JPH0768541A - 自己強化複合材料の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ポリオレフィンマトリックスポリマーとＬＣ
Ｐとを含有する自己強化複合材料を製造する方法であっ
て、実施しやすく、比較的小型の設備しか要せず、しか
も優れたモジュラス及び強度などの機械的特性を有する
再利用可能な自己強化複合材料をもたらし、特に成分の
ブレンドと加工とを一度に行ない得る方法の提供。 【構成】 本発明による自己強化複合材料製造方法では
液晶ポリマー（ＬＣＰ）と、ＬＣＰの固相−ネマチック
相転移温度より低い融点を有するポリオレフィンとのブ
レンドをＬＣＰの固相−ネマチック相転移温度より１〜
１０℃高い温度で剪断応力下に加工する。加工した複合
材料は引き伸ばし応力下に加工設備から離し、かつ直ち
に急冷する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自己強化複合材料系を
製造する方法に係わる。本発明は特に、熱可塑性ポリマ
ーと液晶ポリマー（ＬＣＰ）とを含有する自己強化複合
材料系の製造方法に係わる。

【０００２】

【従来の技術】ＰＯＬＹＭＥＲ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮ
Ｇ ＡＮＤ ＳＣＩＥＮＣＥ， Ｖｏｌ．３０， Ｎ
ｏ．９， ｐｐ．５３２−５４２， ｍｉｄ−Ｍａｙ，
１９９０において、サーモトロピック液晶ポリマー
（ＴＬＣＰ）を一方ではポリスチレン（ＰＳ）と、他方
ではポリスチレンとポリフェニレンエーテルとの混合物
（ＰＳ／ＰＰＥ）と混合して得られるブレンドのモルホ
ロジー、配向、及び結果として得られる機械的特性が検
討された。成分の配合は押出機において、ＴＬＣＰが液
晶相もしくはネマチック相となる２９０〜３２０℃の加
工温度で行なわれた。押出機を離れたストランドは直ち
に水浴中で急冷され、風乾され、かつ更に加工するべく
切断してグラニュレートとされた。あるいは他の場合に
は、ストランドは押出機から２種の異なる引き取り速度
で回収された。グラニュレートに更に施される加工に、
紡糸して繊維とする加工が有り、この紡糸加工はアスペ
クト比の大きい微細なフィブリルを生じさせる引き伸ば
し変形の好ましい一法であると結論された。機械的特
性、即ちモジュラス及び強度はＴＬＣＰ含量が高いほど
向上すると判明し、一方対応する優れた機械的特性を有
するフィブリル構造体を得るうえでは引き伸ばし変形が
非常に重要であると結論された。

【０００３】米国特許第５，００６，４０２号には、２
００℃以上の融点を有する熱可塑性ポリマー５〜６０重
量％と、ＬＣＰである溶融加工可能な芳香族ポリエステ
ル９５〜４０重量％とを含む自己強化ポリマー複合材料
が開示されている。上記熱可塑性ポリマーは上記ポリエ
ステルのためのマトリックスとして機能し、ポリエステ
ルはマトリックス中で用時形成された一方向配向繊維の
形態で存在する。上記のようなポリマー複合材料を製造
する方法では、熱可塑性ポリマーと芳香族ポリエステル
とをドライブレンドし、かつ適当な混合装置において両
ポリマーの融点より高い、好ましくは３００〜４００℃
の温度で徹底的に混合するが、その際混合装置は繊維形
成を十分惹起する徹底的な高歪み混合を実現する。適当
な混合装置の例には、スタティックミキサー及び押出ダ
イを直列に具備した一軸スクリュー押出機が有る。混合
装置を離れた高温のブレンドを続いて急冷し、かつスト
ランドの形態に押出成形した場合は固化後切断してペレ
ットとする。

