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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-10-22
(45)【発行日】2024-10-30
(54)【発明の名称】溶着成形体の製造方法、溶着成形体及びパイプ
(51)【国際特許分類】
B29C 65/06 20060101AFI20241023BHJP
B29C 65/08 20060101ALI20241023BHJP
【ＦＩ】
B29C65/06
B29C65/08
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2021533097
(86)(22)【出願日】2020-07-16
(86)【国際出願番号】 JP2020027669
(87)【国際公開番号】W WO2021010436
(87)【国際公開日】2021-01-21
【審査請求日】2023-05-08
(31)【優先権主張番号】P 2019131629
(32)【優先日】2019-07-17
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000002093
【氏名又は名称】住友化学株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100106909
【弁理士】
【氏名又は名称】棚井 澄雄
(74)【代理人】
【識別番号】100196058
【弁理士】
【氏名又は名称】佐藤 彰雄
(74)【代理人】
【識別番号】100126664
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 慎吾
(74)【代理人】
【識別番号】100153763
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 広之
(72)【発明者】
【氏名】坂井 大雅
【審査官】藤原 弘
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１８／１７９８６２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開平１１－２４００７３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－２１８８００（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－１８８５５９（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１８／１７９８６１（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特表２０１２－５０８３５８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０３－１８４８３０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－３２０４７８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－０１１３６０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－０１９１３５（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第０６７０６３５７（ＵＳ，Ｂ２）
【文献】米国特許第０６５８８９７０（ＵＳ，Ｂ１）
【文献】特開２００９－０６６８１９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２９Ｃ ６５／０６
Ｂ２９Ｃ ６５／０８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
液晶ポリエステルを形成材料とする溶着成形体の製造方法であって、前記液晶ポリエステルを形成材料とする第１部材が有する第１凸条部と、前記液晶ポリエステルを形成材料とする第２部材が有する第２凸条部とを、それぞれ前記液晶ポリエステルの流動開始温度以上に加熱する工程と、
前記第１凸条部と前記第２凸条部とを当接させ、前記第１凸条部と前記第２凸条部とが相対的に近づく方向に押圧しながら振動溶着する工程を有し、
前記第１部材においては前記第１凸条部のみを加熱し、前記第２部材においては前記第２凸条部のみを加熱する溶着成形体の製造方法。
【請求項2】
前記第１部材は、第１基部と、前記第１基部から突出した前記第１凸条部と、
前記第１凸条部の延在方向に沿って前記第１凸条部の両側に設けられ、前記第１基部に対し前記第１凸条部と同じ側に突出した一対の第１リブを有し、
前記第２部材は、第２基部と、
前記第２基部から突出した前記第２凸条部と、
前記第２凸条部の延在方向に沿って前記第２凸条部の両側に設けられ、前記第２基部に対し前記第２凸条部と同じ側に突出した一対の第２リブを有し、
前記振動溶着する工程では、前記第１リブと前記第２リブとが当接するまで前記第１部材と前記第２部材とを近づける請求項１に記載の溶着成形体の製造方法。
【請求項3】
前記振動溶着する工程は、前記第１凸条部と前記第２凸条部と前記第１リブと前記第２リブとで囲まれた空間から溶融樹脂が漏れ出る前に終了させる請求項２に記載の溶着成形体の製造方法。
【請求項4】
前記第１凸条部の頭頂面の幅が、前記第２凸条部の頭頂面の幅の９０％以上１１０％以下である請求項１から３のいずれか１項に記載の溶着成形体の製造方法。
【請求項5】
第１部材と、第２部材と、を備え、前記第１部材と前記第２部材とは、それぞれ液晶ポリエステルを形成材料とし、
前記第１部材と前記第２部材とが熱溶着して形成された溶着部と有し、
前記溶着部は、前記第１部材と前記第２部材とが熱溶着した溶着本体部と、前記溶着本体部の両側に設けられた一対のリブと、を有し、
前記溶着本体部と前記リブとの間には筒状の保持空間が形成され、
前記保持空間には、前記液晶ポリエステルで形成されたバリが充填され、
前記溶着本体部及び前記一対のリブと交差する断面において、前記保持空間における前記バリの充填率は、６５％以上１００％未満である溶着成形体。
【請求項6】
前記溶着部の引張強度が１３ＭＰａ以上である請求項５に記載の溶着成形体。
【請求項7】
請求項５又は６に記載の溶着成形体であるパイプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、溶着成形体の製造方法、溶着成形体及びパイプに関する。
本願は、２０１９年７月１７日に出願された日本国特願２０１９－１３１６２９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７月１７日に出願された日本国特願２０１９－１３１６２９号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【0002】
一般に、複雑な形状を有する樹脂成形体は、目的物である樹脂成形体を構成する部品をそれぞれ射出成形した後に、互いの部品を溶着させて製造している（例えば、特許文献１，２参照）。「複雑な形状を有する樹脂成形体」としては、例えば、流体が内部を流動する配管を挙げることができる。また、このような樹脂成形体の形成材料としては、熱可塑性樹脂が用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１８－１７１７１２号公報
【文献】特開２００７－１６９３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
熱可塑性樹脂のうち、液晶ポリエステルは、溶融流動性に優れ、耐熱性、強度、剛性が高いことから、電気電子部品を製造するための射出成形材料として用いられている。液晶ポリエステルは、このような特性を生かし、電気・電子部品、機械部品などに採用され、用途も拡大されつつある。
【0005】
しかし、液晶ポリエステルは、溶融時の固化速度が速く、また、溶着時に接合界面に界面流動が生じつつ固化する。そのため、接合面に新たな界面が生じて接合しにくい。すなわち、液晶ポリエステルを用いた複数の成形体を溶着させようとしても、溶着箇所の強度が不足しやすく、改善が求められていた。
