５】

【化１】

【００１６】本発明が適用される特に好ましい液晶性ポ
リマー（Ｂ）としては、流動開始温度８０〜２１０℃の
点から芳香族ヒドロキシカルボン酸およびエチレングリ
コール、テレフタル酸を構成単位とする芳香族ポリエス
テルである。この場合、芳香族ヒドロキシカルボン酸の
含有量は、３０〜７０モル％、好ましくは３５〜５５モ
ル％、特に好ましくは４０〜４５モル％である。さら
に、芳香族ヒドロキシカルボン酸がｐ−ヒドロキシ安息
香酸、若しくはｐ−ヒドロキシ安息香酸と６−ヒドロキ
シ−２−ナフトエ酸の混合構成であることが好ましい。
また、特に後者の場合、ｐ−ヒドロキシ安息香酸と６−
ヒドロキシ−２−ナフトエ酸の比率が５０：５０〜７
０：３０が好ましく、特にその比率が５５：４５〜６
５：３５が好ましい。本発明の液晶性ポリマー（Ｂ）
は、前記組成のいずれかによって得られる物質の重合度
がオリゴマー領域を含んでいてもよい。

【００１７】本発明の射出成形体を構成する熱可塑性樹
脂組成物は、前記熱可塑性樹脂（Ａ）と前記液晶性ポリ
マー（Ｂ）からなるものである。熱可塑性樹脂（Ａ）と
液晶性ポリマー（Ｂ）の組成割合としては、前者が９９
〜５０重量％、好ましくは９５〜６０重量％、後者が１
〜５０重量％、好ましくは５〜４０重量％（両者の合計
は１００重量％）である。液晶性ポリマー（Ｂ）の組成
割合が１〜５０重量％の範囲にあれば、マトリックス相
が反転することが無く、また液晶性ポリマー（Ｂ）によ
る熱可塑性樹脂（Ａ）の補強が可能となる。またその組
成物を無負荷で液晶性ポリマーの融点以上の温度条件下
で加熱処理させて常温まで冷却させ、得られる組成物を
観察したときに、前記液晶性ポリマー（Ｂ）が熱可塑性
樹脂（Ａ）のマトリックス相に島状にミクロ分散してい
ることが必要である。そしてその液晶性ポリマー（Ｂ）
の分散状態が、重量平均粒径１０〜４０μｍの範囲、特
に好ましくは１５〜３０μｍの範囲にあり、液晶性ポリ
マー（Ｂ）の８０重量％以上が０．５〜６０μｍの範
囲、好ましくは５〜５０μｍの範囲にあるものである。
前記加熱処理は液晶性ポリマー（Ｂ）が球形以外の形状
で分散していても観察しやすい球形にさせるための手段
であり、加熱処理温度としては液晶性ポリマー（Ｂ）の
融点以上であればよいが、液晶性ポリマーの溶融および
球状化を完全にするため、好ましくは融点よりも１０℃
以上高い温度で、かつ２０秒以上放置すること、特に３
０秒〜３分放置することが好ましい。球形以外の形状の
分散物が残っている場合は、加熱処理時間を延ばしても
よいが、加熱処理時間が長くなると熱可塑性樹脂（Ａ）
と液晶性ポリマー（Ｂ）との組み合わせによっては溶融
した球状の液晶性ポリマー（Ｂ）が凝集してそのミクロ
分散状態が変化する虞があるので、前記加熱処理時間を
延長しないで球形に換算した粒径を用いることが好まし
い。

