WO2021029263A1 - 射出成形品及びその製造方法 - Google Patents
射出成形品及びその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2021029263A1 WO2021029263A1 PCT/JP2020/029745 JP2020029745W WO2021029263A1 WO 2021029263 A1 WO2021029263 A1 WO 2021029263A1 JP 2020029745 W JP2020029745 W JP 2020029745W WO 2021029263 A1 WO2021029263 A1 WO 2021029263A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- injection
- mass
- fibrous filler
- molded product
- pellet
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B9/00—Making granules
- B29B9/12—Making granules characterised by structure or composition
- B29B9/14—Making granules characterised by structure or composition fibre-reinforced
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B7/00—Mixing; Kneading
- B29B7/002—Methods
- B29B7/007—Methods for continuous mixing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B7/00—Mixing; Kneading
- B29B7/30—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
- B29B7/58—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29B7/72—Measuring, controlling or regulating
- B29B7/726—Measuring properties of mixture, e.g. temperature or density
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B7/00—Mixing; Kneading
- B29B7/80—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29B7/88—Adding charges, i.e. additives
- B29B7/90—Fillers or reinforcements, e.g. fibres
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B9/00—Making granules
- B29B9/12—Making granules characterised by structure or composition
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/18—Feeding the material into the injection moulding apparatus, i.e. feeding the non-plastified material into the injection unit
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/76—Measuring, controlling or regulating
- B29C45/78—Measuring, controlling or regulating of temperature
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/022—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the choice of material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/06—Fibrous reinforcements only
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/28—Shaping operations therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/40—Glass
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
- C08K7/02—Fibres or whiskers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L23/10—Homopolymers or copolymers of propene
- C08L23/12—Polypropene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L67/00—Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B9/00—Making granules
- B29B9/02—Making granules by dividing preformed material
- B29B9/06—Making granules by dividing preformed material in the form of filamentary material, e.g. combined with extrusion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2067/00—Use of polyesters or derivatives thereof, as moulding material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
- B29K2105/0079—Liquid crystals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
- B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
- B29K2105/08—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of continuous length, e.g. cords, rovings, mats, fabrics, strands or yarns
- B29K2105/10—Cords, strands or rovings, e.g. oriented cords, strands or rovings
- B29K2105/101—Oriented
- B29K2105/105—Oriented uni directionally
- B29K2105/106—Oriented uni directionally longitudinally
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2307/00—Use of elements other than metals as reinforcement
- B29K2307/04—Carbon
Definitions
- the present invention relates to an injection molded product and a method for producing the same.
- the present application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2019-148155 filed in Japan on August 9, 2019, the contents of which are incorporated herein by reference.
- thermoplastic resin has lower mechanical properties than the molded product obtained from the metal material.
- a method of mixing fibers as a filler with a thermoplastic resin has been conventionally proposed in order to improve the strength of a molding material such as a thermoplastic resin composition (see, for example, Patent Document 1). ).
- the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an injection-molded product having increased strength against a collision load and a method for producing the same.
- the present invention adopts the following configuration.
- One aspect of the present invention is an injection-molded article containing 65 to 95 parts by mass of a thermoplastic resin and 5 to 35 parts by mass of a fibrous filler, wherein the thermoplastic resin is a group composed of polypropylene and liquid crystal polyester. At least one selected from the above is contained in an amount of 10% by mass or more based on the total amount of the thermoplastic resin, and the fibrous form in the injection-molded product is determined from the following [Measurement of variation in fibrous filler filling amount (a)]. It is an injection-molded product, characterized in that the standard deviation of the filling amount of the filler exceeds 1.0% by mass.
- the length-weighted average fiber length of the fibrous filler is preferably 4 mm or more.
- the fibrous filler is preferably glass fiber.
- the maximum difference in the filling amount of the fibrous filler in the injection-molded product which is determined from the following [Measurement of variation in fibrous filler filling amount (b)], is 3. It preferably exceeds 0.0% by mass.
- one aspect of the present invention is the method for producing an injection-molded article, which does not include the first pellet in which the first thermoplastic resin is impregnated with the fibrous filler and the fibrous filler. Having a step of mixing with a second pellet containing a second thermoplastic resin having a lower flow start temperature than the thermoplastic resin of 1 to obtain a pellet mixture, and a step of injection molding the pellet mixture. This is a characteristic method for producing an injection-molded product.
- the difference in flow start temperature between the first thermoplastic resin or the first pellet and the second thermoplastic resin is 5 ° C. or higher.
- the melt-kneading temperature of the pellet mixture exceeds the flow start temperature of the second thermoplastic resin and is equal to or lower than the flow start temperature of the first thermoplastic resin or the first pellet. ..
- an injection-molded article having particularly increased strength against a collision load.
- a resin molded product having higher mechanical properties, particularly a resin molded product having increased strength against a collision load. ..
- the injection-molded product of the present embodiment contains a thermoplastic resin and a fibrous filler.
- the ratio (mass ratio) of the thermoplastic resin to the fibrous filler is 65 to 95 parts by mass of the thermoplastic resin and 5 to 35 parts by mass of the fibrous filler.
- the mass ratio is preferably 65 to 90 parts by mass for the thermoplastic resin and 10 to 35 parts by mass for the fibrous filler, and more preferably 65 to 85 parts by mass for the thermoplastic resin and 15 to 35 parts by mass for the fibrous filler. It is a department.
- the ratio of the thermoplastic resin in the injection-molded product is preferably 65 to 95% by mass, more preferably 65 to 90% by mass, and 65 to 85% by mass with respect to 100% by mass of the injection-molded product. It is more preferably%.
- the ratio of the fibrous filler in the injection-molded product is preferably 5 to 35% by mass, more preferably 10 to 35% by mass, and 15 to 35% by mass with respect to 100% by mass of the injection-molded product. It is more preferably%.
- the ratio of the thermoplastic resin is 65 to 95% by mass and the ratio of the fibrous filler is 5 to 35% by mass with respect to 100% by mass of the injection-molded product. It is more preferable that the ratio of the thermoplastic resin is 65 to 90% by mass and the ratio of the fibrous filler is 10 to 35% by mass with respect to 100% by mass of the injection-molded product. It is more preferable that the ratio of the thermoplastic resin is 65 to 85% by mass and the ratio of the fibrous filler is 15 to 35% by mass with respect to 100% by mass of the injection-molded product.
- the ratio of the fibrous filler is equal to or higher than the lower limit of the above range, the effect of improving the strength of the injection-molded product by the fibrous filler can be obtained.
- the upper limit of the above range when it is not more than the upper limit of the above range, the increase in the melt viscosity of the mixture of the thermoplastic resin and the fibrous filler is suppressed, and the molding processability is improved.
- the total content of the thermoplastic resin and the fibrous filler in the injection-molded product of the present embodiment is preferably 80% by mass or more, preferably 90% by mass or more, based on the total amount (100% by mass) of the injection-molded product. Is more preferable, 95% by mass or more is further preferable, and it may be 100% by mass.
- the injection-molded article of the present embodiment contains at least one thermoplastic resin (hereinafter referred to as "resin (Tr1)”) selected from the group consisting of polypropylene and liquid crystal polyester.
- resin (Tr1) thermoplastic resin selected from the group consisting of polypropylene and liquid crystal polyester.
- liquid crystal polyester is preferably used because it has higher heat resistance and dimensional accuracy.
- the liquid crystal polyester contained in the injection-molded product of the present embodiment is a polyester that exhibits liquid crystallinity in a molten state, and is preferably melted at a temperature of 400 ° C. or lower.
- the liquid crystal polyester contained in the injection-molded product of the present embodiment may be a liquid crystal polyester amide, a liquid crystal polyester ether, a liquid crystal polyester carbonate, or a liquid crystal polyesterimide. It may be.
- the liquid crystal polyester contained in the injection-molded product of the present embodiment is preferably a fully aromatic liquid crystal polyester using only an aromatic compound as a raw material monomer.
- a typical example of the liquid crystal polyester contained in the injection-molded product of the present embodiment consists of a group consisting of an aromatic hydroxycarboxylic acid, an aromatic dicarboxylic acid, an aromatic diol, an aromatic hydroxyamine, and an aromatic diamine.
- Polymerized (hypercondensed) with at least one selected compound polymerized with multiple aromatic hydroxycarboxylic acids; aromatic dicarboxylic acids and aromatic diols, aromatic hydroxyamines and Examples thereof include those obtained by polymerizing at least one compound selected from the group consisting of aromatic diamines; and those obtained by polymerizing a polyester such as polyethylene terephthalate and an aromatic hydroxycarboxylic acid.
- aromatic hydroxycarboxylic acid, the aromatic dicarboxylic acid, the aromatic diol, the aromatic hydroxyamine, and the aromatic diamine are independently used in place of a part or all of them, and a polymerizable derivative thereof is used. May be good.
- Examples of polymerizable derivatives of compounds having a carboxyl group are those obtained by converting a carboxyl group into an alkoxycarbonyl group or an aryloxycarbonyl group (ester), carboxyl. Examples thereof include those obtained by converting a group into a haloformyl group (acid halide) and those obtained by converting a carboxyl group into an acyloxycarbonyl group (acid anhydride).
- Examples of polymerizable derivatives of compounds having a hydroxyl group such as aromatic hydroxycarboxylic acids, aromatic diols and aromatic hydroxyamines, are those obtained by acylating a hydroxyl group into an acyloxyl group (acylated product).
- the liquid crystal polyester contained in the injection-molded product of the present embodiment preferably has a repeating unit represented by the following formula (1) (hereinafter, may be referred to as “repetition unit (1)”), and the repeating unit ( 1), a repeating unit represented by the following formula (2) (hereinafter sometimes referred to as “repetition unit (2)”), and a repeating unit represented by the following formula (3) (hereinafter referred to as “repetition unit (3)”). ) ”), It is more preferable to have.
- Ar 1 represents a phenylene group, a naphthylene group or a biphenylylene group.
- Ar 2 and Ar 3 independently represent a phenylene group, a naphthylene group, a biphenylylene group or a group represented by the following formula (4).
- Y each independently represent an oxygen atom or an imino group (-NH-).
- the hydrogen atom in the group represented by Ar 1 , Ar 2 or Ar 3 independently represents a halogen atom or an alkyl group, respectively. Alternatively, it may be substituted with an aryl group.
- Ar 4 and Ar 5 independently represent a phenylene group or a naphthylene group.
- Z represents an oxygen atom, a sulfur atom, a carbonyl group, a sulfonyl group or an alkylidene group.
- halogen atom examples include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom.
- alkyl group examples include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, s-butyl group, t-butyl group, n-hexyl group and 2-ethylhexyl group.
- examples thereof include an n-octyl group and an n-decyl group, and the number of carbon atoms thereof is preferably 1 to 10.
- aryl group examples include a phenyl group, an o-tolyl group, an m-tolyl group, a p-tolyl group, a 1-naphthyl group and a 2-naphthyl group, and the number of carbon atoms thereof is preferably 6 to 20.
- the number is preferably 2 or less, more preferably 1 or less, independently for each of the groups represented by Ar 1 , Ar 2 or Ar 3. preferable.
- alkylidene group examples include a methylene group, an ethylidene group, an isopropylidene group, an n-butylidene group and a 2-ethylhexylidene group, and the carbon number thereof is preferably 1 to 10.
- the repeating unit (1) is a repeating unit derived from a predetermined aromatic hydroxycarboxylic acid.
- Ar 1 is a 1,4-phenylene group (repeating unit derived from p-hydroxybenzoic acid), and Ar 1 is a 2,6-naphthylene group (6-hydroxy).
- a repeating unit derived from -2-naphthoic acid) is preferred.
- oil means that the chemical structure of the functional group that contributes to the polymerization changes due to the polymerization of the raw material monomer, and no other structural change occurs.
- the repeating unit (2) is a repeating unit derived from a predetermined aromatic dicarboxylic acid.
- Ar 2 is a 1,4-phenylene group (repeating unit derived from terephthalic acid) and Ar 2 is a 1,3-phenylene group (repeating unit derived from isophthalic acid).
- Ar 2 is a 2,6-naphthylene group (repetitive unit derived from 2,6-naphthalenedicarboxylic acid)
- Ar 2 is a diphenyl ether-4,4'-diyl group (diphenyl).
- a repeating unit derived from ether-4,4'-dicarboxylic acid) is preferred.
- the repeating unit (3) is a repeating unit derived from a predetermined aromatic diol, aromatic hydroxylamine or aromatic diamine.
- Ar 3 is a 1,4-phenylene group (a repeating unit derived from hydroquinone, p-aminophenol or p-phenylenediamine), and Ar 3 is a 4,4'-biphenylylene group. (Repeat unit derived from 4,4'-dihydroxybiphenyl, 4-amino-4'-hydroxybiphenyl or 4,4'-diaminobiphenyl) is preferred.
- the content of the repeating unit (1) is the total amount of all repeating units (by dividing the mass of each repeating unit constituting the liquid crystal polyester by the formula amount of each repeating unit, the amount equivalent to the amount of substance of each repeating unit ( 30 mol% or more is preferable, 30 mol% or more and 80 mol% or less is more preferable, 40 mol% or more and 70 mol% or less is further preferable, and 45 mol% or more is preferable with respect to the total value). 65 mol% or less is particularly preferable.
- the content of the repeating unit (2) is preferably 35 mol% or less, more preferably 10 mol% or more and 35 mol% or less, still more preferably 15 mol% or more and 30 mol% or less, based on the total amount of all repeating units. , 17.5 mol% or more and 27.5 mol% or less are particularly preferable.
- the content of the repeating unit (3) is preferably 35 mol% or less, more preferably 10 mol% or more and 35 mol% or less, still more preferably 15 mol% or more and 30 mol% or less, based on the total amount of all repeating units. , 17.5 mol% or more and 27.5 mol% or less are particularly preferable. However, the total amount of the repeating units (1), (2) and (3) does not exceed 100 mol%.
- the ratio between the content of the repeating unit (2) and the content of the repeating unit (3) is expressed by [content of repeating unit (2)] / [content of repeating unit (3)] (mol / mol). Therefore, 0.9 / 1 to 1 / 0.9 is preferable, 0.95 / 1 to 1 / 0.95 is more preferable, and 0.98 / 1 to 1 / 0.98 is even more preferable.
- the liquid crystal polyester contained in the injection-molded product of the present embodiment may have two or more repeating units (1) to (3) independently of each other. Further, the liquid crystal polyester may have a repeating unit other than the repeating units (1) to (3), but the content thereof is preferably 10 mol% or less with respect to the total amount of all repeating units. More preferably, it is 5 mol% or less.
- the liquid crystal polyester contained in the injection-molded article of the present embodiment has a repeating unit (3) in which X and Y are oxygen atoms, respectively, that is, a repeating unit derived from a predetermined aromatic diol. This is preferable because the melt viscosity tends to be low, and it is more preferable to have only those in which X and Y are oxygen atoms as the repeating unit (3).
- the liquid crystal polyester contained in the injection-molded product of the present embodiment is obtained by melt-polymerizing a raw material monomer corresponding to a repeating unit constituting the same, and solidifying the obtained polymer (hereinafter, may be referred to as “prepolymer”). It is preferably produced by phase polymerization. As a result, a high molecular weight liquid crystal polyester having high heat resistance, strength and rigidity can be produced with good operability.
- the melt polymerization may be carried out in the presence of a catalyst.
- this catalyst examples include metal compounds such as magnesium acetate, stannous acetate, tetrabutyl titanate, lead acetate, sodium acetate, potassium acetate and antimony trioxide, 4- (dimethylamino) pyridine, 1-methylimidazole and the like.
- metal compounds such as magnesium acetate, stannous acetate, tetrabutyl titanate, lead acetate, sodium acetate, potassium acetate and antimony trioxide, 4- (dimethylamino) pyridine, 1-methylimidazole and the like.
- the nitrogen-containing heterocyclic compound of the above is mentioned, and the nitrogen-containing heterocyclic compound is preferably used.
- the flow start temperature of the liquid crystal polyester contained in the injection-molded product of the present embodiment is preferably 260 ° C. or higher, more preferably 260 ° C. or higher and 400 ° C. or lower, and even more preferably 260 ° C. or higher and 380 ° C. or lower.
- the higher the flow start temperature of the liquid crystal polyester the more the heat resistance and strength of the liquid crystal polyester tend to improve.
- the flow start temperature of the liquid crystal polyester exceeds 400 ° C., the melting temperature and the melting viscosity of the liquid crystal polyester tend to increase. Therefore, the temperature required for molding the liquid crystal polyester tends to increase.
- the flow start temperature of the liquid crystal polyester is also referred to as a flow temperature or a flow temperature, and is a temperature that serves as a guideline for the molecular weight of the liquid crystal polyester (edited by Naoyuki Koide, "Liquid Crystal Polymer-Synthesis / Molding / Application”. -”, CMC Co., Ltd., June 5, 1987, p.95).
- the flow start temperature is a nozzle with an inner diameter of 1 mm and a length of 10 mm, in which the liquid polyester is melted while raising the temperature at a rate of 4 ° C./min under a load of 9.8 MPa (100 kg / cm 2 ) using a capillary rheometer. It is a temperature showing a viscosity of 4800 Pa ⁇ s (48000 poisons) when extruded from.
- the liquid crystal polyester may be used alone or in combination of two or more.
- two or more kinds of liquid crystal polyesters are used in combination, it is preferable to use those having different flow start temperatures in combination as described later.
- the proportion of the resin (Tr1) in the thermoplastic resin contained in the injection-molded article of the present embodiment is 10% by mass or more, and 25% by mass or more, based on the total amount (100% by mass) of the thermoplastic resin.
- the content of the resin (Tr1) in the injection-molded product of the present embodiment is preferably 65 to 95% by mass, more preferably 65 to 90% by mass, based on the total amount (100% by mass) of the injection-molded product. 65-85% by mass is more preferable.
- the injection-molded product of the present embodiment may contain a thermoplastic resin other than the resin (Tr1) in addition to the resin (Tr1).
- thermoplastic resins other than the resin (Tr1) include polyamides such as nylon 66 (PA66) and nylon 6 (PA6), polyesters other than liquid crystal polyester, polysulfone, polyethersulfone, polyphenylene sulfide, polyetherketone, and polyetherether. Examples thereof include ketones, polycarbonates, polyphenylene ethers, and polyetherimides.
- the proportion of the thermoplastic resin other than the resin (Tr1) in the thermoplastic resin contained in the injection-molded product of the present embodiment is, for example, 0 to 25% by mass with respect to the total amount (100% by mass) of the thermoplastic resin. Yes, it may be 0 to 10% by mass.
- the fibrous filler contained in the injection-molded article of the present embodiment may be a fibrous inorganic filler or a fibrous organic filler.
- the fibrous inorganic filler glass fibers; carbon fibers such as PAN-based, pitch-based, rayon-based, phenol-based, and lignin-based carbon fibers; ceramic fibers such as silica fibers, alumina fibers, and silica-alumina fibers; iron and gold. , Copper, aluminum, brass, stainless steel and other metal fibers; silicon carbide fibers, boron fibers and the like.
- the fibrous inorganic filler include whiskers such as potassium titanate whiskers, barium titanate whiskers, wollastonite whiskers, aluminum borate whiskers, silicon nitride whiskers, and silicon carbide whiskers.
- the fibrous organic filler include polyester fibers, para or metaaramid fibers, and PBO fibers.
- At least one selected from the group consisting of carbon fibers and glass fibers such as PAN-based or pitch-based fillers is more preferable as the fibrous filler.
- a fibrous filler coated with a metal such as nickel, copper or ytterbium may be used for the purpose of imparting conductivity.
- the tensile strength of the carbon fiber is preferably 2000 MPa or more, more preferably 3000 MPa or more, and further preferably 4000 MPa or more.
- the tensile elongation of the carbon fiber is preferably 0.5% or more, more preferably 1.0% or more, still more preferably 1.8% or more.
- PAN-based carbon fibers can be preferably used because they have a good balance of tensile strength, tensile elastic modulus, and tensile elongation, and can leave a long residual fiber length.
- the tensile strength, tensile elastic modulus, and tensile elongation of the carbon fibers mean values measured in accordance with JIS R 7606: 2000.
- Examples of the PAN-based carbon fiber include “Treca (registered trademark)” manufactured by Toray Industries, Inc., “Pyrofil (registered trademark)” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, and “Tenax (registered trademark)” manufactured by Teijin Limited.
- Examples of pitch-based carbon fibers include “Dialed (registered trademark)” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, “GRANOC (registered trademark)” manufactured by Nippon Graphite Fiber Co., Ltd., and “Donna Carbo (registered trademark)” manufactured by Osaka Gas Chemical Corporation. Examples include “Kureka (registered trademark)” manufactured by Kureha Co., Ltd.
- Glass fibers include E glass (ie, non-alkali glass), S glass or T glass (ie, high strength, high elasticity glass), C glass (ie, glass for acid resistant applications), D glass (ie, low dielectric constant).
- Glass fibers for FRP tempering materials such as ECR glass (ie, E-glass alternative glass that does not contain B 2 O 3 , F 2 ), AR glass (ie, glass for alkali-resistant applications).
- E glass is particularly preferable. ..
- the injection-molded product of the present embodiment may contain one or more other fillers, additives and the like, if necessary.
- the other filler may be a plate-shaped filler, a spherical filler or other granular filler.
- the other filler may be an inorganic filler or an organic filler.
- Examples of the plate-shaped inorganic filler include talc, mica, graphite, wollastonite, glass flakes, barium sulfate, and calcium carbonate.
- the mica may be muscovite, phlogopite, fluorine phlogopite, or tetrasilicon mica.
- Examples of the granular inorganic filler include silica, alumina, titanium oxide, glass beads, glass balloons, boron nitride, silicon carbide, and calcium carbonate.
- Additives include metering stabilizers, flame retardants, conductivity-imparting materials, crystal nucleating agents, UV absorbers, antioxidants, vibration damping agents, antibacterial agents, insect repellents, deodorants, anticoloring agents, and heat stabilizers. Examples thereof include agents, mold release agents, antistatic agents, plasticizers, lubricants, colorants, pigments, dyes, foaming agents, antifoaming agents, viscosity modifiers, and surfactants.
- the standard deviation of the fibrous filler filling amount variation in the injection-molded product that is, the injection-molded product, which is determined from the following [Measurement of fibrous filler filling amount variation (a)].
- the standard deviation of the filling amount of the fibrous filler inside exceeds 1.0% by mass.
- S Standard deviation
- S 2 Dispersion
- n Total number of 5 mm square test pieces
- x i Filling amount of each fibrous filler in the 5 mm square test piece (that is, the ratio of the mass of the fibrous filler to the mass of the 5 mm square test piece [mass%])
- X Average value of 8 points of filling amount of fibrous filler
- the thickness of the 5 mm square test piece is assumed to be 5 mm or less, and if there is a portion where the thickness of the injection molded product exceeds 5 mm, it is cut out in a length of 10 mm ⁇ a width of 20 mm.
- Eight 5 mm squares are cut out from a processed product having a thickness of 5 mm or less and a difference between the maximum and minimum thickness values of 0.5 mm or less, and used as a test piece.
- the filling amount of the fibrous filler (that is, the ratio of the mass of the fibrous filler to the mass of the 5 mm square test piece [mass%]) is measured as follows.
- Procedure (1) The mass (m 0 ) of the test piece cut into a 5 mm square and the mass (M 1 ) of the crucible are measured up to 0.1 mg unit with a precision balance.
- Procedure (2) The test piece is placed in the crucible and heated in a muffle furnace at 600 ° C. for 4 hours to remove the resin component.
- the fibrous filler is made of silica fiber, ceramic fiber such as alumina fiber, or fibrous inorganic filling such as potassium titanate whisker or barium titanate whisker. It can also be used when it is a material.
- Procedure (1) The mass (m 0 ) of the test piece cut into a 5 mm square and the mass (M 1 ) of the filter paper are measured up to 0.1 mg unit with a precision balance.
- the above-mentioned method for measuring the filling amount when the fibrous filler is carbon fiber can also be used when the fibrous filler is a metal fiber such as iron, aluminum or stainless steel, a silicon carbide fiber or a boron fiber.
- the standard deviation of the filling amount of the fibrous filler in the injection-molded product preferably exceeds 1.0% by mass, preferably 1.1% by mass or more, and more preferably 1.2% by mass or more. It is preferably 1.5% by mass or more, and more preferably 1.5% by mass or more.
- the upper limit of the standard deviation of the filling amount of the fibrous filler in the injection-molded product is, for example, preferably 5% by mass or less, and more preferably 4% by mass or less.
- the standard deviation of the filling amount of the fibrous filler in the injection molded product is preferably 1.1% by mass or more and 5% by mass or less, more preferably 1.2% by mass or more and 4% by mass or less, and 1.5% by mass. More preferably 4% by mass or less.
- the standard deviation of the filling amount of the fibrous filler in the injection-molded product is equal to or more than the lower limit of the above range, the strength of the injection-molded product, particularly against a collision load, is increased.
- it is not more than the upper limit value of the above-mentioned preferable range the fibrous filler is well dispersed in the injection-molded product, and the strength difference between the parts of the molded product is unlikely to occur.
- the maximum difference in the fibrous filler filling amount variation in the injection-molded product that is, the said, as determined from the following [Measurement of fibrous filler filling amount variation (b)]. It is preferable that the maximum difference in the filling amount of the fibrous filler in the injection-molded product exceeds 3.0% by mass.
- the thickness of the 5 mm square test piece is assumed to be 5 mm or less, and if there is a portion where the thickness of the injection molded product exceeds 5 mm, it is cut out in a length of 10 mm ⁇ a width of 20 mm.
- Eight 5 mm squares are cut out from a processed product having a thickness of 5 mm or less and a difference between the maximum and minimum thickness values of 0.5 mm or less, and used as a test piece.
- the maximum difference in the filling amount of the fibrous filler in the injection molded product is preferably more than 3.0% by mass, more preferably 4% by mass or more, and more preferably 5% by mass or more. Those having an amount of 5.5% by mass or more are particularly preferable, and those having an amount of 6% by mass or more are most preferable.
- the upper limit of the maximum difference in the filling amount of the fibrous filler in the injection-molded product is, for example, preferably 10% by mass or less, and more preferably 9% by mass or less.
- the maximum difference in the filling amount of the fibrous filler in the injection-molded product is preferably more than 3.0% by mass and 10% by mass or less, and more preferably 4% by mass or more and 9% by mass or less. It is more preferably 5% by mass or more and 9% by mass or less, further preferably 5.5% by mass or more and 9% by mass or less, and particularly preferably 6% by mass or more and 9% by mass or less.
- the maximum difference in the filling amount of the fibrous filler in the injection-molded product is equal to or more than the lower limit of the above-mentioned preferable range, the strength of the injection-molded product against a collision load is likely to be increased.
