JP3124587B2 - 液晶性ポリマーを含有する再成形品の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱可塑性樹脂と液晶樹
脂との複合材よりなる成形用樹脂組成物に関する。より
詳しくは本発明は、再成形可能な成形用樹脂組成物に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、高強度で高剛性を有する合成樹脂
製成形品としては、熱硬化性樹脂にガラス繊維を混合し
たものや、スタンパブルシートと称される熱可塑性樹脂
に長繊維ガラスを混合したものなどを所定形状に成形す
ることにより得られるものが知られている。また、上記
ガラス繊維の代わりに炭素繊維を用いてなる高強度且つ
高剛性の合成樹脂も知られている。

【０００３】さらに、ガラス繊維や炭素繊維が混合され
ない高強度で高剛性を有する合成樹脂成形品として、特
開平１−３２０１２８号公報に示されるように、熱可塑
性樹脂と液晶樹脂(液晶ポリマー)とからなる複合材を液
晶樹脂の液晶転移温度以上の温度下で延伸しながら押出
すことにより得たストランドを１〜４０mmの長さに切断
し、得られた切断物を液晶樹脂の液晶転移温度以下の温
度で押出成形することにより得られるものも知られてい
る。

【０００４】ところで、近時、資源保護等の観点から成
形品となった合成樹脂体をリサイクル(再成形)すること
が望まれている。合成樹脂体よりなる成形品をリサイク
ルする場合には、合成樹脂体を粉砕して合成樹脂よりな
る粉砕片を得た後、該粉砕片を加熱して溶融し、次に、
溶融状態の合成樹脂材を所定形状の成形品に成形する
か、又は溶融状態の合成樹脂を押出成形して成形用素材
を得た後、その成形用素材を所定形状の成形品に成形す
るものである。

【０００５】従来、高強度で高剛性を有する合成樹脂体
をリサイクルする場合には、ガラス繊維や炭素繊維等の
強化用繊維を合成樹脂に混合してなる繊維強化樹脂体が
対象になっていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記のよう
な繊維強化樹脂体を再成形する場合、繊維強化樹脂体を
粉砕して得られた粉砕片においては合成樹脂体に混入さ
れている強化用繊維が短く切断されているために、再成
形により得られた成形用素材においても強化用繊維が切
断されたままである。このため、リサイクルによる得ら
れた再成形品は、当初の成形品に比べて強度及び剛性の
点で低下せざるを得なかった。

【０００７】上記に鑑み、本発明は、高強度で高剛性を
有する合成樹脂体を再成形して得られる再成形品の強度
及び剛性を当初の合成樹脂体よりも低下しないようにす
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】即ち本発明は、ポリカー
ボネートとポリブチレンテレフタレートとの混合物であ
るマトリックス樹脂および該マトリックス樹脂より高い
融点を有する液晶性ポリマー２〜６０重量％を含有して
成形され、上記マトリックス樹脂中において、液晶性ポ
リマーが繊維化されてなる複合成形品を粉砕し、次いで
粉砕材を上記液晶性ポリマーの融点よりも高温に加熱溶
融して再成形用材料を上記液晶性ポリマー分子に配向性
を付与する状態で調製した後、上記マトリックス樹脂の
融点以上で液晶性ポリマーの融点未満の温度で成形する
ことにより上記液晶性ポリマーの繊維状液晶化物のアス
ペクト比３以上に設定するようにしたことを特徴とする
液晶性ポリマーを含有する再成形品の製造方法を、提供
する。

【０００９】本発明の再成形品に於いて使用されるマト
リックス樹脂としては、ポリカーボネート樹脂とポリブ
チレンテレフタレート(ＰＢＴ)との混合物(以下、単に
「ポリカーボネート／ＰＢＴ」と云うことがある。)が挙
げられる。上記マトリックス樹脂は、市販品として入手
出来る。具体的には市販品としては、例えばゼノイ１１
０１(日本ジーイープラスチックス(株)製)、ＡＭ−９０
６０(帝人化成(株)製)等が挙げられ、これらの１種以上
使用してよい。マトリックス樹脂の含有量は、樹脂組成
物全重量に対し３０〜９８重量％が好ましい。マトリッ
クス樹脂が３０重量％未満だと樹脂組成物の成形性が低
下し、又９８重量％を超過すると成形物の強度が十分で
なくなる。

