TW201402299A

TW201402299A - 液晶高分子之射出成形體及其製造方法

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Publication number: TW201402299A
Application number: TW102109300A
Authority: TW
Inventors: Satoshi Sekimura; Hiroshi Harada
Original assignee: Sumitomo Chemical Co
Priority date: 2012-03-28
Filing date: 2013-03-15
Publication date: 2014-01-16
Also published as: TWI574814B; CN103360729B; CN103360729A; JP2013203908A; JP5979534B2

Abstract

本發明課題為提供一種艾氏衝撃強度高的射出成形體及其製造方法。解決手段為一種射出成形體，其係由含有液晶高分子與中心粒徑未滿10μm的球狀填料的液晶高分子組成物所形成之射出成形體，並且滿足該射出成形體中的球狀填料所關連的特定關係式；以及一種上述射出成形體之製造方法，其係由將上述液晶高分子組成物在由特定式所定義的射出加速度為1,000~25,000mm/sec2且在金屬模具入口的射出壓力的最大值為5~150MPa的條件下射出之步驟所構成。

Description

液晶高分子之射出成形體及其製造方法

本發明關於一種由液晶高分子組成物所形成之艾氏衝撃強度的優異的射出成形體、及其製造方法。

在熔融狀態表現出液晶性的液晶高分子，係具有：分子骨架剛直，在熔融時會表現出液晶性，在剪切流動時或延伸流動時分子鏈會發生配向這樣的特徵。基於這些特徵，液晶高分子在如射出成形、擠出成形、充氣成形及吹塑成形等般的熔融成形之中，會表現出優異的流動性，可產生機械物性優異的成形體。特別是芳香族系液晶高分子，在成形時的流動性或化學的安定性優異，具有由剛直的分子骨架所產生的高耐熱性．高強度．高剛性，因此作為需要輕薄短小化的工程塑膠是有用的。芳香族系液晶高分子特別是可供給至表面實裝步驟，在(1)具有薄的部位的電子、電機零件、(2)在高溫下使用的用途(例如高功率且高容量的電子、電機零件、或汽車構件)是有用的。為了供應至這種用途，希望能提升液晶高分子成形體的耐衝撃性，尤其是艾氏(Izod)衝撃強度。

關於艾氏衝撃強度的提升，在日本特開2011-63699號公報中，揭示了一種方法，其係製造由含有液晶聚酯、一次粒徑為0.1~1μm的不定形或球狀粉體與平均粒徑為20~300μm的板狀、纖維狀或球狀填充劑之液晶聚酯組成物所形成之艾氏衝撃強度提升的成形體。

另外，在國際公開第2007/129437號中揭示了一種方法，其係製造由含有熱塑性樹脂、平均粒徑為0.01~100μm的無機填料、水溶性聚酯樹脂黏結劑、及總體密度為0.4~1.5g/ml的顆粒狀無機填料的樹脂組成物所形成之艾氏衝撃強度提升的成形體。

[先前技術文獻] [專利文獻]

但是，日本特開2011-63699號公報所記載的製造方法所得到的成形體，會有艾氏衝撃強度不足的問題點。另外，國際公際第2007/129437號所記載的製造方法所得到的成形體，會有艾氏衝撃強度不足的問題點；以及以水溶性聚酯樹脂黏結劑為必須成分這樣的在成分方面的問題點。

本發明鑑於上述狀況而完成，課題提供一種艾氏衝撃強度高的射出成形體，其係由液晶高分子組成物所形成；及其製造方法。

本發明為一種射出成形體，其係由含有液晶高分子與中心粒徑未滿10μm的球狀填料的液晶高分子組成物所形成，並滿足下式：1.5×10⁵≦[該射出成形體1cm³中的球狀填料的總體積/每一個球狀填料的平均體積]≦4.0×10⁶。