【0006】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、液晶ポリエステルを形成材料とし、好適に溶着成形体を製造可能とする溶着成形体の製造方法を提供することを目的とする。また、溶着箇所の強度が担保された溶着成形体を提供することを併せて目的とする。また、液晶ポリエステルを形成材料とする溶着成形体であり、信頼性が高いパイプを提供することを併せて目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記の課題を解決するため、本発明は、以下の態様を包含する。
【0008】
［１］液晶ポリエステルを形成材料とする溶着成形体の製造方法であって、前記液晶ポリエステルを形成材料とする第１部材が有する第１凸条部と、前記液晶ポリエステルを形成材料とする第２部材が有する第２凸条部とを、それぞれ前記液晶ポリエステルの流動開始温度以上に加熱する工程と、前記第１凸条部と前記第２凸条部とを当接させ、前記第１凸条部と前記第２凸条部とが相対的に近づく方向に押圧しながら振動溶着する工程を有する溶着成形体の製造方法。
【0009】
［２］前記第１部材は、第１基部と、前記第１基部から突出した前記第１凸条部と、前記第１凸条部の延在方向に沿って前記第１凸条部の両側に設けられ、前記第１基部に対し前記第１凸条部と同じ側に突出した一対の第１リブを有し、前記第２部材は、第２基部と、前記第２基部から突出した前記第２凸条部と、前記第２凸条部の延在方向に沿って前記第２凸条部の両側に設けられ、前記第２基部に対し前記第２凸条部と同じ側に突出した一対の第２リブを有し、前記振動溶着する工程では、前記第１リブと前記第２リブとが当接するまで前記第１部材と前記第２部材とを近づける［１］に記載の溶着成形体の製造方法。
【0010】
［３］前記振動溶着する工程は、前記第１凸条部と前記第２凸条部と前記第１リブと前記第２リブとで囲まれた空間から溶融樹脂が漏れ出る前に終了させる［２］に記載の溶着成形体の製造方法。
【0011】
［４］前記第１凸条部の頭頂面の幅が、前記第２凸条部の頭頂面の幅の９０％以上１１０％以下である［１］から［３］のいずれか１項に記載の溶着成形体の製造方法。
【0012】
［５］第１部材と、第２部材と、を備え、前記第１部材と前記第２部材とは、それぞれ液晶ポリエステルを形成材料とし、前記第１部材と前記第２部材とが熱溶着して形成された溶着部と有し、前記溶着部は、前記第１部材と前記第２部材とが熱溶着した溶着本体部と、前記溶着本体部の両側に設けられた一対のリブと、を有し、前記溶着本体部と前記リブとの間には筒状の保持空間が形成され、前記保持空間には、前記液晶ポリエステルで形成されたバリが充填され、前記溶着本体部及び前記一対のリブと交差する断面において、前記保持空間における前記バリの充填率は、２０％以上１００％未満である溶着成形体。
【0013】
［６］第１部材と、第２部材と、を備え、前記第１部材と前記第２部材とは、それぞれ液晶ポリエステルを形成材料とし、前記第１部材と前記第２部材とが熱溶着した溶着部の引張強度が１３ＭＰａ以上である溶着成形体。
【0014】
［７］［５］又は［６］に記載の溶着成形体であるパイプ。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、液晶ポリエステルを形成材料とし、好適に溶着成形体を製造可能とする溶着成形体の製造方法を提供できる。また、溶着箇所の強度が担保された溶着成形体を提供できる。また、液晶ポリエステルを形成材料とする溶着成形体であり、信頼性が高いパイプを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【発明を実施するための形態】
【0017】
［溶着成形体］
以下、図を参照しながら、本発明の実施形態に係る溶着成形体及び溶着成形体について説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の寸法や比率などは適宜異ならせてある。
以下、図を参照しながら、本発明の実施形態に係る溶着成形体及び溶着成形体について説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の寸法や比率などは適宜異ならせてある。
【0018】
本実施形態の溶着成形体は、液晶ポリエステルを形成材料とする。
【0019】
［液晶ポリエステル］
本実施形態で用いられる液晶ポリエステルは、サーモトロピック液晶ポリマーの一つであり、光学的異方性を示す溶融体を４５０℃以下の温度で形成し得る重合体である。
本実施形態で用いられる液晶ポリエステルは、サーモトロピック液晶ポリマーの一つであり、光学的異方性を示す溶融体を４５０℃以下の温度で形成し得る重合体である。
【0020】
本実施形態の液晶ポリエステルは、下記一般式（１）で表される繰返し単位を有することが好ましく、繰返し単位（１）と、下記一般式（２）で表される繰返し単位と、下記一般式（３）で表される繰返し単位と、を有することがより好ましい。
以下、下記一般式（１）で表される繰り返し単位を「繰返し単位（１）」ということがある。
下記一般式（２）で表される繰り返し単位を「繰返し単位（２）」ということがある。
下記一般式（３）で表される繰り返し単位を「繰返し単位（３）」ということがある。
以下、下記一般式（１）で表される繰り返し単位を「繰返し単位（１）」ということがある。
下記一般式（２）で表される繰り返し単位を「繰返し単位（２）」ということがある。
下記一般式（３）で表される繰り返し単位を「繰返し単位（３）」ということがある。
【0021】
（１）－Ｏ－Ａｒ１－ＣＯ－
（２）－ＣＯ－Ａｒ２－ＣＯ－
（３）－Ｘ－Ａｒ３－Ｙ－
（式中、Ａｒ１は、フェニレン基、ナフチレン基又はビフェニリレン基を表す。Ａｒ２及びＡｒ３は、それぞれ独立に、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニリレン基又は下記一般式（４）で表される基を表す。Ｘ及びＹは、それぞれ独立に、酸素原子又はイミノ基（－ＮＨ－）を表す。Ａｒ１、Ａｒ２又はＡｒ３で表される前記基中の１個以上の水素原子は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、アルキル基又はアリール基で置換されていてもよい。）
（２）－ＣＯ－Ａｒ２－ＣＯ－
（３）－Ｘ－Ａｒ３－Ｙ－
（式中、Ａｒ１は、フェニレン基、ナフチレン基又はビフェニリレン基を表す。Ａｒ２及びＡｒ３は、それぞれ独立に、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニリレン基又は下記一般式（４）で表される基を表す。Ｘ及びＹは、それぞれ独立に、酸素原子又はイミノ基（－ＮＨ－）を表す。Ａｒ１、Ａｒ２又はＡｒ３で表される前記基中の１個以上の水素原子は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、アルキル基又はアリール基で置換されていてもよい。）
【0022】
（４）－Ａｒ４－Ｚ－Ａｒ５－
（式中、Ａｒ４及びＡｒ５は、それぞれ独立に、フェニレン基又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、スルホニル基又はアルキリデン基を表す。）
（式中、Ａｒ４及びＡｒ５は、それぞれ独立に、フェニレン基又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、スルホニル基又はアルキリデン基を表す。）
【0023】
本実施形態で用いられる液晶ポリエステルとしては、具体的には、
（１）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との組み合わせを重合して得られる重合体、
（２）複数種の芳香族ヒドロキシカルボン酸を重合して得られる重合体、
（３）芳香族ジカルボン酸と芳香族ジオールとの組み合わせを重合して得られる重合体、
（４）ポリエチレンテレフタレートなどの結晶性ポリエステルに芳香族ヒドロキシカルボン酸を反応させて得られる重合体、などを挙げることができる。