- the fibrous filler is satisfactorily dispersed in the injection-molded product, and the strength difference between the parts of the molded product is less likely to occur.
- the fibrous filler in the injection-molded product of the present embodiment preferably has a length-weighted average fiber length of 4 mm or more, more preferably a length-weighted average fiber length of 4.5 mm or more, and a length-weighted average fiber length. 5 mm or more is more preferable, a length-weighted average fiber length of 5.5 mm or more is particularly preferable, and a length-weighted average fiber length of 6 mm or more is most preferable.
- the fibrous filler preferably has a length-weighted average fiber length of less than 50 mm, more preferably a length-weighted average fiber length of 40 mm or less, and even more preferably a length-weighted average fiber length of 20 mm or less.
- a weighted average fiber length of 15 mm or less is particularly preferable.
- the length-weighted average fiber length of the fibrous filler is preferably 4 mm or more and less than 50 mm, more preferably 4.5 mm or more and 40 mm or less, and further preferably 5 mm or more and 20 mm or less. It is more preferably 5 mm or more and 15 mm or less, and particularly preferably 6 mm or more and 15 mm or less.
- the length-weighted average fiber length of the fibrous filler is at least the lower limit of the above-mentioned preferable range, the strength against a collision load is further increased. On the other hand, when it is not more than the upper limit value of the above-mentioned preferable range, molding becomes easier.
- the fiber length and length-weighted average fiber length of the fibrous filler in the injection-molded product are measured as follows.
- Procedure (1) A test piece having a width of 10 mm, a length of 30 mm, and a thickness of 4 mm is cut out from the injection-molded product and heated in a muffle furnace to remove the resin component.
- the heating conditions are 500 ° C. for 3 hours.
- the heating conditions are 600 ° C. for 4 hours.
- Procedure (2) A dispersion is prepared by dispersing the injection-molded product from which the resin component has been removed in 1000 mL of an aqueous solution containing 0.05% by volume of a surfactant (Micro90 INTERRNATIONAL PRODUCTS CORPORATION).
- Procedure (3) Take out 100 mL from the dispersion and dilute it 5 to 20 times with pure water. A part is taken out from the diluted dispersion, the fibers are observed with a microscope (VH-ZST (manufactured by KEYENCE) at a magnification of 20 times), and 10 images are taken per sample so that the imaging areas do not overlap. To do.
- VH-ZST manufactured by KEYENCE
- the fibrous filler is carbon fiber
- 50 mL is taken out from the diluted dispersion, filtered under reduced pressure using a filter paper for Kiriyama funnel (No. 5C) having a diameter of 90 mm, and an image of the carbon fiber dispersed in the filter paper is obtained.
- a filter paper for Kiriyama funnel No. 5C
- an image of the carbon fiber dispersed in the filter paper is obtained.
- the fibrous filler is glass fiber
- 50 mL is removed from the diluted dispersion, dispersed in a petri dish, and then an image of the glass fiber dispersed in the petri dish is taken.
- li Fiber length of fibrous filler ni: Number of fibrous fillers of fiber length li
- the proportion of the fibrous filler having a fiber length of 1 mm or less in the injection-molded product of the present embodiment is preferably 40% by mass or less with respect to the total amount (100% by mass) of the fibrous filler in the injection-molded product. It is more preferably 30% by mass or less, further preferably 25% by mass or less, and particularly preferably 20% by mass or less.
- the smaller the proportion of the fibrous filler having a fiber length of 1 mm or less is preferable, but the lower limit thereof is, for example, 1% by mass or more, or 2% by mass or more.
- the proportion of the fibrous filler having a fiber length of 1 mm or less is preferably 1% by mass or more and 40% by mass or less, more preferably 1% by mass or more and 30% by mass or less, and 1% by mass or more and 25. It is more preferably 2% by mass or less, and particularly preferably 2% by mass or more and 20% by mass or less.
- the ratio of the fibrous filler having a fiber length of 1 mm or less is within the above-mentioned preferable range, when an impact is applied to the molded product, the progress of cracks in the molded product is suppressed and the strength against a collision load is increased. It will be easier to raise.
- the proportion of the fibrous filler having a fiber length of more than 5 mm in the injection-molded product of the present embodiment is preferably 30% by mass or more with respect to the total amount (100% by mass) of the fibrous filler in the injection-molded product. Yes, more preferably 35% by mass or more, further preferably 40% by mass or more, and particularly preferably 45% by mass or more.
- the proportion of the fibrous filler having a fiber length of more than 5 mm is preferably larger, but the upper limit thereof is, for example, 90% by mass or less, or 80% by mass or less.
- the proportion of the fibrous filler having a fiber length of more than 5 mm is preferably 30% by mass or more and 90% by mass or less, more preferably 35% by mass or more and 90% by mass or less, and further preferably 40% by mass or more and 90% by mass or less. Especially preferably 45% by mass or more and 80% by mass or less.
- the proportion of the fibrous filler having a fiber length of more than 5 mm is within the above-mentioned preferable range, energy consumption is effectively achieved by pulling out the fibrous filler from the matrix resin when an impact is applied to the molded product. Therefore, it becomes easier to increase the strength against the collision load.
- the injection-molded product of the present embodiment contains 65 to 95 parts by mass of the thermoplastic resin and 5 to 35 parts by mass of the fibrous filler.
- the injection-molded product of the present embodiment contains at least one selected from the group consisting of polypropylene and liquid crystal polyester in an amount of 10% by mass or more based on the total amount of the thermoplastic resin. That is, in the present embodiment, since polypropylene or liquid crystal polyester exhibits appropriate adhesion to the fibrous filler, when an impact is applied to the injection-molded product, cracks in the injection-molded product occur in the fibrous filler breaking direction. Instead, it tends to extend in the longitudinal direction of the fibrous filler (the direction along the interface between the fibrous filler and the matrix resin).
- the fibrous filler is drawn out from the matrix resin, and energy is effectively consumed at that time, so that it is presumed that the strength against the collision load is increased.
- the injection-molded product of the present embodiment has a standard deviation of the filling amount of the fibrous filler exceeding 1.0% by mass, which is determined from a specific [Measurement of variation in the filling amount of the fibrous filler (a)]. Is. That is, in the present embodiment, the fibrous filler is not excessively opened in the injection-molded product and is appropriately dispersed in the state of a fiber bundle (the variation in the fiber concentration in the injection-molded product is relatively large). ). Further, since the fiber bundle is appropriately present in the injection-molded product, fiber breakage is suppressed. Therefore, it is presumed that the injection-molded product of the present embodiment has increased strength against a collision load.
- the injection-molded product of the present invention has the following aspects.
- thermoplastic resin is at least selected from the group consisting of polypropylene and liquid crystal polyester.
- One type is contained in an amount of 10% by mass or more based on the total amount of the thermoplastic resin, and the filling amount of the fibrous filler in the injection-molded product is determined from the following [Measurement of variation in fibrous filler filling amount (a)].
- thermoplastic resin is at least selected from the group consisting of polypropylene and liquid crystal polyester.
- One type is contained in an amount of 50 to 100% by mass based on the total amount of the thermoplastic resin, and the filling of the fibrous filler in the injection-molded product, which is determined from the above [Measurement of variation in fibrous filler filling amount (a)].
- An injection-molded article having a standard deviation of amount of 1.1% by mass or more and 5% by mass or less.
- thermoplastic resin is at least selected from the group consisting of polypropylene and liquid crystal polyester.
- One type is contained in an amount of 75 to 100% by mass based on the total amount of the thermoplastic resin, and the filling of the fibrous filler in the injection-molded product is determined from the above [Measurement of variation in fibrous filler filling amount (a)].
- An injection-molded article having a standard deviation of 1.2% by mass or more and 4% by mass or less.
- thermoplastic resin is at least selected from the group consisting of polypropylene and liquid crystal polyester.
- One type is contained in an amount of 90 to 100% by mass based on the total amount of the thermoplastic resin, and the filling of the fibrous filler in the injection-molded product is determined from the above [Measurement of variation in fibrous filler filling amount (a)].
- An injection-molded article having a standard deviation of 1.5% by mass or more and 4% by mass or less.
- thermoplastic resin is a liquid crystal polyester in the total amount of the thermoplastic resin.
- standard deviation of the filling amount of the fibrous filler in the injection-molded product which contains 20 to 100% by mass and is determined from the above [Measurement of variation in fibrous filler filling amount (a)] is 1.4% by mass.
- the standard deviation is more than 1.0% by mass and 5% by mass or less, preferably 1.1% by mass or more and 5% by mass or less, and more preferably 1.2% by mass or more and 4% by mass or less.
- thermoplastic resin contains at least one selected from the group consisting of polypropylene and liquid crystal polyester in an amount of 50 to 100% by mass, preferably 75 to 100% by mass, based on the total amount of the thermoplastic resin.
- thermoplastic resin contains liquid crystal polyester in an amount of 10% by mass or more based on the total amount of the thermoplastic resin.
- thermoplastic resin contains 50 to 100% by mass, preferably 75 to 100% by mass, and more preferably 90 to 100% by mass of the liquid crystal polyester with respect to the total amount of the thermoplastic resin.
- the total content of the thermoplastic resin and the fibrous filler is 80% by mass or more, preferably 90% by mass or more, more preferably 95, based on the total amount of the injection-molded product.
- the injection-molded product contains 65 to 90 parts by mass of a thermoplastic resin and 10 to 35 parts by mass of a fibrous filler, preferably 65 to 85 parts by mass of a thermoplastic resin and 15 to 35 parts by mass of a fibrous filler.
- the injection-molded product according to any one of "1" to "10", which contains a part by mass.
- the length-weighted average fiber length of the fibrous filler is 4 mm or more and less than 50 mm, preferably 4.5 mm or more and 40 mm or less, more preferably 5 mm or more and 20 mm or less, and further preferably 5.5 mm.
- the injection-molded product according to "15" which is 15 mm or more, and particularly preferably 6 mm or more and 15 mm or less.
- the maximum difference in the filling amount of the fibrous filler in the injection-molded product which is determined from the [Measurement of variation in the filling amount of the fibrous filler (b)], exceeds 3.0% by mass and is 10% by mass. It is less than or equal to, preferably 4% by mass or more and 9% by mass or less, more preferably 5% by mass or more and 9% by mass or less, still more preferably 5.5% by mass or more and 9% by mass or less, and particularly preferably.
- the injection-molded product according to the above "18" which is 6% by mass or more and 9% by mass or less.
- the injection-molded article of the above-described embodiment is a thermoplastic resin composition (molding) prepared by mixing 65 to 95 parts by mass of a thermoplastic resin, 5 to 35 parts by mass of a fibrous filler, and other components as necessary.
- the material can be produced by injection molding.
- thermoplastic resin composition the mixture obtained by mixing the thermoplastic resin and the fibrous filler is referred to as a "thermoplastic resin composition”.
- thermoplastic resin composition a molding material for producing an injection-molded product obtained by preparing the obtained mixture in the form of pellets is also referred to as a “thermoplastic resin composition”.
- the method for producing an injection-molded product of the present embodiment is a method for producing the above-mentioned (injection-molded product), in which the first pellet impregnated with the fibrous filler by the first thermoplastic resin and the fibrous A step of mixing with a second pellet containing a second thermoplastic resin which does not contain a filler and has a lower flow start temperature than the first thermoplastic resin to obtain a pellet mixture, and injection of the pellet mixture. Has a molding process.
- Step to obtain pellet mixture In the step of obtaining the pellet mixture in the present embodiment, the first pellet and the second pellet are mixed to obtain a pellet mixture.
- the first pellet comprises a resin structure in which the first thermoplastic resin is impregnated with the fibrous filler.
- the first pellet is made into a fibrous form by, for example, impregnating a fibrous filler with a melt obtained by melt-kneading the first thermoplastic resin and other components if necessary, and pelletizing the first pellet.
- the filler is obtained as pellets in a state of being solidified with the first thermoplastic resin.
- Examples of the shape of the first pellet include, and are not limited to, a columnar shape, a disk shape, an elliptical columnar shape, an elliptical disk shape, a go stone shape, a spherical shape, and an indefinite shape. Cylindrical is more preferable from the viewpoint of productivity and handling at the time of molding.
- FIG. 1 shows an embodiment of a first pellet manufacturing apparatus.
- the first thermoplastic resin composition is composed of a fiber roving 10 in which a plurality of fibrous fillers are wound into a roll of fiber bundles 11 converged by a converging agent. The case where the pellet 15 is obtained will be described.
- the manufacturing apparatus 100 includes a preheating unit 121, an impregnation unit 123, a cooling unit 125, a take-up unit 127, a cutting unit 129, and transfer rolls 101 to 109.
- the extruder 120 is connected to the impregnation unit 123.
- FIG. 1 shows how the fiber bundle 11 is continuously fed out from the fiber roving 10.
- the pellet 15 made of the first thermoplastic resin composition is produced while the fiber bundle 11 unwound from the fiber roving 10 is conveyed in the longitudinal direction by the conveying rolls 101 to 109.
- the fineness of the fiber roving 10 used in the production of the first pellet of the present embodiment is not particularly limited, but is preferably 200 g / 1000 m or more, more preferably 500 g / 1000 m or more, still more preferably 800 g / 1000 m or more.
- the fineness of the fiber roving 10 is preferably 3750 g / 1000 m or less, more preferably 3200 g / 1000 m or less, and even more preferably 2500 g / 1000 m or less.
- the fineness of the fiber roving 10 is not more than the upper limit of the above-mentioned preferable range, the fibers are likely to be dispersed in the first thermoplastic resin. In addition, the fibers are easy to handle during the production of the first pellet. That is, the fineness of the fiber roving 10 is preferably 200 g / 1000 m or more and 3750 g / 1000 m or less, and more preferably 800 g / 1000 m or more and 2500 g / 1000 m or less.
- the number average fiber diameter of the fiber roving 10 is not particularly limited, but is preferably 1 to 40 ⁇ m, and more preferably 3 to 35 ⁇ m.
- the number average fiber diameter of the fiber roving 10 is preferably 1 to 15 ⁇ m, more preferably 3 to 10 ⁇ m, and further preferably 4 to 9 ⁇ m.
- the number average fiber diameter of the fiber roving 10 is preferably 5 to 35 ⁇ m, more preferably 10 to 25 ⁇ m, and even more preferably 10 to 20 ⁇ m.
- the number average fiber diameter of the fiber roving 10 is the number average value obtained by observing the fibrous filler with a scanning electron microscope (1000 times) and measuring the fiber diameter of 500 randomly selected fibrous fillers. adopt.
- the number average fiber diameter of the fiber roving 10 is at least the lower limit of the above-mentioned preferable range, the fibrous filler is likely to be dispersed in the first pellet. In addition, the fibrous filler can be easily handled during the production of the first pellet.
- the molded product is efficiently strengthened by the fibrous filler. Therefore, excellent Charpy impact strength can be imparted to the injection-molded product of the present embodiment.
- the fibrous filler treated with a converging agent is used.
- a fibrous filler that has been appropriately sized is superior in productivity and quality stability during pellet production, and can reduce variations in physical properties in the molded product.
- the converging agent is not particularly limited, and examples thereof include nylon-based polymers, polyether-based polymers, epoxy-based polymers, ester-based polymers, urethane-based polymers, mixed polymers thereof, and modified polymers thereof. Be done. Further, a so-called silane coupling agent such as aminosilane or epoxysilane, or a known coupling agent such as a titanium coupling agent can also be used.
- the single fibers do not necessarily have to be arranged in one direction, but from the viewpoint of productivity in the process of manufacturing the molding material, the single fibers are on one side. It is preferable that the fibers are arranged in the same manner and the fiber bundles are continuous in the length direction of the fibers.
- the number of single threads of the fiber roving 10 is preferably 1000 or more and 10000 or less, more preferably 1000 or more and 8000 or less, and 1500 or more and 6000 from the viewpoint of economy and improvement of impregnation. The following is more preferable.
- the number of single threads of the fiber roving 10 is preferably 10,000 or more and 100,000 or less, more preferably 10,000 or more and 50,000 or less, and 10,000 or more and 30,000 or less from the same viewpoint. More preferred.
- the fiber bundle 11 unwound from the fiber roving 10 is heated and dried.
- the heating temperature at that time is not particularly limited, but is, for example, 50 to 250 ° C.
- the heating time in the preheating unit 121 is not particularly limited, but is, for example, 3 to 30 seconds.
- the fiber bundle 11 is impregnated with a molding material M (first thermoplastic resin, other components to be blended if necessary) other than the fiber bundle 11.
- first thermoplastic resin is preferably selected as appropriate in consideration of the type of the second thermoplastic resin, the melt viscosity, the flow start temperature, and the like.
- liquid crystal polyester and polypropylene are preferably used as the first thermoplastic resin.
- the first thermoplastic resin may be used alone or in combination of two or more.
- the fiber bundle 11 may be impregnated with the melt obtained by charging the molding material M from the supply port 123a and heating in the impregnation portion 123, or the molding material M melt-kneaded by the extruder 120 is supplied. It may be charged from 123a and impregnated into the fiber bundle 11. Then, in the embodiment shown in FIG. 1, the resin structure 13 in which the fiber bundle 11 is impregnated and coated with the melt is obtained.
- the heating temperature in the impregnating portion 123 is appropriately determined according to the type of the first thermoplastic resin, and is preferably set to a temperature 10 to 80 ° C. higher than the flow start temperature of the first thermoplastic resin to be used, for example. It is 300 to 400 ° C.
- 100 parts by mass of the first thermoplastic resin is preferably 80 to 150 parts by mass of the fibrous filler (fiber bundle 11), more preferably fibrous, depending on the characteristics required for the molded product.
- the filler is impregnated with 85 to 140 parts by mass, more preferably 90 to 130 parts by mass of the fibrous filler.
- the blending amount of the fibrous filler is at least the lower limit value in the above-mentioned preferable range, the injection-molded product is efficiently strengthened by the fiber.
- the value is not more than the upper limit of the above-mentioned preferable range, the fiber bundle can be easily opened and the first thermoplastic resin can be easily impregnated into the fiber bundle.
- the cooling unit 125 cools the resin structure 13 (the resin structure 13 in which the fiber bundle 11 is impregnated and coated with the melt) heated by the impregnation unit 123 to, for example, 50 to 150 ° C.
- the cooling time is not particularly limited, but is, for example, 3 to 30 seconds.
- the take-up section 127 continuously picks up the resin structure 13 cooled by the cooling section 125 and feeds it to the next cutting section 129.
- the cooled resin structure 13 is cut to a desired length to prepare pellets 15.
- the cutting portion 129 includes, for example, a rotary blade.
- the first pellet of the present embodiment for example, a pellet in which the fibrous filler is hardened with the first thermoplastic resin is manufactured as follows.
- Step to obtain resin structure First, the preheating unit 121 heats and dries the fiber bundle 11 while continuously feeding out the fiber bundle 11 in which a plurality of single fibers are converged by the converging agent from the fiber roving 10. Next, while supplying the dried fiber bundle 11 to the impregnated portion 123, the molding material M melt-kneaded by the extruder 120 is charged from the supply port 123a, and the molten molding material M is charged into the fiber bundle 11. Impregnate. As a result, the resin structure 13 in which the fiber bundle 11 is impregnated and coated with the melt is obtained. After that, the resin structure 13 heated by the impregnated portion 123 is cooled by the cooling portion 125.
- the fibers are arranged substantially parallel to the longitudinal direction of the resin structure 13.
- the fibers are arranged substantially parallel to the longitudinal direction of the resin structure means that the angle formed by the longitudinal direction of the fibers and the longitudinal direction of the resin structure is approximately 0 °. Specifically, the fibers and the resin It shows a state where the angle formed by each of the longitudinal directions of the structure is -5 ° to 5 °.
- Step to obtain pellets Next, the cooled resin structure 13 is taken up in a strand shape by the taking-up portion 127 and fed out to the cutting portion 129. Next, at the cutting portion 129, the strand-shaped resin structure 13 is cut to a predetermined length in the longitudinal direction thereof to obtain pellets 15.
- the predetermined length of the pellet 15 referred to here is the length of the pellet 15 set according to the required performance of the molded product using the pellet 15 as a material.
- the length of the pellet 15 and the length of the fibers arranged in the pellet 15 are substantially the same length. "The length of the pellet and the length of the fiber are substantially the same" means that the length-weighted average fiber length of the fibers arranged in the pellet is 95 to the length in the longitudinal direction of the pellet. It shows that it is 105%.
- the first pellet (pellet 15) in which the fibrous filler is impregnated with the first thermoplastic resin is produced.
- the fibrous filler is hardened with the first thermoplastic resin, and the fibrous filler is arranged substantially parallel to the longitudinal direction of the pellet.
- the length of the fibrous filler arranged in the pellet 15 is substantially the same as the length of the pellet.
- the length of the pellet 15 produced in the present embodiment is, for example, 3 to 50 mm, depending on the required performance of the molded product made of the pellet 15 as a material.
- the length of the pellet means the length in the longitudinal direction of the pellet.
- the fibrous fillers are arranged substantially parallel to the longitudinal direction of the pellets, and the length of the fibrous fillers is substantially the same as the length of the pellets, thereby forming an injection-molded product.
- the residual fibrous filler in the injection-molded product can be made into long fibers, which is effective in improving the heat resistance of the molded product and alleviating anisotropy.
- the arrangement direction of the fibrous filler in the pellet can be confirmed by observing the cross section of the pellet cut in the longitudinal direction with a microscope. Further, in the present embodiment, the fiber length and the length-weighted average fiber length of the fibrous filler in the pellet are measured by the following procedure.
- Procedure (1) 2 g of pellets are heated in a muffle furnace to remove the resin component (first thermoplastic resin).
- the heating conditions are 500 ° C. for 3 hours.
- the heating conditions are 600 ° C. for 4 hours.
- Procedure (2) A dispersion in which the resin component is removed from the pellet is dispersed in 1000 mL of an aqueous solution containing 0.05% by volume of a surfactant (Micro90, INTERENTIONAL PRODUCTS CORPORATION) to prepare a dispersion.
- a surfactant Micro90, INTERENTIONAL PRODUCTS CORPORATION
- Procedure (3) Take out 100 mL from the dispersion and dilute it 5 to 20 times with pure water. A part is taken out from the diluted dispersion, and the fibrous filler is observed with a microscope (VH-Z25, manufactured by KEYENCE, 10 to 20 times magnification) so that the imaging areas do not overlap with each sample. Take 10 pictures. However, when the fibrous filler is carbon fiber, 50 mL is taken out from the diluted dispersion, filtered under reduced pressure using a filter paper for Kiriyama funnel (No. 5C) having a diameter of 90 mm, and an image of the carbon fiber dispersed in the filter paper is obtained. Take a picture. If the fibrous filler is glass fiber, 50 mL is removed from the diluted dispersion, dispersed in a petri dish, and then an image of the glass fiber dispersed in the petri dish is taken.
- VH-Z25 manufactured by KEYENCE, 10 to 20 times magnification
- Procedure (4) Measure the lengths of all the fibers present in one captured image with a measuring tool of a microscope. It should be noted that the bent fibers are measured by multi-point measurement, and the fibers in contact with the edge of the image are not measured. The same operation is sequentially performed on the 10 captured images until the total number of measured fibers exceeds 500, and the fiber length is measured. If the total number of fibers in the 10 images taken does not exceed 500, return to step (3), adjust the dilution ratio with pure water as appropriate, retake the image, and remeasure the fiber length. To do.
- li Fiber length of fibrous filler
- ni Number of fibrous fillers of fiber length li
- the second pellet is composed of a resin structure that does not contain the fibrous filler and contains a second thermoplastic resin having a lower flow start temperature than the first thermoplastic resin.
- the second pellet is obtained, for example, by pelletizing a mixture of the second thermoplastic resin and, if necessary, other components by a melt extrusion molding method or a melt compression molding method.
- the shape of the second pellet include, and are not limited to, a columnar shape, a disk shape, an elliptical columnar shape, an elliptical disk shape, a go stone shape, a spherical shape, and an indefinite shape. Cylindrical is more preferable from the viewpoint of productivity and handling at the time of molding.
- the second thermoplastic resin having a lower flow start temperature than the first thermoplastic resin is used.
- the difference in the flow start temperature between the second thermoplastic resin and the first thermoplastic resin is 5 ° C. or higher, more preferably 5 to 40 ° C.
- the difference in the flow start temperature between the second thermoplastic resin and the first pellet is 5 ° C. or higher, more preferably 5 to 40 ° C.
- the second thermoplastic resin preferably has a melt viscosity of the pellet mixture described later at the melt kneading temperature of 5 to 500 Pa ⁇ s (measurement conditions: nozzle hole diameter 0.5 mm, shear rate 1000 s -1 ).
- the second thermoplastic resin a liquid crystal polyester, polypropylene, a polyamide such as nylon 66 (PA66) or nylon 6 (PA6), a polyester other than the liquid crystal polyester resin, polysulfone, polyethersulfone, polyphenylene sulfide, poly Examples thereof include ether ketone, polyether ether ketone, polycarbonate, polyphenylene ether, and polyetherimide.
- the second thermoplastic resin may be used alone or in combination of two or more.
- the first pellet and the second pellet described above are mixed to obtain a pellet mixture.
- the mixing ratio (mass ratio) of the first pellet and the second pellet is 65 to 95 parts by mass of the thermoplastic resin and 5 to 35 parts by mass of the fibrous filler when the injection-molded product is prepared.
- the first pellet and the second pellet may be mixed.
- the mixing ratio (mass ratio) of the two is preferably 30 to 80 parts by mass of the first pellet and 20 to 70 parts by mass of the second pellet, and 35 to 75 parts by mass of the first pellet and 25 to 25 parts by mass of the second pellet. 65 parts by mass is more preferable, and 40 to 70 parts by mass of the first pellet and 30 to 60 parts by mass of the second pellet are further preferable.
- the first pellet and the second pellet may be separately charged into the molding machine and mixed in the molding machine, or a mixture in which both may be mixed in advance may be prepared. Alternatively, the first pellet and the second pellet may be used as the surface of the first pellet coated with the second pellet.
- a known injection molding machine is used to melt the pellet mixture, and the melted pellet mixture is injected into a mold for molding.
- known injection molding machines include TR450EH3 manufactured by Sodick Co., Ltd. and PS40E5ASE type hydraulic horizontal molding machine manufactured by Nissei Resin Industry Co., Ltd.
- the temperature condition of injection molding is appropriately determined according to the type of thermoplastic resin, and it is preferable to set the cylinder temperature of the injection molding machine to a temperature 10 to 80 ° C. higher than the flow start temperature of the thermoplastic resin to be used.
- the melt-kneading temperature of the pellet mixture preferably exceeds the flow start temperature of the second thermoplastic resin and is equal to or lower than the flow start temperature of the first thermoplastic resin or the first pellet.
