JP4474466B2 - 耐圧容器用ライナの製造方法及び液晶樹脂製ライナ - Google Patents

耐圧容器用ライナの製造方法及び液晶樹脂製ライナ Download PDF

Info

Publication number
JP4474466B2
JP4474466B2 JP2007521160A JP2007521160A JP4474466B2 JP 4474466 B2 JP4474466 B2 JP 4474466B2 JP 2007521160 A JP2007521160 A JP 2007521160A JP 2007521160 A JP2007521160 A JP 2007521160A JP 4474466 B2 JP4474466 B2 JP 4474466B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liner
resin composition
liquid crystal
parison
pinch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2007521160A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2006112252A1 (ja
Inventor
誠一 松岡
茂 根津
暁英 霜田
正人 鈴木
敏雄 中根
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Subaru Corp
Polyplastics Co Ltd
Original Assignee
Polyplastics Co Ltd
Fuji Jukogyo KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Polyplastics Co Ltd, Fuji Jukogyo KK filed Critical Polyplastics Co Ltd
Publication of JPWO2006112252A1 publication Critical patent/JPWO2006112252A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4474466B2 publication Critical patent/JP4474466B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C49/00Blow-moulding, i.e. blowing a preform or parison to a desired shape within a mould; Apparatus therefor
    • B29C49/0005Blow-moulding, i.e. blowing a preform or parison to a desired shape within a mould; Apparatus therefor characterised by the material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L77/00Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L77/12Polyester-amides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C49/00Blow-moulding, i.e. blowing a preform or parison to a desired shape within a mould; Apparatus therefor
    • B29C49/02Combined blow-moulding and manufacture of the preform or the parison
    • B29C49/04Extrusion blow-moulding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C49/00Blow-moulding, i.e. blowing a preform or parison to a desired shape within a mould; Apparatus therefor
    • B29C49/02Combined blow-moulding and manufacture of the preform or the parison
    • B29C49/04Extrusion blow-moulding
    • B29C49/041Extrusion blow-moulding using an accumulator head
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00Other particular articles
    • B29L2031/712Containers; Packaging elements or accessories, Packages
    • B29L2031/7172Fuel tanks, jerry cans
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/04Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08L23/08Copolymers of ethene
    • C08L23/0846Copolymers of ethene with unsaturated hydrocarbons containing other atoms than carbon or hydrogen atoms
    • C08L23/0869Acids or derivatives thereof
    • C08L23/0884Epoxide containing esters
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/13Hollow or container type article [e.g., tube, vase, etc.]
    • Y10T428/1352Polymer or resin containing [i.e., natural or synthetic]
    • Y10T428/1397Single layer [continuous layer]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Blow-Moulding Or Thermoforming Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