【００１８】前記の様な加熱処理を経て冷却したとき
に、液晶性ポリマー（Ｂ）が熱可塑性樹脂（Ａ）のマト
リックス相に島状にミクロ分散した熱可塑性樹脂組成物
を製造するには、両者を前記組成割合で配合し、混練す
ればよい。通常、押出機で混練し、ペレット状に押し出
し、次の射出成形に用いるが、この様な押出機による混
練に限定されるものではない。前記混練方法としては、
通常の熱可塑性樹脂の混練押出に使用される一軸、二軸
押出機が使用されるが、前記した分散状態の熱可塑性樹
脂組成物を得るには、（１）液晶性ポリマー（Ｂ）の流
動開始温度以上の加工温度、せん断速度１２００ｓｅｃ
^-1で測定した時の熱可塑性樹脂（Ａ）と液晶性ポリマー
（Ｂ）との溶融粘度比（Ａη／Ｂη）を、０．１以上、
好ましくは０．１以上６以下にする方法、（２）混練押
出を繰り返す方法、（３）配合する液晶性ポリマー
（Ｂ）を予めの細粉粒化しておく方法等があり、適宜選
択したり、２種類の方法を併用したりすることができ
る。これらの中では、容易に前記のようなミクロ分散状
熱可塑性樹脂組成物を得られる観点から、溶融粘度比
（Ａη／Ｂη）を０．１以上にする。溶融粘度が０．１
以下では、マトリックス（熱可塑性樹脂）相の粘度が低
すぎ、液晶性ポリマー（Ｂ）に十分なせん断応力、伸張
応力がかからず、液晶性ポリマーが繊維化しにくい。粘
度比が６を越えた場合、液晶性ポリマー（Ｂ）は繊維化
するが、熱可塑性樹脂（Ａ）の粘度が高くなるため、繊
維化した液晶性ポリマーの繊維径が太くなり補強作用の
効率が悪くなったり、成形時に流動性が劣る等の問題が
発生する場合があり好ましくない。なお、液晶性ポリマ
ー（Ｂ）の流動開始温度とは、液晶性ポリマー（Ｂ）を
加熱昇温させていった際に、外力によって流動性を示す
温度で後記の方法により測定される。

【００１９】前記の様な熱可塑性樹脂組成物を製造する
には、両者を前記組成割合で配合し、混練すればよい。
通常、押出機で混練し、ペレット状に押し出しし、射出
成形等に用いるが、このような押出機による混練に限定
されるものではない。

【００２０】本発明にかかる前記熱可塑性樹脂組成物と
しては、加熱処理を経て冷却したときに、前記のような
程度に液晶性ポリマー（Ｂ）がミクロ分散されているこ
とが必要であり、前記特開平５−１１２７０９号公報や
特開平５−７０７００号公報に開示されているように組
成物の中で液晶性ポリマー（Ｂ）が繊維化されていても
差し支えはないが、そのような繊維化は必要ではない。
従って、前記公報にあるような、押出機の後の溶融時に
施されるロール伸張による配向繊維化は不要である。本
発明においては、液晶性ポリマー（Ｂ）が前記分散状態
にある熱可塑性樹脂組成物を後記条件で射出成形するこ
とにより、ミクロ分散されている各液晶性ポリマー
（Ｂ）の粒子が容易にアスペクト比が大きい状態で繊維
化するため、射出成形体の内部に均一に繊維が形成さ
れ、同一液晶性ポリマー（Ｂ）の組成割合で公知方法に
より得られる成形体と比べて、容易に高強度、高剛性を
発現することとなる。

【００２１】次に射出成形方法について説明する。前記
のような液晶性ポリマー（Ｂ）が熱可塑性樹脂（Ａ）の
マトリックス相にミクロ分散された熱可塑性樹脂組成物
を用いて、以下に説明する射出成形条件を採用すること
が、本発明にかかる射出成形方法の特徴である。射出成
形条件の第一は、射出時の熱可塑性樹脂組成物の温度
（加工温度）を液晶性ポリマー（Ｂ）の流動開始温度以
上、好ましくは流動開始温度より１０℃高い温度以上と
することである。この温度条件により、射出成形時に、
流動状態にある熱可塑性樹脂組成物が射出成形機の金型
キャビティに通じるゲートを通過する際、島状にミクロ
分散している液晶性ポリマー（Ｂ）が熱可塑性樹脂
（Ａ）のマトリックス相中で延伸され、十分繊維化され
る。すなわち、この繊維化により、前記分散状態が十分
機能を発揮し、高剛性、高強度を有する射出成形体が得
られるのである。島状に分散している液晶性ポリマー
（Ｂ）がミクロ分散していない場合、繊維化される液晶
性ポリマー（Ｂ）の数が少なくなり、高剛性、高強度を
有する射出成形体が得られないことがあり、液晶性ポリ
マー（Ｂ）が島状にミクロ分散していることは重要な要
件である。前記樹脂温度の上限は、省エネルギーおよび
熱可塑性樹脂組成物の熱分解を防ぐ観点から、好ましく
は液晶性ポリマー（Ｂ）の熱分解温度以下、特に好まし
くは液晶性ポリマー（Ｂ）の融点プラス５０℃以下に抑
える。本発明での加工温度とは、成形機等の樹脂加工機
の設定温度である。但し、設定温度が液晶開始温度以下
であっても、樹脂温度が液晶開始温度以上であれば本発
明に含まれる。

