有机纤维增强的聚乳酸树脂的注塑制品的利记博彩app

专利名称：有机纤维增强的聚乳酸树脂的注塑制品的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及有机纤维增强的聚乳酸树脂的注塑制品。
背景技术：
近来，从有助于防止全球变暖并建立良好的物质循环型社会的角度来看，已尝试 将由来自于生物来源(比如植物)的生物质树脂(例如，聚乳酸树脂)制成的组成部件用 于各种产品。实际上，这样的部件具有机械强度不足的严重问题。之前已提出一些措施以弥补 该缺陷。举例来说，已提出使用包含聚乳酸且其中混入石油基纤维的组合物的组成部件。 通过将石油基纤维混入聚乳酸中，原则上，随着所述纤维混合比的增加，组成部件的强度会 有更大改进。专利文件1提出纤维增强的聚乳酸树脂聚合物，其含有聚乳酸、玻璃纤维、和平均 粒径为0. 1到3 μ m的滑石，相对于所述纤维增强的聚乳酸树脂的总量，玻璃纤维的比例为5 到60重量％，滑石的比例为5到25重量％。专利文献1描述了根据所提出的组合物提供 了新的纤维增强的聚乳酸树脂组合物，所提供的聚乳酸树脂组合物的模塑(例如注塑)得 到耐热并具有良好的机械强度(比如高抗冲击性)的可生物降解的塑料的模塑制品。专利文件2提出洋麻纤维增强的树脂组合物，其是含有洋麻纤维的可生物降解的 树脂组合物(优选聚乳酸)，洋麻纤维含量为10到50重量％。专利文件2描述了通过所提 出的洋麻纤维增强的树脂组合物的模塑而获得的塑模体不仅机械强度改进，而且耐热性大 大增强。专利文件1 JP 2004-7198A专利文件2 JP 2003-407799A

发明内容
本发明要解决的技术问题与单独使用聚乳酸树脂的情形相比，使用上述专利文件1和2的组合物的确在一 定程度上改进了模塑制品的强度。然而，由这样的组合物组成的组成部件(模塑制品)难以用作较大产品(比如复 印机和打印机)的组成部件。原因如下与便携式电话等相比，诸如复印机的产品因其较大 尺寸和重的重量而需要更高的强度，而用专利文件1和2中描述的组合物获得的组成部件 不可能具有像较大产品的组成部件应具有的那样的强度。在上述使用包含其中混有石油基纤维的聚乳酸的组合物的组成部件中，较大产品 的组成部件应具有的强度可通过增大石油基纤维的混合比而获得。为此，需要将石油基纤 维的混合比增大至约70% (即，将聚乳酸含量减小至不超过约30%)，这会阻碍防止全球变 暖和建立良好的物质循环型社会的努力。
本发明旨在解决上述问题。换言之，本发明的目的在于提供由树脂组合物构成的注塑制品，该树脂组合物含 有聚乳酸树脂且乳酸组分含量为50重量％或以上，所述注塑制品比常规制品的强度更高， 并可用作较重较大的产品(比如复印机和打印机)的组成部件。本发明的另一目的在于提 供含有这样的“模塑制品”作为其主要组成部分的壳体。提供包括这样的壳体的电子系统 也是本发明的目的。解决问题的手段为了解决上述问题，本发明的发明人经过大量研究发现，如果模塑制品含有聚乳 酸树脂和特定的超级工程塑料纤维，且模塑制品的厚度和重量以及被模塑的树脂组合物的 配方之间存在特定关系，可以解决上述问题，从而完成了本发明。本发明提供下列(1)到(7)。(1)可通过注塑含聚乳酸树脂和超级工程塑料纤维的树脂组合物获得的模塑制 品，其中树脂组合物的乳酸组分含量A (重量％ )和超级工程塑料纤维含量B (重量％ )；注塑制品的平均厚度X (mm)和重量Y (kg)；以及超级工程塑料纤维的长度L( μ m)和截面直径D(ym)满足下式⑴到(VIII)式(I)=A ^ 50 ；式(II):B/A = 0. 05 到 0. 40 ；式(III):X 彡 2.0;式(IV):Υ/Χ = 0. 03 到 2. 5 ；式(V) (Β/Α) /X = 0. 017 到 0. 20 ；式(VI)=D = 1 到 20 ；式(VII):L/D = 100 到 1，000 ；禾口式(VIII) (Β/Α) X (L/D) = 5. 0 到 200。(2)根据上述(1)的模塑制品，所述模塑制品可通过在低于所述超级工程塑料纤 维的熔点20到60°C的温度下混合并注塑获得。(3)根据上述(1)或(2)的模塑制品，其中所述超级工程塑料纤维的拉伸强度为 50MPa或以上，冲击强度为50kJ/m2或以上，载荷变形温度为150°C或以上。(4)根据上述(1)到(3)任意一项的模塑制品，其中所述超级工程塑料纤维由选 自下列组的至少一种制成聚苯硫醚、聚芳酯、对位芳香族聚酰胺(para-aramid)和聚酰亚胺。(5)含有根据上述(1)到(4)任意一项的模塑制品作为其主要组成部分的壳体 (cabinet)0(6)包括根据上述(5)的壳体，且重量为IOkg或以上的电子系统。(7)根据上述(6)的电子系统，其为复印机、打印机、影印设备、印刷机、医疗仪器 或用于生命科学的仪器。本发明的效果根据本发明，可以提供由树脂组合物构成的注塑制品，该树脂组合物含有聚乳酸 树脂且乳酸组分含量为50重量％或以上，所述注塑制品比常规制品的强度更高，并可用作较重较大的产品(比如复印机和打印机)的组成部件。本发明可也提供含有这样的模塑制 品作为其主要组成部分的壳体，和包括这样的壳体的电子系统。