本発明は、耐圧容器用ライナの製造方法及び液晶樹脂製ライナに関する。
現在、CNG(Compressed Natural Gas)やCHG(Compressed Hydrogen Gas)等の加圧ガスや低温ガスを貯蔵・輸送するための耐圧容器が実用化されている。従来は、高強度でガスバリア性に優れる金属製の耐圧容器が主流であったが、金属製の耐圧容器は重量が大きいため、軽量化が求められる自動車や宇宙航行体の燃料タンクに適用することが困難であった。このため、近年においては、円筒状のライナの外周に繊維強化樹脂複合材製の外殻を形成してなる比較的軽量の耐圧容器が提案されている。
かかる耐圧容器を構成するライナとしては、ガスバリア性に優れた金属製ライナが提案されている。金属製ライナは、図3に示すように、金属板100に深絞り加工を施して開口部を有する容器110を形成し、この容器110の開口部に、別工程で製作されたドーム部120を溶接することにより製造されるのが一般的である。
前記工程を経て製造された金属製ライナは、それ自身でもある程度耐荷性能を有するため、複合材製の外殻の厚さを低減して製造コストを抑えることができるが、大きな軽量化を期待できない。一方、前記工程を経て製造した金属ライナにケミカルエッチングを施して極薄のライナを形成する技術が提案されているが、ライナの大きな軽量化が期待できる半面、製造コストの増大が問題となっていた。
このような金属製ライナの問題を解決するため、熱可塑性樹脂を材料としてブロー成形法によりライナを製作する技術が提案されている。ブロー成形法は、図4に示すように、押出機200で溶融させた熱可塑性樹脂をダイス210の環状空隙から押し出してパリソン300を形成し(押出し工程)、一対の金型220の間にパリソン300を配置して金型220を閉じ合わせ(型閉じ工程)、型閉じされたパリソン300の内部に気体を吹き込んでライナの成形を行う(吹込み工程)成形法であり、このブロー成形法を採用することにより、ライナの加工時間及び製造コストを大幅に低減することができる。
ところで、耐圧容器を構成するライナには「ガスバリア性」が不可欠であるため、ガスバリア性に優れた熱可塑性樹脂を採用する必要がある。近年においては、このようなガスバリア性に優れた熱可塑性樹脂として「液晶樹脂」が提案されている。液晶樹脂は、高圧タンクのライナ材として現在適用されている熱可塑性樹脂(高密度ポリエチレン)と比較すると、約400000倍以上のガスバリア性を有する。高密度ポリエチレン製のライナを適用した現状の高圧タンクがCNG200気圧の条件で実用レベルにあるが、今後のタンク圧の上昇(例えば700気圧)や、分子量の小さい水素やヘリウムを貯蔵ガスとして採用した場合を想定して、液晶樹脂をライナに適用する技術が進められている(例えば、特許文献1参照。)。
特開平6−238738号公報(第3頁、第1図)
しかし、液晶樹脂は、熱可塑性樹脂の中でも引張破断伸びが低いという問題がある。例えば、現在ライナに適用されている高密度ポリエチレンの引張破断伸びは500%であるのに対し、通常の液晶樹脂の引張破断伸びは2%程度である。従って、液晶樹脂をライナに適用するためには、この引張破断伸びの向上が不可欠となっていた。
また、液晶樹脂を材料としてブロー成形法でライナを成形する場合、液晶樹脂が有する大きな「異方性」が問題となる。「異方性」とは方向によって材料の特性が異なる性質であり、異方性が大きい場合には、その特性の悪い方向で材料が破損し易くなる。耐圧容器の外装に使用される複合材の引張破断伸びとしては、強化繊維として炭素繊維を採用した場合に通常1.5%〜2%程度の値が必要とされるため、ライナの引張破断伸びとしては最低「2%」が要求されることとなる。また、複合材の破断前にライナの破断を発生させないように設計的な余裕をもたせる必要がある。このため、異方性を考慮した全ての方向に対して「3%以上」の引張破断伸びを達成することが好ましい。
さらに、液晶樹脂は融着性が悪いことから、液晶樹脂を使用してブロー成形を行う場合、融着部となるピンチオフ部に欠陥が生じ易い。この欠陥の存在は、ピンチオフ部の引張破断伸びの低下となって現れる。ピンチオフ部は、通常、耐圧容器のドーム部の頂点付近となるが、このドーム部の頂点付近の部分は、複合材をFW(Filament Winding)法で巻き付けて外殻を形成する場合、外殻の厚さが他の部分より厚くなる。このため、発生する伸び量も他の部分よりも小さく、解析によれば約1%程度に押さえられる。このため、ライナのピンチオフ部においては「1%以上」の引張破断伸びが必要であり、設計的な余裕を見て「2%以上」の引張破断伸びを達成することが好ましい。
前記した特許文献1には、ガラス繊維や鉱物充填材等の特定の充填材を液晶樹脂に加えることにより、液晶樹脂にブロー成形特性を付与する技術が記載されている。しかし、液晶樹脂を使用してライナを成形する場合には、前記したようにピンチオフ部(融着部)の引張破断伸びの低下を阻止する必要があるが、このピンチオフ部の引張破断伸び低下の問題を解決するための技術は未だ提案されていない。
本発明の課題は、液晶樹脂の「引張破断伸び」を向上させるとともに「異方性」を改善して液晶樹脂に良好なブロー成形特性を付与することにより、ブロー成形法を採用してガスバリア性に優れる液晶樹脂製の耐圧容器用ライナを得ることができる耐圧容器用ライナの製造方法を提供することである。
また、本発明の課題は、前記製造方法によって製造される液晶樹脂製ライナを提供することである。
以上の課題を解決するために、請求の範囲第1項に記載の発明は、ブロー成形法により耐圧容器用ライナを製造する方法であって、(I)6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸残基:1〜15モル%、(II)4−ヒドロキシ安息香酸残基:40〜70モル%、(III)芳香族ジオール残基:5〜28.5モル%、(IV)4−アミノフェノール残基:1〜20モル%、(V)芳香族ジカルボン酸残基:6〜29.5モル% の繰り返し重合単位から構成される特定の全芳香族ポリエステルアミド液晶樹脂(A)99〜70重量%と、エポキシ変性ポリオレフィン系樹脂(B)1〜30重量%とを配合(両者の合計は100重量%である。)し、両者を溶融混練してなる樹脂組成物であり、融点より20℃高い温度でのせん断速度1000/秒における該樹脂組成物の溶融粘度が60〜4000Pa・s、引取り速度14.8m/分における溶融張力が20mN以上である樹脂組成物を、前記融点〜前記融点+40℃の温度範囲で加熱して溶融させる樹脂組成物溶融工程と、前記樹脂組成物溶融工程で溶融させた特定の樹脂組成物を用いて、円筒状のパリソンを0.3kg/分以上5kg/分未満の押出速度で押し出して形成するパリソン形成工程と、円筒状のキャビティを形成する一対の金型の間に前記パリソン形成工程で形成された前記パリソンを配置して前記金型を閉じ合わせる型閉じ工程と、前記型閉じ工程で型閉じされた前記パリソンの内部に気体を吹き込んでライナの成形を行う成形工程と、を備えることを特徴とする。
請求の範囲第2項に記載の発明は、ブロー成形法により耐圧容器用ライナを製造する方法であって、(I)6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸残基:1〜15モル%、(II)4−ヒドロキシ安息香酸残基:40〜70モル%、(III)芳香族ジオール残基:5〜28.5モル%、(IV)4−アミノフェノール残基:1〜20モル%、(V)芳香族ジカルボン酸残基:6〜29.5モル% の繰り返し重合単位から構成される特定の全芳香族ポリエステルアミド液晶樹脂(A)99〜70重量%と、エポキシ変性ポリオレフィン系樹脂(B)1〜30重量%とを配合(両者の合計は100重量%である。)し、両者を溶融混練してなる樹脂組成物であり、融点より20℃高い温度でのせん断速度1000/秒における該樹脂組成物の溶融粘度が60〜4000Pa・s、引取り速度14.8m/分における溶融張力が20mN以上である樹脂組成物を、前記融点〜前記融点+40℃の温度範囲で加熱して溶融させる樹脂組成物溶融工程と、前記樹脂組成物溶融工程で溶融させた特定の樹脂組成物を用いて、円筒状のパリソンを50/秒以上1000/秒未満のせん断速度で押し出して形成するパリソン形成工程と、円筒状のキャビティを形成する一対の金型の間に前記パリソン形成工程で形成された前記パリソンを配置して前記金型を閉じ合わせる型閉じ工程と、前記型閉じ工程で型閉じされた前記パリソンの内部に気体を吹き込んでライナの成形を行う成形工程と、を備えることを特徴とする。
請求の範囲第1項又は第2項に記載の発明によれば、特定の組成を有する全芳香族ポリエステルアミド液晶樹脂組成物とエポキシ変性ポリオレフィン系樹脂とを配合し溶融混練して特定の溶融特性を有する液晶樹脂組成物を生成し、この液晶樹脂組成物を特定の温度で加熱して溶融させ、特定の押出速度又はせん断速度で円筒状のパリソンを押し出してブロー成形を行うので、ライナの胴体部においては異方性を考慮した全ての方向に対して「2%以上」の引張破断伸びを達成することができ、かつ、ライナのピンチオフ部においては「1%以上」の引張破断伸びを達成することができる。また、液晶樹脂の特性を生かしてガスバリア性に優れたライナを得ることができる。
請求の範囲第3項に記載の発明は、請求の範囲第1項又は第2項記載の耐圧容器用ライナの製造方法において、引取り速度14.8m/分における溶融張力に対する、2倍の引取り速度(29.6m/分)における溶融張力の増加比率(溶融張力増加率という)が、1.05倍以上である樹脂組成物を用いることを特徴とする。
請求の範囲第3項に記載の発明によれば、引取り速度14.8m/分における溶融張力に対する、2倍の引取り速度(29.6m/分)において適度な溶融張力増加率を有し、ブロー成型がしやすいので、良質なライナを歩留まり良く製造することができる。
請求の範囲第4項に記載の発明は、請求の範囲第1項から第3項の何れか一項に記載の耐圧容器用ライナの製造方法において、前記型閉じ工程を実施する際に、型閉じ圧力をピンチオフ部の厚さで除した値を3.5MPa/cm以上とすることを特徴とする。