【００２２】射出成形条件の第二は、前記ゲートを通過
する溶融熱可塑性樹脂組成物の速度である。このゲート
の通過速度が５００ｍ／分以上、好ましくは１，０００
ｍ／分以上、さらに好ましくは３，０００ｍ／分以上で
ある。この条件を満たして射出成形することにより、前
記温度条件と相俟って、前記通過時の延伸による液晶性
ポリマー（Ｂ）の繊維化が十分達成されることとなる。
ゲートの通過速度は大きいほど好ましいが、上限として
通常の成形機の性能等から１００，０００ｍ／分以下で
あることが好ましく、高速射出成形機を用いれば、１０
０，０００ｍ／分以上でも可能である。

【００２３】なお、前記射出成形に用いる金型として
は、ゲートの断面積Ｓ_Gに対するランナーの断面積Ｓ_Rの
比Ｓ_R／Ｓ_Gが３〜１５０の範囲、特に６〜１２０の範囲
にあることが液晶性ポリマー（Ｂ）の繊維化を促進し、
マトリックス相中に生じる繊維のアスペクト比を上げる
ことができるので、特に好ましい。なお、ゲートおよび
ランナーの断面積とは、ゲートの種類により図１に示す
ようにそれぞれ定義される。図にない形状のゲートも同
様に定義できる。図１（ａ）のサイドゲートおよびフィ
ルムゲート、図１（ｂ）のオーバーラップゲートの場合
は、断面積Ｓ_X＞Ｓ_YのときはＳ_G＝Ｓ_Yであり、Ｓ_X＜Ｓ_Y
のときはＳ_G＝Ｓ_Xであり、Ｓ_X＝Ｓ_YのときはＳ_G＝Ｓ_X＝
Ｓ_Yである。図１（ｃ）のピンゲートの場合は、断面積
Ｓ_X＞Ｓ _YのときはＳ_R＝Ｓ_Xであり、Ｓ_X＜Ｓ_YのときはＳ
_R＝Ｓ_Yであり、Ｓ_X＝Ｓ_YのときはＳ_R＝Ｓ_X＝Ｓ_Yであ
る。図１（ｄ）のダイレクトゲートの場合は、円錐型ラ
ンナーの円錐底面の面積をＳ_Rと、また円錐底面の真下
に形成される仮想の円柱外周面の面積をＳ_Gとする。さ
らに図１（ｅ）のディスクゲートの場合は、図の円錐底
面の面積をＳ_Rと、またダイレクトゲートの場合と同様
に図のゲートに形成される仮想円柱の外周面の面積をＳ
_Gとする。

【００２４】射出成形時の樹脂圧は前記ゲートを通過す
る溶融熱可塑性樹脂組成物の速度条件を満たすように適
宜設定されるが、通常３００〜２，０００Ｋｇ／ｃ
ｍ²、好ましくは５００〜１，５００Ｋｇ／ｃｍ²の範囲
である。

