射出成形方法
【目的】 高いウェルド強度を有するサーモトロピック液晶ポリマーの射出成形方法を提供する。
【構成】 ランナーを経て複数のゲートから金型キャビティー内へ溶融樹脂が射出され、該金型キャビティー内において複数の溶融樹脂流が合流する合流部に対応して成形体表面にウェルドラインが形成されるサーモトロピック液晶ポリマーの射出成形方法において、前記合流する溶融樹脂流の一方が前記合流部において実質的に合流した後に再流動することが出来るような容積を有するキャビティーであって前記金型キャビティーとは別個のキャビティーを前記複数のゲートのうちの一つのゲート近くのランナー部に設けることを特徴とするウェルド強度が改善されるサーモトロピック液晶ポリマーの射出成形方法。
【構成】 ランナーを経て複数のゲートから金型キャビティー内へ溶融樹脂が射出され、該金型キャビティー内において複数の溶融樹脂流が合流する合流部に対応して成形体表面にウェルドラインが形成されるサーモトロピック液晶ポリマーの射出成形方法において、前記合流する溶融樹脂流の一方が前記合流部において実質的に合流した後に再流動することが出来るような容積を有するキャビティーであって前記金型キャビティーとは別個のキャビティーを前記複数のゲートのうちの一つのゲート近くのランナー部に設けることを特徴とするウェルド強度が改善されるサーモトロピック液晶ポリマーの射出成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、サーモトロピック液晶ポリマーに適したウェルド強度改善のための射出成形方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】サーモトロピック液晶ポリマーはその樹脂自身の特性に起因してこれを射出成形してなる成形体のウェルド強度は極端に低く、該ポリマーの射出成形技術上、大きな問題となっている。例えば、ウェルド強度が低いことは熱衝撃により成形品のウェルド部分から破壊する等の現象によっても見られる。
【０００３】ここで、一般に射出成形におけるウェルドラインは、多点ゲートの場合は必然的に発生し、一点ゲートであっても偏肉比の大きな射出成形品や押し切りピンを設けた射出成形品を射出成形する場合のように、ゲートから金型キャビティ内に射出された溶融樹脂流が分岐し、これがさらに合流する合流部に対応し成形体表面に発生する。すなわち、ウェルドラインは溶融樹脂流が合流して形成される合流界面が成形体表面に表出した接合部位を示す。なお、ここにおいてはウェルド強度という場合にはウェルドラインにおける成形体の強度を意味する。
【０００４】ここで、本発明者等はサーモトロピック液晶ポリマーを射出成形してなる成形体のウェルド強度が低い理由を考察し、それがサーモトロピック液晶ポリマーが僅かな応力を受けてもそれにより溶融分子自体が極めて配向しやすく、金型キャビティー内を進行する際のファウンテンフロー効果によりウェルド界面と平行に流動先端樹脂が分子配向するためであると考えた。
【０００５】しかるに、ウェルド強度の改善のために従来行われているような樹脂温度、金形温度を上げるまたは射出圧力、保持圧力を上げる等のような単なる成形条件の変更では特にサーモトロピック液晶ポリマーの場合には全くと言っていいほどウェルド強度の改善された射出成形体が得られない。
【０００６】これは、このような単なる射出成形条件の変更では流動先端樹脂の溶融分子がウェルド界面に平行に分子配向することに変わりはないためであると推測される。
【０００７】一方、特開平１−２９９０１５号公報に記載されるような少なくとも２つの可塑化、射出装置に連なるスプルーを有する射出成形用金型において、キャビティ充填後２つの可塑化、射出装置によって可塑化された樹脂を往復運動させることによる方法は、ウェルド界面を本質的に存在しない成形体を得ることを目的とする方法である。それ故、特殊な設備を要し一般的な射出成形方法に適する方法ではない。
【０００８】さらに、ウェルド強度の低下が金型内の空気や溶融樹脂等より発生するガスを溶融樹脂合流部に巻込むために表面に生じるＶノッチまたは同じく低温樹脂に起因するスラグの巻込みと考え、空気抜けや樹脂溜をキャビティーに設けることも提案されている。
【０００９】これらの改良方法は本質的に溶融樹脂合流部に対する異物質の巻込みを防止することを目的としているために、例えば空気抜けあるいは樹脂溜の位置はウェルドライン近傍に必然的に位置することになる。しかしながら、本発明者等はこのような位置ではウェルド強度の改善が不十分であることを知見している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、高いウェルド強度を有するサーモトロピック液晶ポリマーの射出成形方法を提供することを目的とする。を進めて本発明を完成させた。
【００１１】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、ランナーを経て複数のゲートから金型キャビティー内へ溶融樹脂が射出され、該金型キャビティー内において複数の溶融樹脂流が合流する合流部に対応して成形体表面にウェルドラインが形成されるサーモトロピック液晶ポリマーの射出成形方法において、前記合流する溶融樹脂流の一方が前記合流部において実質的に合流した後に再流動することが出来るような容積を有するキャビティーであって前記金型キャビティーとは別個のキャビティーを前記複数のゲートのうちの一つのゲート近くのランナー部に設けることを特徴とするウェルド強度が改善されるサーモトロピック液晶ポリマーの射出成形方法に関する。
【００１２】以下に本発明をさらに詳述する。
【００１３】射出成形において一つのキャビティーに複数のゲートから射出する多点ゲートの場合は、その後分岐するかまたはそのまま分岐せずに何れの場合も複数の樹脂流となりキャビティー内に充填されていく。これら複数の樹脂流は金型キャビティー内の適宜の位置に位置する合流部で合流し、冷却固化後、成形体表面には線状のウェルドラインが表出する。金型キャビティーはその複数個を一個の金型内に設けることもできる。
【００１４】本発明の成形方法においては多点ゲートの場合にランナー部に前記金型キャビティーとは別個のキャビティーを設けることが必要である。
【００１５】この別個のキャビティーが、複数のゲートのうち一つのゲート近傍のランナー部に存在するために、金型キャビティー内において複数のゲートから流入した複数溶融樹脂流のうちキャビティーが設けられたランナーを経て流入した樹脂流の方は、合流後も該キャビティー内へ引続き溶融樹脂が流入するために再流動化が生じる。
【００１６】すなわち、ランナーを経て複数のゲートａ，ｂからそれぞれ金型キャビティー内へ流入し合流部において合流する二つの溶融樹脂流をＡ，Ｂとすると一方の溶融樹脂流Ａは、他の同じく合流部へ向かう溶融樹脂流Ｂと合流部において合流する。ランナー部に別個のキャビティーが設けられていない場合には、両樹脂流は合流して直ちに合流界面が形成されこれはそのまま冷却固定化される。
