TWI599469B - 液晶聚合物模製品及其製造方法 - Google Patents

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Description

液晶聚合物模製品及其製造方法
本發明係關於液晶聚合物模製品及其製造方法。
液晶聚合物，特別是具有熔融晶度的液晶聚合物具有包括硬性分子框架且於熔融時具有介晶，及切變流動和延伸流動時具有分子鏈指向之特徵。由於此些特徵，液晶聚合物於熔融加工(如射出模製、擠壓模製、膨脹模製(inflation molding)或吹氣模製)時具有極佳流動性，且提供機械性質亦極佳的模製品。特別地，芳族液晶聚合物提供的模製品除了於模製時的極佳流動性以外，具有化學安定性和高耐熱性、高強度和高剛性(此源自於硬性分子框架)，並因此可作為要求“輕質”、“薄化”和“降低尺寸”的工程塑膠。其特別可作為各含括用於表面封裝步驟的薄壁部分之電力和電子組件、及於使用時暴於高溫之各具有高輸出和高容量的電力和電子組件、汽車組件等。
但是，液晶聚合物的問題在於所得模製品之熔接部分的強度明顯低，此因各向異性極大和固化速率高之故。此外，熔接部分是指在射出模製的情況中，在模具中熔融流動的二或更多股液晶聚合物因為接頭而熔接的部分。因此，揭示一種使用組成物(其中液晶聚合物與填料(如玻璃纖維)混合以降低各向異性及提高熔接部分的強度)製造模製品之方法。但是，此製法的問題在於未能發揮大幅改 良熔接部分之強度的效果，及模製品表面糙化，造成表面性質受損。
反之，JP-A-3-59067揭示光學各向異聚酯樹脂組成物，即，由特定比的光學各向異性聚酯(其具有特定結構、液晶引發溫度和熔化黏度，作為具有極佳耐熱性、模製性和流動性並亦具有高機械性質(特別是模製品之熔接部分的高強度)的液晶聚合物)和特定比的針狀氧化鈦鬚和/或針狀的硼酸鋁鬚所構成之液晶聚合物組成物。
JP-A-3-281656揭示由特定比的液晶聚酯和特定比的硼酸鋁鬚所構成之液晶聚酯樹脂組成物降低液晶聚酯的各向異性以改良模製品之熔接部分的強度。
但是，JP-A-3-59067和JP-A-3-281656中描述的組成物有著熔接部分的強度不足和，在一些情況中，發生裂紋的情況。另一問題在於表面性質受損，例如，模製品表面上之糙化和明顯的流動痕跡。
發明總論
在前述情況下，進行本發明，其目的係提供一種熔接部分具有高強度且表面性質亦令人滿意的液晶聚合物模製品。
欲達到前述目的，本發明提出一種藉射出模製含有球狀填料的液晶聚合物組成物而製造包括熔接部分之液晶聚合物模製品之方法，其中球狀填料的中心粒徑為60微米 或更低，該方法包括模製以滿足關係：20[熔接部分的厚度/球狀填料的中心粒徑]55。
本發明之製造液晶聚合物模製品之方法中，液晶聚合物較佳地為液晶聚酯。
本發明之製造液晶聚合物模製品之方法中，較佳地，該液晶聚酯所包括之衍生自對-羥基苯甲酸的重複單元的比例係以構成液晶聚酯之所有重複單元總量計為30莫耳%或更高。
本發明之製造液晶聚合物模製品之方法中，較佳地，射出模製係於射出加速(定義為射出速率的最大值除以自開始射出至達到最大值所須的時間)為1,000至25,000毫米/平方秒，及在模具入口之射出壓力的最大值為5至150 MPa的條件下進行。
本發明之製造液晶聚合物模製品之方法中，較佳地，射出模製在液晶聚合物組成物於射出時的溫度調整至[液晶聚合物組成物的開始流動溫度+20℃]或更高且[液晶聚合物組成物的開始流動溫度+80℃]或更低的條件下進行。
本發明之製造液晶聚合物模製品之方法中，較佳地，射出模製時的模具溫度調整至80℃或更高且[液晶聚合物組成物的開始流動溫度-100℃]或更低。
本發明亦提供藉本發明的前述方法而得到之液晶聚合物模製品。
根據本發明，能夠提供熔接部分具有高強度且表面性質令人滿意的液晶聚合物模製品。
下文將詳細說明本發明。
