TWI750105B - 板狀成形體之製造方法、模具 - Google Patents
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Abstract
板狀成形體之製造方法，係具有使用滿足下述條件(i)～(iii)的模具將液晶聚合物樹脂組成物進行射出成型的步驟。
(i)前述模具係具備模穴及與前述模穴連接之進模口，前述模穴具有對應於前述板狀成形體的形狀，在前述模穴之一邊的大致全長設置進模口。
(ii)前述模具係具備與前述進模口連接之澆道，前述澆道是沿著前述進模口的大致全長延伸。
(iii)在與前述澆道之延伸方向正交的剖面上，前述澆道之內部空間的形狀，係具有朝向前述進模口使前述內部空間的寬度漸減之楔狀部分。
Description
本發明是關於板狀成形體之製造方法、模具及澆道。
本申請是根據2016年12月15日申請之日本特願2016-243453號主張優先權，並將其內容援用於此。
使用液晶聚合物作為形成材料之成形體，具高強度且耐熱性高，而且尺寸精度高。因此，液晶聚合物，是作為連接器、繼電器等之較小型的電子零件的形成材料(例如，參照專利文獻1)。使用液晶聚合物作為形成材料之成形體，是藉由射出成型來成型。
[專利文獻1] 日本特開平07-126383號公報
[發明所欲解決之問題]
近年，正在探討活用上述般之液晶聚合物的特徵，使用液晶聚合物作為要求強度之大型的成形體的形成材料。
作為「大型成形體」，例如可列舉電器、車輛(汽車)的外裝零件。
以下，會有將電器、車輛的外裝零件總稱為「外板」的情況。此外，大型成形體當中，會有將相對於俯視形狀其前視的高度較低之成形體特別稱為「板狀成形體」的情況。例如，在與具有a(高度),b(縱長),c(橫寬)這3種長度的邊之長方體(a＜b＜c)內接之成形體當中，b為a的10倍以上之成形體相當於「板狀成形體」。
本發明是有鑑於上述事情而開發完成的，其目的是為了提供一種板狀成形體之製造方法，可使用含有液晶聚合物之組成物而適當地將板狀成形體成型。此外，其目的還包含提供可適當地實施上述板狀成形體之製造方法的模具及澆道。
[解決問題之技術手段]
發明人針對使用液晶聚合物作為板狀成形體的形成材料進行探討的結果得知，當使用液晶聚合物作為形成材料而藉由射出成型將外板成型時，所獲得的成形體之彎曲較大而不堪使用。
液晶聚合物，在射出成型時分子鏈容易沿著液晶聚合物熔融後之熔融樹脂的流動方向進行配向是已知的。此外，使用液晶聚合物作為形成材料之成形體，起因於上述分子鏈的配向，在熔融樹脂的流動方向和與熔融樹脂的流動方向正交的方向具有不同的收縮率是已知的。
以往，在使用液晶聚合物作為形成材料之小型成形體，起因於熔融樹脂的流動方向之收縮率差異之彎曲並不會造成問題。然而，在板狀成形體那樣的大型成形體中，收縮率差異所造成之成形體的彎曲變顯著。
著眼於上述課題，發明人進行各種探討的結果，發明人發現，當使用液晶聚合物作為板狀成形體之形成材料的情況，藉由將熔融樹脂的流動方向適當地控制可解決該課題。
為了達成上述目的，本發明採用以下技術。
[1]本發明的一態樣係提供一種板狀成形體之製造方法，其具有：使用滿足下述條件(i)～(iii)的模具將液晶聚合物樹脂組成物進行射出成型的步驟。
(i)前述模具係具備模穴(cavity)及與前述模穴連接之進模口(gate)，前述模穴具有對應於前述板狀成形體的形狀，在前述模穴之一邊的大致全長設置進模口。
(ii)前述模具係具備與前述進模口連接之澆道(runner)，前述澆道是沿著前述進模口的大致全長延伸。
(iii)在與前述澆道之延伸方向正交的剖面上，前述澆道之內部空間的形狀，係具有朝向前述進模口使前述內部空間的寬度漸減之楔狀部分。
[2]在本發明的一態樣之製造方法亦可為，前述模具係具有複數個對前述澆道供給樹脂的澆口(sprue)。
[3]在本發明的一態樣之製造方法亦可為，樹脂從前述澆口往前述澆道流入的方向和樹脂從前述澆道往前述模穴流入的方向是交叉的。
[4]在本發明之一態樣之製造方法亦可為，前述模具係具有突出於前述模穴內之銷，前述進模口在俯視時是設置於前述模穴所具有之相對向的一對的邊當中之遠離前述銷的一邊。
[5]在本發明的一態樣之製造方法亦可為，前述銷俯視呈扁平狀，前述模具在俯視時是在前述銷之長軸方向具有前述進模口。
[6]在本發明的一態樣之製造方法亦可為，前述銷在俯視時是朝前述進模口側鼓起而彎曲。
[7]在本發明的一態樣之製造方法亦可為，前述模具係具有複數個前述銷，前述複數個銷當中之至少一部分是沿著前述進模口的延伸方向排列。
[8]本發明的另一態樣係提供滿足下述條件(i)～(iii)的模具。
(i)前述模具係具備模穴及與前述模穴連接之進模口，在前述模穴之一邊的大致全長設置進模口。
(ii)前述模具係具備與前述進模口連接之澆道，前述澆道是沿著前述進模口的大致全長延伸。
(iii)在與前述澆道之延伸方向正交的剖面上，前述澆道之內部空間的形狀，係具有朝向前述進模口使前述內部空間的寬度漸減之楔狀部分。
[9]本發明的另一態樣係提供一種澆道，係用於將板狀成形體成型之模具所使用的澆道，在前述模具所具有的模穴之一邊的大致全長設置進模口，前述澆道是以沿著前述一邊的大致全長延伸的方式連接於前述進模口，在與前述延伸方向正交的剖面上，前述澆道之內部空間的形狀，係具有朝向前述進模口使內部空間的寬度漸減之楔狀部分。
[發明效果]
依據本發明，能提供一種板狀成形體之製造方法，其可使用含有液晶聚合物之組成物而適當地將板狀成形體成型。並能提供可適當地實施上述板狀成形體之製造方法的模具及澆道。