【００２５】前記熱可塑性樹脂組成物、すなわちポリオ
レフィン系（共）重合体、スチレン系（共）重合体、ポ
リアミド系（共）重合体、ポリアクリレート、ポリアセ
タール（共）重合体を一種または二種以上用いた熱可塑
性樹脂（Ａ）９９〜５０重量％と液晶性ポリマー（Ｂ）
１〜５０重量％（両者の合計１００重量％）からなる熱
可塑性樹脂組成物の加工温度条件下で前記熱可塑性樹脂
（Ａ）のメルトフロー値が０．１５〜１００であり、前
記液晶性ポリマー（Ｂ）の流動開始温度が８０〜２１０
℃で、かつ、前記液晶性ポリマー（Ｂ）の流動開始温度
以上の加工温度でせん断速度１２００ｓｅｃ^-1のときの
熱可塑性樹脂（Ａ）と液晶性ポリマー（Ｂ）の粘度比
（Ａη／Ｂη）が０．１以上である熱可塑性樹脂組成物
を射出成形して得られる射出成形体は、液晶性ポリマー
（Ｂ）が平均アスペクト比６以上、好ましくは８以上の
繊維状で熱可塑性樹脂（Ａ）のマトリックス相に分散し
ている。またこの繊維状に分散している成形体を無負荷
で前記液晶性ポリマー（Ｂ）の融点以上の温度条件下の
加熱処理を経て繊維状液晶性ポリマー（Ｂ）を緩和さ
せ、常温まで冷却させたときに液晶性ポリマー（Ｂ）が
重量平均粒径１０〜４０μｍの範囲にありかつその８０
重量％以上が粒径０．５〜６０μｍの範囲にあるように
熱可塑性樹脂（Ａ）のマトリックス相に島状にミクロ分
散していることが大きな特徴である。この場合の加熱処
理温度や保持時間も本発明の熱可塑性樹脂組成物の場合
と同様である。先に説明した本発明にかかる熱可塑性樹
脂組成物を無負荷で前記液晶性ポリマー（Ｂ）の融点以
上の温度条件下の加熱処理を経て冷却させたときに観察
される液晶性ポリマー（Ｂ）の分散状態自体は、前記射
出成形条件下で再混練しゲートを通過させても、通常殆
ど変化しないので、射出成形体を前記のように加熱処理
させて液晶性ポリマー（Ｂ）の分散状態を観察すること
により、本発明にかかる射出成形体であること、および
その原料として前記熱可塑性樹脂組成物を使用したかど
うかを容易に判別することができる。

【００２６】このように本発明の射出成形体は、それに
含まれる液晶性ポリマー（Ｂ）が繊維状で含まれ補強作
用を有することとなるため、補強のために通常配合され
る充填剤は必要ないが、用途によっては本発明の効果を
阻害しない範囲で、公知の繊維状、粉粒状、板状又は中
空状の充填剤を配合してもよい。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、実施例により本発明を具体
的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものでは
ない。なお、射出成形体の評価方法等は以下の通りであ
る。

【００２８】（メルトフロー値）ＡＳＴＭＤ１２３８
−８９Ｅに従い、加工温度でのメルトフロー値（ｇ／１
０分）を測定した。

【００２９】（流動開始温度）毛細管型レオメーター
（（株）島津製作所製フローテスターＣＦＴ−５００
型）を用い、４℃／ｍｉｎの昇温速度で加熱溶融された
サンプル樹脂を１００Ｋｇ／ｃｍ²の加重下で、内径１
ｍｍ、長さ１０ｍｍのノズルから押し出したときに、該
溶融粘度が４８，０００ポイズを示す温度で表した。

【００３０】（曲げ弾性率）ＡＳＴＭＤ７９０に従
い、１／３２インチの厚さの曲げ試験片の曲げ弾性率
（Ｋｇ／ｃｍ²）を測定した。

【００３１】（繊維状液晶性ポリマーの平均アスペクト
比）曲げ弾性率の測定で用いた試験片を流動方向に平行
な面が出るように切削した後、断面を鏡面研磨し、その
表面を電子顕微鏡により観察して評価した。任意に選ん
だ繊維化している液晶性ポリマー５０本の太さと長さを
測定した。なお、長さについては、表面上で観察できる
部分の長さを繊維の長さとした。結果は、平均アスペク
ト比８以上のものを○で、平均アスペクト比８〜６のも
のを△、平均アスペクト比６未満のものを×で表した。