【００１７】しかるに、二つの樹脂流の何れか、例えば樹脂流Ａのゲートａの近傍のランナー部に別個のキャビティーを有するならば、樹脂流Ａ，Ｂが合流した後において該別個のキャビティー内へ溶融樹脂が流入し、その結果樹脂流Ａ側の圧力が低下する。その結果、樹脂流Ｂの圧力は相対的に高まり樹脂流は流動を続ける。一方、樹脂流Ａは、逆流し再流動化が生じる。
【００１８】従って、該別個のキャビティーの充填容積はこの再流動化を生じさせるべく十分な容積を有することが必要である。なお、この充填容積には該キャビティーに連接するランナー部の容積も含まれる。すなわち、このランナー部の容積が大きければそれほど該別個のキャビティーの容積を大にする必要がない。
【００１９】また、合流部に合流する以前に該別個のキャビティーが溶融樹脂により充填されるならば当然再流動は生じ得ない。従って、合流する以前に該別個のキャビティーへの充填が完了されないようにするため、この該別個のキャビティーのためのゲート径を前記複数のゲートａ，ｂよりも小さくする等により該別個のキャビティーへの流入抵抗を付与するようにすることが好ましい。なお、該別個のキャビティーは通常はいわゆる樹脂溜りとして、成形後は該キャビティーからの成形体は適宜に除去されるものであるが、もちろん目的によってはいわゆる多数個取りとして該別個のキャビティーからの成形体を製品とすることもできる。
【００２０】前記別個のキャビティーは、いずれのゲート位置からも等距離のランナー部に位置するならば合流部における両樹脂流による圧力差が生じ難いために好ましくない。通常は何れかのゲート位置に十分近いランナー部にキャビティーを設ければ良い。
【００２１】ここで、樹脂流の再流動化は得られた成形品を切断しその切断面を精査することにより容易に観察することが出来る。
【００２２】すなわち、得られた射出成形体を切断しその切断面を検査することにより再流動した樹脂の先端の位置を求め、この位置から成形体表面に表出したウェルドラインまでの距離を求めればこれが再流動長Ｙとなる。なお、樹脂が再流動しても成形体表面に表出したウェルドラインの位置は通常ははじめの合流により生じた位置を示し特に移動等することはない。
【００２３】ここで、従来の液晶ポリマーの射出成形体は樹脂の再流動を生じていないために樹脂合流界面は実質的に単なる平面あるいは曲面を構成し、成形体表面に表出したウェルドラインを含む面を構成する。
【００２４】本発明においては後述の測定法により測定された再流動長Ｙが、下記式（Ｉ）により成形体厚みＸから計算された値以上の値を取るようにキャビティーの容積を決定する。
【００２５】
Ｙ≧（２．６９）X・０．２６ （Ｉ）
（但し、厚みＸは０．５ｍｍ以上である）
【００２６】測定した再流動長が、厚みから計算された値よりも低い値ではウェルド強度の低下が著しく実用性のある射出成形体とはなり得ない。再流動長の長さは、前記式により計算された値以上の値であれば良く、成形金型の形状、成形条件によりかなり大きな値であっても良い。前述のように、この値は溶融樹脂の再流動の長さであるから通常の射出成形機、射出条件に従う限りはそれほどには大きな値はとり得ず、通常は長くともせいぜい１００ｍｍ程度までである。
【００２７】また、成形体厚みＸはウェルドラインにおける成形体の厚みをいう。成形体断面が矩形の様な偏平な断面形状では厚みとはより薄い辺の長さを意味するが、円形または多角形形状ではその直径を示す。この厚さは、０．５ｍｍ以上であることが必要である。０．５ｍｍ未満の薄い成形体では本発明の効果が発現しないので好ましくない。従って、本発明の好ましい成形方法は成形体におけるウェルドラインにおける厚さが０．５ｍｍ以上の成形体に適用する方法である。
【００２８】ここで、液晶ポリマーの射出成形体には通常スキン層とコア層という多層構造が見られる。このような多層構造をなすため液晶ポリマーの強い機械的強度そのほかの優れた物性が発現するとされている。このスキン層は、金型内壁に沿って強く配向した溶融樹脂層が冷却固化した層である。上記溶融樹脂の再流動は主としてコア層の方に相当する樹脂流部分において発生するものである。再流動部分の長さ（再流動長）は得られた射出成形体を切断し、その切断面を検査し、先端流動部位を決定することにより容易に測定することが出来る。
【００２９】すなわち、得られた射出成形体を切断し、その切断面を検査することにより溶融樹脂先端の位置を求め、この位置から成形体表面に表出したウェルドラインまでの距離を求めればこれが再流動長となる。ここで、従来の液晶ポリマーの射出成形体は樹脂の再流動を生じていないために樹脂合流界面は実質的に単なる平面を構成し、成形体表面に表出したウェルドラインを含む面となっている。
【００３０】また、成形体厚みＸ（ｍｍ）はウェルドラインにおける成形体の厚みのうち最小の厚みをいう。すなわち、ウェルドラインが成形体厚みの異なる箇所にまたがって表出しているときは、異なる厚みのうち最小の値を本発明における成形体厚みＸとして採用し前記式に従い計算する。
【００３１】成形体断面が矩形の様な偏平な断面形状では厚みは薄い方の辺の長さを意味するが、円形または多角形形状ではその直径を示す。厚さは０．５ｍｍ以上であることが必要である。０．５ｍｍ未満の薄い成形体では本発明の効果が発現しないので好ましくない。厚みＸの上限値は、射出成形し得る厚みならば特に限定はない。
【００３２】本発明においては測定された再流動長が、前記式（Ｉ）を満足する値であることが必要である。すなわち、前記成形体厚みＸ（ｍｍ）から計算された値以上の値を取ることが肝要である。この計算された値よりも低い値ではウェルド強度の低下が著しく実用性のある射出成形体とはなり得ない。
【００３３】（再流動長の長さＹの測定法）得られた射出成形体をウェルドラインに垂直にそして射出流れに沿って平行に切断する。切断は、鋸、回転刃等による切断よりも適宜にノッチをつけて機械的に割る方が、次に述べる流れ模様が切断面に表出し易いので好ましい。
【００３４】このようにして切断された成形体断面には、図３に概略図を示すように流れ方向に対して山形を成すいわゆる流れ模様が多数、連続的に観察される。図３R>３において４，５はウェルドラインの位置を示す。
【００３５】同図に示すように流れ模様はウェルドラインの位置においては山形を成しているが、流れ方向にそってウェルドラインの位置を過ぎてから徐々に流れ模様は変形し、６の位置において同様に徐々に変形する反対方向からの流れ模様と実質的に平行となるのが観察される。本発明においてはウェルドライン４，５からこの流れ模様が実質的に反対方向からの流れ模様と実質的に平行形状となった地点までの長さを測定し、これを再流動長長さＹ（ｍｍ）とする。同図において流れ模様が非相似形の山形であるためにウェルドライン４，５の点からのそれぞれの長さが異なるときは、そのうち最も長い長さをＹとする。
【００３６】なお、通常は溶融樹脂流は立体的にも相似形状の流れ模様を成して流れるために、前述の切断は成形体幅方向においてほぼ中央の点において行い、この切断面における再流動長を測定すればよい。