上式中的[該射出成形體1cm³中的球狀填料的總體積/每一個球狀填料的平均體積]之比，在以下稱為「球狀填料的體積比」。

在本發明中，上述液晶高分子係以液晶聚酯為佳。

在本發明中，上述液晶聚酯，以該液晶聚酯所含有的全部重覆單元的合計量為100單元，宜為含有來自對羥基安息香酸的重覆單元30單元以上。

本發明另外還為上述射出成形體之製造方法，其係將含有液晶高分子與中心粒徑未滿10μm的球狀填料的液晶高分子組成物在由下式所定義的射出加速度為1,000~25,000mm/sec²，金屬模具入口的射出壓力的最大值為5~150MPa的條件下射出而成：射出加速度=射出速度的最大值/由射出開始至到達該最大值的時間。

在本發明中，在上述射出時，液晶高分子組成物的溫度，係以在比該液晶高分子組成物的流動起始溫度高20 ℃的溫度與比該液晶高分子組成物的流動起始溫度高80℃的溫度之間的溫度為佳。

在本發明中，上述金屬模具的溫度係以在80℃與比上述液晶高分子組成物的流動起始溫度低100℃的溫度之間的溫度為佳。

依據本發明可提供一種射出成形體，其係由液晶高分子組成物所形成，且艾氏衝撃強度高；及提供其製造方法。

本發明的特徵為「球狀填料之中心粒徑未滿10μm」的條件與「射出成形體滿足上式」的條件的組合。藉由此組合，可得到艾氏衝撃強度高的射出成形體。

本發明中的液晶聚酯宜為在熔融狀態表現出液晶性的液晶聚酯，450℃以下的溫度熔融的液晶聚酯。液晶聚酯可為液晶聚酯醯胺，亦可為液晶聚酯醚、液晶聚酯碳酸酯、液晶聚酯醯亞胺。液晶聚酯宜為僅使用芳香族化合物作為原料單體而成的全芳香族液晶聚酯。

液晶聚酯的典型例子，可例示以下的(I)、(II)、(III)及(IV)：(I)使芳香族羥基羧酸、芳香族二羧酸與選自芳香族二醇、芳香族羥基胺及芳香族二胺所構成之群中至少1種化合物聚合(縮聚合)而成的液晶聚酯；(II)使多種芳香族羥基羧酸聚合而成的液晶聚酯；(III)使芳香族二羧酸與選自芳香族二醇、芳香族羥基胺及芳香族二胺所構成之群中的至少一種化合物聚合而成的液晶聚酯；以及(IV)使如聚對苯二甲酸乙二酯般的聚酯與芳香族羥基羧酸聚合而成的液晶聚酯。

上述芳香族羥基羧酸、芳香族二羧酸、芳香族二醇、芳香族羥基胺及芳香族二胺的一部分或全部各自獨立，亦可為可與該等進行聚合的衍生物。

可與如芳香族羥基羧酸及芳香族二羧酸般的具有羧基的化合物聚合的衍生物，可例示將羧基轉換為烷氧羰基或芳香氧基羰基而成的酯、將羧基轉換為鹵代甲醯基而成的酸鹵化物、及將羧基轉換為醯氧基羰基而成的酸酐。

可與如芳香族羥基羧酸、芳香族二醇及芳香族羥基胺般的具有羥基的化合物聚合的衍生物，可例示使羥基發生醯基化而轉換為醯氧基而成的醯基化合物。

可與如芳香族羥基胺及芳香族二胺般的具有胺基的化合物聚合的衍生物，可例示使胺基發生醯基化而轉換為醯胺基而成的醯基化合物。

液晶聚酯宜為具有由下式(1)所表示的重覆單元(以下稱為「重覆單元(1)」)，較佳為具有重覆單元(1)、由下式(2)所表示之重覆單元(以下稱為「重覆單元(2)」)與由下式(3)所表示之重覆單元(以下稱為「重覆單元(3)」)： (1)-O-Ar¹-CO-

(2)-CO-Ar²-CO-

(3)-X-Ar³-Y-

(4)-Ar⁴-Z-Ar⁵-

式中，Ar¹表示伸苯基、伸萘基或伸聯苯基：Ar²及Ar³各自獨立，表示伸苯基、伸萘基、伸聯苯基或上式(4)所表示之基；X及Y各自獨立，表示氧原子或亞胺基(-NH-)；Ar¹、Ar²及Ar³中的一個以上的氫原子各自獨立，亦可經鹵素原子、烷基或芳香基取代；Ar⁴及Ar⁵各自獨立，表示伸苯基或伸萘基；Z表示氧原子、硫原子、羰基、磺醯基或亞烷基。