本發明之製造液晶聚合物模製品(下文中有時簡稱為模製品)之方法係針對藉射出模製含有球狀填料的液晶聚合物組成物而製造包括熔接部分之液晶聚合物模製品之方法，其中球狀填料的中心粒徑為60微米或更低，該方法包括模製以滿足關係：20[熔接部分的厚度/球狀填料的中心粒徑]55。本發明之液晶聚合物模製品之特徵在於藉前述方法得到。
在液晶聚合物組成物進行射出模製時，二或更多股液晶聚合物組成物流壓入模具中，造成在模具中接合的情況中，所得模製品的接合點成為因熔接而整體化的熔接部分。觀察到的典型例子係包括開口部分的模製品。即，模製品的開口部分係使用配備用以在內部形成開口部分之構造的模具，藉由令液晶聚合物組成物的熔融物自一個(上游側)朝向另一個(下游側)地壓入模具中的方式形成。因此，壓入模具中的液晶聚合物組成物再度遭遇此構造並藉此分成兩股流體，其在模具中流動。通過構造之後，這兩股流體結合且液晶聚合物組成物因此而環繞此構造。因此，自模具移出的模製品於該構造存在點具有開口部分。此時，熔接部分存在於自開口部分的下游測的點至最下游側(即，外側)。
不須自表面側確認模製品中之熔接部分。但是，在本 發明之模製品中，熔接部分之存在可以藉由使用顯微鏡之類觀察球狀填料在其截面中的分散狀態或排列狀態，或藉由分析液晶聚合物的指向的方式確認。
圖1係根據本發明的一個具體實施例之模製品的透視圖。
圖中所示的模製品1具薄板形狀，其具有開口部分11，亦具有正方形外形和正方形開口部分表面，其彼此類似。開口部分11與模製品1同心。
液晶聚合物組成物之熔融物以圖1箭頭所示方向壓入模具(未示)中，液晶聚合物組成物流體在模具中自上游側朝向下游側流動並充滿和模製，並藉此得到模製品1。
熔接部分12自開口部分11的一部分(液晶聚合物組成物流動方向中的下游點)朝向模製品1的外側(即，液晶聚合物組成物流動方向中的最下游點)延伸。熔接部分12的一端12a與開口部分11重疊。與熔接部分12的一端12a相反的另一端12b與模製品1的外圍部分1c重疊。
可以任意地設定模製品1之開口表面1a和背面1b之外在形式的長度X1和Y1，及模製品1之開口部分11以外的厚度Z1。此處，Z1代表外圍部分1c的厚度。亦可以任意地設定開口部分11的開口表面側的X2和Y2，及厚度Z2。此處，Z1和Z2中之任何者在模製品1中為指定值且可為取決於點而改變的值。此處，Z1和Z2可以彼此相同，且可以彼此不同，且可以根據目的而任意地設定。沿著熔接部分12的表面1a(或背面1b)的長度L1變成(X1- X2)/2。
熔接部分12的厚度是T1且在模製品1中為指定值，且可為取決於點而改變的值。此處，T1代表開口部分11的厚度。此處，T1和Z2彼此相同，且可以彼此不同。T1除以球狀填料的中心粒徑M所得的值，(T1/M)，由20至55，此述於下文中。
模製品1僅作為本發明之液晶聚合物模製品的例子，且本發明之液晶聚合物模製品不限於此。例如，模製品的外在形式和開口部分表面的形狀可以不是四邊形，且可以彼此不相類似。開口部分可以不與模製品同心。熔接部分的其他端亦可以與模製品的外圍部分重疊。開口部分和熔接部分的數目可以不是一。若熔接部分存在，則開口部分的數目可為零(0)。
本發明中，對於液晶聚合物沒有特別的限制，此液晶聚合物較佳地為液晶聚酯。
此液晶聚酯係熔融態中具有介晶的液晶聚酯，且較佳地於450℃或更低溫度熔化。此液晶聚酯亦可為液晶聚酯醯胺、液晶聚酯醚、液晶聚酯碳酸酯、或液晶聚酯醯亞胺。液晶聚酯較佳地為僅使用芳族化合物作為原料單體的全芳族液晶聚酯。
液晶聚酯的典型例子包括：(I)令芳族羥基羧酸、芳族二羧酸、與選自芳族二醇、芳族羥基胺和芳族二胺之至少一種化合物聚合(聚縮合)而得者； (II)令多種芳族羥基羧酸聚合而得者；(III)令芳族二羧酸與選自芳族二醇、芳族羥基胺和芳族二胺之至少一種化合物聚合而得者；(IV)令聚酯(如聚對酞酸乙二酯)與芳族羥基羧酸聚合而得者。其中，可以各自獨立地使用芳族羥基羧酸、芳族二羧酸、芳族二醇、芳族羥基胺和芳族二胺之可聚合的衍生物代替彼等的一部分或全數。