請求の範囲第4項に記載の発明によれば、型閉じ工程を実施する際に、型閉じ圧力をピンチオフ部の厚さで除した値を特定の閾値(3.5MPa/cm)以上とするので、ライナのピンチオフ部における液晶樹脂の融着性を高めることができ、このピンチオフ部の引張破断伸びを向上させることができる。
請求の範囲第5項に記載の発明は、請求の範囲第1項から第4項の何れか一項に記載の耐圧容器用ライナの製造方法において、前記金型に2段ピンチ部を設け、前記型閉じ工程で前記金型を閉じ合わせた際に前記2段ピンチ部の間に空隙を形成することを特徴とする。
請求の範囲第5項に記載の発明によれば、金型に2段ピンチ部を設け、型閉じ工程で金型を閉じ合わせた際に2段ピンチ部の間に空隙を形成するので、型閉じ工程でパリソンを食い切る際に、2段ピンチ部の間に形成された空隙に液晶樹脂を溜めることができる。従って、型閉じを実施する際にライナのピンチオフ部から液晶樹脂が金型の外部に流出するのを抑制することができるので、ライナのピンチオフ部の厚さが薄くなることを阻止することができる。この結果、ピンチオフ部の融着力を高めることができ、ピンチオフ部の引張破断伸びを向上させることができる。
請求の範囲第6項に記載の発明は、請求の範囲第1項から第5項の何れか一項に記載の耐圧容器用ライナの製造方法で製造される液晶樹脂製ライナであって、胴体部の全ての方向における引張破断伸びが2%以上であるとともに、ピンチオフ部の引張破断伸びが1%以上であることを特徴とする。
請求の範囲第6項に記載の発明によれば、液晶樹脂製ライナは、胴体部の全ての方向における引張破断伸びが「2%以上」であるともに、ピンチオフ部の引張破断伸びが「1%以上」であるので、耐圧容器用ライナの胴体部及びピンチオフ部に必要な要求特性を満たすことができる。また、本発明に係る液晶樹脂製ライナは、液晶樹脂の特性によりガスバリア性に優れたものとなる。このため、高密度ポリエチレン製ライナに代わる耐圧容器用ライナとして好適に用いることができる。
請求の範囲第7項に記載の発明は、請求の範囲第6項に記載の液晶樹脂製ライナにおいて、ピンチオフ部の厚さが2mm以上であることを特徴とする。
請求の範囲第7項に記載の発明によれば、液晶樹脂製ライナは、ピンチオフ部の厚さが特定の閾値(2mm)以上であるので、ピンチオフ部の融着力が高くなり、高い引張破断伸びを有するものとなる。
本発明によれば、特定の組成を有する全芳香族ポリエステルアミド液晶樹脂組成物とエポキシ変性ポリオレフィン系樹脂とを配合し溶融混練して特定の溶融特性を有する液晶樹脂組成物を生成し、この液晶樹脂組成物を特定の温度で加熱して溶融させ、特定の押出速度又はせん断速度で円筒状のパリソンを押し出してブロー成形を行うことにより、ブロー成形品(耐圧容器用ライナ)の「引張破断伸び」の向上及び「異方性」の改善を実現させることができる。この結果、液晶樹脂の優れたガスバリア性を有効に利用した耐圧容器用ライナを得ることができる。
本発明の実施の形態に係る製造方法に用いられるブロー成形機等の構成を説明するための説明図である。 図1に示したブロー成形機の金型の2段ピンチ部(II部分)の拡大図である。 従来の金属製ライナの製造方法を説明するための説明図である。 ブロー成形法による従来の樹脂製ライナの製造方法を説明するための説明図である。
以下、本発明の実施の形態を、図を用いて詳細に説明する。
まず、本発明の実施の形態に係る製造方法に用いられる液晶樹脂組成物について説明する。
<本発明に係る液晶樹脂組成物の構成及び特性>
本発明においては、以下の(I)〜(V)の繰り返し重合単位から構成される全芳香族ポリエステルアミド液晶樹脂(A)99〜70重量%とエポキシ変性ポリオレフィン系樹脂(B)1〜30重量%とを配合(両者の合計は100重量%である。)し、両者を溶融混練してなる樹脂組成物であり、融点より20℃高い温度(温度T1という)でのせん断速度1000/秒における該樹脂組成物の溶融粘度が60〜4000Pa・s、引取り速度14.8m/分における溶融張力が20mN以上である樹脂組成物を採用している。
(I)6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸残基:1〜15モル%
(II)4−ヒドロキシ安息香酸残基:40〜70モル%
(III)芳香族ジオール残基:5〜28.5モル%
(IV)4−アミノフェノール残基:1〜20モル%
(V)芳香族ジカルボン酸残基:6〜29.5モル%
前記した全芳香族ポリエステルアミド液晶樹脂(A)の(I)〜(V)の繰り返し重合単位の合計は100モル%である。なお、本発明において「液晶樹脂」とは、溶融時に光学的異方性を示すものである。溶融時に異方性を示す性質は、直交偏光子を利用した通常の偏光検査方法により確認することが出来る。液晶樹脂であることによって、きわめて低い気体透過性(きわめて高いガスバリア性)や寸法安定性、耐薬品性等の優れた特性が発現する。
(I)6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸残基は1〜15モル%の割合とされ、特に2.0〜10モル%の割合とされるのが好ましい。(II)4−ヒドロキシ安息香酸残基は40〜70モル%の割合とされ、特に50〜65モル%の割合とされるのが好ましい。(III)芳香族ジオール残基は5〜28.5モル%の割合とされ、この範囲の中でも5〜25モル%の割合とされるのが好ましく、さらに10〜20モル%の割合とされるのが特に好ましい。(IV)4−アミノフェノール残基は1〜20モル%の割合とされ、この範囲の中でも2〜15モル%の割合とされるのが好ましく、さらに2.5〜10モル%の割合とされるのが特に好ましい。(V)芳香族ジカルボン酸残基は6〜29.5モル%の割合とされ、この範囲の中でも8〜25モル%の割合とされるのが好ましく、さらに10〜20モル%の割合とされるのが特に好ましい。
(III)芳香族ジオール残基及び(V)芳香族ジカルボン酸残基は、少なくとも一つの芳香族環を含むニ価の基であり、二つ以上の芳香族環がメチレン基、エチレン基、イソプロピリデン基、ヘキサフルオロイソプロピリデン基、カルボニル基、硫黄原子、スルフォン基、スルフォキシド基、酸素原子、炭素数2〜6のアルキレンジオキシ基等で結合されていてもよい。好ましくは1,4−フェニレン基、1,3−フェニレン基、2,6−ナフタレン基及び4,4’−ビフェニレン基から選ばれた1種又は2種以上である。
ヒドロキシ安息香酸残基が主成分のポリエステル骨格中に、部分的にアミド結合を導入したポリエステルアミド液晶樹脂は、引張破断伸びが大きいため、ブロー成形品を得るのに好適である。但し、アミド結合は多すぎると色相の悪化や熱安定性の低下を招くため、全結合単位のうち、アミド結合を20モル%以内の範囲に制限する必要がある。本発明に係る全芳香族ポリエステルアミド液晶樹脂を採用することにより、良好なブロー成形品を得ることができる。
上記(I)〜(V)の繰り返し重合単位を、具体的に生成するには、原料化合物として通常のエステル若しくはアミド形成能を有する種々のものが使用される。本発明に係る液晶ポリエステルアミドを形成するために必要な原料化合物は、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸、4−ヒドロキシ安息香酸、芳香族ジオール、4−アミノフェノール、芳香族ジカルボン酸をそのままの形で用いてもよいし、重縮合反応での必要性に応じて、各々の官能基を各種誘導体で修飾したもの、例えばそれらのエステルやアミドなど、具体的には4−(N−アセチルアミノ)フェノール等のアセチル化物を用いてもよい。
本発明に係る全芳香族ポリエステルアミド液晶樹脂(A)は、直接重合法やエステル交換法を用いた重合により得ることができる。重合に際しては、通常、溶媒重合法や溶融重合法、スラリー重合法等が用いられる。これらの重合法では種々の触媒を用いることができ、代表的なものは、ジアルキル錫酸化物、ジアリール錫酸化物、二酸化チタン、アルコキシチタン珪酸塩類、チタンアルコラート類、カルボン酸のアルカリ及びアルカリ土類金属塩類、三フッ化ホウ素の如きルイス酸塩等が挙げられる。触媒の使用量は、モノマー全重量に対して、0.001〜1重量%が好ましい。
前記の全芳香族ポリエステルアミド液晶樹脂(A)は、DSCによる融点が270〜370℃であり、この融点より20℃高い温度(温度T1)でのせん断速度1000/秒における溶融粘度が20〜60Pa・sの範囲内にあるのが好ましい。
液晶樹脂の融点が270℃未満では、樹脂組成物の機械的特性が低く、単層での強度が要求させる分野での使用に限界があり、融点が370℃超の場合は、エポキシ変性ポリオレフィン系樹脂(B)と溶融混練する際に高温度での分解などの副反応を抑えることができないため、十分な品質の液晶樹脂組成物を得ることができない場合がある。
また、温度T1でのせん断速度1000/秒における溶融粘度が上記範囲外では、エポキシ変性ポリオレフィン系樹脂(B)の分散が悪くなり、ブロー等の成形時の耐ドローダウン性や均肉性の改善が不十分になり、結果として成形品の機械的特性や低気体透過性にも悪影響を与える場合がある。
前記したエポキシ変性ポリオレフィン系共重合体(B)は、α−オレフィン類とα,β−不飽和酸のグリシジルエステルを主成分とする共重合体である。
前記α−オレフィン類としては、エチレン、エチレンと炭素数3以上のα−オレフィンからなる共重合体、およびエチレン、炭素数3以上のα−オレフィンおよび非共役ジエンからなる三元共重合体等が挙げられるが、エチレンが好ましく用いられる。