【０００４】国際特許出願公開第ＷＯ ９１／０１８７
９号には、幾つかの自己強化熱可塑性材料層から成る成
形された自己強化熱可塑性複合材料が開示されており、
前記層は各々、実質的に一方向へ配向した細長いＬＣＰ
繊維と熱可塑性ベースポリマーのマトリックスとを含
む。上記２種のポリマーの溶融加工温度範囲は重なり合
い、その際ＬＣＰは熱可塑性ベースポリマーの最低溶融
加工温度より高い融点を有する。この複合材料は、ＬＣ
Ｐ繊維を繊維形成条件下にベースポリマーマトリックス
中で用時形成することによりまず幾つかの層を形成し、
その後個々の層を積み重ねて積層体（ｌａｙ−ｕｐ）を
形成する方法によって製造する。最後に、前記積層体を
加熱及び加圧下に成形して、密着した成形強化熱可塑性
複合材料とする。ベースポリマーとＬＣＰとを混合装置
において、ベースポリマーの融点もＬＣＰの融点も上回
る加工温度で混合しなければならないことは上記特許出
願公開第ＷＯ ９１／０１８７９号の開示から明らかで
ある。適当な混合装置は例えば、場合によってはスタテ
ィックミキサーをその後段に配置した押出機である。こ
の特許出願は、用い得る冷却手段については言及してい
ない。そのうえ、複合積層材料（ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ
ｌａｍｉｎａｔｅ）中のＬＣＰ量は好ましくは４０〜９
５重量％、更に好ましくは５０〜９０重量％であり、そ
の残部が実質的に熱可塑性ベースポリマーであると教示
している。

【０００５】既に開示された方法は、熱可塑性マトリッ
クスポリマーとＬＣＰとの両方が溶融加工可能である加
工温度を必要とする。本発明の方法に有用なＬＣＰの融
点は通常２７０℃以上であるので、高い加工温度が必要
となる。このことは上述の三つの参考文献に説明されて
おり、これらの文献のいずれにおいても実際の加工温度
はＬＣＰの融点より高い。しかし、加工温度はまた熱可
塑性ポリマーの劣化温度によって制限されることに留意
するべきである。従って、熱可塑性ポリマーとしてポリ
オレフィンが有用であるとすると２７０℃以上の加工温
度は高すぎると考えられ、なぜならそのような高温下で
はポリオレフィンは劣化するからである。他方、２７０
℃より低い温度での作業も、そのような温度ではＬＣＰ
が固相状態に留まり、その結果ＬＣＰと熱可塑性ポリマ
ーとの混和性に悪影響が及ぶので望ましくない。即ち、
上記のような比較的低い加工温度では、固相ＬＣＰが熱
可塑性ポリマーマトリックス全体に最適に分配されな
い。

【０００６】ＰＣＴ特許出願公開第ＷＯ ９２／１８５
６８号にはポリオレフィンとＬＣＰとを含有するブレン
ドが開示されており、このブレンドにはポリオレフィン
とＬＣＰとの適合性を高めるべく、マレエート化したポ
リオレフィンが添加される。上記特許出願公開第ＷＯ
９２／１８５６８号によれば、ＬＣＰの加熱加工温度と
ポリオレフィンの加熱加工温度とが重ならないという問
題点は、或る押出機からは溶融ポリオレフィン／マレエ
ート化ポリオレフィン流、別の押出機からは溶融ＬＣＰ
流を別々に製造し、その後これら二つの流れをスタティ
ックミキサーにおいて、ＬＣＰの融点もポリオレフィン
及びマレエート化ポリオレフィンの劣化温度も下回る２
００〜２５０℃の温度でブレンドすることにより克服す
ることができる。このような方法は比較的大型の設備を
必要とし、その結果相互同調及び高コストに関して生じ
るあらゆる問題を伴うと考えられる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ポリオレフ
ィンマトリックスポリマーとＬＣＰとを含有する自己強
化複合材料系を製造する方法であって、実施しやすく、
比較的小型の設備しか要せず、しかも優れたモジュラス
及び強度などの機械的特性を有する再利用可能な自己強
化複合材料をもたらす方法を提供することを目的とす
る。本発明は特に、再利用可能な自己強化複合材料系を
製造する方法であって、成分のブレンドと加工とを一度
に行ない得る方法の提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】今や驚くべきことに、ポ
リオレフィン−ＬＣＰブレンドをＬＣＰの固相−ネマチ
ック相転移温度より高い特定範囲内の温度で加工する
と、ポリオレフィンが幾分劣化するにもかかわらず優れ
た機械的特性を有する自己強化複合材料が得られること
が判明した。