具有羧基的化合物之可聚合的衍生物的例子如芳族羥基羧酸和芳族二羧酸，包括其中的羧基轉化成烷氧羰基或芳氧羰基(酯)者、其中的羧基轉化成鹵甲醯基(酸醯鹵)者、及其中的羧基轉化成醯氧羰基(酸酐)者。
具有羥基的化合物之可聚合的衍生物的例子如芳族羥基羧酸、芳族二醇和芳族羥基胺，包括其中的羥基藉醯化反應(醯化)轉化成醯氧基者。
具有胺基的化合物之可聚合的衍生物的例子如芳族羥基胺和芳族二胺，包括其中的胺基藉醯化反應(醯化)轉化成醯胺基者。
此液晶聚酯較佳地包括下列通式(1)表示的重複單元(下文中有時稱為“重複單元(1)”)，且更佳地包括重複單元(1)、以下列通式(2)表示的重複單元(下文中稱為“重複單元(2)”)、和以下列通式(3)表示的重複單元(下文中稱為“重複單元(3)”)：(1)-O-Ar1-CO-，(2)-CO-Ar2-CO-，和 (3)-X-Ar3-Y-，其中Ar1代表伸苯基、伸萘基或伸聯苯基；Ar2和Ar3各自獨立地代表伸苯基、伸萘基、伸聯苯基或下列通式(4)表示的基團；X和Y各自獨立地代表氧原子或亞胺基；Ar1、Ar2和Ar3中的一或多個氫原子可各自獨立地經鹵原子、烷基或芳基取代，(4)-Ar4-Z-Ar5-其中Ar4和Ar5各自獨立地代表伸苯基或伸萘基；Z代表氧原子、硫原子、羰基、磺醯基或亞烷基。
鹵素原子的例子包括氟原子、氯原子、溴原子和碘原子。
烷基的例子包括甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、二級丁基、三級丁基、正戊基、正己基、正庚基、2-乙基己基、正辛基、正壬基和正癸基，且碳原子數較佳地由1至10。
芳基的例子包括苯基、鄰-甲苯基、間-甲苯基、對-甲苯基、1-萘基和2-萘基，且碳原子較佳地由6至20。
當氫原子經這些基團取代時，Ar1、Ar2或Ar3代表的每一基團中之取代基的數目獨立地較佳地為2或更少，且更佳地為1或更少。
亞烷基的例子包括伸甲基、亞乙基、和異亞丙基、正亞丁基和2-乙基亞己基，且碳原子較佳地由1至10。
重複單元(1)係衍生自預定的芳族羥基羧酸的重複單元。重複單元(1)較佳地為其中的Ar1係對-伸苯基的 重複單元(衍生自對-羥基苯甲酸的重複單元)、或其中的Ar1係2,6-伸萘基的重複單元(衍生自6-羥基-2-萘酸的重複單元)。
重複單元(2)係衍生自預定的芳族二羧酸的重複單元。重複單元(2)較佳地為其中的Ar2係對-伸苯基的重複單元(衍生自對-酞酸的重複單元)、其中的Ar2係間-伸苯基的重複單元(衍生自異酞酸的重複單元)、其中的Ar2係2,6-伸萘基的重複單元(衍生自2,6-萘二羧酸的重複單元)、或其中的Ar2係二苯基醚-4,4’-二基的重複單元(衍生自二苯基醯-4,4’-二羧酸的重複單元)。
重複單元(3)係衍生自預定的芳族二醇、芳族羥基胺或芳族二胺的重複單元。重複單元(3)較佳地為其中的Ar3係對-伸苯基的重複單元(衍生自氫醌、對-胺基酚或對-苯二胺的重複單元)、或其中的Ar3係4,4’-伸聯苯基的重複單元(衍生自4,4’-二羥基聯苯基、4-胺基-4’-羥基聯苯基或4,4’-二胺基聯苯基的重複單元)。
重複單元(1)的含量較佳地為30莫耳%或更高，更佳地為30至80莫耳%，又更佳地為40至70莫耳%，且特別佳地為45至65莫耳%，此係以構成液晶聚酯的所有重複單元總量計(數值中，構成液晶聚酯的各個重複單元質量除以各重複單元的式重以得到對等於各重複單元的物質量(莫耳)，之後將藉此得到的量加總)。
重複單元(2)的含量較佳地為35莫耳%或更低，更佳地為10至35莫耳%，又更佳地為15至30莫耳%，且 特別佳地為17.5至27.5莫耳%，此係以構成液晶聚酯的所有重複單元總量計。
重複單元(3)的含量較佳地為35莫耳%或更低，更佳地為10至35莫耳%，又更佳地為15至30莫耳%，且特別佳地為17.5至27.5莫耳%，此係以構成液晶聚酯的所有重複單元總量計。
隨著重複單元(1)含量的提高，熔流率、耐熱性、強度和剛性獲得改良。但是，當含量過大時，熔融溫度和熔化黏度提高且模製溫度亦提高。