- the melt-kneading temperature of the pellet mixture means a temperature at which the pellet mixture is melted or plasticized and kneaded, and specifically, the temperature of the plasticized portion of the injection molding machine that melts and softens the pellet mixture (melt-kneading).
- the melt-kneading temperature is preferably 250 to 350 ° C., more preferably 260 to 340 ° C., and even more preferably 270 to 320 ° C.
- the temperature of the measuring unit or the plunger unit is preferably 280 to 400 ° C., more preferably 290 to 380 ° C., and even more preferably 300 to 370 ° C.
- the temperature of the mold is preferably set in the range of room temperature (for example, 23 ° C.) to 180 ° C. from the viewpoint of the cooling rate and productivity of the thermoplastic resin.
- room temperature for example, 23 ° C.
- the screw rotation speed, back pressure, injection speed, holding pressure, holding time, etc. may be appropriately adjusted.
- the method for producing an injection-molded article of the present embodiment described above does not include the first pellet in which the first thermoplastic resin is impregnated with the fibrous filler, and the first thermoplastic resin that does not contain the fibrous filler. It has a step of mixing with a second pellet having a lower flow start temperature than the above to obtain a pellet mixture, and a step of injection molding the pellet mixture.
- the fibrous filler is not over-expanded during the production of the injection molded product, and the final injection is produced.
- the method for producing an injection-molded product of the present invention has the following aspects.
- a method for producing an injection-molded article according to any one of “1” to “19".
- a method for producing an injection-molded product which comprises a step of mixing with a second pellet containing the pellet to obtain a pellet mixture, and a step of injection-molding the pellet mixture.
- the injection-molded product of the present embodiment described above is generally applicable to all applications to which the thermoplastic resin can be applied, and is particularly suitable for applications in the automobile field.
- Applications in the automobile field include, for example, injection molded products for automobile interior materials, injection molded products for ceiling materials, injection molded products for wheel house covers, injection molded products for trunk room lining, injection molded products for instrument panel skin materials, and handles.
- Injection molded product for cover injection molded product for armrest, injection molded product for headrest, injection molded product for seat belt cover, injection molded product for shift lever boot, injection molded product for console box, injection molded product for horn pad, for knob Injection molding, injection molding for airbag cover, injection molding for various trims, injection molding for various pillars, injection molding for door lock bezel, injection molding for grab box, injection molding for defroster nozzle, for scuff plate
- Examples thereof include an injection molded product, an injection molded product for a steering wheel, and an injection molded product for a steering column cover.
- injection molded products for automobile exterior materials injection molded products for bumpers, injection molded products for spoilers, injection molded products for mudguards, injection molded products for side moldings, injection molding for door mirror housings, etc.
- examples include a body and an injection molded body for an underbody shield.
- injection molded products for automobile parts include injection molded products for automobile head lamps, injection molded products for glass run channels, injection molded products for weather strips, injection molded products for drain hoses, and injection molded products for window washer tubes.
- Injection moldings for tubes injection moldings for tubes, injection moldings for rack and pinion boots, injection moldings for gaskets, injection moldings for bumper beams, injection moldings for crash boxes, injection moldings for various members, suspension systems Examples thereof include injection moldings for front end modules, injection moldings for radiator support, injection moldings for back door inners, and the like.
- the injection-molded product of this embodiment includes a sensor, an LED lamp, a connector, a socket, a resistor, a relay case, a switch, a coil bobbin, a capacitor, a variable capacitor case, an optical pickup, an oscillator, various terminal boards, and a modification. Vessels, plugs, printed circuit boards, tuners, speakers, microphones, headphones, small motors, magnetic head bases, power modules, semiconductors, liquid crystal displays, FDD carriages, FDD chassis, motor brush holders, parabolic antennas, computer-related parts, microwave parts It can also be applied to applications such as audio / audio equipment parts, lighting parts, air conditioner parts, office computer related parts, telephone / FAX related parts, and copying machine related parts.
- thermoplastic resin The flow start temperature of the thermoplastic resin
- a flow tester (“CFT-500 type” manufactured by Shimadzu Corporation)
- about 2 g of thermoplastic resin was filled into a cylinder equipped with a die having a nozzle having an inner diameter of 1 mm and a length of 10 mm.
- the thermoplastic resin is melted and extruded from a nozzle while raising the temperature at a rate of 4 ° C./min under a load of 9.8 MPa (100 kg / cm 2 ), and shows a viscosity of 4800 Pa ⁇ s (48,000 poisons).
- the temperature (flow start temperature) was measured and used as the flow start temperature of the thermoplastic resin. The measurement results are shown in Table 2.
- Pre-pellets (1) and pre-pellets (2) processed from a thermoplastic resin were prepared.
- Pre-pellets (1) (LCP1 pellets) were produced as follows. A reactor equipped with a stirrer, torque meter, nitrogen gas introduction tube, thermometer and reflux condenser, 6-hydroxy-2-naphthoic acid (1034.99 g, 5.5 mol) and 2,6-naphthalenedicarboxylic acid.
- the liquid crystal polyester obtained here has 55 mol% of the repeating unit (1) in which Ar 1 is a 2,6-naphthylene group and Ar 2 is a 2,6-naphthylene group, based on the total amount of all the repeating units.
- a repeating unit (2) is 17.5 mol%, Ar 2 is a 1,4-phenylene group, a repeating unit (2) is 5 mol%, and Ar 3 is a 1,4-phenylene group. ) was 22.5 mol%, and the flow start temperature thereof was 300 ° C.
- the obtained powdered liquid crystal polyester was granulated with a twin-screw extruder (PMT47, manufactured by IKG) at a cylinder temperature of 300 ° C. to produce prepellets (1) (LCP1 pellets).
- the flow start temperature of the produced LCP1 pellet was 294 ° C.
- Pre-pellets (2) (LCP2 pellets) were produced as follows. A reactor equipped with a stirrer, torque meter, nitrogen gas introduction tube, thermometer and reflux condenser, 6-hydroxy-2-naphthoic acid (1034.99 g, 5.5 mol) and 2,6-naphthalenedicarboxylic acid.
- the liquid crystal polyester obtained here has 55 mol% of the repeating unit (1) in which Ar 1 is a 2,6-naphthylene group and Ar 2 is a 2,6-naphthylene group, based on the total amount of all the repeating units.
- a repeating unit (2) is 17.5 mol%, Ar 2 is a 1,4-phenylene group, a repeating unit (2) is 5 mol%, and Ar 3 is a 1,4-phenylene group. ) was 22.5 mol%, and the flow start temperature thereof was 322 ° C.
- the obtained powdered liquid crystal polyester was granulated with a twin-screw extruder (PMT47, manufactured by IKG) at a cylinder temperature of 320 ° C. to produce prepellets (2) (LCP2 pellets).
- the flow start temperature of the produced LCP2 pellets was 303 ° C.
- the first pellets (1) to (4) were manufactured as follows using the same manufacturing apparatus as that shown in FIG. A GTS-40 type extruder (manufactured by Plastic Engineering Laboratory Co., Ltd.) was used as the extruder 120. EBD-1500A (manufactured by Imex Co., Ltd.) was used as the belt type pick-up machine. The following glass fibers were used as the fibrous filler.
- Fibrous filler Glass fiber roving manufactured by Nitto Boseki Co., Ltd. (HME-glass, number average fiber diameter 17 ⁇ m, fineness 1100 g / 1000 m)
- pre-pellets (2) As the pre-pellets, pre-pellets (2) (LCP2 pellets) were used. A resin structure 13 having a glass fiber bundle of 95.2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the pre-pellets (2) (LCP2 pellets) was obtained. Specifically, it was manufactured as follows.
- Step to obtain resin structure By operating the belt-type take-up machine (take-up unit 127), the glass fiber bundle 11 is continuously fed from the glass fiber roving 10 at a take-up speed of 10 m / min, and the glass fiber bundle 11 is first fed by the preheating unit 121. Was heated to 150 ° C. and dried. Next, while supplying the dried glass fiber bundle 11 to the die (impregnated portion 123) attached to the tip of the extruder 120, the molten prepellet (2) was charged from the extruder 120 through the supply port 123a. .. The prepellet (2) is melted at 380 ° C.
- Step to obtain pellets Next, the cooled resin structure 13 is taken up in a strand shape by the belt-type take-up machine (take-up portion 127), fed out to a pelletizer (cutting portion 129), and cut to a predetermined length in the longitudinal direction thereof. A cylindrical (12 mm long) pellet 15 was obtained.
- the pellet 15 was cut in the longitudinal direction, and the cross section obtained by the cutting was observed with a microscope. As a result of the observation, it was confirmed that the arrangement direction of the glass fibers was substantially the same as the longitudinal direction of the pellets and was substantially parallel to the longitudinal direction of the pellets. Regarding the length of the glass fiber in the pellet, the length-weighted average fiber length was measured by the following procedure.
- Procedure (1) 2 g of pellets were heated in a muffle furnace at 600 ° C. for 4 hours to remove the resin component (first thermoplastic resin).
- Procedure (2) A dispersion in which the resin component was removed from the pellet was dispersed in 1000 mL of an aqueous solution containing 0.05% by volume of a surfactant (Micro90, INTERRNATIONAL PRODUCTS CORPORATION) to prepare a dispersion.
- a surfactant Micro90, INTERRNATIONAL PRODUCTS CORPORATION
- Procedure (3) 100 mL was taken out from the dispersion and diluted 10-fold with pure water. Take out 50 mL from the diluted dispersion, disperse it in a petri dish, observe the glass fibers dispersed in the petri dish with a microscope (VH-Z25, manufactured by KEYENCE, 10x magnification), and make an image per sample. Ten shots were taken so that the shooting areas did not overlap.
- Procedure (4) The lengths of all the fibers present in one photographed image were measured with a measuring tool of a microscope. The bent fibers were measured by multi-point measurement, and the fibers in contact with the edge of the image were not measured. The fiber length was measured by sequentially performing the same operation on the 10 images taken until the total number of measured fibers exceeded 500.
- li Fiber length of glass fiber
- ni Number of fiber length li glass fiber
- the length-weighted average fiber length of the glass fiber was the same as the pellet length (12 mm).
- pre-pellets (2) As the pre-pellets, pre-pellets (2) (LCP2 pellets) were used. A resin structure 13 having a glass fiber bundle of 97.1 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the pre-pellets (2) (LCP2 pellets) was obtained. Except for these, a cylindrical pellet 15 (length 12 mm) was obtained in the same manner as in the production of the first pellet (1) described above.
- PA66 long fiber GF pellets PLASTRON PA66-GF50 manufactured by Daicel Polymer Co., Ltd. (filling amount of glass fiber is 50% by mass with respect to total pellet amount, pellet length 9 mm), flow start temperature 264 ° C, polyamide resin impregnated into glass fiber Pellets.
- Second pellets (1) and (2) containing a thermoplastic resin without containing a fibrous filler were prepared.
- the pre-pellet (1) LCP1 pellet
- the pre-pellet (1) LCP1 pellet
- PA6 pellets UBE nylon 1013B manufactured by Ube Industries, Ltd., flow start temperature 226 ° C.
- compositions of the first pellets (1) to (5) and the second pellets (1) to (2) are shown in Table 1.
- the injection-molded products of each example were produced by a step of mixing the first pellet, the second pellet, and the measurement stabilizer to obtain a pellet mixture, and a step of injection-molding the pellet mixture.
- Example 1 Step to obtain pellet mixture: After mixing the first pellet (1) and the second pellet (1) prepared above at the ratios shown in Table 2, the first pellet (1) and the second pellet (1) are combined. To 100 parts by mass of the mixture, 0.04 part by mass of CS-7 (calcium behenate, manufactured by Nitto Kasei Kogyo Co., Ltd.) was added as a measurement stabilizer and mixed uniformly to obtain a pellet mixture.
- CS-7 calcium behenate, manufactured by Nitto Kasei Kogyo Co., Ltd.
- Injection molding process of pellet mixture The pellet mixture was put into a hopper of an injection molding machine TR450EH3 (manufactured by Sodick Co., Ltd.). JIS K7139 by melt-kneading in the injection molding machine having a plasticized portion temperature (that is, melt-kneading temperature) of 300 ° C. and injecting it into a mold having a mold temperature of 100 ° C. at an injection speed of 20 mm / sec. A multipurpose test piece (type A1) (thickness 4 mm) conforming to the above was molded. The gate was a film gate having a thickness of 4 mm from the upper side of the grip portion on one side of the multipurpose test piece. Other injection conditions: Plunger temperature 360 ° C, screw rotation speed (plasticized part) 100 rpm, back pressure 0 MPa, holding pressure 100 MPa, holding time 5 seconds
- JIS K7139 was used in the same manner as in the method for producing an injection-molded article of Example 1, except that the first pellet (2) and the second pellet (1) were used in combination and the mixing ratio of the pellet mixture was changed.
- a compliant multipurpose test piece (type A1) (thickness 4 mm) was molded.
- Example 2 Step to obtain pellet mixture: After mixing the first pellet (3) and the second pellet (2) prepared above at the ratios shown in Table 2, the first pellet (3) and the second pellet (2) are combined. To 100 parts by mass of the mixture, 0.04 part by mass of CS-7 (calcium behenate, manufactured by Nitto Kasei Kogyo Co., Ltd.) was added as a measurement stabilizer and mixed uniformly to obtain a pellet mixture.
- CS-7 calcium behenate, manufactured by Nitto Kasei Kogyo Co., Ltd.
- Injection molding process of pellet mixture The pellet mixture was put into a hopper of an injection molding machine TR450EH3 (manufactured by Sodick Co., Ltd.). JIS K7139 by melt-kneading in the injection molding machine having a plasticized portion temperature (that is, melt-kneading temperature) of 270 ° C. and injecting it into a mold having a mold temperature of 100 ° C. at an injection speed of 20 mm / sec. A multipurpose test piece (type A1) (thickness 4 mm) conforming to the above was molded. The gate was a film gate having a thickness of 4 mm from the upper side of the grip portion on one side of the multipurpose test piece. Other injection conditions: Plunger temperature 300 ° C, screw rotation speed (plasticized part) 100 rpm, back pressure 0 MPa, holding pressure 100 MPa, holding time 5 seconds
- Example 4 A multipurpose test piece (type A1) (thickness 4 mm) conforming to JIS K7139 in the same manner as in the method for producing an injection-molded article of Example 2 except that the temperature of the plasticized portion (that is, the melt-kneading temperature) was changed. ) was molded.
- JIS K7139 was used in the same manner as in the method for producing an injection-molded article of Example 2, except that the first pellet (5) and the second pellet (2) were used in combination and the mixing ratio of the pellet mixture was changed.
- a compliant multipurpose test piece (type A1) (thickness 4 mm) was molded.
- Example 3 Step to obtain pellet mixture: After mixing the first pellet (4) and the second pellet (1) prepared above at the ratios shown in Table 2, the first pellet (4) and the second pellet (1) are combined. To 100 parts by mass of the mixture, 0.04 part by mass of CS-7 (calcium behenate, manufactured by Nitto Kasei Kogyo Co., Ltd.) was added as a measurement stabilizer and mixed uniformly to obtain a pellet mixture.
- CS-7 calcium behenate, manufactured by Nitto Kasei Kogyo Co., Ltd.
- Injection molding process of pellet mixture The pellet mixture was put into a hopper of an injection molding machine TR450EH3 (manufactured by Sodick Co., Ltd.). JIS K7139 by melt-kneading in the injection molding machine having a plasticized portion temperature (that is, melt-kneading temperature) of 300 ° C. and injecting it into a mold having a mold temperature of 100 ° C. at an injection speed of 20 mm / sec. A multipurpose test piece (type A1) (thickness 4 mm) conforming to the above was molded. The gate was a film gate having a thickness of 4 mm from the upper side of the grip portion on one side of the multipurpose test piece. Other injection conditions: Plunger temperature 360 ° C, screw rotation speed (plasticized part) 100 rpm, back pressure 0 MPa, holding pressure 100 MPa, holding time 5 seconds
- S Standard deviation
- S 2 Dispersion
- n Total number of 5 mm square test pieces
- x i Filling amount of each fibrous filler in the 5 mm square test piece (that is, the ratio of the mass of the fibrous filler to the mass of the 5 mm square test piece [mass%])
- X Average value of 8 points of filling amount of fibrous filler
- Procedure (1) The mass (m 0 ) of the test piece and the mass (M 1 ) of the test piece cut into a 5 mm square are measured with a precision balance. It was measured up to 1 mg unit.
- Procedure (2) The test piece was placed in the crucible and heated in a muffle furnace at 600 ° C. for 4 hours to remove the resin component.
- Procedure (1) A test piece having a width of 10 mm, a length of 30 mm, and a thickness of 4 mm is cut out from the center of a multipurpose test piece (type A1) (thickness 4 mm) and heated in a muffle furnace at 600 ° C. for 4 hours to resin. Minutes were removed.
- Procedure (2) A dispersion in which the resin component was removed from the test piece was dispersed in 1000 mL of an aqueous solution containing 0.05% by volume of a surfactant (Micro90 INTERRNATIONAL PRODUCTS CORPORATION) to prepare a dispersion.
- a surfactant Micro90 INTERRNATIONAL PRODUCTS CORPORATION
- Procedure (3) 100 mL was taken out from the dispersion and diluted 10-fold with pure water. 50 mL is taken out from the diluted dispersion and dispersed in a petri dish, and then the glass fibers dispersed in the petri dish are observed with a microscope (VH-ZST (manufactured by KEYENCE) at a magnification of 20 times) to obtain an image. Ten images were taken for each sample so that the photographing areas did not overlap.
- Procedure (4) The lengths of all the fibers present in one captured image were measured with a measuring tool of a microscope. The bent fibers were measured by multi-point measurement. The fiber length was measured by sequentially performing the same operation on the 10 images taken until the total number of measured fibers exceeded 500.
- Charpy impact test From the injection-molded article (multipurpose test piece (type A1) (thickness 4 mm)) of each example, a notchless test piece having a width of 10 mm, a length of 80 mm, and a thickness of 4 mm was cut out. This notchless test piece was notched with a 45 ° V-shaped groove (notch tip radius: 0.25 mm ⁇ 0.05 mm) having a depth of 2 mm in accordance with ISO 2818 and JIS K7144. A notching tool (Toyo Seiki Co., Ltd. model A-4) was used for notching.
- a Charpy impact test was carried out using a notched test piece (a test piece with a notch) in accordance with ISO179-1 and JIS K7111-1, and using a hammer 2.0J and 4.0J.
- the Charpy impact strength of the notched test piece the average value of 5 measurements was adopted.
- Example 2 to which the present invention was applied had a larger Charpy impact strength value than the injection-molded products of Comparative Examples 4 to 5, and the strength against a collision load was further increased. it can.
- the injection-molded product of Example 3 to which the present invention is applied has a larger Charpy impact strength value than the injection-molded product of Comparative Example 6, and the strength against a collision load is further increased.