前述鹵素原子可例示氟原子、氯原子、溴原子及碘原子。前述烷基可例示甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、正庚基、正己基、2-乙基己基、正辛基、正壬基及正癸基，其碳數宜為1~10。前述芳香基可例示苯基、鄰甲苯基、間甲苯基、對甲苯基、1-萘基及2-萘基，其碳數宜為6~20。在Ar¹、Ar²及Ar³中的一個以上的氫原子經這些基團取代的情況，其取代數，每一個構成Ar¹、Ar²或Ar³的基團各自獨立，宜為2個以下，較佳為1個。

前述亞烷基可例示亞甲基、亞乙基、異亞丙基、正亞丁基及2-乙基亞己基，其碳數宜為1~10。

重覆單元(1)為來自如芳香族羥基羧酸般的化合物的重覆單元。重覆單元(1)宜為來自對羥基安息香酸的Ar¹為對伸苯基的重覆單元；或來自6-羥基-2-萘甲酸的Ar¹為2,6-伸萘基的重覆單元。

重覆單元(2)為來自如芳香族二羧酸般的化合物的重覆單元。重覆單元(2)宜為來自對苯二甲酸的Ar²為對伸苯基的重覆單元；來自異酞酸的Ar²為間伸苯基的重覆單元；來自2,6-萘二甲酸的Ar²為2,6-伸萘基的重覆單元；或來自二苯醚-4,4'-二羧酸的Ar²為二苯醚-4,4'-二基的重覆單元。

重覆單元(3)為來自如芳香族二醇、芳香族羥基胺或芳香族二胺般的化合物的重覆單元。重覆單元(3)宜為來自氫醌、對胺基酚或對苯二胺的Ar³為對伸苯基的重覆單元；或來自4,4'-二羥基聯苯、4-胺基-4'-羥基聯苯或4,4'-二胺基聯苯的Ar³為4,4'-伸聯苯基的重覆單元。

液晶聚酯中重覆單元(1)的含量，以液晶聚酯中之全部重覆單元的合計量為100單元，宜為30單元以上，較佳為30~80單元、更佳為40~70單元，特佳為45~65單元。

重覆單元(2)的含量，以液晶聚酯中的全部重覆單元的合計量為100單元，宜為35單元以下，較佳為10~35單元，更佳為15~30單元，特佳為17.5~27.5單元。

重覆單元(3)的含量，以液晶聚酯中全部的重覆單元的合計量為100單元，宜為35單元以下，較佳為10~35單元，更佳為15~30單元，特佳為17.5~27.5單元。

若重覆單元(1)的含量在30單元以上，則液晶聚酯之熔融流動性、耐熱性及強度．剛性容易提升，而若超過80單元，則液晶聚酯之熔融溫度或熔融黏度容易變高，其結果，成形所必要的溫度容易變高。

液晶聚酯宜為以構成液晶聚酯的全重覆單元的合計量為100單元，具有來自對羥基安息香酸的重覆單元(1)30單元以上的液晶聚酯。

重覆單元(2)的含量與重覆單元(3)的含量的比例，表示前者與後者的比，宜為0.9/1.0~1.0/0.9，較佳為0.95/1.00~1.00/0.95，更佳為0.98/1.00~1.00/0.98。

液晶聚酯中之重覆單元(1)~(3)，分別為1種重覆單元或2種以上的重覆單元的組合。液晶聚酯亦可含有重覆單元(1)~(3)以外的其他重覆單元。其他重覆單元的含量，以液晶聚酯中的全部重覆單元的合計量為100單元，宜為10單元以下，較佳為5單元以下。

從降低液晶聚酯的熔融黏度的觀點看來，以液晶聚酯所含有的重覆單元(3)的至少一部分為X及Y皆為氧原子的重覆單元(亦即來自芳香族二醇的重覆單元)為佳，以全部重覆單元(3)為來自芳香族二醇的重覆單元為較佳。