具体实施例方式下面详细描述本发明。本发明的模塑制品是可通过注塑含聚乳酸树脂和超级工程塑料纤维的树脂组合 物获得的模塑制品，其中树脂组合物的乳酸组分含量A(重量％ )和超级工程塑料纤维含 量B (重量％ )，注塑制品的平均厚度X (mm)和重量Y (kg)，以及超级工程塑料纤维的长度 L(ym)和截面直径D(ym)满足下式(I)到(VIII)。式(I)=A ^ 50 ；式(II):B/A = 0. 05 到 0. 40 ；式(III):X 彡 2.0;式(IV):Υ/Χ = 0. 03 到 2. 5 ；式(V) (Β/Α) /X = 0. 017 到 0. 20 ；式(VI)=D = 1 到 20 ；式(VII):L/D = 100 到 1，000 ；禾口式(VIII) (Β/Α) X (L/D) = 5. 0 到 200。这样的本发明模塑制品具有比常规制品更高的强度。在下列描述中，关于塑模物品使用的术语“高强度”，“强度高”和相似术语指作为 较大的电子系统(比如复印机和打印机)的主要组成部分应该具有的高强度。更具体地， 当进行JIS K-7110定义的伊佐德(Izod)冲击试验时，本发明的模塑制品的伊佐德冲击强 度为5或以上。优选10或以上的伊佐德冲击强度。先说明作为用于本发明的模塑制品的材料使用的树脂组合物。用于本发明的模塑制品的树脂组合物含有聚乳酸树脂和超级工程塑料纤维，乳酸 组分含量A (重量％)(下面也简称为“含量A”)为50重量％或以上。如果聚乳酸树脂是 后面提到的乳酸共聚物树脂，且例如乳酸单元含有80重量％的乳酸共聚物，则乳酸共聚物 树脂的重量的十分之八和树脂组合物的总重量的比值(百分比)为50重量％或以上。如 果聚乳酸树脂是乳酸单聚物树脂，则乳酸单聚物树脂的重量和树脂组合物的总重量的比值 (百分比)为50重量％或以上。上述树脂组合物能有助于防止全球变暖和建立良好的物质循环社会，因为其含量 A为50重量％或以上。含量A优选不少于60重量％，更优选不少于70重量％，进一步优选不少于80重 量％。含量A可通过如后面所述适当地改变混合温度和注塑温度而增加。聚乳酸树脂的类型没有特别限制。示例性树脂包括乳酸单聚物树脂和乳酸共聚物 树脂。另外，作为用于聚乳酸树脂的原料的乳酸组分的类型没有特别限制，但可以是 L-乳酸、D-乳酸、DL-乳酸、或它们的混合物，或者乳酸的环状二聚物，即L-丙交酯、D-丙 交酯、内消旋丙交酯、或它们的混合物。用于制备聚乳酸树脂的技术也没有特别限制。树脂可通过常规技术合成。例如，乳酸单聚物树脂可通过L-乳酸、D-乳酸、DL-乳酸、或它们的混合物的直接脱水缩合获得， 或通过L-丙交酯、D-丙交酯、内消旋丙交酯、或它们的混合物的开环聚合获得。乳酸共聚 物树脂可通过乳酸单体或丙交酯和其他可以和所述单体共聚的组分的共聚获得。所述其他 可共聚的组分的例子为分子内具有两个或更多形成酯键的官能团的二元羧酸、多元醇、羟 基羧酸和内酯，以及含有上述多种组分的各种聚酯、聚醚和聚碳酸酯。聚乳酸树脂的重均分子量也没有特别限制，但可以是50，000到500，000，优选为 100, 000到250，000。50，000或以上的重均分子量是有利的，因为它使本发明的模塑制品 的强度较高。另一方面，500，000以下的重均分子量是有利的，因为它使树脂组合物容易均 勻，这可能增大本发明的模塑制品的强度。除了上述聚乳酸树脂外，树脂组合物含有超级工程塑料纤维。树脂组合物中的超级工程塑料纤维的含量，即树脂组合物的超级工程塑料纤维含 量B(重量％)(下面也简称为“含量B”)满足含量B和含量A的比值(比值B/A)为0.05 到0. 40。只要该比值落入这个范围，超级工程塑料纤维就可以是树脂组合物除聚乳酸树脂 之外的唯一组分(也就是说，含量A和含量B的总和可以是100重量％ )，或者是除树脂之 外的其他组分之一。相对于作为聚乳酸树脂比例的含量A，含量B优选具有0. 