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
本発明は、熱可塑性樹脂65~95質量部と、繊維状フィラー5~35質量部とを含有する射出成形品であって、熱可塑性樹脂が、ポリプロピレン及び液晶性ポリエステルからなる群より選ばれる少なくとも1種を、熱可塑性樹脂の総量に対して10質量%以上含み、射出成形品中の繊維状フィラーの充填量の標準偏差が、1.0質量%を超える、射出成形品に関する。
Description
本発明は、射出成形品及びその製造方法に関する。
本願は、2019年8月9日に、日本に出願された特願2019-148155号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本願は、2019年8月9日に、日本に出願された特願2019-148155号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
近年、自動車や航空機を含む輸送機器の分野において、燃費向上を目的として部品の軽量化が進められている。部品の軽量化を図るため、各部品の材質に、現行の金属材料の代わりに樹脂材料を用いることが検討されている。例えば、熱可塑性樹脂を自動車用のフレーム系部材やサスペンション系部材、衝撃吸収部材などの成形材料として用いることにより、現行品に比べて軽量な自動車が得られる。
しかしながら、上述の熱可塑性樹脂を含有する成形材料から得られる成形体は、金属材料から得られる成形体と比べて機械的性質が低いという問題があった。
このような問題に対し、従来、熱可塑性樹脂組成物などの成形材料の強度向上を図るため、熱可塑性樹脂に、充填材として繊維を混合する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
このような問題に対し、従来、熱可塑性樹脂組成物などの成形材料の強度向上を図るため、熱可塑性樹脂に、充填材として繊維を混合する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
自動車用のフレーム系部材やサスペンション系部材、衝撃吸収部材のような車体重量に占める割合の大きな成形体の形成においては、更なる軽量化が求められる。
成形体の更なる軽量化に伴い、成形体強度の確保が問題となる。例えば、自動車用の衝撃吸収部材においては、衝突時における車内の安全性の点から、衝突荷重に対する強度等が必要とされる。
しかしながら、熱可塑性樹脂と繊維とを含有する従来の成形材料から得られる成形体では、衝突荷重に対して必要な成形体強度が得られない。
成形体の更なる軽量化に伴い、成形体強度の確保が問題となる。例えば、自動車用の衝撃吸収部材においては、衝突時における車内の安全性の点から、衝突荷重に対する強度等が必要とされる。
しかしながら、熱可塑性樹脂と繊維とを含有する従来の成形材料から得られる成形体では、衝突荷重に対して必要な成形体強度が得られない。
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、特に衝突荷重に対する強度が高められた射出成形品及びその製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明は、以下の構成を採用する。
本発明の一態様は、熱可塑性樹脂65~95質量部と、繊維状フィラー5~35質量部とを含有する射出成形品であって、前記熱可塑性樹脂が、ポリプロピレン及び液晶性ポリエステルからなる群より選ばれる少なくとも1種を、前記熱可塑性樹脂の総量に対して10質量%以上含み、下記[繊維状フィラー充填量バラツキの測定(a)]から決定される、前記射出成形品中の繊維状フィラーの充填量の標準偏差が、1.0質量%を超えることを特徴とする、射出成形品である。
[繊維状フィラー充填量バラツキの測定(a)]
手順(1a):射出成形品を平面視した際の平面図において、5mm角正方形を1個の試験片としたとき、該平面図上で8個の5mm角正方形が縦2個及び横4個に配列した長方形となるように、射出成形品から試験片8個を切り出す。
手順(2a):前記試験片8個それぞれについて繊維状フィラーの充填量を測定する。
手順(3a):繊維状フィラーの充填量8点の測定値から、当該充填量の標準偏差を算出する。
手順(1a):射出成形品を平面視した際の平面図において、5mm角正方形を1個の試験片としたとき、該平面図上で8個の5mm角正方形が縦2個及び横4個に配列した長方形となるように、射出成形品から試験片8個を切り出す。
手順(2a):前記試験片8個それぞれについて繊維状フィラーの充填量を測定する。
手順(3a):繊維状フィラーの充填量8点の測定値から、当該充填量の標準偏差を算出する。
本発明の一態様の射出成形品においては、前記繊維状フィラーの長さ加重平均繊維長が、4mm以上であることが好ましい。
本発明の一態様の射出成形品においては、前記繊維状フィラーが、ガラス繊維であることが好ましい。
本発明の一態様の射出成形品においては、下記[繊維状フィラー充填量バラツキの測定(b)]から決定される、前記射出成形品中の前記繊維状フィラーの充填量の最大差が、3.0質量%を超えることが好ましい。
[繊維状フィラー充填量バラツキの測定(b)]
手順(1b):射出成形品を平面視した際の平面図において、5mm角正方形を1個の試験片としたとき、該平面図上で8個の5mm角正方形が縦2個及び横4個に配列した長方形となるように、射出成形品から試験片8個を切り出す。
手順(2b):前記試験片8個それぞれについて繊維状フィラーの充填量を測定する。
手順(3b):繊維状フィラーの充填量8点の測定値のうち、最大値と最小値との差を求める。
手順(1b):射出成形品を平面視した際の平面図において、5mm角正方形を1個の試験片としたとき、該平面図上で8個の5mm角正方形が縦2個及び横4個に配列した長方形となるように、射出成形品から試験片8個を切り出す。
手順(2b):前記試験片8個それぞれについて繊維状フィラーの充填量を測定する。
手順(3b):繊維状フィラーの充填量8点の測定値のうち、最大値と最小値との差を求める。
また、本発明の一態様は、前記射出成形品の製造方法であって、第1の熱可塑性樹脂が前記繊維状フィラーに含浸した第1のペレットと、前記繊維状フィラーを含まず、前記第1の熱可塑性樹脂に比べて流動開始温度が低い第2の熱可塑性樹脂を含む第2のペレットとを混合して、ペレット混合物を得る工程、及び前記ペレット混合物を射出成形する工程を有することを特徴とする、射出成形品の製造方法である。
本発明の一態様の射出成形品の製造方法においては、前記第1の熱可塑性樹脂又は前記第1のペレットと、前記第2の熱可塑性樹脂との流動開始温度の差が、5℃以上であり、前記ペレット混合物の溶融混練温度が、前記第2の熱可塑性樹脂の流動開始温度を超え、前記第1の熱可塑性樹脂又は前記第1のペレットの流動開始温度以下である実施形態としてもよい。
本発明の一態様によれば、特に衝突荷重に対する強度が高められた射出成形品を提供することができる。
また、本発明の一態様に係る、射出成形品の製造方法によれば、機械的性質がより高められた樹脂成形品、特に衝突荷重に対する強度が高められた樹脂成形品を提供することができる。
また、本発明の一態様に係る、射出成形品の製造方法によれば、機械的性質がより高められた樹脂成形品、特に衝突荷重に対する強度が高められた樹脂成形品を提供することができる。
(射出成形品)
本実施形態の射出成形品は、熱可塑性樹脂と繊維状フィラーとを含有する。
本実施形態の射出成形品は、熱可塑性樹脂と繊維状フィラーとを含有する。
本実施形態の射出成形品において、熱可塑性樹脂と繊維状フィラーとの比率(質量比)は、熱可塑性樹脂65~95質量部であり、繊維状フィラー5~35質量部である。
かかる質量比は、好ましくは熱可塑性樹脂が65~90質量部、繊維状フィラーが10~35質量部であり、より好ましくは熱可塑性樹脂が65~85質量部、繊維状フィラーが15~35質量部である。
かかる質量比は、好ましくは熱可塑性樹脂が65~90質量部、繊維状フィラーが10~35質量部であり、より好ましくは熱可塑性樹脂が65~85質量部、繊維状フィラーが15~35質量部である。
前記射出成形品中、熱可塑性樹脂の比率は、前記射出成形品100質量%に対して65~95質量%であることが好ましく、65~90質量%であることがより好ましく、65~85質量%であることがさらに好ましい。
前記射出成形品中、繊維状フィラーの比率は、前記射出成形品100質量%に対して5~35質量%であることが好ましく、10~35質量%であることがより好ましく、15~35質量%であることがさらに好ましい。
前記射出成形品中、繊維状フィラーの比率は、前記射出成形品100質量%に対して5~35質量%であることが好ましく、10~35質量%であることがより好ましく、15~35質量%であることがさらに好ましい。
前記射出成形品100質量%に対して、熱可塑性樹脂の比率が65~95質量%であり、繊維状フィラーの比率が5~35質量%であることが好ましい。前記射出成形品100質量%に対して、熱可塑性樹脂の比率が65~90質量%であり、繊維状フィラーの比率が10~35質量%であることがより好ましい。前記射出成形品100質量%に対して、熱可塑性樹脂の比率が65~85質量%であり、繊維状フィラーの比率が15~35質量%であることがさらに好ましい。
繊維状フィラーの比率が、前記範囲の下限値以上であれば、繊維状フィラーによる射出成形品の強度向上の効果が得られる。一方、前記範囲の上限値以下であれば、熱可塑性樹脂と繊維状フィラーとの混合物の溶融粘度上昇が抑制され、成形加工性が良好となる。
本実施形態の射出成形品中の、熱可塑性樹脂と繊維状フィラーとの合計の含有量は、射出成形品の総量(100質量%)に対して、80質量%以上が好ましく、90質量%以上がより好ましく、95質量%以上がさらに好ましく、100質量%であってもよい。
<熱可塑性樹脂>
本実施形態の射出成形品は、ポリプロピレン及び液晶性ポリエステルからなる群より選ばれる少なくとも1種の熱可塑性樹脂(以下「樹脂(Tr1)」という。)を含有する。
樹脂(Tr1)の中でも、耐熱性及び寸法精度等がより高いことから、液晶性ポリエステルを用いることが好ましい。
本実施形態の射出成形品は、ポリプロピレン及び液晶性ポリエステルからなる群より選ばれる少なくとも1種の熱可塑性樹脂(以下「樹脂(Tr1)」という。)を含有する。
樹脂(Tr1)の中でも、耐熱性及び寸法精度等がより高いことから、液晶性ポリエステルを用いることが好ましい。
本実施形態の射出成形品が含有する液晶性ポリエステルは、溶融状態で液晶性を示すポリエステルであり、400℃以下の温度で溶融するものであることが好ましい。
尚、本実施形態の射出成形品が含有する液晶性ポリエステルは、液晶ポリエステルアミドであってもよいし、液晶ポリエステルエーテルであってもよいし、液晶ポリエステルカーボネートであってもよいし、液晶ポリエステルイミドであってもよい。本実施形態の射出成形品が含有する液晶性ポリエステルは、原料モノマーとして芳香族化合物のみを用いてなる全芳香族液晶ポリエステルであることが好ましい。
尚、本実施形態の射出成形品が含有する液晶性ポリエステルは、液晶ポリエステルアミドであってもよいし、液晶ポリエステルエーテルであってもよいし、液晶ポリエステルカーボネートであってもよいし、液晶ポリエステルイミドであってもよい。本実施形態の射出成形品が含有する液晶性ポリエステルは、原料モノマーとして芳香族化合物のみを用いてなる全芳香族液晶ポリエステルであることが好ましい。
本実施形態の射出成形品が含有する液晶性ポリエステルの典型的な例としては、芳香族ヒドロキシカルボン酸と、芳香族ジカルボン酸と、芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシアミンおよび芳香族ジアミンからなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物と、を重合(重縮合)させてなるもの;複数種の芳香族ヒドロキシカルボン酸を重合させてなるもの;芳香族ジカルボン酸と、芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシアミンおよび芳香族ジアミンからなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物と、を重合させてなるもの;およびポリエチレンテレフタレートなどのポリエステルと芳香族ヒドロキシカルボン酸とを重合させてなるものが挙げられる。
ここで、芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシアミンおよび芳香族ジアミンは、それぞれ独立に、その一部または全部に代えて、その重合可能な誘導体が用いられてもよい。
ここで、芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシアミンおよび芳香族ジアミンは、それぞれ独立に、その一部または全部に代えて、その重合可能な誘導体が用いられてもよい。
芳香族ヒドロキシカルボン酸および芳香族ジカルボン酸のようなカルボキシル基を有する化合物の重合可能な誘導体の例としては、カルボキシル基をアルコキシカルボニル基またはアリールオキシカルボニル基に変換してなるもの(エステル)、カルボキシル基をハロホルミル基に変換してなるもの(酸ハロゲン化物)、およびカルボキシル基をアシルオキシカルボニル基に変換してなるもの(酸無水物)が挙げられる。芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族ジオールおよび芳香族ヒドロキシアミンのようなヒドロキシル基を有する化合物の重合可能な誘導体の例としては、ヒドロキシル基をアシル化してアシルオキシル基に変換してなるもの(アシル化物)が挙げられる。芳香族ヒドロキシアミンおよび芳香族ジアミンのようなアミノ基を有する化合物の重合可能な誘導体の例としては、アミノ基をアシル化してアシルアミノ基に変換してなるもの(アシル化物)が挙げられる。
本実施形態の射出成形品が含有する液晶性ポリエステルは、下記式(1)で表される繰返し単位(以下「繰返し単位(1)」ということがある。)を有することが好ましく、繰返し単位(1)と、下記式(2)で表される繰返し単位(以下「繰返し単位(2)」ということがある。)と、下記式(3)で表される繰返し単位(以下「繰返し単位(3)」ということがある。)とを有することがより好ましい。
(1)-O-Ar1-CO-
(2)-CO-Ar2-CO-
(3)-X-Ar3-Y-
(2)-CO-Ar2-CO-
(3)-X-Ar3-Y-
(Ar1は、フェニレン基、ナフチレン基またはビフェニリレン基を表す。Ar2およびAr3は、それぞれ独立に、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニリレン基または下記式(4)で表される基を表す。XおよびYは、それぞれ独立に、酸素原子またはイミノ基(-NH-)を表す。Ar1、Ar2またはAr3で表される前記基にある水素原子は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、アルキル基またはアリール基で置換されていてもよい。)
(4)-Ar4-Z-Ar5-
(Ar4およびAr5は、それぞれ独立に、フェニレン基またはナフチレン基を表す。Zは、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、スルホニル基またはアルキリデン基を表す。)
前記ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子が挙げられる。前記アルキル基の例としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基、n-ヘキシル基、2-エチルヘキシル基、n-オクチル基およびn-デシル基が挙げられ、その炭素数は、1~10が好ましい。前記アリール基の例としては、フェニル基、o-トリル基、m-トリル基、p-トリル基、1-ナフチル基および2-ナフチル基が挙げられ、その炭素数は、6~20が好ましい。
前記水素原子がこれらの基で置換されている場合、その数は、Ar1、Ar2またはAr3で表される前記基毎に、それぞれ独立に、2個以下が好ましく、1個以下がより好ましい。
前記水素原子がこれらの基で置換されている場合、その数は、Ar1、Ar2またはAr3で表される前記基毎に、それぞれ独立に、2個以下が好ましく、1個以下がより好ましい。
前記アルキリデン基の例としては、メチレン基、エチリデン基、イソプロピリデン基、n-ブチリデン基および2-エチルヘキシリデン基が挙げられ、その炭素数は1~10が好ましい。
繰返し単位(1)は、所定の芳香族ヒドロキシカルボン酸に由来する繰返し単位である。繰返し単位(1)としては、Ar1が1,4-フェニレン基であるもの(p-ヒドロキシ安息香酸に由来する繰返し単位)、およびAr1が2,6-ナフチレン基であるもの(6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸に由来する繰返し単位)が好ましい。
尚、本明細書において「由来」とは、原料モノマーが重合するために、重合に寄与する官能基の化学構造が変化し、その他の構造変化を生じないことを意味する。
繰返し単位(2)は、所定の芳香族ジカルボン酸に由来する繰返し単位である。繰返し単位(2)としては、Ar2が1,4-フェニレン基であるもの(テレフタル酸に由来する繰返し単位)、Ar2が1,3-フェニレン基であるもの(イソフタル酸に由来する繰返し単位)、Ar2が2,6-ナフチレン基であるもの(2,6-ナフタレンジカルボン酸に由来する繰返し単位)、およびAr2がジフェニルエ-テル-4,4’-ジイル基であるもの(ジフェニルエ-テル-4,4’-ジカルボン酸に由来する繰返し単位)が好ましい。
繰返し単位(3)は、所定の芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシルアミンまたは芳香族ジアミンに由来する繰返し単位である。繰返し単位(3)としては、Ar3が1,4-フェニレン基であるもの(ヒドロキノン、p-アミノフェノールまたはp-フェニレンジアミンに由来する繰返し単位)、およびAr3が4,4’-ビフェニリレン基であるもの(4,4’-ジヒドロキシビフェニル、4-アミノ-4’-ヒドロキシビフェニルまたは4,4’-ジアミノビフェニルに由来する繰返し単位)が好ましい。
繰返し単位(1)の含有量は、全繰返し単位の合計量(液晶性ポリエステルを構成する各繰返し単位の質量をその各繰返し単位の式量で割ることにより、各繰返し単位の物質量相当量(モル)を求め、それらを合計した値)に対して、30モル%以上が好ましく、30モル%以上80モル%以下がより好ましく、40モル%以上70モル%以下がさらに好ましく、45モル%以上65モル%以下が特に好ましい。
繰返し単位(2)の含有量は、全繰返し単位の合計量に対して、35モル%以下が好ましく、10モル%以上35モル%以下がより好ましく、15モル%以上30モル%以下がさらに好ましく、17.5モル%以上27.5モル%以下が特に好ましい。
繰返し単位(3)の含有量は、全繰返し単位の合計量に対して、35モル%以下が好ましく、10モル%以上35モル%以下がより好ましく、15モル%以上30モル%以下がさらに好ましく、17.5モル%以上27.5モル%以下が特に好ましい。
ただし、繰返し単位(1)、(2)及び(3)の合計量は100モル%を超えない。
ただし、繰返し単位(1)、(2)及び(3)の合計量は100モル%を超えない。
繰返し単位(1)の含有量が多いほど、溶融流動性や耐熱性や強度・剛性が向上し易いが、あまり多いと、溶融温度や溶融粘度が高くなり易く、成形に必要な温度が高くなり易い。
繰返し単位(2)の含有量と繰返し単位(3)の含有量との割合は、[繰返し単位(2)の含有量]/[繰返し単位(3)の含有量](モル/モル)で表して、0.9/1~1/0.9が好ましく、0.95/1~1/0.95がより好ましく、0.98/1~1/0.98がさらに好ましい。
尚、本実施形態の射出成形品が含有する液晶性ポリエステルは、繰返し単位(1)~(3)を、それぞれ独立に、2種以上有してもよい。また、液晶性ポリエステルは、繰返し単位(1)~(3)以外の繰返し単位を有してもよいが、その含有量は、全繰返し単位の合計量に対して、10モル%以下が好ましく、5モル%以下がより好ましい。
本実施形態の射出成形品が含有する液晶性ポリエステルは、繰返し単位(3)として、XおよびYがそれぞれ酸素原子であるものを有すること、すなわち、所定の芳香族ジオールに由来する繰返し単位を有することが、溶融粘度が低くなり易いため、好ましく、繰返し単位(3)として、XおよびYがそれぞれ酸素原子であるもののみを有することが、より好ましい。
本実施形態の射出成形品が含有する液晶性ポリエステルは、それを構成する繰返し単位に対応する原料モノマーを溶融重合させ、得られた重合物(以下「プレポリマー」ということがある。)を固相重合させることにより、製造することが好ましい。これにより、耐熱性や強度・剛性が高い高分子量の液晶性ポリエステルを操作性良く製造することができる。
溶融重合は、触媒の存在下に行ってもよい。この触媒の例としては、酢酸マグネシウム、酢酸第一錫、テトラブチルチタネート、酢酸鉛、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、三酸化アンチモンなどの金属化合物や、4-(ジメチルアミノ)ピリジン、1-メチルイミダゾールなどの含窒素複素環式化合物が挙げられ、含窒素複素環式化合物が好ましく用いられる。
溶融重合は、触媒の存在下に行ってもよい。この触媒の例としては、酢酸マグネシウム、酢酸第一錫、テトラブチルチタネート、酢酸鉛、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、三酸化アンチモンなどの金属化合物や、4-(ジメチルアミノ)ピリジン、1-メチルイミダゾールなどの含窒素複素環式化合物が挙げられ、含窒素複素環式化合物が好ましく用いられる。
本実施形態の射出成形品が含有する液晶性ポリエステルの流動開始温度は、260℃以上が好ましく、260℃以上400℃以下がより好ましく、260℃以上380℃以下がさらに好ましい。
かかる液晶性ポリエステルの流動開始温度が高いほど、液晶性ポリエステルの耐熱性並びに強度が向上する傾向がある。一方で、液晶性ポリエステルの流動開始温度が400℃を超えると、液晶性ポリエステルの溶融温度や溶融粘度が高くなる傾向がある。そのため、液晶性ポリエステルの成形に必要な温度が高くなる傾向がある。
かかる液晶性ポリエステルの流動開始温度が高いほど、液晶性ポリエステルの耐熱性並びに強度が向上する傾向がある。一方で、液晶性ポリエステルの流動開始温度が400℃を超えると、液晶性ポリエステルの溶融温度や溶融粘度が高くなる傾向がある。そのため、液晶性ポリエステルの成形に必要な温度が高くなる傾向がある。
本明細書において、液晶性ポリエステルの流動開始温度は、フロー温度または流動温度とも呼ばれ、液晶性ポリエステルの分子量の目安となる温度である(小出直之編、「液晶ポリマー-合成・成形・応用-」、株式会社シーエムシー、1987年6月5日、p.95参照)。
流動開始温度は、毛細管レオメーターを用いて、液晶性ポリエステルを9.8MPa(100kg/cm2)の荷重下4℃/minの速度で昇温しながら溶融させ、内径1mmおよび長さ10mmのノズルから押し出すときに、4800Pa・s(48000ポイズ)の粘度を示す温度である。
流動開始温度は、毛細管レオメーターを用いて、液晶性ポリエステルを9.8MPa(100kg/cm2)の荷重下4℃/minの速度で昇温しながら溶融させ、内径1mmおよび長さ10mmのノズルから押し出すときに、4800Pa・s(48000ポイズ)の粘度を示す温度である。
本実施形態で、液晶性ポリエステルは、一種単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
二種以上の液晶性ポリエステルを組み合わせて用いる場合、後述のように、流動開始温度の異なるものを併用することが好ましい。
二種以上の液晶性ポリエステルを組み合わせて用いる場合、後述のように、流動開始温度の異なるものを併用することが好ましい。
本実施形態の射出成形品が含有する熱可塑性樹脂のうち、樹脂(Tr1)の割合は、熱可塑性樹脂の総量(100質量%)に対して、10質量%以上であり、25質量%以上が好ましく、50質量%以上がより好ましく、75質量%以上がさらに好ましく、90質量%以上が特に好ましく、100質量%であってもよい。
本実施形態の射出成形品中の、樹脂(Tr1)の含有量は、射出成形品の総量(100質量%)に対して、65~95質量%が好ましく、65~90質量%がより好ましく、65~85質量%がさらに好ましい。
本実施形態の射出成形品中の、樹脂(Tr1)の含有量は、射出成形品の総量(100質量%)に対して、65~95質量%が好ましく、65~90質量%がより好ましく、65~85質量%がさらに好ましい。
本実施形態の射出成形品は、樹脂(Tr1)に加え、樹脂(Tr1)以外の熱可塑性樹脂を含有してもよい。
樹脂(Tr1)以外の熱可塑性樹脂としては、ナイロン66(PA66)やナイロン6(PA6)などのポリアミド、液晶性ポリエステル以外のポリエステル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルイミド等が挙げられる。
本実施形態の射出成形品が含有する熱可塑性樹脂のうち、樹脂(Tr1)以外の熱可塑性樹脂の割合は、熱可塑性樹脂の総量(100質量%)に対して、例えば0~25質量%であり、0~10質量%であってもよい。
樹脂(Tr1)以外の熱可塑性樹脂としては、ナイロン66(PA66)やナイロン6(PA6)などのポリアミド、液晶性ポリエステル以外のポリエステル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルイミド等が挙げられる。
本実施形態の射出成形品が含有する熱可塑性樹脂のうち、樹脂(Tr1)以外の熱可塑性樹脂の割合は、熱可塑性樹脂の総量(100質量%)に対して、例えば0~25質量%であり、0~10質量%であってもよい。
<繊維状フィラー>
本実施形態の射出成形品が含有する繊維状フィラーは、繊維状の無機充填材であってもよいし、繊維状の有機充填材であってもよい。
本実施形態の射出成形品が含有する繊維状フィラーは、繊維状の無機充填材であってもよいし、繊維状の有機充填材であってもよい。
繊維状の無機充填材としては、ガラス繊維;PAN系、ピッチ系、レーヨン系、フェノール系、リグニン系炭素繊維等の炭素繊維;シリカ繊維、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維等のセラミック繊維;鉄、金、銅、アルミニウム、黄銅、ステンレス等の金属繊維;炭化ケイ素繊維、ボロン繊維が挙げられる。また、繊維状の無機充填材としては、チタン酸カリウムウイスカー、チタン酸バリウムウイスカー、ウォラストナイトウイスカー、ホウ酸アルミニウムウイスカー、窒化ケイ素ウイスカー、炭化ケイ素ウイスカー等のウイスカーも挙げられる。
繊維状の有機充填材としては、ポリエステル繊維、パラ又はメタアラミド繊維、PBO繊維が挙げられる。
繊維状の有機充填材としては、ポリエステル繊維、パラ又はメタアラミド繊維、PBO繊維が挙げられる。
成形加工時の装置に与える磨耗負荷や入手性を考慮すると、繊維状フィラーとしては、PAN系若しくはピッチ系等の炭素繊維及びガラス繊維からなる群より選択される少なくとも1種がより好ましい。
また、導電性を付与する目的で、ニッケル、銅、イッテルビウム等の金属を被覆した繊維状フィラーを用いてもよい。
また、導電性を付与する目的で、ニッケル、銅、イッテルビウム等の金属を被覆した繊維状フィラーを用いてもよい。
炭素繊維は、その引張強度が好ましくは2000MPa以上であり、より好ましくは3000MPa以上であり、さらに好ましくは4000MPa以上である。また、炭素繊維は、その引張伸度が、好ましくは0.5%以上、より好ましくは1.0%以上、さらに好ましくは1.8%以上である。繊維状フィラーとして、高引張強度、高伸度な炭素繊維を使用することで、成形体作製までの加工プロセス中の繊維折損が抑制され、繊維を長く残せることで、発明の効果が得られやすくなる。
中でも、PAN系炭素繊維は、引張強度、引張弾性率、引張伸度のバランスが良く、残存繊維長を長く残すことが可能である点から好ましく用いることができる。
なお、炭素繊維の引張強度、引張弾性率及び引張伸度は、JIS R 7606:2000に準拠して測定した値を意味する。