從操作性良好地製造耐熱性或強度．剛性高的高分子量的液晶聚酯的觀點看來，液晶聚酯合適的製造方法係由使上述原料單體熔融聚合，而製造聚合物(以下稱為「預聚物」)之步驟；及使預聚物固相聚合之步驟所構成之製造方法。該熔融聚合亦可在觸媒的存在下進行。該觸媒可例示如醋酸鎂、醋酸亞錫、四丁基鈦酸酯、醋酸鉛、醋酸鈉、醋酸鉀及三氧化銻般的金屬化合物；以及如4-(二甲基胺基)吡啶及1-甲基咪唑般的含氮雜環式化合物。其中以含氮雜環式化合物為佳。

液晶聚酯的流動起始溫度宜為270℃以上，較佳為270~400℃、更佳為280~380℃。若流動起始溫度為270℃以上，則液晶聚酯的耐熱性或強度．剛性容易提升。若流動起始溫度超過400℃，則液晶聚酯之熔融溫度或熔融黏度變高，其結果，液晶聚酯的成形溫度容易變高。

流動起始溫度，亦稱為flow temperature或流動溫度，並且是作為液晶聚酯的分子量的指標的溫度。流動起始溫度係使用毛細管流變儀，使液晶聚酯在9.8MPa(100kg/cm²)的荷重下，以4℃/分鐘的速度昇溫，同時熔融，由內徑1mm及長度10mm的噴嘴擠出時呈現4,800Pa．s(48,000泊)的黏度時的溫度(參照小出直之編，「液晶聚合物合成．成形．應用」、CMC股份有限公司，1987年6月5日，p.95)。液晶聚酯以外的液晶高分子、或含有液晶高分子的組成物的流動起始溫度，亦可藉由與上述同樣的方法作測定。

本發明中的球狀填料，意指不會在特定方向擴張的粒狀填料的填料，並非意指如纖維狀填料、板狀填料及短冊狀填料般會在特定方向擴張的填料。球狀填料的平均球形度宜為3以下，較佳為1~2、更佳為1.0~1.5，特佳為1.0~1.2。

平均球形度可藉由以下的步驟求得： (1)由多個填料所構成的球狀填料之中隨機採取30個填料；(2)對於所採取的各填料的最大長(D1)與最小長(D2)，藉由如萬能投影機或高倍率立體顯微鏡般的機器作測定；(3)分別對於所測得的D1及D2，計算出D1/D2之比(將此比值稱為「球形度」)；(4)將所計算出的30個球形度的平均值定為球狀填料的平均球形度。

本發明中之液晶高分子組成物中的球狀填料之中心粒徑宜為未滿10μm且在9μm以下。中心粒徑意指中位數粒徑D50，在粒徑兩極化時，意指兩者互為等量的數值。若中心粒徑為10μm以上，則射出成形體之艾氏衝撃強度不易變高。從液晶高分子組成物的熔融黏度降低，流動性提升的觀點看來，中心粒徑的下限值宜為1μm以上。

球狀填料可例示由如玻璃珠、玻璃粉及中空玻璃般的玻璃所構成之填料；高嶺土；黏土；蛭石；如矽酸鈣、矽酸鋁、長石粉、酸性白土、蠟石黏土、絹雲母、矽線石、膨土、板岩粉及矽烷般的矽酸鹽；如碳酸鈣、白堊粉、碳酸鋇、碳酸鎂及白雲石般的碳酸鹽；如重晶石粉、硫酸鋇粉(Blanc Fixe)、沉降性硫酸鈣、燒石膏及硫酸鋇般的硫酸鹽；如水合氧化鋁等的氫氧化物；氧化鋁、氧化銻、氧化鎂、氧化鈦、鋅華、二氧化矽、矽砂、石英、白碳及矽藻土般的氧化物；如二硫化鉬般的硫化物；如金屬粉粒體；氟樹脂般的有機高分子；由如溴化二苯醚般的低分子量的有機化合物結晶所構成之填料。其中，玻璃珠或中空玻璃為佳。本發明中的球狀填料為1種球狀填料或2種以上的球狀填料的組合。本發明中的球狀填料亦包括高寬比小的粉粒體。