[板狀成形體之製造方法]
本發明的一態樣係提供一種板狀成形體之製造方法，其具有：使用滿足下述條件(i)～(iii)的模具將液晶聚合物樹脂組成物進行射出成型的步驟。
(i)前述模具係具備模穴及與前述模穴連接進模口，前述模穴具有對應於前述板狀成形體的形狀，在前述模穴之一邊的大致全長設置進模口。
(ii)前述模具係具備與前述進模口連接之澆道，前述澆道是沿著前述進模口的大致全長延伸。
(iii)在與前述澆道之延伸方向正交的剖面上，前述澆道之內部空間的形狀，係具有朝向前述進模口使前述內部空間的寬度漸減之楔狀部分。
關於液晶聚合物樹脂組成物，隨後敘述。以下依序做說明。
在本實施形態中，「板狀成形體」是指，相對於成形體的俯視形狀其前視的高度較低的成形體。例如，在與具有a(高度),b(縱長),c(橫寬)這3種長度的邊之長方體(a＜b＜c)內接的成形體當中，b為a的10倍以上之成形體相當於「板狀成形體」。
「板狀成形體」包含「外板」。
在本實施形態的「外板」是指電器、車輛(汽車)的外裝零件。本實施形態的板狀成形體之製造方法是適用於製造外板。
在此，當欲使用一般樹脂組成物將大型的板狀成形體進行射出成型的情況，採用在俯視時的複數點設定射出成型用的進模口之模具，從複數點的進模口將樹脂注入而進行成型是可考慮的。
在本實施形態之「大致全長」，例如模穴的俯視形狀呈矩形的情況，是指該矩形的邊之長度(=全長)的90%以上，較佳為95%以上，更佳為99%以上。
此外，關於板狀成形體的「大致全長」，假想讓板狀成形體內接之具有a(高度),b(縱長),c(橫寬)這3種長度的邊之長方體(a＜b＜c)，而是指例如c的90%以上，較佳為95%以上，更佳為99%以上。
圖1的俯視示意圖係顯示，使用設定有複數個進模口之模具而將矩形的板狀成形體進行成型時之樹脂流的俯視示意圖。在模具M1中，從複數個進模口G1注入的熔融樹脂是朝箭頭方向流動，進行配向而硬化。
另一方面，含有液晶聚合物之樹脂組成物係具有以下性質：(i)熔融樹脂的液晶聚合物容易沿著流動方向配向，(ii)當熔融樹脂的流動停止時容易馬上就硬化。
「含有液晶聚合物的樹脂組成物」相當於本發明的「液晶聚合物樹脂組成物」。
使用這樣的液晶聚合物樹脂組成物，使用上述般之大型板狀成形體成型用的模具而進行成型的情況，可想像會產生以下的現象。
首先，在從複數個點狀的進模口分別呈放射狀擴散的熔融樹脂中，液晶聚合物各個會沿著流動方向進行配向。熔融樹脂從複數個點狀的進模口呈放射狀擴散的結果，就朝模具內射出之熔融樹脂全體而言，液晶聚合物的配向方向變得缺乏規則性。以下，將這樣的配向狀態稱為「在成形體全體之不規則配向」。
在呈放射狀擴散的熔融樹脂中，當熔融樹脂的流動停止後，液晶聚合物會維持在成形體全體之不規則配向的狀態而硬化。結果，在所獲得的板狀成形體，在成形體全體容易沿不規則方向殘留內部應力，而容易發生較大的彎曲。
針對上述課題，發明人進行探討的結果，發明人著眼於進模口形狀，發現藉由控制熔融樹脂的注入方向可減少彎曲之製造方法。
圖2係顯示本實施形態的板狀成形體之製造方法的俯視示意圖。圖2是對應於圖1的圖。
如圖所示般，在本實施形態的板狀成形體之製造方法，是在將模具M2俯視時的一邊S1之整個範圍設置進模口G2。而且，在本實施形態的板狀成形體之製造方法，從進模口G2朝向與一邊S1相對向的邊S2讓熔融樹脂流動。藉此，熔融樹脂的流動方向成為從進模口G2朝向邊S2之一定方向。在如此般進行流動的熔融樹脂，液晶聚合物的配向方向成為一定的方向。
再者，在本實施形態的板狀成形體之製造方法，直到模具M2內之熔融樹脂的填充結束為止，是抑制熔融樹脂的滯留，使熔融樹脂成為始終沿著樹脂的流動方向從模具M2的一邊S1流到相對向的邊S2之狀態。
藉此，所獲得的板狀成形體中，液晶聚合物的配向方向成為一定的方向，內部應力的發生方向被控制成一致。結果，依據本實施形態的板狀成形體之製造方法所製造之板狀成形體可減少彎曲。
(模具、澆道)
圖3係適用於本實施形態的板狀成形體之製造的模具之概略說明圖。圖是模具的局部剖面圖。本發明的一態樣係提供滿足下述條件(i)～(iii)的模具。
(i)前述模具係具備模穴及與前述模穴連接之進模口，在前述模穴之一邊的大致全長設置進模口。
(ii)前述模具係具備與前述進模口連接之澆道，前述澆道是沿著前述進模口的大致全長延伸。
(iii)在與前述澆道之延伸方向正交的剖面上，前述澆道之內部空間的形狀，係具有朝向前述進模口使前述內部空間的寬度漸減之楔狀部分。
圖3所示的模具100係具有模穴110、進模口120、澆道130及澆口140。
模穴110是其形狀與待成型的板狀成形體對應的空間。詳而言之，模穴110是被模具100的內壁包圍的空間。模具100的內壁係具有：與待成型之板狀成形體的外形互補的形狀。在本實施形態的板狀成形體之製造方法，當流入模穴110內之熔融樹脂在模穴110內固化時，模具100之面對模穴110之內壁的形狀會被轉印，而獲得具有與內壁的形狀互補的形狀的外形之板狀成形體。
圖中，模穴110呈俯視大致矩形。在模穴110內成型後的板狀成形體，例如可藉由將模具100沿分模線119分割成上下2個，將其取出。
進模口120，是沿著模穴110的一邊111之大致全長設置。進模口120宜設置在：使透過進模口120流入模穴110內之熔融樹脂在模穴110內的流動距離變短的位置。