較佳地，此液晶聚酯所包括之衍生自對-羥基苯甲酸的重複單元的比例為30莫耳%或更高，此係以構成液晶聚酯之所有重複單元總量計。
重複單元(2)含量對重複單元(3)含量之比較佳地由0.9/1至1/0.9，更佳地由0.95/1至1/095，且又更佳地由0.98/1至1/0.98，此係以[重複單元(2)含量]/[重複單元(3)含量](莫耳/莫耳)表示。
此液晶聚酯可以各自獨立地包括二或更多種重複單元(1)至(3)。液晶聚酯可以包括重複單元(1)至(3)以外的重複單元，彼等之含量較佳地為10莫耳%或更低，且更佳地為5莫耳%或更低，此係以構成液晶聚酯之所有重複單元總量計。
此液晶聚酯較佳地包括其中的X和Y各自為氧原子者(即，衍生自預定的芳族二醇之重複單元)作為重複單元(3)，且更佳地僅包括其中的X和Y各自為氧原子者 作為重複單元(3)。因此，可能降低液晶聚酯的熔化黏度。
此液晶聚酯較佳係藉由令對應於構成液晶聚酯之重複單元的原料單體熔融聚合，及之後令所得的聚合物(預聚物)進行固相聚合反應而製得。此得以製造具有耐熱性和高強度和剛性及令人滿意的操作性之高分子量液晶聚酯。此熔融聚合反應可以在觸媒存在時進行。此情況中，觸媒的例子包括金屬化合物，如乙酸鎂、乙酸錫、鈦酸四丁酯、乙酸鉛、乙酸鈉、乙酸鉀和三氧化銻；和含氮的雜環化合物，如4-(二甲胺基)吡啶和1-甲基咪唑。這些觸媒中，較佳者係含氮的雜環化合物。
此液晶聚酯的開始流動溫度較佳地為270℃或更高，更佳地由270℃至400℃，且又更佳地由280℃至380℃。隨著開始流動溫度的提高，耐熱性和強度及剛性獲改良。開始流動溫度過高時，熔融溫度和熔化黏度會提高且模製所須溫度提高。
開始流動溫度亦被稱為流動溫度且係使用毛細管流變計，液晶聚酯於加熱速率為4℃/分鐘在9.8 MPa(100公斤/平方公分)載量下加熱而熔化並擠壓通過內徑1毫米、長10毫米的噴嘴時，液晶聚酯之熔化黏度為4,800 Pa．s(48,000泊)的溫度，且此開始流動溫度作為液晶聚酯的分子量指標(請參考“Liquid Crystalline Polymer-Synthesis,Molding and Application”，Naoyuki Koide編輯，p.95，CMC於1987年6片5日發行)。
使用其他的液晶聚合物、或液晶聚合物組成物代替液晶聚酯時，可以前述相同方式測定這些開始流動溫度。
製造液晶聚合物組成物所用的球狀填料係不會在特定方向擴張的粒狀填料，如纖維狀填料、板狀填料和條狀填料，且其平均球度較佳地為3或更低，更佳地由1至2，又更佳地由1至1.5，且特別佳地由1至1.2。此處所謂的平均球度是指球度之平均，其藉由自填料批料中隨機地選擇30個填料，觀察填料，測定各填料的最大長度D1和最小長度D2，及之後定出D1/D2值作為球度的方式得到。觀察可以，例如，藉由使用輪廓投影機投影，或使用高倍數立體顯微鏡進行。
球狀填料的中心粒徑係60微米或更低且，當其超過60微米時，模製品的表面糙化並因此而損及表面性質。球狀填料的中心粒徑較佳地為0.01微米或更高，藉此，模製品的熔接部分的強度更獲改良。就改良熔接部分之強度和表面性質的觀點，球狀填料的中心粒徑較佳地由1至60微米，且又更佳地由10至60微米。
中心粒徑是指中間直徑D50，且是指當粒子直徑被兩極化時，大粒徑粒子的量與小粒徑粒的量相等時的值。
球狀填料的特定例子包括由玻璃製得者，如玻璃珠、玻璃粉末和中空玻璃；和自材料製得者，例如，高嶺土、黏土、蛭石；矽酸鹽，如矽酸鈣、矽酸鋁、長石粉末、酸黏土、蠟石黏土、絹雲母、矽線石、膨潤土、板岩粉末和矽烷；碳酸鹽，如碳酸鈣、刷白料、碳酸鋇、碳酸鎂和白 雲石；硫酸鹽，如鋇氧粉末、硫酸鋇粉、沉澱的硫酸鈣、鈣化的石膏和硫酸鋇；氫氧化物，如水合氧化鋁；氧化物，如氧化鋁、氧化銻、氧化鎂、氧化鈦、氧化鋅、氧化鈣、石英砂、石英、白碳和矽藻土；硫化物，如二硫化鉬；金屬微粒物質；有機聚合物，如氟樹脂；和有機低分子量晶體，如溴化的二苯醚；亦包括縱橫比小的微粒物質。這些球狀填料可以單獨使用或二或更多種併用。這些填料中，玻璃珠和中空玻璃為典型的球狀填料。