前述式所關連之「球狀填料的體積比」之值為1.5×10⁵~4.0×10⁶、宜為2.0×10⁵~2.0×10⁶。若此體積比之值在1.5×10⁵以上，則(1)液晶高分子組成物之射出成形的安定性提升，(2)液晶高分子組成物之射出成形時之流動性提升，(3)射出成形變得良好，(4)射出成形體之機械特性提升。若此體積比之值在4.0×10⁶以下，則射出成形體之艾氏衝撃強度變高。

上述「球狀填料的體積比」，相當於射出成形體1cm³中所含有的平均體積所規定的球狀填料的個數。藉由將這樣的個數範圍如上述般作設定，與例如不考慮球狀填料的體積而設定球狀填料的個數的範圍的情況不同，並不會成為艾氏衝撃強度低的成形體。

液晶高分子組成物中的球狀填料的含量以因應球狀填料的中心粒徑來調節為更佳。例如中心粒徑未滿5μm的情況，前述「球狀填料的體積比」之值宜為4.5×10⁵~4.0×10⁶，較佳為5.0×10⁵~2.0×10⁶。另外，在中心粒徑為5μm以上且未滿10μm的情況，「球狀填料的體積比」之值宜為1.5×10⁵~1.0×10⁶，較佳為2.0×10⁵~5.5×10⁵。

前述式中「射出成形體1cm³中的球狀填料的總體積」，可藉由以下的步驟所構成之方法求得： (1)求得射出成形體之體積、及射出成形體中之液晶高分子或球狀填料的總體積；(2)計算出在球狀填料的總體積中射出成形體所占的體積；(3)將此比換算成每1cm³的射出成形體之值。

步驟(1)所關連之「射出成形體之體積」，可藉由基於阿基米德原理的方法求得射出成形體之比重，由此比重與射出成形體的重量來計算。

步驟(1)所關連之「射出成形體中液晶高分子及球狀填料各自占的體積」，可藉由基於阿基米德原理的方法求得液晶高分子及球狀填料各自的比重，接下來，由該比重與在液晶高分子組成物中液晶高分子及球狀填料各自的摻合比例來計算。

前述式中「每一個球狀填料的平均體積」，可例如將球狀填料的形狀視為正球體，由球狀填料的中心粒徑來計算。

本發明中之液晶高分子組成物，亦可含有球狀填料以外的其他成分，如填充材、添加劑，以及與液晶高分子相異的高分子化合物之中的1種或2種以上的組合。

上述填充材可例示纖維狀填充材、板狀填充材及粒狀填充材。

上述填充材為無機填充材或有機填充材。

上述纖維狀無機填充材可例示玻璃纖維；如聚丙烯腈系碳纖維及瀝青系碳纖維般的碳纖維；如二氧化矽纖維、氧化鋁纖維及二氧化矽氧化鋁纖維般的陶瓷纖維；如鈦酸鉀晶鬚、鈦酸鋇晶鬚、矽灰石晶鬚、硼酸鋁晶鬚、氮化矽晶鬚及碳化矽晶鬚般的晶鬚；以及如不銹鋼纖維般的金屬纖維。

上述纖維狀有機填充材可例示聚酯纖維及芳綸纖維。

上述板狀無機填充材可例示滑石、雲母(例如白雲母、金雲母、氟金雲母及四矽雲母)、石墨、矽灰石、玻璃碎片、硫酸鋇及碳酸鈣。

上述粒狀無機填充材可例示二氧化矽、氧化鋁、氧化鈦、氮化硼、碳化矽及碳酸鈣。

填充材的含量，相對於液晶高分子100質量份宜為100質量份以下。

上述添加劑可例示抗氧化劑、熱安定劑、紫外線吸收劑、抗靜電劑、界面活性劑、阻燃劑、潤滑劑、脫模劑及著色劑。添加劑的含量，相對於液晶高分子100質量份宜為5質量份以下。

上述高分子化合物可例示如聚丙烯、聚醯胺、聚酯、聚碸、聚苯硫醚、聚醚酮、聚碳酸酯、聚苯醚及聚醚醯亞胺般的熱塑性樹脂；以及如酚樹脂、環氧樹脂、聚醯亞胺樹脂及氰酸酯樹脂般的熱硬化性樹脂。該高分子化合物的含量，相對於液晶高分子100質量份宜為20質量份以下。