【００３７】しかしながら、立体的にも相似形状の流れ模様を成していない場合がしばしば存在する。このような場合には、成形体の複数の箇所において射出成形体をウェルドラインに垂直にそして射出流れに沿って平行に切断し、その全ての切断面を観察して再流動長を求め、そのうち最も長いものを本発明における再流動長長さＹ（ｍｍ）として採用する。
【００３８】なお、射出成形機それ自体も通常の射出成形機を用いることが出来、何等特殊な成形機による必要がない。またシリンダー温度、金型温度、金型圧力等の射出成形条件も射出すべき熱可塑性樹脂に適した通常の条件により射出することが出来る。
【００３９】本発明におけるサーモトロピック液晶ポリマーとは溶融時に光学的異方性を有する樹脂である。
【００４０】このように溶融時に光学的異方性を示すポリマーは、溶融状態でポリマー分子鎖が規則的な平行配列をとる性質を有している。光学的異方性溶融相の性質は、直交偏光子を利用した通常の偏光検査法により確認できる。
【００４１】サーモトロピック液晶ポリマーは、一般に細長く、偏平な分子構造からなり、分子の長鎖に沿って剛性が高く、同軸または平行のいずれかの関係にある複数の連鎖伸長結合を有しているようなモノマーから製造される。
【００４２】本発明で用いるサーモトロピック液晶ポリマーは、上記化合物を溶融アシドリシス法やスラリー重合法等の多様なエステル形成法により製造することができる。
【００４３】本発明で用いるサーモトロピック液晶ポリマーには、一つの高分子鎖の一部が異方性溶融相を形成するポリマーのセグメントで構成され、残りの部分が異方性溶融相を形成しない熱可塑性樹脂のセグメントから構成されるポリマーも含まれる。また、複数のサーモトロピック液晶ポリマーを複合したものも含まれる。
【００４４】上記のように光学的異方性溶融相を形成するポリマーとしては、例えば全芳香族ポリエステル、ポリエステルエーテル等が例示され、その構成成分としては、（Ａ）芳香族ジカルボン酸系化合物の少なくとも１種、（Ｂ）芳香族ヒドロキシカルボン酸系化合物の少なくとも１種、（Ｃ）芳香族ジオール系化合物の少なくとも１種、（Ｄ）（Ｄ１）芳香族ジチオール、（Ｄ２）芳香族チオフェノール、（Ｄ３）芳香族チオールカルボン酸系化合物の少なくとも１種、（Ｅ）芳香族ヒドロキシアミン、芳香族ジアミン系化合物の少なくとも１種、等が挙げられる。これ等は単独で構成される場合もあるが、多くは（Ａ）と（Ｃ）；（Ａ）と（Ｄ）；（Ａ），（Ｂ）と（Ｃ）；（Ａ），（Ｂ）と（Ｅ）；あるいは（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）と（Ｅ）等のように組合せて構成される。
【００４５】上記（Ａ）芳香族ジカルボン酸系化合物としては、テレフタル酸、４，４′−ジフェニルジカルボン酸、４，４′−トリフェニルジカルボン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、１，４−ナフタレンジカルボン酸、２，７−ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルエーテル−４，４′−ジカルボン酸、ジフェノキシエタン−４，４′−ジカルボン酸、ジフェノキシブタン−４，４′−ジカルボン酸、ジフェニルエタン−４，４′−ジカルボン酸、イソフタル酸、ジフェニルエーテル−３，３′−ジカルボン酸、ジフェノキシエタン−３，３′−ジカルボン酸、ジフェニルエタン−３，３′−ジカルボン酸、１，６−ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸、またはクロロテレフタル酸、ジクロロテレフタル酸、ブロモテレフタル酸、メチルテレフタル酸、ジメチルテレフタル酸、エチルテレフタル酸、メトキシテレフタル酸、エトキシテレフタル酸等で代表される芳香族ジカルボン酸のアルキル、アルコキシまたはハロゲン置換体が挙げられる。
【００４６】（Ｂ）芳香族ヒドロキシカルボン酸系化合物としては、４−ヒドロキシ安息香酸、３−ヒドロキシ安息香酸、６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸、６−ヒドロキシ−１−ナフトエ酸等の芳香族ヒドロキシカルボン酸、または３−メチル−４−ヒドロキシ安息香酸、３，５−ジメチル−４−ヒドロキシ安息香酸、２，６−ジメチル−４−ヒドロキシ安息香酸、３−メトキシ−４−ヒドロキシ安息香酸、３，５−ジメトキシ−４−ヒドロキシ安息香酸、６−ヒドロキシ−５−メチル−２−ナフトエ酸、６−ヒドロキシ−５−メトキシ−２−ナフトエ酸、２−クロロ−４−ヒドロキシ安息香酸、３−クロロ−４−ヒドロキシ安息香酸、２，３−ジクロロ−４−ヒドロキシ安息香酸、３，５−ジクロロ−４−ヒドロキシ安息香酸、２，５−ジクロロ−４−ヒドロキシ安息香酸、３−ブロモ−４−ヒドロキシ安息香酸、６−ヒドロキシ−５−クロロ−２−ナフトエ酸、６−ヒドロキシ−７−クロロ−２−ナフトエ酸、６−ヒドロキシ−５，７−ジクロロ−２−ナフトエ酸等で代表される芳香族ヒドロキシカルボン酸のアルキル、アルコキシまたはハロゲン置換体が挙げられる。
【００４７】（Ｃ）芳香族ジオールとしては、４，４′−ジヒドロキシジフェニル、３，３′−ジヒドロキシジフェニル、４，４′−ジヒドロキシトリフェニル、ハイドロキノン、レゾルシン、２，６−ナフタレンジオール、４，４′−ジヒドロキシジフェニルエーテル、ビス（４−ヒドロキシフェノキシ）エタン、３，３′−ジヒドロキシジフェニルエーテル、１，６−ナフタレンジオール、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン等の芳香族ジオール、またはクロロハイドロキノン、メチルハイドロキノン、ｔ−ブチルハイドロキノン、フェニルハイドロキノン、メトキシハイドロキノン、フェノキシハイドロキノン、４−クロロレゾルシン、４−メチルレゾルシン等で代表される芳香族ジオールのアルキル、アルコキシ、アリール、アリールオキシまたはハロゲン置換体が挙げられる。
【００４８】（Ｄ１）芳香族ジチオールとしては、ベンゼン−１，４−ジチオール、ベンゼン−１，３−ジチオール、２，６−ナフタレン−ジチオール等が挙げられる。
【００４９】（Ｄ２）芳香族チオフェノールとしては、４−メルカプトフェノール、３−メルカプトフェノール、６−メルカプトフェノール等が挙げられる。
【００５０】（Ｄ３）芳香族チオールカルボン酸としては、４−メルカプト安息香酸、３−メルカプト安息香酸、６−メルカプト−２−ナフトエ酸、７−メルカプト−２−ナフトエ酸等が挙げられる。
【００５１】（Ｅ）芳香族ヒドロキシアミン、芳香族ジアミン系化合物としては、４−アミノフェノール、Ｎ−メチル−４−アミノフェノール、１，４−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ′−メチル−１，４−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ′−ジメチル−１，４−フェニレンジアミン、３−アミノフェノール、３−メチル−４−アミノフェノール、２−クロロ−４−アミノフェノール、４−アミノ−１−ナフトール、４−アミノ−４′−ヒドロキシジフェニル、４−アミノ−４′−ヒドロキシジフェニルエーテル、４−アミノ−４′−ヒドロキシジフェニルメタン、４−アミノ−４′−ヒドロキシジフェニルスルフィド、４，４′−ジアミノフェニルスルフィド（チオジアニリン）、４，４′−ジアミノジフェニルスルホン、２，５−ジアミノトルエン、４，４′−エチレンジアニリン、４，４′−ジアミノジフェノキシエタン、４，４′−ジアミノジフェニルメタン（メチレンジアニリン）、４，４′−ジアミノジフェニルエーテル（オキシジアニリン）等が挙げられる。