進模口120宜設置在：在模穴110的俯視形狀成為最長的邊。「模穴110的俯視形狀」是與待成型之板狀成形體的投影形狀一致。
例如，當模穴110的俯視形狀呈矩形的情況，模具宜構成為，沿著長邊設置進模口120，而沿著短邊方向讓熔融樹脂流動。藉由在這樣的位置設置進模口120，使熔融樹脂的流動距離變短。
此外，當在模穴110的俯視形狀並不存在直線所構成的邊的情況，進模口120宜儘量設置在接近直線的邊。藉由在這樣的位置設置進模口120，容易使熔融樹脂的流動方向一致，而容易使在模具內硬化後之樹脂的配向方向變一致。
澆道130是沿著進模口120的延伸方向設置在進模口120的整個範圍，且與進模口120連接。澆道130的內部空間，在與澆道130的延伸方向正交的剖面，係具有朝向進模口120寬度漸減的楔狀部分。澆道130之最細的部分是與進模口120連接的部分。
澆口140，是沿著澆道130的延伸方向設置於複數處。澆道130的延伸方向是和進模口120的延伸方向一致。如圖所示般，樹脂從澆口140往澆道130流入的方向和樹脂從澆道130往模穴110流入的方向宜成為交叉。從各澆口140，讓在未圖示的射出成型機中熔融後的熔融樹脂流入。熔融樹脂是透過各澆口140流入澆道130。
圖4係說明在模具100注入熔融樹脂時之熔融樹脂流動的樣子之俯視示意圖。圖中，符號R所示的白箭頭表示正在流動的熔融樹脂。白箭頭的大小表示流動樹脂的流動量，白箭頭越大表示流動量越多。
當使用模具100製造成形體的情況，從射出成型機注入模具100的熔融樹脂R是如以下般流動。
首先，如圖4所示般，從複數個澆口140注入後的熔融樹脂R是在澆道130的內部擴散。這時，澆道130的內部空間設計成，使寬度呈楔狀漸減，而使壓力損失漸增。因此，熔融樹脂R會朝壓力損失更少的方向流動。亦即，熔融樹脂R，比起朝向進模口120流動，會先朝向進模口120的延伸方向一邊填充澆道130一邊流動。
在以下的說明，從澆口140朝向進模口120的方向會有簡稱為「進模口方向」的情況。
經由發明人的探討得知，在與通常周知的薄膜狀進模口(film gate)連接的澆道，注入澆道內的熔融樹脂容易產生停止的部分，會在澆道內固化而容易發生成型不良。以下進行說明。
通常周知的薄膜狀進模口，澆道不具有楔形形狀。因此，朝進模口方向流動的熔融樹脂，在從澆道流入進模口時，受到急劇的壓力損失。如此，在採用薄膜狀進模口的情況，會先沿著澆道的延伸方向讓熔融樹脂流動，而容易使朝向進模口方向之熔融樹脂的流動停止。
然而，液晶聚合物的熔融黏度，是與剪切速率具有高度相關性。因此，液晶聚合物的熔融樹脂，當熔融樹脂的流動速度降低而使剪切速率降低時，熔融黏度急劇上昇，要再流動變得極端困難。在如此般樹脂流動停止後的區域，樹脂的固化加速。因此，在採用薄膜狀進模口的情況，當朝向進模口方向之熔融樹脂的流動速度降低時，沿著進模口之樹脂的固化加速，使樹脂變得無法朝進模口方向流動。
另一方面，本實施形態所採用之模具100的澆道130，澆口140是形成於與進模口120的延伸方向及進模口方向雙方交叉的方向。因此，從澆口140注入的熔融樹脂，會先在澆道130內，朝向進模口120的延伸方向及進模口方向雙方均一地擴散而流動。
在此，本實施形態所採用的模具100之澆道130，係具有朝向進模口120其內部空間的寬度漸減之楔狀形狀。因此，朝向進模口方向流動的熔融樹脂，對應於內部空間之寬度減少使所受到的壓力損失逐漸增大。如此般在澆道130內朝向進模口方向流動的熔融樹脂，雖在短時間內無法到達進模口120，另一方面其流動不容易停止。藉此，在澆道130，在熔融樹脂的注入中樹脂不容易固化，而能維持朝向進模口方向之樹脂的流動。
直到澆道130的內部空間被熔融樹脂R填滿為止，在澆道130的內部存在有壓力損失比熔融樹脂R通過進模口120時更小的部位。因此，熔融樹脂R直到填滿澆道130為止並不會從進模口120注入模穴110。
之後，如圖5所示般，當澆道130的內部被熔融樹脂R填滿時，從進模口120的整個範圍會同時讓熔融樹脂R注入模穴110內。如此，在模穴110內，熔融樹脂R的配向方向容易固定於一方向，容易以減少彎曲的狀態將板狀成形體進行成型。
當所成型之板狀成形體為大型的情況，通常是從與模穴110連通之複數處的進模口將熔融樹脂注入。相對於此，在本實施形態的板狀成形體之製造方法，是從設置於模穴110的一端之進模口120將熔融樹脂R注入，讓熔融樹脂R朝一方向流動。因此，當所成型的板狀成形體為大型的情況，在模穴110內流動之熔融樹脂R的前端(流動方向的前端部分)到達模穴110的端部之前，熔融樹脂R有被冷卻而固化的疑慮。
在此情況，宜使用具有與模穴110連通之點狀的副進模口的模具，而從副進模口也將熔融樹脂R注入。
圖6係具有副進模口150之模具200的俯視示意圖。
如圖6所示般，模具200係具有與模穴110連通之複數個副進模口150。副進模口150，是在設有進模口120的一邊111和相對向的邊112之間，設置成沿著與進模口120之延伸方向相同的方向排列。副進模口150宜以排列方向一致的方式設置複數列。
當使用這樣的模具200將板狀成形體進行成型的情況，宜如圖7所示般，在從澆口140注入模具200之熔融樹脂R的前端在俯視時通過副進模口150的位置後，再開始進行來自副進模口150之熔融樹脂R的注入。從進模口120注入的熔融樹脂R，是形成從一邊111朝向相對向的邊112之樹脂流。因此，從副進模口150注入之熔融樹脂R也會與從進模口120注入之熔融樹脂流會合而往相對向的邊112流動。如此，熔融樹脂R的配向不容易紊亂，在將大型板狀成形體進行成型時可減少彎曲。