對於液晶聚合物組成物的球狀填料含量沒有特別的限制。欲改良熔接部分的表面性質並維持液晶聚合物組成物的流動性且不損及特性(如強度和尺寸安定性)，球狀填料的含量較佳地由1至70質量%。含量調整至下限值或更高時，表面性質和熔接部分的強度更獲改良。當含量調整至上限值或更低時，改良液晶聚合物組成物的流動性且模製性更令人滿意，並因此而改良模製品的機械性質。就有效地改良表面性質和熔接部分的強度並維持令人滿意的模製性之觀點，球狀填料的含量更佳地由20至60質量%，且又更佳地由25至50質量%。
只要不損及本發明之目的，液晶聚合物組成物可含有一或多種其他組份，如球狀填料以外的填料、添加劑和液晶聚合物以外的樹脂。
球狀填料以外的填料可為纖維狀填料、板狀填料、或纖維狀和板狀填料以外的粒狀填料。此填料可為無機填料、或有機填料。
纖維狀無機填料的例子包括玻璃纖維；碳纖維，如以PAN為主的碳纖維和以瀝青為主的碳纖維；陶瓷纖維，如氧化矽纖維、氧化鋁纖維和氧化矽氧化鋁纖維；及金屬纖維，如不銹鋼纖維。其例子亦包括鬚，如鈦酸鉀鬚、鈦酸鋇鬚、矽灰石鬚、硼酸鋁鬚、氮化矽鬚和碳化矽鬚。
纖維狀有機填料的例子包括聚酯纖維和芳醯胺纖維。
板狀無機填料的例子包括滑石、雲母、石墨、矽灰石、玻璃薄片、硫酸鋇和碳酸鈣。雲母可為白雲母、金雲母、氟金雲母、或四矽雲母。
粒狀無機填料的例子包括氧化矽、氧化鋁、氧化鈦、氮化硼、碳化矽和碳酸鈣。
相對於100質量份的液晶聚合物，填料含量較佳地由0至100質量份。
添加劑的例子包括抗氧化劑、熱安定劑、紫外光吸收劑、抗靜電劑、界面活性劑、阻燃劑、潤滑劑、脫模劑和著色劑。
相對於100質量份的液晶聚合物，添加劑含量較佳地由0至5質量份。
液晶聚合物以外的樹脂的例子包括熱塑性樹脂，如聚丙烯、聚醯胺、聚酯、聚碸、聚苯硫醚、聚醚酮、聚碳酸酯、聚苯醚和聚醚醯亞胺；和非對應於液晶聚合物的熱固性樹脂(如酚樹脂、環氧樹脂、聚醯亞胺樹脂和氰酸酯樹脂)。
相對於100質量份的液晶聚合物，液晶聚合物以外的 樹脂之含量較佳地為0至20質量份。
此液晶聚合物組成物較佳地藉由使用擠壓機熔融捏和液晶聚合物、球狀填料和可任意地使用的其他組份，及之後令此經熔融捏和的混合物擠壓成粒的方式製造。作為擠壓機，較佳地使用包括筒身、裝設於筒身的一或多個螺桿、和配備於筒身中的一或多個供應口之擠壓機，及較佳地使用另包括配備於筒身中的一或多個抽氣部分的擠壓機。
本發明之模製品滿足關係：20[熔接部分的厚度/球狀填料的中心粒徑]55，較佳地滿足關係：21.5[熔接部分的厚度/球狀填料的中心粒徑]53.5，且更佳地滿足關係：23[熔接部分的厚度/球狀填料的中心粒徑]52。藉由將前值調整至下限或更高，熔接部分的強度獲改良。此外，液晶聚合物組成物於模製時的流動性獲改良且模製性令人滿意，且模製品的機械性質獲改良。藉由將前值調整至上限或更低，熔接部分的強度獲改良。
本發明之模製品的全厚度不須相同，且模製品較佳地滿足關係：20[模製品的厚度/球狀填料的中心粒徑]55，更佳地滿足關係：21.5[模製品的厚度/球狀填料的中心粒徑]53.5，且又更佳地滿足關係：23[模製品的厚度/球狀填料的中心粒徑]52。藉由將前值調整至下限或更高，液晶聚合物組成物於模製時的流動性獲改良且模製性令人滿意，且模製品的性質(如機械性質)更獲改良。藉由將前值調整至上限或更低，熔接部分的機械強度更獲改良。
液晶聚合物組成物進行射出模製的情況中，模製可以 使用選定之具有所欲形狀的模具(其可控制熔接部分的厚度，使得根據球狀填料的中心粒徑，[熔接部分的厚度/球狀填料的中心粒徑]或在前述範圍中)進行。
液晶聚合物組成物進行射出模製的情況中，將射出速率的最大值Vmax除以自開始射出至達到最大值所須的時間t1(Vmax/t1)而界定射出加速，在一射出模製中，較佳地將其調整在1,000至25,000毫米/平方秒的範圍內。射出速率可以，例如，藉波形偵測器觀察。