10到0.20的比值(B/A)， 因为本发明的模塑制品将具有较高的强度。此处使用的术语“超级工程塑料纤维”指的是由Society of PolymerScience, Japan 编辑，于 2005 年 6 月 30 日由 Asakura Publishing Co.，Ltd.出版的 "Kobunshi-Jiten (Dictionary of Polymers，聚合物词典)”第三版，830页定义的超级工程 塑料的纤维，比如聚苯硫醚(PPS)、聚芳香酯(PAR)、聚砜(PSU)、聚醚砜(PES)、聚醚酰亚胺 (PEI)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、对位芳香族聚酰胺、液晶聚合物(LCP)和聚酰亚胺(PI)。树脂组合物含有这些超级工程塑料的至少一种的纤维。其中，超级工程塑料纤维优选由选自下列组的至少一种制成聚苯硫醚(PPS)、聚 芳香酯(PAR)、对位芳香族聚酰胺、和聚酰亚胺(PI)。这些塑料的成本性能优良。超级工程塑料纤维的长度(下面也称为“长度L”)没有特别限制，但优选为100 到20，000 μ m，更优选为1,000到10，000 μ m。同时，要求长宽比，即长度L和直径D(后面 定义的“直径D”)的比值在后面所述的限定范围内。超级工程塑料纤维的截面形状没有特别限制，但可以是圆形的。优选降低超级工 程塑料纤维的生产成本并提高纤维在树脂组合物中的分散性的圆形截面。也可使用特殊形 状的截面，比如星形截面、多边形截面、形状不规则的截面和带缺口的截面、或作为这些特 殊形状的复合物的截面。优选这样的截面，因为它们增大在树脂组合物中和聚乳酸树脂的 接触面积，以改进纤维和树脂之间的粘合，这可能增大本发明模塑制品的强度。超级工程塑料纤维的截面直径(下面也称为“直径D”)为1到20 μ m,满足前述式 (VI)。直径D优选为5到15 μ m。同时优选较小的直径D，因为本发明的模塑制品因而趋向于机械强度较高。直径过 小可使注塑困难，或引起树脂组合物难以均勻。另外，在这样的直径下，成本通常因此增大， 所以直径D满足式(VI)是有利的。“直径D”指的是通过垂直于其纵向切割超级工程塑料纤维获得的截面的直径。如果超级工程塑料纤维具有圆形以外的截面，则指的是面积和所述截面相等的圆形的直径 (海伍德(Heywood)直径)。作为长度L和直径D之间的比值的长宽比(L/D)为100到1，000，满足前述式 (VII)0比值L/D优选为200到500。就此而言，(Β/Α) X (L/D)表示的参数的值为5. 0到200，满足前述式(VIII)。(B/ A) X (L/D)的值优选为20到100。本发明的发明人发现了长宽比和MD收缩之间的相关性。具体地，发现过高的长宽 比增大MD收缩，使得在超级工程塑料纤维的表面易引起裂纹，造成通过注塑获得的本发明 的模塑制品的机械强度降低。在超级工程塑料纤维的表面，裂纹仅因纤维的热收缩而产生，认为该现象因纤维 自身的内应力而造成。也发现如果长宽比过低，则机械强度降低。最后，发明人发现如果长宽比落入上面 指定的范围内，则本发明的模塑制品具有较高的机械强度。上述MD收缩理解为超级工程塑料纤维在其纵向的收缩率。优选地，超级工程塑料纤维的表面涂有表面活性剂。超级工程塑料纤维和聚乳酸 树脂的亲合性通过涂层改进，使得空隙不太可能在超级工程塑料纤维附近形成，模塑制品 的强度增大。可使用的表面处理剂的实例包括间苯二酸酯。优选地，超级工程塑料纤维的拉伸强度为50MPa或以上，冲击强度为50kJ/m2或以 上，载荷变形温度为150°C或以上。具有这样的性质的纤维使模塑制品具有较高的强度和热 抗性。载荷变形温度通过JIS K7191定义的方法测量。itilfell^^j "Plastics-Determination of tensile properties” 白勺 JIS K7161和K7162定义的方法测量。冲击强度通过确定塑料的伊佐德冲击强度的方法(JIS K7110)或确定塑料的却贝 (Charpy)冲击强度的方法(JIS K7111)所定义的方法测量。优选地，含有如上所述的聚乳酸树脂和超级工程塑料纤维的树脂组合物还含有增 塑剂。增塑剂含量没有限制，但优选为1到30%重量，更优选为10到20%。增塑剂的加 入可以降低模塑制品制造期间的混合温度和注塑温度，使得获得的模塑制品具有较高的强 度。换言之，增塑剂的加入使得即使在比不加入增塑剂的情形更低的混合和注塑成型温度 下也可使树脂组合物足够均勻，从而降低超级工程塑料纤维上的热负荷，使超级工程塑料 纤维劣化较少且塑模物品的强度较高。