【００３２】（液晶性ポリマー（Ｂ）の分散粒子径）溶
融混練後のペレットあるいは成形後の試験片の一部を窒
素気流中で液晶性ポリマーの融点より１０℃高い温度ま
で加熱し、３分間その温度で保持し、その後常温まで冷
却した。加熱処理し冷却した後のサンプルの切断面を電
子顕微鏡により観察して評価した。任意に選んだ液晶性
ポリマーの粒子５０個の径を測定し、重量平均粒子径を
求めた。

【００３３】（溶融粘度）各樹脂のペレット若しくは粉
状体を東洋精機製キャピログラフを用い、１２００ｓｅ
ｃ^-1のせん断応力下での溶融粘度を各熱可塑性樹脂組成
物の加工温度にて測定した。

【００３４】（ビカット軟化点）ＪＩＳＫ６８７０に
準じて測定した。

【００３５】（実施例１）ポリアセタール樹脂（ポリプ
ラスチックス（株）製、Ｍ２５−４４（ＭＩ＝２．
５）、融点１６５℃）と液晶性ポリエステル（ユニチカ
（株）製、ロッドランＬＣ３０００）との混合比が７：
３の樹脂を配合し、３０ｍｍの２軸押出機にて樹脂温度
１９０℃で溶融混練し、ペレット化した。次いで、該ペ
レットを射出成形機（サイドゲート）にて成形温度１９
０℃で試験片を成形し、機械的物性、溶融粘度、液晶性
ポリエステルの平均アスペクト比を評価した。結果を表
−１に示す。なお、成形前のペレットの無負荷で溶融し
たものの液晶性ポリエステルの分散粒子径は、重量平均
で２５（μｍ）であり、また分散粒子の８０重量％以上
が粒径５〜４５（μｍ）の範囲にあった。成形条件は以
下の通りである。（１）ランナー断面積Ｓ_R／ゲート断面積Ｓ_G：９．３（２）ゲート通過速度：１２００（ｍ／分）（３）射出圧力：８００（Ｋｇ／ｃｍ²）（４）射出速度：５．８（ｍ／分）

【００３６】（実施例２）ポリアセタール樹脂（ポリプ
ラスチックス（株）製、Ｍ９０−４４（ＭＩ＝９．
０）、融点１６５℃）と液晶性ポリエステル（ユニチカ
（株）製、ロッドランＬＣ３０００）との混合比が７：
３の樹脂を配合し、３０ｍｍの２軸押出機にて樹脂温度
１９０℃で溶融混練し、ペレット化した。次いで、該ペ
レットを射出成形機（サイドゲート）にて成形温度１９
０℃で試験片を成形し、機械的物性、溶融粘度、液晶性
ポリエステルの平均アスペクト比を評価した。結果を表
−１に示す。なお、成形前のペレットの無負荷で溶融し
たものの液晶性ポリエステルの分散粒子径は、重量平均
で３０（μｍ）であり、また分散粒子の８０重量％以上
が粒径５〜４５（μｍ）の範囲にあった。成形条件は以
下の通りである。（１）ランナー断面積Ｓ_R／ゲート断面積Ｓ_G：９．３（２）ゲート通過速度：１２００（ｍ／分）（３）射出圧力：８００（Ｋｇ／ｃｍ²）（４）射出速度：５．８（ｍ／分）