【００５２】これら全芳香族ポリエステルの中で好ましくは、少なくとも一般式
【００５３】
【化１】
【００５４】で表される繰り返し単位を含む（共）重合体であって、具体的には
【００５５】
【化２】
【００５６】
【化３】
【００５７】等がある。
【００５８】すなわち、本発明の特に好ましい全芳香族コポリエステルは、ｐ−ヒドロキシ安息香酸、フタル酸およびビフェノールの３種の化合物からそれぞれ誘導される繰返し単位を有するコポリエステル、またはｐ−ヒドロキシ安息香酸およびヒドロキシナフトエ酸の２種の化合物からそれぞれ誘導される繰返し単位を有するコポリエステルである。
【００５９】このサーモトロピック液晶ポリマーは繊維状物充填剤に限らず充填剤が配合されるほどその配向の程度は低下する。また充填剤の配合割合が高すぎると例え本発明の成形方法を採用してもウェルド強度の改善を達成することが出来ない。従って、余りに多量の充填剤が配合されたサーモトロピック液晶ポリマーは好ましくない。好ましいサーモトロピック液晶ポリマーは７０ｗｔ％以下の量の充填剤が配合された液晶ポリマーである。
【００６０】サーモトロピック液晶ポリマーの場合の射出成形条件は、特に限定されないが充填剤の充填、非充填に拘らず押出機シリンダー温度２００〜４２０℃、金型温度３０〜２００℃、射出圧力１００〜２０００ｋｇ／ｃｍ2、射出速度（シリンダー移動速度）５〜５００ｍｍ／ｓｅｃ、射出成形サイクル５〜１２０秒の範囲から適宜に選択される。
【００６１】本発明においては、再流動化のためには特に保持圧をかける必要はないが、必要ならば１００〜１０００ｋｇ／ｃｍ2の保持圧および保持時間を２〜１２０秒の条件で保圧することもできる。なお、保持圧は金型キャビティー内を溶融樹脂が実質的に全て充填した後に金型にかかる圧力およびそのための時間を示す。
【００６２】射出成形後は、適宜の冷却時間、例えば２〜１２０秒の冷却時間により冷却し、二つ割の金型を解放すれば目的とする成形体が得られる。
【００６３】
【発明の効果】別個のキャビティーをランナー部に設けることにより、ウェルド強度の改善が達成される。しかもシリンダー温度、金型温度、金型圧力等の射出成形条件それ自体は、射出すべきそれぞれの熱可塑性樹脂に適した通常の射出成形条件に従い行なうことが出来る。
【００６４】
【実施例】
【００６５】以下、本発明を実施例等によりさらに説明する。
【００６６】初めに用いた金型を説明する。
【００６７】図１は矩形の製品を得るためのゲートａ，ｂをそれぞれ有する多点ゲート式の射出成形用金型を示す平面図である。同図に示す金型には金型キャビティー２のゲートａの近傍のランナー部１にキャビティー２とは別個のキャビティー３が設けてある。本実施例では、別個のキャビティー３の厚みおよび幅は代えずに長さＬのみを所定の長さに代えた金型を各々用いた。
【００６８】なお、図２の金型は、図１の金型において別個のキャビティー３およびそれに付属するランナー部を省略した金型に相当する金型である。
【００６９】また、成形体厚みＸと再流動長の測定は、前述のようにして得られた成形品のウェルドラインにおける厚みを測定し、前記式に従い計算することにより計算値を求めると共に、成形品を切断し切断面の観察から再流動長を測定した。
【００７０】なお、本実施例の成形体は、断面が幅１３ｍｍの矩形の成形体であるので薄い方の辺の長さを成形体厚みＸ（ｍｍ）とした。またウェルドラインいずれの箇所における成形体厚みも同じ値であった。さらに切断は成形体のほぼ中央部において切断し切断面の観察から再流動長の長さＹ（ｍｍ）を求めた。念のため成形体幅方向において流れに平行に複数箇所における再流動長を測定したがいずれもほぼ同一の値であることを確認した。
【００７１】実施例１図１の平面図により示される形状および寸法の射出成形用金型を用いた。なお、図１における別個のキャビティー３の長さＬは可変としてその長さは別に表１に記載した。この金型を用いてｐ−ヒドロキシ安息香酸／テレフタール酸／ビフェノール／イソフタール酸の４元系コポリエステルからなるサーモトロピック液晶ポリマー（ガラス繊維３０ｗｔ％充填、未充填品のＤＳＣ測定融点４１０℃、未充填品は溶融時に光学的異方性を示す）を、東芝機械（株）製の射出成形機ＩＳ−８０（商品名、型締め圧力８０トン）により表１に示すシリンダー温度、金型温度、射出圧力、保持圧、射出サイクル時間等の成形条件により成形した。射出速度は１００ｍｍ／ｓｅｃであった。
【００７２】キャビティー２から得られた板状成形品の曲げ強度および引張強度の測定結果を表１に示す。
【００７３】実施例２ｐ−ヒドロキシ安息香酸／テレフタール酸／ビフェノール／イソフタール酸の４元系コポリエステルからなるサーモトロピック液晶ポリマー（未充填品、ＤＳＣ測定融点４１０℃、溶融時に光学的異方性を示す）を用いた以外は実施例１と同様にして表１に記載の成形条件により成形した。
【００７４】キャビティー２から得られた板状成形品の曲げ強度および引張強度の測定結果を表１に示す。
【００７５】比較例図２に示す金型を用い、実施例１のサーモトロピック液晶ポリマーを射出成形した。
【００７６】キャビティー２から得られた板状成形品の曲げ強度および引張強度の測定結果を表１に示す。本比較例においては、切断面の観察からほぼウェルドラインにおいて流れ模様は直線形状となっており、前述の測定法によれば再流動長はゼロであった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に用いられる同一形状の矩形の製品を得るための射出成形用金型を示す平面図である。
【図２】比較例で用いられた射出成形用金型を示す平面図である。
【図３】本発明の射出成形体のウェルドラインにおける切断面の概略図を示す。
【符号の説明】
１ ランナー
２ キャビティー
３ 別個のキャビティー
Ｌ キャビティー２の長さ
４，５ ウェルドライン
６ 流れ模様が直線状になった点
点線 成形体表面に表出したウェルドライン
矢印 スプルー
【表１】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、サーモトロピック液晶ポリマーに適したウェルド強度改善のための射出成形方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】サーモトロピック液晶ポリマーはその樹脂自身の特性に起因してこれを射出成形してなる成形体のウェルド強度は極端に低く、該ポリマーの射出成形技術上、大きな問題となっている。例えば、ウェルド強度が低いことは熱衝撃により成形品のウェルド部分から破壊する等の現象によっても見られる。