炭素数3以上のα−オレフィンとしては、プロピレン、ブテン−1、ペンテン−1、3−メチルペンテン−1、オクタセン−1等が挙げられ、中でもプロピレン及びブテン−1が好ましく用いられる。また、非共役ジエンとしては5−メチリデン−2−ノルボーネン、5−エチリデン−2−ノルボーネン、5−ビニル−2−ノルボーネン、5−プロペニル−2−ノルボーネン、5−イソプロペニル−2−ノルボーネン、5−クロチル−2−ノルボーネン、5−(2−メチル−2−ブテニル)−2−ノルボーネン、5−(2−エチル−2−ブテニル)−2−ノルボーネン、5−メタクリルノルボーネン、5−メチル−5−ビニルノルボーネンなどのノルボーネン化合物、ジクロルペンタジエン、メチルテトラヒドロインデン、4,7,8,9−テトラヒドロインデン、1,5−シクロオクタジエン、1,4−ヘキサジエン、イソプレン、6−メチル−1,5−ヘプタジエン、11−エチル−1,1,1−トリデカジエンなどであり、好ましくは5−メチリデン−2−ノルボーネン、5−エチリデン−2−ノルボーネン、ジクロルペンタジエン、1,4−ヘキサジエンなどが使用できる。
上記α,β−不飽和酸のグリシジルエステルとは、具体的にはアクリル酸グリシジルエステル、メタクリル酸グリシジルエステル、エタクリル酸グリジシルエステル等が挙げられるが、メタクリル酸グリシジルが好適に用いられる。α−オレフィン(例えばエチレン)とα,β−不飽和酸のグリシジルエステルとは、通常よく知られたラジカル重合反応によって共重合させることによって得ることができる。
エポキシ変性ポリオレフィン系共重合体(B)は、α−オレフィン類99〜50モル%とα,β−不飽和酸のグリシジルエステル1〜50モル%とからなる共重合のものが適当である。さらに、エポキシ変性ポリオレフィン系共重合体(B)の重合時に、添加量40モル%以下であれば共重合可能である不飽和モノマー、例えばビニルエーテル類、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル類、メチル、エチル、プロピル等のアクリル酸および他の(メタ)アクリル酸のエステル類、アクリロニトリル、スチレン等を共重合させてもよい。
さらに、前記エポキシ変性ポリオレフィン系共重合体(B)は、重合体または共重合体を分岐または架橋鎖としてグラフト重合させることができる。分岐または架橋鎖としてグラフト重合させる重合体または共重合体としては、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ブチル、アクリロニトリルおよびスチレンから選ばれた一種または二種以上を重合または共重合させたものが挙げられる。成形性の観点から、好ましくは、メタクリル酸重合体、アクリロニトリルとスチレンの共重合体、メタクリル酸メチルとアクリル酸ブチルの共重合体等は挙げられ、特に好ましくはメタクリル酸メチルとアクリル酸ブチルの共重合体である。これらの重合体または共重合体は、通常知られたラジカル重合によって調製される。
また、これらの重合体または共重合体の分岐または架橋反応も、ラジカル反応によって容易に行うことができる。例えば、これらの重合または共重合体に過酸化物等でフリーラジカルを生成させ、α−オレフィンとα,β−不飽和酸のグリシジルエステル共重合体を溶融混練することによって、所望のエポキシ変性オレフィン系共重合体(B)を調製することができる。分岐または架橋鎖は、α−オレフィンとα,β−不飽和酸のグリシジルエステル共重合体100重量部に対し、10〜100重量部を分岐または架橋することが好ましい。
本発明に係る樹脂組成物は、前記全芳香族ポリエステルアミド液晶樹脂(A)99〜70重量%、好ましくは95〜80重量%と、エポキシ変性ポリオレフィン系樹脂(B)1〜30重量%、好ましくは5〜20重量%とからなる。
(B)成分の配合量が上記範囲未満では、樹脂組成物の溶融粘度及び溶融張力の増加が不十分であり、上記範囲より多い場合は成形品の均肉性が低下する。
本発明の樹脂組成物は、前記全芳香族ポリエステルアミド液晶樹脂(A)とエポキシ変性ポリオレフィン系樹脂(B)を溶融混練してなるものであり、前記温度T1でのせん断速度1000/秒における該樹脂組成物の溶融粘度が60〜4000Pa・s、好ましくは80〜1000Pa・sであり、引取り速度14.8mm/分における溶融張力が20mN以上、好ましくは50〜200mNである。
溶融粘度と溶融張力が上記範囲未満では、耐ドローダウン性が不足し、上記範囲超では、延伸性や均肉性が低下し、ブロー成形に不適当である。
また、引取り速度14.8mm/分における溶融張力に対する、2倍の引取り速度である29.6mm/分における溶融張力増加率が、1.05倍以上、好ましくは1.1〜2.0倍である。
溶融張力増加率が上記範囲外では、ブロー成形しにくくなる。
なお、本発明では、使用目的に応じて各種周知の繊維状、粉粒状、板状の無機及び有機の充填剤を、特定熱処理前または特定熱処理後の液晶樹脂に、1種又は2種以上配合することが出来る。これらの充填剤の使用に当たっては、必要ならば集束剤又は表面処理剤を使用することができる。また、充填剤の配合量は、組成物全量中の1〜80重量%、好ましくは2〜30重量%である。
また、本発明に係る全芳香族ポリエステルアミド液晶樹脂組成物には、本発明の目的を損なわない範囲で他の熱可塑性樹脂を補助的に添加してもよい。また、熱可塑性樹脂に通常用いられる酸化防止剤、滑剤、難燃剤等、周知の添加物を目的に応じて選択添加することもできる。
次に、図1及び図2を用いて、本発明の実施の形態に係る製造方法に用いられるブロー成形機等の構成例について説明する。
ブロー成形機10は、図1に示すように、加熱溶融した状態で導入された液晶樹脂を環状空隙から押し出して円筒状のパリソンPを形成するアキュムレータヘッド20と、パリソンPの長手軸に関して対称に配置されるとともに互いに接離可能に設けられた一対の金型30と、所定の駆動装置により駆動されてブロー成形時にパリソンPの内部に圧縮空気を吹き込む(図示されていない)ブローピンと、を備えて構成されている。
アキュムレータヘッド20は、図1に示すように、中空円筒上の本体(以下「ヘッド本体」という)21と、ヘッド本体21の上下方向の中心軸に沿って配置されたセンタシャフト22と、センタシャフト22の下端側に固定されたコア23と、ヘッド本体21の下端部に設けられてコア23の外周部に配置されるダイ24と、を備えている。そして、センタシャフト22を昇降させることにより、ダイ24に対するコア23の上下位置を変化させてコア23とダイ24との間隔を調節し、これにより、パリソンPの厚さを適宜調整することができるようになっている。
また、アキュムレータヘッド20のヘッド本体21の内部には、供給された液晶樹脂組成物を一旦蓄えた後、コア23とダイ24とで形成された押出口21aに向かって液晶樹脂組成物を押し出すための押出シリンダ25が形成されている。そして、押出シリンダ25のピストン25aには、油圧式の駆動装置26が取り付けられている。
左右の金型30は、図1及び図2に示すように、閉じ合わせられた時に円筒状のキャビティCを形成する成形面31と、パリソンPの上下端部を食い切る2段ピンチ部32と、を各々備えている。左右の成形面31によって形成されるキャビティCは、製造する耐圧容器用ライナの外形と同一形状を有している。左右の金型30は、(図示されていない)開閉駆動装置によって開閉駆動されるようになっている。
金型30の2段ピンチ部32は、パリソン長手軸に対して直角に設けられた上下の壁面33の端部に設けられており、図2に示すように、内側(キャビティC側)の第1ピンチ32aと、外側の第2ピンチ32bと、から構成されている。このため、金型30を閉じ合わせると、壁面33の端部の上下方向中間部に、第1ピンチ32aと第2ピンチ32bとによって挟まれた空隙32cが形成される。空隙32cは、金型30の型閉じを行って2段ピンチ部32でパリソンPを食い切る際に「樹脂溜り」として機能することとなり、パリソンPのピンチオフ部から外部に液晶樹脂組成物が流出するのを阻止する。
また、ブロー成形機10のアキュムレータヘッド20の上部側面には、図1に示すように、接続ブロック40を介して、アキュムレータヘッド20内に液晶樹脂組成物を供給するための材料供給装置50が連結されている。材料供給装置50は、円筒状のシリンダ本体51と、シリンダ本体51内に回転自在に収納されたスクリュー52と、シリンダ本体51内に成形用素材としてのペレットPtを投入するためのホッパ53と、を備えている。
以上説明したブロー成形機10の各種駆動装置(アキュムレータヘッド20の押出シリンダ25を駆動する駆動装置26、金型30の開閉駆動装置、ブローピンの駆動装置等)の動作や、材料供給装置50のスクリュー52の動作は、(図示されていない)制御装置により制御されるようになっている。また、金型30の外周側や、材料供給装置50のシリンダ本体51の外周側には、これら金型30やシリンダ本体51の内部を所定の温度に加熱するための(図示されていない)ヒータが配設されている。
次に、前記液晶樹脂組成物及びブロー成形機10等を用いて、ブロー成形法により耐圧容器用ライナを製造する方法について説明する。なお、本実施の形態に係る製造方法で製造される耐圧容器用ライナは、本発明に係る液晶樹脂製ライナである。
まず、図1に示す材料供給装置50のホッパ53にペレット状に調製した上記液晶樹脂組成物のペレットPtを投入し、スクリュー52を所定の回転数で回転駆動するとともにシリンダ本体51をヒータで加熱することにより、ペレットPtをシリンダ本体51内で加熱して溶融させる(樹脂組成物溶融工程)。
樹脂組成物溶融工程における加熱温度は、本発明に係る液晶樹脂の融点(270〜370℃)以上で、かつ、融点+40℃以下(好ましくは前記融点〜前記融点+30℃の温度範囲)であることが必要である。液晶樹脂組成物の耐ドローダウン性を向上させるためには加熱温度を低くする方が良いが、ブローアップに必要な溶融時の延伸性を考慮すると、融点以上に加熱する必要がある。融点以上と融点未満では明らかに成形加工性に差があり、融点未満でも加工は可能であるが、溶融延伸性(引張破断伸び)が低下し、液晶樹脂組成物の優れた特性を生かすことができなくなる。一方、加熱温度が融点+40℃を超えると耐ドローダウン性が低下するので好ましくない。