本發明中之液晶高分子組成物，宜藉由將液晶高分子、球狀填料與任意的其他成分以擠出機熔融混練，擠出成粒狀來製造。擠出機宜為具備缸體、配置於缸體內的1根以上的螺桿與設置於缸體的一處以上的供給口的擠出機，進一步而言較佳為在缸體的一處以上具備通氣部的擠出機。

本發明之製造方法中的射出速度，可藉由例如示波器進行觀測而求得。若射出加速度為1,000mm/sec²以上，則所得到的射出成形體的表面性質與熔接部的強度提升。射出加速度的上限值為25,000mm/sec²，並不是非常大的值，因此沒有必要使用特殊的射出成形機，所以本發明具有泛用性。

上述「表面性質」意指射出成形體的表面所觀察到的損壞或流痕的發生的程度，發生的程度愈低愈好。上述「熔接部」意指將液晶高分子組成物壓入射出成形金屬模具，兩個以上的熔流在金屬模具內匯合時，匯合的部位因為熔接而在射出成形體中一體化的部位。熔接部的典型例子為具有開口部的射出成形體的熔接部。藉由提升熔接部的強度，可提升射出成形體的艾氏衝撃強度，而提升耐衝撃性。

本發明之製造方法中，金屬模具入口的射出壓力之最大值為5~150MPa。射出壓力例如可由壓力波形讀取而求得。

若射出壓力為5MPa以上，則射出成形體的表面性質與熔接部之強度提升。若射出壓力在150MPa以下，則射出成形體中溢料的發生受到抑制，進一步而言，射出成形體變得容易由金屬模具脫模，其結果，伴隨著脫模時射出成形體的變形所發生的熔接部破裂也會受到抑制。

在本發明之製造方法之中，宜藉由上述方法求得液晶高分子組成物的流動起始溫度之後，在射出時，將液晶高分子組成物的溫度(熔融狀態的液晶高分子組成物的實際溫度)定為在比流動起始溫度高20℃的溫度與比流動起始溫度高80℃的溫度之間的溫度，將液晶高分子組成物射出。從提升熔接部的強度與成形性的觀點看來，此溫度範圍係以在比流動起始溫度高25℃的溫度與比流動起始溫度高60℃的溫度之間的溫度為較佳。

若液晶高分子組成物的溫度在「比流動起始溫度高20℃的溫度」以上，則所得到的射出成形體的表面的損壞受到抑制，表面性質提升，熔接部的強度亦提升。若液晶高分子組成物的溫度在「比流動起始溫度高80℃的溫度」以下，則射出成形機內的液晶高分子組成物之滯留受到抑制，所以，射出成形機內的液晶高分子組成物之分解受到抑制，其結果，射出成形體的表面性質提升。進一步而言，在將射出成形體由金屬模具脫模時，熔融狀態的液晶高分子組成物由噴嘴的流出會受到抑制，其結果，射出成形體的生產性提升。

在本發明之製造方法中，從提升所得到的射出成形體的表面性質的觀點看來，金屬模具的溫度宜為80℃以上。金屬模具的溫度的上限值宜因應液晶高分子組成物的種類適當地調整，從防止液晶高分子組成物分解的觀點看來，宜為比液晶高分子組成物的流動起始溫度低50℃的溫度。該上限值可縮短成形後的金屬模具的冷卻時間，因此生產性提升。進一步而言，射出成形體容易由金屬模具脫模，因此射出成形體的變形受到抑制。更進一步而言，金屬模具彼此的咬合提升，因此金屬模具開閉時，射出成形體的破損受到抑制。從更顯著得到這些效果的觀點看來、金屬模具的溫度係以在80℃與比液晶高分子組成物的流動起始溫度低100℃的溫度之間的溫度為佳，在100℃與比液晶高分子組成物的流動起始溫度低100℃的溫度之間的溫度為較佳，130℃與比液晶高分子組成物的流動起始溫度低100℃的溫度為更佳。

在本發明之製造方法之中，將用以決定較實用的射出成形條件的方法例示如下。在此方法之中，(1)以任意的平板狀射出成形體作為標準成形體，(2)改變射出成形條件，將標準成形體射出成形，(3)對所得到的各標準成形體的熔接部的彎曲強度作測定，(4)基於此結果，將射出成形條件最適化。