在本发明的模塑制品制造期间，可有利地将混合温度和注塑温度从不加入增塑剂 的情形降低约10°c。树脂组合物可含有的增塑剂没有特别限制，其实例包括邻苯二甲酸酯、磷酸酯、己 二酸酯或其他酯基增塑剂，和环氧基增塑剂。含有聚乳酸树脂和超级工程塑料纤维，并优选含有增塑剂的树脂组合物可含有一 些另外的组分，比如抗氧化剂、耐热稳定剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、抗静电剂、中和剂、颜 料或其他着色剂、分散剂、松香、合成橡胶、无机添加剂、阻燃剂、抗真菌剂、香料、脱模剂、和 抗水解剂。这些另外的组分的总量优选为20重量％或以下，更优选为10重量％或以下。
下面说明本发明的模塑制品的尺寸。本发明模塑制品的平均厚度(下面也称为“平均厚度X”，或简称为“X”，用“mm”表 示)满足下式(III)和式(IV)，Y表示模塑制品的重量(kg)。式(III):X 彡 2.0式(IV):Υ/Χ = 0. 03 到 2. 5Υ/Χ的值优选为0. 05到1. 0，更优选为0. 1到0. 5。本发明的模塑制品薄且大，以至于具有如上面所述的这样的Υ/Χ。本发明的模塑制 品具有高强度。通过使上述B/A、L/D等落入它们各自的优选范围，或加入增塑剂，即使较薄且较 重的模塑制品也可具有高强度。如果如后面所述对本发明的模塑制品制造期间的树脂组合 物的混合或注塑采用更为优选的温度，则可以实现相同的结果。举例来说，模塑制品可具有3mm或以上的平均厚度X和0. 3kg或以上的重量Y。模 塑制品也可具有4mm或以上的平均厚度X和0. 4kg或以上的重量Y，或6mm或以上的平均厚 度X和0. 6kg或以上的重量Y，甚至IOmm或以上的平均厚度X和1. Okg或以上的重量Y。在这点上，平均厚度X指的是在本发明的模塑制品的任何十个点的厚度的算术平 均值。本发明的模塑制品也满足下式(V)。式(V) (Β/Α) /X = 0. 017-0. 20(B/A)/X值优选为0. 03到0. 15，更优选为0. 05到0. 10。具有这样的值时，模塑制
品具有较高的强度。本发明的发明人发现，如果在树脂组合物的含量B和含量A的比值和模塑制品的 厚度X之间存在式(V)表示的关系，则本发明的模塑制品的强度得到特别改进。本发明人 还发现，在此情况下，就满足式(III)和(IV)的模塑制品所需的高强度而言，改进的强度是 令人满意的。本发明的模塑制品优选是通过在低于超级工程塑料纤维的熔点20到60°C的温度 下混合和注塑树脂组合物获得的模塑制品。所述温度优选低于超级工程塑料纤维的熔点30 到50°C。本发明的模塑制品可有利地通过后面所述的本发明的制造方法制造。在本发明中，超级工程塑料纤维的熔点通过JIS K7314-2定义的方法C((10°C/分 钟)测量。本发明的模塑制品如上所述。优选使用本发明的模塑制品作为主要组成部分制造壳体，因为由此获得高强度的 壳体。更具体地，制成的壳体优选为容积为100到5，OOOcc的壳体，更优选为容积为500到 2, OOOcc的壳体。即使具有这样的容积的壳体也具有所需的高强度。也优选将这样的壳体用于电子系统。具有这样的壳体的电子系统因其高强度而有 利。即使该电子系统的重量为例如IOkg或以上，也将获得所需的较高强度。具有这样的壳体的电子系统的具体实例包括复印机、打印机、影印设备、印刷机、 医疗仪器、和用于生命科学的仪器。下面描述本发明的模塑制品的制造方法。本发明的模塑制品不需要由特定的方法制造，但可由例如下列优选方法(也称为"本发明的制造方法")制造。在本发明的制造方法中，含有聚乳酸树脂和超级工程塑料纤维的树脂组合物通过 在低于超级工程塑料纤维的熔点约20到60°C的温度下进行混合而制备。更优选地，混合温 度低于超级工程塑料纤维的熔点30到50°C。在这种情况下，本发明的模塑制品将具有较高 的强度。如前所述，树脂组合物中含有的聚乳酸树脂的比例较高。另外，超级工程塑料纤维 的MD收缩将降低。在本发明的制造方法中，混合温度定义为树脂组合物在混合期间具有的最高温度。混合方法没有特别限制。举例来说，可使用已知的混合器进行混合。典型的已知 混合器包括双螺杆混合器，比如TOSHIBA MACHINE的型号TEM-26SS。如上所述，混合温度定义为树脂组合物在混合期间具有的最高温度。如果通过使 用双螺杆混合器进行混合，则通常将树脂组合物在螺杆的捏和区和端区之间具有的最高温 度认为是混合温度。