（１）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との組み合わせを重合して得られる重合体、
（２）複数種の芳香族ヒドロキシカルボン酸を重合して得られる重合体、
（３）芳香族ジカルボン酸と芳香族ジオールとの組み合わせを重合して得られる重合体、
（４）ポリエチレンテレフタレートなどの結晶性ポリエステルに芳香族ヒドロキシカルボン酸を反応させて得られる重合体、などを挙げることができる。
【0024】
なお、液晶ポリエステルの製造において、原料モノマーとして使用する芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族ジカルボン酸及び芳香族ジオールの一部又は全部を、予めエステル形成性誘導体にして重合に供することもできる。このようなエステル形成性誘導体を用いることにより、液晶ポリエステルをより容易に製造できるという利点がある。
【0025】
エステル形成性誘導体としては次のような化合物が例示される。
【0026】
分子内にカルボキシ基を有する芳香族ヒドロキシカルボン酸及び芳香族ジカルボン酸のエステル形成性誘導体の例としては、当該カルボキシ基が、ハロホルミル基（酸ハロゲン化物）やアシルオキシカルボニル基（酸無水物）などの高反応性の基に転化した化合物や、当該カルボキシ基が、エステル交換反応によりポリエステルを生成するように、一価のアルコール類やエチレングリコール等の多価アルコール類、フェノール類などとエステルを形成した化合物が挙げられる。
【0027】
芳香族ヒドロキシカルボン酸及び芳香族ジオールのようなフェノール性水酸基を有する化合物の重合可能な誘導体の例としては、該フェノール性水酸基が、エステル交換反応によりポリエステルを生成するように、低級カルボン酸類とエステルを形成した化合物が挙げられる。
【0028】
さらに、エステル形成性を阻害しない程度であれば、上述の芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族ジカルボン酸又は芳香族ジオールは、分子内の芳香環に、塩素原子、フッ素原子などのハロゲン原子；メチル基、エチル基、ブチル基などの炭素数１～１０のアルキル基；フェニル基などの炭素数６～２０のアリール基を置換基として有していてもよい。
【0029】
芳香族ヒドロキシカルボン酸としては、例えば、ｐ－ヒドロキシ安息香酸、ｍ－ヒドロキシ安息香酸、６－ヒドロキシ－２－ナフトエ酸、３－ヒドロキシ－２－ナフトエ酸、５－ヒドロキシ－１－ナフトエ酸、４－ヒドロキシ－４’－カルボキシジフェニルエーテルが挙げられる。また、これらの芳香族ヒドロキシカルボン酸の芳香環にある水素原子の一部が、アルキル基、アリール基及びハロゲン原子からなる群より選ばれる１種以上の置換基で置換された芳香族ヒドロキシカルボン酸が挙げられる。
【0030】
ｐ－ヒドロキシ安息香酸は、後述の（Ａ１）を誘導する芳香族ヒドロキシカルボン酸である。
【0031】
６－ヒドロキシ－２－ナフトエ酸は、後述の（Ａ２）を誘導する芳香族ヒドロキシカルボン酸である。
【0032】
該芳香族ヒドロキシカルボン酸は、液晶ポリエステルの製造において、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0033】
上述した繰返し単位（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。芳香族ヒドロキシカルボン酸に由来する繰返し単位としては、例えば、以下に示す繰り返し単位が挙げられる。なお、芳香族ヒドロキシカルボン酸に由来する繰返し単位は、その芳香環にある水素原子の一部が、ハロゲン原子、アルキル基及びアリール基からなる群より選ばれる１種以上の置換基で置換されていてもよい。
【0034】
なお、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。
【0035】
【化1】
【0036】
芳香族ジカルボン酸としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、ビフェニル－４，４’－ジカルボン酸、２，６－ナフタレンジルボン酸、ジフェニルエーテル－４，４’－ジカルボン酸、ジフェニルチオエーテル－４，４’－ジカルボン酸が挙げられる。また、これらの芳香族ジカルボン酸の芳香環にある水素原子の一部が、アルキル基、アリール基及びハロゲン原子からなる群より選ばれる１種以上の置換基で置換された芳香族ジカルボン酸が挙げられる。
【0037】
テレフタル酸は、後述の（Ｂ１）を誘導する芳香族ジカルボン酸である。
【0038】
イソフタル酸は、後述の（Ｂ２）を誘導する芳香族ジカルボン酸である。
【0039】
２，６－ナフタレンジルボン酸は、後述の（Ｂ３）を誘導する芳香族ジカルボン酸である。
【0040】
該芳香族ジカルボン酸は、液晶ポリエステルの製造において、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0041】
上述した繰返し単位（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。芳香族ジカルボン酸に由来する繰返し単位としては、例えば、以下に示す繰り返し単位が挙げられる。なお、芳香族ジカルボン酸に由来する繰返し単位は、その芳香環にある水素原子の一部が、ハロゲン原子、アルキル基及びアリール基からなる群より選ばれる１種以上の置換基で置換されていてもよい。
【0042】
【化2】
【0043】
芳香族ジオールとしては、例えば、４，４’－ジヒドロキシビフェニル、ハイドロキノン、レゾルシン、４，４’－ジヒドロキシジフェニルケトン、４，４’－ジヒドロキシジフェニルエーテル、ビス（４－ヒドロキシフェニル）メタン、１，２－ビス（４－ヒドロキシフェニル）エタン、４，４’－ジヒドロキシジフェニルスルホン、４，４’－ジヒドロキシジフェニルチオエーテル、２，６－ジヒドロキシナフタレン、１，５－ジヒドロキシナフタレンが挙げられる。また、これらの芳香族ジオールの芳香環にある水素原子の一部が、アルキル基、アリール基及びハロゲン原子からなる群より選ばれる１種以上の置換基で置換された芳香族ジオールが挙げられる。
【0044】
４，４’－ジヒドロキシビフェニルは、後述の（Ｃ１）を誘導する芳香族ジオールである。
【0045】
ハイドロキノンは、後述の（Ｃ２）を誘導する芳香族ジオールである。
【0046】
レゾルシは、後述の（Ｃ３）を誘導する芳香族ジオールである。
【0047】
該芳香族ジオールは、液晶ポリエステルの製造において、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0048】
上述した繰返し単位（３）は、所定の芳香族ジオールに由来する繰返し単位を含む。芳香族ジオールに由来する繰返し単位としては、例えば、以下に示す繰り返し単位が挙げられる。なお、芳香族ジオールに由来する繰返し単位は、その芳香環にある水素原子の一部が、ハロゲン原子、アルキル基及びアリール基からなる群より選ばれる１種以上の置換基で置換されていてもよい。
【0049】
【化3】
【0050】
芳香族ヒドロキシカルボン酸に由来する繰返し単位、芳香族ジカルボン酸に由来する繰返し単位及び芳香族ジオールに由来する繰返し単位が、それぞれ任意に有していてもよい置換基は、以下の置換基が挙げられる。
ハロゲン原子の例としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子が挙げられる。
アルキル基の例としては、メチル基、エチル基、ブチル基などの炭素数１～４程度の低級アルキル基が挙げられる。
アリール基の例としては、フェニル基が挙げられる。
ハロゲン原子の例としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子が挙げられる。
アルキル基の例としては、メチル基、エチル基、ブチル基などの炭素数１～４程度の低級アルキル基が挙げられる。
アリール基の例としては、フェニル基が挙げられる。
【0051】
特に好適な液晶ポリエステルに関し説明する。