【０００９】従って本発明は、液晶ポリマー（ＬＣＰ）
と、ＬＣＰの固相−ネマチック相転移温度より低い融点
を有する熱可塑性ポリマーとのブレンドを剪断応力下に
加工し、その後引き伸ばし応力下に加工設備から離し、
それによってＬＣＰが固相となる温度まで冷却する自己
強化複合材料の製造方法であって、熱可塑性ポリマーが
ポリオレフィンであり、前記加工を、ＬＣＰの固相−ネ
マチック相転移温度より１〜１０℃、好ましくは２〜６
℃高いがＬＣＰの等方性化温度をなお下回る温度で行な
うことを特徴とする方法を提供する。

【００１０】これに関して、ＬＣＰの“等方性化温度
（ｉｓｏｔｒｏｐｉｓａｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕ
ｒｅ）”という語はＬＣＰのネマチック相から等方性相
への、またはその逆の転移が生起する温度を意味するこ
とが指摘される。即ち、ＬＣＰは長鎖ポリマー分子から
成る。ＬＣＰが液状で、長鎖ＬＣＰ分子がランダムに分
配されている状態のことを“等方性相”と呼称する。こ
の相ではＬＣＰ分子は自由に移動可能であり、いずれの
方向へも全く配列しない。等方性相に後続する相を“ネ
マチック相”と呼称する。ネマチック相は等方性相と固
相との間の状態であり、この相ではＬＣＰ分子は互いに
対して平行に配列し、かつその配列を保ちながら長手方
向に移動し得る。実際のところ、ネマチック相は“液晶
状態”と呼んでもよい。最後に、ネマチック相の次の状
態が固相である。固相ではＬＣＰ分子は平行配向状態に
固定される。ＬＣＰが固相からネマチック相に転移する
温度のことを“固相−ネマチック相転移温度”と呼称す
る。

【００１１】本発明の方法に有用なＬＣＰは、液相では
等方性の挙動を示し、固相では異方性であり、かつ一方
向への配向を有し、液相と固相との間の液状中間相即ち
ネマチック相では液晶の挙動を示すＬＣＰである。この
ようなＬＣＰは普通“サーモトロピックＬＣＰ”と呼称
する。従って、融解前に分解するＬＣＰや、固相におい
て一方向への配向を有しないＬＣＰは明らかに本発明の
範囲から除外される。そこで適当なサーモトロピックＬ
ＣＰには、Ｈｏｅｃｈｓｔ Ｃｅｌａｎｅｓｅから商品
名“ベクトラ”（“ベクトラ”は商標）の下に市販され
ているものなど、完全に芳香族性のポリエステル及びポ
リエステルアミドが含まれる。特定例は、（ｉ）ポリマ
ー鎖中にナフトイン部分（ｎａｐｈｔｈｏｉｃ ｍｏｉ
ｅｔｉｅｓ）を有する、完全に芳香族性の液晶ポリエス
テルアミドであるベクトラＢ９５０、及び（ｉｉ）やは
りポリマー鎖中にナフトイン部分を有する芳香族コポリ
エステルであるベクトラＡ９５０である。これらのＬＣ
Ｐの固相−ネマチック相転移温度は２８０℃であるの
で、本発明による好ましい加工温度は２８１〜２９０℃
となり、好ましくは２８２〜２８６℃となる。２８５℃
であれば非常に優れた結果が得られる。

【００１２】本発明の方法は、ポリオレフィンとＬＣＰ
との出発ブレンドが７５〜９９重量％、好ましくは８５
〜９５重量％のポリオレフィンと２５〜１重量％、好ま
しくは１５〜５重量％のＬＣＰとを含有する複合材料系
の製造に特に適する。