为了注塑，优选用模塑机对已混合的树脂组合物进行粒化。树脂组合物的粒化方法没有特别限制。可使用已知的粒化机形成颗粒。典型的已 知粒化机包括Kobe Steel制造的型号SCF-100。颗粒的尺寸和形状也没有限制。示例性颗粒为圆柱形，圆形截面的直径为2到 3mm,高度为5至Ij 10_。根据本发明的制造方法，在低于超级工程塑料纤维的熔点20°C或以上的温度下 注塑通过上述过程获得的树脂组合物。注塑温度优选低于超级工程塑料纤维的熔点20到 60°C，更优选30到50°C。在此情况下，本发明的模塑制品将具有较高的强度。如前所述，树 脂组合物中含有的聚乳酸树脂比例较高。另外，超级工程塑料纤维的MD收缩将降低。如果 混合温度和注塑温度都落入上述各个优选范围内特别有利，因为本发明的模塑制品将具有 更高的强度。注塑温度定义为树脂组合物在混合期间具有的最高温度。注塑方法没有特别限制，但可采用已知的注塑方法。在示例性方法中，通过加热将 粒化的树脂组合物或类似物熔化，然后通过活塞或螺杆加压以便可将它注塑成型，直到塑 模充满组合物，并通过在塑模中使树脂组合物硬化或固化而获得模塑制品。更具体地，可使用的注塑方法包括在在线螺杆系统上注塑树脂组合物以获得本发 明的模塑制品的方法。在线螺杆系统上的注塑方法包括将颗粒形式的树脂组合物加入料斗 的步骤，在加热缸中增塑和测量的步骤，从加热缸注塑成型的步骤，在塑模中停留和冷却的 步骤，和打开塑模后移除的步骤。如上所述，注塑温度定义为树脂组合物在注塑期间具有的最高温度。如果在在线 螺杆系统上进行注塑成型，则通常将在树脂组合物即将注塑成型之前树脂组合物在喷嘴附 近具有的温度认为是注塑温度。通过如上所述的本发明的制造方法，可以制造本发明的模塑制品。实施例〈实施例1>使用的聚乳酸树脂是LACEA(注册商标)(产品号:Η_100 ；由MitsuiChemicals，Inc.制造)。聚苯硫醚(PPS)的纤维(商品名称=TORCON ；切短纤维；由Torey Industries, Inc.制造)用作超级工程塑料纤维。超级工程塑料纤维的直径D为15 μ m，长度L为5，000 μ m，比值L/D为333。通过使用双螺杆混合挤出机(由TOSHIBA MACHINE CO.，LTD.制造；产品号， TEM-26SS)将上述聚乳酸树脂和超级工程塑料纤维混合在一起。聚乳酸树脂和超级工程塑 料纤维的总量为4kg。聚乳酸树脂和超级工程塑料纤维之间的混合比为80 20(按重量 计)。混合温度为220°C。混合后，通过切割器将挤出的树脂组合物切成长约7mm，具有直径 为2到3mm的近似圆形截面的颗粒，并将颗粒浸入自来水。然后，从自来水移走颗粒状树脂组合物，并通过干燥器在温度为50 V且相对湿度 约为0%的条件下干燥约八小时，然后在220°C的注塑温度下进行注塑以获得壳体。壳体是 200mm的正方形，平均厚度X为3. 0mm，重量Y为0.6kg。使用由FANUC LTD制造的产品号为 S-2000il00A的电注塑机进行注塑。该型号的注塑机能控制模塑制品的厚度。然后，根据JIS K-7110从壳体切下凹口样品。样品具有和JIS K-7110定义的类 型1样品(长度，80士2mm;宽度10. 0士0. 2mm ；厚度，4. 0士0. 2mm)相同的长度和宽度，其 厚度保持和壳体相同(3.0mm)。样品中形成的凹口为JIS K7110定义的类型A(凹口半径， 0. 25士0. 05讓；凹口部分宽度，8. 0士0. 2讓)。凹口样品的重量为3. 3到3. 8g。在凹口样品上进行JIS K-7110定义的伊佐德冲击试验以测量其伊佐德冲击强度。 伊佐德冲击强度测量列于表1。除了上述凹口样品外，从壳体切下一样品(长100mm，宽100mm，厚度和壳体相同 (3. Omm))以在其上进行钢球掉落试验。在该试验中，将样品水平放置于平台上，然后将直接 位于样品上的重量为500g的钢球从样品之上IOOmm的高度掉落在样品上，检查样品的破碎 和破裂。表1中，符号“X”表示样品破碎或破裂，而符号“〇”表示样品不破碎或破裂。表1也显示前述混合和模塑是否充分进行。符号“〇”表示充分混合和模塑，另一 方面，符号“X”表示因树脂的流动性过低而不可能混合或注塑，或者在模塑制品上产生凹 痕。〈实施例2>按照实施例1的步骤进行试验，除了使用聚芳香酯(PA)(商品名称，Vectran ；切短 纤维；由KURARAY Co.，Ltd.制造)的纤维代替PPS纤维，注塑温度不是220°C而是230°C， 且重量Y不是0.6kg而是0.8kg。