中でも、PAN系炭素繊維は、引張強度、引張弾性率、引張伸度のバランスが良く、残存繊維長を長く残すことが可能である点から好ましく用いることができる。
なお、炭素繊維の引張強度、引張弾性率及び引張伸度は、JIS R 7606:2000に準拠して測定した値を意味する。
PAN系炭素繊維としては、例えば、東レ株式会社製「トレカ(登録商標)」、三菱ケミカル株式会社製「パイロフィル(登録商標)」、帝人株式会社製「テナックス(登録商標)」等が挙げられる。
ピッチ系炭素繊維としては、例えば、三菱ケミカル株式会社製「ダイアリード(登録商標)」、日本グラファイトファイバー株式会社「GRANOC(登録商標)」、大阪ガスケミカル株式会社製「ドナカーボ(登録商標)」、クレハ株式会社製「クレカ(登録商標)」等が挙げられる。
ピッチ系炭素繊維としては、例えば、三菱ケミカル株式会社製「ダイアリード(登録商標)」、日本グラファイトファイバー株式会社「GRANOC(登録商標)」、大阪ガスケミカル株式会社製「ドナカーボ(登録商標)」、クレハ株式会社製「クレカ(登録商標)」等が挙げられる。
ガラス繊維としては、Eガラス(すなわち、無アルカリガラス)、Sガラス又はTガラス(すなわち、高強度、高弾性ガラス)、Cガラス(すなわち、耐酸用途向けガラス)、Dガラス(すなわち、低誘電率ガラス)、ECRガラス(すなわち、B2O3、F2を含まないEガラス代替ガラス)、ARガラス(すなわち、耐アルカリ用途向けガラス)などの、FRP強化材用のガラス繊維が挙げられる。
本実施形態の射出成形品においては、衝突荷重に対する強度付与、弾性率のバランス及び入手しやすさから、繊維状フィラーとしてガラス繊維を用いることが好ましく、その中でも、Eガラスを用いることが特に好ましい。
本実施形態の射出成形品においては、衝突荷重に対する強度付与、弾性率のバランス及び入手しやすさから、繊維状フィラーとしてガラス繊維を用いることが好ましく、その中でも、Eガラスを用いることが特に好ましい。
<その他成分>
本実施形態の射出成形品は、上述の熱可塑性樹脂及び繊維状フィラーの他、必要に応じて、その他充填材、添加剤等を1種以上含有してもよい。
本実施形態の射出成形品は、上述の熱可塑性樹脂及び繊維状フィラーの他、必要に応じて、その他充填材、添加剤等を1種以上含有してもよい。
その他充填材としては、板状充填材、球状充填材その他の粒状充填材であってもよい。その他充填材は、無機充填材であってもよいし、有機充填材であってもよい。
板状無機充填材としては、タルク、マイカ、グラファイト、ウォラストナイト、ガラスフレーク、硫酸バリウム、炭酸カルシウムが挙げられる。マイカは、白雲母であってもよいし、金雲母であってもよいし、フッ素金雲母であってもよいし、四ケイ素雲母であってもよい。
粒状無機充填材としては、シリカ、アルミナ、酸化チタン、ガラスビーズ、ガラスバルーン、窒化ホウ素、炭化ケイ素、炭酸カルシウムが挙げられる。
粒状無機充填材としては、シリカ、アルミナ、酸化チタン、ガラスビーズ、ガラスバルーン、窒化ホウ素、炭化ケイ素、炭酸カルシウムが挙げられる。
添加剤としては、計量安定化剤、難燃剤、導電性付与材剤、結晶核剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、制振剤、抗菌剤、防虫剤、防臭剤、着色防止剤、熱安定剤、離型剤、帯電防止剤、可塑剤、滑剤、着色剤、顔料、染料、発泡剤、制泡剤、粘度調整剤、界面活性剤が挙げられる。
<射出成形品中における繊維状フィラーの分散状態>
本実施形態の射出成形品においては、下記[繊維状フィラー充填量バラツキの測定(a)]から決定される、前記射出成形品中の繊維状フィラー充填量バラツキの標準偏差、すなわち前記射出成形品中の繊維状フィラーの充填量の標準偏差が、1.0質量%を超える。
本実施形態の射出成形品においては、下記[繊維状フィラー充填量バラツキの測定(a)]から決定される、前記射出成形品中の繊維状フィラー充填量バラツキの標準偏差、すなわち前記射出成形品中の繊維状フィラーの充填量の標準偏差が、1.0質量%を超える。
[繊維状フィラー充填量バラツキの測定(a)]
手順(1a):射出成形品を平面視した際の平面図において、5mm角正方形を1個の試験片としたとき、該平面図上で8個の5mm角正方形が縦2個及び横4個に配列した長方形となるように、射出成形品から試験片8個を切り出す。
手順(2a):前記試験片8個それぞれについて繊維状フィラーの充填量を測定する。
手順(3a):繊維状フィラーの充填量8点の測定値から、当該充填量の標準偏差を下式(SD)より算出する。
手順(1a):射出成形品を平面視した際の平面図において、5mm角正方形を1個の試験片としたとき、該平面図上で8個の5mm角正方形が縦2個及び横4個に配列した長方形となるように、射出成形品から試験片8個を切り出す。
手順(2a):前記試験片8個それぞれについて繊維状フィラーの充填量を測定する。
手順(3a):繊維状フィラーの充填量8点の測定値から、当該充填量の標準偏差を下式(SD)より算出する。
S2:分散
n:5mm角正方形の試験片の総数(8個)
xi:5mm角正方形の試験片のそれぞれの繊維状フィラーの充填量(すなわち、5mm角正方形の試験片の質量に対する繊維状フィラーの質量の割合[質量%])
X:繊維状フィラーの充填量8点の平均値
ただし、前記の手順(1a)において、5mm角正方形の試験片の厚さは5mm以下であるものとし、射出成形品の厚さが5mmを超える部分がある場合は、縦10mm×横20mmで切り出し、厚さが5mm以下、かつ、厚さの最大値と最小値との差が0.5mm以下となるように加工したものから5mm角正方形を8個切り出し、試験片とする。
前記の手順(2a)において、繊維状フィラーの充填量(すなわち、5mm角正方形の試験片の質量に対する繊維状フィラーの質量の割合[質量%])は以下のようにして測定する。
繊維状フィラーがガラス繊維である場合:
手順(1):5mm角の正方形に切り出した試験片の質量(m0)及びるつぼの質量(M1)を、精密天秤にて0.1mg単位まで測定する。
手順(2):前記試験片を前記るつぼに入れ、マッフル炉で600℃、4時間加熱して樹脂分を除去する。
手順(3):るつぼの質量(M1)及びるつぼに残っているガラス繊維の質量(m1)の総量(M2)を、るつぼごと精密天秤にて0.1mg単位まで測定し、手順(1)で測定した試験片の質量(m0)及びるつぼの質量(M1)から、式(ガラス繊維の充填量=m1×100/m0=(M2-M1)×100/m0)により、ガラス繊維の充填量(すなわち、5mm角正方形の試験片の質量に対するガラス繊維の質量の割合[質量%])を求める。
上述した、繊維状フィラーがガラス繊維である場合の充填量の測定方法は、繊維状フィラーがシリカ繊維、アルミナ繊維等のセラミック繊維、チタン酸カリウムウイスカー、チタン酸バリウムウイスカー等の繊維状の無機充填材である場合にも用いることができる。
手順(1):5mm角の正方形に切り出した試験片の質量(m0)及びるつぼの質量(M1)を、精密天秤にて0.1mg単位まで測定する。
手順(2):前記試験片を前記るつぼに入れ、マッフル炉で600℃、4時間加熱して樹脂分を除去する。
手順(3):るつぼの質量(M1)及びるつぼに残っているガラス繊維の質量(m1)の総量(M2)を、るつぼごと精密天秤にて0.1mg単位まで測定し、手順(1)で測定した試験片の質量(m0)及びるつぼの質量(M1)から、式(ガラス繊維の充填量=m1×100/m0=(M2-M1)×100/m0)により、ガラス繊維の充填量(すなわち、5mm角正方形の試験片の質量に対するガラス繊維の質量の割合[質量%])を求める。
上述した、繊維状フィラーがガラス繊維である場合の充填量の測定方法は、繊維状フィラーがシリカ繊維、アルミナ繊維等のセラミック繊維、チタン酸カリウムウイスカー、チタン酸バリウムウイスカー等の繊維状の無機充填材である場合にも用いることができる。
繊維状フィラーが炭素繊維である場合:
手順(1):5mm角の正方形に切り出した試験片の質量(m0)及びろ紙の質量(M1)を、精密天秤にて0.1mg単位まで測定する。
手順(2):前記試験片を300mL耐圧容器に入れ、次いでトリエチレングリコールとモノエタノールアミンとが質量比で4:1の混合液150mLを300mL耐圧容器に入れた後、蓋を閉め、オーブンで170℃、10時間加熱する。室温に冷却後、内容物を吸引ろ過によりろ過し、前記ろ紙上の炭素繊維をアセトンで洗浄後、水で洗浄し、120℃、3時間乾燥させる。
手順(3):ろ紙の質量(M1)及びろ紙上に残っている炭素繊維の質量(m1)の総量(M2)を、ろ紙ごと精密天秤にて0.1mg単位まで測定し、手順(1)で測定した試験片の質量(m0)及びろ紙の質量(M1)から、式(炭素繊維の充填量=m1×100/m0=(M2-M1)×100/m0)により、炭素繊維の充填量(すなわち、5mm角正方形の試験片の質量に対する炭素繊維の質量の割合[質量%])を求める。
上述した、繊維状フィラーが炭素繊維である場合の充填量の測定方法は、繊維状フィラーが鉄、アルミニウム、ステンレス等の金属繊維、炭化ケイ素繊維、ボロン繊維である場合にも用いることができる。
手順(1):5mm角の正方形に切り出した試験片の質量(m0)及びろ紙の質量(M1)を、精密天秤にて0.1mg単位まで測定する。
手順(2):前記試験片を300mL耐圧容器に入れ、次いでトリエチレングリコールとモノエタノールアミンとが質量比で4:1の混合液150mLを300mL耐圧容器に入れた後、蓋を閉め、オーブンで170℃、10時間加熱する。室温に冷却後、内容物を吸引ろ過によりろ過し、前記ろ紙上の炭素繊維をアセトンで洗浄後、水で洗浄し、120℃、3時間乾燥させる。
手順(3):ろ紙の質量(M1)及びろ紙上に残っている炭素繊維の質量(m1)の総量(M2)を、ろ紙ごと精密天秤にて0.1mg単位まで測定し、手順(1)で測定した試験片の質量(m0)及びろ紙の質量(M1)から、式(炭素繊維の充填量=m1×100/m0=(M2-M1)×100/m0)により、炭素繊維の充填量(すなわち、5mm角正方形の試験片の質量に対する炭素繊維の質量の割合[質量%])を求める。
上述した、繊維状フィラーが炭素繊維である場合の充填量の測定方法は、繊維状フィラーが鉄、アルミニウム、ステンレス等の金属繊維、炭化ケイ素繊維、ボロン繊維である場合にも用いることができる。
本実施形態においては、射出成形品中の繊維状フィラーの充填量の標準偏差が、1.0質量%を超え、1.1質量%以上であることが好ましく、1.2質量%以上がより好ましく、1.5質量%以上であることがさらに好ましい。
一方、射出成形品中の繊維状フィラーの充填量の標準偏差の上限値は、例えば5質量%以下が好ましく、4質量%以下がより好ましい。
例えば、射出成形品中の繊維状フィラーの充填量の標準偏差は、1.1質量%以上5質量%以下が好ましく、1.2質量%以上4質量%以下がより好ましく、1.5質量%以上4質量%以下がさらに好ましい。
射出成形品中の繊維状フィラーの充填量の標準偏差が、前記範囲の下限値以上であれば、射出成形品における、特に衝突荷重に対する強度が高められる。一方、前記の好ましい範囲の上限値以下であれば、射出成形品中で繊維状フィラーが良好に分散され、成形品の部位による強度差が生じにくい。
一方、射出成形品中の繊維状フィラーの充填量の標準偏差の上限値は、例えば5質量%以下が好ましく、4質量%以下がより好ましい。
例えば、射出成形品中の繊維状フィラーの充填量の標準偏差は、1.1質量%以上5質量%以下が好ましく、1.2質量%以上4質量%以下がより好ましく、1.5質量%以上4質量%以下がさらに好ましい。
射出成形品中の繊維状フィラーの充填量の標準偏差が、前記範囲の下限値以上であれば、射出成形品における、特に衝突荷重に対する強度が高められる。一方、前記の好ましい範囲の上限値以下であれば、射出成形品中で繊維状フィラーが良好に分散され、成形品の部位による強度差が生じにくい。
また、本実施形態の射出成形品においては、下記[繊維状フィラー充填量バラツキの測定(b)]から決定される、前記射出成形品中の前記繊維状フィラー充填量バラツキの最大差、すなわち前記射出成形品中の前記繊維状フィラーの充填量の最大差が、3.0質量%を超えるものが好ましい。
[繊維状フィラー充填量バラツキの測定(b)]
手順(1b):射出成形品を平面視した際の平面図において、5mm角正方形を1個の試験片としたとき、該平面図上で8個の5mm角正方形が縦2個及び横4個に配列した長方形となるように、射出成形品から試験片8個を切り出す。
手順(2b):前記試験片8個それぞれについて繊維状フィラーの充填量を測定する。
手順(3b):繊維状フィラーの充填量8点の測定値のうち、最大値と最小値との差を求める。
手順(1b):射出成形品を平面視した際の平面図において、5mm角正方形を1個の試験片としたとき、該平面図上で8個の5mm角正方形が縦2個及び横4個に配列した長方形となるように、射出成形品から試験片8個を切り出す。
手順(2b):前記試験片8個それぞれについて繊維状フィラーの充填量を測定する。
手順(3b):繊維状フィラーの充填量8点の測定値のうち、最大値と最小値との差を求める。
ただし、前記の手順(1b)において、5mm角正方形の試験片の厚さは5mm以下であるものとし、射出成形品の厚さが5mmを超える部分がある場合は、縦10mm×横20mmで切り出し、厚さが5mm以下、かつ、厚さの最大値と最小値との差が0.5mm以下となるように加工したものから5mm角正方形を8個切り出し、試験片とする。
本実施形態においては、射出成形品中の繊維状フィラーの充填量の最大差が、3.0質量%を超えるものが好ましく、4質量%以上であるものがより好ましく、5質量%以上であるものがさらに好ましく、5.5質量%以上であるものが特に好ましく、6質量%以上であるものが最も好ましい。
一方、射出成形品中の繊維状フィラーの充填量の最大差の上限値は、例えば10質量%以下であるものが好ましく、9質量%以下であるものがより好ましい。
例えば、射出成形品中の繊維状フィラーの充填量の最大差は、3.0質量%を超え10質量%以下であるものが好ましく、4質量%以上9質量%以下であるものがより好ましく、5質量%以上9質量%以下であるものがさらに好ましく、5.5質量%以上9質量%以下であるものがよりさらに好ましく、6質量%以上9質量%以下であるものが特に好ましい。
射出成形品中の繊維状フィラーの充填量の最大差が、前記の好ましい範囲の下限値以上であれば、射出成形品における、衝突荷重に対する強度がより高められやすくなる。一方、前記の好ましい範囲の上限値以下であれば、射出成形品中で繊維状フィラーが良好に分散され、成形品の部位による強度差がより生じにくくなる。
一方、射出成形品中の繊維状フィラーの充填量の最大差の上限値は、例えば10質量%以下であるものが好ましく、9質量%以下であるものがより好ましい。
例えば、射出成形品中の繊維状フィラーの充填量の最大差は、3.0質量%を超え10質量%以下であるものが好ましく、4質量%以上9質量%以下であるものがより好ましく、5質量%以上9質量%以下であるものがさらに好ましく、5.5質量%以上9質量%以下であるものがよりさらに好ましく、6質量%以上9質量%以下であるものが特に好ましい。
射出成形品中の繊維状フィラーの充填量の最大差が、前記の好ましい範囲の下限値以上であれば、射出成形品における、衝突荷重に対する強度がより高められやすくなる。一方、前記の好ましい範囲の上限値以下であれば、射出成形品中で繊維状フィラーが良好に分散され、成形品の部位による強度差がより生じにくくなる。
また、本実施形態の射出成形品中の繊維状フィラーは、長さ加重平均繊維長4mm以上であることが好ましく、長さ加重平均繊維長4.5mm以上がより好ましく、長さ加重平均繊維長5mm以上がさらに好ましく、長さ加重平均繊維長5.5mm以上が特に好ましく、長さ加重平均繊維長6mm以上が最も好ましい。
一方、繊維状フィラーは、長さ加重平均繊維長50mm未満であることが好ましく、長さ加重平均繊維長40mm以下であることがより好ましく、長さ加重平均繊維長20mm以下がさらに好ましく、長さ加重平均繊維長15mm以下が特に好ましい。
例えば、繊維状フィラーの長さ加重平均繊維長は、4mm以上50mm未満であることが好ましく、4.5mm以上40mm以下であることがより好ましく、5mm以上20mm以下であることがさらに好ましく、5.5mm以上15mm以下であることがよりさらに好ましく、6mm以上15mm以下であることが特に好ましい。
繊維状フィラーの長さ加重平均繊維長が、前記の好ましい範囲の下限値以上であることで、衝突荷重に対する強度がより高められる。一方、前記の好ましい範囲の上限値以下であることで、より成形しやすくなる。
一方、繊維状フィラーは、長さ加重平均繊維長50mm未満であることが好ましく、長さ加重平均繊維長40mm以下であることがより好ましく、長さ加重平均繊維長20mm以下がさらに好ましく、長さ加重平均繊維長15mm以下が特に好ましい。
例えば、繊維状フィラーの長さ加重平均繊維長は、4mm以上50mm未満であることが好ましく、4.5mm以上40mm以下であることがより好ましく、5mm以上20mm以下であることがさらに好ましく、5.5mm以上15mm以下であることがよりさらに好ましく、6mm以上15mm以下であることが特に好ましい。
繊維状フィラーの長さ加重平均繊維長が、前記の好ましい範囲の下限値以上であることで、衝突荷重に対する強度がより高められる。一方、前記の好ましい範囲の上限値以下であることで、より成形しやすくなる。
本実施形態において、射出成形品中の繊維状フィラーの繊維長、長さ加重平均繊維長は、以下のようにして測定する。
手順(1):射出成形品より、幅10mm×長さ30mm×厚さ4mmの試験片を切り出し、マッフル炉で加熱して樹脂分を除去する。
例えば、繊維状フィラーが炭素繊維である場合、加熱条件は500℃、3時間とする。繊維状フィラーがガラス繊維である場合、加熱条件は600℃、4時間とする。
手順(2):射出成形品から樹脂分を除去したものを、界面活性剤(Micro90 INTERNATIONAL PRODUCTS CORPORATION社製)0.05体積%入り水溶液1000mLに分散させて、分散液を調製する。
手順(3):分散液から100mLを取り出し、純水で5~20倍に希釈する。希釈後の分散液から一部を取り出して、マイクロスコープ(VH-ZST(KEYENCE社製)倍率20倍)にて繊維を観察し、画像を1サンプルにつき、撮影領域が重ならないように10枚撮影する。
ただし、繊維状フィラーが炭素繊維である場合、希釈後の分散液から50mLを取り出し、φ90mmの桐山ロート用ろ紙(No.5C)を用いて減圧濾過を行い、ろ紙に分散した炭素繊維の画像を撮影する。
繊維状フィラーがガラス繊維である場合、希釈後の分散液から50mLを取り出し、シャーレに分散させ、続いて、シャーレの中に分散したガラス繊維の画像を撮影する。
手順(4):撮影した画像1枚中に存在する全ての繊維の長さを、マイクロスコープの計測ツールで測定する。尚、屈曲した繊維は、多点間計測により測定する。繊維の測定本数合計が500本を超えるまで、撮影した10枚の画像で順次同様の操作を行い、繊維長を測定する。撮影した10枚の画像中の繊維本数合計が500本を超えない場合、手順(3)に戻り、純水での希釈倍率を適宜調整した上で、画像を再撮影して繊維長を再測定する。
手順(5):手順(4)で測定した繊維状フィラーの繊維長から、長さ加重平均繊維長lm=(Σli2×ni)/(Σli×ni)を求める(Σni>500)。
li:繊維状フィラーの繊維長
ni:繊維長liの繊維状フィラーの本数
手順(1):射出成形品より、幅10mm×長さ30mm×厚さ4mmの試験片を切り出し、マッフル炉で加熱して樹脂分を除去する。
例えば、繊維状フィラーが炭素繊維である場合、加熱条件は500℃、3時間とする。繊維状フィラーがガラス繊維である場合、加熱条件は600℃、4時間とする。
手順(2):射出成形品から樹脂分を除去したものを、界面活性剤(Micro90 INTERNATIONAL PRODUCTS CORPORATION社製)0.05体積%入り水溶液1000mLに分散させて、分散液を調製する。
手順(3):分散液から100mLを取り出し、純水で5~20倍に希釈する。希釈後の分散液から一部を取り出して、マイクロスコープ(VH-ZST(KEYENCE社製)倍率20倍)にて繊維を観察し、画像を1サンプルにつき、撮影領域が重ならないように10枚撮影する。
ただし、繊維状フィラーが炭素繊維である場合、希釈後の分散液から50mLを取り出し、φ90mmの桐山ロート用ろ紙(No.5C)を用いて減圧濾過を行い、ろ紙に分散した炭素繊維の画像を撮影する。
繊維状フィラーがガラス繊維である場合、希釈後の分散液から50mLを取り出し、シャーレに分散させ、続いて、シャーレの中に分散したガラス繊維の画像を撮影する。
手順(4):撮影した画像1枚中に存在する全ての繊維の長さを、マイクロスコープの計測ツールで測定する。尚、屈曲した繊維は、多点間計測により測定する。繊維の測定本数合計が500本を超えるまで、撮影した10枚の画像で順次同様の操作を行い、繊維長を測定する。撮影した10枚の画像中の繊維本数合計が500本を超えない場合、手順(3)に戻り、純水での希釈倍率を適宜調整した上で、画像を再撮影して繊維長を再測定する。
手順(5):手順(4)で測定した繊維状フィラーの繊維長から、長さ加重平均繊維長lm=(Σli2×ni)/(Σli×ni)を求める(Σni>500)。
li:繊維状フィラーの繊維長
ni:繊維長liの繊維状フィラーの本数
本実施形態の射出成形品中の、繊維長1mm以下である前記繊維状フィラーの割合は、射出成形品中の前記繊維状フィラーの総量(100質量%)に対して、好ましくは40質量%以下であり、より好ましくは30質量%以下であり、さらに好ましくは25質量%以下であり、特に好ましくは20質量%以下である。
繊維長1mm以下である前記繊維状フィラーの割合は、小さいほど好ましいが、その下限値は、例えば1質量%以上であり、又は2質量%以上である。
例えば、繊維長1mm以下である前記繊維状フィラーの割合は、1質量%以上40質量%以下であることが好ましく、1質量%以上30質量%以下であることがより好ましく、1質量%以上25質量%以下であることがさらに好ましく、2質量%以上20質量%以下であることが特に好ましい。
繊維長1mm以下である前記繊維状フィラーの割合が、前記の好ましい範囲内であれば、成形品に衝撃が加わった際に、成形品中の亀裂の進行が抑制されて、衝突荷重に対する強度がより高められやすくなる。
繊維長1mm以下である前記繊維状フィラーの割合は、小さいほど好ましいが、その下限値は、例えば1質量%以上であり、又は2質量%以上である。
例えば、繊維長1mm以下である前記繊維状フィラーの割合は、1質量%以上40質量%以下であることが好ましく、1質量%以上30質量%以下であることがより好ましく、1質量%以上25質量%以下であることがさらに好ましく、2質量%以上20質量%以下であることが特に好ましい。
繊維長1mm以下である前記繊維状フィラーの割合が、前記の好ましい範囲内であれば、成形品に衝撃が加わった際に、成形品中の亀裂の進行が抑制されて、衝突荷重に対する強度がより高められやすくなる。
本実施形態の射出成形品中の、繊維長5mmを超える前記繊維状フィラーの割合は、射出成形品中の前記繊維状フィラーの総量(100質量%)に対して、好ましくは30質量%以上であり、より好ましくは35質量%以上であり、さらに好ましくは40質量%以上であり、特に好ましくは45質量%以上である。
繊維長5mmを超える前記繊維状フィラーの割合は、大きいほど好ましいが、その上限値は、例えば90質量%以下であり、又は80質量%以下である。
例えば、繊維長5mmを超える前記繊維状フィラーの割合は、30質量%以上90質量%以下が好ましく、35質量%以上90質量%以下がより好ましく、40質量%以上90質量%以下がさらに好ましく、45質量%以上80質量%以下が特に好ましい。
繊維長5mmを超える前記繊維状フィラーの割合が、前記の好ましい範囲内であれば、成形品に衝撃が加わった際に、繊維状フィラーがマトリックス樹脂から引き抜かれることによるエネルギー消費が効果的に行われて、衝突荷重に対する強度がより高められやすくなる。
繊維長5mmを超える前記繊維状フィラーの割合は、大きいほど好ましいが、その上限値は、例えば90質量%以下であり、又は80質量%以下である。
例えば、繊維長5mmを超える前記繊維状フィラーの割合は、30質量%以上90質量%以下が好ましく、35質量%以上90質量%以下がより好ましく、40質量%以上90質量%以下がさらに好ましく、45質量%以上80質量%以下が特に好ましい。
繊維長5mmを超える前記繊維状フィラーの割合が、前記の好ましい範囲内であれば、成形品に衝撃が加わった際に、繊維状フィラーがマトリックス樹脂から引き抜かれることによるエネルギー消費が効果的に行われて、衝突荷重に対する強度がより高められやすくなる。
以上説明したように、本実施形態の射出成形品は、熱可塑性樹脂65~95質量部と、繊維状フィラー5~35質量部とを含有する。加えて、本実施形態の射出成形品は、ポリプロピレン及び液晶性ポリエステルからなる群より選ばれる少なくとも1種を、前記熱可塑性樹脂の総量に対して10質量%以上含む。すなわち、本実施形態においては、ポリプロピレンまたは液晶性ポリエステルが繊維状フィラーと適度な密着性を示すため、射出成形品に衝撃が加わった際に、射出成形品中の亀裂が繊維状フィラー破断方向ではなく、繊維状フィラー長手方向(繊維状フィラーとマトリックス樹脂との界面に沿った方向)に伸展しやすくなる。これにより、結果として、繊維状フィラーのマトリックス樹脂からの引き抜きが生じ、その際、効果的にエネルギー消費が行われるため、衝突荷重に対する強度が高められている、と推測される。さらに、本実施形態の射出成形品は、特定の[繊維状フィラー充填量バラツキの測定(a)]から決定される、繊維状フィラーの充填量の標準偏差が、1.0質量%を超えるものである。すなわち、本実施形態においては、射出成形品中に、繊維状フィラーが開繊し過ぎず、適度に繊維束の状態で分散している(射出成形品中の繊維濃度のバラツキが比較的に大きい)。また、射出成形品中に適度に繊維束の状態で存在しているために、繊維破断が抑制される。このため、本実施形態の射出成形品は、衝突荷重に対する強度が高められている、と推測される。
本発明の射出成形品は、以下の側面を有する。
「1」 熱可塑性樹脂65~95質量部と、繊維状フィラー5~35質量部とを含有する射出成形品であって、前記熱可塑性樹脂が、ポリプロピレン及び液晶性ポリエステルからなる群より選ばれる少なくとも1種を、前記熱可塑性樹脂の総量に対して10質量%以上含み、下記[繊維状フィラー充填量バラツキの測定(a)]から決定される、前記射出成形品中の繊維状フィラーの充填量の標準偏差が、1.0質量%を超える、射出成形品。
[繊維状フィラー充填量バラツキの測定(a)]
手順(1a):射出成形品を平面視した際の平面図において、5mm角正方形を1個の試験片としたとき、該平面図上で8個の5mm角正方形が縦2個及び横4個に配列した長方形となるように、射出成形品から試験片8個を切り出す。
手順(2a):前記試験片8個それぞれについて繊維状フィラーの充填量を測定する。
手順(3a):繊維状フィラーの充填量8点の測定値から、当該充填量の標準偏差を算出する。
[繊維状フィラー充填量バラツキの測定(a)]
手順(1a):射出成形品を平面視した際の平面図において、5mm角正方形を1個の試験片としたとき、該平面図上で8個の5mm角正方形が縦2個及び横4個に配列した長方形となるように、射出成形品から試験片8個を切り出す。
手順(2a):前記試験片8個それぞれについて繊維状フィラーの充填量を測定する。
手順(3a):繊維状フィラーの充填量8点の測定値から、当該充填量の標準偏差を算出する。
「2」 熱可塑性樹脂65~90質量部と、繊維状フィラー10~35質量部とを含有する射出成形品であって、前記熱可塑性樹脂が、ポリプロピレン及び液晶性ポリエステルからなる群より選ばれる少なくとも1種を、前記熱可塑性樹脂の総量に対して50~100質量%含み、上記[繊維状フィラー充填量バラツキの測定(a)]から決定される、前記射出成形品中の繊維状フィラーの充填量の標準偏差が、1.1質量%以上5質量%以下である、射出成形品。
「3」 熱可塑性樹脂65~85質量部と、繊維状フィラー15~35質量部とを含有する射出成形品であって、前記熱可塑性樹脂が、ポリプロピレン及び液晶性ポリエステルからなる群より選ばれる少なくとも1種を、前記熱可塑性樹脂の総量に対して75~100質量%含み、上記[繊維状フィラー充填量バラツキの測定(a)]から決定される、前記射出成形品中の繊維状フィラーの充填量の標準偏差が、1.2質量%以上4質量%以下である、射出成形品。