藉由將射出加速調整至下限值或更高，模製品的表面性質和熔接部分的強度更獲改良。藉由將其調整至上限值或更低，不須要特殊機械作為射出模製機並因此而可改良多樣性。
液晶聚合物組成物進行射出模製的情況中，在一射出模製中，在模具入口之射出壓力的最大值較佳地調整於5至150 MPa的範圍內。射出壓力可以，例如，由壓力波形得知。
藉由將射出壓力調整至下限值或更高，模製品的表面性質和熔接部分的強度更獲改良。藉由將其調整至上限值或更低，抑制模製中發生黏附物的情況，且亦有助於自模具移出模製品。因此，同時抑制移除模具時之與模製品之變形有關的熔接部分裂紋情況。
本發明中，當液晶聚合物組成物進行射出模製時，射出加速和射出壓力二者較佳地調整至前述範圍內的數值。
液晶聚合物組成物進行射出模製時，較佳地，先藉下 文描述的方法測定液晶聚合物組成物的開始流動溫度，之後，將液晶聚合物組成物於射出時的溫度(液晶聚合物組成物於熔融態時的真實溫度)調整至[液晶聚合物組成物的開始流動溫度+20℃]或更高且[液晶聚合物組成物的開始流動溫度+80℃]或更低。
藉由將溫度調整至下限值或更高，抑制所得模製品的表面糙化情況並藉此更改良表面性質。此外，更改良熔接部分的抑制裂紋效果。藉由將其調整至上限值或較低，留在模製機中的液晶聚合物之分解受到抑制並藉此而更改良模製品的表面性質。此外，在模製之後，自模具移出模製品時，抑制熔融樹脂外流通過噴嘴，並因此而更改良模製品的產量。
就更改良熔接部分的強度和模製性的觀點，液晶聚合物組成物於射出時的溫度較佳地調整至[液晶聚合物組成物的開始流動溫度+30℃]或更高且[液晶聚合物組成物的開始流動溫度+60℃]或更低。
當液晶聚合物組成物進行射出模製時，模具溫度較佳地調整至80℃或更高。因此，所得模製品之表面性質更獲改良。
當液晶聚合物組成物進行射出模製時，較佳地，根據液晶聚合物組成物的種類，適當地調整模具溫度的上限值，以防止液晶聚合物組成物之分解，且更佳地調整至[液晶聚合物組成物的開始流動溫度-50℃]。因此，可以縮短模製品於模製之後的冷卻時間並因此而改良產量。此外， 有助於自模具移出模製品並因此而抑制模製品之變形。此外，由於模具的相互接合獲改良，抑制了模具開啟和閉合時的模製品破裂情況。
由於更顯著地發揮前述效果，模具溫度較佳地調整至80℃或更高且[液晶聚合物組成物的開始流動溫度-100℃]或更低，更佳地調整至100℃或更高且[液晶聚合物組成物的開始流動溫度-100℃]或更低，又更佳地調整至130℃或更高且[液晶聚合物組成物的開始流動溫度-100℃]或更低。
下文將描述用以定出更實際的射出模製條件之方法。本方法中，將任意選擇的平板形模製品視為標準模製品。此標準模製品係藉射出模製法於改變的模製條件下製造，且藉由進行其熔接部份的彎曲強度測試而使射出模製條件最適化。例如，首先，將液晶聚合物組成物於射出時的溫度調整至適當範圍(例如，[液晶聚合物組成物的開始流動溫度+20℃]或更高且[液晶聚合物組成物的開始流動溫度+80℃]或更低)，射出加速調整至適當範圍(例如，1,000至25,000毫米/平方秒)，在模具入口之射出壓力的最大值調整至適當範圍(例如，5至150 MPa)且模具溫度調整至80℃，之後進行射出模製以製造標準模製品。自所得標準模製品切下包括熔接部分的試樣，並於之後進行熔接部分的彎曲強度試驗並測定其強度。此外，藉例如使用表面糙度計測定糙度以評估模製品的表面性質。之後，模具溫度設定於預定溫度80℃或更高並以前述相同方式製 造標準模製品。進行熔接部分的強度測定和模製品的表面性質評估，且於各種溫度重覆此操作。模具溫度設定於預定溫度80℃或更低，並重覆相同操作。如前述者，由熔接部分的強度測定結果及模製品的表面性質評估，可以令模具溫度最適化。此處描述令模具溫度最適化的方法的同時，在射出時，液晶聚合物組成物的溫度、射出加速、和於模具入口之射出壓力的最大值可藉前述相同方式而簡單地最適化。熔接部分的彎曲強度較佳地為15 MPa或更高，更佳地為20 MPa或更高，且又更佳地為25 MPa或更高。