【００１０】本発明の再成形品は、液晶性ポリマーを含
有する。液晶性ポリマーは、成形物中に於いて、後述の
アスペクト比を有する繊維形状をなし、成形物の強化材
となる。このような液晶性ポリマーとしては、上記マト
リックス樹脂より融点が高いもの、好ましくは２０℃以
上高いものである。融点がマトリックス樹脂より低い
と、液晶性ポリマーが成形物中に於いて繊維状とならず
又配向も一定せず十分な強度が得られない。液晶ポリマ
ーとしては従来公知の各種のものが適用出来、特に限定
されるものではない。液晶ポリマーとしては、各種のも
のが知られているが、本発明で特に好ましく用いられる
ものは熱可塑性の液晶ポリエステル、また液晶ポリエス
テルアミドである。かかるものとして、特に好ましく用
いられるものとしては、下記に記載するものが挙げられ
る。即ち

【００１１】

【化１】

【００１２】

【化２】

【００１３】

【化３】

【００１４】

【化４】

【００１５】

【化５】

【００１６】ここで、Σni＝１００である。そして、特
に好ましいのは各構造式のniが４以上である。

【００１７】また、各式において、ハロゲン等をはじ
め、各種の置換基が付加されていても良い。これらに示
されるものは本発明の変性ポリエステルと良好に溶融成
形しやすいので特に好ましい。また、高強度・高弾性率
の複合繊維としやすい。

【００１８】同様に液晶ポリエステルアミドも従来公知
のものが適用できなんら制限されるものではない。特に
好ましいものとして下記の構造式に示されるものが挙げ
られる。即ち

【００１９】

【化６】

【００２０】

【化７】

【００２１】

【化８】

【００２２】ここで、各構造式においてΣni＝１００で
ある。そして、特に好ましいのは各構造式のniが１５以
上である。また、各式ともハロゲン等をはじめ、各種の
置換基が付加されていてもよい。これらに示されるもの
はポリアーリレートからなる液晶ポリマーと同様に溶融
成形性があり、かつ高強度である。液晶性ポリマーの含
有量は、樹脂組成物全重量に対し２〜６０重量％であ
る。含有量が３重量％未満だと成形物に十分な強度を付
与できず、又６０重量％を超過すると樹脂組成物の成形
性が低下する。

【００２３】本発明の樹脂組成物にはその他添加剤とし
て、耐光剤、酸化防止剤、可塑剤等を加えてよい。

【００２４】本発明の樹脂組成物は一旦溶融状態、即ち
液晶性ポリマーの融点より高い温度に加熱し、ポリマー
分子に配向性を付与する状態で成形あるいは成形用材料
化する。ポリマー分子に配向性を付与する状態は押出成
形、射出成形等の方法により与えられるのが一般的であ
る。この方法で直接、成形して、高い配向性(分子方向
性)を有する成形物品を得てもよい。しかし、通常押出
成形した後、ペレット状の成形用材料にする。この成形
用材料を用いて、再度押出機や射出成形器等で溶融して
成形する。この再溶融する時の温度はマトリックス樹脂
の融点より高くかつ液晶ポリマーの融点より低い温度で
ある方が、液晶樹脂が繊維状態を保持しているので好ま
しい。成形用材料としては平板状のものを用いてもよ
い。この場合成形用材料板を重ねて型内成形してもよ
い。特に、配向方向を同一または異なる方向にすること
により、成形物品の特性を変えることができる。

【００２５】上記再成形物中に複合された繊維状液晶化
ポリマーは、アスペクト比(即ち、長さ／太さ)３以上、
好ましくは１０以上有する。

【００２６】

【発明の効果】上記成形物を原料として、これを必要に
応じ粉砕等を行い、上記製造法に従って再溶融、再成形
を行うことにより、再成形物が得られる。このようにし
て得られた再成形物中の繊維状液晶化ポリマーは本質的
に原料成形物中のそれと同じであり、アスペクト比３以
上を有し、従って再成形物は原料成形物の強度と実質的
に同等である。このような再成形物も更に、何度でも再
成形出来、実質的に強度低下のない再成形物を与える。

【００２７】

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。まず、液晶樹脂としてポリプラスチックス(株)製の
ベクトラＡ９５０(芳香族ポリエステル、液晶転移温度:
約２８０℃)を用い、ＰＣ／ＰＢＴとしては日本ジーイ
ープラスチックス(株)製のゼノイ１１０１を用い、両者
を所定の割合に混合して液晶樹脂複合材を得た。