「4」 熱可塑性樹脂65~85質量部と、繊維状フィラー15~35質量部とを含有する射出成形品であって、前記熱可塑性樹脂が、ポリプロピレン及び液晶性ポリエステルからなる群より選ばれる少なくとも1種を、前記熱可塑性樹脂の総量に対して90~100質量%含み、上記[繊維状フィラー充填量バラツキの測定(a)]から決定される、前記射出成形品中の繊維状フィラーの充填量の標準偏差が、1.5質量%以上4質量%以下である、射出成形品。
「5」 熱可塑性樹脂67~80質量部と、繊維状フィラー20~33質量部とを含有する射出成形品であって、前記熱可塑性樹脂が、液晶性ポリエステルを、前記熱可塑性樹脂の総量に対して20~100質量%含み、上記[繊維状フィラー充填量バラツキの測定(a)]から決定される、前記射出成形品中の繊維状フィラーの充填量の標準偏差が、1.4質量%以上3.0質量%以下である、射出成形品。
「6」 前記標準偏差が、1.0質量%を超え5質量%以下であり、好ましくは1.1質量%以上5質量%以下であり、より好ましくは1.2質量%以上4質量%以下であり、さらに好ましくは1.5質量%以上4質量%以下である、前記「1」~「5」のいずれか一項に記載の射出成形品。
「7」 前記熱可塑性樹脂が、ポリプロピレン及び液晶性ポリエステルからなる群より選ばれる少なくとも1種を、前記熱可塑性樹脂の総量に対して50~100質量%含み、好ましくは75~100質量%含み、より好ましくは90~100質量%含む、前記「1」~「6」のいずれか一項に記載の射出成形品。
「8」 前記熱可塑性樹脂が、液晶性ポリエステルを、前記熱可塑性樹脂の総量に対して10質量%以上含む、前記「1」~「7」のいずれか一項に記載の射出成形品。
「9」 前記熱可塑性樹脂が、液晶性ポリエステルを、前記熱可塑性樹脂の総量に対して50~100質量%含み、好ましくは75~100質量%含み、より好ましくは90~100質量%含む、前記「8」に記載の射出成形品。
「10」 前記熱可塑性樹脂と前記繊維状フィラーとの合計の含有量が、前記射出成形品の総量に対して、80質量%以上であり、好ましくは90質量%以上であり、より好ましくは95質量%以上であり、さらに好ましくは100質量%である、前記「1」~「9」のいずれか一項に記載の射出成形品。
「11」 前記射出成形品が、熱可塑性樹脂65~90質量部と、繊維状フィラー10~35質量部とを含有し、好ましくは熱可塑性樹脂65~85質量部と、繊維状フィラー15~35質量部とを含有する、前記「1」~「10」のいずれか一項に記載の射出成形品。
「12」 前記射出成形品100質量%に対して、熱可塑性樹脂の比率が65~95質量%であり、繊維状フィラーの比率が5~35質量%である、前記「1」~「11」のいずれか一項に記載の射出成形品。
「13」 前記射出成形品100質量%に対して、熱可塑性樹脂の比率が65~90質量%であり、繊維状フィラーの比率が10~35質量%である、前記「12」に記載の射出成形品。
「14」 前記射出成形品100質量%に対して、熱可塑性樹脂の比率が65~85質量%であり、繊維状フィラーの比率が15~35質量%である、前記「13」に記載の射出成形品。
「15」 前記繊維状フィラーの長さ加重平均繊維長が、4mm以上である、前記「1」~「14」のいずれか一項に記載の射出成形品。
「16」 前記繊維状フィラーの長さ加重平均繊維長が、4mm以上50mm未満であり、好ましくは4.5mm以上40mm以下であり、より好ましくは5mm以上20mm以下であり、さらに好ましくは5.5mm以上15mm以下であり、特に好ましくは6mm以上15mm以下である、前記「15」に記載の射出成形品。
「17」 前記繊維状フィラーが、ガラス繊維である、前記「1」~「16」のいずれか一項に記載の射出成形品。
「18」 下記[繊維状フィラー充填量バラツキの測定(b)]から決定される、前記射出成形品中の前記繊維状フィラーの充填量の最大差が、3.0質量%を超える、前記「1」~「17」のいずれか一項に記載の射出成形品。
[繊維状フィラー充填量バラツキの測定(b)]
手順(1b):射出成形品を平面視した際の平面図において、5mm角正方形を1個の試験片としたとき、該平面図上で8個の5mm角正方形が縦2個及び横4個に配列した長方形となるように、射出成形品から試験片8個を切り出す。
手順(2b):前記試験片8個それぞれについて繊維状フィラーの充填量を測定する。
手順(3b):繊維状フィラーの充填量8点の測定値のうち、最大値と最小値との差を求める。
[繊維状フィラー充填量バラツキの測定(b)]
手順(1b):射出成形品を平面視した際の平面図において、5mm角正方形を1個の試験片としたとき、該平面図上で8個の5mm角正方形が縦2個及び横4個に配列した長方形となるように、射出成形品から試験片8個を切り出す。
手順(2b):前記試験片8個それぞれについて繊維状フィラーの充填量を測定する。
手順(3b):繊維状フィラーの充填量8点の測定値のうち、最大値と最小値との差を求める。
「19」 前記[繊維状フィラー充填量バラツキの測定(b)]から決定される、前記射出成形品中の前記繊維状フィラーの充填量の最大差が、3.0質量%を超え10質量%以下であり、好ましくは4質量%以上9質量%以下であり、より好ましくは5質量%以上9質量%以下であり、さらに好ましくは5.5質量%以上9質量%以下であり、特に好ましくは6質量%以上9質量%以下である、前記「18」に記載の射出成形品。
(射出成形品の製造方法)
上述した実施形態の射出成形品は、熱可塑性樹脂65~95質量部と、繊維状フィラー5~35質量部と、必要に応じてその他成分とを混合して調製した熱可塑性樹脂組成物(成形材料)を、射出成形することにより製造することができる。
上述した実施形態の射出成形品は、熱可塑性樹脂65~95質量部と、繊維状フィラー5~35質量部と、必要に応じてその他成分とを混合して調製した熱可塑性樹脂組成物(成形材料)を、射出成形することにより製造することができる。
尚、本明細書においては、熱可塑性樹脂と繊維状フィラーとを混合して得られる混合物を「熱可塑性樹脂組成物」とする。また、得られた混合物をペレット状に調製した射出成形品作製用の成形材料も同様に「熱可塑性樹脂組成物」という。
以下、上述した(射出成形品)の製造方法の一例について説明する。
本実施形態の射出成形品の製造方法は、上述した(射出成形品)を製造する方法であって、第1の熱可塑性樹脂が前記繊維状フィラーに含浸した第1のペレットと、前記繊維状フィラーを含まず、前記第1の熱可塑性樹脂に比べて流動開始温度が低い第2の熱可塑性樹脂を含む第2のペレットとを混合して、ペレット混合物を得る工程、及び前記ペレット混合物を射出成形する工程を有する。
本実施形態の射出成形品の製造方法は、上述した(射出成形品)を製造する方法であって、第1の熱可塑性樹脂が前記繊維状フィラーに含浸した第1のペレットと、前記繊維状フィラーを含まず、前記第1の熱可塑性樹脂に比べて流動開始温度が低い第2の熱可塑性樹脂を含む第2のペレットとを混合して、ペレット混合物を得る工程、及び前記ペレット混合物を射出成形する工程を有する。
[ペレット混合物を得る工程]
本実施形態における、ペレット混合物を得る工程では、第1のペレットと、第2のペレットとを混合して、ペレット混合物を得る。
本実施形態における、ペレット混合物を得る工程では、第1のペレットと、第2のペレットとを混合して、ペレット混合物を得る。
第1のペレットは、第1の熱可塑性樹脂が前記繊維状フィラーに含浸した樹脂構造体からなる。
第1のペレットは、例えば、第1の熱可塑性樹脂と、必要に応じてその他成分とを溶融混練して得られる溶融物を、繊維状フィラーに含浸させて、ペレット化することにより、繊維状フィラーが第1の熱可塑性樹脂で固められた状態のペレットとして得られる。
第1のペレットの形状としては、円柱状、円盤状、楕円柱状、楕円盤状、碁石状、球状、不定形状等が挙げられ、これらに限られない。生産性や成形時の取り扱いの観点から、円柱状がより好ましい。
第1のペレットは、例えば、第1の熱可塑性樹脂と、必要に応じてその他成分とを溶融混練して得られる溶融物を、繊維状フィラーに含浸させて、ペレット化することにより、繊維状フィラーが第1の熱可塑性樹脂で固められた状態のペレットとして得られる。
第1のペレットの形状としては、円柱状、円盤状、楕円柱状、楕円盤状、碁石状、球状、不定形状等が挙げられ、これらに限られない。生産性や成形時の取り扱いの観点から、円柱状がより好ましい。
図1は、第1のペレットの製造装置の一実施形態を示している。
図1に示す本実施形態では、複数本の繊維状フィラーが収束剤にて収束された繊維束11をロール状に巻き取った繊維ロービング10を用いて、第1の熱可塑性樹脂組成物からなるペレット15を得る場合を説明する。
図1に示す本実施形態では、複数本の繊維状フィラーが収束剤にて収束された繊維束11をロール状に巻き取った繊維ロービング10を用いて、第1の熱可塑性樹脂組成物からなるペレット15を得る場合を説明する。
図1に示すように、製造装置100は、予備加熱部121と、含浸部123と、冷却部125と、引取部127と、切断部129と、搬送ロール101~109とを備える。図1に示す製造装置100では、含浸部123に押出機120が接続されている。
図1では、繊維ロービング10から繊維束11が連続的に繰り出される様子を示している。本実施形態では、繊維ロービング10から繰り出される繊維束11を搬送ロール101~109によって長手方向に搬送しながら、第1の熱可塑性樹脂組成物からなるペレット15を作製する。
本実施形態の第1のペレットの製造に用いられる繊維ロービング10の繊度は、特に限定されないが、200g/1000m以上が好ましく、500g/1000m以上がより好ましく、800g/1000m以上がさらに好ましい。繊維ロービング10の繊度が、前記の好ましい範囲の下限値以上であると、第1のペレットの製造方法において、繊維ロービング10を取り扱いやすい。
また、繊維ロービング10の繊度は、3750g/1000m以下が好ましく、3200g/1000m以下がより好ましく、2500g/1000m以下がさらに好ましい。繊維ロービング10の繊度が、前記の好ましい範囲の上限値以下であると、第1の熱可塑性樹脂中で繊維が分散されやすい。また、第1のペレットの製造時に繊維を取り扱いやすい。
すなわち、繊維ロービング10の繊度は、200g/1000m以上、3750g/1000m以下が好ましく、800g/1000m以上、2500g/1000m以下がより好ましい。
また、繊維ロービング10の繊度は、3750g/1000m以下が好ましく、3200g/1000m以下がより好ましく、2500g/1000m以下がさらに好ましい。繊維ロービング10の繊度が、前記の好ましい範囲の上限値以下であると、第1の熱可塑性樹脂中で繊維が分散されやすい。また、第1のペレットの製造時に繊維を取り扱いやすい。
すなわち、繊維ロービング10の繊度は、200g/1000m以上、3750g/1000m以下が好ましく、800g/1000m以上、2500g/1000m以下がより好ましい。
繊維ロービング10の数平均繊維径は、特に限定されないが、1~40μmであることが好ましく、3~35μmであることがより好ましい。
繊維状フィラーが炭素繊維の場合、繊維ロービング10の数平均繊維径は、1~15μmであることが好ましく、3~10μmであることがより好ましく、4~9μmであることがさらに好ましい。
繊維状フィラーがガラス繊維の場合、繊維ロービング10の数平均繊維径は、5~35μmであることが好ましく、10~25μmであることがより好ましく、10~20μmであることがさらに好ましい。
繊維状フィラーが炭素繊維の場合、繊維ロービング10の数平均繊維径は、1~15μmであることが好ましく、3~10μmであることがより好ましく、4~9μmであることがさらに好ましい。
繊維状フィラーがガラス繊維の場合、繊維ロービング10の数平均繊維径は、5~35μmであることが好ましく、10~25μmであることがより好ましく、10~20μmであることがさらに好ましい。
繊維ロービング10の数平均繊維径は、繊維状フィラーを走査型電子顕微鏡(1000倍)にて観察し、無作為に選んだ500本の繊維状フィラーについて繊維径を計測した値の数平均値を採用する。
繊維ロービング10の数平均繊維径が、前記の好ましい範囲の下限値以上であると、第1のペレット中で繊維状フィラーが分散されやすい。また、第1のペレットの製造時に繊維状フィラーを取り扱いやすい。一方、前記の好ましい範囲の上限値以下であると、繊維状フィラーによる成形体の強化が効率良く行われる。そのため、本実施形態の射出成形品に、優れたシャルピー衝撃強度を付与できる。
繊維ロービング10の数平均繊維径が、前記の好ましい範囲の下限値以上であると、第1のペレット中で繊維状フィラーが分散されやすい。また、第1のペレットの製造時に繊維状フィラーを取り扱いやすい。一方、前記の好ましい範囲の上限値以下であると、繊維状フィラーによる成形体の強化が効率良く行われる。そのため、本実施形態の射出成形品に、優れたシャルピー衝撃強度を付与できる。
本実施形態で、繊維状フィラーは、収束剤(サイジング剤)で処理されたものが用いられている。適度にサイジング処理された繊維状フィラーの方が、ペレット生産時の生産性や品質安定性に優れ、成形体での物性バラツキを小さくできる。
収束剤(サイジング剤)は、特に限定されないが、例えば、ナイロン系ポリマー、ポリエーテル系ポリマー、エポキシ系ポリマー、エステル系ポリマー、ウレタン系ポリマー、又はこれらの混合系ポリマー若しくはこれらの各変性ポリマーが挙げられる。また、アミノシランやエポキシシラン等のいわゆるシランカップリング剤、チタンカップリング剤等の公知のカップリング剤を使用することもできる。
本実施形態の第1のペレットに用いられる繊維状フィラーは、単繊維が必ずしも一方向に配列している必要はないが、成形材料を製造する過程での生産性の観点から、単繊維が一方に配列し繊維束が繊維の長さ方向に亘り連続した状態であることが好ましい。
繊維状フィラーがガラス繊維の場合、経済性と含浸性向上の観点から、繊維ロービング10の単糸数は、1000本以上10000以下が好ましく、1000本以上8000本以下がより好ましく、1500本以上6000本以下がさらに好ましい。
また、繊維状フィラーが炭素繊維の場合、同様の観点から、繊維ロービング10の単糸数は、10000本以上100000本以下が好ましく、10000本以上50000本以下がより好ましく、10000本以上30000本以下がさらに好ましい。
また、繊維状フィラーが炭素繊維の場合、同様の観点から、繊維ロービング10の単糸数は、10000本以上100000本以下が好ましく、10000本以上50000本以下がより好ましく、10000本以上30000本以下がさらに好ましい。
予備加熱部121では、繊維ロービング10から繰り出される繊維束11を加熱して乾燥させる。その際の加熱温度は、特に限定されないが、例えば50~250℃である。
また、予備加熱部121での加熱時間は、特に限定されないが、例えば3~30秒間である。
また、予備加熱部121での加熱時間は、特に限定されないが、例えば3~30秒間である。
含浸部123では、繊維束11以外の成形材料M(第1の熱可塑性樹脂、必要に応じて配合されるその他成分)を、繊維束11に含浸させる。
第1の熱可塑性樹脂は、後述のように、第2の熱可塑性樹脂の種類、溶融粘度、流動開始温度等を考慮して、適宜選択することが好ましい。例えば、第1の熱可塑性樹脂としては、液晶性ポリエステル、ポリプロピレンが好適に挙げられる。
第1の熱可塑性樹脂は、一種単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
第1の熱可塑性樹脂は、後述のように、第2の熱可塑性樹脂の種類、溶融粘度、流動開始温度等を考慮して、適宜選択することが好ましい。例えば、第1の熱可塑性樹脂としては、液晶性ポリエステル、ポリプロピレンが好適に挙げられる。
第1の熱可塑性樹脂は、一種単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
成形材料Mを供給口123aから投入し、含浸部123内で加熱して得られる溶融物を、繊維束11に含浸させてもよいし、押出機120にて溶融混練した成形材料Mを供給口123aから投入して、繊維束11に含浸させてもよい。
そして、図1に示す実施形態では、繊維束11に前記溶融物が含浸及び被覆した樹脂構造体13が得られる。
そして、図1に示す実施形態では、繊維束11に前記溶融物が含浸及び被覆した樹脂構造体13が得られる。
含浸部123での加熱温度は、第1の熱可塑性樹脂の種類に応じて適宜決定され、用いる第1の熱可塑性樹脂の流動開始温度より10~80℃高い温度に設定することが好ましく、例えば300~400℃である。
含浸部123においては、成形体に要求される特性等に応じて、第1の熱可塑性樹脂100質量部を、好ましくは繊維状フィラー(繊維束11)80~150質量部、より好ましくは繊維状フィラー85~140質量部、さらに好ましくは繊維状フィラー90~130質量部に含浸させる。繊維状フィラーの配合量が、前記の好ましい範囲の下限値以上であれば、繊維による射出成形品の強化が効率良く行われる。一方、前記の好ましい範囲の上限値以下であれば、繊維束の開繊及び第1の熱可塑性樹脂の繊維束への含浸が容易になる。
含浸部123の出口におけるダイヘッドのノズル径を、繊維束11の径に対して変化させることにより、樹脂構造体13における第1の熱可塑性樹脂と繊維状フィラーとの配合比を調整することができる。
含浸部123の出口におけるダイヘッドのノズル径を、繊維束11の径に対して変化させることにより、樹脂構造体13における第1の熱可塑性樹脂と繊維状フィラーとの配合比を調整することができる。
冷却部125では、含浸部123で加熱された状態の樹脂構造体13(繊維束11に前記溶融物が含浸及び被覆した樹脂構造体13)を、例えば50~150℃に冷却する。冷却時間は、特に限定されないが、例えば3~30秒である。
引取部127では、冷却部125で冷却された樹脂構造体13を連続的に引き取り、次の切断部129へ繰り出していく。
切断部129では、冷却後の樹脂構造体13を所望の長さに切断し、ペレット15を作製する。切断部129は、例えば回転刃などを備える。
上述した製造装置100を用い、本実施形態の第1のペレットとして、例えば、繊維状フィラーが第1の熱可塑性樹脂で固められたペレットを以下のようにして製造する。
樹脂構造体を得る工程:
繊維ロービング10から複数本の単繊維が収束剤にて収束された繊維束11を連続的に繰り出しながら、まず、予備加熱部121で、繊維束11を加熱して乾燥させる。
次に、含浸部123に、乾燥後の繊維束11を供給しつつ、押出機120により溶融混練した成形材料Mを供給口123aから投入して、繊維束11に、溶融状態の成形材料Mを含浸させる。これにより、繊維束11に前記溶融物が含浸及び被覆した樹脂構造体13が得られる。この後、含浸部123で加熱された状態の樹脂構造体13を冷却部125で冷却する。
ここで得られる樹脂構造体13においては、繊維が樹脂構造体13の長手方向に略平行に配列している。
「繊維が樹脂構造体の長手方向に略平行に配列する」とは、繊維の長手方向と樹脂構造体の長手方向とのなす角度が、略0°であり、具体的には、繊維及び樹脂構造体のそれぞれの長手方向のなす角度が-5°~5°である状態を示す。
繊維ロービング10から複数本の単繊維が収束剤にて収束された繊維束11を連続的に繰り出しながら、まず、予備加熱部121で、繊維束11を加熱して乾燥させる。
次に、含浸部123に、乾燥後の繊維束11を供給しつつ、押出機120により溶融混練した成形材料Mを供給口123aから投入して、繊維束11に、溶融状態の成形材料Mを含浸させる。これにより、繊維束11に前記溶融物が含浸及び被覆した樹脂構造体13が得られる。この後、含浸部123で加熱された状態の樹脂構造体13を冷却部125で冷却する。
ここで得られる樹脂構造体13においては、繊維が樹脂構造体13の長手方向に略平行に配列している。
「繊維が樹脂構造体の長手方向に略平行に配列する」とは、繊維の長手方向と樹脂構造体の長手方向とのなす角度が、略0°であり、具体的には、繊維及び樹脂構造体のそれぞれの長手方向のなす角度が-5°~5°である状態を示す。
ペレットを得る工程:
次に、冷却後の樹脂構造体13を、引取部127でストランド状に引き取り、切断部129へ繰り出していく。
次に、切断部129で、ストランド状の樹脂構造体13を、その長手方向に所定の長さで切断し、ペレット15を得る。
ここでいうペレット15についての所定の長さとは、ペレット15を材料とする成形体の要求性能に応じて設定されるペレット15の長さのことである。本実施形態の製造方法で得られる第1のペレットにおいては、ペレット15の長さと、ペレット15中に配列している繊維の長さと、が実質的に同じ長さとなる。
「ペレットの長さと繊維の長さとが実質的に同じ長さになる」とは、ペレット中に配列している繊維の、長さ加重平均繊維長が、ペレットの長手方向の長さの95~105%であることを示す。
次に、冷却後の樹脂構造体13を、引取部127でストランド状に引き取り、切断部129へ繰り出していく。
次に、切断部129で、ストランド状の樹脂構造体13を、その長手方向に所定の長さで切断し、ペレット15を得る。
ここでいうペレット15についての所定の長さとは、ペレット15を材料とする成形体の要求性能に応じて設定されるペレット15の長さのことである。本実施形態の製造方法で得られる第1のペレットにおいては、ペレット15の長さと、ペレット15中に配列している繊維の長さと、が実質的に同じ長さとなる。
「ペレットの長さと繊維の長さとが実質的に同じ長さになる」とは、ペレット中に配列している繊維の、長さ加重平均繊維長が、ペレットの長手方向の長さの95~105%であることを示す。
上述のようにして、第1の熱可塑性樹脂が繊維状フィラーに含浸した第1のペレット(ペレット15)が製造される。
このペレット15は、繊維状フィラーが第1の熱可塑性樹脂で固められたものであって、当該繊維状フィラーは、当該ペレットの長手方向に略平行に配列している。また、ペレット15中に配列している繊維状フィラーの長さは、当該ペレットの長さと実質的に同じ長さである。本実施形態で製造されるペレット15の長さは、ペレット15を材料とする成形体の要求性能等によるが、例えば3~50mmである。ペレットの長さとは、ペレットの長手方向の長さをいう。
このように、繊維状フィラーが当該ペレットの長手方向に略平行に配列し、かつ、繊維状フィラーの長さがペレットの長さと実質的に同じ長さとされていることにより、射出成形品とした際、当該射出成形品中の残存繊維状フィラーの長繊維化が可能となり、成形体の耐熱性向上及び異方性緩和に効果がある。
このペレット15は、繊維状フィラーが第1の熱可塑性樹脂で固められたものであって、当該繊維状フィラーは、当該ペレットの長手方向に略平行に配列している。また、ペレット15中に配列している繊維状フィラーの長さは、当該ペレットの長さと実質的に同じ長さである。本実施形態で製造されるペレット15の長さは、ペレット15を材料とする成形体の要求性能等によるが、例えば3~50mmである。ペレットの長さとは、ペレットの長手方向の長さをいう。
このように、繊維状フィラーが当該ペレットの長手方向に略平行に配列し、かつ、繊維状フィラーの長さがペレットの長さと実質的に同じ長さとされていることにより、射出成形品とした際、当該射出成形品中の残存繊維状フィラーの長繊維化が可能となり、成形体の耐熱性向上及び異方性緩和に効果がある。
ペレット中における繊維状フィラーの配列方向については、ペレットを長手方向に切断した断面をマイクロスコープにて観察することで確認できる。
また、本実施形態において、ペレット中の繊維状フィラーの繊維長、長さ加重平均繊維長は、以下の手順で測定する。
また、本実施形態において、ペレット中の繊維状フィラーの繊維長、長さ加重平均繊維長は、以下の手順で測定する。
手順(1):ペレット2gをマッフル炉で加熱して、樹脂分(第1の熱可塑性樹脂)を除去する。
例えば、繊維状フィラーが炭素繊維である場合、加熱条件は500℃、3時間とする。
繊維状フィラーがガラス繊維である場合、加熱条件は600℃、4時間とする。
例えば、繊維状フィラーが炭素繊維である場合、加熱条件は500℃、3時間とする。
繊維状フィラーがガラス繊維である場合、加熱条件は600℃、4時間とする。
手順(2):ペレットから樹脂分を除去したものを、界面活性剤(Micro90、INTERNATIONAL PRODUCTS CORPORATION社製)0.05体積%入り水溶液1000mLに分散させて、分散液を調製する。
手順(3):分散液から100mLを取り出し、純水で5~20倍に希釈する。希釈後の分散液から一部を取り出して、マイクロスコープ(VH-Z25、キーエンス社製、倍率10~20倍)にて繊維状フィラーを観察し、画像を1サンプルにつき、撮影領域が重ならないように10枚撮影する。
ただし、繊維状フィラーが炭素繊維である場合、希釈後の分散液から50mLを取り出し、φ90mmの桐山ロート用ろ紙(No.5C)を用いて減圧濾過を行い、ろ紙に分散した炭素繊維の画像を撮影する。
繊維状フィラーがガラス繊維である場合、希釈後の分散液から50mLを取り出し、シャーレに分散させ、続いて、シャーレの中に分散したガラス繊維の画像を撮影する。
ただし、繊維状フィラーが炭素繊維である場合、希釈後の分散液から50mLを取り出し、φ90mmの桐山ロート用ろ紙(No.5C)を用いて減圧濾過を行い、ろ紙に分散した炭素繊維の画像を撮影する。
繊維状フィラーがガラス繊維である場合、希釈後の分散液から50mLを取り出し、シャーレに分散させ、続いて、シャーレの中に分散したガラス繊維の画像を撮影する。
手順(4):撮影した画像1枚中に存在する全ての繊維の長さを、マイクロスコープの計測ツールで測定する。尚、屈曲した繊維は、多点間計測により測定し、画像の淵に接している繊維は測定しないこととする。繊維の測定本数合計が500本を超えるまで、撮影した10枚の画像で順次同様の操作を行い、繊維長を測定する。撮影した10枚の画像中の繊維本数合計が500本を超えない場合、手順(3)に戻り、純水での希釈倍率を適宜調整した上で、画像を再撮影して繊維長を再測定する。
手順(5):手順(4)で測定した繊維状フィラーの繊維長から、長さ加重平均繊維長lm=(Σli2×ni)/(Σli×ni)を求める(Σni>500)。
li:繊維状フィラーの繊維長
ni:繊維長liの繊維状フィラーの本数
li:繊維状フィラーの繊維長
ni:繊維長liの繊維状フィラーの本数
第2のペレットは、前記繊維状フィラーを含まず、前記第1の熱可塑性樹脂に比べて流動開始温度が低い第2の熱可塑性樹脂を含む樹脂構造体からなる。
第2のペレットは、例えば、第2の熱可塑性樹脂と、必要に応じてその他成分とを配合した混合物を、溶融押出成形法、又は溶融圧縮成形法によりペレット化することにより得られる。
第2のペレットの形状としては、円柱状、円盤状、楕円柱状、楕円盤状、碁石状、球状、不定形状等が挙げられ、これらに限られない。生産性や成形時の取り扱いの観点から、円柱状がより好ましい。
第2のペレットは、例えば、第2の熱可塑性樹脂と、必要に応じてその他成分とを配合した混合物を、溶融押出成形法、又は溶融圧縮成形法によりペレット化することにより得られる。
第2のペレットの形状としては、円柱状、円盤状、楕円柱状、楕円盤状、碁石状、球状、不定形状等が挙げられ、これらに限られない。生産性や成形時の取り扱いの観点から、円柱状がより好ましい。
本実施形態の射出成形品の製造方法において、第2の熱可塑性樹脂には、前記第1の熱可塑性樹脂に比べて流動開始温度が低いものが用いられる。
好ましくは、前記第2の熱可塑性樹脂と、前記第1の熱可塑性樹脂との流動開始温度の差が、5℃以上であり、5~40℃がより好ましい。又は、好ましくは、前記第2の熱可塑性樹脂と、前記第1のペレットとの流動開始温度の差が、5℃以上であり、5~40℃がより好ましい。
このような第2の熱可塑性樹脂を、第1の熱可塑性樹脂に対して選択することで、射出成形品中で繊維状フィラーが繊維束として適度に分散し、また、射出成形中に繊維束として存在していることで、繊維破断が抑制され、成形品中の繊維状フィラーが長く残るために、衝突荷重に対する強度が発現しやすくなる。
好ましくは、前記第2の熱可塑性樹脂と、前記第1の熱可塑性樹脂との流動開始温度の差が、5℃以上であり、5~40℃がより好ましい。又は、好ましくは、前記第2の熱可塑性樹脂と、前記第1のペレットとの流動開始温度の差が、5℃以上であり、5~40℃がより好ましい。
このような第2の熱可塑性樹脂を、第1の熱可塑性樹脂に対して選択することで、射出成形品中で繊維状フィラーが繊維束として適度に分散し、また、射出成形中に繊維束として存在していることで、繊維破断が抑制され、成形品中の繊維状フィラーが長く残るために、衝突荷重に対する強度が発現しやすくなる。