【００１３】本発明の方法に有用なポリオレフィンには
高密度ポリエチレン及びポリプロピレンなどの、モノオ
レフィン、特にα−オレフィンのホモポリマーが含まれ
る。オレフィンのコポリマーを用いることもできる。例
えばエチレン−プロピレンコポリマー、及び良く知られ
たＥＰＤＭポリマーなどを用い得る。２種以上のポリオ
レフィンホモポリマー及び／またはコポリマーの混合物
を用いることも可能である。本発明の好ましい一例で
は、ポリオレフィンとしてポリプロピレンを用いる。

【００１４】剪断応力下に加工する際のポリオレフィン
とＬＣＰとの相対粘度比も、ＬＣＰ相の繊維相への変形
に影響するので、最終複合材料系の諸特性に強い影響を
及ぼす一要因である。ＬＣＰ対ポリオレフィンの粘度比
は、剪断応力１０〜５０ｋＰａにおいて０．５〜６、特
に１〜４であれば好ましい。

【００１５】剪断応力下での加工は原則として、熱可塑
性ポリマー−ＬＣＰブレンドの加工に十分な剪断応力を
発生し得る任意の適当な混合装置において行ない得る。
そのような混合装置は、例えばスタティックミキサーま
たは押出機であり得る。好ましくは、剪断応力下での加
工は押出機において行なう。押出機を離れる複合材料系
の最終的な形態は押出ヘッドによって決まると理解され
る。例えば、押出機は単孔押出ヘッドを具備し得、その
場合押出機を離れる複合材料系はモノフィラメントスト
ランドの形態を有する。あるいは他の場合には、押出機
は多孔押出ヘッドを具備し得、その結果融合マルチフィ
ラメントストランドが得られる。即ち、前記マルチフィ
ラメントストランドは、押出機を離れる時に融合し合っ
た複数のモノフィラメントストランドから成る。上記の
ような融合が起こるのは、多孔押出ヘッドを同時に離れ
る複数の単一フィラメント複合材料ストランドがまだマ
トリックス結晶化温度より高温であり、従って互いに付
着するからであると考えられる。直後の冷却の際にこの
“付着状態”は固定され、融合マルチフィラメントスト
ランドが得られる。得られたマルチフィラメントストラ
ンドは後からペレットまたはグラニュレートとすること
ができる。更に別の例では、押出ヘッドはスリットを具
え、それによって複合材料シートが得られる。通常、押
出機を離れる複合材料には押出ヘッドによって任意の望
ましい形態を付与し得る。

【００１６】ポリオレフィンマトリックス中に細長い
（分子配向した）ＬＣＰ繊維が得られるように、ポリオ
レフィン−ＬＣＰ複合材料が引き伸ばし応力下に加工装
置を離れることが重要である。即ち、加工の際ＬＣＰは
ポリオレフィン中に分散している。エネルギー的に最も
好ましい状態はＬＣＰが小球の形態で分散する状態であ
る。ＬＣＰ−ポリオレフィン分散系に引き伸ばし応力を
付加することにより、小球を引き伸ばして細長い繊維と
する。加工装置を離れた複合材料を直ちにＬＣＰが固相
となる温度に冷却することにより、上記のように実現し
た繊維状態を固定してＬＣＰを複合材料中に繊維の形態
で存続させる。冷却は水浴によって、または単に高温の
複合材料が加工装置を離れた時該複合材料を室温の空気
に暴露することによって適宜行ない得る。

【００１７】ポリオレフィンを極性基含有化合物で改質
すれば、極性ＬＣＰと非極性ポリオレフィンマトリック
スとの適合性を改善することができる。従って、ポリオ
レフィンは少なくとも１個の極性基を含有する少なくと
も１種の分子によって改質し得る。この改質は、例えば
ポリオレフィン主鎖上に極性基含有分子をグラフトさせ
ることによって行ない得る。このような改質法に適した
極性基含有分子は、例えばアクリル酸、メタクリル酸、
マレイン酸、マレイン酸無水物及び３−アジドスルホニ
ル安息香酸（ＡＳＢ）といった脂肪族及び芳香族の不飽
和カルボン酸やその誘導体などである。マレイン酸無水
物及びＡＳＢが好ましい。改質ポリオレフィン中に存在
させるべき極性基含有化合物の量は広い範囲内で様々で
あり得るが、好ましくは改質ポリオレフィンの総重量に
基づき０．１〜１０重量％、更に好ましくは０．２〜５
重量％である。