试验结果列于表1。〈实施例3>按照实施例1的步骤进行试验，除了使用对位芳香族聚酰胺(商品名称，Twaron 由TEIJIN LIMITED制造)代替PPS纤维，注塑温度不是220°C而是250°C，且重量Y不是 0. 6kg 而是 1. Okg0试验结果列于表1。〈实施例4>按照实施例1的方式将实施例1使用的聚乳酸树脂和PPS纤维，以及另外的磷酸 酯(商品名称,PX-200 ；由 DAIHACHI CHEMICAL INDUSTRYC0.，LTD.制造)混合在一起。聚 乳酸树脂、PPS纤维和磷酸酯的总量为4kg，和实施例1的材料总量的相同。聚乳酸树脂、超 级工程塑料纤维和磷酸酯之间的混合比为70 20 10(按重量计)。注塑温度从实施例1中的220°C变成210°C，重量Y从实施例1中的0. 6kg变成0. 3kg。其他没有变化，按照实 施例1的步骤进行试验。此外，进行阻燃性试验，该试验根据美国的Underwriters Laboratories Inc.建 立的安全标准UL 94进行。试验结果列于表1。〈实施例5>按照实施例1的步骤进行试验，除了使用聚酰亚胺(商品名称，PI fiberP84;由 Τ0Υ0Β0 CO.，LTD.制造)的纤维代替PPS纤维，注塑温度不是220°C而是250°C，且重量Y不 是0.6kg而是1.0kg。试验结果列于表1。〈实施例6>按照实施例4的步骤进行包括阻燃性试验在内的试验，除了聚乳酸树脂、超级工 程塑料纤维和磷酸酯之间的混合比不是70 20 10而是50 20 30(按重量计)，注 塑温度不是210°C而是210°C，且重量Y不是0. 3kg而是0. 6kg。试验结果列于表1。〈实施例7>按照实施例1的步骤进行试验，除了聚乳酸树脂和超级工程塑料纤维之间的混合 比不是80 20而是95 5 (按重量计)，且重量Y不是0.6kg而是0.3kg。试验结果列于 表1。〈实施例8>按照实施例1的步骤进行试验，除了注塑温度不是220°C而是250°C，且重量Y不 是0.6kg而是1.0kg。试验结果列于表1。〈实施例9>按照实施例2的步骤进行试验，除了注塑温度不是230°C而是260°C，且重量Y不 是0.8kg而是1.0kg。试验结果列于表1。〈实施例10>按照实施例1的步骤进行试验，除了聚乳酸树脂和超级工程塑料纤维之间的混合 比不是80 20而是95. 2 4. 8，且重量Y不是0.6kg而是1.0kg。试验结果列于表1。〈实施例11>按照实施例1的步骤进行试验，除了聚乳酸树脂和超级工程塑料纤维之间的混合 比不是80 20而是77 23，且重量Y不是0.6kg而是1.0kg。试验结果列于表1。〈实施例12>按照实施例1的步骤进行试验，使用的超级工程塑料纤维的材料和长度L和实施 例1使用的超级工程塑料纤维相同，但直径D不同(D = 20 μ m)，聚乳酸树脂和超级工程塑 料纤维之间的混合比不是80 20而是95. 2 4. 8，且重量Y不是0.6kg而是1.0kg。试 验结果列于表1。〈实施例13>按照实施例1的步骤进行试验，使用的超级工程塑料纤维的材料和长度L和实施 例1使用的超级工程塑料纤维相同，但直径D不同(D = 10 μ m)，聚乳酸树脂和超级工程塑 料纤维之间的混合比不是80 20而是71. 5 28. 5，且重量Y不是0.6kg而是1.0kg。试 验结果列于表1。
〈实施例14>按照实施例12的步骤进行试验，使用的超级工程塑料纤维的材料和长度L和实施 例12使用的超级工程塑料纤维相同，但直径D不同(D= Ιμπι)。试验结果列于表1。〈实施例15>按照实施例1的步骤进行试验，除了通过注塑获得的壳体的厚度不是3. 0 μ m而是 2. Oum0试验结果列于表1。<比较实施例1>使用滑石(产品号，C-3 ；由NIPPON TALC Co.，Ltd.制造)和玻璃纤维(切短玻 璃束；长丝直径，10 μ m ；成束长丝数，2，000 ；由Asahi Fiber Corporation制造)。通过使用和实施例1相同的双螺杆混合挤出机将滑石和玻璃纤维，以及和实施例 1相同的聚乳酸树脂混合在一起。聚乳酸树脂、滑石和玻璃纤维的总量为4kg，聚乳酸树脂， 滑石和玻璃纤维之间的混合比为70 15 15(按重量计)。混合温度为220°C。以相似 的方式获得和实施例1相似的颗粒。在220°C的注塑温度下注塑获得的颗粒状树脂组合物。通过注塑获得的壳体的厚 度由实施例1的3. Omm变成1. 5mm。然后，按照相似的方式提供和实施例1所提供的相似的凹口样品，并进行和实施 例1相同的试验。