(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複合材の各素材にそれぞれ相溶する相溶化剤を添加して樹脂複合材を調製する樹脂複合材の製造方法であって、
上記複合材の各素材にそれぞれ相溶する複数素材からなる相溶化素材を、単一の押出機の上流側で互いに反応させて相溶化剤を調製し、上記押出機の下流側でこの調製された相溶化剤と上記複合材の各素材とを溶融混練せしめて樹脂複合材を調製することを特徴とする樹脂複合材の製造方法。
【請求項２】
上記押出機の上流側と下流側とで調製温度が異なることを特徴とする請求項１記載の樹脂複合材の製造方法。
【請求項３】
上記相溶化素材の熱分解温度が上記複合材の各素材の溶融温度よりも低く、上記押出機の上流側での調製温度は下流側での調製温度よりも低く設定されていることを特徴とする請求項２記載の樹脂複合材の製造方法。
【請求項４】
上流側へは、相溶化剤素材とともに複合材素材の少なくとも一つが同時に供給されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一に記載の樹脂複合材の製造方法。
【請求項５】
上記押出機の上流側での調製温度は下流側での調製温度よりも低く設定されており、上流側へ同時に供給される複合材素材は、上流側領域の温度で溶融されることを特徴とする請求項４記載の樹脂複合材の製造方法。
【請求項６】
上記相溶化素材が、無水マレイン酸変性ＰＰと、熱可塑性液晶樹脂よりも低融点の液晶ポリマーとを含有してなり、上記複合材素材がＰＰ樹脂と、該ＰＰ樹脂中において繊維化状態で配向され得る高融点の熱可塑性液晶樹脂とを含有してなることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一に記載の樹脂複合材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、相溶化剤を含有した樹脂複合材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、マトリックス樹脂に強化材を複合させて樹脂複合材を製造する場合、両者に相溶する相溶化剤を添加することにより、両者間の接着性が向上して複合化効果が増し、より物性の向上した樹脂複合材が得られることは、一般に良く知られている。
例えば、特開平６−４１４４４号公報では、熱可塑性樹脂からなるマトリックス樹脂と、該マトリックス樹脂の最低成形可能温度（結晶性のものにあっては融点）よりも高い液晶転移温度を有する熱可塑性液晶樹脂とを複合化させるに際して、両樹脂の双方に相溶性を有する相溶化剤を添加した上で、溶融させて押し出すようにしたものが開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような熱可塑性液晶樹脂（ＬＣＰ）複合材を製造するに際して、そのマトリックス樹脂（連続相）として、比較的低コストで汎用性のあるポリプロピレン（ＰＰ）樹脂を採用した場合、このＰＰは反応性に乏しく、また、ＬＣＰはＬＣＰ以外の樹脂との相溶性に乏しいので、市販の相溶化剤のうちで適用し得るものはかなり限られてくる。
【０００４】
かかる材料系に適用可能なものとしては、その分子内にＰＰと相溶するＰＰ鎖とＬＣＰと反応し得る官能基の両方が存在するものが有望であると考えられるが、本願発明者の研究によれば、市販の相溶化剤で適用し得ると思われるものは、いずれも熱的安定性が低く、ＬＣＰ複合材の調製温度域では熱分解を起こしてしまうことが分かった。
つまり、ＰＰとＬＣＰと市販相溶化剤とを同時に押出機内に投入して材料を調製しようとすると、狙いとする市販相溶化剤とＬＣＰとの反応と、市販相溶化剤の熱分解とが同時に進行してしまうものと考えられる。
【０００５】
かかる問題に関して、本願発明者は更に研究を重ねた結果、上記タイプの市販相溶化剤（例えば無水マレイン酸変性ＰＰ）と低融点の液晶ポリマーとを組み合わせ、両者を前以て反応させて得られたものを新たな相溶化剤とみなして、ＰＰ−ＬＣＰ系に添加することにより、ＰＰとＬＣＰとの接着性が向上することを見いだした。
【０００６】
そこで、この発明は、市販の相溶化剤に低融点の液晶ポリマーを組み合わせて反応させることにより、この反応で生成したものを新たな相溶化剤として樹脂複合材の調製時に適用し得ることに着目してなされたもので、樹脂複合材の素材間の接着性を高め、また、かかる新たな相溶化剤を用いて樹脂複合材を製造する際の工程短縮を図ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このため、本願の請求項１に係る発明(以下、第１の発明という)は、複合材の各素材にそれぞれ相溶する相溶化剤を添加して樹脂複合材を調製する樹脂複合材の製造方法であって、上記複合材の各素材にそれぞれ相溶する複数素材からなる相溶化素材を、単一の押出機の上流側で互いに反応させて相溶化剤を調製し、上記押出機の下流側でこの調製された相溶化剤と上記複合材の各素材とを溶融混練せしめて樹脂複合材を調製することを特徴としたものである。
【０００８】
また、本願の請求項２に係る発明(以下、第２の発明という)は、上記第１の発明において、上記押出機の上流側と下流側とで調製温度が異なることを特徴としたものである。
【０００９】
更に、本願の請求項３に係る発明(以下、第３の発明という)は、上記第２の発明において、上記相溶化素材の熱分解温度が上記複合材の各素材の溶融温度よりも低く、上記押出機の上流側での調製温度は下流側での調製温度よりも低く設定されていることを特徴としたものである。
【００１０】
また、更に、本願の請求項４に係る発明(以下、第４の発明という)は、上記第１〜第３の発明のいずれか一において、上流側へは、相溶化剤素材とともに複合材素材の少なくとも一つが同時に供給されることを特徴としたものである。
【００１１】
また、更に、本願の請求項５に係る発明(以下、第５の発明という)は、上記第４の発明において、上記押出機の上流側での調製温度は下流側での調製温度よりも低く設定されており、上流側へ同時に供給される複合材素材は、上流側領域の温度で溶融されることを特徴としたものである。
【００１２】
また、更に、本願の請求項６に係る発明(以下、第６の発明という)は、上記第１〜第５の発明のいずれか一において、上記相溶化素材が、無水マレイン酸変性ＰＰと、熱可塑性液晶樹脂よりも低融点の液晶ポリマーとを含有してなり、上記複合材素材がＰＰ樹脂と、該ＰＰ樹脂中において繊維化状態で配向され得る高融点の熱可塑性液晶樹脂とを含有してなることを特徴としたものである。
【００１３】
【発明の作用および効果】
本願の第１の発明によれば、上記複合材の各素材にそれぞれ相溶する複数素材からなる相溶化素材を互いに反応させて相溶化剤を調製するようにしたので、相溶化素材を適切に選ぶことにより、上記複合材に適した相溶化剤を調製することが可能になる。そして、この調製された相溶化剤と上記複合材の各素材とを溶融混練せしめて樹脂複合材を調製するようにしたので、複合材の各素材間の接着性の向上を図ることができる。
この場合において、単一の押出機の上流側で上記相溶化素材を互いに反応させて相溶化剤を調製し、上記押出機の下流側でこの調製された相溶化剤と上記複合材の各素材とを溶融混練せしめて樹脂複合材を調製するようにしたので、相溶化剤の調製と樹脂複合材の調製とを一つの押出機で（つまり一つの工程で）行うことができ、複合材の製造工程を短縮することができる。
【００１４】
また、本願の第２の発明によれば、基本的には、上記第１の発明と同様の効果を奏することができる。しかも、その上、上記押出機の上流側と下流側とで調製温度が異なるようにしたので、相溶化剤の調製温度と樹脂複合材の調製温度とが異なる場合にでも、有効に適用することができる。
【００１５】
更に、本願の第３の発明によれば、基本的には、上記第２の発明と同様の効果を奏することができる。特に、上記相溶化素材の熱分解温度が上記複合材の各素材の溶融温度よりも低い場合にでも、有効に適用することができる。
【００１６】
また、更に、本願の第４の発明によれば、基本的には、上記第１〜第３の発明のいずれか一と同様の効果を奏することができる。しかも、その上、上流側へは、相溶化剤素材とともに複合材素材の少なくとも一つが同時に供給されるので、上流側への材料供給量を容易に調節することができ、相溶化剤の添加割合を少なくした場合でも、上流側における材料の安定供給限界を簡単に引き下げることができる。この結果、押出機の運転条件の設定自由度を高めることができる。
【００１７】
また、更に、本願の第５の発明によれば、基本的には、上記第４の発明と同様の効果を奏することができる。しかも、その上、上記押出機の上流側での調製温度は下流側での調製温度よりも低く設定されており、上流側へ同時に供給される複合材素材は、上流側領域の温度で溶融されるようにしたので、上流側におけるスクリューの回転に伴う機械的抵抗を減少させることができる。
【００１８】
また、更に、本願の第６の発明によれば、基本的には、上記第１〜第５の発明のいずれか一と同様の効果を奏することができる。特に、上記相溶化素材が、無水マレイン酸変性ＰＰと、熱可塑性液晶樹脂よりも低融点の液晶ポリマーとを含有してなり、上記複合材素材がＰＰ樹脂と、該ＰＰ樹脂中において繊維化状態で配向され得る高融点の熱可塑性液晶樹脂とを含有してなるので、ＰＰ樹脂をマトリックス樹脂とし、熱可塑性液晶樹脂を強化材とする樹脂複合材の製造に、有効に適用することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、熱可塑性樹脂からなるマトリックス樹脂と該マトリックス樹脂の最低成形可能温度（結晶性のものにあっては融点）よりも高い液晶転移温度を有する熱可塑性液晶樹脂（ＬＣＰ）とを複合化させる樹脂複合材の製造に適用した場合について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
まず、相溶化剤の原料の選定について説明する。
マトリックス樹脂として、汎用性が高く、かつ、比較的低コストのポリプロピレン（ＰＰ）樹脂を採用した場合、このＰＰ樹脂は反応性が低く、また、ＬＣＰ樹脂はＬＣＰ以外の樹脂とは相溶性が低いため、相溶化剤としては、ＰＰ樹脂と相溶し、かつＬＣＰと反応し得るタイプのものが最も有望であり、このためには、分子内に、ＰＰ樹脂と相溶するＰＰ鎖とＬＣＰと反応し得る官能基の両者が存在することが求められる。
【００２０】
ＬＣＰと反応し得る官能基としては、エポキシ基，無水マレイン酸基，オキサゾニル基あるいは水酸基等が挙げられるが、市販の相溶化剤の中で、上記の要求を満たすものとしては、以下のものが考えられる。
・無水マレイン酸変性ＰＰ
：日石ＮポリマーＰ４２０１（日本石油化学株式会社製）
・オキサゾリン酸変性ＰＰ
：オキサゾリン系反応性ポリマーＲＡＳ１００５（日本触媒株式会社製）
・水酸基変性ＰＰ
：ユーメックス１２０１（三洋化成株式会社製）
【００２１】
これら市販の相溶化剤は、通常、ＰＰ樹脂に反応性を付与することを目的に添加されるものであり、反応活性である。換言すれば、熱的には不安定であるので、本実施の形態に係るＬＣＰ複合材を調製する際に添加する相溶化剤の原料として適切であるか否かを、熱的安定性の面から確かめる必要がある。
そこで、上記３種の市販の相溶化剤について、熱的安定性を調べる試験を行った。試験は、各相溶化剤を窒素雰囲気下で昇温させていき、その重量の増減を測定することによって行った。この熱重量測定に用いた装置および測定条件は、以下の通りであった。
・ 熱重量測定装置
： ＴＧ／ＤＴＡ３０（セイコー電子工業株式会社製）
・ 測定条件
− 昇温速度：５℃／ｍｉｎ.
− Ｎ２ガス供給条件：１００ｍｌ／ｍｉｎ.
【００２２】
試験結果は、図１に示す通りであった。尚、図１において、（ａ），（ｂ），（ｃ）でそれぞれ示される曲線は、各々以下のサンプルを示している。
（ａ）：無水マレイン酸変性ＰＰ
（ｂ）：オキサゾリン酸変性ＰＰ
（ｃ）：水酸基変性ＰＰ
この図１から分かるように、いずれの相溶化剤についても、ＬＣＰ複合材調製温度（ＬＣＰ溶融温度以上の温度）よりも低い温度での重量減少が観察された。また、３種類の中では、無水マレイン酸変性ＰＰが、重量減少の大きくなる温度が最も高く、熱的に最も安定であることが分かった。
【００２３】
従って、これら相溶化剤をそのまま本実施の形態に係るＬＣＰ複合材調製時の相溶化剤として添加すると、相溶化剤とＬＣＰとの反応と、相溶化剤の熱による分解とが同時に進行することが考えられる。
そこで、かかる現象を回避するために、市販相溶化剤の反応を複合材調製温度以下の温度で前以て進行させておく方法が考えられる。この事前の反応の相手材料は、上記市販の相溶化剤と反応可能な分子構造を有し、かつ、溶融温度が市販相溶化剤の分解温度よりも低く、かつ、ＬＣＰと相溶する、という３つの条件を満たす必要がある。
【００２４】
本実施の形態では、ＬＣＰ樹脂は他の種類の樹脂とは相溶しにくいので、このＬＣＰとの相溶性の条件から、ＬＣＰ樹脂を中心に検討し、かつ、溶融温度の低いものとして、最も低融点の液晶ポリマーの一つであるＬＣ３０００（溶融温度：１９５℃／株式会社ユニチカ製）を取り上げた。このＬＣ３０００は、ポリエステル系化合物であるので、無水マレイン酸変性ＰＰと反応し得る官能基を持つと考えられる。
尚、この低融点の液晶ポリマーと市販の相溶化剤が、本願請求項に記載した相溶化素材に該当する。
【００２５】
従って、この無水マレイン酸変性ＰＰとＬＣ３０００とを前以て２００℃程度で反応させ、これにより生成したものを新たな相溶化剤とみなしてＬＣＰ複合材（ＰＰ−ＬＣＰ系）の調製時に添加することによって、この新たな相溶化剤がＰＰとＬＣＰの双方と相溶し、ＰＰとＬＣＰ間の接着性を向上させることが考えられる。
すなわち、図２および図３において模式的に示すように、生成した新たな相溶化剤のうち、分子中のＬＣ３０００がＬＣＰ相に、分子中のＰＰ鎖がＰＰ相に入り込むことによって相溶性が発現すると考えられる。
そこで、市販の相溶化剤（無水マレイン酸変性ＰＰ）と低融点の液晶ポリマー（ＬＣ３０００）とを原料とし、この両者を前以て反応させておき、これを相溶化剤としてＬＣＰ複合材を調製する実験を行った。
【００２６】
図４は、本実施の形態に係るＬＣＰ複合材を製造するための製造装置を模式的に表した説明図であるが、この図に示すように、上記製造装置は、複合材調製工程で用いる相溶化剤を調製するための第１押出機１０と、この第１押出機１０で得られた相溶化剤を添加してＬＣＰ複合材を調製する第２押出機２０とを備えている。
これら両押出機１０，２０は共に２軸タイプのもので、基本的には同様の構造を有している。すなわち、中空円筒状の本体１１，２１内に２本の回転スクリュー１２，２２を収納して成り、上記本体１１，２１には各々二つのホッパ１３，２３が設けられている。また、具体的には図示しなかったが、本体１１，２１には、その内部を所望の温度に加熱する加熱手段が付設されている。
【００２７】
そして、この加熱手段によって本体１１，２１（バレル）内を所定温度に保った状態で、上記ホッパ１３，２３から（本実施の形態の場合には上流側ホッパ１３，２３から）本体１１，２１内へ調製材料を投入して回転スクリュー１２，２２を所定の回転数で回転させることにより、投入された材料が、可塑化溶融して混練されながら、本体１１，２１の下流側端末に設けられた押出ノズル１４，２４から、例えばフィルム状あるいはストランド状に押し出される。そして、この押し出された押出物は、ローラ１５，２５の回転によって引き取られ、複合材については、押出後に所定の延伸比で延伸された上で、カッタ１６，２６により所定長さに切り揃えられるようになっている。
【００２８】
本実施の形態では、上述のように、第１押出機１０で相溶化剤が調製され、第２押出機２０でこの相溶化剤を添加して液晶樹脂複合材が調製されるが、こうして得られた複合材の強度を評価する試験を行った。以下、この強度評価試験について説明する。
本試験に用いた材料および調製条件を以下に示す。尚、本試験では、複合材を調製する際の材料配合比を種々（５種類）変更して、得られたフィルム状の複合材の引張強さを測定した。
【００２９】
＜１＞ 材料
・ 補強相（熱可塑性液晶樹脂：ＬＣＰ）
：ベクトラＡ９５０（ポリプラスチックス株式会社製）
・ 連続相（熱可塑性マトリックス樹脂：ＰＰ）
：住友ノーブレンＨ５０１（住友化学工業株式会社製）
・ 相溶化剤原料
：無水マレイン酸変性ＰＰ(日石ＮポリマーＰ４２０１：日本石油化学製)
：低融点の液晶ポリマー（ロッドランＬＣ３０００：ユニチカ製）
【００３０】
＜２＞ 相溶化剤の調製条件
・ 材料配合比
：無水マレイン酸変性ＰＰ／低融点の液晶ポリマー＝１／１
・ 押出機
：同方向回転２軸混練機（ＢＴ-３０-Ｓ２：プラスチック工業研究所製）
− 径３０ｍｍ，Ｌ／Ｄ＝３６
・ 押出機運転条件
− バレル温度：２００℃
− 剪断速度：７００／ｓｅｃ.
− スクリュー回転数：１５０ｒｐｍ
− ダイ径：２ｍｍ
−  以上の条件で、押出機先端に取り付けたダイを用いてストランド状の押
出物を押し出し、ダイ出口から５０〜１００ｍｍに位置した水浴で冷却し
た。
【００３１】
＜３＞ 複合材（フィルム）の調製条件
・ 材料配合比
：ＰＰ／ＬＣＰ／相溶化剤＝７０／３０／０
７０／３０／５
７０／３０／１０
７０／３０／２０
７０／３０／４０
・ 押出機
：同方向回転２軸混練機（ＢＴ-３０-Ｓ２：プラスチック工業研究所製）
− 径３０ｍｍ，Ｌ／Ｄ＝３６
・ 押出機運転条件
− バレル温度：２９０℃
− 剪断速度：４０００／ｓｅｃ.
− スクリュー回転数：１５０ｒｐｍ
− 延伸比：１０〜１３
− ダイ：１００ｍｍ×０.３ｍｍのフィルムダイ
−  以上の条件で、押出機先端に取り付けたダイを用いてフィルム状の押出
物を押し出し、ダイ出口から５０〜１００ｍｍに位置した水浴で冷却し
た。
【００３２】
以上のような試験条件で、複合材を調製する際の相溶化剤の添加量を変えて、得られたフィルム状複合材の引張強さを、その繊維方向と繊維直角方向とについて測定した。
測定装置および測定条件は、以下の通りであった。また、その測定結果を図５に示す。
・測定装置
万能試験機（オートグラフＤＳＳ−５０００：株式会社島津製作所製）
・測定条件
引張速度：５ｍｍ／ｍｉｎ.
【００３３】
一般に、長繊維で補強された複合材の場合、繊維直角方向の強度は補強相と連続相との接着力にのみ依存し、繊維方向の強度は、接着の効果も現れるが、主として補強相の強度に依存することが知られている。
図から、相溶化剤の添加量が増えるにつれて、繊維直角方向の強度の向上、つまり接着力の向上が認められ、相溶化剤が補強相と連続相との接着力の向上に寄与していることが確認された。
【００３４】
一方、繊維方向の強度についての試験結果から、ＬＣＰ複合材に相溶化剤を添加した場合に特有の現象が見られた。すなわち、ＬＣＰ複合材の場合、相溶化剤が補強相の分散粒子化を促進することが知られており、本試験においても、相溶化剤の添加量が多くなると、分散粒子化によって補強相のアスペクト比が下がり、複合材の繊維方向における強度は低下した。尚、この補強相の分散粒子化現象が生じていることは、フィルム状複合材の目視観察からも確認できた。
以上より、ＬＣＰ複合材の調製に相溶化剤を添加する場合、接着性向上と補強相の分散粒子化という２通りの作用があり、この両作用がバランスされたポイントで複合材の強度が最大になると言える。
【００３５】
上記のＬＣＰ複合材の調製において、新たな相溶化剤によるＰＰとＬＣＰとの間の接着性向上のメカニズムは、それぞれの物質を、次の関係で連結するというものである。
ＰＰ<相溶>無水マレイン酸変性ＰＰ<<反応>>低融点の液晶ポリマー<相溶>ＬＣＰ
この連結関係のうち、以下の関係については、図６および図７に示すように、ＰＰと無水マレイン酸変性ＰＰおよび低融点の液晶ポリマーとＬＣＰの分子骨格が、それぞれ類似しているので、十分に相溶性があると考えられる。
・ ＰＰ＜相溶＞無水マレイン酸変性ＰＰ
・ 低融点の液晶ポリマー＜相溶＞ＬＣＰ
しかしながら、残りの無水マレイン酸変性ＰＰ<<反応>>低融点の液晶ポリマーの関係については、その反応性を確かめておく必要がある。
【００３６】
そこで、無水マレイン酸変性ＰＰ（日石ＮポリマーＰ４２０１）と低融点の液晶ポリマー（上記ロッドランＬＣ３０００）との反応性を確認する試験を行った。
次に、この試験について説明する。試験は、低融点の液晶ポリマーと無水マレイン酸変性ＰＰとを混練したものをサンプルＡとし、低融点の液晶ポリマーと反応活性の点を持たないＰＰ樹脂（住友ノーブレンＨ５０１）を混練したものをサンプルＢとし、この２種類のフィルム材料を調製し、それらの動的粘弾性を測定して比較した。
【００３７】
サンプルの調製条件は、以下の通りであった。
・ 材料配合比
−サンプルＡ：無水マレイン酸変性ＰＰ／低融点の液晶ポリマー＝１／１
−サンプルＢ：ＰＰ樹脂／低融点の液晶ポリマー＝１／１
・ 押出機
：同方向回転２軸混練機（ＢＴ-３０-Ｓ２：プラスチック工業研究所製）
− 径３０ｍｍ，Ｌ／Ｄ＝３６
・ 押出機運転条件
− バレル温度：２００℃
− 剪断速度：４０００／ｓｅｃ.
− スクリュー回転数：１５０ｒｐｍ
− 延伸比：７〜８
【００３８】
測定装置および測定条件は、以下の通りであった。
・測定装置 ：動的粘弾性測定装置（ＤＭＳ２０００テンションモジュール・
ＭＡＳＳ７００マテリアルアナリシスステーション
：セイコー電子工業株式会社製）
・ 測定条件
− 昇温速度：５℃／ｍｉｎ.
− 印加周波数:２Ｈｚ
【００３９】
各サンプルについての動的粘弾性の測定結果を図８および図９に示す。図８において、（ａ），（ｂ），（ｃ）でそれぞれ示される曲線は、各々以下のサンプルを示している。
（ａ）：低融点の液晶ポリマー
（ｂ）：サンプルＡ
（ｃ）：無水マレイン酸変性ＰＰ
また、図９において、（ａ），（ｂ），（ｃ）でそれぞれ示される曲線は、各々以下のサンプルを示している。
（ａ）：低融点の液晶ポリマー
（ｂ）：サンプルＢ
（ｃ）：ＰＰ
【００４０】
図８から分かるように、サンプルＡについて、ｔａｎδ（損失係数）のピーク位置の温度的なシフトが観察された。このシフトは、低融点の液晶ポリマーと無水マレイン酸変性ＰＰとの間の部分的な相溶を意味するものであるが、両者の分子骨格の違いからは、両者が単純に相溶するとは考え難い。
低融点の液晶ポリマーと無水マレイン酸変性ＰＰとの間で反応が生じ、図１０に示すように、１つの分子内に両者の構造を有する化合物が生成され、それが相溶化剤として作用したと考えるのが妥当である。
一方、サンプルＢについては、上記のようなｔａｎδのピーク位置のシフトは認められなかった。
【００４１】
従って、サンプルＡ,Ｂ間のシフトの差は、無水マレイン酸変性ＰＰとＰＰの反応性の差に起因すると考えられる。つまり、サンプルＡで認められたピーク位置のシフトは、低融点の液晶ポリマーと無水マレイン酸変性ＰＰとの反応を示唆するものである。
以上より、ＰＰ，ＬＣＰ間の接着性の向上は、前述のメカニズムが作用した結果、発現したものであると考えることができる。
【００４２】
無水マレイン酸変性ＰＰと低融点の液晶ポリマー（ＬＣ３０００）とを反応させたものを相溶化剤として添加することによって、ＬＣＰ複合材におけるＬＣＰとＰＰとの間の接着性が向上することが確認されたが、ここで、ＰＰ／ＬＣＰ間の相溶性は、相溶化剤分子の分子構造に左右されると考えられ、なかでも、相溶化剤分子中のＬＣ３０００／ＰＰ鎖の比率に最適値が存在すると考えられる。
ＬＣ３０００／ＰＰ鎖の比率が異なる相溶化剤を得るために、市販の無水マレイン酸変性ＰＰの中から、無水マレイン酸変性量の異なるものを、以下の３種類選んだ。
・ＱＢ５４０（アドマーＱＢ５４０：三井石油化学株式会社製）
・Ｐ４２０１（日石ＮポリマーＰ４２０１：日本石油化学株式会社製）
・９０００Ｍ（日石ＮポリマーＰ９０００Ｍ：日本石油化学株式会社製）
【００４３】
上記３種の無水マレイン酸変性ＰＰのＩＲスペクトルを図１１に示す。尚、この図１１において、（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）でそれぞれ示される線図は、各々以下のサンプルを示している。
（ａ）：９０００Ｍ
（ｂ）：Ｐ４２０１
（ｃ）：ＱＢ５４０
（ｄ）：Ｈ５０１
【００４４】
上記図１１において、ＰＰ鎖に帰属されるシグナルと無水マレイン酸のカルボニル基に帰属されるシグナルの比から、変性量が推定できる。これを変性量の少ないものから順に並べると、以下のようになる。
ＱＢ５４０＜Ｐ４２０１＜９０００Ｍ
尚、この赤外線吸収スペクトルの測定は、ＢＩＯ−ＲＡＤ社製の赤外吸光度測定装置（ＦＴＳ−６０）を用い、顕微透過法によって行った。
また、無水マレイン酸変性ＰＰは、一般に、変性量が増えると分子量が低下するといわれている。従って、上記３種類の無水マレイン酸変性ＰＰの構造を模式的に描くと図１２のように示される。
【００４５】
上記３種類の無水マレイン酸変性ＰＰをそれぞれ低融点の液晶ポリマー（ＬＣ３０００）と反応させることにより、分子中のＬＣ３０００／ＰＰ鎖の比率の異なる３種類の相溶化剤が得られる。これら相溶化剤の構造を模式的に描くと図１３のように示される。
これらの相溶化剤のうち、ＰＰ鎖が短いものほどＰＰと相溶しにくくなり、また、分子中のＬＣ３０００の比率が高くなるほどＬＣＰとの相溶性が良くなると考えられる。
従って、ＰＰとの相溶性に関しては、（ＬＣ３０００／ＱＢ５４０）＞（ＬＣ３０００／Ｐ４２０１）＞（ＬＣ３０００／９０００Ｍ）であり、また、ＬＣＰとの相溶性に関しては、（ＬＣ３０００／ＱＢ５４０）＜（ＬＣ３０００／Ｐ４２０１）＜（ＬＣ３０００／９０００Ｍ）であると考えられる。
【００４６】
上述のように、無水マレイン酸変性ＰＰと低融点の液晶ポリマー（ＬＣ３０００）とを溶融混練して反応させることによって相溶化剤が得られるのであるが、この溶融混練の際、無水マレイン酸変性ＰＰの変性量によって最適な材料混合比があると考えられる。
すなわち、ＬＣ３０００が不足している場合では、未反応の無水マレイン酸変性ＰＰが残存し、ＬＣ３０００が過剰な場合には、相溶化剤の濃度が薄められてしまうため、相溶化剤の効果が低下する。そして、無水マレイン酸変性ＰＰの変性量が増えるほど、より多量のＬＣ３０００と反応できるため、最適な混合比は高くなると考えられる。
【００４７】
そこで、無水マレイン酸変性ＰＰと低融点の液晶ポリマー（ＬＣ３０００）の最適混合比を求める試験を行った。この試験は、無水マレイン酸変性ＰＰとして、ＱＢ５４０とＰ４２０１とを用いた場合の射出成形品の強度と混合比との関係を調べて行った。試験条件を以下に示す。
＜１＞ 相溶化剤の調製条件
・ 材料配合比
：ＬＣ３０００／ＱＢ５４０＝１／９，３／７，５／５，７／３
：ＬＣ３０００／Ｐ４２０１＝１／９，３／７，５／５，７／３，９／１
・ 押出機
：同方向回転２軸混練機（ＢＴ-３０-Ｓ２：プラスチック工業研究所製）
− 径３０ｍｍ，Ｌ／Ｄ＝３６
・ 押出機運転条件
− バレル温度：２００℃
− 剪断速度：６００／ｓｅｃ.
− スクリュー回転数：１５０ｒｐｍ
【００４８】
＜２＞ 複合材の調製条件
・ 材料配合比
：Ｈ５０１／Ａ９５０／相溶化剤＝７０／３０／１０
・ 押出機
：同方向回転２軸混練機（ＢＴ-３０-Ｓ２：プラスチック工業研究所製）
− 径３０ｍｍ，Ｌ／Ｄ＝３６
・ 押出機運転条件
− バレル温度：３００℃
− 剪断速度：２８００／ｓｅｃ.
− スクリュー回転数：１５０ｒｐｍ
− 延伸比：４〜６
【００４９】
＜３＞ 成形条件（射出成形）
・ 成形機
：射出成形機（ＩＳ−２２０ＥＮ−５Ｙ：東芝機械株式会社製）
・ 成形機運転条件
− バレル温度：１８０℃
− スクリュー形状：ＤＢＹ
− スクリュー回転数：１０〜１２ｒｐｍ
− 背圧：２ｋｇｆ／ｃｍ２
− 射出圧：９９％
− 射出速度：３０％
− 型温：５０℃
【００５０】
試験結果を図１４に示す。このグラフにおいて、黒丸（●）印および白丸（○）印は、それぞれ以下のデータを示している。
●：ＬＣ３０００／（ＬＣ３０００＋ＱＢ５４０）
○：ＬＣ３０００／（ＬＣ３０００＋Ｐ４２０１）
両データは共に、上に凸のなだらかなカーブを描き、その頂点は、相溶化剤中のＬＣ３０００の混合分率が、それぞれ、０.３（ＱＢ５４０），０.５（Ｐ４２０１）のときであった。
従って、最適混合比は、以下のように定めた。
ＬＣ３０００／ＱＢ５４０＝３／７
ＬＣ３０００／Ｐ４２０１＝５／５
尚、９０００Ｍについては、材料形状が粉状であり、混合比の正確な制御が難しいので、上述の試験は行わなかったが、無水マレイン酸変性量から推定すると、混合比の最適値はＰ４２０１の場合よりもやや高いと考えられる。以下においては、ＬＣ３０００／９０００Ｍ＝３／１に設定したものを、相溶化剤として用いるようにした。
【００５１】
ＬＣＰ複合材に相溶化剤を添加すると、射出成形品の強度は、添加量の増加に伴って一旦上昇し、最大値を経た後は徐々に低下して行く。この現象は、上述したように、相溶化剤が複合材に及ぼす２通りの作用（接着性の向上と分散粒子化）のバランスによるものである。そして、相溶化剤添加量と成形品強度との関係において、相溶化剤の性能が優れているほど、最適添加量は小さくなる（少なくて済む）と考えられる。
また、相溶化剤の性能は、ＰＰとの相溶性とＬＣＰとの相溶性とのバランスによって定まるため、各々との相溶性が異なる相溶化剤を添加した場合、その度合いによって最適添加量が異なると考えられる。
【００５２】
次に、相溶化剤の最適添加量を調べる試験について説明する。この試験は、以下の相溶化剤を用い、それぞれの添加量を変えた場合の射出成形品の引張強度を測定して行った。
・ＬＣ３０００／ＱＢ５４０＝３／７
・ＬＣ３０００／Ｐ４２０１＝５／５
・ＬＣ３０００／９０００Ｍ＝３／１
試験条件を以下に示す。
＜１＞ 材料
・ 補強相（ＬＣＰ）：ベクトラＡ９５０
・ 連続相（ＰＰ）  ：Ｈ５０１
・ 相溶化剤原料
：低融点の液晶ポリマー（ＬＣ３０００）
：無水マレイン酸変性ＰＰ(Ｐ４２０１)／（９０００Ｍ）／（ＱＢ５４０）
【００５３】
＜２＞ 相溶化剤の調製条件
・材料配合
：ＬＣ３０００／ＱＢ５４０＝３／７
ＬＣ３０００／Ｐ４２０１＝５／５
ＬＣ３０００／９０００Ｍ＝３／１
・ 押出機
：同方向回転２軸混練機（ＢＴ-３０-Ｓ２：プラスチック工業研究所製）
− 径３０ｍｍ，Ｌ／Ｄ＝３６
・ 押出機運転条件
− バレル温度：２００℃
− 剪断速度：６００／ｓｅｃ.
− スクリュー回転数：１５０ｒｐｍ
− ダイ径：２ｍｍ
−  以上の条件で、押出機先端に取り付けたダイを用いてストランド状の押
出物を押し出し、ダイ出口から５０〜１００ｍｍに位置した水浴で冷却し
た。
【００５４】
＜３＞ 複合材（ストランド）の調製条件
・材料配合
：Ｈ５０１／Ａ９５０／相溶化剤＝７０／３０／０
７０／３０／２.５
７０／３０／５
７０／３０／１０
７０／３０／２０
７０／３０／４０
・ 押出機
：同方向回転２軸混練機（ＢＴ-３０-Ｓ２：プラスチック工業研究所製）
− 径３０ｍｍ，Ｌ／Ｄ＝３６
・ 押出機運転条件
− バレル温度：２９０℃
− 剪断速度：２８００／ｓｅｃ.
− スクリュー回転数：１５０ｒｐｍ
− 延伸比：４〜６
− ダイ径：２ｍｍ
−  以上の条件で、押出機先端に取り付けたダイを用いてストランド状の押
出物を押し出し、ダイ出口から５０〜１００ｍｍに位置した水浴で冷却し
た。
【００５５】
＜４＞ 成形条件（射出成形）
・ 成形機
：射出成形機（ＩＳ−２２０ＥＮ−５Ｙ：東芝機械株式会社製）
・ 成形機運転条件
− バレル温度：１８０℃
− スクリュー形状：ＤＢＹ
− スクリュー回転数：１０〜１２ｒｐｍ
− 背圧：２ｋｇｆ／ｃｍ２
− 射出圧：９９％
− 射出速度：３０％
− 型温：５０℃
【００５６】
以上のような試験条件で、複合材を調製する際の相溶化剤の添加量を変えて、得られたストランド状複合材の引張強さを測定した。測定装置および測定条件は、以下の通りであった。また、その測定結果を図１５に示す。
・測定装置
万能試験機（オートグラフＤＳＳ−５０００：株式会社島津製作所製）
・測定条件
引張速度：５ｍｍ／ｍｉｎ.（ストランド），
２０ｍｍ／ｍｉｎ.（成形品）
【００５７】
どの相溶化剤を用いた場合でも、射出成形品の強度は、添加量の増加に伴って一旦上昇し、最大値を経た後は徐々に低下して行く現象を示しており、射出成形品の強度に対して狙い通りに相溶化剤としての機能を果たしていると考えられる。表１に、各相溶化剤の最適添加量と、そのときの射出成形品の強度を示した。
射出成形品強度の最高値は、無水マレイン酸変性ＰＰとしてＰ４２０１を用い、低融点の液晶ポリマーと１／１の割合で混合したものを、複合材に１０［ｐｈｒ］添加したという条件の下で、７６［ＭＰａ］であり、相溶化剤の添加によって成形品強度が約１.６倍に向上した。
【００５８】
【表１】
0003648803.tif 000002
【００５９】
また、表１において、ＬＣ３０００−ＱＢ５４０とＬＣ３０００−Ｐ４２０１とを比較すると、後者の方が、より少ない量で、成形品強度がより高い複合材が得られることが分かる。一方、このＬＣ３０００−Ｐ４２０１とＬＣ３０００−９０００Ｍとを比較すると、後者の方が、最適添加量が少ないにもかかわらず、成形品強度は低かった。これは、上述の混合比の最適化が十分でなかったことに起因していると推察することができる。
従って、相溶化剤の性能としては、次の順であると考えられる。
ＬＣ３０００-９０００Ｍ>ＬＣ３０００-Ｐ４２０１>ＬＣ３０００-ＱＢ５４０
ここで、ＬＣ３０００−９０００Ｍは、上記３種類の相溶化剤のうちで、最もＰＰとの相溶性に劣る相溶化剤である。上記の試験結果と併せて考えると、３種類ともにＰＰとの相溶性は十分であり、この３種類の相溶化剤の性能を最も大きく左右するのは、ＬＣＰとの相溶性（相溶化剤分子中のＬＣ３０００の量）であると考えられる。
【００６０】
尚、一般に、長繊維で補強された複合材を射出成形すると、相間の接着力が十分な場合であっても、繊維状補強相の配向の乱れや該補強相の短繊維化などの影響により、強度が低下することが知られている。
そして、相間の接着が十分であると仮定した場合、成形品の強度は、次の式で表すことができるとされている。
射出成形品＝（配向の影響）＊（短繊維化による影響）
＊長繊維で補強された複合材
この（配向の影響）＊（短繊維化による影響）の値は、種々バラツキはあるが、一般に、０.３〜０.５の範囲である。
今回調査したＬＣＰ複合材の場合、成形品強度が最大のときで７４［ＭＰａ］、成形前のストランドの強度は１４４［ＭＰａ］であった。従って、成形によって強度は約半分（０.５１）に低下したことになる。この０.５１という係数は、「相間が十分に接着している」という仮定に基づく値の上限値と同等であるので、上記相溶化剤は、この材料系に対して、十分な接着力を与えていると考えることができる。
【００６１】
低融点の液晶ポリマーと無水マレイン酸変性ＰＰとを反応させ生成された相溶化剤を用いて複合材を製造する場合、相溶化剤と複合材とで調製温度が異なるため、通常であれば工程を分ける必要がある。
ところが、押出機は一般に上流側と下流側とで設定温度を変えることができ、この機能を利用することにより、相溶化剤の調製と複合材の調製とを一つの工程で行うようにすることができる。
以下、この相溶化剤と複合材とを一工程で調製するようにした、本発明の他の実施の形態に係る製造方法について説明する。  図１６に示すように、この製造方法に適用される押出機３０は、前述の製造方法で用いられたものと同一の構造を備えている。
【００６２】
すなわち、上記押出機３は、中空円筒状の本体３１内に２本の回転スクリュー３２を収納して成り、上記本体３１には各々二つのホッパ３３Ａ，３３Ｂが設けられている。また、具体的には図示しなかったが、本体３１には、その内部を所望の温度に加熱する加熱手段が付設されている。尚、この加熱手段は、上流側と下流側とを別々に温度設定できるように構成されている。
そして、この加熱手段によって本体３１（バレル）内を所定温度に保った状態で、上記ホッパ３３Ａ，３３Ｂから本体３１内へそれぞれ調製材料を投入して回転スクリュー３２，３２を所定の回転数で回転させることにより、投入された材料が、可塑化溶融して混練されながら、本体３１の下流側端末に設けられた押出ノズル３４から、例えばフィルム状あるいはストランド状に押し出される。そして、この押し出された押出物は、ローラ３５の回転によって引き取られ、所定の延伸比で延伸された上で、カッタ３６により所定長さに切り揃えられるようになっている。
【００６３】
本実施の形態では、上流側（上流側ホッパ３３Ａと下流側ホッパ３３Ｂの間の領域：相溶化剤調製領域）のバレル温度を相溶化剤の調製温度に設定する一方、下流側（下流側ホッパ３３Ｂと押出ノズル３４の間の領域：複合材調製領域）のバレル温度をＬＣＰ複合材の調製温度に設定した上で、上流側ホッパ３３Ａ（メインフィーダ）から相溶化剤の原料を投入し、下流側ホッパ３３Ｂ（サイドフィーダ）からＬＣＰ複合材の原料を投入するようにしている。
【００６４】
上記の製造方法を適用する場合、相溶化剤調製工程においては、相溶化剤原料間の反応を良好に進行させるためには、相溶化剤調製領域の長さを一定とした場合、材料供給速度Ｖａをある上限値以下に抑制する必要がある。
また、複合材調製工程においては、複合材の強度を高めるためには、一定量以上の剪断および延伸を加える必要がある。この剪断および延伸は、押出機３０のダイ出口径ｄ，ペレタイザー（ローラ３５）の引き取り速度ｋ，材料供給速度Ｖａ，Ｖｂを用いて、以下の式で表される。
剪断＝（３２／π）・（１／ｄ３）・（Ｖａ＋Ｖｂ）  …＜式１＞
延伸＝（π／４）・ｄ２・ｋ・１／（Ｖａ＋Ｖｂ）    …＜式２＞
ここで、押出機３０のダイ出口径ｄおよびペレタイザーの引き取り速度ｋが、装置３０によって定まると、複合材に必要な剪断から（Ｖａ＋Ｖｂ）の下限値が、また、複合材に必要な延伸から（Ｖａ＋Ｖｂ）の上限値が、それぞれ決まることになる。
【００６５】
更に、相溶化剤調製工程および複合材調製工程の両方に関係する制約として、複合材に対する相溶化剤の添加割合があり、それに応じて、Ｖａ／Ｖｂの値が定まる。なお、一般には、Ｖａ／Ｖｂは０.１以下の値が用いられる。
また、更に、上述の材料特性による制約とは別に、装置１０に起因する制約として、ブローアップ及びフィーダの供給能力がある。ブローアップとは、フィーダから落下した材料がスクリューに噛み込まず、材料供給孔に堆積する現象を言い、スクリュー形状と材料供給速度Ｖａ，Ｖｂによって回避することが可能である。フィーダの供給能力のうち、材料供給速度Ｖａ，Ｖｂの上限を規制するものに、モータ回転数による供給能力の限界があり、一方、下限を規制するものに、モータ低回転域に見られる材料の安定供給限界がある。
【００６６】
材料供給速度Ｖａ，Ｖｂに対する以上の制約条件をまとめると、下記のようになる。
＜１＞ 上流側（相溶化剤調製工程）での材料供給速度Ｖａ
・上限：延伸／ブローアップ／フィーダ供給能力
・下限：剪断／フィーダ安定供給限界
＜２＞ 下流側（複合材調製工程）での材料供給速度Ｖｂ
・上限：反応時間／ブローアップ／フィーダ供給能力
・下限：フィーダ安定供給限界
従って、本実施の形態に係る製造方法を適用する場合には、この材料供給速度Ｖａ，Ｖｂを適正に定めて行う必要がある。
【００６７】
以上の検討結果を、実機（押出機３０）を用いて次のようにして検証した。
この検証の条件は以下のように設定した。
＜１＞ 材料
・ 補強相（ＬＣＰ）：ベクトラＡ９５０
・ 連続相（ＰＰ）  ：住友ノーブレンＨ５０１
・ 相溶化剤原料
：無水マレイン酸変性ＰＰ(日石ＮポリマーＰ４２０１)
：低融点の液晶ポリマー（ロッドランＬＣ３０００）
＜２＞ 配合比
上記材料の配合比は、射出成形品の強度が最大値を示す配合比（図１５参照）に設定した。
・ 相溶化剤：低融点の液晶ポリマー／無水マレイン酸変性ＰＰ＝１／１
・ 複合材：ＰＰ／ＬＣＰ／相溶化剤＝７０／３０／１０
【００６８】
上記の配合比で調製を行う場合、複合材調製工程での材料供給速度Ｖｂは、相溶化剤調製工程での材料供給速度Ｖａに対して１０倍必要であるので、Ｖｂの値は高い方が好ましい。従って、まず、Ｖｂの上限値を求めた。
Ｖｂの上限値の制約条件のうち、材料特性に起因する制約である「延伸」は、引き取り速度（Ｄｒａｗ  ｒａｔｉｏ）ｋを装置の最大値に設定した場合、上記＜式１＞及び＜式２＞に基づいて、剪断およびダイ径ｄと図１８に示すような関係にある。また、Ｖｂは、ダイ径ｄが大きいほど、高く設定できる。そして、複合材が強度を発現できる条件として、剪断＞１８００／ｓ，延伸＞１２を仮定して設定し、複合材の調製条件を、ダイ径＝２ｍｍ，剪断＝１８００／ｓ，延伸＝１２に仮設定した。
【００６９】
続いて、この仮設定条件が残りの条件を満たすか否かを検証した。
複合材調製工程における装置に起因する制約は、実際に材料を投入し、その条件で材料投入が可能であることを確認した。
相溶化剤調製工程における下限である「フィーダ安定供給限界」は、押出機に、着色粒状の所謂カラーマスタと無色のＰＰペレットとを混ぜ合わせたものを投入し、仮設定条件から導いた材料供給速度Ｖａで流すという手法で確認した。相溶化剤調製工程後の材料の色が均一であったことから、設定したＶａで材料が安定して供給されていることが分かった。
【００７０】
また、相溶化剤調製工程における上限である「相溶化剤反応時間」については、材料が相溶化剤調製領域を通過する時間を、カラーマスタを用いて測定することによって確認した。その結果、上記仮設定から導いた材料供給速度Ｖａでの通過時間は、射出成形品の強度が最大値を示す試験条件における場合よりも長いことが分かった。従って、仮設定の条件で、相溶化剤の反応は十分に進行すると言える。
以上より、上記の仮設定条件は、Ｖａ，Ｖｂの制約条件を全て満たしていると考えられる。従って、押出機の上流側で相溶化剤を調製し、下流側で複合材を調製するプロセスの検証条件としては、上記仮設定条件を用いる。
【００７１】
次に、上記プロセスにより製造した複合材の強度を評価する試験を行った。
試験条件を以下に示す。
・ 押出機
：同方向回転２軸混練機（ＢＴ-３０-Ｓ２：プラスチック工業研究所製）
− 径３０ｍｍ，Ｌ／Ｄ＝３６
・ 押出機運転条件
− バレル温度：２００℃（相溶化剤調製領域）
：２９０℃（複合材調製領域）
− 剪断速度：１８００／ｓｅｃ.
− スクリュー回転数：１５０ｒｐｍ
− ダイ径：２ｍｍ
− 延伸比：１２
−  以上の条件で、押出機先端に取り付けたダイを用いてストランド状の押
出物を押し出し、ダイ出口から５０〜１００ｍｍに位置した水浴で冷却し
た。
【００７２】
また、上記プロセスと比較する試験を併せて行った。この場合の比較試験としては、図１７に示すように、２台の押出機４０，５０を用意し、一方の押出機４０で相溶化剤を調製し、他方の押出機５０で複合材を調製した。この場合、相溶化剤調製工程では材料をメインフィーダ４３Ａから投入し、複合材調製工程では材料をサイドフィーダ５３Ｂから投入するようにした。
試験条件を以下に示す。
＜１＞ 相溶化剤の調製条件
・材料配合
：低融点の液晶ポリマー／無水マレイン酸変性ＰＰ＝１／１
・ 押出機
：同方向回転２軸混練機（ＢＴ-３０-Ｓ２：プラスチック工業研究所製）
− 径３０ｍｍ，Ｌ／Ｄ＝３６
・ 押出機運転条件
− バレル温度：２００℃
− 剪断速度：７００／ｓｅｃ.
− スクリュー回転数：１５０ｒｐｍ
− ダイ径：２ｍｍ
−  以上の条件で、押出機先端に取り付けたダイを用いてストランド状の押
出物を押し出し、ダイ出口から５０〜１００ｍｍに位置した水浴で冷却し
た。
＜３＞ 複合材の調製条件
・材料配合：ＰＰ／ＬＣＰ／相溶化剤＝７０／３０／１０
尚、押出機およびその運転条件は、上述の試験と同様とした。
【００７３】
そして、得られた複合材を用いて射出成形を行い、成形品の強度を比較した。射出成形の条件および強度測定条件は、以下の通りであった。
＜４＞ 成形条件（射出成形）
・ 成形機
：射出成形機（ＩＳ−２２０ＥＮ−５Ｙ：東芝機械株式会社製）
・ 成形機運転条件
− バレル温度：１８０℃
− スクリュー形状：ＤＢＹ
− スクリュー回転数：１０〜１２ｒｐｍ
− 背圧：２ｋｇｆ／ｃｍ２
− 射出圧：９９％
− 射出速度：３０％
− 型温：５０℃
＜５＞ 強度測定条件
・測定装置
万能試験機（オートグラフＤＳＳ−５０００：株式会社島津製作所製）
・測定条件
引張速度：２０ｍｍ／ｍｉｎ.（ストランド）
【００７４】
その結果、本実施の形態に係るプロセスで製造した成形品の強度は６８［ＭＰａ］、比較例に係るプロセスで製造した成形品の強度は６９［ＭＰａ］であり、ほとんど同等の結果が得られた。
従って、押出機の上流側で相溶化剤を調製し、下流側で複合材を調製するという、本実施の形態に係るプロセスが、工程短縮の手段として、有効であることが確認された。
【００７５】
尚、押出条件の選定を迅速に行えるように、各Ｖｂにおける、制約条件に対応する値を表計算ソフトを用いて計算し、それぞれの上限値／下限値と比べる手法を試みた。各制約の上限値／下限値を明確にするために、相溶化剤調製工程における制約条件である「フィーダ安定供給限界」および「相溶化剤反応時間」を、上述の方法と同様にして数値化した。また、材料供給速度Ｖｂは、より運転時間に近いパラメータである「サイドフィーダ回転数」に置き換えた。
図１９および図２０は、上記試験で使用した押出機のウィンドウを制限している条件とサイドフィーダ回転数との関係を示したもので、これらの図で斜線を施した領域が、制約条件を満足しない領域である。
尚、上記図１９は相溶化剤の添加割合を１０［ｐｈｒ］（複合材１００に対して相溶化剤１０）に設定し、また、図２０は相溶化剤の添加割合を５［ｐｈｒ］に設定して、それぞれ試算を行ったものである。この図２０の場合には、メインフィーダに関して、制約条件を満たす領域がなく、押出機の運転が不可能であることが分かる。
【００７６】
押出機のウィンドウを広げる手段としては、装置自体の仕様を変更することが考えられるが、ここでは、材料供給手順に工夫を加えることにより、その改善を図った。
例えば、メインフィーダの安定供給限界条件を満たすためには、Ｖｂ／Ｖａを小さくすれば良いのであるが、相溶化剤の添加量を一定にしたままで、このＶｂ／Ｖａを下げる方法の一つとしては、サイドフィーダから供給していた複合材原料の一部をメインフィーダから供給することが考えられる。
この場合、ＬＣＰは溶融温度が高い（２８０℃）ので、メインフィーダから供給することはできないが、連続相が、２００℃で溶融する樹脂（例えば、ＰＰ：１８０℃）であれば、その一部をメインフィーダに振り分けて供給することは可能である。
図２１に、ＰＰをメインフィーダ／サイドフィーダ＝０.１５／０.８５の割合で供給した場合の試算結果を示す。図２０と図２１とを比較して分かるように、メインフィーダの運転条件に関して、制約条件を満たす領域を確保することができ、押出機の運転が可能となることが分かる。
【００７７】
以上、説明したように、本発明によれば、基本的には、ＬＣＰ複合材の各素材（ＰＰ，ＬＣＰ）にそれぞれ相溶する相溶化素材である低融点の液晶ポリマーと無水マレイン酸変性ＰＰを互いに反応させて相溶化剤を調製するようにしたので、上記ＬＣＰ複合材に適した相溶化剤を調製することが可能になる。そして、この調製された相溶化剤と上記複合材の各素材とを溶融混練せしめて樹脂複合材を調製するようにしたので、複合材の各素材（ＰＰ，ＬＣＰ）間の接着性の向上を図ることができる。
【００７８】
また、単一の押出機３０の上流側で相溶化剤を調製し、上記押出機３０の下流側でこの調製された相溶化剤と上記ＬＣＰ複合材の各素材とを溶融混練せしめて樹脂複合材を調製するようにしたので、相溶化剤の調製と樹脂複合材の調製とを一つの押出機３０で（つまり一つの工程で）行うことができ、複合材の製造工程を短縮することができるのである。
尚、本発明は、以上の実施態様に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良あるいは設計上の変更が可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  市販の相溶化剤の熱的安定性の確認試験の試験結果を示すグラフである。
【図２】  低融点の液晶ポリマーと無水マレイン酸変性ＰＰの相溶化剤生成反応を示す説明図である。
【図３】  低融点の液晶ポリマーと無水マレイン酸変性ＰＰの反応で生成した相溶化剤の作用を模式的に示す説明図である。
【図４】  本発明の実施の形態に係るＬＣＰ複合材の強度評価試験のための押出機を示す説明図である。
【図５】  上記ＬＣＰ複合材の強度評価試験の結果を示すグラフである。
【図６】  無水マレイン酸変性ＰＰとＰＰ樹脂の分子骨格の類似性を示す説明図である。
【図７】  低融点の液晶ポリマーとＬＣＰの分子骨格の類似性を示す説明図である。
【図８】  低融点の液晶ポリマーと無水マレイン酸変性ＰＰとを混練したサンプルの動的粘弾性の測定結果を示すグラフである。
【図９】  低融点の液晶ポリマーとＰＰ樹脂とを混練したサンプルの動的粘弾性の測定結果を示すグラフである。
【図１０】  低融点の液晶ポリマーと無水マレイン酸変性ＰＰの反応を示す説明図である。
【図１１】  変性量の異なる３種類の無水マレイン酸変性ＰＰのＩＲスペクトルを示す説明図である。
【図１２】  変性量の異なる３種類の無水マレイン酸変性ＰＰの構造を模式的に示す説明図である。
【図１３】  分子中のＬＣ３０００／ＰＰ鎖の比率の異なる３種類の相溶化剤の構造を模式的に示す説明図である。
【図１４】  低融点の液晶ポリマーと無水マレイン酸変性ＰＰの最適混合比を求める試験の試験結果を示すグラフである。
【図１５】  相溶化剤の最適添加量を決定する試験の試験結果を示すグラフである。
【図１６】  相溶化剤の調製と複合材の調製を一工程で行う製造方法に用いる押出機の断面説明図である。
【図１７】  上記製造方法に対する比較試験に用いた押出機を示す説明図である。
【図１８】  引き取り速度と剪断およびダイ径との関係を示すグラフである。
【図１９】  押出機の運転条件設定の試算結果を示すグラフである。
【図２０】  押出機の運転条件設定の他の試算結果を示すグラフである。
【図２１】  押出機の運転条件設定の更に他の試算結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１０,２０,３０,４０,５０…押出機
３３Ａ…上流側ホッパ
３３Ｂ…下流側ホッパ
【図１】
0003648803.tif 000003
【図２】
0003648803.tif 000004
【図３】
0003648803.tif 000005
【図４】
0003648803.tif 000006
【図５】
0003648803.tif 000007
【図６】
0003648803.tif 000008
【図７】
0003648803.tif 000009
【図８】
0003648803.tif 000010
【図９】
0003648803.tif 000011
【図１０】
0003648803.tif 000012
【図１１】
0003648803.tif 000013
【図１２】
0003648803.tif 000014
【図１３】
0003648803.tif 000015
【図１４】
0003648803.tif 000016
【図１５】
0003648803.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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