【００３７】（実施例３）ポリアセタール樹脂（ポリプ
ラスチックス（株）製、Ｍ９０−４４（ＭＩ＝９．
０）、融点１６５℃）と液晶性ポリエステル（ユニチカ
（株）製、ロッドランＬＣ３０００）との混合比が７：
３の樹脂を配合し、３０ｍｍの２軸押出機にて樹脂温度
１９０℃で溶融混練し、ペレット化した。次いで、該ペ
レットを射出成形機（ピンゲート）にて成形温度１９０
℃で試験片を成形し、機械的物性、溶融粘度、液晶性ポ
リエステルの平均アスペクト比を評価した。結果を表−
１に示す。なお、成形前のペレットの無負荷で溶融した
ものの液晶性ポリエステルの分散粒子径は、重量平均で
３０（μｍ）であり、また分散粒子の８０重量％以上が
粒径５〜４５（μｍ）の範囲にあった。成形条件は以下
の通りである。（１）ランナー断面積Ｓ_R／ゲート断面積Ｓ_G：２５（２）ゲート通過速度：２８５０（ｍ／分）（３）射出圧力：１２００（Ｋｇ／ｃｍ²）（４）射出速度：５．８（ｍ／分）

【００３８】（実施例４）ポリアセタール樹脂（ポリプ
ラスチックス（株）製、Ｍ２７０−４４（ＭＩ＝２７．
０）、融点１６５℃）と液晶性ポリエステル（ユニチカ
（株）製、ロッドランＬＣ３０００）との混合比が７：
３の樹脂を配合し、３０ｍｍの２軸押出機にて樹脂温度
１９０℃で溶融混練し、ペレット化した。次いで、該ペ
レットを射出成形機（サイドゲート）にて成形温度１９
０℃で試験片を成形し、機械的物性、溶融粘度、液晶性
ポリエステルの平均アスペクト比を評価した。結果を表
−１に示す。なお、成形前のペレットの無負荷で溶融し
たものの液晶性ポリエステルの分散粒子径は、重量平均
で３０（μｍ）であり、また分散粒子の８０重量％以上
が粒径５〜４５（μｍ）の範囲にあった。成形条件は以
下の通りである。（１）ランナー断面積Ｓ_R／ゲート断面積Ｓ_G：９．３（２）ゲート通過速度：１２００（ｍ／分）（３）射出圧力：８００（Ｋｇ／ｃｍ²）（４）射出速度：５．８（ｍ／分）

【００３９】（比較例１）ポリアセタール樹脂（ポリプ
ラスチックス（株）製、Ｍ９０−４４（ＭＩ＝９．
０）、融点１６５℃）と液晶性ポリエステル（ポリプラ
スチックス（株）製、ベクトラＡ９５０）パウダーとの
混合比が７：３の樹脂を配合し、３０ｍｍの２軸押出機
にて樹脂温度１９０℃で溶融混練し、ペレット化した。
次いで、該ペレットを射出成形機（サイドゲート）にて
成形温度１９０℃で試験片を成形し、機械的物性、溶融
粘度、液晶性ポリエステルの平均アスペクト比を評価し
た。結果を表−１に示す。なお、成形前のペレットの液
晶性ポリエステルの分散粒子径（加熱処理しないで観
察）は、形状が複雑で一定しておらず評価不能であっ
た。成形条件は以下の通りである。（１）ランナー断面積Ｓ_R／ゲート断面積Ｓ_G：９．３（２）ゲート通過速度：１２００（ｍ／分）（３）射出圧力：８００（Ｋｇ／ｃｍ²）（４）射出速度：５．８（ｍ／分）

【００４０】（実施例５）ポリプロピレン樹脂（三井石
油化学工業（株）製、ハイポールＪ６００（ＭＩ＝７．
０）、融点１６０℃）と液晶性ポリエステル（ユニチカ
（株）製、ロッドランＬＣ３０００）との混合比が７：
３の樹脂を配合し、３０ｍｍの２軸押出機にて樹脂温度
２３０℃で溶融混練し、ペレット化した。次いで、該ペ
レットを射出成形機（サイドゲート）にて成形温度２３
０℃で試験片を成形し、機械的物性、溶融粘度、液晶性
ポリエステルの平均アスペクト比を評価した。結果を表
−１に示す。なお、成形前のペレットの無負荷で溶融し
たものの液晶性ポリエステルの分散粒子径は、重量平均
で２５（μｍ）であり、また分散粒子の８０重量％以上
が粒径５〜４５（μｍ）の範囲にあった。成形条件は以
下の通りである。（１）ランナー断面積Ｓ_R／ゲート断面積Ｓ_G：９．３（２）ゲート通過速度：１２００（ｍ／分）（３）射出圧力：８００（Ｋｇ／ｃｍ²）（４）射出速度：５．８（ｍ／分）