试验结果列于表1。进行比较实施例1的测试作为对专利文件1所述的组合物的另外的实验。〈比较实施例2>使用红麻(平均纤维长度，300 μ m到20mm)。通过使用和实施例1相同的双螺杆混合挤出机将红麻和与实施例1相同的聚乳 酸树脂混合在一起。聚乳酸树脂和红麻的总量为4kg，聚乳酸树脂和红麻之间的混合比为 80 20(按重量计)。混合温度为220°C。以相似的方式获得和实施例1相似的颗粒。在220°C的注塑温度下注塑获得的颗粒状树脂组合物。通过注塑获得的壳体的厚 度从实施例1的3. Omm变成1. 5mm。然后，按照相似的方式提供和实施例1所提供的相似的凹口样品，并进行和实施 例1相同的试验。试验结果列于表1。进行对比较实施例2的测试作为对专利文件2所述的组合物的另外实验。〈比较实施例3>按照实施例1的步骤进行试验，除了注塑温度不是220°C而是270°C，通过注塑获 得的壳体的厚度不是3. Omm而是1. 5mm,且重量Y不是0. 6kg而是1. Okgo试验结果列于表 1。〈比较实施例4>按照实施例2的步骤进行试验，除了注塑温度不是230°C而是280°C，通过注塑获 得的壳体的厚度不是3. Omm而是1. 5mm,且重量Y不是0. 8kg而是1. Okgo试验结果列于表 1。〈比较实施例5>按照实施例3的步骤进行试验，除了注塑温度不是250°C而是300°C，通过注塑获 得的壳体的厚度不是3. Omm而是1. 5mm。试验结果列于表1。
〈比较实施例6>按照实施例5的步骤进行试验，除了注塑温度不是250°C而是300°C，通过注塑获 得的壳体的厚度不是3. Omm而是1. 5mm。试验结果列于表1。〈比较实施例7>按照实施例1的步骤进行试验，除了聚乳酸树脂和超级工程塑料纤维之间的混合 比不是80 20而是96 4，通过注塑获得的壳体的厚度不是3. Omm而是1.5mm，且重量Y 不是0.6kg而是1.0kg。试验结果列于表1。〈比较实施例8>按照实施例1的步骤进行试验，除了聚乳酸树脂和超级工程塑料纤维之间的混合 比不是80 20而是76 24，通过注塑获得的壳体的厚度不是3. Omm而是1.5mm，且重量 Y不是0. 6kg而是1. Okgo试验结果列于表1。〈比较实施例9>按照实施例1的步骤进行试验，使用的超级工程塑料纤维的材料和直径D和实施 例1使用的超级工程塑料纤维相同，但长度L不同(L= 1，350 μ m)，通过注塑获得的壳体的 厚度不是3. Omm而是1. 5mm,且重量Y不是0. 6kg而是1. Okgo试验结果列于表1。<比较实施例10>按照实施例1的步骤进行试验，使用的超级工程塑料纤维的材料和直径D和实施 例1使用的超级工程塑料纤维相同，但长度L不同(L = 16，500 μ m)，通过注塑获得的壳体 的厚度不是3. Omm而是1. 5mm,且重量Y不是0. 6kg而是1. Okgo试验结果列于表1。<比较实施例11>按照实施例1的步骤进行试验，除了通过注塑获得的壳体的厚度不是3. Omm而是 50mm，且重量Y不是0. 6kg而是1.0kg。试验结果列于表1。<比较实施例12>按照实施例1的步骤进行试验，除了通过注塑获得的壳体的平均厚度不是3. Omm 而是0. 38mm，且重量Y不是0. 6kg而是1.0kg。试验结果列于表1。<比较实施例13>按照实施例1的步骤进行试验，使用的超级工程塑料纤维的材料和长度L和实施 例1使用的超级工程塑料纤维相同，但直径D不同(D = 20 μ m)，聚乳酸树脂和超级工程塑 料纤维之间的混合比不是80 20而是95. 3 4. 7，通过注塑获得的壳体的厚度不是3. Omm 而是1. 5mm,且重量Y不是0. 6kg而是1. Okgo试验结果列于表1。<比较实施例14>按照实施例1的步骤进行试验，使用的超级工程塑料纤维的材料和长度L和实施 例1使用的超级工程塑料纤维相同，但直径D不同(D = 10 μ m)，聚乳酸树脂和超级工程塑 料纤维之间的混合比不是80 20而是71 29，通过注塑获得的壳体的厚度不是3. Omm而 是1. 5mm,且重量Y不是0. 6kg而是1. Okgo试验结果列于表1。<比较实施例15>按照实施例10的步骤进行试验，使用的超级工程塑料纤维的材料和长度L和实施 例10使用的超级工程塑料纤维相同，但直径D不同φ = 50μπι)。试验结果列于表1。<比较实施例16>
按照实施例10的步骤进行试验，使用的超级工程塑料纤维的材料和长度L和实施 例10使用的超级工程塑料纤维相同，但直径D不同φ = 0.9μπι)。试验结果列于表1。