藉前述方法定出實際射出模製條件之後，可以在以用以得到目標模製品的模具代替模具之後，進行模製。
此處已描述使用標準模製品之方法，若熔接部分的強度之測定和模製品的表面性質之評估可在目標模製品上進行時，則可使用此模製品定出實際射出模製條件。
本發明之模製品適用於須具有高耐熱性、高強度和高剛性的各種產品或組件，例如，繞線管，如光學拾波繞線管和變壓器繞線管；繼電器組件，如繼電器盒、繼電器底座、繼電器主澆道和繼電器電樞；反射器，如燈反射器和LED反射器；框架，如加熱器框架；隔膜，如擴音器隔膜；分離爪，如用於影印機的分離爪、和用於印表機的分離爪；包括小型相機之相機的模組組件；切換組件；汽車組件；感知器組件；硬碟驅動組件；食具，如爐具；載具組件；飛機組件；和密封元件，如用於半導體裝置的密封元件、和用於線圈的密封元件。
本發明之模製品中，由於使用球狀填料，抑制表面糙化和流動痕跡形成且表面性質極佳。藉由將球狀填料的中心粒徑限制於取決於熔接部分的厚度之特定範圍內，熔接部分的強度高。如前述者，本發明之模製品不同於慣用模製品之處在於，改良熔接部分的強度且未損及表面性質。
實例
將藉特定實例更詳細地描述本發明。但是，本發明不限於下列實例。藉下列方法測定液晶聚酯的開始流動溫度和液晶聚酯組成物的開始流動溫度。
(液晶聚酯的開始流動溫度和液晶聚酯組成物的開始流動溫度之測定)
使用流量測試機(型號CFT-500，Shimadzu Corporation製造)，約2克液晶聚酯或液晶聚酯組成物充滿具有包括內徑1毫米且長10毫米的噴嘴附接至彼之模具的筒身，液晶聚酯或液晶聚酯組成物於升溫速率4℃/分鐘在載量9.8 MPa(100公斤/平方公分)下熔化並擠壓通過噴嘴，之後測定擠壓物之黏度為4,800 Pa．s(48,000泊)時的溫度。
<液晶聚酯之製造> [製造例1]
在配備攪拌器、扭矩計、氮氣輸入管、溫度計和迴流 冷凝管的反應器中，引入994.5克(7.2莫耳)對-羥基苯甲酸、299.0克(1.8莫耳)對酞酸、99.7克(0.6莫耳)異酞酸、446.9克(2.4莫耳)4,4’-二羥基聯苯、1347.6克(13.2莫耳)乙酸酐和0.194克1-甲基咪唑。於氮氣流下攪拌時，以30分鐘使溫度自室溫提高至145℃且混合物於之後於145℃迴餾1小時。之後，以2小時50分鐘使溫度自145℃提高至320℃並蒸除副產物乙酸和未反應的乙酸酐。維持於320℃ 1小時之後，自反應器取出內容物並於之後冷卻至室溫。所得固體物質藉研磨機研磨以得到粉狀預聚物。此預聚物的開始流動溫度為261℃。之後，藉由在氮氣環境下，以1小時使溫度自室溫提高至250℃，以5小時使此預聚物的溫度自250℃提高至285℃並維持於285℃ 3小時的方式進行固相聚合反應，及之後冷卻而得到粉狀的液晶聚酯(LCP1)。此液晶聚酯的開始流動溫度為327℃。
<液晶聚酯組成物之製造> [製造例2]
製造例1中得到的液晶聚酯(LCP1)與下述填料根據表1中所示組成混合，之後此混合物使用雙螺桿擠壓機(PCM-30，Ikegai Iron Works,Ltd.)於筒身溫度340℃粒化以得到液晶聚酯組成物顆粒。所得顆粒之開始流動溫度(FT：流動溫度)的測定結果示於表1。
(球狀填料)
玻璃珠(GB1)：EGB731-PN(製造商發佈的尺寸：中心粒子尺寸20微米)，Potters-Ballotini Co.,Ltd.製造。
玻璃珠(GB2)：EGB210(製造商發佈的尺寸：中心粒子尺寸18微米)，Potters-Ballotini Co.,Ltd.製造。
玻璃珠(GB3)：EMB20(製造商發佈的尺寸：中心粒子尺寸10微米)，Potters-Ballotini Co.,Ltd.製造。
玻璃珠(GB4)：EMB10(製造商發佈的尺寸：中心粒子尺寸5微米)，Potters-Ballotini Co.,Ltd.製造。