當採用這樣的製造方法製造板狀成形體時，因為讓熔融樹脂朝一方向流動，可抑制不規則的配向。如此，依據本實施形態的板狀成形體之製造方法，可製造出減少彎曲的板狀成形體。
(變形例)
在本實施形態的板狀成形體之製造方法，只要可製造板狀成形體，可使用各種的模具。
圖8係顯示適用於本實施形態的板狀成形體之製造之模具的其他例之概略說明圖。圖8是模具的局部剖面圖，且是與圖3對應的圖。圖示的模具300係具有：模穴110、進模口120、澆道130、澆口140及銷310。
模具300是由一對的模具構件300a、300b所構成。模具構件300a,300b結合的部位成為分模線119。
銷310是設置於模具300的模穴110內之柱狀物。銷310的俯視形狀，宜在進模口120側鼓起而彎曲。
銷310可在模具300內形成有1個，亦可形成有2個以上。模具300具有2個以上的銷310的情況，複數個銷310可集中設置。
在由模具構件300a及模具構件300b結合而構成模具300的狀態，銷310是與模具構件300a和模具構件300b雙方接觸。銷310可形成於模具構件300a及模具構件300b之任一方。
當使用這樣的模具300來製造板狀成形體時，在所製得的板狀成形體上，在設有銷310的位置，形成具有與銷310的形狀互補的形狀之貫通孔。
圖9係顯示本實施形態的板狀成形體之製造方法的變形例之俯視示意圖。圖9是對應於圖2的圖。
如圖所示般，在本實施形態的板狀成形體之製造方法，在將模具300俯視時之一邊S1的整個範圍設置進模口G2。而且，在本實施形態的板狀成形體之製造方法，從進模口G2朝向與一邊S1相對向的邊S2讓熔融樹脂流動。這時，模具300中之設置進模口G2的邊，是選擇模具300中之遠離形成有銷310的位置之邊。
在此，當採用俯視呈矩形的模具300的情況，只要不在將模具300俯視時的中心設置銷310，可設置進模口G2之「遠邊」應有2個。亦即，在圖9中，邊S1及邊S3相當於「遠邊」。
在此情況，宜對應於銷310的形狀而選擇設置進模口G2的邊。
例如，如圖9所示般，當銷310的形狀為俯視呈扁平的情況，宜選擇存在於扁平的銷310之長軸方向的邊作為「遠邊」。在此情況，銷310的俯視形狀宜在進模口G2側鼓起而彎曲。
當使用圖9所示的模具300來製造板狀成形體時，熔融樹脂的流動方向成為從進模口G2朝向邊S2之一定的方向。在如此般流動的熔融樹脂，液晶聚合物的配向方向成為一定的方向。
再者，在本實施形態的板狀成形體之製造方法，直到對模具300之熔融樹脂的填充結束為止，是抑制熔融樹脂的滯留，使熔融樹脂成為始終沿著樹脂的流動方向從模具300的一邊S1流到相對向的邊S2之狀態。
藉此，所獲得的板狀成形體中，液晶聚合物的配向方向成為一定的方向，內部應力的發生方向被控制成一致。結果，依據本實施形態的板狀成形體之製造方法所製造之板狀成形體可減少彎曲。
此外，在圖9所示之模具300的情況，從進模口G2注入而流動的熔融樹脂，容易繞到銷310的下游側(熔融樹脂的流動方向之下游側)。因此，在使用模具300的板狀成形體之製造方法，不會發生成型不良，容易獲得目的的板狀成形體。
此外，在圖9所示的模具300，是在遠離形成有銷310的位置之邊S1設置進模口G2。因此，在所製得的板狀成形體之貫通孔部分不容易發生毛邊。
當模具300具有10個以上的銷310且將10個以上的銷310排成一列的情況，複數個銷310宜沿著與進模口G2的延伸方向相同的方向排列。此外，當銷310的形狀為俯視時呈扁平的情況，宜在扁平的各銷310之俯視長軸方向設置進模口G2。
此外，當模具300具有複數個銷310的情況，複數個銷310可在1處集中設置，亦可分散於數處而設置。使用這樣的模具300所製造之板狀成形體，是在與複數個銷310對應的位置設有格孔。
圖10所示的模具350，在俯視時，複數個銷310集中於數處(圖10中的3處)而形成銷群G1,G2,G3。使用模具350所製造的板狀成形體，是對應於銷群G1,G2,G3而在3處設有格孔。
在此情況，在目的的板狀成形體中，宜以在3處的格孔當中之節距最小的格孔間不致產生熔合部的方式設定樹脂的流動方向，且以可獲得該格孔之銷310為基準來設定上述的「遠邊」。節距最小的格孔在3處有複數個的情況，當上述「遠邊」設置在進模口位置的情況，宜將對應於最遠離進模口的格孔之邊設定為板狀成形體的「遠邊」。
在此的「熔合部」是指，當將液晶聚合物射出成型時，被壓入之二個以上的液晶聚合物流在模具內合流的部位在所製得的成形體上熔合而一體化的部位。熔合部的典型例子，可見於具有開口部的成形體。
在圖10所示的模具350中，當銷群G1,G2,G3當中的銷群G1為最重要的情況，宜依據上述想法，在模具350中之遠離銷群G1的一邊、即邊S3設置進模口。
圖9、10所示的板狀成形體宜作為PC殼體。
(液晶聚合物)
在本實施形態的板狀成形體之製造方法所使用的液晶聚合物樹脂組成物含有液晶聚合物。液晶聚合物係具有用下述通式(1)、(2)及(3)表示的重複單位。
(1)-O-Ar
1-CO-
(2)-CO-Ar
2-CO-
(3)-X-Ar
3-Y-
(式中，Ar
1為伸苯基、伸萘基或伸聯苯基；Ar
2及Ar
3分別獨立地表示伸苯基、伸萘基、伸聯苯基或用下述通式(4)表示的基；X及Y分別獨立地表示氧原子或亞胺基；前述Ar
1、Ar
2及Ar
3中之一個以上的氫原子可分別獨立地用鹵素原子、烷基或芳基取代。)
(4)-Ar
4-Z-Ar
5-
(式中，Ar