【００２８】次に、上記液晶樹脂複合材を初期押出成形
した。この場合の押出成形条件は、押出機としてプラス
チック工学研究所(株)製の２軸押出機(スクリュー径:３
０mm)を用い、樹脂温度は２９０℃に、スクリュー回転
数は１００rpmに、ダイス径は２mmに、剪断速度は１７
００sec^-1に、延伸比は２倍に各々設定した。そして、
上記の液晶樹脂複合材を延伸しながら押出成形してテス
ト用の直径:１．４mmのストランド状の初期成形用素材
を得た後、該初期成形用素材の一部を長さ:３mmに切断
して初期ペレット材を得た。

【００２９】次に、上記初期ペレット材を射出成形して
液晶樹脂複合体を得た。この場合の射出成形条件は、東
芝機械(株)製の２２０Ｔon射出成形機及びテストピース
型の金型を用い、樹脂温度を２６０℃に設定した。ま
た、この場合に、上記の射出成形機及びスパイラルフロ
ー型(直径:６mmの半円形)の金型を用い、樹脂温度を２
６０℃に、射出圧を１０００kg／cm²に各々設定して流
動性評価テストを行なった。

【００３０】次に、上記液晶樹脂複合体を、(株)ホーラ
イ製 Ｖ−３６０の粉砕装置で粉砕し、長さ:３〜４mm
の粉砕片を得た後、該粉砕片をリサイクル押出し成形し
てテスト用の直径:１．４mmのストランド状のリサイク
ル成形用素材を得た後、該リサイクル成形用素材の一部
を長さ:３mmに切断してリサイクルペレット材を得た。
この場合の押出成形条件は初期押出成形の場合と同じで
あった。

【００３１】次に、ストランド状の初期成形用素材及び
リサイクル成形用素材に対して引張試験を行なった。測
定機としては島津製作所(株)製の万能試験機(オートグ
ラフ)を用い、引張速度を２０mm／分に設定した。

【００３２】図１は初期成形用素材及びリサイクル成形
用素材に対して引張試験を行なった結果を示しており、
液晶樹脂の含有率が２％を超える領域で液晶樹脂の繊維
化が生じ、液晶樹脂含有量の全量域に亘って両者の引張
強度が略同じであること、つまり上記再成形方法による
と高強度の合成樹脂を再成形するにも拘わらず、強度が
低下しないことが確認できた。

【００３３】図２は液晶樹脂含有量と流動長比との関係
を示しており、液晶樹脂含有量が７０％を超えると流動
性が極端に低下し、成形用材料としては用い難いことが
明らかになった。以上の考察から、熱可塑性樹脂として
ＰＣ／ＰＢＴを用いる場合には、液晶樹脂の含有量が２
〜６０％の範囲内であることが好ましい。

【００３４】また、初期成形用素材及びリサイクル成形
用素材に対して電子顕微鏡(ＳＥＭ)による形態観察を行
なったところ、液晶樹脂の含有量が３％のときには液晶
樹脂の大部分は粒状であり一部分が繊維状であった。ま
た、液晶樹脂の含有量が４％、６％及び８％のときには
液晶樹脂は繊維状であった。この結果から、液晶樹脂が
２〜４％以上含有されると、液晶樹脂が繊維化して引張
強度が向上することが理解できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例により得られた初期成形用素材および
リサイクル成形用素材に対する引張試験の結果を示すグ
ラフである。

【図２】 実施例により得られた成形物中の液晶樹脂含
有量と流動長比を示すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−70700（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C08L 67/00 - 67/02 C08L 69/00 C08L 77/12

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリカーボネートとポリブチレンテレフ
   タレートとの混合物であるマトリックス樹脂および該マ
   トリックス樹脂より高い融点を有する液晶性ポリマー２
   〜６０重量％を含有して成形され、上記マトリックス樹
   脂中において、液晶性ポリマーが繊維化されてなる複合
   成形品を粉砕し、次いで粉砕材を上記液晶性ポリマーの
   融点よりも高温に加熱溶融して再成形用材料を上記液晶
   性ポリマー分子に配向性を付与する状態で調製した後、
   上記マトリックス樹脂の融点以上で液晶性ポリマーの融
   点未満の温度で成形することにより上記液晶性ポリマー
   の繊維状液晶化物のアスペクト比３以上に設定するよう
   にしたことを特徴とする液晶性ポリマーを含有する再成
   形品の製造方法。
2. 【請求項２】 再成形品の液晶性ポリマー繊維状液晶化
   物がアスペクト比１０以上である請求項１記載の製造方
   法。
3. 【請求項３】 液晶性ポリマーの融点がマトリックス樹
   脂のそれより２０℃以上高い請求項１記載の製造方法。