【００４１】（実施例６）ポリプロピレン樹脂（三井石
油化学工業（株）製、ハイポールＪ９００（ＭＩ＝４
０．０）、融点１６０℃）と液晶性ポリエステル（ユニ
チカ（株）製、ロッドランＬＣ３０００）との混合比が
７：３の樹脂を配合し、３０ｍｍの２軸押出機にて樹脂
温度２３０℃で溶融混練し、ペレット化した。次いで、
該ペレットを射出成形機（サイドゲート）にて成形温度
２３０℃で試験片を成形し、機械的物性、溶融粘度、液
晶性ポリエステルの平均アスペクト比を評価した。結果
を表−１に示す。なお、成形前のペレットの無負荷で溶
融したものの液晶性ポリエステルの分散粒子径は、重量
平均で３０（μｍ）であり、また分散粒子の８０重量％
以上が粒径５〜４５（μｍ）の範囲にあった。成形条件
は以下の通りである。（１）ランナー断面積Ｓ_R／ゲート断面積Ｓ_G：９．３（２）ゲート通過速度：１２００（ｍ／分）（３）射出圧力：８００（Ｋｇ／ｃｍ²）（４）射出速度：５．８（ｍ／分）

【００４２】（実施例７）ポリスチレン樹脂（三井東圧
化学（株）製、トーポレックス５００（ＭＩ＝４．
０）、ビカット軟化点８６℃）と液晶性ポリエステル
（ユニチカ（株）製、ロッドランＬＣ３０００）との混
合比が７：３の樹脂を配合し、３０ｍｍの２軸押出機に
て樹脂温度１９０℃で溶融混練し、ペレット化した。次
いで、該ペレットを射出成形機（サイドゲート）にて成
形温度１９０℃で試験片を成形し、機械的物性、溶融粘
度、液晶性ポリエステルの平均アスペクト比を評価し
た。結果を表−１に示す。なお、成形前のペレットの無
負荷で溶融したものの液晶性ポリエステルの分散粒子径
は、重量平均で２５（μｍ）であり、また分散粒子の８
０重量％以上が粒径５〜４５（μｍ）の範囲にあった。
成形条件は以下の通りである。（１）ランナー断面積Ｓ_R／ゲート断面積Ｓ_G：９．３（２）ゲート通過速度：１２００（ｍ／分）（３）射出圧力：８００（Ｋｇ／ｃｍ²）（４）射出速度：５．８（ｍ／分）

【００４３】（実施例８）ポリアミド樹脂（宇部興産
（株）製、ＵＢＥナイロン６（１０１３Ｂ）、融点２１
０℃）と液晶性ポリエステル（ユニチカ（株）製、ロッ
ドランＬＣ３０００）との混合比が７：３の樹脂を配合
し、３０ｍｍの２軸押出機にて樹脂温度２３０℃で溶融
混練し、ペレット化した。次いで、該ペレットを射出成
形機（サイドゲート）にて成形温度２３０℃で試験片を
成形し、機械的物性、溶融粘度、液晶性ポリエステルの
平均アスペクト比を評価した。結果を表−１に示す。な
お、成形前のペレットの無負荷で溶融したものの液晶性
ポリエステルの分散粒子径は、重量平均で３０（μｍ）
であり、また分散粒子の８０重量％以上が粒径５〜４５
（μｍ）の範囲にあった。成形条件は以下の通りであ
る。（１）ランナー断面積Ｓ_R／ゲート断面積Ｓ_G：９．３（２）ゲート通過速度：１２００（ｍ／分）（３）射出圧力：８００（Ｋｇ／ｃｍ²）（４）射出速度：５．８（ｍ／分）