次いで、ブロー成形機10の押出シリンダ25のピストン25aが所定の上昇位置に維持された初期状態において、材料供給装置50からアキュムレータヘッド20のヘッド本体21(押出シリンダ25)内に、溶融した液晶樹脂を成形用樹脂材料として供給する。そして、この液晶樹脂組成物を所定量供給した時点で駆動装置26を作動させて押出シリンダ25のピストン25aを下降させ、押出シリンダ25内に充填された液晶樹脂組成物をコア23とダイ24との間に形成された環状空隙を経由させて押出口21aから押し出して円筒状のパリソンPを形成する(パリソン形成工程)。
円筒状のパリソンPを押出口21aから押し出す際には、液晶樹脂組成物の押出量を1分当り0.3kg以上5kg未満(押出速度0.3kg/分以上5kg/分未満)、ピンチオフ部引張破断伸びがより好ましい1分当り2.0kg以上5kg未満に設定するか、液晶樹脂組成物の押出口21aにおけるせん断速度を50/秒以上1000/秒未満、ピンチオフ部引張破断伸びがより好ましい300/秒以上1000/秒未満に設定する。液晶樹脂組成物の押出速度が0.3kg/分未満又はせん断速度が50/秒未満であると、パリソンPが冷却されてしまい、後述する吹込成形工程でピンチオフ部の融着性が低下するため、良好な成形品が得られない。一方、液晶樹脂組成物の押出速度が5kg/分以上又はせん断速度が1000/秒以上であると、パリソンPの直立性が低下するため、均一の厚さを有する成形品を得ることが困難となるとともに、パリソンPの長手軸方向に直角な方向における引張破断伸びが低下し、良好な成形品を得ることができない。
パリソンを押し出すためのダイの構造はいかなる構造であっても成形は可能であるが、スパイダーマークやウエルドラインの出にくい構造にした方が均肉性の高い成形品が得やすいため好ましい。通常ダイヘッドは水平の押出機から出た樹脂の流れを垂直に変化させるため、クロスヘッドダイの構造になっていることが多い。クロスヘッドダイにはセンター流入型と、サイド流入型がある。センター流入型ではマンドレル保持のためのスパイダーがついているため、スパイダーマークを消すことが困難である。一方、サイド流入型ではスパイダーは無いものの樹脂が合流する箇所にウエルドラインが発生する。サイド流入型のダイのマンドレルにスパイラル状の流路を入れることでウエルドラインを目立たなくさせられるため、この構造が望ましい。アキュムレータを使用する場合については、サイドアキュムレータであれば上記ダイをそのまま採用することになるため、マンドレルをスパイラル状にすることが本発明の耐圧容器用ライナの成形には適している。また図1のようなダイ内アキュムレータ(リングピストン式アキュムレータ)を用いることで、ウエルドラインを目立たなくすることも可能である。
次いで、図1に示すように左右の金型30の間にパリソンPを配置した状態で開閉駆動装置を駆動することにより、金型30を閉じ合わせる(型閉じ工程)。本実施の形態においては、パリソン形成工程で形成されるパリソンPの径と、金型30を閉じ合わせることにより左右の成形面31で形成されるキャビティC(図2参照)の径と、の比(ブロー比)を2.0〜8.0に設定している。ブロー比をこのような範囲に設定することにより、パリソンPの長手軸方向と、この長手軸方向に直角な方向と、における異方性を一層改善することができる。
ブロー比が2.0未満であると、パリソンPの長手軸方向に直角な方向はほとんど延伸されていないため、容易に変形してしまうので好ましくない。一方、ブロー比が8.0を超えると、パリソンPの長手軸方向に直角な方向は大きく延伸されるため、引張破断強さは高くなるが、引張破断伸びが小さくなり、ライナ内部の圧力が上がった場合に破断し易くなるので好ましくない。なお、ブロー比を2.0〜6.0の範囲に設定すると、異方性をより一層改善することができるので好ましい。
また、本実施の形態においては、ヒータを用いて、型閉じ工程で金型30を40〜150℃の温度範囲で加熱している。型閉じの際にこのような温度範囲で金型30を加熱することにより、パリソンPのピンチオフ部Po(図2参照)の融着性を高めることができる。金型30の温度が40℃未満の場合には、パリソンPが金型30に接触した段階で冷却されてしまうため、ピンチオフ部Poの接着強度が低くなるので好ましくない。一方、金型30の温度が150℃を超える場合には、パリソンPの冷却速度が遅くなるため、ブローアップによりパリソンPが薄く延ばされてしまい、ピンチオフ部Poの強度が低くなるので好ましくない。
なお、金型30のピンチ部の形状としては、通常の1段ピンチ部よりも、本実施の形態のような2段ピンチ部32(図2参照)を採用する方が、パリソンPのピンチオフ部Poの厚さを増大することができるので好ましい。2段ピンチ部32で形成される隙間が「樹脂溜り」として機能することで、パリソンPのピンチオフ部Poから外部に樹脂が流出するのを阻止することができるからである。例えば、ピンチオフ部Poの厚さを2mm以上(より好ましくは3mm以上)に設定すると、ピンチオフ部Poの融着力が高くなり、高い引張破断伸びを有するものとなるため、好ましい。
しかるに、ピンチオフ部Poの厚さが増大した場合には、型閉じ圧力が小さいとパリソンP同士の接着力が弱くなり、ピンチオフ部Poの引張破断強さ及び引張破断伸びが小さくなってしまう。このため、型閉じ圧力については、ピンチオフ部Poの厚さに応じた適切な値を設定することが重要である。具体的には、型閉じ圧力をピンチオフ部Poの厚さで除した値を3.5MPa/cm以上とするのが適切であり、特に4.0MPa/cm以上とするのが好ましい。
次いで、(図示されていない)ブローピンからパリソンP内に圧縮空気を吹き込むことにより、パリソンPを金型30の成形面31に押圧するとともに冷却して、成形品である耐圧容器用ライナを成形する(吹込成形工程)。圧縮空気を吹き込むタイミングは、型閉じ後0.5〜1.5秒経過した時点が望ましい。その後、金型30が所定温度まで冷却された時点で開閉駆動装置を駆動することにより、金型30を開いて成形品(耐圧容器用ライナ)を取り出し、ライナの製造を終了する。
〔実施例〕
続いて、実施例を用いて、本発明をさらに具体的に説明する。本実施例においては、3種類の全芳香族液晶樹脂を製造し、これら3種類の液晶樹脂とエポキシ変性ポリオレフィン系樹脂を配合して種々の樹脂組成物ペレットを調製した後に種々の温度で加熱溶融してブロー成形を行い、得られたブロー成形品について特性を評価することとしている。
なお、本実施例で行った特性評価方法は、以下のとおりである。
(1)液晶樹脂の融点:JIS K7121に基づき、得られた液晶樹脂製のペレットを、示差熱分析法(DSC)により昇温温度20℃/分で測定した。
(2)溶融粘度:キャピラリー式レオメータ(東洋精機社製キャピログラフ1B:バレル径 10mm)により、せん断速度1000/秒での見かけの溶融粘度をISO11443に準拠して測定した。測定には内径1.0mm、長さ20mmのオリフィスを用いた。
(3)溶融張力:上記キャピラリー式レオメータにより、内径1mm、長さ20mmのオリフィスを用いて、温度T1(樹脂の融点+20℃)、10mm/分のピストン押出速度の条件でオリフィスから排出した溶融ポリマーを14.8m/分および29.6m/分の引取り速度で繊維状に引き取った際の繊維にかかる張力(mN)を測定した。
(4)成形品の外観性状(成形品の破れ):ブロー成形機(プラコー社製S−45ND)により、表3,4に示す成形温度で直径120mm、長さ280mmの円筒状のブロー成形品を作成し、目視により、ブロー後に成形品の破れの有無について評価した。
(5)引張破断伸び:ブロー成形品の胴体部から、ASTM D638、タイプ5に準じてダンベル片形状に試験片を切り出し、パリソン長手軸方向(以下「垂直方向」という)と、このパリソン長手軸方向に直角な方向(以下「水平方向」という)について、オリエンテック社製テンシロンRTC−1325Aを用いて、引張破断伸びを測定した。
(6)ピンチオフ部引張破断伸び:ブロー成形品のピンチオフ部から、食い切り線部分の引張破断伸びが測定できるように、ASTM D638、タイプ5に準じて試験片を食い切り線に対して直角にダンベル片形状に切り出し、オリエンテック社製テンシロンRTC−1325Aを用いて、ピンチオフ部引張破断伸びを測定した。
(7)ピンチオフ部の厚さ:ピンチオフ部引張破断伸びの測定に用いた試験片の食い切り線部分の厚さを測定した。
(8)成形品均肉性:成形品の胴体の上下中央部を帯状に切り出し、肉厚の最小値と最大値を測定し、その比を均肉性の評価値とした。
まず、3種類の全芳香族液晶樹脂(LCP−A,LCP−X,LCP−Yという。)の製造例について説明する。
[製造例1](LCP−Aの製造)
P−ヒドロキシ安息香酸173重量部、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸38重量部、4,4’−ジヒドロキシビフェニル52重量部、テレフタル酸65重量部、4−アセトアミノフェノール17重量部、酢酸カリウム0.04重量部、無水酢酸221重量部を、各々攪拌機及び留出管を備えた反応機に仕込み、充分に窒素置換した後、常圧下で150℃まで温度を上げ、攪拌を開始した。150℃で30分攪拌し、さらに徐々に温度を上昇させ、副生する酢酸を留去した。温度が340℃に達したところで、徐々に反応器中を減圧させ5torrの圧力で1時間攪拌を続け、目標の攪拌トルクに達した時点で、反応器下部の排出孔を開け、窒素圧を使って樹脂をストランド状に取り出した。排出されたストランドをペレタイザによる粒子状にした。この全芳香族ポリエステルアミド液晶樹脂(LCP−A)の融点は300℃、320℃の溶融粘度は36.8Pa・sであった。
[製造例2](LCP−Xの製造)