【００１８】剪断応力下に加工するべきポリオレフィン
とＬＣＰとのブレンドは、例えば粉末、ペレットまたは
グラニュレートの形態の前記両成分を、後に特定温度で
剪断応力下の加工を行なう押出機に供給することによっ
て適宜製造することができる。あるいは他の場合には、
最初にポリオレフィンとＬＣＰとをドライブレンドし、
得られたブレンドを押出機に供給することによって上記
ブレンドを製造し得る。高温の複合材料を引き伸ばし応
力下に押出機から離し、直ちに急冷する。この操作は、
複合材料ストランドを水浴の後段に配置した、例えば巻
き取りロールなどの引き取り装置またはグラニュレータ
ーによって水浴中を通過させながら引くことにより好ま
しく実施し得る。このようにして得られるストランドは
ペレット化することができる。従って、本発明の方法は
その典型的実施段階として、（ａ）ポリオレフィン及び
ＬＣＰを押出機に供給する段階と、（ｂ）ＬＣＰの固相
−ネマチック相転移温度より１〜１０℃高い温度で剪断
応力下に加工する段階と、（ｃ）押出機を離れた高温の
複合材料ストランドを直ちに水浴中で急冷し、その際水
浴の後段に配置した巻き取りロールによって引き伸ばし
応力を付加する段階と、場合によっては（ｄ）このよう
にして得られる自己強化複合材料ストランドをペレット
化する段階とを含む。得られるストランド、またはペレ
ット化した場合のペレットは、ポリオレフィンの融点と
ＬＣＰの固相−ネマチック相転移温度との間の温度で更
に加工するうえで非常に有利である。即ち、上記のよう
な温度での加工を行なうとポリオレフィンマトリックス
は融解し、一方細長いＬＣＰ繊維はそのまま残存する。

【００１９】押出成形の際、ＬＣＰとポリオレフィンと
の加工温度での粘度比を１〜５．５、好ましくは１．５
〜５．０に選定すれば有益な効果を挙げることができる
（規定した粘度比は剪断応力４０〜５０ｋＰａで測定し
た粘度の比）。その結果、引っ張り強さ及び引っ張り弾
性率（Ｅ−ｍｏｄｕｌｕｓ）の改善が可能となる。

【００２０】本発明の方法により製造した自己強化複合
材料は、例えば自動車の様々な部品など、現在ガラス繊
維強化ポリプロピレン製品が用いられている用途におい
て非常に役立つ。

【００２１】本発明の方法により製造した自己強化複合
材料から成るものであれば成形品も本発明の一部を成す
と理解される。

【００２２】

【実施例】本発明を、以下の実施例によって更に詳述す
る。本発明の範囲はこれらの特定例に限定されない。

【００２３】実施例１ この実施例では、サーモトロピック液晶ポリマー（Ｈｏ
ｅｃｈｓｔのベクトラＡ９５０及びベクトラＢ９５０）
をポリプロピレン（ＳｈｅｌｌのＳＹ ６１００；メル
トインデックス１１ｄｇ／ｍｉｎ．）と重量比１０／９
０で混合する溶融ブレンド製造及び溶融紡糸を説明す
る。