在实施例1， 具有这么高的伊佐德冲击强度的模塑制品可用作较重较大产品比如复印机和打 印机的组成部件。更具体地，就厚度(χ)为3. Omm,冲击强度为9kJ/m2的实施例4和7而言，可获得 重量(Y)为0. 3kg(Y/X = 0. 10)的模塑制品，用作较重较大产品的组成部件。相似地，就冲击强度为15kJ/m2的实施例1和6而言，可获得重量⑴为0. 6kg (Y/ X = O. 20)的模塑制品。就冲击强度为20kJ/m2的实施例2而言，可获得重量(Y)为0. 8kg (Υ/Χ = 0. 27)的 模塑制品。就冲击强度为27kJ/m2的实施例3，和冲击强度为28kJ/m2的实施例5而言，可获 得重量(Y)为1. Okg(Y/X = 0. 33)的模塑制品。上述属于本发明范围内的模塑制品可用作较重较大产品比如复印机和打印机的 组成部件。 实施例4中的阻燃性为UL 94V0等级，实施例6中为5VB等级。在比较实施例3到10中，X为1. 5mm,因此不在本发明限定的范围内。在比较实施 例7中，B/A也不在本发明限定的范围。在比较实施例8中，不但X在定义的范围之外，(B/ A)/X也在范围外。在比较实施例7中测量的冲击强度低至小于5。在比较实施例8和10 的每一个中，树脂组合物的流动性过低，以至于不能作为连续的线股进行粒化。当离线对非 连续的线流线股进行粒化以对颗粒进行注塑时，发生欠注(short shot)，不能进行模塑。在比较实施例11和12中，Y/X和(Β/Α)/X均在本发明限定的范围外。在比较实 施例11的模塑制品上产生了凹痕。在比较实施例12中制备的树脂组合物的流动性过低以 至于不能混合。在比较实施例13中，X和(B/A)均在本发明限定的范围外。在比较实施例14中， (Β/Α)/X也在本发明限定的范围外。在比较实施例13中测量的冲击强度低至小于5。在比 较实施例14中制备的树脂组合物的流动性过低以至于不能混合。如上所述，在比较实施例中，不能进行混合或塑模，即使塑模成功，冲击强度也低 至小于5kJ/m2。具有这样的低强度的模塑制品不适合作为较重较大产品比如复印机和打印机的 组成部件。
权利要求
模塑制品，其可通过注塑含聚乳酸树脂和超级工程塑料纤维的树脂组合物获得，其中树脂组合物的乳酸组分含量A(重量％)和超级工程塑料纤维含量B(重量％)；注塑制品的平均厚度X(mm)和重量Y(kg)；以及超级工程塑料纤维的长度L(μm)和截面直径D(μm)满足下式(I)到(VIII)式(I)A≥50；式(II)B/A＝0.05到0.40；式(III)X≥2.0；式(IV)Y/X＝0.03到2.5；式(V)(B/A)/X＝0.017到0.20；式(VI)D＝1到20；式(VII)L/D＝100到1,000；和式(VIII)(B/A)×(L/D)＝5.0到200。
2.根据权利要求1的模塑制品，所述模塑制品可通过在低于所述超级工程塑料纤维的 熔点20到60°C的温度下混合并注塑所述树脂组合物获得。
3.根据权利要求1或2的模塑制品，其中所述超级工程塑料纤维的拉伸强度为50MPa 或以上，冲击强度为50kJ/m2或以上，载荷变形温度为150°C或以上。
4.根据权利要求1到3任意一项的模塑制品，其中所述超级工程塑料纤维由选自下列 组中的至少一种制成聚苯硫醚、聚芳酯、对位芳香族聚酰胺和聚酰亚胺。
5.壳体，其含有根据权利要求1到4任意一项的模塑制品作为其主要组成部分。
6.电子系统，其包括根据权利要求5的壳体，且重量为IOkg或以上。
7.根据权利要求6的电子系统，其为复印机、打印机、影印设备、印刷机、医疗仪器或用 于生命科学的仪器。
全文摘要
本发明的目的在于提供由聚乳酸树脂含量为50重量％或以上的树脂组合物构成的注塑聚乳酸树脂制品，该制品比常规制品的强度更高，并可用作较重较大的产品(比如复印机和打印机)的组成部件，所述目的通过提供可通过注塑含聚乳酸树脂和超级工程塑料纤维的树脂组合物获得的模塑制品而实现。对于本发明提供的模塑制品，树脂组合物的乳酸组分含量A(重量％)和超级工程塑料纤维含量B(重量％)，模塑制品的平均厚度X(mm)和重量Y(kg)，以及超级工程塑料纤维的长度L(μm)和截面直径D(μm)满足特定关系。
文档编号B29C45/00GK101932635SQ200880108900
公开日2010年12月29日 申请日期2008年8月19日 优先权日2007年9月27日
发明者河崎英敏 申请人:富士胶片株式会社