P−ヒドロキシ安息香酸345重量部、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸175重量部、酢酸カリウム0.02重量部、無水酢酸350重量部を、各々攪拌機及び留出管を備えた反応機に仕込み、充分に窒素置換した後、常圧下で150℃まで温度を上げ、攪拌を開始した。150℃で30分攪拌し、さらに徐々に温度を上昇させ、副生する酢酸を留去した。温度が300℃に達したところで、徐々に反応器中を減圧させ5torrの圧力で1時間攪拌を続け、目標の攪拌トルクに達した時点で、反応器下部の排出孔を開け、窒素圧を使って樹脂をストランド状に取り出した。排出されたストランドをペレタイザによる粒子状にした。この全芳香族ポリエステル液晶樹脂(LCP−X)の融点は280℃、300℃の溶融粘度は50.1Pa・sであった。
[製造例3](LCP−Yの製造)
P−ヒドロキシ安息香酸252重量部、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸87重量部、テレフタル酸3重量部、酢酸カリウム0.02重量部、無水酢酸350重量部を、各々攪拌機及び留出管を備えた反応機に仕込み、充分に窒素置換した後、常圧下で150℃まで温度を上げ、攪拌を開始した。150℃で30分攪拌し、さらに徐々に温度を上昇させ、副生する酢酸を留去した。温度が350℃に達したところで、徐々に反応器中を減圧させ5torrの圧力で1時間攪拌を続け、目標の攪拌トルクに達した時点で、反応器下部の排出孔を開け、窒素圧を使って樹脂をストランド状に取り出した。排出されたストランドをペレタイザによる粒子状にした。この全芳香族ポリエステル液晶樹脂(LCP−Y)の融点は325℃、345℃の溶融粘度は40.3Pa・sであった。
これらLCP−A,X,Yの組成を表1に示す。LCP−A,X,Yは、何れも溶融状態で光学的に異方性を示した。
Figure 0004474466
次に、前記の如く製造したLCP−A,X,Yにエポキシ変性ポリオレフィン系樹脂(Bondofast E、住友化学(株)社製、エチレン−グリシジルメタクリレート(GMA)共重合体、GMAを12重量%含有、MFRが3)を表2に示す割合でドライブレンドした後、二軸押出機(日本製鋼所製Tex30α)を使用し、シリンダ温度(LCP−Aでは320℃、LCP−Xでは300℃、LCP−Yでは345℃)、吐出量30kg/hr、回転数200rpmにて溶融混練を行い、ペレット化し、表3,4に示す条件でブロー成形を行って、「実施例1〜7」及び「比較例1〜6」を作製した。得られた液晶樹脂製のペレット及びブロー成形品について上記(1)〜(8)の特性評価を行った。その評価結果を表3及び表4に示す。
Figure 0004474466
Figure 0004474466
Figure 0004474466
[実施例1〜7]
実施例1〜7で得られたペレットは、溶融張力増加率が1.05倍以上でブロー成形しやすい適度な値となった。
実施例1〜7で得られたブロー成形品は、表3に示すように、胴体部の垂直方向及び水平方向における引張破断伸びがいずれも「2%以上」の基準より大きく上回った。実施例2,3,4にあっては、垂直方向及び水平方向の引張破断伸びがともに10%を超えている。
また、実施例1〜7で得られたブロー成形品は、ピンチオフ部の引張破断伸びが「1%以上」の基準を大きく上回り、耐圧容器用ライナとしての要求特性を上回るものとなった。実施例2,3にあってはピンチオフ部の引張破断伸びが10%を超えた。
また、実施例1〜6で得られたブロー成形品のピンチオフ部の厚さは、全て「2mm以上」であり、3mmを超えた。
また、実施例1〜7で得られたブロー成形品は、肉厚も均肉性も良好であった。但し、スパイダー式ヘッドを使用した実施例5にあっては、肉厚の最大値1.4mm、最小値が0.3mmとなり、均肉性が低下した。
なお、実施例7においては、金型のピンチ部の形状として「1段」ピンチ部を採用しているため、得られたブロー成形品のピンチオフ部の厚さが比較的薄くなっているが、ピンチオフ部の引張破断伸びが「1%以上」となっており、耐圧容器用ライナとしての要求特性を満たしているため、問題はない(表3参照)。
また、実施例6においては、型閉じ圧力をピンチオフ部の厚さで除した値が3.4MPa/cmと比較的小さいため、パリソン同士の接着力が比較的小さくなるが、得られたブロー成形品のピンチオフ部の引張破断伸びが「1%以上」となっており、耐圧容器用ライナとしての要求特性を満たしているため、問題はない(表3参照)。
[比較例1〜6]
比較例1で得られたペレットは、所要の組成を有していない((III)芳香族ジオール残基、(IV)4−アミノフェノール残基、(V)芳香族ジカルボン酸残基が含まれていない)ものであり、溶融張力増加率が1.05倍未満でブロー成形しにくいとともに、ピンチオフ部の厚さ及びピンチオフ部の引張破断伸びが著しく低下し、耐圧容器用ライナとしての要求特性を満たさないものとなった。
比較例2で得られたペレットは、所要の組成を有していない((III)芳香族ジオール残基、(IV)4−アミノフェノール残基が含まれていない)ものであり、溶融張力増加率が1.05倍未満でブロー成形しにくいとともに、ブロー成形品に割れが発生した。
比較例3で得られたペレットは溶融粘度が低く、耐ドローダウン性が不十分となり、成形することができなかった。
また、比較例4においては、樹脂の押出速度が0.3kg/分未満(0.15kg/分)であってせん断速度が50/秒未満(30/秒)であるため、パリソンが冷却されてしまい、得られたブロー成形品のピンチオフ部の引張破断伸びが1%未満(0.6%)となり、耐圧容器用ライナとしての要求特性を満たさないものとなった。
また、比較例5においては、樹脂の押出速度が5kg/分以上(9kg/分)であってせん断速度が1000/秒以上(1200/秒)であるため、パリソンの直立性が低下し、ブロー成形品に割れが発生した。
比較例6においては、樹脂の溶融温度が、樹脂の融点+40℃(340℃)より高い温度(360℃)とされているため、パリソンの耐ドローダウン性が低下し、得られたブロー成形品のピンチオフ部の引張破断伸びが1%未満(0.9%)となり、耐圧容器用ライナとしての要求特性を満たさないものとなった。
以上説明した実施の形態に係る製造方法においては、特定の組成を有する全芳香族ポリエステルアミド液晶樹脂とエポキシ変性ポリオレフィン系樹脂とを配合し溶融混練して特定の溶融特性を有する液晶樹脂組成物を生成し、この液晶樹脂組成物を特定の温度で加熱して溶融させ、特定の押出速度及びせん断速度で円筒状のパリソンを押し出してブロー成形を行うので、ブロー成形品(ライナ)の胴体部の垂直方向及び水平方向において「2%以上」の引張破断伸びを達成することができるとともに、ピンチオフ部において「1%以上」の引張破断伸びを達成することができる(実施例1〜7:表3参照)。また、液晶樹脂の特性を生かしてガスバリア性に優れたライナを得ることができる。
また、以上説明した実施の形態に係る製造方法においては、引取り速度14.8m/分における溶融張力に対する、2倍の引取り速度(29.6m/分)において1.05倍以上の溶融張力増加率を有するので、ブロー成型がしやすく良質なライナを歩留まり良く製造することができる。
また、以上説明した実施の形態に係る製造方法においては、パリソン形成工程で形成されるパリソンの外径と、金型によって形成されるキャビティの径との比(ブロー比)を特定の割合(2.0〜8.0)に設定するので、液晶樹脂の異方性を改善することができ、ブロー成形品(ライナ)の胴体部の垂直方向及び水平方向の双方における引張破断伸びを向上させることができる(実施例1〜7:表3参照)。
また、以上説明した実施の形態に係る製造方法においては、型閉じ工程を実施する際に、金型を特定の温度範囲(40℃〜150℃)で加熱するので、ブロー成形品(ライナ)のピンチオフ部における液晶樹脂の融着性を高めることができ、このピンチオフ部の引張破断伸びを向上させることができる(実施例1〜7:表3参照)。
また、以上説明した実施の形態に係る製造方法においては、型閉じ工程を実施する際に、型閉じ圧力をピンチオフ部の厚さで除した値を特定の閾値(3.5MPa/cm)以上とするので、ピンチオフ部における液晶樹脂の融着性を高めることができ、このピンチオフ部の引張破断伸びを向上させることができる(実施例1〜7:表3参照)。
また、以上説明した実施の形態に係る製造方法においては、金型に2段ピンチ部を設け、型閉じ工程で金型を閉じ合わせた際に2段ピンチ部の間に空隙を形成するので、型閉じ工程でパリソンを食い切る際に、2段ピンチ部の間に形成された空隙に液晶樹脂を溜めることができる。従って、型閉じを実施する際にブロー成形品(ライナ)のピンチオフ部から液晶樹脂が金型の外部に流出するのを抑制することができるので、ピンチオフ部の厚さが薄くなることを阻止することができる。この結果、ピンチオフ部の融着性を高めることができ、ピンチオフ部の引張破断伸びを向上させることができる(実施例1〜7:表3参照)。
また、以上説明した実施の形態の実施例1〜7で製造されるブロー成形品(液晶樹脂製ライナ)は、胴体部の引張破断伸びが「2%以上」であってピンチオフ部の引張破断伸びが「1%以上」であり、耐圧容器用ライナの胴体部及びピンチオフ部に必要な要求特性を満足するものであるとともに、液晶樹脂の特性によりガスバリア性に優れたものとなるので、高密度ポリエチレン製ライナに代わる耐圧容器用ライナとして好適に用いることができる。
また、以上説明した実施の形態の実施例1〜6で製造されるブロー成形品(液晶樹脂製ライナ)は、ピンチオフ部の厚さが特定の閾値(2mm)以上であるので、ピンチオフ部の融着性が高くなり、高い引張破断伸びを有するものとなる。
なお、2005年4月14日に提出された特願2005−117095号の全開示内容は、すべて本願に組み込まれる。
本発明の製造方法は、液晶樹脂の優れたガスバリア性を有効に利用した耐圧容器用ライナをブロー成形により製造するのに有用である。これにより得られた液晶樹脂製ライナを軽量化が求められる自動車や宇宙航行体の燃料タンク等のライナに利用することができる。
符号の説明
30 金型
32 2段ピンチ部
32c 空隙
C キャビティ
P パリソン
Po ピンチオフ部