【０００３】ここで、一般に射出成形におけるウェルドラインは、多点ゲートの場合は必然的に発生し、一点ゲートであっても偏肉比の大きな射出成形品や押し切りピンを設けた射出成形品を射出成形する場合のように、ゲートから金型キャビティ内に射出された溶融樹脂流が分岐し、これがさらに合流する合流部に対応し成形体表面に発生する。すなわち、ウェルドラインは溶融樹脂流が合流して形成される合流界面が成形体表面に表出した接合部位を示す。なお、ここにおいてはウェルド強度という場合にはウェルドラインにおける成形体の強度を意味する。
【０００４】ここで、本発明者等はサーモトロピック液晶ポリマーを射出成形してなる成形体のウェルド強度が低い理由を考察し、それがサーモトロピック液晶ポリマーが僅かな応力を受けてもそれにより溶融分子自体が極めて配向しやすく、金型キャビティー内を進行する際のファウンテンフロー効果によりウェルド界面と平行に流動先端樹脂が分子配向するためであると考えた。
【０００５】しかるに、ウェルド強度の改善のために従来行われているような樹脂温度、金形温度を上げるまたは射出圧力、保持圧力を上げる等のような単なる成形条件の変更では特にサーモトロピック液晶ポリマーの場合には全くと言っていいほどウェルド強度の改善された射出成形体が得られない。
【０００６】これは、このような単なる射出成形条件の変更では流動先端樹脂の溶融分子がウェルド界面に平行に分子配向することに変わりはないためであると推測される。
【０００７】一方、特開平１−２９９０１５号公報に記載されるような少なくとも２つの可塑化、射出装置に連なるスプルーを有する射出成形用金型において、キャビティ充填後２つの可塑化、射出装置によって可塑化された樹脂を往復運動させることによる方法は、ウェルド界面を本質的に存在しない成形体を得ることを目的とする方法である。それ故、特殊な設備を要し一般的な射出成形方法に適する方法ではない。
【０００８】さらに、ウェルド強度の低下が金型内の空気や溶融樹脂等より発生するガスを溶融樹脂合流部に巻込むために表面に生じるＶノッチまたは同じく低温樹脂に起因するスラグの巻込みと考え、空気抜けや樹脂溜をキャビティーに設けることも提案されている。
【０００９】これらの改良方法は本質的に溶融樹脂合流部に対する異物質の巻込みを防止することを目的としているために、例えば空気抜けあるいは樹脂溜の位置はウェルドライン近傍に必然的に位置することになる。しかしながら、本発明者等はこのような位置ではウェルド強度の改善が不十分であることを知見している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、高いウェルド強度を有するサーモトロピック液晶ポリマーの射出成形方法を提供することを目的とする。を進めて本発明を完成させた。
【００１１】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、ランナーを経て複数のゲートから金型キャビティー内へ溶融樹脂が射出され、該金型キャビティー内において複数の溶融樹脂流が合流する合流部に対応して成形体表面にウェルドラインが形成されるサーモトロピック液晶ポリマーの射出成形方法において、前記合流する溶融樹脂流の一方が前記合流部において実質的に合流した後に再流動することが出来るような容積を有するキャビティーであって前記金型キャビティーとは別個のキャビティーを前記複数のゲートのうちの一つのゲート近くのランナー部に設けることを特徴とするウェルド強度が改善されるサーモトロピック液晶ポリマーの射出成形方法に関する。
【００１２】以下に本発明をさらに詳述する。
【００１３】射出成形において一つのキャビティーに複数のゲートから射出する多点ゲートの場合は、その後分岐するかまたはそのまま分岐せずに何れの場合も複数の樹脂流となりキャビティー内に充填されていく。これら複数の樹脂流は金型キャビティー内の適宜の位置に位置する合流部で合流し、冷却固化後、成形体表面には線状のウェルドラインが表出する。金型キャビティーはその複数個を一個の金型内に設けることもできる。
【００１４】本発明の成形方法においては多点ゲートの場合にランナー部に前記金型キャビティーとは別個のキャビティーを設けることが必要である。
【００１５】この別個のキャビティーが、複数のゲートのうち一つのゲート近傍のランナー部に存在するために、金型キャビティー内において複数のゲートから流入した複数溶融樹脂流のうちキャビティーが設けられたランナーを経て流入した樹脂流の方は、合流後も該キャビティー内へ引続き溶融樹脂が流入するために再流動化が生じる。
【００１６】すなわち、ランナーを経て複数のゲートａ，ｂからそれぞれ金型キャビティー内へ流入し合流部において合流する二つの溶融樹脂流をＡ，Ｂとすると一方の溶融樹脂流Ａは、他の同じく合流部へ向かう溶融樹脂流Ｂと合流部において合流する。ランナー部に別個のキャビティーが設けられていない場合には、両樹脂流は合流して直ちに合流界面が形成されこれはそのまま冷却固定化される。
【００１７】しかるに、二つの樹脂流の何れか、例えば樹脂流Ａのゲートａの近傍のランナー部に別個のキャビティーを有するならば、樹脂流Ａ，Ｂが合流した後において該別個のキャビティー内へ溶融樹脂が流入し、その結果樹脂流Ａ側の圧力が低下する。その結果、樹脂流Ｂの圧力は相対的に高まり樹脂流は流動を続ける。一方、樹脂流Ａは、逆流し再流動化が生じる。
【００１８】従って、該別個のキャビティーの充填容積はこの再流動化を生じさせるべく十分な容積を有することが必要である。なお、この充填容積には該キャビティーに連接するランナー部の容積も含まれる。すなわち、このランナー部の容積が大きければそれほど該別個のキャビティーの容積を大にする必要がない。
【００１９】また、合流部に合流する以前に該別個のキャビティーが溶融樹脂により充填されるならば当然再流動は生じ得ない。従って、合流する以前に該別個のキャビティーへの充填が完了されないようにするため、この該別個のキャビティーのためのゲート径を前記複数のゲートａ，ｂよりも小さくする等により該別個のキャビティーへの流入抵抗を付与するようにすることが好ましい。なお、該別個のキャビティーは通常はいわゆる樹脂溜りとして、成形後は該キャビティーからの成形体は適宜に除去されるものであるが、もちろん目的によってはいわゆる多数個取りとして該別個のキャビティーからの成形体を製品とすることもできる。
【００２０】前記別個のキャビティーは、いずれのゲート位置からも等距離のランナー部に位置するならば合流部における両樹脂流による圧力差が生じ難いために好ましくない。通常は何れかのゲート位置に十分近いランナー部にキャビティーを設ければ良い。
【００２１】ここで、樹脂流の再流動化は得られた成形品を切断しその切断面を精査することにより容易に観察することが出来る。