【００４４】

【表１】

【００４５】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
より、従来同種の技術では得られなかった分散された繊
維状液晶性ポリマーを含む熱可塑性樹脂射出成形体が提
供できることとなった。この射出成形体は、極めて高剛
性、高強度であるという特徴を有するので、特に薄肉成
形体に応用することが好ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】ゲートとランナーの断面積の説明図である。

フロントページの続きＦターム(参考） 4F071 AA14 AA22 AA31 AA40 AA43 AA54 AA88 AF14 BB05 4J002 BB001 BC021 BG031 CB001 CF042 CF182 CL001

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリオレフィン系（共）重合体、スチレ
ン系（共）重合体、ポリアミド系（共）重合体、ポリア
クリレート、ポリアセタール（共）重合体を一種または
二種以上用いた熱可塑性樹脂（Ａ）９９〜５０重量％と
液晶性ポリマー（Ｂ）１〜５０重量％（両者の合計１０
０重量％）からなる熱可塑性樹脂組成物の加工温度条件
下で前記熱可塑樹脂（Ａ）のメルトフロー値が０．１５
〜１００であり、前記液晶性ポリマー（Ｂ）の流動開始
温度が８０〜２１０℃で、かつ、前記液晶性ポリマー
（Ｂ）の流動開始温度以上の加工温度でせん断速度１２
００ｓｅｃ^-1のときの熱可塑性樹脂（Ａ）と液晶性ポリ
マー（Ｂ）の粘度比（Ａη／Ｂη）が０．１以上である
熱可塑性樹脂組成物からなり、液晶性ポリマー（Ｂ）が
平均アスペクト比６以上の繊維状で熱可塑性樹脂（Ａ）
のマトリックス相に分散した射出成形体であり、かつ前
記射出成形体を無負荷で前記液晶性ポリマー（Ｂ）の融
点以上の温度条件下の加熱処理を経て冷却させたとき
に、液晶性ポリマー（Ｂ）が、重量平均粒径１０〜４０
μｍの範囲にあり、かつその８０重量％以上が粒径０．
５〜６０μｍの範囲にあるように、熱可塑性樹脂（Ａ）
のマトリックス相に島状にミクロ分散していることを特
徴とする射出成形体。
【請求項２】熱可塑性樹脂（Ａ）の融点若しくは軟化
点が２１０℃以下であることを特徴とする請求項１記載
の射出成形体。
【請求項３】熱可塑性樹脂（Ａ）がポリアセタール樹
脂であることを特徴とする請求項１又は２記載の射出成
形体。
【請求項４】熱可塑性樹脂（Ａ）がポリオレフィン系
（共）重合体であることを特徴とする請求項１又は２記
載の射出成形体。
【請求項５】熱可塑性樹脂（Ａ）がスチレン系（共）
重合体であることを特徴とする請求項１又は２記載の射
出成形体。
【請求項６】熱可塑性樹脂（Ａ）がポリアミド系
（共）重合体であることを特徴とする請求項１又は２記
載の射出成形体。
【請求項７】液晶性ポリマー（Ｂ）が、芳香族ヒドロ
キシカルボン酸／脂肪族ジオール／芳香族ジカルボン酸
の構成単位からなることを特徴とする請求項１〜６のい
ずれかに記載の射出成形体。
【請求項８】液晶性ポリマー（Ｂ）が、芳香族ヒドロ
キシカルボン酸／エチレングリコール／テレフタル酸の
構成単位からなり、芳香族ヒドロキシカルボン酸の含有
量が、３０〜７０モル％であることを特徴とする請求項
１〜６のいずれかに記載の射出成形体。
【請求項９】芳香族ヒドロキシカルボン酸が、ｐ−ヒ
ドロキシ安息香酸であることを特徴とする請求項８記載
の射出成形体。
【請求項１０】芳香族ヒドロキシカルボン酸が、ｐ−
ヒドロキシ安息香酸と６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸
からなることを特徴とする請求項９記載の射出成形体。