4及Ar
5分別獨立地表示伸苯基或伸萘基；Z為氧原子、硫原子、羰基、磺醯基或亞烷基。)
上述通式(1)～(3)中，作為可取代用Ar
1、Ar
2或Ar
3表示的前述基中之1個以上的氫原子之鹵素原子，可列舉氟原子、氯原子、溴原子及碘原子。
上述通式(1)～(3)中，作為可取代用Ar
1、Ar
2或Ar
3表示的前述基中之1個以上的氫原子之烷基的例子，可列舉甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、二級丁基、三級丁基、正己基、正庚基、2-乙基己基、正辛基、正壬基及正癸基等。上述烷基的碳數較佳為1～10。
可取代上述通式(1)～(3)中之用Ar
1、Ar
2或Ar
3表示之前述基中的1個以上的氫原子之芳基的例子，可列舉苯基、鄰甲苯基、間甲苯基、對甲苯基等之單環芳香族基，1-萘基及2-萘基等之縮合環芳香族基。上述芳基的碳數較佳為6～20。
在上述通式(1)～(3)中，用Ar
1、Ar
2或Ar
3表示之前述基中之1個以上的氫原子被這些基取代的情況，其取代數，在用Ar
1、Ar
2或Ar
3表示之前述基各個，分別獨立地較佳為1個或2個，更佳為1個。
在上述通式(4)中，作為亞烷基的例子，可列舉亞甲基、亞乙基、亞異丙基、正亞丁基及2-乙基亞己基等。上述亞烷基的碳數較佳為1～10。
作為用通式(1)表示的重複單位較佳為，Ar
1為1,4-伸苯基之重複單位(來自對羥苯甲酸的重複單位)、及Ar
1為2,6-伸萘基的重複單位(來自6-羥基-2-萘甲酸之重複單位)，更佳為Ar
1為2,6-伸萘基之重複單位。
在本說明書中的「來自」是指，為了讓原料單體聚合而使化學構造改變，但沒有發生其他的構造變化。
作為形成用通式(1)表示的重複單位之單體，可列舉2-羥基-6-萘甲酸、對羥苯甲酸或4-(4-羥苯基)苯甲酸。再者，作為形成用通式(1)表示的重複單位之單體還能列舉，這些單體所具有的苯環或萘環的氫原子被鹵素原子、碳數1～10的烷基或芳基取代的單體。再者，可將這些單體轉換成後述的酯形成性衍生物，而作為形成用通式(1)表示的重複單位之單體。
作為用通式(2)表示的重複單位較佳為，Ar
2為1,4-伸苯基的重複單位(來自對酞酸的重複單位)、Ar
2為1,3-伸苯基的重複單位(來自異酞酸的重複單位)、Ar
2為2,6-伸萘基之重複單位(來自2,6-萘二羧酸的重複單位)、及Ar
2為二苯醚-4,4’-二基的重複單位(來自二苯醚-4,4’-二羧酸的重複單位)。再者，作為用通式(2)表示的重複單位，更佳為Ar
2為1,4-伸苯基的重複單位、及Ar
2為1,3-伸苯基的重複單位。
作為形成用通式(2)表示的重複單位之單體可列舉：2,6-萘二羧酸、對酞酸、異酞酸或聯苯基-4,4’-二羧酸。再者，作為形成用通式(2)表示的重複單位之單體還能列舉，這些的苯環或萘環的氫原子被鹵素原子、碳數1～10的烷基或芳基取代之單體。再者，可將這些的單體轉換成後述的酯形成性衍生物，而作為形成用通式(2)表示的重複單位之單體。
作為用通式(3)表示的重複單位較佳為，Ar
3為1,4-伸苯基的重複單位(來自氫醌、對胺苯酚或對苯二胺的重複單位)、及Ar
3為4,4’-伸聯苯基的重複單位(來自4,4’-二羥基聯苯、4-胺基-4’-羥基聯苯或4,4’-二胺基聯苯的重複單位)。
作為形成用通式(3)表示的重複單位之單體可列舉：2,6-萘酚、氫醌、間苯二酚或4,4’-二羥基聯苯。再者，作為形成用通式(3)表示的重複單位之單體還能列舉，這些的苯環或萘環的氫原子被鹵素原子、碳數1～10的烷基或芳基取代之單體。再者，可將這些的單體轉換成後述的酯形成性衍生物，而作為形成用通式(3)表示的重複單位之單體。
形成用前述式(1)、(2)或(3)表示的構造單位之單體，為了在製造聚酯的過程容易進行聚合，較佳為使用酯形成性衍生物。該酯形成性衍生物是指具有可促進酯生成反應的基之單體。作為具體的例子可列舉，將單體分子內的羧酸基轉換成酸鹵化物、酸酐後之酯形成性衍生物、將單體分子內的羥基(氫氧基)轉換成低級羧酸酯基之酯形成性衍生物等的高反應性衍生物。
前述液晶聚合物之重複單位(1)的含有率，相對於重複單位(1)、重複單位(2)及重複單位(3)合計100莫耳%，較佳為30莫耳%以上，更佳為30莫耳%以上80莫耳%以下，特佳為40莫耳%以上70莫耳%以下，最佳為45莫耳%以上65莫耳%以下。
前述液晶聚合物之重複單位(2)的含有率，相對於重複單位(1)、重複單位(2)及重複單位(3)合計100莫耳%，較佳為35莫耳%以下，更佳為10莫耳%以上35莫耳%以下，特佳為15莫耳%以上30莫耳%以下，最佳為17.5莫耳%以上27.5莫耳%以下。
前述液晶聚合物之重複單位(3)的含有率，相對於重複單位(1)、重複單位(2)及重複單位(3)合計100莫耳%，較佳為35莫耳%以下，更佳為10莫耳%以上35莫耳%以下，特佳為15莫耳%以上30莫耳%以下，最佳為17.5莫耳%以上27.5莫耳%以下。
亦即，前述液晶聚合物較佳為，將重複單位(1)、重複單位(2)及重複單位(3)的合計量設為100莫耳%時，重複單位(1)的含有率為30莫耳%以上80莫耳%以下，重複單位(2)的含有率為10莫耳%以上35莫耳%以下，重複單位(3)的含有率為10莫耳%以上35莫耳%以下。
前述液晶聚合物，當重複單位(1)的含有率位於上述範圍時，容易使熔融流動性、耐熱性、強度及剛性提高。
在前述液晶聚合物中，重複單位(2)的含有率和重複單位(3)的含有率之比例用[重複單位(2)的含有率]/[重複單位(3)的含有率](莫耳/莫耳)表示，較佳為0.9/1～1/0.9，更佳為0.95/1～1/0.95，特佳為0.98/1～1/0.98。
前述液晶聚合物，作為重複單位(1)、重複單位(2)及重複單位(3)，係分別含有2,6-伸萘基的重複單位。
而且，前述液晶聚合物，當將全部重複單位的合計量設為100莫耳%時，含有2,6-伸萘基的重複單位之含有率為40莫耳%以上。當含有2,6-伸萘基的重複單位之含有率為40莫耳%以上時，所獲得之液晶聚合物樹脂組成物，在熔融加工時的流動性變得更良好，而成為更適用於具有微細的格子構造之電子機器殼體的加工之液晶聚合物樹脂組成物。
前述液晶聚合物，關於重複單位(1)～(3)，可分別獨立地僅具有1種，或具有2種以上。此外，前述液晶聚合物可具有重複單位(1)～(3)以外的重複單位1種或2種以上，相對於全部重複單位的合計，其含有率較佳為0莫耳%以上10莫耳%以下，更佳為0莫耳%以上5莫耳%以下。
前述液晶聚合物，作為重複單位(3)，當具有X及Y分別為氧原子的重複單位、亦即具有來自既定的芳香族二元醇的重複單位時，因為熔融黏度容易變低而較佳。此外，液晶聚合物更佳為，作為重複單位(3)，僅具有X及Y分別為氧原子的重複單位。
前述液晶聚合物較佳為，讓與構成液晶聚合物之重複單位對應的原料單體進行熔融聚合，讓所獲得的聚合物(預聚合物)進行固相聚合而製造出。如此，可操作性良好地製造出耐熱性、強度及剛性高之高分子量的液晶聚合物。熔融聚合可在觸媒的存在下進行。作為前述觸媒的例子可列舉：醋酸鎂、醋酸亞錫、鈦酸四丁酯、醋酸鉛、醋酸鈉、醋酸鉀、三氧化二銻等的金屬化合物，N, N-二甲基胺吡啶、正甲基咪唑等的含氮雜環化合物。作為熔融聚合時所使用的觸媒，較佳為含氮雜環化合物。
前述液晶聚合物的流動起始溫度較佳為270℃以上，更佳為270℃以上400℃以下，特佳為280℃以上380℃以下。前述液晶聚合物的流動起始溫度越高，越容易使耐熱性、強度及剛性提高。另一方面，當液晶聚合物的流動起始溫度太高時，為了讓液晶聚合物熔融必須採用高溫，因此成型時容易產生熱劣化，熔融時的黏度變高而使流動性降低。
流動起始溫度也被稱為流動溫度(flow temperature)，是使用毛細管流變計，在9.8MPa(100kgf /cm
2)的荷重下，以4℃/分的速度進行昇溫並讓液晶聚合物熔融，而從內徑1mm及長度10mm的噴嘴擠出時，顯示4800Pa･s(48000泊)的黏度之溫度。液晶聚合物的流動起始溫度，是作為液晶聚合物的分子量之基準(參照：小出直之編「液晶聚合物-合成成型應用-」，株式會社CMC，1987年6月5日，p.95)。
在本實施形態的板狀成形體之製造方法，在液晶聚合物樹脂組成物中，前述液晶聚合物可僅單獨使用1種或將2種以上併用。
(板狀填料)
本發明的板狀成形體之製造方法所使用之液晶聚合物樹脂組成物，較佳為含有板狀填料。液晶聚合物樹脂組成物的熔融樹脂，當含有板狀填料時，在將板狀成形體射出成型時有顯現良好流動性的傾向。
此外，讓熔融樹脂流動時，相較於容易沿著流動方向配向之纖維狀填料及粒狀填料，板狀填料在讓熔融樹脂流動時不容易配向，容易在數μm範圍的局部阻礙樹脂的流動。因此，在本發明的板狀成形體之製造方法，若使用含有板狀填料之液晶聚合物樹脂組成物，在板狀填料的周圍，熔融樹脂的流動被擾亂。如此，相對於熔融樹脂的流動方向，液晶聚合物在局部變得不容易進行配向，而有讓起因於樹脂的配向之成形體彎曲變得不明顯的傾向。
作為板狀填料可列舉：滑石、雲母、石墨、矽灰石、硫酸鋇及碳酸鈣等。雲母可為白雲母、金雲母、氟金雲母、四矽雲母。
在本實施形態的板狀成形體之製造方法所使用之液晶聚合物樹脂組成物中，相對於液晶聚合物100質量份，板狀填料的含量較佳為20質量份以上，更佳為25質量份以上。
此外，在本實施形態的外板用液晶聚合物樹脂組成物中，相對於液晶聚合物100質量份，板狀填料的含量較佳為70質量份以下，更佳為50質量份以下，特佳為35質量份以下。
板狀填料的含量之上限值和下限值可任意地組合。
(其他成分)
本實施形態的板狀成形體之製造方法所使用的液晶聚合物樹脂組成物，在不減損本發明的效果的範圍內，亦可含有不屬於液晶聚合物及板狀填料任一者之其他成分。
作為其他成分的例子，可列舉板狀填料以外的填充材、添加劑、前述液晶聚合物以外的樹脂等。
這些其他成分，可將1種單獨使用，或將2種以上併用。
板狀填料以外的填充材可以是纖維狀填充材、粒狀填充材。
此外，板狀填料以外的填充材，是無機填充材、有機填充材皆可。
作為纖維狀無機填充材的例子可列舉：玻璃纖維；PAN(聚丙烯腈)系碳纖維、瀝青系碳纖維等的碳纖維；氧化矽纖維、氧化鋁纖維、氧化矽氧化鋁纖維等的陶瓷纖維；及不鏽鋼纖維等的金屬纖維。此外，還能列舉：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、碳化矽晶鬚等的晶鬚。
作為玻璃纖維的例子可列舉：切股(chopped)玻璃纖維、磨碎(milled)玻璃纖維等用各種方法所製造的玻璃纖維。
作為碳纖維的例子可列舉：使用聚丙烯腈為原料之PAN系碳纖維、使用煤焦油或石油瀝青為原料之瀝青系碳纖維、使用黏液嫘縈或醋酸纖維素等為原料之纖維素系碳纖維、使用碳氫化合物等為原料之氣相成長系碳纖維。碳纖維是切股碳纖維或磨碎碳纖維皆可。
在本實施形態中，當在板狀成形體之製造方法所使用之液晶聚合物樹脂組成物含有纖維狀填充材的情況，相對於液晶聚合物100質量份，纖維狀填充材的含量較佳為超過0質量份且10質量份以下。
作為粒狀無機填充材的例子可列舉：氧化矽、氧化鋁、氧化鈦、氮化硼、碳化矽及碳酸鈣等。
作為添加劑的例子可列舉：計量安定劑、脫模劑、抗氧化劑、熱安定劑、紫外線吸收劑、抗靜電劑、界面活性劑、難燃劑及著色劑。
作為液晶聚合物以外的樹脂的例子可列舉：聚丙烯、聚醯胺、聚酯、聚苯硫醚、聚醚酮、聚碳酸酯、聚苯醚、聚醚醯亞胺、氟樹脂等之液晶聚合物以外的熱塑性樹脂；酚樹脂、環氧樹脂、聚醯亞胺樹脂、氰酸鹽樹脂等的熱固性樹脂。
本實施形態的板狀成形體之製造方法所使用之液晶聚合物樹脂組成物，可將液晶聚合物、板狀填料及按照必要而使用之其他成分一起或以適當順序進行混合而製造出。
本實施形態的板狀成形體之製造方法所使用之液晶聚合物樹脂組成物較佳為，將液晶聚合物、板狀填料及按照必要而使用之其他成分用擠製機進行熔融混煉，藉此進行造粒而成之液晶聚合物樹脂組成物。
[板狀成形體]
本實施形態的板狀成形體，是使用上述液晶聚合物樹脂組成物作為形成材料之射出成形體。作為本實施形態的板狀成形體，可例示出車輛外裝零件、電器的殼體等之外板。作為車輛外裝零件，例如為汽車車頂(roof)零件。作為電器的殼體，例如為家電製品的殼體、電子機器殼體。
在汽車領域，為了提昇燃料消耗率而進行輕量化的探討，將上述引擎蓋、車頂等置換為樹脂性的零件已被探討。當將金屬零件置換為樹脂性的零件的情況，雖可謀求輕量化，但在雨天時當雨水打在該零件上時的雨聲聽起來變大，而容易造成問題。因此，在以往習知之樹脂性的車輛外裝零件，例如是在車輛室內側貼合不織布，藉此謀求消音。
相對於此，本實施形態的板狀成形體之製造方法所製造之板狀成形體具有優異的消音性。
基於上述觀點，當藉由本實施形態的製造方法所製造之板狀成形體為車輛外裝零件的情況，當作為車輛外裝零件是引擎蓋及車頂等之具有與地面成為大致水平的部分之零件時，可感受到極佳的雨聲的消音效果。
此外，在電器方面也是，當使用由藉由本實施形態的製造方法所製造之板狀成形體所成型而成的外板(外裝零件)時，可將設置於電器內部之馬達的振動音、風扇的風切聲予以消音。
依據以上構成的板狀成形體之製造方法，能提供一種適用於使用含有液晶聚合物的組成物進行成型的板狀成形體之製造方法。
此外，依據以上構成的模具、澆道，可適當地實施上述板狀成形體之製造方法。
以上是參照所附圖式而對本發明的較佳實施形態例做說明，但本發明當然不限定於此例。上述例中所示之各構成構件的各個形狀、組合等僅是一例，在不脫離本發明主旨的範圍內可根據設計要求等進行各種變更。
[實施例]
以下是用實施例來說明本發明，但本發明並不限定於這些實施例。
在以下的實施例中，作為液晶聚合物是使用下述市售品之液晶聚酯(液晶聚合物)。
樹脂1：RB100(住友化學(株)製，流動起始溫度333℃)
樹脂2：S6000(住友化學(株)製，流動起始溫度330℃)
樹脂3：S7000(住友化學(株)製，流動起始溫度286℃)
液晶聚酯的流動起始溫度，也被稱為流動溫度(flow temperature)，是使用毛細管流變計，在9.8MPa(100kgf/cm
2)的荷重下，以4℃/分的速度進行昇溫並讓液晶聚合物熔融，而從內徑1mm及長度10mm的噴嘴擠出時，顯示4800Pa･s(48000泊)的黏度之溫度。液晶聚合物的流動起始溫度，是作為液晶聚合物的分子量之基準(參照：小出直之編「液晶聚合物-合成成型應用-」，株式會社CMC，1987年6月5日，p.95)。
在本實施形態中，流動起始溫度是採用依上述測定方法所測定的數值。
此外，在以下的實施例中，採用以下的原料。
板狀填料：雲母(AB-25S，(株)山口雲母製，體積平均粒徑21μm)
纖維狀填料1：玻璃纖維(CS3J260S，日東紡(株)製，數平均纖維長3mm，數平均纖維徑10μm)、
纖維狀填料2：碳纖維(TR06UB4E，三菱麗陽(株)製，數平均纖維徑7μm，數平均纖維長6mm)
(實施例1～6)
將依下述表1所示的比例將液晶聚酯、板狀填料、纖維狀填料混合後之液晶聚合物樹脂組成物供應給螺桿直徑30mm之同方向旋轉雙軸擠製機(池貝鐵工社製「PCM-30HS」)，進行熔融混煉造粒，而獲得實施例1～6之液晶聚酯組成物的丸粒(pellet)。表中的數值表示質量份。
在實施例1～5中，將使用第1模具所製得的丸粒進行射出成型而製作出圖11所示的PC殼體。圖11係PC殼體的三面圖。圖11(a)為俯視圖，圖11(b)為前視圖，圖11(c)為側視圖。PC殼體相當於本發明的板狀成形體。圖11所示的數值單位為mm。
射出成型條件如以下所示。此外，進模口位置是如與圖11(a)對應之圖12所示。
(成形體)
成形體的最大投影面積：699.6cm
2成形體的平均厚度：0.05cm
(成型條件)
成型機：JSW製J450AD-1400H
缸體溫度：350℃
模具溫度：100℃
射出率：500cm
3/s
熱澆道溫度：350℃
澆口形狀：閥式進模口(valve gate)、進模口徑φ3mm
此外，在實施例6中，將使用與第1模具不同的第2模具所獲得的丸粒進行射出成型而製作出PC殼體。第2模具，除了在模穴內設有複數個銷及進模口的位置以外，是與第1模具相同。
圖13係PC殼體的三面圖，且是與圖11對應的圖。圖13(a)為俯視圖，圖13(b)為前視圖，圖13(c)為側視圖。PC殼體相當於本發明的板狀成形體。圖13所示的數值單位為mm。
使用第2模具所製得的PC殼體，係具有與複數個柱狀物形狀互補之複數個貫通孔H。複數個貫通孔H是密集設置而成為格孔L。
貫通孔H係呈俯視帶有圓角之長方形，長邊方向的長度為10mm，短邊方向的長度為1mm。複數個貫通孔H，以在貫通孔H的短邊方向排22個、在貫通孔H的長邊方向排3列的方式，排列成22個×3列。
貫通孔H間的間隔(節距)設定成，在貫通孔H的長度方向為2mm且在貫通孔H的短邊方向為1mm。
射出成型條件是與上述實施例1～5相同。此外，進模口位置是如與圖13(a)對應的圖14所示。如圖14所示般，進模口設置於遠離格孔L的邊。
實施例1～6所採用的進模口形狀是如圖15所示。圖15係圖12,14之A-A線的箭頭視剖面圖。圖中所示的數值單位為mm。圖中，符號α所示的部分相當於上述「楔形部分」。
對於所製得的成形體是如以下般進行評價。
(DTUL的測定)
將丸粒狀的液晶聚酯組成物乾燥後，使用射出成型機(PS40E-5ASE，日精樹脂工業株式會社製)進行射出成型，獲得長度127mm、寬度12.7mm、厚度6.4mm的試驗片。
對於所獲得的試驗片，依ASTM D648之荷重變形溫度，以1.82MPa的荷重進行測定。
(彎曲的評價)
將成形體以底面朝向平板側的方式放置於平板上，在圖16所示之25點的測定點，測定從平板起算之厚度方向的高度。25點當中，用最大值和最小值的差定義成形體的最大彎曲量。25點的測定點存在於成形體的平面部分。因此，當成形體沒有彎曲的情況，亦即按照設計那樣被成型的情況，依上述定義的最大彎曲量為零。
關於彎曲，當高度5mm以下時判斷為彎曲小而成為良好的成形體。
評價結果如下述表2所示。
評價的結果，藉由實施例1～6的製造方法所成型之PC殼體，彎曲小而成為良好的殼體。
根據以上的結果可確認本發明是有用的。
100、200:模具
110:模穴
120:進模口
130:澆道
140:澆口
150:副進模口
[圖1]係顯示將矩形的外板進行成型時之樹脂流的俯視示意圖。
[圖2]係顯示本實施形態的外板之製造方法的俯視示意圖。
[圖3]係適用於本實施形態的外板的製造之模具的概略說明圖。
[圖4]係說明熔融樹脂在模具內流動的樣子之俯視示意圖。
[圖5]係說明熔融樹脂在模具內流動的樣子之俯視示意圖。
[圖6]係具有副進模口的模具之俯視示意圖。
[圖7]係說明熔融樹脂在模具內流動的樣子之俯視示意圖。
[圖8]係顯示適用於本實施形態的外板的製造之模具的變形例之概略說明圖。
[圖9]係顯示本實施形態的外板之製造方法的俯視示意圖。
[圖10]係顯示本實施形態的外板之製造方法的俯視示意圖。
[圖11(a)～(c)]係顯示在實施例所成型之PC殼體的示意圖。
[圖12]係顯示在實施例所成型的PC殼體之進模口位置的示意圖。
[圖13(a)～(c)]係顯示在實施例所成型的PC殼體之示意圖。
[圖14]係顯示在實施例所成型的PC殼體之進模口位置的示意圖。
[圖15]係圖12,14的A-A線之箭頭視剖面圖。
[圖16]係顯示在實施例所成型的PC殼體的評價位置之示意圖。
100:模具
110:模穴
111:一邊
119:分模線
120:進模口
130:澆道
140:澆口
Claims (8)
- 一種板狀成形體之製造方法，係具有使用滿足下述條件(i)～(v)的模具將液晶聚合物樹脂組成物進行射出成型的步驟， (i)前述模具係具備模穴及與前述模穴連接之進模口，前述模穴具有對應於前述板狀成形體的形狀，在前述模穴之一邊的大致全長設置進模口， (ii)前述模具係具備與前述進模口連接之澆道，前述澆道是沿著前述進模口的大致全長延伸， (iii)在與前述澆道之延伸方向正交的剖面上，前述澆道之內部空間的形狀，係具有朝向前述進模口使前述內部空間的寬度漸減之楔狀部分， (iv)前述模具係具有與前述模穴連通之複數個副進模口， (v)前述副進模口，係在設有前述進模口的一邊和相對向的邊之間，設置成沿著與前述進模口之延伸方向相同的方向排列。
- 如請求項1之板狀成形體之製造方法，其中， 前述模具係具有複數個對前述澆道供給樹脂的澆口。
- 如請求項2之板狀成形體之製造方法，其中， 樹脂從前述澆口往前述澆道流入的方向和樹脂從前述澆道往前述模穴流入的方向是交叉的。
- 如請求項1之板狀成形體之製造方法，其中， 前述模具係具有突出於前述模穴內之銷， 前述進模口在俯視時是設置於前述模穴所具有之相對向的一對的邊當中之遠離前述銷的一邊。
- 如請求項4之板狀成形體之製造方法，其中， 前述銷俯視呈扁平狀， 前述模具在俯視時是在前述銷之長軸方向具有前述進模口。
- 如請求項4之板狀成形體之製造方法，其中， 前述銷在俯視時是朝前述進模口側鼓起而彎曲。
- 如請求項4之板狀成形體之製造方法，其中， 前述模具係具有複數個前述銷， 前述複數個銷當中之至少一部分是沿著前述進模口的延伸方向排列。
- 一種模具，係滿足下述條件(i)～(v)： (i)前述模具係具備模穴及與前述模穴連接之進模口，在前述模穴之一邊的大致全長設置進模口， (ii)前述模具係具備與前述進模口連接之澆道，前述澆道是沿著前述進模口的大致全長延伸， (iii)在與前述澆道之延伸方向正交的剖面上，前述澆道之內部空間的形狀，係具有朝向前述進模口使前述內部空間的寬度漸減之楔狀部分， (iv)前述模具係具有與前述模穴連通之複數個副進模口， (v)前述副進模口，係在設有前述進模口的一邊和相對向的邊之間，設置成沿著與前述進模口之延伸方向相同的方向排列。
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