【００２４】ポリプロピレンとドライブレンドする前に
ＬＣＰペレットを、緩やかな窒素流下に置いた真空オー
ブン内で１１５℃で一晩乾燥した。ブレンドを、円錐形
の進入口と直径１．３ｍｍのオリフィスとを有するスト
ランドダイを具備した２５ｍｍ Ｐｌａｍｖｏ一軸スク
リュー押出機において押出成形した。スクリュー速度は
毎分１６回転（１６ｒ．ｐ．ｍ．）とした。押出機ゾー
ン温度は、材料温度がＬＣＰの固相−ネマチック相転移
温度より５℃高い２８５℃となるように選択した。押出
機の出口から出て来る高温のストランドを直ちに引いて
様々な引き落とし比のストランドとし、その後水浴中で
冷却した。巻き取り速度を高めて押出物を破断させた。

【００２５】比較のため、ＬＣＰ単独、及びポリプロピ
レン単独でも上記と同じ条件下に溶融紡糸を行なった。

【００２６】光学顕微鏡検査によって、溶融状態で緩慢
に引くだけで既にＬＣＰ繊維の分配及び配向に関して改
善されたより細い押出物が得られることが判明した。引
く速度を高めると、ＬＣＰ繊維の配向はほぼ完璧とな
り、ＬＣＰ繊維の平均直径はより小さくなり、繊維直径
の分布は狭まった。このようにして得られたＰＰ−ＬＣ
Ｐ複合材料中のＬＣＰ繊維のアスペクト比は１００より
大きかった。

【００２７】上述のようにして得た押出物の引っ張り特
性をＩｎｓｔｒｏｎ １１９５試験機で測定した。ゲー
ジ長さを５０ｍｍ、クロスヘッド速度を１ｍｍ／ｍｉ
ｎ．（歪み２％以下）、次いで２ｍｍ／ｍｉｎ．とし、
平均八つの試料を用いた。

【００２８】最大引き落とし比、最高引っ張り弾性率及
び最大引っ張り強さを表Ｉに示す。引き落とし比はオリ
フィスの断面積を押出物の断面積で除して算出した。

【００２９】

【表１】

【００３０】実施例２ この実施例では、押出物の温度が自己強化ＰＰ−ＬＣＰ
複合材料の特性に及ぼす影響を説明する。

【００３１】実施例１において特定したポリプロピレン
とＬＣＰとの（比９０／１０の）混合物を、円錐形の進
入口を有する直径１．３ｍｍのストランドダイを具備し
た３０ｍｍ一軸スクリュー押出機において溶融ブレンド
とした。用いたスクリュー速度は１０ｒ．ｐ．ｍ．であ
った。

【００３２】押出機ゾーン温度を、ＬＣＰの固相−ネマ
チック相転移温度（２８０℃）より低いかまたは高い様
々な材料温度が得られるように変更した。

【００３３】ブレンド製造及び溶融紡糸は実施例１と同
様に行なった。

【００３４】溶融紡糸押出物のモルホロジーを、光学顕
微鏡検査及び共焦点走査型レーザー顕微鏡検査（ＣＳＬ
Ｍ）によって調べた。表ＩＩに、実施例１と同様に測定
した引っ張り特性を示す。

【００３５】

【表２】

【００３６】顕微鏡検査の結果から、ネマチック相−固
相転移段階のあたりで得た試料においてＬＣＰ繊維が最
小の直径を有し、かつ高度に配向しつつ最良に分配され
ていることが明らかとなった。ＬＣＰのネマチック相転
移温度を５℃より大きく上回る温度ではＬＣＰ繊維は次
第に太くなってゆき、従ってアスペクト比が小さくな
る。アスペクト比は、繊維の長さを直径で除した商とし
て定義されている。ベクトラＡ９５０系の場合は高い温
度（３００℃）において、またベクトラＢ９５０系の場
合は比較的低い温度（２７３℃）においてＬＣＰ繊維の
直径が甚だしく大きくなり、かつはるかに不規則とな
る。

【００３７】最大引き落とし比及び引っ張り特性は、ネ
マチック相転移温度より約５℃高い材料温度において明
白な最適値を取る。

【００３８】実施例３ この実施例には、ポリプロピレンに混入するＬＣＰの量
の増加が引き落とし比及び引っ張り特性に及ぼす影響を
示す。ポリプロピレンと、０から２０重量％までの様々
な量のＬＣＰ（ベクトラＢ９５０）とのブレンドを製造
し、実施例１と同様にして溶融ブレンドとした。押出成
形後の冷却は、ＰＰ単独の場合は水浴中で行なったが、
それ以外はこの例では空気中で行なった。引き落とし比
及び引っ張り特性を実施例１と同様に測定した。