【００２２】すなわち、得られた射出成形体を切断しその切断面を検査することにより再流動した樹脂の先端の位置を求め、この位置から成形体表面に表出したウェルドラインまでの距離を求めればこれが再流動長Ｙとなる。なお、樹脂が再流動しても成形体表面に表出したウェルドラインの位置は通常ははじめの合流により生じた位置を示し特に移動等することはない。
【００２３】ここで、従来の液晶ポリマーの射出成形体は樹脂の再流動を生じていないために樹脂合流界面は実質的に単なる平面あるいは曲面を構成し、成形体表面に表出したウェルドラインを含む面を構成する。
【００２４】本発明においては後述の測定法により測定された再流動長Ｙが、下記式（Ｉ）により成形体厚みＸから計算された値以上の値を取るようにキャビティーの容積を決定する。
【００２５】
Ｙ≧（２．６９）X・０．２６ （Ｉ）
（但し、厚みＸは０．５ｍｍ以上である）
【００２６】測定した再流動長が、厚みから計算された値よりも低い値ではウェルド強度の低下が著しく実用性のある射出成形体とはなり得ない。再流動長の長さは、前記式により計算された値以上の値であれば良く、成形金型の形状、成形条件によりかなり大きな値であっても良い。前述のように、この値は溶融樹脂の再流動の長さであるから通常の射出成形機、射出条件に従う限りはそれほどには大きな値はとり得ず、通常は長くともせいぜい１００ｍｍ程度までである。
【００２７】また、成形体厚みＸはウェルドラインにおける成形体の厚みをいう。成形体断面が矩形の様な偏平な断面形状では厚みとはより薄い辺の長さを意味するが、円形または多角形形状ではその直径を示す。この厚さは、０．５ｍｍ以上であることが必要である。０．５ｍｍ未満の薄い成形体では本発明の効果が発現しないので好ましくない。従って、本発明の好ましい成形方法は成形体におけるウェルドラインにおける厚さが０．５ｍｍ以上の成形体に適用する方法である。
【００２８】ここで、液晶ポリマーの射出成形体には通常スキン層とコア層という多層構造が見られる。このような多層構造をなすため液晶ポリマーの強い機械的強度そのほかの優れた物性が発現するとされている。このスキン層は、金型内壁に沿って強く配向した溶融樹脂層が冷却固化した層である。上記溶融樹脂の再流動は主としてコア層の方に相当する樹脂流部分において発生するものである。再流動部分の長さ（再流動長）は得られた射出成形体を切断し、その切断面を検査し、先端流動部位を決定することにより容易に測定することが出来る。
【００２９】すなわち、得られた射出成形体を切断し、その切断面を検査することにより溶融樹脂先端の位置を求め、この位置から成形体表面に表出したウェルドラインまでの距離を求めればこれが再流動長となる。ここで、従来の液晶ポリマーの射出成形体は樹脂の再流動を生じていないために樹脂合流界面は実質的に単なる平面を構成し、成形体表面に表出したウェルドラインを含む面となっている。
【００３０】また、成形体厚みＸ（ｍｍ）はウェルドラインにおける成形体の厚みのうち最小の厚みをいう。すなわち、ウェルドラインが成形体厚みの異なる箇所にまたがって表出しているときは、異なる厚みのうち最小の値を本発明における成形体厚みＸとして採用し前記式に従い計算する。
【００３１】成形体断面が矩形の様な偏平な断面形状では厚みは薄い方の辺の長さを意味するが、円形または多角形形状ではその直径を示す。厚さは０．５ｍｍ以上であることが必要である。０．５ｍｍ未満の薄い成形体では本発明の効果が発現しないので好ましくない。厚みＸの上限値は、射出成形し得る厚みならば特に限定はない。
【００３２】本発明においては測定された再流動長が、前記式（Ｉ）を満足する値であることが必要である。すなわち、前記成形体厚みＸ（ｍｍ）から計算された値以上の値を取ることが肝要である。この計算された値よりも低い値ではウェルド強度の低下が著しく実用性のある射出成形体とはなり得ない。
【００３３】（再流動長の長さＹの測定法）得られた射出成形体をウェルドラインに垂直にそして射出流れに沿って平行に切断する。切断は、鋸、回転刃等による切断よりも適宜にノッチをつけて機械的に割る方が、次に述べる流れ模様が切断面に表出し易いので好ましい。
【００３４】このようにして切断された成形体断面には、図３に概略図を示すように流れ方向に対して山形を成すいわゆる流れ模様が多数、連続的に観察される。図３R>３において４，５はウェルドラインの位置を示す。
【００３５】同図に示すように流れ模様はウェルドラインの位置においては山形を成しているが、流れ方向にそってウェルドラインの位置を過ぎてから徐々に流れ模様は変形し、６の位置において同様に徐々に変形する反対方向からの流れ模様と実質的に平行となるのが観察される。本発明においてはウェルドライン４，５からこの流れ模様が実質的に反対方向からの流れ模様と実質的に平行形状となった地点までの長さを測定し、これを再流動長長さＹ（ｍｍ）とする。同図において流れ模様が非相似形の山形であるためにウェルドライン４，５の点からのそれぞれの長さが異なるときは、そのうち最も長い長さをＹとする。
【００３６】なお、通常は溶融樹脂流は立体的にも相似形状の流れ模様を成して流れるために、前述の切断は成形体幅方向においてほぼ中央の点において行い、この切断面における再流動長を測定すればよい。
【００３７】しかしながら、立体的にも相似形状の流れ模様を成していない場合がしばしば存在する。このような場合には、成形体の複数の箇所において射出成形体をウェルドラインに垂直にそして射出流れに沿って平行に切断し、その全ての切断面を観察して再流動長を求め、そのうち最も長いものを本発明における再流動長長さＹ（ｍｍ）として採用する。
【００３８】なお、射出成形機それ自体も通常の射出成形機を用いることが出来、何等特殊な成形機による必要がない。またシリンダー温度、金型温度、金型圧力等の射出成形条件も射出すべき熱可塑性樹脂に適した通常の条件により射出することが出来る。
【００３９】本発明におけるサーモトロピック液晶ポリマーとは溶融時に光学的異方性を有する樹脂である。
【００４０】このように溶融時に光学的異方性を示すポリマーは、溶融状態でポリマー分子鎖が規則的な平行配列をとる性質を有している。光学的異方性溶融相の性質は、直交偏光子を利用した通常の偏光検査法により確認できる。
【００４１】サーモトロピック液晶ポリマーは、一般に細長く、偏平な分子構造からなり、分子の長鎖に沿って剛性が高く、同軸または平行のいずれかの関係にある複数の連鎖伸長結合を有しているようなモノマーから製造される。
【００４２】本発明で用いるサーモトロピック液晶ポリマーは、上記化合物を溶融アシドリシス法やスラリー重合法等の多様なエステル形成法により製造することができる。
【００４３】本発明で用いるサーモトロピック液晶ポリマーには、一つの高分子鎖の一部が異方性溶融相を形成するポリマーのセグメントで構成され、残りの部分が異方性溶融相を形成しない熱可塑性樹脂のセグメントから構成されるポリマーも含まれる。また、複数のサーモトロピック液晶ポリマーを複合したものも含まれる。