用來將射出成形條件的其中一個「金屬模具的溫度」最適化的方法，可例示由以下的步驟所構成之方法：(1)將射出時的液晶高分子組成物的溫度定在適合的範圍(例如在液晶高分子組成物的比流動起始溫度高20℃的溫度與液晶高分子組成物的比流動起始溫度高80℃的溫度之間的溫度)；(2)將射出加速度定在1,000~25,000mm/sec²； (3)將金屬模具入口的射出壓力的最大值定在5~150MPa；(4)將金屬模具的溫度定在80℃；(5)射出成形，製作出標準成形體；(6)由標準成形體切出具有熔接部的測試片；(7)測定熔接部的彎曲強度；(8)如果有必要，例如以表面粗糙度計測定粗糙度，評估射出成形體的表面性質；(9)另外，將金屬模具的溫度設定在80℃以上的特定的溫度，進行上述步驟(5)~(7)或(8)；(10)進一步將金屬模具的溫度設定在80℃以上的各種特定的溫度，進行上述步驟(5)~(8)；(11)再進一步將金屬模具的溫度設定在80℃以下的各種特定的溫度，進行上述(5)~(8)的步驟；(12)由以上所得到的射出成形體的熔接部的強度與表面性質的評估結果，將金屬模具的溫度最適化。

藉由與上述同樣的方法，可輕易地將「射出時的液晶高分子組成物的溫度」、「射出加速度」、「金屬模具入口的射出壓力的最大值」最適化。

藉由上述方法，決定實用的射出成形條件之後，將金屬模具變更為用以得到目標的射出成形體的金屬模具來進行射出成形。

本發明中之射出成形體的熔接部的彎曲強度宜為15MPa以上，較佳為20MPa以上，更佳為25MPa以上。

如果可進行目標的射出成形體本身的熔接部的強度測定與表面性質評估，則可將上述方法的「標準成形體」變更為「目標的射出成形體」而決定實用的射出成形條件。

本發明所關連之射出成形體的「球狀填料的中心粒徑」及「球狀填料的體積比」分別滿足特定數值，因此艾氏衝撃強度優異。此艾氏衝撃強度，可藉由調節構成液晶高分子組成物的各成分的摻合比例，來設定，宜定在500J/m以上，較佳為600J/m以上。

本發明所關連之射出成形體，適合於需要高耐熱性、高強度及高剛性的各種製品或零件。製品或零件可例示如光拾取器繞線架及變壓器繞線架般的繞線架；如繼電器外殼、繼電器底座、繼電器線軸及繼電器銜鐵般的繼電器零件；如燈具反光板及LED反光板般的反光板；如加熱器支架般的支架；如揚聲器振動膜片般的振動膜片；如複印機用分離爪及印表機用分離爪般的分離爪；如小型相機般的相機的模組零件；開關零件；馬達零件；偵測器零件；硬碟機零件；如烤皿般的餐具；車輛零件；如航空機零件；以及半導體元件用密封構件及線圈用密封構件般的密封構件。

[實施例]

以下基於實施例對本發明作說明，然而本發明不受這些實施例所限定。

製造例1(液晶聚酯的製造)

在具備攪拌裝置、扭力計、氮氣導入管、溫度計及回流冷卻器的反應器中，加入對羥基安息香酸994.5g(7.2莫耳)、對苯二甲酸299.0g(1.8莫耳)、異酞酸99.7g(0.6莫耳)，4,4'-二羥基聯苯446.9g(2.4莫耳)、醋酸酐1347.6g(13.2莫耳)與1-甲基咪唑0.194g，在氮氣流下攪拌，同時花費30分鐘由室溫昇溫至145℃，在145℃下回流1小時。接下來，將副生成的醋酸及未反應的醋酸酐餾除，同時花費2小時50分鐘由145℃昇溫至320℃，在320℃下保持1小時之後，由反應器將內容物取出，冷卻至室溫。以粉碎機將所得到的固體物粉碎，得到粉末狀預聚物。此預聚物的流動起始溫度為261℃。接下來，使此預聚物在氮氣環境下花費1小時由室溫昇溫至250℃，花費5小時由250℃昇溫至285℃，在285℃下保持3小時，藉此使其固相聚合之後冷卻，而得到粉末狀液晶聚酯。此液晶聚酯的流動起始溫度為327℃。