第2の熱可塑性樹脂は、後述するペレット混合物の溶融混練温度での溶融粘度が5~500Pa・s(測定条件:ノズルの孔径0.5mm、せん断速度1000s-1)であるものが好ましい。
例えば、第2の熱可塑性樹脂としては、液晶性ポリエステル、ポリプロピレン、ナイロン66(PA66)やナイロン6(PA6)などのポリアミド、液晶性ポリエステル樹脂以外のポリエステル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルイミド等が挙げられる。
第2の熱可塑性樹脂は、一種単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
例えば、第2の熱可塑性樹脂としては、液晶性ポリエステル、ポリプロピレン、ナイロン66(PA66)やナイロン6(PA6)などのポリアミド、液晶性ポリエステル樹脂以外のポリエステル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルイミド等が挙げられる。
第2の熱可塑性樹脂は、一種単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
上述した第1のペレットと第2のペレットとを混合して、ペレット混合物を得る。
第1のペレットと第2のペレットとの混合比率(質量比)は、射出成形品とした際に、熱可塑性樹脂65~95質量部と、繊維状フィラー5~35質量部となるように、第1のペレットと第2のペレットとを混合すればよい。
例えば、両者の混合比率(質量比)は、第1のペレット30~80質量部、第2のペレット20~70質量部が好ましく、第1のペレット35~75質量部、第2のペレット25~65質量部がより好ましく、第1のペレット40~70質量部、第2のペレット30~60質量部がさらに好ましい。
第1のペレットと第2のペレットとの混合比率(質量比)は、射出成形品とした際に、熱可塑性樹脂65~95質量部と、繊維状フィラー5~35質量部となるように、第1のペレットと第2のペレットとを混合すればよい。
例えば、両者の混合比率(質量比)は、第1のペレット30~80質量部、第2のペレット20~70質量部が好ましく、第1のペレット35~75質量部、第2のペレット25~65質量部がより好ましく、第1のペレット40~70質量部、第2のペレット30~60質量部がさらに好ましい。
第1のペレットと第2のペレットとは、例えば、それぞれ別個に成形機内へ投入し、成形機内で両者を混合してもよいし、又は予め両者を混合した混合物を調製してもよい。あるいは、第1のペレットと第2のペレットとは、第1のペレット表面に第2のペレットを被覆したものとして用いてもよい。
[ペレット混合物を射出成形する工程]
本実施形態における、ペレット混合物を射出成形する工程では、例えば、公知の射出成形機を用いて、ペレット混合物を溶融させ、溶融したペレット混合物を、金型内に射出することにより成形する。
公知の射出成形機としては、例えば、株式会社ソディック製のTR450EH3、日精樹脂工業社製の油圧式横型成形機PS40E5ASE型などが挙げられる。
本実施形態における、ペレット混合物を射出成形する工程では、例えば、公知の射出成形機を用いて、ペレット混合物を溶融させ、溶融したペレット混合物を、金型内に射出することにより成形する。
公知の射出成形機としては、例えば、株式会社ソディック製のTR450EH3、日精樹脂工業社製の油圧式横型成形機PS40E5ASE型などが挙げられる。
射出成形の温度条件は、熱可塑性樹脂の種類に応じて適宜決定され、射出成形機のシリンダー温度を、用いる熱可塑性樹脂の流動開始温度より10~80℃高い温度に設定することが好ましい。
例えば、前記ペレット混合物の溶融混練温度は、前記第2の熱可塑性樹脂の流動開始温度を超え、前記第1の熱可塑性樹脂又は前記第1のペレットの流動開始温度以下であることが好ましい。
ここで、ペレット混合物の溶融混練温度とは、ペレット混合物を溶融又は可塑化して混練する温度を意味し、具体的には、ペレット混合物を溶融軟化させる射出成形機の可塑化部の温度(溶融混練温度(可塑化部))をいう。
当該溶融混練温度は、250~350℃が好ましく、260~340℃がより好ましく、270~320℃がさらに好ましい。
計量部又はプランジャー部の温度は、280~400℃が好ましく、290~380℃がより好ましく、300~370℃がさらに好ましい。
例えば、前記ペレット混合物の溶融混練温度は、前記第2の熱可塑性樹脂の流動開始温度を超え、前記第1の熱可塑性樹脂又は前記第1のペレットの流動開始温度以下であることが好ましい。
ここで、ペレット混合物の溶融混練温度とは、ペレット混合物を溶融又は可塑化して混練する温度を意味し、具体的には、ペレット混合物を溶融軟化させる射出成形機の可塑化部の温度(溶融混練温度(可塑化部))をいう。
当該溶融混練温度は、250~350℃が好ましく、260~340℃がより好ましく、270~320℃がさらに好ましい。
計量部又はプランジャー部の温度は、280~400℃が好ましく、290~380℃がより好ましく、300~370℃がさらに好ましい。
金型の温度は、熱可塑性樹脂の冷却速度と生産性の点から、室温(例えば23℃)から180℃の範囲に設定することが好ましい。
その他射出条件として、スクリュー回転数、背圧、射出速度、保圧、保圧時間などを適宜調節すればよい。
その他射出条件として、スクリュー回転数、背圧、射出速度、保圧、保圧時間などを適宜調節すればよい。
以上説明した本実施形態の射出成形品の製造方法は、第1の熱可塑性樹脂が前記繊維状フィラーに含浸した第1のペレットと、前記繊維状フィラーを含まず、前記第1の熱可塑性樹脂に比べて流動開始温度が低い第2のペレットとを混合して、ペレット混合物を得る工程、及び前記ペレット混合物を射出成形する工程を有する。
本実施形態においては、かかる第1のペレットと第2のペレットとのペレット混合物を採用するため、射出成形品の製造途中で、繊維状フィラーは開繊し過ぎず、最終的に製造される射出成形品中に、適度に繊維束の状態で分散し(射出成形品中の繊維濃度のバラツキが比較的に大きい)、また、射出成形品中に適度に繊維束の状態で存在していることで、繊維破断が抑制され、成形品中の繊維状フィラーが長く残る。このため、本実施形態の製造方法によれば、衝突荷重に対する強度が高められた射出成形品を容易に製造することができる。
本実施形態においては、かかる第1のペレットと第2のペレットとのペレット混合物を採用するため、射出成形品の製造途中で、繊維状フィラーは開繊し過ぎず、最終的に製造される射出成形品中に、適度に繊維束の状態で分散し(射出成形品中の繊維濃度のバラツキが比較的に大きい)、また、射出成形品中に適度に繊維束の状態で存在していることで、繊維破断が抑制され、成形品中の繊維状フィラーが長く残る。このため、本実施形態の製造方法によれば、衝突荷重に対する強度が高められた射出成形品を容易に製造することができる。
本発明の射出成形品の製造方法は、以下の側面を有する。
「51」 前記「1」~「19」のいずれか一項に記載の射出成形品の製造方法であって、
第1の熱可塑性樹脂が前記繊維状フィラーに含浸した第1のペレットと、前記繊維状フィラーを含まず、前記第1の熱可塑性樹脂に比べて流動開始温度が低い第2の熱可塑性樹脂を含む第2のペレットとを混合して、ペレット混合物を得る工程、及び
前記ペレット混合物を射出成形する工程
を有する、射出成形品の製造方法。
第1の熱可塑性樹脂が前記繊維状フィラーに含浸した第1のペレットと、前記繊維状フィラーを含まず、前記第1の熱可塑性樹脂に比べて流動開始温度が低い第2の熱可塑性樹脂を含む第2のペレットとを混合して、ペレット混合物を得る工程、及び
前記ペレット混合物を射出成形する工程
を有する、射出成形品の製造方法。
「52」 前記第1の熱可塑性樹脂と、前記第2の熱可塑性樹脂との流動開始温度の差が5℃以上である、前記「51」に記載の射出成形品の製造方法。
「53」 前記第1のペレットと、前記第2の熱可塑性樹脂との流動開始温度の差が5℃以上である、前記「51」又は「52」に記載の射出成形品の製造方法。
「54」 前記ペレット混合物の溶融混練温度が、前記第2の熱可塑性樹脂の流動開始温度を超え、前記第1の熱可塑性樹脂の流動開始温度以下である、前記「51」~「53」のいずれか一項に記載の射出成形品の製造方法。
「55」 前記ペレット混合物の溶融混練温度が、前記第2の熱可塑性樹脂の流動開始温度を超え、前記第1のペレットの流動開始温度以下である、前記「51」~「54」のいずれか一項に記載の射出成形品の製造方法。
上述した本実施形態の射出成形品は、一般に、熱可塑性樹脂が適用し得るあらゆる用途に適用可能であり、中でも自動車分野の用途に特に好適である。
自動車分野の用途としては、例えば、自動車内装材用射出成形体として、天井材用射出成形体、ホイールハウスカバー用射出成形体、トランクルーム内張用射出成形体、インパネ表皮材用射出成形体、ハンドルカバー用射出成形体、アームレスト用射出成形体、ヘッドレスト用射出成形体、シートベルトカバー用射出成形体、シフトレバーブーツ用射出成形体、コンソールボックス用射出成形体、ホーンパッド用射出成形体、ノブ用射出成形体、エアバッグカバー用射出成形体、各種トリム用射出成形体、各種ピラー用射出成形体、ドアロックベゼル用射出成形体、グラブボックス用射出成形体、デフロスタノズル用射出成形体、スカッフプレート用射出成形体、ステアリングホイール用射出成形体、ステアリングコラムカバー用射出成形体などが挙げられる。
また、自動車分野の用途としては、例えば、自動車外装材用射出成形体として、バンパー用射出成形体、スポイラー用射出成形体、マッドガード用射出成形体、サイドモール用射出成形体、ドアミラーハウジング用射出成形体、アンダーボディシールド用射出成形体などが挙げられる。
その他の自動車部品用射出成形体としては、自動車ヘッドランプ用射出成形体、グラスランチャンネル用射出成形体、ウェザーストリップ用射出成形体、ドレーンホース用射出成形体、ウィンドウォッシャーチューブ用射出成形体などのホース用射出成形体、チューブ類用射出成形体、ラックアンドピニオンブーツ用射出成形体、ガスケット用射出成形体、バンパービーム用射出成形体、クラッシュボックス用射出成形体、各種メンバー用射出成形体、サスペンションシステム用射出成形体、フロントエンドモジュール用射出成形体、ラジエーターサポート用射出成形体、バックドアインナー用射出成形体などが挙げられる。
また、本実施形態の射出成形品は、上述の他、センサー、LEDランプ、コネクター、ソケット、抵抗器、リレーケース、スイッチ、コイルボビン、コンデンサー、バリコンケース、光ピックアップ、発振子、各種端子板、変成器、プラグ、プリント基板、チューナー、スピーカー、マイクロフォン、ヘッドフォン、小型モーター、磁気ヘッドベース、パワーモジュール、半導体、液晶ディスプレイ、FDDキャリッジ、FDDシャーシ、モーターブラッシュホルダー、パラボラアンテナ、コンピューター関連部品、電子レンジ部品、音響・音声機器部品、照明部品、エアコン部品、オフィスコンピューター関連部品、電話・FAX関連部品、および複写機関連部品などの用途にも適用可能である。
以下、具体的な実施例により、本発明についてさらに詳しく説明する。ただし、本発明は、以下に示す実施例に何ら限定されるものではない。
[熱可塑性樹脂の流動開始温度]
フローテスター(株式会社島津製作所の「CFT-500型」)を用いて、熱可塑性樹脂の約2gを、内径1mm及び長さ10mmのノズルを有するダイを取り付けたシリンダーに充填した。次に、9.8MPa(100kg/cm2)の荷重下、4℃/minの速度で昇温しながら、熱可塑性樹脂を溶融させ、ノズルから押し出し、4800Pa・s(48000ポイズ)の粘度を示す温度(流動開始温度)を測定し、熱可塑性樹脂の流動開始温度とした。この測定結果を表2に示した。
フローテスター(株式会社島津製作所の「CFT-500型」)を用いて、熱可塑性樹脂の約2gを、内径1mm及び長さ10mmのノズルを有するダイを取り付けたシリンダーに充填した。次に、9.8MPa(100kg/cm2)の荷重下、4℃/minの速度で昇温しながら、熱可塑性樹脂を溶融させ、ノズルから押し出し、4800Pa・s(48000ポイズ)の粘度を示す温度(流動開始温度)を測定し、熱可塑性樹脂の流動開始温度とした。この測定結果を表2に示した。
[第1のペレットの流動開始温度]
ボールミル型凍結粉砕機(日本分析工業株式会社製の「JFC-1500」)を用いて、第1のペレットを、所定の条件(ペレット投入量:5g、予備凍結時間:10分間、凍結粉砕時間:10分間)で凍結粉砕した。
次に、上記[熱可塑性樹脂の流動開始温度]において、熱可塑性樹脂を、第1のペレット凍結粉砕物に変更した以外は同様にして、第1のペレットの流動開始温度を測定した。この測定結果を表2に示した。
ボールミル型凍結粉砕機(日本分析工業株式会社製の「JFC-1500」)を用いて、第1のペレットを、所定の条件(ペレット投入量:5g、予備凍結時間:10分間、凍結粉砕時間:10分間)で凍結粉砕した。
次に、上記[熱可塑性樹脂の流動開始温度]において、熱可塑性樹脂を、第1のペレット凍結粉砕物に変更した以外は同様にして、第1のペレットの流動開始温度を測定した。この測定結果を表2に示した。
<プレペレットの製造>
熱可塑性樹脂を加工したプレペレット(1)、プレペレット(2)をそれぞれ用意した。
熱可塑性樹脂を加工したプレペレット(1)、プレペレット(2)をそれぞれ用意した。
≪プレペレット(1)の製造≫
プレペレット(1)(LCP1ペレット)を以下のようにして製造した。
撹拌装置、トルクメータ、窒素ガス導入管、温度計及び還流冷却器を備えた反応器に、6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸(1034.99g、5.5モル)と、2,6-ナフタレンジカルボン酸(378.33g、1.75モル)と、テレフタル酸(83.07g、0.5モル)と、ヒドロキノン(272.52g、2.475モル、2,6-ナフタレンジカルボン酸及びテレフタル酸の合計量に対して0.225モル過剰)と、無水酢酸(1226.87g、12モル)と、触媒として1-メチルイミダゾール(0.17g)とを入れ、反応器内のガスを窒素ガスで置換した後、窒素ガス気流下、撹拌しながら、室温から145℃まで15分間かけて昇温し、145℃で1時間還流させた。
次いで、副生酢酸及び未反応の無水酢酸を留去しながら、145℃から310℃まで3.5時間かけて昇温し、310℃で3時間保持した後、内容物を取り出し、これを室温まで冷却した。
得られた固形物を、粉砕機で粒径約0.1~1mmに粉砕後、窒素雰囲気下、室温から250℃まで1時間かけて昇温し、250℃から295℃まで8時間かけて昇温し、295℃で6時間保持することにより、固相重合を行った。固相重合後、冷却して、粉末状の液晶ポリエステルを得た。
プレペレット(1)(LCP1ペレット)を以下のようにして製造した。
撹拌装置、トルクメータ、窒素ガス導入管、温度計及び還流冷却器を備えた反応器に、6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸(1034.99g、5.5モル)と、2,6-ナフタレンジカルボン酸(378.33g、1.75モル)と、テレフタル酸(83.07g、0.5モル)と、ヒドロキノン(272.52g、2.475モル、2,6-ナフタレンジカルボン酸及びテレフタル酸の合計量に対して0.225モル過剰)と、無水酢酸(1226.87g、12モル)と、触媒として1-メチルイミダゾール(0.17g)とを入れ、反応器内のガスを窒素ガスで置換した後、窒素ガス気流下、撹拌しながら、室温から145℃まで15分間かけて昇温し、145℃で1時間還流させた。
次いで、副生酢酸及び未反応の無水酢酸を留去しながら、145℃から310℃まで3.5時間かけて昇温し、310℃で3時間保持した後、内容物を取り出し、これを室温まで冷却した。
得られた固形物を、粉砕機で粒径約0.1~1mmに粉砕後、窒素雰囲気下、室温から250℃まで1時間かけて昇温し、250℃から295℃まで8時間かけて昇温し、295℃で6時間保持することにより、固相重合を行った。固相重合後、冷却して、粉末状の液晶ポリエステルを得た。
ここで得られた液晶ポリエステルは、全繰り返し単位の合計量に対して、Ar1が2,6-ナフチレン基である繰返し単位(1)を55モル%、Ar2が2,6-ナフチレン基である繰返し単位(2)を17.5モル%、Ar2が1,4-フェニレン基である繰返し単位(2)を5モル%、及びAr3が1,4-フェニレン基である繰返し単位(3)を22.5モル%有し、その流動開始温度は300℃であった。
次いで、得られた粉末状の液晶ポリエステルを、二軸押出機(PMT47、IKG社製)にてシリンダー温度300℃で造粒し、プレペレット(1)(LCP1ペレット)を製造した。製造されたLCP1ペレットの流動開始温度は294℃であった。
≪プレペレット(2)の製造≫
プレペレット(2)(LCP2ペレット)を以下のようにして製造した。
撹拌装置、トルクメータ、窒素ガス導入管、温度計及び還流冷却器を備えた反応器に、6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸(1034.99g、5.5モル)と、2,6-ナフタレンジカルボン酸(378.33g、1.75モル)と、テレフタル酸(83.07g、0.5モル)と、ヒドロキノン(272.52g、2.475モル、2,6-ナフタレンジカルボン酸及びテレフタル酸の合計量に対して0.225モル過剰)と、無水酢酸(1226.87g、12モル)と、触媒として1-メチルイミダゾール(0.17g)とを入れ、反応器内のガスを窒素ガスで置換した後、窒素ガス気流下、撹拌しながら、室温から145℃まで15分間かけて昇温し、145℃で1時間還流させた。
次いで、副生酢酸及び未反応の無水酢酸を留去しながら、145℃から310℃まで3.5時間かけて昇温し、310℃で3時間保持した後、内容物を取り出し、これを室温まで冷却した。
得られた固形物を、粉砕機で粒径約0.1~1mmに粉砕後、窒素雰囲気下、室温から250℃まで1時間かけて昇温し、250℃から310℃まで10時間かけて昇温し、310℃で5時間保持することにより、固相重合を行った。固相重合後、冷却して、粉末状の液晶ポリエステルを得た。
プレペレット(2)(LCP2ペレット)を以下のようにして製造した。
撹拌装置、トルクメータ、窒素ガス導入管、温度計及び還流冷却器を備えた反応器に、6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸(1034.99g、5.5モル)と、2,6-ナフタレンジカルボン酸(378.33g、1.75モル)と、テレフタル酸(83.07g、0.5モル)と、ヒドロキノン(272.52g、2.475モル、2,6-ナフタレンジカルボン酸及びテレフタル酸の合計量に対して0.225モル過剰)と、無水酢酸(1226.87g、12モル)と、触媒として1-メチルイミダゾール(0.17g)とを入れ、反応器内のガスを窒素ガスで置換した後、窒素ガス気流下、撹拌しながら、室温から145℃まで15分間かけて昇温し、145℃で1時間還流させた。
次いで、副生酢酸及び未反応の無水酢酸を留去しながら、145℃から310℃まで3.5時間かけて昇温し、310℃で3時間保持した後、内容物を取り出し、これを室温まで冷却した。
得られた固形物を、粉砕機で粒径約0.1~1mmに粉砕後、窒素雰囲気下、室温から250℃まで1時間かけて昇温し、250℃から310℃まで10時間かけて昇温し、310℃で5時間保持することにより、固相重合を行った。固相重合後、冷却して、粉末状の液晶ポリエステルを得た。
ここで得られた液晶ポリエステルは、全繰り返し単位の合計量に対して、Ar1が2,6-ナフチレン基である繰返し単位(1)を55モル%、Ar2が2,6-ナフチレン基である繰返し単位(2)を17.5モル%、Ar2が1,4-フェニレン基である繰返し単位(2)を5モル%、及びAr3が1,4-フェニレン基である繰返し単位(3)を22.5モル%有し、その流動開始温度は322℃であった。
次いで、得られた粉末状の液晶ポリエステルを、二軸押出機(PMT47、IKG社製)にてシリンダー温度320℃で造粒し、プレペレット(2)(LCP2ペレット)を製造した。製造されたLCP2ペレットの流動開始温度は303℃であった。
<第1のペレットの用意>
熱可塑性樹脂が繊維状フィラーに含浸した、第1のペレット(1)~(5)を用意した。
熱可塑性樹脂が繊維状フィラーに含浸した、第1のペレット(1)~(5)を用意した。
第1のペレット(1)~(4)については、図1に示す形態と同様の製造装置を用い、以下のようにして製造した。
押出機120にはGTS-40型押出機(株式会社プラスチック工学研究所製)を用いた。ベルト式引取機にはEBD-1500A(アイメックス株式会社製)を用いた。繊維状フィラーには下記のガラス繊維を用いた。
押出機120にはGTS-40型押出機(株式会社プラスチック工学研究所製)を用いた。ベルト式引取機にはEBD-1500A(アイメックス株式会社製)を用いた。繊維状フィラーには下記のガラス繊維を用いた。
繊維状フィラー:日東紡績株式会社製のガラス繊維ロービング(HME-ガラス、数平均繊維径17μm、繊度1100g/1000m)
第1のペレット(1)の製造:
プレペレットとして、プレペレット(2)(LCP2ペレット)を用いた。
プレペレット(2)(LCP2ペレット)100質量部に対してガラス繊維束が95.2質量部となる樹脂構造体13を得た。具体的には以下のようにして製造した。
プレペレットとして、プレペレット(2)(LCP2ペレット)を用いた。
プレペレット(2)(LCP2ペレット)100質量部に対してガラス繊維束が95.2質量部となる樹脂構造体13を得た。具体的には以下のようにして製造した。
樹脂構造体を得る工程:
前記ベルト式引取機(引取部127)を作動させることにより、ガラス繊維ロービング10からガラス繊維束11を引取速度10m/minで連続的に繰り出しながら、まず、予備加熱部121で、ガラス繊維束11を150℃に加熱して乾燥させた。
次に、押出機120の先端に取り付けたダイ(含浸部123)に、乾燥後のガラス繊維束11を供給しつつ、押出機120から溶融状態のプレペレット(2)を供給口123aから投入した。ダイ(含浸部123)内で、プレペレット(2)を、380℃で溶融し、ガラス繊維束11に含浸させて、ダイ(含浸部123)出口にてノズル径1.5mmのダイヘッドにてストランド径を調整することで、プレペレット(2)100質量部に対してガラス繊維束が95.2質量部となる樹脂構造体13を得た。
ここで得られた樹脂構造体13においては、ガラス繊維が第1の熱可塑性樹脂(LCP2)層の長手方向に略平行に配列していた。
この後、ダイ(含浸部123)内で加熱された状態の樹脂構造体13を、冷却部125で150℃以下に冷却した。
前記ベルト式引取機(引取部127)を作動させることにより、ガラス繊維ロービング10からガラス繊維束11を引取速度10m/minで連続的に繰り出しながら、まず、予備加熱部121で、ガラス繊維束11を150℃に加熱して乾燥させた。
次に、押出機120の先端に取り付けたダイ(含浸部123)に、乾燥後のガラス繊維束11を供給しつつ、押出機120から溶融状態のプレペレット(2)を供給口123aから投入した。ダイ(含浸部123)内で、プレペレット(2)を、380℃で溶融し、ガラス繊維束11に含浸させて、ダイ(含浸部123)出口にてノズル径1.5mmのダイヘッドにてストランド径を調整することで、プレペレット(2)100質量部に対してガラス繊維束が95.2質量部となる樹脂構造体13を得た。
ここで得られた樹脂構造体13においては、ガラス繊維が第1の熱可塑性樹脂(LCP2)層の長手方向に略平行に配列していた。
この後、ダイ(含浸部123)内で加熱された状態の樹脂構造体13を、冷却部125で150℃以下に冷却した。
ペレットを得る工程:
次に、冷却後の樹脂構造体13を、前記ベルト式引取機(引取部127)でストランド状に引き取り、ペレタイザー(切断部129)へ繰り出し、その長手方向に所定の長さで切断して、円柱形状(長さ12mm)のペレット15を得た。
次に、冷却後の樹脂構造体13を、前記ベルト式引取機(引取部127)でストランド状に引き取り、ペレタイザー(切断部129)へ繰り出し、その長手方向に所定の長さで切断して、円柱形状(長さ12mm)のペレット15を得た。
ペレット15を長手方向に切断し、切断により得られた断面をマイクロスコープにて観察した。その観察の結果、ガラス繊維の配列方向は、ペレットの長手方向と略一致し、ペレットの長手方向と略平行であることを確認できた。
また、ペレット中のガラス繊維の長さに関して、長さ加重平均繊維長は以下の手順で測定した。
また、ペレット中のガラス繊維の長さに関して、長さ加重平均繊維長は以下の手順で測定した。
手順(1):ペレット2gをマッフル炉で600℃、4時間加熱して、樹脂分(第1の熱可塑性樹脂)を除去した。
手順(2):ペレットから樹脂分を除去したものを、界面活性剤(Micro90、INTERNATIONAL PRODUCTS CORPORATION社製)0.05体積%入り水溶液1000mLに分散させて、分散液を調製した。
手順(3):分散液から100mLを取り出し、純水で10倍に希釈した。希釈後の分散液から50mLを取り出し、シャーレに分散させ、マイクロスコープ(VH-Z25、キーエンス社製、倍率10倍)にてシャーレの中に分散したガラス繊維を観察し、画像を1サンプルにつき、撮影領域が重ならないように10枚撮影した。
手順(4):撮影した画像1枚中に存在する全ての繊維の長さを、マイクロスコープの計測ツールで測定した。尚、屈曲した繊維は、多点間計測により測定し、画像の淵に接している繊維は測定しないこととした。繊維の測定本数合計が500本を超えるまで、撮影した10枚の画像で順次同様の操作を行い、繊維長を測定した。
手順(5):手順(4)で測定したガラス繊維の繊維長から、長さ加重平均繊維長lm=(Σli2×ni)/(Σli×ni)を求めた(Σni>500)。
li:ガラス繊維の繊維長
ni:繊維長liのガラス繊維の本数
その結果、ガラス繊維の長さ加重平均繊維長は、ペレットの長さ(12mm)と同じであった。
li:ガラス繊維の繊維長
ni:繊維長liのガラス繊維の本数
その結果、ガラス繊維の長さ加重平均繊維長は、ペレットの長さ(12mm)と同じであった。
第1のペレット(2)の製造:
プレペレットとして、プレペレット(1)(LCP1ペレット)を用い、ノズル径2.0mmのダイヘッドにてストランド径を調整することで、プレペレット(1)(LCP1ペレット)100質量部に対してガラス繊維束が48.8質量部となる樹脂構造体13を得た。
これら以外は、上記の第1のペレット(1)の製造と同様にして、円柱形状(長さ12mm)のペレット15を得た。
プレペレットとして、プレペレット(1)(LCP1ペレット)を用い、ノズル径2.0mmのダイヘッドにてストランド径を調整することで、プレペレット(1)(LCP1ペレット)100質量部に対してガラス繊維束が48.8質量部となる樹脂構造体13を得た。
これら以外は、上記の第1のペレット(1)の製造と同様にして、円柱形状(長さ12mm)のペレット15を得た。
第1のペレット(3)の製造:
プレペレットとして、プレペレット(1)(LCP1ペレット)を用い、ノズル径1.3mmのダイヘッドにてストランド径を調整することで、プレペレット(1)(LCP1ペレット)100質量部に対してガラス繊維束が125質量部となる樹脂構造体13を得た。
これら以外は、上記の第1のペレット(1)の製造と同様にして、円柱形状(長さ12mm)のペレット15を得た。
プレペレットとして、プレペレット(1)(LCP1ペレット)を用い、ノズル径1.3mmのダイヘッドにてストランド径を調整することで、プレペレット(1)(LCP1ペレット)100質量部に対してガラス繊維束が125質量部となる樹脂構造体13を得た。
これら以外は、上記の第1のペレット(1)の製造と同様にして、円柱形状(長さ12mm)のペレット15を得た。
第1のペレット(4)の製造:
プレペレットとして、プレペレット(2)(LCP2ペレット)を用いた。
プレペレット(2)(LCP2ペレット)100質量部に対してガラス繊維束が97.1質量部となる樹脂構造体13を得た。
これら以外は、上記の第1のペレット(1)の製造と同様にして、円柱形状(長さ12mm)のペレット15を得た。
プレペレットとして、プレペレット(2)(LCP2ペレット)を用いた。
プレペレット(2)(LCP2ペレット)100質量部に対してガラス繊維束が97.1質量部となる樹脂構造体13を得た。
