射出成形品の製造方法
【課題】液晶性樹脂組成物を、超音波洗浄しても射出成形品表面のフィブリル化を抑え、優れた外観を有する成形品を得るための成形技術を提供する。特に、金型温度が１００℃以下の条件でも実施可能な成形技術を提供する。
【解決手段】液晶性樹脂組成物の射出成形において、金型内表面に断熱層が形成された金型を用い、断熱層の厚みｔ１（μｍ）、射出速度Ｓ（ｍｍ／ｓｅｃ）、射出成形品の厚みｔ２（ｍｍ）、金型温度Ｔ（℃）とした場合に、特定の関係式を満たす成形条件で射出成形する。好ましくは金型温度が１００℃以下で成形を行う。
【解決手段】液晶性樹脂組成物の射出成形において、金型内表面に断熱層が形成された金型を用い、断熱層の厚みｔ１（μｍ）、射出速度Ｓ（ｍｍ／ｓｅｃ）、射出成形品の厚みｔ２（ｍｍ）、金型温度Ｔ（℃）とした場合に、特定の関係式を満たす成形条件で射出成形する。好ましくは金型温度が１００℃以下で成形を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶性樹脂組成物を用いた射出成形品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジニアリングプラスチックと呼ばれる一群のプラスチックスは高い強度を有し、金属部品に置き替わりつつある。中でも液晶性樹脂と呼ばれる一群のプラスチックスは、結晶構造を保持しながら溶融する。この結晶構造に基づく高強度が液晶性樹脂の特徴の一つである。さらに、液晶性樹脂は、固化時に結晶構造が大きく変化しないことにより溶融時と固化時との体積変化が小さい。その結果、液晶性樹脂には、成形収縮が小さく成形品の寸法精度に優れているという利点がある。
【０００３】
上記のような、高強度、寸法精度が優れているという利点を生かして、液晶性樹脂組成物は、精密機器部品に使用されるようになっている。ところで、精密機器、光学機器の場合、わずかなゴミ、埃等が機器性能に影響する。このため、精密機器、光学機器に用いられる部品、例えばカメラモジュール用部品等では、通常、水等を用いて超音波洗浄され、部品の表面に付着する小さなゴミ、油分、埃等は除去される。しかし、液晶性樹脂組成物を成形してなる成形品は、分子配向が表面部分で特に大きいため表面が比較的フィブリル化しやすい。このため、成形品の表面が剥がれると脱落物（ゴミ）の要因となる。したがって、ゴミ等の発生が問題となるため、液晶性樹脂組成物を成形してなる成形品を超音波洗浄することは極めて難しい。
【０００４】
上記のゴミ等の発生は、上述の通り成形品の表面で分子配向が特に大きいために起こる。そこで、表面特性を改善した樹脂成形体として、液晶性高分子と繊維状フィラーとを含む樹脂成形品であって、特定の表面テープ剥離試験により求められる表面粗さＲａ値の上昇幅が０．４μｍ以下となる平面部を有することを特徴とする樹脂成形品が開示されている（特許文献１）。
【０００５】
特許文献１に記載の方法によれば、電気・電子機器又は光学機器の部品として有用であり、表面パーティクル（異物）発生を防止し得るとされている。このように特許文献１に記載の技術を用いると、表面特性の改善が可能ではある。
【０００６】
しかしながら、特許文献１の実施例に記載されている通り、特許文献１における異物発生とは、純水中で緩やかに１分間攪拌して表面を洗浄したときに発生する異物である。したがって、特許文献１に記載の方法による表面特性の改善では、超音波洗浄の際のフィブリル化抑制については満足する結果は得られない。即ち、上記特許文献１に記載の方法では、超音波洗浄等のような激しい条件に樹脂成形品を曝すと、非常に多くの異物が発生してしまう。
【０００７】
また、特許文献１では、上記ゴミ等の発生を抑えるために成形の際の金型温度が高い方が好ましいとされている。実際に、特許文献１の実施例では金型温度１３０℃の条件で成形を行っている。金型温度の条件を、１００℃を超える温度に設定する場合、水による温度調整ができず、オイルを用いて温度調整を行わなければならない。このため、射出成形品の生産を容易にする観点から、金型温度が１００℃以下の条件で成形することが求められる。
【０００８】
さらに、射出成形品は特に分子配向が表面部分で大きいため、表面フィブリル化が起こりやすく超音波洗浄等を行うと毛羽立ちやすい。このため、射出成形品に適用可能な表面特性改善の技術が求められている。
【０００９】
また、上記のような表面の毛羽立ち、上記のような成形品表面の剥がれは、射出成形品の外観を損ねる。このため、液晶性樹脂組成物を射出成形してなる射出成形品には、優れた外観を備えることも求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−２３９９５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、液晶性樹脂組成物を、超音波洗浄しても射出成形品表面のフィブリル化を抑え、優れた外観を有する成形品を得るための成形技術を提供することにある。特に、金型温度が１００℃以下の条件でも実施可能な成形技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた。その結果、液晶性樹脂組成物の射出成形において、金型内表面に断熱層が形成された金型を用い、断熱層の厚みｔ１、射出速度Ｓ、射出成形品の厚みｔ２、金型温度Ｔとした場合に、特定の関係式を満たす成形条件で射出成形することで、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には本発明は以下のものを提供する。
【００１３】
（１） 液晶性樹脂組成物の射出成形において、金型内表面に断熱層が形成された金型を用い、断熱層の厚みｔ１（μｍ）、射出速度Ｓ（ｍｍ／ｓｅｃ）、射出成形品の厚みｔ２（ｍｍ）、金型温度Ｔ（℃）とした場合に、下記の式（Ｉ）を満たす成形条件で射出成形する射出成形品の製造方法。
【数１】
【００１４】
（２） 下記の式（ＩＩ）を満たす成形条件で射出成形する（１）に記載の射出成形品の製造方法。
【数２】
【００１５】
（３） 前記断熱層は、熱伝導率が５Ｗ／ｍ・Ｋ以下である（１）又は（２）に記載の射出成形品の製造方法。
【００１６】
（４） 前記断熱層は、ポリイミド樹脂を含む（１）から（３）のいずれかに記載の射出成形品の製造方法。
【００１７】
（５） 金型温度Ｔが、１００℃以下である（１）から（４）のいずれかに記載の射出成形品の製造方法。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の製造方法により得られる射出成形品は、超音波洗浄しても成形品表面の剥がれによる脱落物（ゴミ）の発生が無い。このため、本発明の製造方法により製造した精密機器、光学機器等に用いられる射出成形品は、超音波洗浄を容易に行うことができ、部品製造の際の洗浄作業を効率よく行うことができる。
【００１９】
本発明の製造方法により得られる射出成形品は、優れた外観を備える。特に、本発明の製造方法により得られる射出成形品の表面は容易に剥がれることが無いため、美しい外観を長期間維持しやすい。
【００２０】
本発明の製造方法は、金型温度が１００℃以下の条件で行うことができる。このため、射出成形品を得る際の金型の温度調整をオイルでなく水で行うことができる。その結果、優れた射出成形品を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の製造方法により得られる射出成形品の多層構造を示す図である。
【図２】従来技術の製造方法により得られる射出成形品の多層構造を示す図である。
【図３】下記式（ＩＩ）を満たす条件で製造した射出成形品の多層構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の一実施形態について詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。
【００２３】
本発明は、液晶性樹脂組成物の射出成形において、金型内表面に断熱層が形成された金型を用いること、及び断熱層の厚みｔ１（μｍ）、射出速度Ｓ（ｍｍ／ｓｅｃ）、射出成形品の厚みｔ２（ｍｍ）、金型温度Ｔ（℃）とした場合に、特定の関係式を満たす成形条件で射出成形することを特徴とする。以下、本発明について、液晶性樹脂組成物、射出成形品の製造方法の順で説明する。
【００２４】
＜液晶性樹脂組成物＞
本発明の射出成形品の製造方法は、液晶性樹脂を含む全ての液晶性樹脂組成物に適用することができる。
【００２５】
［液晶性樹脂］
液晶性樹脂とは、光学異方性溶融相を形成し得る性質を有する溶融加工性ポリマーを指す。異方性溶融相の性質は、直交偏光子を利用した慣用の偏光検査法により確認することが出来る。より具体的には、異方性溶融相の確認は、Ｌｅｉｔｚ偏光顕微鏡を使用し、Ｌｅｉｔｚホットステージに載せた溶融試料を窒素雰囲気下で４０倍の倍率で観察することにより実施できる。本発明に適用できる液晶性樹脂は直交偏光子の間で検査したときに、たとえ溶融静止状態であっても偏光は通常透過し、光学的に異方性を示す。
【００２６】
上記のような液晶性樹脂としては特に限定されないが、芳香族ポリエステル又は芳香族ポリエステルアミドであることが好ましく、芳香族ポリエステル又は芳香族ポリエステルアミドを同一分子鎖中に部分的に含むポリエステルもその範囲にある。これらは６０℃でペンタフルオロフェノールに濃度０．１重量％で溶解したときに、好ましくは少なくとも約２．０ｄｌ／ｇ、さらに好ましくは２．０〜１０．０ｄｌ／ｇの対数粘度（Ｉ．Ｖ．）を有するものが使用される。
【００２７】
本発明に適用できる液晶性樹脂としての芳香族ポリエステル又は芳香族ポリエステルアミドとして特に好ましくは、芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族ヒドロキシアミン、芳香族ジアミンの群から選ばれた少なくとも１種以上の化合物を構成成分として有する芳香族ポリエステル、芳香族ポリエステルアミドである。
【００２８】
より具体的には、
（１）主として芳香族ヒドロキシカルボン酸及びその誘導体の１種又は２種以上からなるポリエステル；
（２）主として（ａ）芳香族ヒドロキシカルボン酸及びその誘導体の１種又は２種以上と、（ｂ）芳香族ジカルボン酸、脂環族ジカルボン酸及びその誘導体の１種又は２種以上と、（ｃ）芳香族ジオール、脂環族ジオール、脂肪族ジオール及びその誘導体の少なくとも１種又は２種以上、とからなるポリエステル；
（３）主として（ａ）芳香族ヒドロキシカルボン酸及びその誘導体の１種又は２種以上と、（ｂ）芳香族ヒドロキシアミン、芳香族ジアミン及びその誘導体の１種又は２種以上と、（ｃ）芳香族ジカルボン酸、脂環族ジカルボン酸及びその誘導体の１種又は２種以上、とからなるポリエステルアミド；
（４）主として（ａ）芳香族ヒドロキシカルボン酸及びその誘導体の１種又は２種以上と、（ｂ）芳香族ヒドロキシアミン、芳香族ジアミン及びその誘導体の１種又は２種以上と、（ｃ）芳香族ジカルボン酸、脂環族ジカルボン酸及びその誘導体の１種又は２種以上と、（ｄ）芳香族ジオール、脂環族ジオール、脂肪族ジオール及びその誘導体の少なくとも１種又は２種以上、とからなるポリエステルアミド等が挙げられる。さらに上記の構成成分に必要に応じ分子量調整剤を併用してもよい。
【００２９】
本発明に適用できる前記液晶性樹脂を構成する具体的化合物の好ましい例としては、ｐ−ヒドロキシ安息香酸、６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸等の芳香族ヒドロキシカルボン酸、２，６−ジヒドロキシナフタレン、１，４−ジヒドロキシナフタレン、４，４’−ジヒドロキシビフェニル、ハイドロキノン、レゾルシン、下記一般式（Ａ）及び下記一般式（Ｂ）で表される化合物等の芳香族ジオール；テレフタル酸、イソフタル酸、４，４’−ジフェニルジカルボン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸及び下記一般式（Ｃ）で表される化合物等の芳香族ジカルボン酸；ｐ−アミノフェノール、ｐ−フェニレンジアミン等の芳香族アミン類が挙げられる。
【化１】
（Ｘ：アルキレン（Ｃ１〜Ｃ４）、アルキリデン、−Ｏ−、−ＳＯ−、−ＳＯ２−、−Ｓ−、−ＣＯ−より選ばれる基である）
【化２】
【化３】
（Ｙ：−（ＣＨ２）ｎ−（ｎ＝１〜４）、−Ｏ（ＣＨ２）ｎＯ−（ｎ＝１〜４）より選ばれる基である。）
【００３０】
［その他の成分］
本発明に用いる液晶性樹脂組成物には、本発明の効果を害さない範囲で、他の樹脂、核剤、カーボンブラック、無機焼成顔料等の顔料、酸化防止剤、安定剤、可塑剤、滑剤、離型剤及び難燃剤等の添加剤を添加して、所望の特性を付与した組成物も本発明に用いる液晶性樹脂組成物に含まれる。
【００３１】
＜射出成形品の製造方法＞
本発明の射出成形品の製造方法は、上記液晶性樹脂組成物の射出成形において、金型内表面に断熱層が形成された金型を用い、断熱層の厚みｔ１（μｍ）、射出速度Ｓ（ｍｍ／ｓｅｃ）、射出成形品の厚みｔ２（ｍｍ）、金型温度Ｔ（℃）とした場合に、下記式（Ｉ）の関係式を満たす成形条件で射出成形する。
【数３】
【００３２】
［金型］
本発明の射出成形品を製造する方法においては、金型の内表面（金型の内側の表面）に断熱層が形成された金型を用いる。金型の内側の表面に形成された断熱層により、金型内に流れ込んだ液晶性樹脂組成物は金型表面付近で固まり難くなる。その結果、金型表面で固化した樹脂組成物に接触する固化前の樹脂組成物に含まれる分子が、その固化後の樹脂組成物に引っ張られ成形品表面で分子配向が大きくなることを抑えることができる。
【００３３】
金型の内表面に形成される断熱層は、金型表面での液晶性樹脂組成物の固化を遅らせる働きをするものであれば、材料等は特に限定されない。また、金型内表面の一部に断熱層が形成されるものも「金型内表面に断熱層が形成された金型」に含まれる。本発明の射出成形品の製造方法においては、少なくとも得られる成形品において良好な外観特性が要求される部分に相当する所望の金型内表面部分の全てに形成することが必要であり、金型内表面全てに形成することが好ましい。
【００３４】
断熱層の厚み（ｔ１）は、後述する通り、上記式（Ｉ）を満たすように調整すれば特に限定されない。上記金型内表面に形成される断熱層の厚みは均一でもよいし、厚みの異なる箇所を含むものであってもよい。断熱層の厚みが均一で無い場合には、平均の厚みをｔ１とする。
【００３５】
また、金型内表面に形成される断熱層の熱伝導率は、５Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることが特に好ましい。断熱層の熱伝導率を上記の範囲に調整することで、１００℃以下の金型温度で射出成形品を成形しても、超音波洗浄等を行った際に成形品表面が剥がれず、優れた外観を有する射出成形品がさらに得られやすくなる。なお、上記熱伝導率は実施例に記載の方法で測定した熱伝導率を指す。
【００３６】
また、射出成形の際に金型内には高温の液晶性樹脂組成物が流れ込むため、断熱層は成形の際の高温に耐えられるような耐熱性を備えることが必要になる。
【００３７】
本発明の射出成形品の製造方法に用いる金型の内表面に形成される断熱層は、ポリイミド樹脂を含むものが好ましい。ポリイミド樹脂は上記熱伝導率が５Ｗ／ｍ・Ｋ以下であり、射出成形の際の高温にも充分に耐える耐熱性を有するからである。使用可能なポリイミド樹脂の具体例としては、ピロメリット酸（ＰＭＤＡ）系ポリイミド、ビフェニルテトラカルボン酸系ポリイミド、トリメリット酸を用いたポリアミドイミド、ビスマレイミド系樹脂（ビスマレイミド／トリアジン系等）、ベンゾフェノンテトラカルボン酸系ポリイミド、アセチレン末端ポリイミド、熱可塑性ポリイミド等が挙げられる。なお、ポリイミド樹脂からなる断熱層であることが特に好ましい。ポリイミド樹脂以外の好ましい材料としては、例えば、テトラフルオロエチレン樹脂等が挙げられる。
【００３８】
金型の内表面に断熱層を形成する方法は、特に限定されない。例えば、以下の方法で断熱層を金型の内表面に形成することが好ましい。
【００３９】
高分子断熱層を形成しうるポリイミド前駆体等のポリマー前駆体の溶液を金型表面に塗布し、加熱して溶媒を蒸発させ、さらに過熱してポリマー化することによりポリイミド膜等の断熱層を形成する方法、耐熱性高分子のモノマー、例えばピロメリット酸無水物と４，４−ジアミノジフェニルエーテルを蒸着重合させる方法、又は、平面形状の金型に関しては、高分子断熱フィルムを用い適切な接着方法又は粘着テープ状の高分子断熱フィルムを用いて金型の所望部分に貼付し断熱層を形成する方法が挙げられる。また、ポリイミド膜を形成させ、さらにその表面に金属系硬膜としてのクローム（Ｃｒ）膜や窒化チタン（ＴｉＮ）膜を形成させることも可能である。
【００４０】
［成形条件］
本発明の射出成形品の製造方法は、断熱層の厚みｔ１（μｍ）、射出速度Ｓ（ｍｍ／ｓｅｃ）、射出成形品の厚みｔ２（ｍｍ）、金型温度Ｔ（℃）とした場合に、下記式（Ｉ）の関係式を満たす成形条件で射出成形を行うことを特徴とする。
【数４】
【００４１】
上記のような条件で射出成形品を製造することにより、後述する通り、得られる射出成形品には表層とスキン層との境界が、成形品表面の少なくとも一部において存在しなくなる。射出成形品の表面剥がれは、スキン層のさらに上に形成される表層の剥がれが原因となるが、本発明ではこの表層を、成形品表面の少なくとも一部において表層を持たない射出成形品が得られる。その結果、外観に優れ、超音波洗浄しても表面の剥がれのない高品質な射出成形品を得ることができる。
【００４２】
本発明の製造方法により得られる射出成形品は、成形品表面の表層とスキン層との間の境界を少なくとも一部において無くすことが特徴である。このような射出成形品が得られる結果、射出成形品の表面剥がれを抑える効果が著しく高まる。このように成形品表面の剥がれが非常に少なく、優れた外観を有する射出成形品は、金型内に流れ込んだ液晶性樹脂組成物が金型表面で直ちに固まることを防ぎ、固化した樹脂組成物により固化前の樹脂組成物部分の分子が引っ張られ成形品表面で分子配向が大きくなることを抑えることで得られると推測される。
【００４３】
断熱層は、上述の通り、溶融状態の液晶性樹脂組成物が金型に流れ込んだ際に、金型表面で樹脂組成物が直ちに固まることを抑える働きを有する。
【００４４】
射出速度を向上させることで、金型内に樹脂組成物が充填される時間が短くなる。即ち、液晶性樹脂組成物の固化が進みすぎない段階で金型内への液晶性樹脂組成物の充填を終えることができる。その結果、固化した樹脂組成物により固化前の部分の分子が引っ張られ成形品表面で分子配向が大きくなることを抑えることができる。
【００４５】
射出成形品の厚みが、厚すぎると金型内への液晶性樹脂組成物の充填に時間がかかる。このため、射出成形品の厚みが厚すぎると、固化した樹脂組成物により固化前の部分の分子が引っ張られ成形品表面で分子配向が大きくなる現象が生じやすい。
【００４６】
金型温度Ｔを高く設定することで、金型の内側表面付近での液晶性樹脂組成物の固化を特に遅らせることでできる。その結果、固化した樹脂組成物により固化前の部分の分子が引っ張られ成形品表面で分子配向が大きくなる現象を抑えることができる。
【００４７】
本発明の特徴は、断熱層厚みｔ１（μｍ）、射出速度Ｓ（ｍｍ／ｓｅｃ）、金型温度Ｔ（℃）、射出成形品厚みｔ２（ｍｍ）が、上記の式（Ｉ）を満たすように調整することで、射出成形品表面の表層とスキン層との境界が無くなることを見出した点にある。
【００４８】
そして、本発明では、射出速度Ｓ（ｍｍ／ｓｅｃ）、断熱層厚みｔ１（μｍ）、金型温度Ｔ（℃）を調整することで、様々な形状（特にｔ２（ｍｍ）が厚い場合でも）の優れた射出成形品を製造することができる。上記式（Ｉ）を満たすものであれば、射出成形品の表層とスキン層との間の境界が少なくとも一部において存在しなくなるからである。
【００４９】
また、下記の式（ＩＩ）を満たす成形条件で射出成形することで、さらに表面剥がれが生じ難くなり、極めて優れた外観を有する射出成形品を得ることができる。具体的には、下記式（ＩＩ）を満たす条件で射出成形を行うことにより、表層とスキン層との間に境界が全く無い成形品が得られやすくなる。以下、本発明の製造方法の製造条件について詳細に説明する。
【数５】
【００５０】
先ず、断熱層厚みｔ１（μｍ）について説明する。断熱層厚みｔ１は上記式（Ｉ）を満たすように調整されればよく、その厚みは特に限定されない。用いる液晶性樹脂組成物の種類、射出成形品の形状等により異なるが、本発明の製造方法においては、断熱層厚みｔ１を１μｍから１０００μｍに調整することが好ましい。断熱層厚みが１μｍ以上に調整することで、十分な断熱効果が得られるため好ましく、１０００μｍ以下に調整することは成形品の精度という理由で好ましい。より好ましい断熱層厚みｔ１は１０μｍから３００μｍである。
【００５１】
次いで、射出速度Ｓ（ｍｍ／ｓｅｃ）について説明する。射出速度Ｓについても上記断熱層厚みｔ１と同様に、上記式（Ｉ）を満たすように調整されればよい。用いる液晶性樹脂組成物の種類、射出成形品の形状等により異なるが、本発明の製造方法においては、射出速度Ｓを２０ｍｍ／ｓｅｃから１０００ｍｍ／ｓｅｃの範囲に調整することが好ましい。射出速度を２０ｍｍ／ｓｅｃ以上に調整することで、ヘジテーションを防止できるため好ましく、射出速度を１０００ｍｍ／ｓｅｃ以下に調整することで、ジェッティングを防止できるため好ましい。より好ましい射出速度は５０ｍｍ／ｓｅｃから５００ｍｍ／ｓｅｃである。
【００５２】
次いで、金型温度Ｔ（℃）について説明する。金型温度Ｔについても上記断熱層厚みｔ１等と同様に上記式（Ｉ）を満たすように調整されればよい。用いる液晶性樹脂組成物の種類、射出成形品の形状等により異なるが、本発明の製造方法においては、金型温度Ｔを１００℃以下に調整することが好ましい。金型温度Ｔを１００℃以下に設定することで、金型の温度調整を水で行うことができ、容易に高品質の射出成形品を得ることができる。より好ましい金型温度の範囲は５０℃から１００℃である。
【００５３】