芳香族ヒドロキシカルボン酸に由来する繰返し単位としては、パラヒドロキシ安息香酸に由来する繰返し単位（（Ａ１））又は２－ヒドロキシ－６－ナフトエ酸もしくはその両方に由来する繰返し単位（（Ａ２））を有していると好ましい。
芳香族ヒドロキシカルボン酸に由来する繰返し単位としては、パラヒドロキシ安息香酸に由来する繰返し単位（（Ａ１））又は２－ヒドロキシ－６－ナフトエ酸もしくはその両方に由来する繰返し単位（（Ａ２））を有していると好ましい。
【0052】
芳香族ジカルボン酸に由来する繰返し単位としては、テレフタル酸に由来する繰返し単位（（Ｂ１））、イソフタル酸に由来する繰返し単位（（Ｂ２））及び２，６－ナフタレンジカルボン酸（（Ｂ３））に由来する繰返し単位からなる群より選ばれる繰り返し単位を有していると好ましい。
【0053】
芳香族ジオールに由来する繰返し単位としては、ヒドロキノンに由来する繰返し単位（（Ｃ２））又は４，４’－ジヒドロキシビフェニルもしくはその両方に由来する繰返し単位（（Ｃ１））を有していると好ましい。
【0054】
そして、これらの組み合わせとしては、下記（ａ）～（ｈ）で表される組み合わせが好ましい。これら（ａ）～（ｈ）の繰返し単位の組み合わせであれば、良好な電気絶縁性を有する液晶ポリエステルが得られる。
【0055】
（ａ）：（Ａ１）、（Ｂ１）及び（Ｃ１）からなる組み合わせ、又は、（Ａ１）、（Ｂ１）、（Ｂ２）及び（Ｃ１）からなる組み合わせ。
（ｂ）：（Ａ２）、（Ｂ３）及び（Ｃ２）からなる組み合わせ、又は（Ａ２）、（Ｂ１）、（Ｂ３）及び（Ｃ２）からなる組み合わせ。
（ｃ）：（Ａ１）及び（Ａ２）からなる組み合わせ。
（ｄ）：（ａ）の繰返し単位の組み合わせにおいて、（Ａ１）の一部又は全部を（Ａ２）で置きかえた組み合わせ。
（ｅ）：（ａ）の繰返し単位の組み合わせにおいて、（Ｂ１）の一部又は全部を（Ｂ３）で置きかえた組み合わせ。
（ｆ）：（ａ）の繰返し単位の組み合わせにおいて、（Ｃ１）の一部又は全部を（Ｃ３）で置きかえた組み合わせ。
（ｇ）：（ｂ）の繰返し単位の組み合わせにおいて、（Ａ２）の一部又は全部を（Ａ１）で置きかえた組み合わせ。
（ｈ）：（ｃ）の繰返し単位の組み合わせに、（Ｂ１）と（Ｃ２）を加えた組み合わせ。
（ｂ）：（Ａ２）、（Ｂ３）及び（Ｃ２）からなる組み合わせ、又は（Ａ２）、（Ｂ１）、（Ｂ３）及び（Ｃ２）からなる組み合わせ。
（ｃ）：（Ａ１）及び（Ａ２）からなる組み合わせ。
（ｄ）：（ａ）の繰返し単位の組み合わせにおいて、（Ａ１）の一部又は全部を（Ａ２）で置きかえた組み合わせ。
（ｅ）：（ａ）の繰返し単位の組み合わせにおいて、（Ｂ１）の一部又は全部を（Ｂ３）で置きかえた組み合わせ。
（ｆ）：（ａ）の繰返し単位の組み合わせにおいて、（Ｃ１）の一部又は全部を（Ｃ３）で置きかえた組み合わせ。
（ｇ）：（ｂ）の繰返し単位の組み合わせにおいて、（Ａ２）の一部又は全部を（Ａ１）で置きかえた組み合わせ。
（ｈ）：（ｃ）の繰返し単位の組み合わせに、（Ｂ１）と（Ｃ２）を加えた組み合わせ。
【0056】
特に好ましい液晶ポリエステルとしては、全繰返し単位の合計に対して、芳香族ヒドロキシカルボン酸に由来する繰返し単位の合計が３０～８０モル％、芳香族ジオールに由来する繰返し単位の合計が１０～３５モル％、芳香族ジカルボン酸に由来する繰返し単位の合計が１０～３５モル％、である液晶ポリエステルを挙げることができる。
【0057】
前記液晶ポリエステルの製造方法としては、例えば、特開２００２－１４６００３号公報に記載の方法などの公知の方法が適用できる。すなわち、上述の原料モノマー（芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、芳香族ジオール又はこれらのエステル形成用誘導体）を溶融重合（重縮合）させて、比較的低分子量の芳香族ポリエステル（以下、「プレポリマー」と略記する。）を得、次いで、このプレポリマーを粉末とし、加熱することにより固相重合する方法が挙げられる。このように固相重合させることにより、重合がより進行して、より高分子量の液晶ポリエステルを得られる。
【0058】
その他、最も基本的な構造となる前記（ａ）、（ｂ）の繰返し単位の組み合わせを有する液晶ポリエステルの製造方法については、特公昭４７－４７８７０号公報、特公昭６３－３８８８号公報などにも記載されている。
【0059】
溶融重合は、触媒の存在下で行ってもよい。溶融重合に用いられる触媒の例としては、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。
【0060】
本実施形態の溶着成形体に使用する液晶ポリエステルとしては、下記の方法で求められる流動開始温度が２８０℃以上の液晶ポリエステルであることが好ましい。上述のように、液晶ポリエステルの製造において固相重合を用いた場合には、液晶ポリエステルの流動開始温度を２８０℃以上にすることが比較的短時間で可能である。そして、このような流動開始温度の液晶ポリエステルを用いることにより、得られる成形体は高度の耐熱性を有する成形体となる。一方、成形体を実用的な温度範囲で成形する観点では、本実施形態の溶着成形体に使用する液晶ポリエステルの流動開始温度は４２０℃以下が好ましく、３９０℃以下であればさらに好ましい。
【0061】
ここで、流動開始温度とは、内径１ｍｍ、長さ１０ｍｍのダイスを取付けた毛細管型レオメーターを用い、９．８ＭＰａ（１００ｋｇ／ｃｍ２）の荷重下において昇温速度４℃／分で液晶ポリエステルをノズルから押出すときに、溶融粘度が４８００Ｐａ・ｓ（４８０００ポイズ）を示す温度である。流動開始温度は、当技術分野で周知の液晶ポリエステルの分子量を表す指標である（小出直之編、「液晶性ポリマー合成・成形・応用－」、９５～１０５頁、シーエムシー、１９８７年６月５日発行を参照）。流動開始温度を測定する装置としては、例えば、（株）島津製作所製の流動特性評価装置「フローテスターＣＦＴ－５００Ｄ」を用いることができる。
【0062】
［充填材］
本実施形態の溶着成形体は、充填材を含有してもよい。本実施形態では、溶着成形体が充填材を含有することで、溶着成形体に十分な強度を付与できる。
本実施形態の溶着成形体は、充填材を含有してもよい。本実施形態では、溶着成形体が充填材を含有することで、溶着成形体に十分な強度を付与できる。
【0063】
本実施形態で用いられる充填材は、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。また、繊維状充填材であってもよく、板状充填材であってもよく、粒状充填材であってもよい。
【0064】
繊維状充填材の例としては、ガラス繊維；パン系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維などの炭素繊維；シリカ繊維、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維などのセラミック繊維；及びステンレス繊維などの金属繊維が挙げられる。また、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などのウイスカーも挙げられる。
【0065】
板状充填材の例としては、タルク、マイカ、グラファイト、ウォラストナイト、硫酸バリウム及び炭酸カルシウムなどが挙げられる。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。
【0066】
粒状充填材の例としては、シリカ、アルミナ、酸化チタン、窒化ホウ素、炭化ケイ素及び炭酸カルシウムなどが挙げられる。
【0067】
［その他の成分］
本実施形態に係る溶着成形体は、本発明の効果を損なわない範囲において、上記液晶ポリエステル及び充填材のいずれにも該当しない、他の成分を含有してもよい。
本実施形態に係る溶着成形体は、本発明の効果を損なわない範囲において、上記液晶ポリエステル及び充填材のいずれにも該当しない、他の成分を含有してもよい。
【0068】
上記他の成分の例としては、フッ素樹脂、金属石鹸類などの離型改良剤；染料、顔料などの着色剤；酸化防止剤；熱安定剤；紫外線吸収剤；帯電防止剤；界面活性剤などの、樹脂成形体に一般的に使用される添加剤が挙げられる。
【0069】
また、上記他の成分の例としては、高級脂肪酸、高級脂肪酸エステル、高級脂肪酸金属塩、フルオロカーボン系界面活性剤などの外部滑剤効果を有する化合物も挙げられる。