【００３９】最大引き落とし比、最高引っ張り弾性率及
び最大引っ張り強さを表ＩＩＩに示す。

【００４０】

【表３】

【００４１】一般に、引っ張り特性は引き落とし比の増
大と共に向上することが判明した。引き落とし比の増大
は、光学顕微鏡検査及び走査型電子顕微鏡検査で明らか
となったようにＬＣＰ繊維の分配も改善し、また引き落
とし比増大の結果として平均繊維直径がより小さくな
り、押出物流動方向への配向がより良く実現した。

【００４２】実施例４ この実施例では、ＬＣＰ対ＰＰの粘度比が自己強化ブレ
ンドの押出成形の際のＬＣＰ液滴変形に及ぼす影響を説
明する。粘度は、ブレンド製造のための代表的条件、即
ち２８５℃の材料温度と４０ｋＰａの剪断応力との下で
Ｉｎｓｔｒｏｎ／Ｉｎｓｔｒｕｍａｔ細管レオメーター
によって測定した。

【００４３】様々なブレンド成分の粘度測定に、Ｌ／Ｄ
比が８１であり、ｄが１．２６ｍｍであり、かつ流入角
が９０°である細管を用いた。非ニュートン流れにはＲ
ａｂｉｎｏｗｉｔｃｈ補正を適用した。加工温度が比較
的高いため、ＰＰマトリックスの劣化を予想しなければ
ならない。劣化の結果として、（押出機出口内及び該出
口のすぐ外での）液滴変形の瞬間にマトリックスの粘度
は低下する。正確な粘度値を測定するべく、最初にＰＰ
を、ブレンド製造で用いるのと同じ条件下に押出成形し
た。レオロジー的実験にはこの加工した、従って“予め
劣化させた”ＰＰ（ＰＰ＊）を用いた。

【００４４】ＰＰ＊の粘度を２８５℃において直接測定
すると、細管レオメーター試験そのものの間の付加的劣
化に起因して不正確な値が得られる。この理由から、Ｐ
Ｐ＊に関するレオロジー的測定は、ＰＰ＊がまだ実験の
間中熱的に安定である２４０℃の温度において行なっ
た。２８５℃での粘度値は、アレニウスの式、及び流れ
の活性化エネルギーの値４０．８ｋＪ／ｍｏｌを用いて
後から計算した。

【００４５】この実施例で用いたサーモトロピックＬＣ
ＰはベクトラＢ９５０である。ブレンド製造では様々な
粘度（メルトインデックス）を有するポリプロピレンを
用いた。２８５℃において（実施例１に述べたように）
加工した９０／１０ ｗ／ｗブレンドに関する結果を表
ＩＶに示す。ＬＣＰ対ＰＰの粘度比は剪断応力が４０ｋ
Ｐａの時のものである。

【００４６】

【表４】

【００４７】実施例５ この実施例には、ＰＰをＡＳＢ（０．５及び１重量％）
またはマレイン酸（０．８重量％）で改質することがＰ
Ｐ−ＬＣＰブレンドの特性に及ぼす影響を示す。改質し
たＰＰを１０重量％のベクトラＡ９５０と混合したブレ
ンドを、実施例１で用いた方法に従って製造した。得ら
れた押出物の機械的特性を表Ｖに示す。