上記断熱層厚みｔ１、射出速度Ｓ、金型温度Ｔを調整することで、射出成形品厚みｔ２を広い範囲で調整可能である。具体的には、上記式（Ｉ）を満たす条件では、射出成形品厚みｔ２を０．２ｍｍから１０ｍｍに調整可能である。上記式（ＩＩ）を満たす条件ではｔ２を０．２ｍｍから５ｍｍに調整可能である。特に射出成形品厚みｔ２が０．２ｍｍから３ｍｍの範囲では、上記問題が生じやすいが、本発明の製造方法により成形することで、表面剥がれが無く、優れた外観を有する高品質な射出成形品を容易に得ることができる。
【００５４】
［射出成形品］
液晶性樹脂組成物を成形すると多層構造になる。図１には、本発明の製造方法により得られる射出成形品の多層構造（中央部分から表面部分まで）を示す。図１（ａ）に示すように、本発明の製造方法により得られる射出成形品は、成形品表面の少なくとも一部において表層とスキン層との境界が存在しない。したがって、本発明の製造方法により得られる射出成形品に超音波洗浄等を行っても図１（ｂ）に示すように表面剥がれが生じる部分は少なくなる。
【００５５】
これに対して、図２には、従来技術の製造方法により得られる射出成形品の多層構造（中央部分から表面部分まで）を示した。図２（ａ）に示すように、射出成形品の全面に表層が存在する。したがって、従来技術の製造方法により得られる射出成形品に超音波洗浄等を行うと、図２（ｂ）に示すように全面で表面剥がれが生じる。
【００５６】
そして、図３には、上記式（ＩＩ）を満たす条件で製造した射出成形品の多層構造（中央部分から表面部分まで）を示した。図３に示すように、本発明の製造方法により得られる射出成形品の中でも、上記式（ＩＩ）を満たす条件で製造した射出成形品は、表層とスキン層との境界が全く無くなる傾向にある。したがって、超音波洗浄等を行っても表面剥がれを極めて生じ難い射出成形品になる。
【００５７】
以上の通り、本発明の製造方法により得られる射出成形品は、超音波洗浄を行っても表面の剥がれが生じず、優れた外観を有する。さらに、金型温度を１００℃以下に設定することで、高品質な射出成形品を容易に得ることができる。
【実施例】
【００５８】
以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
【００５９】
＜材料＞
液晶性樹脂１：「ベクトラ（登録商標）Ｅ１３０ｉ」 ガラス繊維３０質量％充填材料 融点３３５℃、溶融粘度４０Ｐａ・ｓ （ポリプラスチックス株式会社製）
断熱層形成材料１：ポリイミド樹脂テープ（住友スリーエム社製）、熱伝導率０．２Ｗ／ｍ・Ｋ
断熱層形成材料２：ポリイミド樹脂ワニス（ファインケミカルジャパン社製）、熱伝導率０．２Ｗ／ｍ・Ｋ
断熱層形成材料３：ポリイミド樹脂フィルム（東レ・デュポン社製）、熱伝導率０．２Ｗ／ｍ・Ｋ
【００６０】
上記ポリイミド樹脂の熱伝導率はレーザーフラッシュ法により熱拡散率、アルキメデス法により比重、ＤＳＣにより比熱を測定し算出した。
【００６１】
＜実施例１＞
成形用材料として液晶性樹脂１を用い、幅２０ｍｍ×長さ５０ｍｍ×厚さ０．５ｍｍの平板成形用金型の金型キャビティー面に、断熱層形成材料１を貼付し、表１中の射出速度、金型温度等の成形条件にて成形を行い、射出成形品を得た。なお、表に示す成形条件以外の条件は下記の通りである。
［成形条件］
シリンダー設定温度：３５０℃
スクリュー回転数：１５０ｒｐｍ
【００６２】
＜実施例２＞
成形用材料として液晶性樹脂１を用い、４０ｍｍ□×厚さ１ｍｍの平板成形用金型の金型キャビティー面に、断熱層形成材料２をスプレーし、２５０℃、１時間で焼付けした後、ポリイミド面を研摩し、表１中の断熱層厚みに調整した後、表１中の射出速度、金型温度にて成形を行い、射出成形品を得た。なお、表１に示す以外の成形条件は実施例１と同様である。
【００６３】
＜実施例３＞
成形条件を表１に示す条件に変更した以外は実施例２と同様の方法で射出成形品を製造した。なお、表１に示す以外の成形条件は実施例１と同様である。
【００６４】
＜実施例４＞
成形用材料として液晶性樹脂１を用い、ＩＳＯ標準試験片金型の金型キャビティー面に、断熱層形成材料３を両面テープにて貼付し、表１中の射出速度、金型温度にて成形を行い、射出成形品を得た。なお、表１に示す以外の成形条件は実施例１と同様である。
【００６５】
＜実施例５＞
成形条件を表１に示す条件に変更した以外は実施例４と同様の方法で射出成形品を製造した。なお、表１に示す以外の成形条件は実施例１と同様である。
【００６６】
＜比較例１＞
成形条件を表１に示す条件に変更した以外は実施例４と同様の方法で射出成形品を製造した。なお、表１に示す以外の成形条件は実施例１と同様である。
【００６７】
＜比較例２＞
金型内に断熱層を形成しなかった以外は実施例１と同様の方法で射出成形品を製造した。
【００６８】
＜比較例３＞
成形条件を表１に示す条件に変更した以外は比較例２と同様の方法で射出成形品を製造した。なお、表１に示す以外の成形条件は実施例１と同様である。
【００６９】
＜成形品の評価＞
実施例及び比較例の射出成形品について、碁盤目試験評価、超音波洗浄試験評価を行った。
【００７０】
［碁盤目試験評価］
ＪＩＳ Ｋ５４００に準じた方法で評価を行い、１ｍｍ□の１００格子の内の剥離された格子数にて評価を行った。評価結果を表１に示した。
【００７１】
［超音波洗浄試験］
実施例及び比較例の射出成形品を水に浸漬し、１分間超音波洗浄を実施し、表面のフィブリル発生状況を表面の白化現象として測定し、フィブリル発生の有無を評価した。評価結果を表１に示した。
【００７２】
【表１】
【００７３】
表１から明らかなように、本発明の製造方法で得られる射出成形品は、碁盤目剥離試験評価の剥離数から明らかなように、表面剥がれが生じ難いことが明らかになった。このように本発明の製法により得られた射出成形品は表面剥がれが起こり難いため、綺麗な外観を維持することができる。
【００７４】
また、表１から明らかなように、実施例１から３、５では、超音波洗浄試験からフィブリル発生が全く起こらないという結果が得られた。実施例１から３、５では、射出成形品表面において表層とスキン層との境界が存在しないことが確認された。また、実施例４では表面のフィブリル発生が生じたものの、その発生面積は、比較例の成形品表面に生じたフィブリル化の発生面積と比較すると非常に小さい。したがって、実施例４では、一部で表層とスキン層との境界が存在することが確認された。
【００７５】
本発明の製造方法は、金型温度１００℃以下の条件でも高品質の射出成形品を製造することができることが確認された。
【００７６】
実施例１から３、５の結果と実施例４の結果とから明らかなように、上記式（ＩＩ）を満たす条件で射出成形品の製造を行うことで、表層とスキン層との間の境界が全く存在しない優れた射出成形品が得られることが確認された。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶性樹脂組成物を用いた射出成形品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジニアリングプラスチックと呼ばれる一群のプラスチックスは高い強度を有し、金属部品に置き替わりつつある。中でも液晶性樹脂と呼ばれる一群のプラスチックスは、結晶構造を保持しながら溶融する。この結晶構造に基づく高強度が液晶性樹脂の特徴の一つである。さらに、液晶性樹脂は、固化時に結晶構造が大きく変化しないことにより溶融時と固化時との体積変化が小さい。その結果、液晶性樹脂には、成形収縮が小さく成形品の寸法精度に優れているという利点がある。
【０００３】
上記のような、高強度、寸法精度が優れているという利点を生かして、液晶性樹脂組成物は、精密機器部品に使用されるようになっている。ところで、精密機器、光学機器の場合、わずかなゴミ、埃等が機器性能に影響する。このため、精密機器、光学機器に用いられる部品、例えばカメラモジュール用部品等では、通常、水等を用いて超音波洗浄され、部品の表面に付着する小さなゴミ、油分、埃等は除去される。しかし、液晶性樹脂組成物を成形してなる成形品は、分子配向が表面部分で特に大きいため表面が比較的フィブリル化しやすい。このため、成形品の表面が剥がれると脱落物（ゴミ）の要因となる。したがって、ゴミ等の発生が問題となるため、液晶性樹脂組成物を成形してなる成形品を超音波洗浄することは極めて難しい。
【０００４】
上記のゴミ等の発生は、上述の通り成形品の表面で分子配向が特に大きいために起こる。そこで、表面特性を改善した樹脂成形体として、液晶性高分子と繊維状フィラーとを含む樹脂成形品であって、特定の表面テープ剥離試験により求められる表面粗さＲａ値の上昇幅が０．４μｍ以下となる平面部を有することを特徴とする樹脂成形品が開示されている（特許文献１）。
【０００５】
特許文献１に記載の方法によれば、電気・電子機器又は光学機器の部品として有用であり、表面パーティクル（異物）発生を防止し得るとされている。このように特許文献１に記載の技術を用いると、表面特性の改善が可能ではある。
【０００６】
しかしながら、特許文献１の実施例に記載されている通り、特許文献１における異物発生とは、純水中で緩やかに１分間攪拌して表面を洗浄したときに発生する異物である。したがって、特許文献１に記載の方法による表面特性の改善では、超音波洗浄の際のフィブリル化抑制については満足する結果は得られない。即ち、上記特許文献１に記載の方法では、超音波洗浄等のような激しい条件に樹脂成形品を曝すと、非常に多くの異物が発生してしまう。
【０００７】
また、特許文献１では、上記ゴミ等の発生を抑えるために成形の際の金型温度が高い方が好ましいとされている。実際に、特許文献１の実施例では金型温度１３０℃の条件で成形を行っている。金型温度の条件を、１００℃を超える温度に設定する場合、水による温度調整ができず、オイルを用いて温度調整を行わなければならない。このため、射出成形品の生産を容易にする観点から、金型温度が１００℃以下の条件で成形することが求められる。
【０００８】
さらに、射出成形品は特に分子配向が表面部分で大きいため、表面フィブリル化が起こりやすく超音波洗浄等を行うと毛羽立ちやすい。このため、射出成形品に適用可能な表面特性改善の技術が求められている。
【０００９】
また、上記のような表面の毛羽立ち、上記のような成形品表面の剥がれは、射出成形品の外観を損ねる。このため、液晶性樹脂組成物を射出成形してなる射出成形品には、優れた外観を備えることも求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−２３９９５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、液晶性樹脂組成物を、超音波洗浄しても射出成形品表面のフィブリル化を抑え、優れた外観を有する成形品を得るための成形技術を提供することにある。特に、金型温度が１００℃以下の条件でも実施可能な成形技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた。その結果、液晶性樹脂組成物の射出成形において、金型内表面に断熱層が形成された金型を用い、断熱層の厚みｔ１、射出速度Ｓ、射出成形品の厚みｔ２、金型温度Ｔとした場合に、特定の関係式を満たす成形条件で射出成形することで、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には本発明は以下のものを提供する。
【００１３】
（１） 液晶性樹脂組成物の射出成形において、金型内表面に断熱層が形成された金型を用い、断熱層の厚みｔ１（μｍ）、射出速度Ｓ（ｍｍ／ｓｅｃ）、射出成形品の厚みｔ２（ｍｍ）、金型温度Ｔ（℃）とした場合に、下記の式（Ｉ）を満たす成形条件で射出成形する射出成形品の製造方法。
【数１】
【００１４】
（２） 下記の式（ＩＩ）を満たす成形条件で射出成形する（１）に記載の射出成形品の製造方法。
【数２】
【００１５】
（３） 前記断熱層は、熱伝導率が５Ｗ／ｍ・Ｋ以下である（１）又は（２）に記載の射出成形品の製造方法。
【００１６】
（４） 前記断熱層は、ポリイミド樹脂を含む（１）から（３）のいずれかに記載の射出成形品の製造方法。
【００１７】
（５） 金型温度Ｔが、１００℃以下である（１）から（４）のいずれかに記載の射出成形品の製造方法。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の製造方法により得られる射出成形品は、超音波洗浄しても成形品表面の剥がれによる脱落物（ゴミ）の発生が無い。このため、本発明の製造方法により製造した精密機器、光学機器等に用いられる射出成形品は、超音波洗浄を容易に行うことができ、部品製造の際の洗浄作業を効率よく行うことができる。
【００１９】
本発明の製造方法により得られる射出成形品は、優れた外観を備える。特に、本発明の製造方法により得られる射出成形品の表面は容易に剥がれることが無いため、美しい外観を長期間維持しやすい。
【００２０】
本発明の製造方法は、金型温度が１００℃以下の条件で行うことができる。このため、射出成形品を得る際の金型の温度調整をオイルでなく水で行うことができる。その結果、優れた射出成形品を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の製造方法により得られる射出成形品の多層構造を示す図である。
【図２】従来技術の製造方法により得られる射出成形品の多層構造を示す図である。
【図３】下記式（ＩＩ）を満たす条件で製造した射出成形品の多層構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の一実施形態について詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。
【００２３】
本発明は、液晶性樹脂組成物の射出成形において、金型内表面に断熱層が形成された金型を用いること、及び断熱層の厚みｔ１（μｍ）、射出速度Ｓ（ｍｍ／ｓｅｃ）、射出成形品の厚みｔ２（ｍｍ）、金型温度Ｔ（℃）とした場合に、特定の関係式を満たす成形条件で射出成形することを特徴とする。以下、本発明について、液晶性樹脂組成物、射出成形品の製造方法の順で説明する。
【００２４】
＜液晶性樹脂組成物＞
本発明の射出成形品の製造方法は、液晶性樹脂を含む全ての液晶性樹脂組成物に適用することができる。
【００２５】
［液晶性樹脂］
液晶性樹脂とは、光学異方性溶融相を形成し得る性質を有する溶融加工性ポリマーを指す。異方性溶融相の性質は、直交偏光子を利用した慣用の偏光検査法により確認することが出来る。より具体的には、異方性溶融相の確認は、Ｌｅｉｔｚ偏光顕微鏡を使用し、Ｌｅｉｔｚホットステージに載せた溶融試料を窒素雰囲気下で４０倍の倍率で観察することにより実施できる。本発明に適用できる液晶性樹脂は直交偏光子の間で検査したときに、たとえ溶融静止状態であっても偏光は通常透過し、光学的に異方性を示す。
【００２６】
上記のような液晶性樹脂としては特に限定されないが、芳香族ポリエステル又は芳香族ポリエステルアミドであることが好ましく、芳香族ポリエステル又は芳香族ポリエステルアミドを同一分子鎖中に部分的に含むポリエステルもその範囲にある。これらは６０℃でペンタフルオロフェノールに濃度０．１重量％で溶解したときに、好ましくは少なくとも約２．０ｄｌ／ｇ、さらに好ましくは２．０〜１０．０ｄｌ／ｇの対数粘度（Ｉ．Ｖ．）を有するものが使用される。
【００２７】
本発明に適用できる液晶性樹脂としての芳香族ポリエステル又は芳香族ポリエステルアミドとして特に好ましくは、芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族ヒドロキシアミン、芳香族ジアミンの群から選ばれた少なくとも１種以上の化合物を構成成分として有する芳香族ポリエステル、芳香族ポリエステルアミドである。
【００２８】
より具体的には、
（１）主として芳香族ヒドロキシカルボン酸及びその誘導体の１種又は２種以上からなるポリエステル；
（２）主として（ａ）芳香族ヒドロキシカルボン酸及びその誘導体の１種又は２種以上と、（ｂ）芳香族ジカルボン酸、脂環族ジカルボン酸及びその誘導体の１種又は２種以上と、（ｃ）芳香族ジオール、脂環族ジオール、脂肪族ジオール及びその誘導体の少なくとも１種又は２種以上、とからなるポリエステル；
（３）主として（ａ）芳香族ヒドロキシカルボン酸及びその誘導体の１種又は２種以上と、（ｂ）芳香族ヒドロキシアミン、芳香族ジアミン及びその誘導体の１種又は２種以上と、（ｃ）芳香族ジカルボン酸、脂環族ジカルボン酸及びその誘導体の１種又は２種以上、とからなるポリエステルアミド；
（４）主として（ａ）芳香族ヒドロキシカルボン酸及びその誘導体の１種又は２種以上と、（ｂ）芳香族ヒドロキシアミン、芳香族ジアミン及びその誘導体の１種又は２種以上と、（ｃ）芳香族ジカルボン酸、脂環族ジカルボン酸及びその誘導体の１種又は２種以上と、（ｄ）芳香族ジオール、脂環族ジオール、脂肪族ジオール及びその誘導体の少なくとも１種又は２種以上、とからなるポリエステルアミド等が挙げられる。さらに上記の構成成分に必要に応じ分子量調整剤を併用してもよい。
【００２９】
本発明に適用できる前記液晶性樹脂を構成する具体的化合物の好ましい例としては、ｐ−ヒドロキシ安息香酸、６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸等の芳香族ヒドロキシカルボン酸、２，６−ジヒドロキシナフタレン、１，４−ジヒドロキシナフタレン、４，４’−ジヒドロキシビフェニル、ハイドロキノン、レゾルシン、下記一般式（Ａ）及び下記一般式（Ｂ）で表される化合物等の芳香族ジオール；テレフタル酸、イソフタル酸、４，４’−ジフェニルジカルボン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸及び下記一般式（Ｃ）で表される化合物等の芳香族ジカルボン酸；ｐ−アミノフェノール、ｐ−フェニレンジアミン等の芳香族アミン類が挙げられる。
【化１】
（Ｘ：アルキレン（Ｃ１〜Ｃ４）、アルキリデン、−Ｏ−、−ＳＯ−、−ＳＯ２−、−Ｓ−、−ＣＯ−より選ばれる基である）
【化２】
【化３】
（Ｙ：−（ＣＨ２）ｎ−（ｎ＝１〜４）、−Ｏ（ＣＨ２）ｎＯ−（ｎ＝１〜４）より選ばれる基である。）
【００３０】
［その他の成分］
本発明に用いる液晶性樹脂組成物には、本発明の効果を害さない範囲で、他の樹脂、核剤、カーボンブラック、無機焼成顔料等の顔料、酸化防止剤、安定剤、可塑剤、滑剤、離型剤及び難燃剤等の添加剤を添加して、所望の特性を付与した組成物も本発明に用いる液晶性樹脂組成物に含まれる。
【００３１】
＜射出成形品の製造方法＞
本発明の射出成形品の製造方法は、上記液晶性樹脂組成物の射出成形において、金型内表面に断熱層が形成された金型を用い、断熱層の厚みｔ１（μｍ）、射出速度Ｓ（ｍｍ／ｓｅｃ）、射出成形品の厚みｔ２（ｍｍ）、金型温度Ｔ（℃）とした場合に、下記式（Ｉ）の関係式を満たす成形条件で射出成形する。
【数３】
【００３２】
［金型］
本発明の射出成形品を製造する方法においては、金型の内表面（金型の内側の表面）に断熱層が形成された金型を用いる。金型の内側の表面に形成された断熱層により、金型内に流れ込んだ液晶性樹脂組成物は金型表面付近で固まり難くなる。その結果、金型表面で固化した樹脂組成物に接触する固化前の樹脂組成物に含まれる分子が、その固化後の樹脂組成物に引っ張られ成形品表面で分子配向が大きくなることを抑えることができる。
【００３３】
金型の内表面に形成される断熱層は、金型表面での液晶性樹脂組成物の固化を遅らせる働きをするものであれば、材料等は特に限定されない。また、金型内表面の一部に断熱層が形成されるものも「金型内表面に断熱層が形成された金型」に含まれる。本発明の射出成形品の製造方法においては、少なくとも得られる成形品において良好な外観特性が要求される部分に相当する所望の金型内表面部分の全てに形成することが必要であり、金型内表面全てに形成することが好ましい。
【００３４】
断熱層の厚み（ｔ１）は、後述する通り、上記式（Ｉ）を満たすように調整すれば特に限定されない。上記金型内表面に形成される断熱層の厚みは均一でもよいし、厚みの異なる箇所を含むものであってもよい。断熱層の厚みが均一で無い場合には、平均の厚みをｔ１とする。
【００３５】
また、金型内表面に形成される断熱層の熱伝導率は、５Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることが特に好ましい。断熱層の熱伝導率を上記の範囲に調整することで、１００℃以下の金型温度で射出成形品を成形しても、超音波洗浄等を行った際に成形品表面が剥がれず、優れた外観を有する射出成形品がさらに得られやすくなる。なお、上記熱伝導率は実施例に記載の方法で測定した熱伝導率を指す。
【００３６】
また、射出成形の際に金型内には高温の液晶性樹脂組成物が流れ込むため、断熱層は成形の際の高温に耐えられるような耐熱性を備えることが必要になる。
【００３７】
本発明の射出成形品の製造方法に用いる金型の内表面に形成される断熱層は、ポリイミド樹脂を含むものが好ましい。ポリイミド樹脂は上記熱伝導率が５Ｗ／ｍ・Ｋ以下であり、射出成形の際の高温にも充分に耐える耐熱性を有するからである。使用可能なポリイミド樹脂の具体例としては、ピロメリット酸（ＰＭＤＡ）系ポリイミド、ビフェニルテトラカルボン酸系ポリイミド、トリメリット酸を用いたポリアミドイミド、ビスマレイミド系樹脂（ビスマレイミド／トリアジン系等）、ベンゾフェノンテトラカルボン酸系ポリイミド、アセチレン末端ポリイミド、熱可塑性ポリイミド等が挙げられる。なお、ポリイミド樹脂からなる断熱層であることが特に好ましい。ポリイミド樹脂以外の好ましい材料としては、例えば、テトラフルオロエチレン樹脂等が挙げられる。
【００３８】
金型の内表面に断熱層を形成する方法は、特に限定されない。例えば、以下の方法で断熱層を金型の内表面に形成することが好ましい。
【００３９】
高分子断熱層を形成しうるポリイミド前駆体等のポリマー前駆体の溶液を金型表面に塗布し、加熱して溶媒を蒸発させ、さらに過熱してポリマー化することによりポリイミド膜等の断熱層を形成する方法、耐熱性高分子のモノマー、例えばピロメリット酸無水物と４，４−ジアミノジフェニルエーテルを蒸着重合させる方法、又は、平面形状の金型に関しては、高分子断熱フィルムを用い適切な接着方法又は粘着テープ状の高分子断熱フィルムを用いて金型の所望部分に貼付し断熱層を形成する方法が挙げられる。また、ポリイミド膜を形成させ、さらにその表面に金属系硬膜としてのクローム（Ｃｒ）膜や窒化チタン（ＴｉＮ）膜を形成させることも可能である。
【００４０】
［成形条件］
本発明の射出成形品の製造方法は、断熱層の厚みｔ１（μｍ）、射出速度Ｓ（ｍｍ／ｓｅｃ）、射出成形品の厚みｔ２（ｍｍ）、金型温度Ｔ（℃）とした場合に、下記式（Ｉ）の関係式を満たす成形条件で射出成形を行うことを特徴とする。
【数４】
【００４１】
上記のような条件で射出成形品を製造することにより、後述する通り、得られる射出成形品には表層とスキン層との境界が、成形品表面の少なくとも一部において存在しなくなる。射出成形品の表面剥がれは、スキン層のさらに上に形成される表層の剥がれが原因となるが、本発明ではこの表層を、成形品表面の少なくとも一部において表層を持たない射出成形品が得られる。その結果、外観に優れ、超音波洗浄しても表面の剥がれのない高品質な射出成形品を得ることができる。
【００４２】
本発明の製造方法により得られる射出成形品は、成形品表面の表層とスキン層との間の境界を少なくとも一部において無くすことが特徴である。このような射出成形品が得られる結果、射出成形品の表面剥がれを抑える効果が著しく高まる。このように成形品表面の剥がれが非常に少なく、優れた外観を有する射出成形品は、金型内に流れ込んだ液晶性樹脂組成物が金型表面で直ちに固まることを防ぎ、固化した樹脂組成物により固化前の樹脂組成物部分の分子が引っ張られ成形品表面で分子配向が大きくなることを抑えることで得られると推測される。
【００４３】
断熱層は、上述の通り、溶融状態の液晶性樹脂組成物が金型に流れ込んだ際に、金型表面で樹脂組成物が直ちに固まることを抑える働きを有する。
【００４４】
射出速度を向上させることで、金型内に樹脂組成物が充填される時間が短くなる。即ち、液晶性樹脂組成物の固化が進みすぎない段階で金型内への液晶性樹脂組成物の充填を終えることができる。その結果、固化した樹脂組成物により固化前の部分の分子が引っ張られ成形品表面で分子配向が大きくなることを抑えることができる。
【００４５】
射出成形品の厚みが、厚すぎると金型内への液晶性樹脂組成物の充填に時間がかかる。このため、射出成形品の厚みが厚すぎると、固化した樹脂組成物により固化前の部分の分子が引っ張られ成形品表面で分子配向が大きくなる現象が生じやすい。
【００４６】
金型温度Ｔを高く設定することで、金型の内側表面付近での液晶性樹脂組成物の固化を特に遅らせることでできる。その結果、固化した樹脂組成物により固化前の部分の分子が引っ張られ成形品表面で分子配向が大きくなる現象を抑えることができる。
【００４７】
本発明の特徴は、断熱層厚みｔ１（μｍ）、射出速度Ｓ（ｍｍ／ｓｅｃ）、金型温度Ｔ（℃）、射出成形品厚みｔ２（ｍｍ）が、上記の式（Ｉ）を満たすように調整することで、射出成形品表面の表層とスキン層との境界が無くなることを見出した点にある。
【００４８】
そして、本発明では、射出速度Ｓ（ｍｍ／ｓｅｃ）、断熱層厚みｔ１（μｍ）、金型温度Ｔ（℃）を調整することで、様々な形状（特にｔ２（ｍｍ）が厚い場合でも）の優れた射出成形品を製造することができる。上記式（Ｉ）を満たすものであれば、射出成形品の表層とスキン層との間の境界が少なくとも一部において存在しなくなるからである。
【００４９】
また、下記の式（ＩＩ）を満たす成形条件で射出成形することで、さらに表面剥がれが生じ難くなり、極めて優れた外観を有する射出成形品を得ることができる。具体的には、下記式（ＩＩ）を満たす条件で射出成形を行うことにより、表層とスキン層との間に境界が全く無い成形品が得られやすくなる。以下、本発明の製造方法の製造条件について詳細に説明する。
【数５】
【００５０】
先ず、断熱層厚みｔ１（μｍ）について説明する。断熱層厚みｔ１は上記式（Ｉ）を満たすように調整されればよく、その厚みは特に限定されない。用いる液晶性樹脂組成物の種類、射出成形品の形状等により異なるが、本発明の製造方法においては、断熱層厚みｔ１を１μｍから１０００μｍに調整することが好ましい。断熱層厚みが１μｍ以上に調整することで、十分な断熱効果が得られるため好ましく、１０００μｍ以下に調整することは成形品の精度という理由で好ましい。より好ましい断熱層厚みｔ１は１０μｍから３００μｍである。
【００５１】
次いで、射出速度Ｓ（ｍｍ／ｓｅｃ）について説明する。射出速度Ｓについても上記断熱層厚みｔ１と同様に、上記式（Ｉ）を満たすように調整されればよい。用いる液晶性樹脂組成物の種類、射出成形品の形状等により異なるが、本発明の製造方法においては、射出速度Ｓを２０ｍｍ／ｓｅｃから１０００ｍｍ／ｓｅｃの範囲に調整することが好ましい。射出速度を２０ｍｍ／ｓｅｃ以上に調整することで、ヘジテーションを防止できるため好ましく、射出速度を１０００ｍｍ／ｓｅｃ以下に調整することで、ジェッティングを防止できるため好ましい。より好ましい射出速度は５０ｍｍ／ｓｅｃから５００ｍｍ／ｓｅｃである。
【００５２】
次いで、金型温度Ｔ（℃）について説明する。金型温度Ｔについても上記断熱層厚みｔ１等と同様に上記式（Ｉ）を満たすように調整されればよい。用いる液晶性樹脂組成物の種類、射出成形品の形状等により異なるが、本発明の製造方法においては、金型温度Ｔを１００℃以下に調整することが好ましい。金型温度Ｔを１００℃以下に設定することで、金型の温度調整を水で行うことができ、容易に高品質の射出成形品を得ることができる。より好ましい金型温度の範囲は５０℃から１００℃である。
【００５３】
上記断熱層厚みｔ１、射出速度Ｓ、金型温度Ｔを調整することで、射出成形品厚みｔ２を広い範囲で調整可能である。具体的には、上記式（Ｉ）を満たす条件では、射出成形品厚みｔ２を０．２ｍｍから１０ｍｍに調整可能である。上記式（ＩＩ）を満たす条件ではｔ２を０．２ｍｍから５ｍｍに調整可能である。特に射出成形品厚みｔ２が０．２ｍｍから３ｍｍの範囲では、上記問題が生じやすいが、本発明の製造方法により成形することで、表面剥がれが無く、優れた外観を有する高品質な射出成形品を容易に得ることができる。
【００５４】
［射出成形品］
液晶性樹脂組成物を成形すると多層構造になる。図１には、本発明の製造方法により得られる射出成形品の多層構造（中央部分から表面部分まで）を示す。図１（ａ）に示すように、本発明の製造方法により得られる射出成形品は、成形品表面の少なくとも一部において表層とスキン層との境界が存在しない。したがって、本発明の製造方法により得られる射出成形品に超音波洗浄等を行っても図１（ｂ）に示すように表面剥がれが生じる部分は少なくなる。
【００５５】
これに対して、図２には、従来技術の製造方法により得られる射出成形品の多層構造（中央部分から表面部分まで）を示した。図２（ａ）に示すように、射出成形品の全面に表層が存在する。したがって、従来技術の製造方法により得られる射出成形品に超音波洗浄等を行うと、図２（ｂ）に示すように全面で表面剥がれが生じる。
【００５６】
そして、図３には、上記式（ＩＩ）を満たす条件で製造した射出成形品の多層構造（中央部分から表面部分まで）を示した。図３に示すように、本発明の製造方法により得られる射出成形品の中でも、上記式（ＩＩ）を満たす条件で製造した射出成形品は、表層とスキン層との境界が全く無くなる傾向にある。したがって、超音波洗浄等を行っても表面剥がれを極めて生じ難い射出成形品になる。
【００５７】