【0070】
さらに、上記他の成分の例としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂も挙げられる。
【0071】
本実施形態においては、液晶ポリエステル、充填材、及び必要に応じて用いられる他の成分を、一括又は適当な順序で混合する。
【0072】
本実施形態においては、液晶ポリエステル、充填材、及び必要に応じて用いられる他の成分を、押出機を用いて溶融混練することで、ペレット化することが好ましい。
【0073】
【0074】
図１～３に示すように、溶着成形体１００はパイプである。以下の説明では溶着成形体１００をパイプ１００と称する。
【0075】
パイプ１００は、一端が閉じられた第１配管１０１と、第１配管１０１の壁面に設けられた貫通孔１１０ｘに接続された第２配管１０２とを有する。第１配管１０１と第２配管１０２とは、貫通孔１１０ｘにおいて連通している。
【0076】
第１配管１０１は、第１部材１と第２部材２とが組み合わされて形成される筒状の内部空間１１０ａを有する。内部空間１１０ａは、例えばパイプ１００の使用用途に応じて、液体や気体が流動する空間である。
【0077】
以下の説明においては、ｘｙｚ直交座標系を設定し、このｘｙｚ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。ここでは、第１配管１０１の延在方向をｘ軸方向、水平面内においてｘ軸方向と直交する方向をｙ軸方向、ｘ軸方向及びｙ軸方向のそれぞれと直交する方向、すなわち鉛直方向をｚ軸方向とする。
【0078】
以下、＋ｚ軸方向のことを「上方向」、－ｚ軸方向のことを「下方向」と称することがある。また、ある部材や構造に対し＋ｚ軸側のことを「上」、ある部材や構造に対し－ｚ軸側のことを「下」と称することがある。
【0079】
第１配管１０１は、配管本体１１０と、配管本体１１０の外周に設けられた溶着部１３０とを有する。溶着部１３０は、ｘｙ平面と重なる第１配管１０１の外面に沿って、帯状に突出する凸条部である。
【0080】
図１～３に示すようなパイプ１００は、一般に、射出成形で一体的に形成することが困難である。このような射出成形で一体的に形成することが困難な成形体は、通常、複数の部材に分けて射出成形を行い、成形された各部材を組み合わせて製造される。
【0081】
詳しくは図３に示すように、本実施形態のパイプ１００は、液晶ポリエステルの射出成形体である第１部材１と、液晶ポリエステルの射出成形体である第２部材２と、が溶着した溶着成形体である。第１部材１と第２部材２とは、溶着部１３０において溶着している。
【0082】
第１部材１は、配管本体１１０の上側の半分を構成する第１配管上部１１１と、溶着部１３０の上側の半分を構成する第１溶着部１４０と、を有する略半円筒状の部材である。第１溶着部１４０とは、第１配管上部１１１の両側に設けられている。第１配管上部１１１の＋ｘ軸方向の端部は、第２部材２と組み合わされて形成される第１配管１０１の端部を閉じるように丸まっている。
【0083】
第２部材２は、配管本体１１０の下側の半分を構成する第１配管下部１１２と、溶着部１３０の下側の半分を構成する第２溶着部１５０と、第１配管下部１１２に接続された第２配管１０２とを有する部材である。第２溶着部１６０とは、第１配管下部１１２の両側に設けられている。第１配管下部１１２の＋ｘ軸方向の端部は、第１部材１と組み合わされて形成される第１配管１０１の端部を閉じるように丸まっている。
【0084】
溶着部１３０は、溶着本体部１３１と、図３の視野において溶着本体部１３１の両側に設けられた一対のリブ１３２，１３３と、を有する。リブ１３２，１３３は、本発明における「一対のリブ」に該当する。図３の視野における断面は、本発明における「溶着本体部及び一対のリブと交差する断面」に該当する。
【0085】
溶着部１３０の側面には、第１溶着部１４０と第２溶着部１５０とが当接した位置に形成される接合線１３０ｘが現れている。
【0086】
溶着本体部１３１は、溶着部１３０の内部において、第１配管１０１の外面に沿って帯状に形成された凸条部である。溶着本体部１３１は、後述する方法によって第１部材１と第２部材２とが熱溶着した部分である。
【0087】
溶着本体部１３１において符号Ｘで示す部分は、第１部材１を構成する液晶ポリエステルと、第２部材を構成する液晶ポリエステルとが溶融して相互に混ざり合っている。
【0088】
一対のリブ１３２，１３３は、溶着部１３０の内部において、溶着本体部１３１の両側に沿って帯状に形成された凸条部である。図では、溶着本体部１３１に対し配管本体１１０側のリブをリブ１３２、溶着本体部１３１に対し配管本体１１０とは反対側のリブをリブ１３３としている。
【0089】
溶着本体部１３１とリブ１３２との間、及び溶着本体部１３１とリブ１３３との間には、溶着本体部１３１の両側に沿って、筒状の保持空間１３０ａが形成されている。保持空間１３０ａの内部は、バリ１３９が充填されている。
【0090】
バリ１３９は、後述する製造方法において生じる溶融樹脂が固化した部分であり、第１部材１の形成材料と第２部材２の形成材料とが溶融し、相互に混ざりあった樹脂を形成材料とする。
【0091】
本実施形態のパイプ１００においては、保持空間１３０ａにおけるバリ１３９の充填率は、２０％以上１００％未満である。上記充填率は、２５％以上が好ましく、３０％以上がより好ましく、５０％以上がさらに好ましい。すなわち、保持空間１３０ａにおけるバリ１３９の充填率は、２５％以上１００％未満が好ましく、３０％以上１００％未満がより好ましく、５０％以上１００％未満がさらに好ましく、６５％以上１００％未満がよりさらに好ましい。
【0092】
保持空間におけるバリの充填率は、断面の画像を用いた画像解析により測定できる。具体的には、画像処理ソフト（ＷｉｎＲＯＯＦ２０１８、三谷商事株式会社）を用いる。
【0093】
まず、保持空間の延在方向に直交する面でパイプを切断し、断面を得る。観察に際し、断面及び露出する空隙にエポキシ樹脂などの光透過性を有する硬化性樹脂を充填し硬化させて固め、さらに断面を研磨することで、断面を平滑に加工してもよい。
【0094】
画像解析においては、断面を撮像し、得られる断面の画像においてバリが存在する保持空間を指定し、バリの保持空間内のバリが占める領域と空隙が占める領域とを、画像処理ソフトの機能である二値化コマンドにて二値化して区別する。二値化の閾値は、断面画像から判断できるバリと空隙との境界と、二値化後の像におけるバリと空隙との境界とが一致する値とする。作業者は、「二値化コマンド」を実行するにあたり、画像処理ソフトを調整して上記条件の閾値を設定する。ただし、作業者は、バリと、保持空間を形成する溶着本体部との境界を目視で区別する。同様に作業者は、バリと保持空間を形成するリブとの境界、空隙と溶着本体部との境界、及び空隙とリブとの境界をそれぞれ目視で区別する。
【0095】
バリの充填率は、断面の画像における保持空間のうち、バリが占める領域の面積を、保持空間の全体の面積で除することで算出する。保持空間の全体の面積は、バリが占める領域の面積と、空隙が占める領域の面積の和である。
【0096】
バリの充填率を求める対象が、屈曲の多いパイプである場合、パイプ中の複数個所の断面において上記方法によりバリの充填率を算出し、得られた各充填率の算術平均値を求めるバリの充填率として採用する。この場合、バリの充填率は、３箇所以上の断面で算出する。また、バリの充填率は、作業効率を考慮して、１０箇所以下の断面で算出するとよい。
【0097】
なお、本実施形態において、「保持空間におけるバリの充填率」とは、溶着部１３０の断面において露出する２つの保持空間１３０ａの合計面積に対する、２つの保持空間１３０ａに充填されたバリ１３９の合計面積の割合（％）として求めた値を採用する。保持空間におけるバリの充填率を求める際、対象となる保持空間を含む溶着部１３０の断面は、保持空間の延在方向に直交する仮想面における断面とするとよい。
バリの充填率は、後述する製造方法における製造条件（加熱条件、押圧条件、振動条件）を制御することにより調整可能である。