Claims (7)

  1. ブロー成形法により耐圧容器用ライナを製造する方法であって、
    (I)6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸残基:1〜15モル%、
    (II)4−ヒドロキシ安息香酸残基:40〜70モル%、
    (III)芳香族ジオール残基:5〜28.5モル%、
    (IV)4−アミノフェノール残基:1〜20モル%、
    (V)芳香族ジカルボン酸残基:6〜29.5モル%、
    の繰り返し重合単位から構成される特定の全芳香族ポリエステルアミド液晶樹脂(A)99〜70重量%と、
    エポキシ変性ポリオレフィン系樹脂(B)1〜30重量%
    とを配合(両者の合計は100重量%である。)し、両者を溶融混練してなる樹脂組成物であり、融点より20℃高い温度でのせん断速度1000/秒における該樹脂組成物の溶融粘度が60〜4000Pa・s、引取り速度14.8m/分における溶融張力が20mN以上である樹脂組成物を、前記融点〜前記融点+40℃の温度範囲で加熱して溶融させる樹脂組成物溶融工程と、
    前記樹脂組成物溶融工程で溶融させた特定の樹脂組成物を用いて、円筒状のパリソンを0.3kg/分以上5kg/分未満の押出速度で押し出して形成するパリソン形成工程と、
    円筒状のキャビティを形成する一対の金型の間に前記パリソン形成工程で形成された前記パリソンを配置して前記金型を閉じ合わせる型閉じ工程と、
    前記型閉じ工程で型閉じされた前記パリソンの内部に気体を吹き込んでライナの成形を行う成形工程と、
    を備えることを特徴とする耐圧容器用ライナの製造方法。
  2. ブロー成形法により耐圧容器用ライナを製造する方法であって、
    (I)6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸残基:1〜15モル%、
    (II)4−ヒドロキシ安息香酸残基:40〜70モル%、
    (III)芳香族ジオール残基:5〜28.5モル%、
    (IV)4−アミノフェノール残基:1〜20モル%、
    (V)芳香族ジカルボン酸残基:6〜29.5モル%、
    の繰り返し重合単位から構成される特定の全芳香族ポリエステルアミド液晶樹脂(A)99〜70重量%と、
    エポキシ変性ポリオレフィン系樹脂(B)1〜30重量%
    とを配合(両者の合計は100重量%である。)し、両者を溶融混練してなる樹脂組成物であり、融点より20℃高い温度でのせん断速度1000/秒における該樹脂組成物の溶融粘度が60〜4000Pa・s、引取り速度14.8m/分における溶融張力が20mN以上である樹脂組成物を、前記融点〜前記融点+40℃の温度範囲で加熱して溶融させる樹脂組成物溶融工程と、
    前記樹脂組成物溶融工程で溶融させた特定の樹脂組成物を用いて、円筒状のパリソンを50/秒以上1000/秒未満のせん断速度で押し出して形成するパリソン形成工程と、
    円筒状のキャビティを形成する一対の金型の間に前記パリソン形成工程で形成された前記パリソンを配置して前記金型を閉じ合わせる型閉じ工程と、
    前記型閉じ工程で型閉じされた前記パリソンの内部に気体を吹き込んでライナの成形を行う成形工程と、
    を備えることを特徴とする耐圧容器用ライナの製造方法。
  3. 引取り速度14.8m/分における溶融張力に対する、2倍の引取り速度(29.6m/分)における溶融張力の増加比率が、1.05倍以上である樹脂組成物を用いることを特徴とする請求の範囲第1項又は第2項に記載の耐圧容器用ライナの製造方法。
  4. 前記型閉じ工程を実施する際に、型閉じ圧力をピンチオフ部の厚さで除した値を3.5MPa/cm以上とすることを特徴とする請求の範囲第1項から第3項の何れか一項に記載の耐圧容器用ライナの製造方法。
  5. 前記金型に2段ピンチ部を設け、前記型閉じ工程で前記金型を閉じ合わせた際に前記2段ピンチ部の間に空隙を形成することを特徴とする請求の範囲第1項から第4項の何れか一項に記載の耐圧容器用ライナの製造方法。
  6. 請求の範囲第1項から第5項の何れか一項に記載の耐圧容器用ライナの製造方法で製造され、胴体部の全ての方向における引張破断伸びが2%以上であるとともに、ピンチオフ部の引張破断伸びが1%以上であることを特徴とする液晶樹脂製ライナ。
  7. ピンチオフ部の厚さが2mm以上であることを特徴とする請求の範囲第6項に記載の液晶樹脂製ライナ。
JP2007521160A 2005-04-14 2006-03-31 耐圧容器用ライナの製造方法及び液晶樹脂製ライナ Active JP4474466B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005117095 2005-04-14
JP2005117095 2005-04-14
PCT/JP2006/306865 WO2006112252A1 (ja) 2005-04-14 2006-03-31 耐圧容器用ライナの製造方法及び液晶樹脂製ライナ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2006112252A1 JPWO2006112252A1 (ja) 2008-12-11
JP4474466B2 true JP4474466B2 (ja) 2010-06-02