【００４４】上記のように光学的異方性溶融相を形成するポリマーとしては、例えば全芳香族ポリエステル、ポリエステルエーテル等が例示され、その構成成分としては、（Ａ）芳香族ジカルボン酸系化合物の少なくとも１種、（Ｂ）芳香族ヒドロキシカルボン酸系化合物の少なくとも１種、（Ｃ）芳香族ジオール系化合物の少なくとも１種、（Ｄ）（Ｄ１）芳香族ジチオール、（Ｄ２）芳香族チオフェノール、（Ｄ３）芳香族チオールカルボン酸系化合物の少なくとも１種、（Ｅ）芳香族ヒドロキシアミン、芳香族ジアミン系化合物の少なくとも１種、等が挙げられる。これ等は単独で構成される場合もあるが、多くは（Ａ）と（Ｃ）；（Ａ）と（Ｄ）；（Ａ），（Ｂ）と（Ｃ）；（Ａ），（Ｂ）と（Ｅ）；あるいは（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）と（Ｅ）等のように組合せて構成される。
【００４５】上記（Ａ）芳香族ジカルボン酸系化合物としては、テレフタル酸、４，４′−ジフェニルジカルボン酸、４，４′−トリフェニルジカルボン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、１，４−ナフタレンジカルボン酸、２，７−ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルエーテル−４，４′−ジカルボン酸、ジフェノキシエタン−４，４′−ジカルボン酸、ジフェノキシブタン−４，４′−ジカルボン酸、ジフェニルエタン−４，４′−ジカルボン酸、イソフタル酸、ジフェニルエーテル−３，３′−ジカルボン酸、ジフェノキシエタン−３，３′−ジカルボン酸、ジフェニルエタン−３，３′−ジカルボン酸、１，６−ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸、またはクロロテレフタル酸、ジクロロテレフタル酸、ブロモテレフタル酸、メチルテレフタル酸、ジメチルテレフタル酸、エチルテレフタル酸、メトキシテレフタル酸、エトキシテレフタル酸等で代表される芳香族ジカルボン酸のアルキル、アルコキシまたはハロゲン置換体が挙げられる。
【００４６】（Ｂ）芳香族ヒドロキシカルボン酸系化合物としては、４−ヒドロキシ安息香酸、３−ヒドロキシ安息香酸、６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸、６−ヒドロキシ−１−ナフトエ酸等の芳香族ヒドロキシカルボン酸、または３−メチル−４−ヒドロキシ安息香酸、３，５−ジメチル−４−ヒドロキシ安息香酸、２，６−ジメチル−４−ヒドロキシ安息香酸、３−メトキシ−４−ヒドロキシ安息香酸、３，５−ジメトキシ−４−ヒドロキシ安息香酸、６−ヒドロキシ−５−メチル−２−ナフトエ酸、６−ヒドロキシ−５−メトキシ−２−ナフトエ酸、２−クロロ−４−ヒドロキシ安息香酸、３−クロロ−４−ヒドロキシ安息香酸、２，３−ジクロロ−４−ヒドロキシ安息香酸、３，５−ジクロロ−４−ヒドロキシ安息香酸、２，５−ジクロロ−４−ヒドロキシ安息香酸、３−ブロモ−４−ヒドロキシ安息香酸、６−ヒドロキシ−５−クロロ−２−ナフトエ酸、６−ヒドロキシ−７−クロロ−２−ナフトエ酸、６−ヒドロキシ−５，７−ジクロロ−２−ナフトエ酸等で代表される芳香族ヒドロキシカルボン酸のアルキル、アルコキシまたはハロゲン置換体が挙げられる。
【００４７】（Ｃ）芳香族ジオールとしては、４，４′−ジヒドロキシジフェニル、３，３′−ジヒドロキシジフェニル、４，４′−ジヒドロキシトリフェニル、ハイドロキノン、レゾルシン、２，６−ナフタレンジオール、４，４′−ジヒドロキシジフェニルエーテル、ビス（４−ヒドロキシフェノキシ）エタン、３，３′−ジヒドロキシジフェニルエーテル、１，６−ナフタレンジオール、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン等の芳香族ジオール、またはクロロハイドロキノン、メチルハイドロキノン、ｔ−ブチルハイドロキノン、フェニルハイドロキノン、メトキシハイドロキノン、フェノキシハイドロキノン、４−クロロレゾルシン、４−メチルレゾルシン等で代表される芳香族ジオールのアルキル、アルコキシ、アリール、アリールオキシまたはハロゲン置換体が挙げられる。
【００４８】（Ｄ１）芳香族ジチオールとしては、ベンゼン−１，４−ジチオール、ベンゼン−１，３−ジチオール、２，６−ナフタレン−ジチオール等が挙げられる。
【００４９】（Ｄ２）芳香族チオフェノールとしては、４−メルカプトフェノール、３−メルカプトフェノール、６−メルカプトフェノール等が挙げられる。
【００５０】（Ｄ３）芳香族チオールカルボン酸としては、４−メルカプト安息香酸、３−メルカプト安息香酸、６−メルカプト−２−ナフトエ酸、７−メルカプト−２−ナフトエ酸等が挙げられる。
【００５１】（Ｅ）芳香族ヒドロキシアミン、芳香族ジアミン系化合物としては、４−アミノフェノール、Ｎ−メチル−４−アミノフェノール、１，４−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ′−メチル−１，４−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ′−ジメチル−１，４−フェニレンジアミン、３−アミノフェノール、３−メチル−４−アミノフェノール、２−クロロ−４−アミノフェノール、４−アミノ−１−ナフトール、４−アミノ−４′−ヒドロキシジフェニル、４−アミノ−４′−ヒドロキシジフェニルエーテル、４−アミノ−４′−ヒドロキシジフェニルメタン、４−アミノ−４′−ヒドロキシジフェニルスルフィド、４，４′−ジアミノフェニルスルフィド（チオジアニリン）、４，４′−ジアミノジフェニルスルホン、２，５−ジアミノトルエン、４，４′−エチレンジアニリン、４，４′−ジアミノジフェノキシエタン、４，４′−ジアミノジフェニルメタン（メチレンジアニリン）、４，４′−ジアミノジフェニルエーテル（オキシジアニリン）等が挙げられる。
【００５２】これら全芳香族ポリエステルの中で好ましくは、少なくとも一般式
【００５３】
【化１】
【００５４】で表される繰り返し単位を含む（共）重合体であって、具体的には
【００５５】
【化２】
【００５６】
【化３】
【００５７】等がある。
【００５８】すなわち、本発明の特に好ましい全芳香族コポリエステルは、ｐ−ヒドロキシ安息香酸、フタル酸およびビフェノールの３種の化合物からそれぞれ誘導される繰返し単位を有するコポリエステル、またはｐ−ヒドロキシ安息香酸およびヒドロキシナフトエ酸の２種の化合物からそれぞれ誘導される繰返し単位を有するコポリエステルである。
【００５９】このサーモトロピック液晶ポリマーは繊維状物充填剤に限らず充填剤が配合されるほどその配向の程度は低下する。また充填剤の配合割合が高すぎると例え本発明の成形方法を採用してもウェルド強度の改善を達成することが出来ない。従って、余りに多量の充填剤が配合されたサーモトロピック液晶ポリマーは好ましくない。好ましいサーモトロピック液晶ポリマーは７０ｗｔ％以下の量の充填剤が配合された液晶ポリマーである。
【００６０】サーモトロピック液晶ポリマーの場合の射出成形条件は、特に限定されないが充填剤の充填、非充填に拘らず押出機シリンダー温度２００〜４２０℃、金型温度３０〜２００℃、射出圧力１００〜２０００ｋｇ／ｃｍ2、射出速度（シリンダー移動速度）５〜５００ｍｍ／ｓｅｃ、射出成形サイクル５〜１２０秒の範囲から適宜に選択される。