バリの充填率は、後述する製造方法における製造条件（加熱条件、押圧条件、振動条件）を制御することにより調整可能である。
【0098】
上記充填率が２０％以上であると、バリ１３９が溶着本体部１３１の側面を覆い、溶着本体部１３１を効果的に補強できる。そのため、上記充填率が２０％以上である溶着成形体１００は、溶着部１３０の溶着強度に優れ、信頼性が高い成形体となる。
【0099】
また、充填率が２５％以上であると、例えばパイプ１００の内部空間１１０ａを流動する気体や液体が保持空間１３０ａに浸入しにくい。そのため、内部空間１１０ａを流動する気体や液体によって溶着本体部１３１を膨潤させ、溶着強度を低下させるような不具合が生じにくくなる。
【0100】
一方、上記充填率が１００％未満であると、バリ１３９が保持空間１３０ａから漏出することなく、保持空間１３０ａに留まる。そのため、上記充填率が１００％未満であると、バリ１３９が原因となる溶着部１３０の外観不良が生じない。
【0101】
さらに、充填率が１００％未満であると、バリ１３９がパイプ１００の内部空間１１０ａに漏出することなく、保持空間１３０ａに留まる。そのため、上記充填率が１００％未満であると、パイプ１００の内部を流動する気体や液体にバリ１３９が混入しにくい。
【0102】
本実施形態において、第１部材１と第２部材２とが熱溶着した溶着部１３０の溶着強度は、溶着部１３０の引張強度とする。第１部材１と第２部材２とが熱溶着した溶着部１３０の溶着強度は、１３ＭＰａ以上であることが好ましく、１５ＭＰａ以上がより好ましく、２０ＭＰａ以上がさらに好ましい。溶着部１３０の溶着強度が１３ＭＰａ以上であると、破損しにくく信頼性が高い成形体となる。また、通常、熱溶着した溶着部１３０の溶着強度は、１００ＭＰａ以下である。すなわち、第１部材１と第２部材２とが熱溶着した溶着部１３０の溶着強度は、１３ＭＰａ以上１００ＭＰａ以下が好ましく、１５ＭＰａ以上１００ＭＰａ以下がより好ましく、２０ＭＰａ以上１００ＭＰａ以下がさらに好ましい 。
【0103】
溶着部１３０の溶着強度は、溶着部１３０の延在方向に１０ｍｍ厚で溶着部１３０を切り出した試験片を作製し、得られた試験片について、溶着面に対して直交する方向に引っ張る引張試験を行って、試験片が試験片の溶着面で破壊するまでの最大応力として測定できる。
【0104】
また、本実施形態のように溶着成形体がパイプ形状を呈し、パイプの延在方向に沿って延在方向の両側に溶着部を有する場合には、溶着成形体を１０ｍｍ厚の輪切りにして試験片を作製し、得られた試験片について上述の引張試験を行ってもよい。この場合、試験片は２つの溶着部を有することとなり、一方の溶着部における溶着面で試験片が破壊するまでの最大応力を測定することとなる。そのため、一つの溶着部についてのみ引張試験を行う場合とは、測定値の技術的な意味が異なる。この場合であっても、同形状の試験片について測定値を比較することで、溶着部の溶着強度について評価できる。
【0105】
引張試験は、万能試験機（テンシロンＲＴＧ－１２５０、株式会社エー・アンド・デイ製）を用いて行う。引張試験の測定条件は、スパン間距離２０ｍｍ、試験速度５ｍｍ／分である。引張試験の試験回数は、例えば３回以上１０回以下が好ましい。複数の試験片について引張試験を行い、得られた複数の溶着強度の算術平均値を溶着強度とする。
【0106】
［溶着成形体の製造方法］
図４，５は、本実施形態の溶着成形体の製造方法を示す模式図である。上述したように、本実施形態の溶着成形体１００は、液晶ポリエステルを形成材料とする。
図４，５は、本実施形態の溶着成形体の製造方法を示す模式図である。上述したように、本実施形態の溶着成形体１００は、液晶ポリエステルを形成材料とする。
【0107】
図４に示すように、本実施形態の溶着成形体の製造方法においては、第１部材１と第２部材２とを用いる。第１部材１及び第２部材２は、それぞれ液晶ポリエステルを形成材料とする射出成形体である。
【0108】
第１部材１は、第１配管上部１１１と、第１溶着部１４０とを有する。第１溶着部１４０は、第１基部１４１と、第１凸条部１４２と、一対の第１リブ１４３，１４４、リブ１４５とを有する。
【0109】
第１基部１４１は、第１配管上部１１１の側面からｘｙ平面方向に突出している。
【0110】
第１凸条部１４２は、第１基部１４１から下方（－ｚ軸方向）に突出している。第１凸条部１４２は、断面視において頭頂面１４２ａが第１凸条部１４２の突出する方向に対して直交するように設けられた略矩形の構造を有する。
【0111】
第１リブ１４３，１４４は、第１凸条部１４２の延在方向に沿って第１凸条部１４２の両側に設けられ、第１基部１４１に対し第１凸条部１４２と同じ側に突出している。図では、第１凸条部１４２に対し第１配管上部１１１側のリブを符号１４３で示し、第１凸条部１４２に対し第１配管上部１１１とは反対側のリブを符号１４４で示している。
【0112】
第１凸条部１４２と第１リブ１４３との間、及び第１凸条部１４２と第１リブ１４４との間には、それぞれ凹部１４９が形成されている。
【0113】
なお、図に示す第１リブ１４３，１４４は、第１凸条部１４２と平行に－ｚ軸方向に突出しているが、これに限らず、第１リブ１４３，１４４は、第１凸条部１４２に対して傾斜していてもよい。
【0114】
また、第１溶着部１４０は、第１凸条部１４２に対し第１配管上部１１１とは反対側であって、第１基部１４１に対し第１凸条部１４２とは反対側に突出したリブ１４５を有する。
【0115】
第２部材２は、第１配管下部１１２と、第２溶着部１５０とを有する。第２溶着部１５０は、第２基部１５１と、第２凸条部１５２と、一対の第２リブ１５３，１５４、リブ１５５とを有する。
【0116】
第２基部１５１は、第１配管下部１１２の側面からｘｙ平面方向に突出している。
【0117】
第２凸条部１５２は、第２基部１５１から上方（＋ｚ軸方向）に突出している。第２凸条部１５２は、断面視において、頭頂面１５２ａが第２凸条部１５２の突出する方向に対して直交するように設けられた略矩形の構造を有する。
【0118】
第２リブ１５３、１５４は、第２凸条部１５２の延在方向に沿って第２凸条部１５２の両側に設けられ、第２基部１５１に対し第２凸条部１５２と同じ側に突出している。図では、第２凸条部１５２に対し第１配管下部１１２側のリブを符号１５３で示し、第２凸条部１５２に対し第１配管下部１１２とは反対側のリブを符号１５４で示している。
【0119】
第２凸条部１５２と第２リブ１５３との間、及び第２凸条部１５２と第２リブ１５４との間には、それぞれ凹部１５９が形成されている。
【0120】
なお、図に示す第２リブ１５３，１５４は、第２凸条部１５２と平行に＋ｚ軸方向に突出しているが、これに限らず、第２リブ１５３，１５４は、第２凸条部１５２に対して傾斜していてもよい。
【0121】
また、第２溶着部１５０は、第２凸条部１５２に対し第１配管下部１１２とは反対側であって、第２基部１５１に対し第２凸条部１５２とは反対側に突出したリブ１５５を有する。
【0122】
本実施形態の溶着成形体の製造方法においては、まず、第１部材１が有する第１凸条部１４２と、第２部材２が有する第２凸条部１５２とを、それぞれの部材の形成材料である液晶ポリエステルの流動開始温度以上に加熱する。例えば、第１凸条部１４２と第２凸条部１５２とのそれぞれに赤外線ＩＲを照射して、第１凸条部１４２と第２凸条部１５２とを加熱する。
【0123】
なお、第１凸条部１４２と第２凸条部１５２との加熱方法は、液晶ポリエステルの流動開始温度以上に加熱する方法であれば、通常知られた方法を採用できる。例えば、赤外線照射の他、第１凸条部１４２と第２凸条部１５２とに熱源を接触させ、第１凸条部１４２と第２凸条部１５２とを直接加熱することとしてもよい。
【0124】
次いで、図５に示すように、第１凸条部１４２と第２凸条部１５２とを当接させ、第１凸条部１４２と第２凸条部１５２とが相対的に近づく方向に力Ｆを加えて押圧しながら振動溶着する。
【0125】
振動溶着に際し、第１凸条部１４２と第２凸条部１５２とは、各部材の形成材料である液晶ポリエステルの流動開始温度以上に予め加熱している。そのため、第１凸条部１４２と第２凸条部１５２とを振動溶着すると、液晶ポリエステルが溶融しやすく、相互に混ざり合いながら溶着する。
【0126】