上述流動起始溫度，是使用島津製作所公司製的流動試驗儀CFT-500型，在安裝了具有內徑1mm及長度10mm的噴嘴的模具的缸體中填充約2g的樣品，在9.8MPa(100kg/m)的荷重下，以4℃/分鐘的速度昇溫，同時使樣品熔融而由噴嘴擠出，測定呈現4,800Pa．s(48,000泊)的黏度時的溫度。

製造例2(液晶聚酯組成物之製造)

分別將製造例1所得到的液晶聚酯與下述球狀填料 GB1~GB5以表1的實施例1及比較例1~4所示的摻合比例混合。分別將所得到的混合物，使用池貝鐵工股份有限公司製的雙軸擠出機「PCM-30」，以缸體溫度340℃進行造粒，得到液晶聚酯組成物的顆粒。將所得到的顆粒的流動起始溫度的測定結果揭示於表1。

GB1：Potters-Ballotini公司製的玻璃珠「EGB731-PN」、中心粒徑20μm(製造商公開)

GB2：Potters-Ballotini公司製的玻璃珠「EGB210」、中心粒徑18μm(製造商公開)

GB3：Potters-Ballotini公司製的玻璃珠「EMB20」、中心粒徑10μm(製造商公開)

GB4：Potters-Ballotini公司製的玻璃珠「EMB10」、中心粒徑5μm(製造商公開)

GB5：Unitika公司製的玻璃珠「UB26E」(製造商公開粒徑：中心粒徑75μm)

實施例1及比較例1~4

將上述所得到的液晶聚酯組成物的各顆粒在120℃下乾燥3小時之後，以日精樹脂工業公司製的射出成形機「UH-1000型」，在表1所示的條件下射出成形，製作出3.2mm×12.7mm×127mm的射出成形體。以示波器測量金屬模具入口的射出壓力的最大值(亦稱為「衝撃壓」)及Attack時間。對於所得到的射出成形體的艾氏衝撃強度及前述「球狀填料的體積比」作測定。將結果揭示於表1。

由表1明顯可知，滿足球狀填料的中心粒徑未滿10μm，球狀填料的體積比為1.5×10⁶≦球狀填料的體積比≦4.0×10⁶的關係式的實施例1的射出成形體，係具有高艾氏衝撃強度與優異的耐衝撃性。

相對於此，球狀填料的中心粒徑大於10μm且球狀填料的體積比不滿足上述關係式的比較例1~4之射出成形體全部具有低艾氏衝撃強度與不佳的耐衝撃性。

Claims

一種射出成形體，其係由含有液晶高分子與中心粒徑未滿10μm的球狀填料的液晶高分子組成物所形成，並滿足下式：1.5×10⁵≦[該射出成形體1cm³中的球狀填料的總體積/每一個球狀填料的平均體積]≦4.0×10⁶。
如申請專利範圍第1項之射出成形體，其中該液晶高分子為液晶聚酯。
如申請專利範圍第2項之射出成形體，其中將該液晶聚酯所含有的全部重覆單元的合計量定為100單元，該液晶聚酯係含有來自對羥基安息香酸的重覆單元30單元以上。
一種如申請專利範圍第1項之射出成形體之製造方法，其係由將含有液晶高分子與中心粒徑未滿10μm的球狀填料的液晶高分子組成物在由下式所定義的射出加速度為1,000~25,000mm/sec²且在金屬模具入口的射出壓力的最大值為5~150MPa的條件下射出所構成：射出加速度=射出速度的最大值/由射出開始至到達該最大值的時間。
如申請專利範圍第4項之製造方法，其中射出時之該液晶高分子組成物的溫度係在比該液晶高分子組成物的流動起始溫度高20℃的溫度與比該液晶高分子組成物的流動起始溫度高80℃的溫度之間的溫度。
如申請專利範圍第4項之製造方法，其中該金屬模具的溫度係在80℃與比該液晶高分子組成物的流動起始溫度低100℃的溫度之間的溫度。