以上の通り、本発明の製造方法により得られる射出成形品は、超音波洗浄を行っても表面の剥がれが生じず、優れた外観を有する。さらに、金型温度を１００℃以下に設定することで、高品質な射出成形品を容易に得ることができる。
【実施例】
【００５８】
以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
【００５９】
＜材料＞
液晶性樹脂１：「ベクトラ（登録商標）Ｅ１３０ｉ」 ガラス繊維３０質量％充填材料 融点３３５℃、溶融粘度４０Ｐａ・ｓ （ポリプラスチックス株式会社製）
断熱層形成材料１：ポリイミド樹脂テープ（住友スリーエム社製）、熱伝導率０．２Ｗ／ｍ・Ｋ
断熱層形成材料２：ポリイミド樹脂ワニス（ファインケミカルジャパン社製）、熱伝導率０．２Ｗ／ｍ・Ｋ
断熱層形成材料３：ポリイミド樹脂フィルム（東レ・デュポン社製）、熱伝導率０．２Ｗ／ｍ・Ｋ
【００６０】
上記ポリイミド樹脂の熱伝導率はレーザーフラッシュ法により熱拡散率、アルキメデス法により比重、ＤＳＣにより比熱を測定し算出した。
【００６１】
＜実施例１＞
成形用材料として液晶性樹脂１を用い、幅２０ｍｍ×長さ５０ｍｍ×厚さ０．５ｍｍの平板成形用金型の金型キャビティー面に、断熱層形成材料１を貼付し、表１中の射出速度、金型温度等の成形条件にて成形を行い、射出成形品を得た。なお、表に示す成形条件以外の条件は下記の通りである。
［成形条件］
シリンダー設定温度：３５０℃
スクリュー回転数：１５０ｒｐｍ
【００６２】
＜実施例２＞
成形用材料として液晶性樹脂１を用い、４０ｍｍ□×厚さ１ｍｍの平板成形用金型の金型キャビティー面に、断熱層形成材料２をスプレーし、２５０℃、１時間で焼付けした後、ポリイミド面を研摩し、表１中の断熱層厚みに調整した後、表１中の射出速度、金型温度にて成形を行い、射出成形品を得た。なお、表１に示す以外の成形条件は実施例１と同様である。
【００６３】
＜実施例３＞
成形条件を表１に示す条件に変更した以外は実施例２と同様の方法で射出成形品を製造した。なお、表１に示す以外の成形条件は実施例１と同様である。
【００６４】
＜実施例４＞
成形用材料として液晶性樹脂１を用い、ＩＳＯ標準試験片金型の金型キャビティー面に、断熱層形成材料３を両面テープにて貼付し、表１中の射出速度、金型温度にて成形を行い、射出成形品を得た。なお、表１に示す以外の成形条件は実施例１と同様である。
【００６５】
＜実施例５＞
成形条件を表１に示す条件に変更した以外は実施例４と同様の方法で射出成形品を製造した。なお、表１に示す以外の成形条件は実施例１と同様である。
【００６６】
＜比較例１＞
成形条件を表１に示す条件に変更した以外は実施例４と同様の方法で射出成形品を製造した。なお、表１に示す以外の成形条件は実施例１と同様である。
【００６７】
＜比較例２＞
金型内に断熱層を形成しなかった以外は実施例１と同様の方法で射出成形品を製造した。
【００６８】
＜比較例３＞
成形条件を表１に示す条件に変更した以外は比較例２と同様の方法で射出成形品を製造した。なお、表１に示す以外の成形条件は実施例１と同様である。
【００６９】
＜成形品の評価＞
実施例及び比較例の射出成形品について、碁盤目試験評価、超音波洗浄試験評価を行った。
【００７０】
［碁盤目試験評価］
ＪＩＳ Ｋ５４００に準じた方法で評価を行い、１ｍｍ□の１００格子の内の剥離された格子数にて評価を行った。評価結果を表１に示した。
【００７１】
［超音波洗浄試験］
実施例及び比較例の射出成形品を水に浸漬し、１分間超音波洗浄を実施し、表面のフィブリル発生状況を表面の白化現象として測定し、フィブリル発生の有無を評価した。評価結果を表１に示した。
【００７２】
【表１】
【００７３】
表１から明らかなように、本発明の製造方法で得られる射出成形品は、碁盤目剥離試験評価の剥離数から明らかなように、表面剥がれが生じ難いことが明らかになった。このように本発明の製法により得られた射出成形品は表面剥がれが起こり難いため、綺麗な外観を維持することができる。
【００７４】
また、表１から明らかなように、実施例１から３、５では、超音波洗浄試験からフィブリル発生が全く起こらないという結果が得られた。実施例１から３、５では、射出成形品表面において表層とスキン層との境界が存在しないことが確認された。また、実施例４では表面のフィブリル発生が生じたものの、その発生面積は、比較例の成形品表面に生じたフィブリル化の発生面積と比較すると非常に小さい。したがって、実施例４では、一部で表層とスキン層との境界が存在することが確認された。
【００７５】
本発明の製造方法は、金型温度１００℃以下の条件でも高品質の射出成形品を製造することができることが確認された。
【００７６】
実施例１から３、５の結果と実施例４の結果とから明らかなように、上記式（ＩＩ）を満たす条件で射出成形品の製造を行うことで、表層とスキン層との間の境界が全く存在しない優れた射出成形品が得られることが確認された。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶性樹脂組成物の射出成形において、金型内表面に断熱層が形成された金型を用い、
断熱層の厚みｔ１（μｍ）、射出速度Ｓ（ｍｍ／ｓｅｃ）、射出成形品の厚みｔ２（ｍｍ）、金型温度Ｔ（℃）とした場合に、下記の式（Ｉ）を満たす成形条件で射出成形する射出成形品の製造方法。
【数１】
【請求項２】
下記の式（ＩＩ）を満たす成形条件で射出成形する請求項１に記載の射出成形品の製造方法。
【数２】
【請求項３】
前記断熱層は、熱伝導率が５Ｗ／ｍ・Ｋ以下である請求項１又は２に記載の射出成形品の製造方法。
【請求項４】
前記断熱層は、ポリイミド樹脂を含む請求項１から３のいずれかに記載の射出成形品の製造方法。
【請求項５】
金型温度Ｔが、１００℃以下である請求項１から４のいずれかに記載の射出成形品の製造方法。
【請求項１】
液晶性樹脂組成物の射出成形において、金型内表面に断熱層が形成された金型を用い、
断熱層の厚みｔ１（μｍ）、射出速度Ｓ（ｍｍ／ｓｅｃ）、射出成形品の厚みｔ２（ｍｍ）、金型温度Ｔ（℃）とした場合に、下記の式（Ｉ）を満たす成形条件で射出成形する射出成形品の製造方法。
【数１】
【請求項２】
下記の式（ＩＩ）を満たす成形条件で射出成形する請求項１に記載の射出成形品の製造方法。
【数２】
【請求項３】
前記断熱層は、熱伝導率が５Ｗ／ｍ・Ｋ以下である請求項１又は２に記載の射出成形品の製造方法。
【請求項４】
前記断熱層は、ポリイミド樹脂を含む請求項１から３のいずれかに記載の射出成形品の製造方法。
【請求項５】
金型温度Ｔが、１００℃以下である請求項１から４のいずれかに記載の射出成形品の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−１１３８０（Ｐ２０１１−１１３８０Ａ）
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１５５６３１（Ｐ２００９−１５５６３１）
【出願日】平成２１年６月３０日（２００９．６．３０）
【出願人】（３９０００６３２３）ポリプラスチックス株式会社 (302)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月３０日（２００９．６．３０）
【出願人】（３９０００６３２３）ポリプラスチックス株式会社 (302)
【Ｆターム（参考）】
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