そのため、本実施形態の溶着成形体の製造方法によれば、通常の知見によれば、固化速度が速く、また界面流動の発生のため溶着には不向きであることが知られる液晶ポリエステルの成形体を、容易に振動溶着できる。
【0127】
振動溶着が進むと、第１凸条部１４２と第２凸条部１５２とが溶融しながら、第１部材１と第２部材２とが近づく。その際、振動溶着は、第１リブ１４３と第２リブ１５３、第１リブ１４４と第２リブ１５４が当接するまで、第１部材１と第２部材２とを近づけることが好ましい。
【0128】
第１リブ１４３と第２リブ１５３が当接することで、凹部１４９と凹部１５９とがつながり、第１リブ１４３、第２リブ１５３、第１凸条部１４２、第２凸条部１５２で囲まれた上述の保持空間１３０ａが形成される。また、第１リブ１４４と第２リブ１５４が当接することで、凹部１４９と凹部１５９とがつながり、第１リブ１４４、第２リブ１５４、第１凸条部１４２、第２凸条部１５２で囲まれた上述の保持空間１３０ａが形成される。
【0129】
振動溶着時には、第１凸条部１４２と第２凸条部１５２との溶着箇所から、溶融樹脂ＭＲが排出される。排出された溶融樹脂は、上述の保持空間に流れ込み保持される。溶融樹脂ＭＲは、固化することで上述したバリ１３９となる。
【0130】
上述した振動溶着する工程は、第１凸条部１４２と第２凸条部１５２と第１リブ１４３と第２リブ１５３とで囲まれた空間（保持空間１３０ａ）、又は第１凸条部１４２と第２凸条部１５２と第１リブ１４４と第２リブ１５４とで囲まれた空間（保持空間１３０ａ）から溶融樹脂ＭＲが漏れ出る前に終了させることが好ましい。
【0131】
なお、上述の振動溶着を実施するにあたり、図５に示す第１凸条部１４２の頭頂面１４２ａの幅Ｗ１は、第２凸条部１５２の頭頂面１５２ａの幅Ｗ２の９０％以上１１０％以下であることが好ましい。第１凸条部１４２と第２凸条部１５２との大きさが上記のような関係にあると、溶着強度が高くなりやすく好ましい。図に示す第１部材１、第２部材２においては、第１凸条部１４２の頭頂面１４２ａの幅Ｗ１と、第２凸条部１５２の頭頂面１５２ａの幅Ｗ２とは同じ（１００％）となっている。
【0132】
図６は、通常知られた振動溶着の様子を示す模式図である。
【0133】
通常の溶着振動の知見に基づけば、一方の凸条部１４２Ｘの頭頂面の幅Ｗａは、他方の凸条部１５２Ｘの頭頂面の幅Ｗｂの例えば７０％程度に設定する。これは、図６に示すように、凸条部１４２Ｘと凸条部１５２Ｘとを相対的に凸条部１４２Ｘの幅方向に振動させた場合、常に凸条部１４２Ｘの頭頂面と凸条部１５２Ｘの頭頂面とが接した状態で振動させるという思想に基づく。
【0134】
凸条部１４２Ｘの頭頂面と凸条部１５２Ｘの頭頂面の大きさをこのような関係とすることで、凸条部１５２Ｘの頭頂面は常に凸条部１４２Ｘの頭頂面と接することとなり、凸条部１５２Ｘの放冷が抑制される。そのため、振動溶着に有利であると考えられている。
【0135】
対して、本実施形態の溶着成形体の製造方法においては、第１凸条部１４２の頭頂面１４２ａの幅Ｗ１は、第２凸条部１５２の頭頂面１５２ａの幅Ｗ２の９０％以上１１０％以下とし、通常知られた知見からすると不利と考えられる大きさとする方が、高い溶着強度が得られることが分かった。
【0136】
なお、図４では、第１凸条部１４２の頭頂面１４２ａは、断面視において第１凸条部１４２の突出する方向に対して直交することとしたが、これに限らない。
【0137】
第１凸条部１４２は、頭頂面１４２ａが凹部１４９側に傾斜していると好ましい。このような形状の場合、溶着時に生じる余剰の溶融樹脂ＭＲを、効率よく保持空間１３０ａに排出できる。また、このような形状の場合、第１凸条部１４２で生じた溶融樹脂ＭＲを第２凸条部１５２で生じた溶融樹脂ＭＲに向けて押し込みやすく、溶融樹脂同士が混ざり合いやすいため、溶着強度を向上させやすい。
【0138】
また、頭頂面１４２ａの形状は、頭頂面１４２ａの中央部を境として両側の凹部１４９側に傾斜する、すなわち頭頂面１４２ａが第２凸条部１５２に向かって凸状になっていてもよい。
【0139】
上述した第１凸条部１４２の好ましい形状と同じ理由から、第２凸条部１５２は、頭頂面１５２ａが凹部１５９側に傾斜していると好ましい。第１凸条部１４２の頭頂面１４２ａ及び第２凸条部１５２の頭頂面１５２ａがともに傾斜する場合は、傾斜する向きが互いに異なっていることが好ましい。このような第１凸条部１４２及び第２凸条部１５２は、頭頂面１４２ａ及び頭頂面１５２ａが略平行となる様に対向させて溶着を行うとよい。
【0140】
以上のような構成の溶着成形体の製造方法によれば、好適に溶着成形体を製造可能とする溶着成形体の製造方法を提供できる。
【0141】
また、以上のような構成のパイプによれば、溶着箇所の強度が担保された信頼性が高いパイプとなる。
【0142】
なお、本実施形態の溶着成形体１００は、パイプを例にして説明したが、これに限らない。上述のパイプ１００が有する溶着部１３０と同じ構成の溶着部を有し、溶着部の保持空間におけるバリの充填率が２０％以上１００％未満となる溶着成形体によれば、溶着箇所の強度が担保された溶着成形体となる。
【0143】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【実施例】
【0144】
以下に本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
【0145】
【0146】
試験片Ａは、平板状の本体Ａ０と、本体Ａ０の一端側において本体Ａ０と交差して設けられた基部Ａ１と、基部Ａ１から本体Ａ０とは反対側に突出して設けられた凸条部Ａ２と、凸条部Ａ２の延在方向に沿って凸条部Ａ２の両側に設けられ、基部Ａ１に対し凸条部Ａ２と同じ側に突出した一対のリブＡ３とを有する。
【0147】
試験片Ａは、上述の実施形態の製造方法で示した第１部材１が有する第１溶着部１４０及び第２部材２が有する第２溶着部１５０のモデルである。
【0148】
試験片Ａの材料及び成形条件については、以下のとおりである。
【0149】
（液晶性ポリエステルの製造）
攪拌装置、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、パラヒドロキシ安息香酸９９４．５ｇ（７．２モル）、４，４’－ジヒドロキシビフェニル４４６．９ｇ（２．４モル）、テレフタル酸２９９．０ｇ（１．８モル）、イソフタル酸９９．７ｇ（０．６モル）及び無水酢酸１３４７．６ｇ（１３．２モル）を入れた。
攪拌装置、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、パラヒドロキシ安息香酸９９４．５ｇ（７．２モル）、４，４’－ジヒドロキシビフェニル４４６．９ｇ（２．４モル）、テレフタル酸２９９．０ｇ（１．８モル）、イソフタル酸９９．７ｇ（０．６モル）及び無水酢酸１３４７．６ｇ（１３．２モル）を入れた。
【0150】
反応器内を窒素ガスで置換した後、窒素ガス気流下、１－メチルイミダゾール０．１８ｇを添加して、３０分かけて１５０℃まで昇温し、その温度を保持したまま３０分間還流した。
【0151】
次いで、１－メチルイミダゾールを２．４ｇ添加した後、留出する副生酢酸、未反応の無水酢酸を留去しながら反応器内の混合物を２時間５０分かけて３２０℃まで昇温し、トルクの上昇が認められた時点を反応終了とみなし、内容物を取り出した。
【0152】
得られた固形分を室温まで冷却し、粗粉砕機で粉砕した。その後、粉砕した固形分を、窒素雰囲気下、室温から２５０℃まで１時間かけて昇温し、さらに２５０℃から２９５℃まで５時間かけて昇温した後、２９５℃で３時間保持して固相重合を進めた。次いで、反応生成物を冷却して、液晶ポリエステルを得た。
【0153】
（液晶ポリエステル樹脂組成物の製造）
液晶ポリエステルの粉末７０質量部と、チョップドガラス繊維（型番：ＣＳ０３ＪＡＰＸ－１、オーウェンスコーニング社製）３０質量部とを混合し、得られた混合物を２軸押出機（型番：ＰＣＭ－３０、株式会社池貝製）を用いて溶融混錬することにより、液晶ポリエステル樹脂組成物のペレットを製造した。
液晶ポリエステルの粉末７０質量部と、チョップドガラス繊維（型番：ＣＳ０３ＪＡＰＸ－１、オーウェンスコーニング社製）３０質量部とを混合し、得られた混合物を２軸押出機（型番：ＰＣＭ－３０、株式会社池貝製）を用いて溶融混錬することにより、液晶ポリエステル樹脂組成物のペレットを製造した。