【００６１】本発明においては、再流動化のためには特に保持圧をかける必要はないが、必要ならば１００〜１０００ｋｇ／ｃｍ2の保持圧および保持時間を２〜１２０秒の条件で保圧することもできる。なお、保持圧は金型キャビティー内を溶融樹脂が実質的に全て充填した後に金型にかかる圧力およびそのための時間を示す。
【００６２】射出成形後は、適宜の冷却時間、例えば２〜１２０秒の冷却時間により冷却し、二つ割の金型を解放すれば目的とする成形体が得られる。
【００６３】
【発明の効果】別個のキャビティーをランナー部に設けることにより、ウェルド強度の改善が達成される。しかもシリンダー温度、金型温度、金型圧力等の射出成形条件それ自体は、射出すべきそれぞれの熱可塑性樹脂に適した通常の射出成形条件に従い行なうことが出来る。
【００６４】
【実施例】
【００６５】以下、本発明を実施例等によりさらに説明する。
【００６６】初めに用いた金型を説明する。
【００６７】図１は矩形の製品を得るためのゲートａ，ｂをそれぞれ有する多点ゲート式の射出成形用金型を示す平面図である。同図に示す金型には金型キャビティー２のゲートａの近傍のランナー部１にキャビティー２とは別個のキャビティー３が設けてある。本実施例では、別個のキャビティー３の厚みおよび幅は代えずに長さＬのみを所定の長さに代えた金型を各々用いた。
【００６８】なお、図２の金型は、図１の金型において別個のキャビティー３およびそれに付属するランナー部を省略した金型に相当する金型である。
【００６９】また、成形体厚みＸと再流動長の測定は、前述のようにして得られた成形品のウェルドラインにおける厚みを測定し、前記式に従い計算することにより計算値を求めると共に、成形品を切断し切断面の観察から再流動長を測定した。
【００７０】なお、本実施例の成形体は、断面が幅１３ｍｍの矩形の成形体であるので薄い方の辺の長さを成形体厚みＸ（ｍｍ）とした。またウェルドラインいずれの箇所における成形体厚みも同じ値であった。さらに切断は成形体のほぼ中央部において切断し切断面の観察から再流動長の長さＹ（ｍｍ）を求めた。念のため成形体幅方向において流れに平行に複数箇所における再流動長を測定したがいずれもほぼ同一の値であることを確認した。
【００７１】実施例１図１の平面図により示される形状および寸法の射出成形用金型を用いた。なお、図１における別個のキャビティー３の長さＬは可変としてその長さは別に表１に記載した。この金型を用いてｐ−ヒドロキシ安息香酸／テレフタール酸／ビフェノール／イソフタール酸の４元系コポリエステルからなるサーモトロピック液晶ポリマー（ガラス繊維３０ｗｔ％充填、未充填品のＤＳＣ測定融点４１０℃、未充填品は溶融時に光学的異方性を示す）を、東芝機械（株）製の射出成形機ＩＳ−８０（商品名、型締め圧力８０トン）により表１に示すシリンダー温度、金型温度、射出圧力、保持圧、射出サイクル時間等の成形条件により成形した。射出速度は１００ｍｍ／ｓｅｃであった。
【００７２】キャビティー２から得られた板状成形品の曲げ強度および引張強度の測定結果を表１に示す。
【００７３】実施例２ｐ−ヒドロキシ安息香酸／テレフタール酸／ビフェノール／イソフタール酸の４元系コポリエステルからなるサーモトロピック液晶ポリマー（未充填品、ＤＳＣ測定融点４１０℃、溶融時に光学的異方性を示す）を用いた以外は実施例１と同様にして表１に記載の成形条件により成形した。
【００７４】キャビティー２から得られた板状成形品の曲げ強度および引張強度の測定結果を表１に示す。
【００７５】比較例図２に示す金型を用い、実施例１のサーモトロピック液晶ポリマーを射出成形した。
【００７６】キャビティー２から得られた板状成形品の曲げ強度および引張強度の測定結果を表１に示す。本比較例においては、切断面の観察からほぼウェルドラインにおいて流れ模様は直線形状となっており、前述の測定法によれば再流動長はゼロであった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に用いられる同一形状の矩形の製品を得るための射出成形用金型を示す平面図である。
【図２】比較例で用いられた射出成形用金型を示す平面図である。
【図３】本発明の射出成形体のウェルドラインにおける切断面の概略図を示す。
【符号の説明】
１ ランナー
２ キャビティー
３ 別個のキャビティー
Ｌ キャビティー２の長さ
４，５ ウェルドライン
６ 流れ模様が直線状になった点
点線 成形体表面に表出したウェルドライン
矢印 スプルー
【表１】
【特許請求の範囲】
【請求項１】 ランナーを経て複数のゲートから金型キャビティー内へ溶融樹脂が射出され、該金型キャビティー内において複数の溶融樹脂流が合流する合流部に対応して成形体表面にウェルドラインが形成されるサーモトロピック液晶ポリマーの射出成形方法において、前記合流する溶融樹脂流の一方が前記合流部において実質的に合流した後に再流動することが出来るような容積を有するキャビティーであって前記金型キャビティーとは別個のキャビティーを前記複数のゲートのうちの一つのゲート近くのランナー部に設けることを特徴とするウェルド強度が改善されるサーモトロピック液晶ポリマーの射出成形方法。
【請求項２】 前記液晶ポリマーが全芳香族コポリエステルである請求項１に記載の成形方法。
【請求項３】 前記液晶ポリマーが７０重量％以下の充填剤を含むものである請求項１に記載の成形方法。
【請求項１】 ランナーを経て複数のゲートから金型キャビティー内へ溶融樹脂が射出され、該金型キャビティー内において複数の溶融樹脂流が合流する合流部に対応して成形体表面にウェルドラインが形成されるサーモトロピック液晶ポリマーの射出成形方法において、前記合流する溶融樹脂流の一方が前記合流部において実質的に合流した後に再流動することが出来るような容積を有するキャビティーであって前記金型キャビティーとは別個のキャビティーを前記複数のゲートのうちの一つのゲート近くのランナー部に設けることを特徴とするウェルド強度が改善されるサーモトロピック液晶ポリマーの射出成形方法。
【請求項２】 前記液晶ポリマーが全芳香族コポリエステルである請求項１に記載の成形方法。
【請求項３】 前記液晶ポリマーが７０重量％以下の充填剤を含むものである請求項１に記載の成形方法。
【図２】
【図１】
【図３】
【図１】
【図３】
【公開番号】特開平５−３１８５１７
【公開日】平成５年（１９９３）１２月３日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平２−４１７７８２
【出願日】平成２年（１９９０）１２月２８日
【出願人】（０００２３１６８２）日本石油化学株式会社 (33)
【公開日】平成５年（１９９３）１２月３日
【国際特許分類】
【出願日】平成２年（１９９０）１２月２８日
【出願人】（０００２３１６８２）日本石油化学株式会社 (33)
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