Family

ID=37114980

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007521160A Active JP4474466B2 (ja) 2005-04-14 2006-03-31 耐圧容器用ライナの製造方法及び液晶樹脂製ライナ

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8529824B2 (ja)
EP (1) EP1892075B1 (ja)
JP (1) JP4474466B2 (ja)
WO (1) WO2006112252A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE602004012033T2 (de) * 2003-10-01 2009-02-26 Fuji Jukogyo K.K. Verfahren zur Herstellung eines Druckbehälters
CN102107521A (zh) * 2009-12-24 2011-06-29 佛山市顺德区穗花玩具有限公司 一种吹塑机

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6458523A (en) * 1987-08-29 1989-03-06 Kyoraku Co Ltd Plastic hollow body and its preparation
US5204443A (en) * 1991-04-19 1993-04-20 Hoechst Celanese Corp. Melt processable poly(ester-amide) capable of forming an anisotropic melt containing an aromatic moiety capable of forming an amide linkage
JP3066139B2 (ja) * 1991-11-01 2000-07-17 ポリプラスチックス株式会社 共重合ポリアルキレンアリレート樹脂
JP2584575B2 (ja) * 1992-09-09 1997-02-26 筒中プラスチック工業株式会社 合成樹脂中空成形体の成形方法及び成形用金型
US5306461A (en) 1992-10-28 1994-04-26 Hoechst Celanese Corporation Extrusion blow molding of filled liquid crystal polymers
US5336464A (en) 1992-11-20 1994-08-09 Hoechst Celanese Corporation Extrusion blow molding of thermotropic liquid crystalline polymers
JP2790961B2 (ja) 1993-04-23 1998-08-27 ポリプラスチックス株式会社 ブロー成形用又は押出成形用液晶性ポリエステル樹脂組成物及びその成形品
TW370548B (en) * 1995-04-12 1999-09-21 Sumitomo Chemical Co Liquid crystal polyester resin composition film
JP4080108B2 (ja) * 1999-06-09 2008-04-23 ポリプラスチックス株式会社 ポリブチレンテレフタレートブロー成形品及びその製造方法
JP4558379B2 (ja) * 2003-05-22 2010-10-06 ポリプラスチックス株式会社 全芳香族ポリエステルアミド液晶樹脂成形品及び成形方法
JP4431006B2 (ja) * 2004-08-02 2010-03-10 富士重工業株式会社 耐圧容器用ライナの製造方法及び液晶樹脂製ライナ
JP4704046B2 (ja) * 2004-10-29 2011-06-15 ポリプラスチックス株式会社 押出し成形用樹脂組成物及び押出し成形品
DE102006048637A1 (de) * 2005-10-13 2007-04-19 Polyplastics Co. Ltd. Flüssigkristalline Harzzusammensetzung zum Blasformen
US7988907B2 (en) * 2006-01-30 2011-08-02 Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha Method for manufacturing pressure-resistant container liner and liquid crystal resin liner

Also Published As

Publication number Publication date
US8529824B2 (en) 2013-09-10
EP1892075A4 (en) 2011-04-06
EP1892075B1 (en) 2012-07-18
WO2006112252A1 (ja) 2006-10-26
US20100028584A1 (en) 2010-02-04
EP1892075A1 (en) 2008-02-27
JPWO2006112252A1 (ja) 2008-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5065912B2 (ja) 耐圧容器用ライナの製造方法及び液晶樹脂製ライナ
EP1623813B1 (en) Method for manufacturing liner for pressure resistant container and liner made of liquid crystal resin
US7776410B2 (en) Resin composition for extrusion molding and extrusion-molded article
CN112424288B (zh) 用于与高压氢接触的吹塑成型品的聚酰胺树脂组合物及其吹塑成型品
US20060073306A1 (en) Amorphous wholly aromatic polyester amide composition
JP4474466B2 (ja) 耐圧容器用ライナの製造方法及び液晶樹脂製ライナ
US6716385B2 (en) Ethylene (co) polymers, and laminate and hollow molding made by using the same
JP2006306408A (ja) 多層容器
EP0992539A1 (en) Ethylene (co)polymers, and laminate and hollow molding made by using the same
CN112399994B (zh) 用于与高压氢接触的挤出成型品的聚酰胺树脂组合物及其挤出成型品
JPH1112321A (ja) エチレン(共)重合体、それを用いた積層体および中空成形体
JP2005305810A (ja) ブロー成形法及びブロー成形品
JP2007326325A (ja) 中空成形体及びその製造法
JP2005306991A (ja) ブロー成形用樹脂組成物及びブロー成形法
JP4770107B2 (ja) 薬液および/またはガスの搬送または貯蔵用の容器もしくはその付属部品
JP2021172018A (ja) 高圧水素に触れる中空成形品の製造方法
JP2021172017A (ja) 高圧水素に触れる中空成形品の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20081002

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100223

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100308

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130312

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4474466

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130312

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250