【0154】
溶融混錬条件は、２軸押出機のシリンダー設定温度が３４０℃であり、スクリュー回転速度が１５０ｒｐｍであった。なお、「シリンダー設定温度」とは、シリンダーの下流側からシリンダー長の約２／３の部分までに設けられた加熱機器（シリンダーヒータ）の設定温度の算術平均値を意味する。
【0155】
（試験片の成形）
得られたペレットを、射出成形機（型番：ＰＳ４０Ｅ５ＡＳＥ、日精樹脂工業株式会社製）を用いて３４０℃にて成形し、凸条部Ａ２の形状が異なる複数の試験片Ａを成形した。図７に示す試験片Ａの寸法は、Ｌ１００ｍ×Ｗ５５ｍｍ×Ｈ５ｍｍであった。
得られたペレットを、射出成形機（型番：ＰＳ４０Ｅ５ＡＳＥ、日精樹脂工業株式会社製）を用いて３４０℃にて成形し、凸条部Ａ２の形状が異なる複数の試験片Ａを成形した。図７に示す試験片Ａの寸法は、Ｌ１００ｍ×Ｗ５５ｍｍ×Ｈ５ｍｍであった。
【0156】
上述の成形条件にて、凸条部Ａ２について形状を変更した複数の試験片Ａを作製した。なお、複数の試験片Ａにおいては、凸条部Ａ２の大きさの形状以外の構成は共通している。そのため、試験片Ａ全体の長さ（図７における符号Ｌの大きさ）は、凸条部Ａ２の形状に応じて異なる。
【0157】
【0158】
（実施例１～６）
図８に示すように、図８に示す各組の試験片を、それぞれ実施例１～６とした。各組の試験片について、凸条部Ａ２に下記条件で赤外線ＩＲを照射して加熱した後すぐに、凸条部Ａ２同士を下記条件にて振動溶着し、溶着成形体を製造した。
図８に示すように、図８に示す各組の試験片を、それぞれ実施例１～６とした。各組の試験片について、凸条部Ａ２に下記条件で赤外線ＩＲを照射して加熱した後すぐに、凸条部Ａ２同士を下記条件にて振動溶着し、溶着成形体を製造した。
【0159】
（赤外線加熱条件）
電熱線出力：７．５Ａ
試験片と電熱線との距離：２．０ｍｍ
加熱時間：４０秒
電熱線出力：７．５Ａ
試験片と電熱線との距離：２．０ｍｍ
加熱時間：４０秒
【0160】
（振動溶着条件）
振幅 ：１．０ｍｍ
振動周波数：２２０Ｈｚ
振動時間 ：１．０秒
押付け荷重：３ＭＰａ
振幅 ：１．０ｍｍ
振動周波数：２２０Ｈｚ
振動時間 ：１．０秒
押付け荷重：３ＭＰａ
【0161】
（比較例１）
試験片同士を当接させた後、振動させなかったこと以外は実施例２と同様にして、比較例１の溶着成形体を製造した。
試験片同士を当接させた後、振動させなかったこと以外は実施例２と同様にして、比較例１の溶着成形体を製造した。
【0162】
（比較例２）
赤外線にて試験片を加熱することなく振動溶着したこと以外は実施例１と同様にして、比較例２の溶着成形体を製造した。しかし、凸条部同士や溶着せず、溶着成形体は得られなかった。
赤外線にて試験片を加熱することなく振動溶着したこと以外は実施例１と同様にして、比較例２の溶着成形体を製造した。しかし、凸条部同士や溶着せず、溶着成形体は得られなかった。
【0163】
（比較例３）
赤外線にて試験片を加熱することなく振動溶着したこと以外は実施例２と同様にして、比較例３の溶着成形体を製造した。しかし、凸条部同士や溶着せず、溶着成形体は得られなかった。
赤外線にて試験片を加熱することなく振動溶着したこと以外は実施例２と同様にして、比較例３の溶着成形体を製造した。しかし、凸条部同士や溶着せず、溶着成形体は得られなかった。
【0164】
（比較例４）
赤外線の照射による加熱時間を７秒に変更したこと以外は比較例１と同様にして、比較例４の溶着成形体を製造した。
赤外線の照射による加熱時間を７秒に変更したこと以外は比較例１と同様にして、比較例４の溶着成形体を製造した。
【0165】
（バリの充填率）
バリの充填率の算出方法は、以下の記載の方法で実施した。
まず、作製した溶着成形体を、バリが充填される筒状の保持空間の延在方向に直交する面（断面）で切削した。切削した断面の画像を撮像し、得られた断面の画像を、画像処理ソフト（ＷｉｎＲＯＯＦ２０１８、三谷商事株式会社）を用いて画像解析した。
バリの充填率の算出方法は、以下の記載の方法で実施した。
まず、作製した溶着成形体を、バリが充填される筒状の保持空間の延在方向に直交する面（断面）で切削した。切削した断面の画像を撮像し、得られた断面の画像を、画像処理ソフト（ＷｉｎＲＯＯＦ２０１８、三谷商事株式会社）を用いて画像解析した。
【0166】
画像解析においては、断面を撮像し、得られる断面の画像においてバリが存在する保持空間を指定し、バリの保持空間内のバリが占める領域と空隙が占める領域とを、画像処理ソフトの機能である二値化コマンドにて二値化して区別した。二値化の閾値は、断面画像から判断できるバリと空隙との境界と、二値化後の像におけるバリと空隙との境界とが一致する値とした。作業者は、「二値化コマンド」を実行するにあたり、画像処理ソフトを調整して上記条件の閾値を設定した。作業者は、バリと保持空間を形成する溶着本体部との境界、バリと保持空間を形成するリブとの境界、空隙と溶着本体部との境界、及び空隙とリブとの境界を、それぞれ目視で区別した。
【0167】
バリの充填率は、断面の画像における保持空間のうち、バリが占める領域の面積を、保持空間の全体の面積で除することで算出した。保持空間の全体の面積は、バリが占める領域の面積と、空隙が占める領域の面積の和である。
【0168】
バリの充填率は、溶着した凸条部の両側にある保持空間の合計面積と、凸条部の両側の保持空間においてバリが占める領域の合計面積と、を用いて計算した。
【0169】
（溶着強度）
試験片の溶着成形体の溶着強度は、引張試験で引張強度を測定して求めた。下記方法で測定して得られる引張強度を、試験片の溶着成形体の溶着強度とした。
具体的には、実施例１～６、比較例１～４において得られた試験片の溶着成形体について、本体Ａ０の他端側（凸条部Ａ２とは反対側）をそれぞれ把持し、引張試験を行って溶着強度を確認した。溶着強度の測定は、溶着成形体を３個用意して３回行った。得られた溶着強度の算術平均値を、求める溶着強度の値とした。
試験片の溶着成形体の溶着強度は、引張試験で引張強度を測定して求めた。下記方法で測定して得られる引張強度を、試験片の溶着成形体の溶着強度とした。
具体的には、実施例１～６、比較例１～４において得られた試験片の溶着成形体について、本体Ａ０の他端側（凸条部Ａ２とは反対側）をそれぞれ把持し、引張試験を行って溶着強度を確認した。溶着強度の測定は、溶着成形体を３個用意して３回行った。得られた溶着強度の算術平均値を、求める溶着強度の値とした。
【0170】
引張試験は、万能試験機（テンシロンＲＴＧ－１２５０、株式会社エー・アンド・デイ製）を用い、スパン間距離２０ｍｍ、試験速度５ｍｍ／分の測定条件で実施した。溶着強度の測定値は、引張試験における最大応力を採用した。
【0171】
評価結果を、表１に示す。
【0172】
【表1】
【0173】
評価の結果、実施例１～６は、いずれも赤外線照射のみ（比較例１，４）、振動溶着のみ（比較例２，３）と比べて高い溶着強度を示した。また、実施例１、２の保持空間におけるバリの充填率は、７３％、６１％と高い値を示した。比較例４の保持空間におけるバリの充填率は、１７％であった。
なお、実施例３～６の保持空間におけるバリの充填率は、実測はしていないが、比較例４のバリの充填率よりも目視で明らかに多く、２０％以上の充填率であることが強く示唆された。
なお、実施例３～６の保持空間におけるバリの充填率は、実測はしていないが、比較例４のバリの充填率よりも目視で明らかに多く、２０％以上の充填率であることが強く示唆された。
【0174】
以上の結果から、本発明が有用であることが分かった。
【符号の説明】
【0175】
１…第１部材、２…第２部材、１００…溶着成形体（パイプ）、１３０…溶着部、１３０ａ…保持空間、１３１…溶着本体部、１３２，１３３…リブ、１３９…バリ、１４１…第１基部、１４２…第１凸条部、１４２ａ，１５２ａ…頭頂面、１４３，１４４…第１リブ、１５１…第２基部、１５２…第２凸条部、１５３，１５４…第２リブ、Ｗ１…第１凸条部の頭頂面の幅、Ｗ２…第２凸条部の頭頂面の幅
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】