【００４８】

【表５】

【００４９】実施例６ ９０重量％のＰＰを１０重量％のＬＣＰ（ベクトラＢ９
５０）と混合したブレンドを２８５℃の温度において、
８孔押出ダイヘッド（孔径１．３ｍｍ、流入角９０°）
から押し出して成形した。各押出物ストランドをそれぞ
れ引き、かつＬＣＰの固化温度とＰＰの固化温度との間
の温度に冷却した。その後、各ストランドを、互いに融
合させて１本の太い押出物とし、かつ更に室温まで冷却
してから通常の技術によってグラニュレートとした。８
本の細いストランドの冷却は、同様の総体積を有する１
本の太い押出物ストランドの冷却よりはるかに有効であ
った。より早く完了するこのような冷却は液状ＬＣＰジ
ェットを、押出成形の際の収縮及び歪みからより有効に
保護する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｃ 47/88 9349−4Ｆ Ｃ０８Ｌ 23/10 23/26 Ｃ０９Ｋ 19/30 9279−4Ｈ // Ｂ２９Ｋ 23:00 (72)発明者 ジヨン・アレクサンダー・ニコル・スコツ ト オランダ国、1031・セー・エム・アムステ ルダム、バドハアイスウエヒ・３

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶ポリマー（ＬＣＰ）と、ＬＣＰの固
   相−ネマチック相転移温度より低い融点を有する熱可塑
   性ポリマーとのブレンドを剪断応力下に加工し、その後
   引き伸ばし応力下に加工設備から離し、それによってＬ
   ＣＰが固相となる温度まで冷却する自己強化複合材料の
   製造方法であって、熱可塑性ポリマーをポリオレフィン
   とし、前記加工を、ＬＣＰの固相−ネマチック相転移温
   度より１〜１０℃高いがＬＣＰの等方性化温度をなお下
   回る温度で行なうことを特徴とする方法。
2. 【請求項２】 前記加工を、ＬＣＰの固相−ネマチック
   相転移温度より２〜６℃高いがＬＣＰの等方性化温度を
   なお下回る温度で行なうことを特徴とする請求項１に記
   載の方法。
3. 【請求項３】 ポリオレフィンとＬＣＰとのブレンドが
   ７５〜９９重量％のポリオレフィンと２５〜１重量％の
   ＬＣＰとを含有することを特徴とする請求項１または２
   に記載の方法。
4. 【請求項４】 ポリオレフィンとＬＣＰとのブレンドが
   ８５〜９５重量％のポリオレフィンと１５〜５重量％の
   ＬＣＰとを含有することを特徴とする請求項３に記載の
   方法。
5. 【請求項５】 ポリオレフィンがポリプロピレンである
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載
   の方法。
6. 【請求項６】 ＬＣＰとポリオレフィンとの粘度比が剪
   断応力１０〜５０ｋＰａにおいて０．５〜６であること
   を特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の方
   法。
7. 【請求項７】 ＬＣＰとポリオレフィンとの粘度比が１
   〜４であることを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 【請求項８】 剪断応力下での加工を押出機において行
   なうことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に
   記載の方法。
9. 【請求項９】 押出機が多孔押出ヘッドを具備してお
   り、その結果融合マルチフィラメントストランドが得ら
   れることを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 【請求項１０】 ポリオレフィンを少なくとも１個の極
    性基を有する少なくとも１種の分子によって改質するこ
    とを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の
    方法。
11. 【請求項１１】 少なくとも１個の極性基を有する分子
    を脂肪族もしくは芳香族不飽和カルボン酸またはその誘
    導体とすることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
12. 【請求項１２】 前記カルボン酸またはその誘導体をマ
    レイン酸無水物及び３−アジドスルホニル安息香酸の中
    から選択することを特徴とする請求項１１に記載の方
    法。
13. 【請求項１３】 （ａ）ポリオレフィン及びＬＣＰを押
    出機に供給する段階と、（ｂ）ＬＣＰの固相−ネマチッ
    ク相転移温度より１〜１０℃高い温度で剪断応力下に加
    工する段階と、（ｃ）押出機を離れた高温の複合材料ス
    トランドを直ちに水浴中で急冷し、その際水浴の後段に
    配置した巻き取りロールによって引き伸ばし応力を付加
    する段階と、場合によっては（ｄ）このようにして得ら
    れる自己強化複合材料ストランドをペレット化する段階
    とを含むことを特徴とする請求項１から１２のいずれか
    １項に記載の方法。