玻璃珠(GB5)：UB26E(製造商發佈的尺寸：中心粒子尺寸75微米)，Unitika Limited製造。
<液晶聚酯模製品之製造> [實例1至3及比較例1至2]
前述得到的液晶聚酯組成物顆粒於120℃乾燥3小時之後，使用射出模製機(型號UH-1,000，Nissei Resin Industry Co.,Ltd.製造)在表1所示條件下製造圖1所示之液晶聚酯模製品(用以評估熔接部分的試樣)。圖1所示各模製品的尺寸如下：X1=Y1=64毫米，Z1=0.5毫米，X2=Y2=38毫米，Z2=T1=0.5毫米。同時，藉波形偵測器測定射出速率、接觸時間和衝擊壓力的最大值(模具入口之射出壓力的最大值)，以定出射出加速。評估所得模製品的表面性質，並藉下列程序測定熔接部分的彎曲強度。其 結果示於表1。此外，模製品的熔接部分的厚度、球狀填料的中心粒徑、和[熔接部分的厚度/球狀填料的中心粒徑]分別示於表1(請見“厚度”、“球狀填料的中心粒徑”和“厚度/中心粒徑”)。
(液晶聚酯模製品的表面性質之評估)
藉肉眼觀察模製品表面的方式評估有或無糙化和流動痕跡存在。
(熔接部分的彎曲強度之測定)
自模製品切下位於其開口部分之下游側處之包括熔接部分的區域(尺寸13毫米×64毫米×0.5毫米的部分)，使用通用試驗機，在跨距40毫米且彎曲速率為2毫米/分鐘的條件下進行三點彎曲試驗，之後測定破裂強度。
由之前的結果明顯看出，實例1至3之模製品的熔接部分具有足夠的強度。表面上未觀察到明顯的糙化或流動痕跡。反之，比較例1至2之模製品的強度不足。以肉眼在表面上觀察到流動痕跡且於流動痕跡部分亦常觀察到表面糙化情況。
本發明可用於各包括薄壁部分的電力和電子組件，及於使用時曝於高溫之各包括高輸出和高容量的電力和電子組件，汽車組件等。
1‧‧‧模製品
1a‧‧‧表面
1b‧‧‧背面
1c‧‧‧外圍部分
11‧‧‧開口部分
12‧‧‧熔接部分
12a‧‧‧端
12b‧‧‧端
X1‧‧‧長度
Y1‧‧‧長度
Z1‧‧‧厚度
X2‧‧‧長度
Y2‧‧‧長度
Z2‧‧‧厚度
T1‧‧‧厚度
L1‧‧‧長度
圖1係透視圖，其說明根據本發明的一個具體實施例之模製品。
1‧‧‧模製品
1a‧‧‧表面
1b‧‧‧背面
1c‧‧‧外圍部分
11‧‧‧開口部分
12‧‧‧熔接部分
12a、12b‧‧‧端
X1、X2‧‧‧長度
Z1、Z2‧‧‧厚度
Y1、Y2‧‧‧長度
L1‧‧‧長度
T1‧‧‧厚度

Claims (7)

  1. 一種藉射出模製含有球狀填料的液晶聚合物組成物而製造液晶聚合物模製品之方法，該模製品包含熔接部分，其中該球狀填料的中心粒徑為10至60微米，該方法包含模製以滿足關係：20[熔接部分的厚度/球狀填料的中心粒徑]55。
  2. 如申請專利範圍第1項之製造液晶聚合物模製品之方法，其中液晶聚合物係液晶聚酯。
  3. 如申請專利範圍第2項之製造液晶聚合物模製品之方法，其中液晶聚酯包括衍生自對-羥基苯甲酸的重複單元，其之比例係以構成液晶聚酯之所有重複單元總量計為30至80莫耳%。
  4. 如申請專利範圍第1項之製造液晶聚合物模製品之方法，其中射出模製係在射出加速(定義為射出速率的最大值除以自開始射出至達到最大值所須的時間)被調整為1,000至25,000毫米/平方秒，及在模具入口之射出壓力的最大值被調整為5至150MPa於一射出模製中的條件下進行。
  5. 如申請專利範圍第1項之製造液晶聚合物模製品之方法，其中射出模製係在液晶聚合物組成物於射出時的溫度被調整為在[液晶聚合物組成物的開始流動溫度+20℃]至[液晶聚合物組成物的開始流動溫度+80℃]之範圍的條件下進行。
  6. 如申請專利範圍第1項之製造液晶聚合物模製品之方法，其中在射出模製時，模具溫度被調整為在80℃至[液晶聚合物組成物的開始流動溫度-100℃]之範圍。
  7. 一種液晶聚合物模製品，其藉如申請專利範圍第1項之方法得到。
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