これら以外は、上記の第1のペレット(1)の製造と同様にして、円柱形状(長さ12mm)のペレット15を得た。
第1のペレット(5)については、下記のPA66長繊維GFペレットを用いた。
PA66長繊維GFペレット:ダイセルポリマー株式会社製のPLASTRON PA66-GF50(ガラス繊維の充填量がペレット総量に対して50質量%、ペレット長9mm)、流動開始温度264℃、ポリアミド樹脂がガラス繊維に含浸したペレット。
PA66長繊維GFペレット:ダイセルポリマー株式会社製のPLASTRON PA66-GF50(ガラス繊維の充填量がペレット総量に対して50質量%、ペレット長9mm)、流動開始温度264℃、ポリアミド樹脂がガラス繊維に含浸したペレット。
<第2のペレットの用意>
繊維状フィラーを含まず、熱可塑性樹脂を含む第2のペレット(1)~(2)を用意した。
第2のペレット(1)として、プレペレット(1)(LCP1ペレット)をそのまま用いた。
繊維状フィラーを含まず、熱可塑性樹脂を含む第2のペレット(1)~(2)を用意した。
第2のペレット(1)として、プレペレット(1)(LCP1ペレット)をそのまま用いた。
第2のペレット(2)として、下記のPA6ペレットを用いた。
PA6ペレット:宇部興産株式会社製のUBE ナイロン 1013B、流動開始温度226℃
PA6ペレット:宇部興産株式会社製のUBE ナイロン 1013B、流動開始温度226℃
第1のペレット(1)~(5)及び第2のペレット(1)~(2)の組成を表1に示した。
<射出成形品の製造>
第1のペレットと第2のペレットと計量安定化剤とを混合してペレット混合物を得る工程、及び前記ペレット混合物を射出成形する工程により、各例の射出成形品を製造した。
第1のペレットと第2のペレットと計量安定化剤とを混合してペレット混合物を得る工程、及び前記ペレット混合物を射出成形する工程により、各例の射出成形品を製造した。
(実施例1)
ペレット混合物を得る工程:
上記で用意した第1のペレット(1)と第2のペレット(1)とを、表2に記載の割合で混合した後、第1のペレット(1)と第2のペレット(1)との混合物100質量部に対し、計量安定化剤としてCS-7(ベヘン酸カルシウム、日東化成工業株式会社製)0.04質量部を添加し、均一に混合してペレット混合物を得た。
ペレット混合物を得る工程:
上記で用意した第1のペレット(1)と第2のペレット(1)とを、表2に記載の割合で混合した後、第1のペレット(1)と第2のペレット(1)との混合物100質量部に対し、計量安定化剤としてCS-7(ベヘン酸カルシウム、日東化成工業株式会社製)0.04質量部を添加し、均一に混合してペレット混合物を得た。
ペレット混合物を射出成形する工程:
前記ペレット混合物を、射出成形機TR450EH3(株式会社ソディック製)のホッパーへ投入した。可塑化部の温度(すなわち、溶融混練温度)が300℃の前記射出成形機内で溶融混練し、金型温度100℃の金型内へ、射出速度20mm/秒にて射出することにより、JIS K7139に準拠した多目的試験片(タイプA1)(厚さ4mm)を成形した。尚、ゲートは、多目的試験片の片側つかみ部の上辺より厚さ4mmのフィルムゲートとした。
その他射出条件:プランジャー部の温度360℃、スクリュー回転数(可塑化部)100rpm、背圧0MPa、保圧100MPa、保圧時間5秒間
前記ペレット混合物を、射出成形機TR450EH3(株式会社ソディック製)のホッパーへ投入した。可塑化部の温度(すなわち、溶融混練温度)が300℃の前記射出成形機内で溶融混練し、金型温度100℃の金型内へ、射出速度20mm/秒にて射出することにより、JIS K7139に準拠した多目的試験片(タイプA1)(厚さ4mm)を成形した。尚、ゲートは、多目的試験片の片側つかみ部の上辺より厚さ4mmのフィルムゲートとした。
その他射出条件:プランジャー部の温度360℃、スクリュー回転数(可塑化部)100rpm、背圧0MPa、保圧100MPa、保圧時間5秒間
(比較例1~2)
可塑化部の温度(すなわち、溶融混練温度)を変更した以外は、実施例1の射出成形品を製造する方法と同様にして、JIS K7139に準拠した多目的試験片(タイプA1)(厚さ4mm)を成形した。
可塑化部の温度(すなわち、溶融混練温度)を変更した以外は、実施例1の射出成形品を製造する方法と同様にして、JIS K7139に準拠した多目的試験片(タイプA1)(厚さ4mm)を成形した。
(比較例3)
第1のペレット(2)と第2のペレット(1)とを併用し、ペレット混合物の混合比率を変更した以外は、実施例1の射出成形品を製造する方法と同様にして、JIS K7139に準拠した多目的試験片(タイプA1)(厚さ4mm)を成形した。
第1のペレット(2)と第2のペレット(1)とを併用し、ペレット混合物の混合比率を変更した以外は、実施例1の射出成形品を製造する方法と同様にして、JIS K7139に準拠した多目的試験片(タイプA1)(厚さ4mm)を成形した。
(実施例2)
ペレット混合物を得る工程:
上記で用意した第1のペレット(3)と第2のペレット(2)とを、表2に記載の割合で混合した後、第1のペレット(3)と第2のペレット(2)との混合物100質量部に対し、計量安定化剤としてCS-7(ベヘン酸カルシウム、日東化成工業株式会社製)0.04質量部を添加し、均一に混合してペレット混合物を得た。
ペレット混合物を得る工程:
上記で用意した第1のペレット(3)と第2のペレット(2)とを、表2に記載の割合で混合した後、第1のペレット(3)と第2のペレット(2)との混合物100質量部に対し、計量安定化剤としてCS-7(ベヘン酸カルシウム、日東化成工業株式会社製)0.04質量部を添加し、均一に混合してペレット混合物を得た。
ペレット混合物を射出成形する工程:
前記ペレット混合物を、射出成形機TR450EH3(株式会社ソディック製)のホッパーへ投入した。可塑化部の温度(すなわち、溶融混練温度)が270℃の前記射出成形機内で溶融混練し、金型温度100℃の金型内へ、射出速度20mm/秒にて射出することにより、JIS K7139に準拠した多目的試験片(タイプA1)(厚さ4mm)を成形した。尚、ゲートは、多目的試験片の片側つかみ部の上辺より厚さ4mmのフィルムゲートとした。
その他射出条件:プランジャー部の温度300℃、スクリュー回転数(可塑化部)100rpm、背圧0MPa、保圧100MPa、保圧時間5秒間
前記ペレット混合物を、射出成形機TR450EH3(株式会社ソディック製)のホッパーへ投入した。可塑化部の温度(すなわち、溶融混練温度)が270℃の前記射出成形機内で溶融混練し、金型温度100℃の金型内へ、射出速度20mm/秒にて射出することにより、JIS K7139に準拠した多目的試験片(タイプA1)(厚さ4mm)を成形した。尚、ゲートは、多目的試験片の片側つかみ部の上辺より厚さ4mmのフィルムゲートとした。
その他射出条件:プランジャー部の温度300℃、スクリュー回転数(可塑化部)100rpm、背圧0MPa、保圧100MPa、保圧時間5秒間
(比較例4)
可塑化部の温度(すなわち、溶融混練温度)を変更した以外は、実施例2の射出成形品を製造する方法と同様にして、JIS K7139に準拠した多目的試験片(タイプA1)(厚さ4mm)を成形した。
可塑化部の温度(すなわち、溶融混練温度)を変更した以外は、実施例2の射出成形品を製造する方法と同様にして、JIS K7139に準拠した多目的試験片(タイプA1)(厚さ4mm)を成形した。
(比較例5)
第1のペレット(5)と第2のペレット(2)とを併用し、ペレット混合物の混合比率を変更した以外は、実施例2の射出成形品を製造する方法と同様にして、JIS K7139に準拠した多目的試験片(タイプA1)(厚さ4mm)を成形した。
第1のペレット(5)と第2のペレット(2)とを併用し、ペレット混合物の混合比率を変更した以外は、実施例2の射出成形品を製造する方法と同様にして、JIS K7139に準拠した多目的試験片(タイプA1)(厚さ4mm)を成形した。
(実施例3)
ペレット混合物を得る工程:
上記で用意した第1のペレット(4)と第2のペレット(1)とを、表2に記載の割合で混合した後、第1のペレット(4)と第2のペレット(1)との混合物100質量部に対し、計量安定化剤としてCS-7(ベヘン酸カルシウム、日東化成工業株式会社製)0.04質量部を添加し、均一に混合してペレット混合物を得た。
ペレット混合物を得る工程:
上記で用意した第1のペレット(4)と第2のペレット(1)とを、表2に記載の割合で混合した後、第1のペレット(4)と第2のペレット(1)との混合物100質量部に対し、計量安定化剤としてCS-7(ベヘン酸カルシウム、日東化成工業株式会社製)0.04質量部を添加し、均一に混合してペレット混合物を得た。
ペレット混合物を射出成形する工程:
前記ペレット混合物を、射出成形機TR450EH3(株式会社ソディック製)のホッパーへ投入した。可塑化部の温度(すなわち、溶融混練温度)が300℃の前記射出成形機内で溶融混練し、金型温度100℃の金型内へ、射出速度20mm/秒にて射出することにより、JIS K7139に準拠した多目的試験片(タイプA1)(厚さ4mm)を成形した。尚、ゲートは、多目的試験片の片側つかみ部の上辺より厚さ4mmのフィルムゲートとした。
その他射出条件:プランジャー部の温度360℃、スクリュー回転数(可塑化部)100rpm、背圧0MPa、保圧100MPa、保圧時間5秒間
前記ペレット混合物を、射出成形機TR450EH3(株式会社ソディック製)のホッパーへ投入した。可塑化部の温度(すなわち、溶融混練温度)が300℃の前記射出成形機内で溶融混練し、金型温度100℃の金型内へ、射出速度20mm/秒にて射出することにより、JIS K7139に準拠した多目的試験片(タイプA1)(厚さ4mm)を成形した。尚、ゲートは、多目的試験片の片側つかみ部の上辺より厚さ4mmのフィルムゲートとした。
その他射出条件:プランジャー部の温度360℃、スクリュー回転数(可塑化部)100rpm、背圧0MPa、保圧100MPa、保圧時間5秒間
(比較例6)
可塑化部の温度(すなわち、溶融混練温度)を変更した以外は、実施例3の射出成形品を製造する方法と同様にして、JIS K7139に準拠した多目的試験片(タイプA1)(厚さ4mm)を成形した。
可塑化部の温度(すなわち、溶融混練温度)を変更した以外は、実施例3の射出成形品を製造する方法と同様にして、JIS K7139に準拠した多目的試験片(タイプA1)(厚さ4mm)を成形した。
各例の射出成形品(多目的試験片(タイプA1)(厚さ4mm))に対して、繊維状フィラー充填量バラツキの測定(a)、繊維状フィラー充填量バラツキの測定(b)、射出成形品中の繊維状フィラーの長さ加重平均繊維長の測定を、それぞれ以下のようにして行った。これらの測定結果を表2に示した。
[繊維状フィラー充填量バラツキの測定(a)]
手順(1a):射出成形品(多目的試験片(タイプA1)(厚さ4mm))を平面視した際の平面図において、5mm角正方形を1個の試験片としたとき、該平面図上で8個の5mm角正方形が縦2個及び横4個に配列した長方形となるように、射出成形品から試験片8個を切り出した。
手順(2a):前記試験片8個それぞれについて繊維状フィラーの充填量を測定した。
手順(3a):繊維状フィラーの充填量8点の測定値から、当該充填量の標準偏差を下式(SD)より算出した。
手順(1a):射出成形品(多目的試験片(タイプA1)(厚さ4mm))を平面視した際の平面図において、5mm角正方形を1個の試験片としたとき、該平面図上で8個の5mm角正方形が縦2個及び横4個に配列した長方形となるように、射出成形品から試験片8個を切り出した。
手順(2a):前記試験片8個それぞれについて繊維状フィラーの充填量を測定した。
手順(3a):繊維状フィラーの充填量8点の測定値から、当該充填量の標準偏差を下式(SD)より算出した。
S2:分散
n:5mm角正方形の試験片の総数(8個)
xi:5mm角正方形の試験片のそれぞれの繊維状フィラーの充填量(すなわち、5mm角正方形の試験片の質量に対する繊維状フィラーの質量の割合[質量%])
X:繊維状フィラーの充填量8点の平均値
・試験片における、繊維状フィラーの充填量の測定方法
手順(1):5mm角の正方形に切り出した試験片の質量(m0)及びるつぼの質量(M1)を、精密天秤にて0.1mg単位まで測定した。
手順(2):前記試験片を前記るつぼに入れ、マッフル炉で600℃、4時間加熱して樹脂分を除去した。
手順(3):るつぼの質量(M1)及びるつぼに残っているガラス繊維の質量(m1)の総量(M2)を、るつぼごと精密天秤にて0.1mg単位まで測定し、手順(1)で測定した試験片の質量(m0)及びるつぼの質量(M1)から、式(ガラス繊維の充填量=m1×100/m0=(M2-M1)×100/m0)により、ガラス繊維の充填量(すなわち、5mm角正方形の試験片の質量に対するガラス繊維の質量の割合[質量%])を求めた。
手順(1):5mm角の正方形に切り出した試験片の質量(m0)及びるつぼの質量(M1)を、精密天秤にて0.1mg単位まで測定した。
手順(2):前記試験片を前記るつぼに入れ、マッフル炉で600℃、4時間加熱して樹脂分を除去した。
手順(3):るつぼの質量(M1)及びるつぼに残っているガラス繊維の質量(m1)の総量(M2)を、るつぼごと精密天秤にて0.1mg単位まで測定し、手順(1)で測定した試験片の質量(m0)及びるつぼの質量(M1)から、式(ガラス繊維の充填量=m1×100/m0=(M2-M1)×100/m0)により、ガラス繊維の充填量(すなわち、5mm角正方形の試験片の質量に対するガラス繊維の質量の割合[質量%])を求めた。
[繊維状フィラー充填量バラツキの測定(b)]
手順(1b):射出成形品(多目的試験片(タイプA1)(厚さ4mm))を平面視した際の平面図において、5mm角正方形を1個の試験片としたとき、該平面図上で8個の5mm角正方形が縦2個及び横4個に配列した長方形となるように、射出成形品から試験片8個を切り出した。
手順(2b):前記試験片8個それぞれについて繊維状フィラーの充填量を測定した。試験片における、繊維状フィラーの充填量の測定方法は、上記手順(2a)と同様である。
手順(3b):繊維状フィラーの充填量8点の測定値のうち、最大値と最小値との差を求めた。
手順(1b):射出成形品(多目的試験片(タイプA1)(厚さ4mm))を平面視した際の平面図において、5mm角正方形を1個の試験片としたとき、該平面図上で8個の5mm角正方形が縦2個及び横4個に配列した長方形となるように、射出成形品から試験片8個を切り出した。
手順(2b):前記試験片8個それぞれについて繊維状フィラーの充填量を測定した。試験片における、繊維状フィラーの充填量の測定方法は、上記手順(2a)と同様である。
手順(3b):繊維状フィラーの充填量8点の測定値のうち、最大値と最小値との差を求めた。
[射出成形品中の繊維状フィラーの長さ加重平均繊維長の測定]
手順(1):多目的試験片(タイプA1)(厚さ4mm)の中央部より、幅10mm×長さ30mm×厚さ4mmの試験片を切り出し、マッフル炉で600℃、4時間加熱して樹脂分を除去した。
手順(2):試験片から樹脂分を除去したものを、界面活性剤(Micro90 INTERNATIONAL PRODUCTS CORPORATION社製)0.05体積%入り水溶液1000mLに分散させて、分散液を調製した。
手順(3):分散液から100mLを取り出し、純水で10倍に希釈した。希釈後の分散液から50mLを取り出してシャーレに分散させ、続いて、シャーレの中に分散したガラス繊維を、マイクロスコープ(VH-ZST(KEYENCE社製)倍率20倍)にて観察し、画像を1サンプルにつき、撮影領域が重ならないように10枚撮影した。
手順(4):撮影した画像1枚中に存在する全ての繊維の長さを、マイクロスコープの計測ツールで測定した。尚、屈曲した繊維は、多点間計測により測定した。繊維の測定本数合計が500本を超えるまで、撮影した10枚の画像で順次同様の操作を行い、繊維長を測定した。
手順(5):手順(4)で測定したガラス繊維の繊維長から、長さ加重平均繊維長lm=(Σli2×ni)/(Σli×ni)を求めた(Σni>500)。
li:ガラス繊維の繊維長
ni:繊維長liのガラス繊維の本数
手順(1):多目的試験片(タイプA1)(厚さ4mm)の中央部より、幅10mm×長さ30mm×厚さ4mmの試験片を切り出し、マッフル炉で600℃、4時間加熱して樹脂分を除去した。
手順(2):試験片から樹脂分を除去したものを、界面活性剤(Micro90 INTERNATIONAL PRODUCTS CORPORATION社製)0.05体積%入り水溶液1000mLに分散させて、分散液を調製した。
手順(3):分散液から100mLを取り出し、純水で10倍に希釈した。希釈後の分散液から50mLを取り出してシャーレに分散させ、続いて、シャーレの中に分散したガラス繊維を、マイクロスコープ(VH-ZST(KEYENCE社製)倍率20倍)にて観察し、画像を1サンプルにつき、撮影領域が重ならないように10枚撮影した。
手順(4):撮影した画像1枚中に存在する全ての繊維の長さを、マイクロスコープの計測ツールで測定した。尚、屈曲した繊維は、多点間計測により測定した。繊維の測定本数合計が500本を超えるまで、撮影した10枚の画像で順次同様の操作を行い、繊維長を測定した。
手順(5):手順(4)で測定したガラス繊維の繊維長から、長さ加重平均繊維長lm=(Σli2×ni)/(Σli×ni)を求めた(Σni>500)。
li:ガラス繊維の繊維長
ni:繊維長liのガラス繊維の本数
<射出成形品の評価>
各例の射出成形品について、下記シャルピー衝撃試験を実施し、シャルピー衝撃強度を測定して、衝突荷重に対する強度を評価した。この測定結果を表2に示した。
各例の射出成形品について、下記シャルピー衝撃試験を実施し、シャルピー衝撃強度を測定して、衝突荷重に対する強度を評価した。この測定結果を表2に示した。
シャルピー衝撃試験:
各例の射出成形品(多目的試験片(タイプA1)(厚さ4mm))から、幅10mm×長さ80mm×厚さ4mmのノッチなし試験片を切り出した。
このノッチなし試験片について、ISO 2818、JIS K7144に準拠し、深さ2mmの45°V字溝(ノッチ先端半径:0.25mm±0.05mm)のノッチ加工を施した。ノッチ加工には、ノッチングツール(東洋精機株式会社 型式A-4)を用いた。
ノッチ加工を施した試験片(ノッチあり試験片)を用いて、ISO179-1、JIS K7111-1に準拠し、ハンマー2.0J、4.0Jを採用して、シャルピー衝撃試験を実施した。ノッチあり試験片のシャルピー衝撃強度は、5回測定の平均値を採用した。
各例の射出成形品(多目的試験片(タイプA1)(厚さ4mm))から、幅10mm×長さ80mm×厚さ4mmのノッチなし試験片を切り出した。
このノッチなし試験片について、ISO 2818、JIS K7144に準拠し、深さ2mmの45°V字溝(ノッチ先端半径:0.25mm±0.05mm)のノッチ加工を施した。ノッチ加工には、ノッチングツール(東洋精機株式会社 型式A-4)を用いた。
ノッチ加工を施した試験片(ノッチあり試験片)を用いて、ISO179-1、JIS K7111-1に準拠し、ハンマー2.0J、4.0Jを採用して、シャルピー衝撃試験を実施した。ノッチあり試験片のシャルピー衝撃強度は、5回測定の平均値を採用した。
表2に示す結果から、本発明を適用した実施例1の射出成形品は、比較例1~3の射出成形品に比べて、シャルピー衝撃強度の値が大きく、衝突荷重に対する強度がより高められていることが確認できる。
また、本発明を適用した実施例2の射出成形品は、比較例4~5の射出成形品に比べて、シャルピー衝撃強度の値が大きく、衝突荷重に対する強度がより高められていることが確認できる。
また、本発明を適用した実施例3の射出成形品は、比較例6の射出成形品に比べて、シャルピー衝撃強度の値が大きく、衝突荷重に対する強度がより高められていることが確認できる。
100 製造装置、101~109 搬送ロール、120 押出機、121 予備加熱部、123 含浸部、125 冷却部、127 引取部、129 切断部
Claims (6)
- 熱可塑性樹脂65~95質量部と、繊維状フィラー5~35質量部とを含有する射出成形品であって、
前記熱可塑性樹脂が、ポリプロピレン及び液晶性ポリエステルからなる群より選ばれる少なくとも1種を、前記熱可塑性樹脂の総量に対して10質量%以上含み、
下記[繊維状フィラー充填量バラツキの測定(a)]から決定される、前記射出成形品中の繊維状フィラーの充填量の標準偏差が、1.0質量%を超える、射出成形品。
[繊維状フィラー充填量バラツキの測定(a)]
手順(1a):射出成形品を平面視した際の平面図において、5mm角正方形を1個の試験片としたとき、該平面図上で8個の5mm角正方形が縦2個及び横4個に配列した長方形となるように、射出成形品から試験片8個を切り出す。
手順(2a):前記試験片8個それぞれについて繊維状フィラーの充填量を測定する。
手順(3a):繊維状フィラーの充填量8点の測定値から、当該充填量の標準偏差を算出する。 - 前記繊維状フィラーの長さ加重平均繊維長が、4mm以上である、請求項1に記載の射出成形品。
- 前記繊維状フィラーが、ガラス繊維である、請求項1又は2に記載の射出成形品。
- 下記[繊維状フィラー充填量バラツキの測定(b)]から決定される、前記射出成形品中の前記繊維状フィラーの充填量の最大差が、3.0質量%を超える、請求項1~3のいずれか一項に記載の射出成形品。
[繊維状フィラー充填量バラツキの測定(b)]
手順(1b):射出成形品を平面視した際の平面図において、5mm角正方形を1個の試験片としたとき、該平面図上で8個の5mm角正方形が縦2個及び横4個に配列した長方形となるように、射出成形品から試験片8個を切り出す。
手順(2b):前記試験片8個それぞれについて繊維状フィラーの充填量を測定する。
手順(3b):繊維状フィラーの充填量8点の測定値のうち、最大値と最小値との差を求める。 - 請求項1~4のいずれか一項に記載の射出成形品の製造方法であって、
第1の熱可塑性樹脂が前記繊維状フィラーに含浸した第1のペレットと、前記繊維状フィラーを含まず、前記第1の熱可塑性樹脂に比べて流動開始温度が低い第2の熱可塑性樹脂を含む第2のペレットとを混合して、ペレット混合物を得る工程、及び
前記ペレット混合物を射出成形する工程
を有する、射出成形品の製造方法。 - 前記第1の熱可塑性樹脂又は前記第1のペレットと、前記第2の熱可塑性樹脂との流動開始温度の差が、5℃以上であり、
前記ペレット混合物の溶融混練温度が、前記第2の熱可塑性樹脂の流動開始温度を超え、前記第1の熱可塑性樹脂又は前記第1のペレットの流動開始温度以下である、請求項5に記載の射出成形品の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019148155A JP6741832B1 (ja) | 2019-08-09 | 2019-08-09 | 射出成形品及びその製造方法 |
JP2019-148155 | 2019-08-09 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2021029263A1 true WO2021029263A1 (ja) | 2021-02-18 |
Family
ID=72047822
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2020/029745 WO2021029263A1 (ja) | 2019-08-09 | 2020-08-04 | 射出成形品及びその製造方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6741832B1 (ja) |
WO (1) | WO2021029263A1 (ja) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0376614A (ja) * | 1989-08-21 | 1991-04-02 | Sumitomo Chem Co Ltd | 繊維強化熱可塑性樹脂成形品の製造方法 |
JPH03284917A (ja) * | 1990-03-30 | 1991-12-16 | Isuzu Motors Ltd | プラスチックの局部強化方法 |
JPH06226866A (ja) * | 1993-01-29 | 1994-08-16 | Mazda Motor Corp | 液晶樹脂複合体の成形方法およびその成形用素材 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58134721A (ja) * | 1982-02-04 | 1983-08-11 | Aron Kasei Co Ltd | 導電性フイラ−を混入してなる熱可塑性樹脂成形品 |
JPH07108557A (ja) * | 1993-10-13 | 1995-04-25 | Mitsubishi Plastics Ind Ltd | 長繊維材を配した成形品の射出成形方法 |
FR3029448B1 (fr) * | 2014-12-05 | 2018-04-20 | Plastic Omnium Cie | Procede de fabrication d'une piece de vehicule automobile en matiere thermoplastique renforcee |
-
2019
- 2019-08-09 JP JP2019148155A patent/JP6741832B1/ja active Active
-
2020
- 2020-08-04 WO PCT/JP2020/029745 patent/WO2021029263A1/ja active Application Filing
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0376614A (ja) * | 1989-08-21 | 1991-04-02 | Sumitomo Chem Co Ltd | 繊維強化熱可塑性樹脂成形品の製造方法 |
JPH03284917A (ja) * | 1990-03-30 | 1991-12-16 | Isuzu Motors Ltd | プラスチックの局部強化方法 |
JPH06226866A (ja) * | 1993-01-29 | 1994-08-16 | Mazda Motor Corp | 液晶樹脂複合体の成形方法およびその成形用素材 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2021028154A (ja) | 2021-02-25 |
JP6741832B1 (ja) | 2020-08-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6694998B1 (ja) | 液晶ポリエステル樹脂組成物及び成形体 | |
JP6741834B1 (ja) | 液晶ポリエステル樹脂ペレット、及びその製造方法、並びに成形体の製造方法 | |
TWI846921B (zh) | 液晶聚酯樹脂組成物及其製造方法以及成形體 | |
JP6773930B1 (ja) | 液晶ポリエステル樹脂成形体、液晶ポリエステル樹脂ペレット、及び液晶ポリエステル樹脂ペレットの製造方法 | |
WO2021029109A1 (ja) | 樹脂組成物及び成形体 | |
WO2021029272A1 (ja) | 液晶ポリエステル樹脂ペレット、及び液晶ポリエステル樹脂ペレットの製造方法、並びに液晶ポリエステル樹脂成形体 | |
WO2021029271A1 (ja) | 液晶ポリエステル樹脂ペレット、及び液晶ポリエステル樹脂成形体、並びに液晶ポリエステル樹脂成形体の製造方法 | |
WO2021029263A1 (ja) | 射出成形品及びその製造方法 | |
WO2021029276A1 (ja) | 射出成形品 | |
JP6789429B1 (ja) | 液晶ポリエステル樹脂ペレット、及び液晶ポリエステル樹脂成形体 | |
JP2021139496A (ja) | 衝撃吸収部材及び車両 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 20851563 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 20851563 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |