説明

液晶ポリマー組成物

【課題】機械的性質を損なうことなく、成形時の流動性が改良された液晶ポリマー組成物を提供すること。
【解決手段】液晶ポリマー100重量部に対して、以下の2種類のタルク(A)および(B)を、その合計量が1〜150重量部となり、
かつ、(A)/(B)の重量比が1/9〜9/1となるように配合してなる液晶ポリマー組成物を提供する:
(A)縦横比が3.1〜5.0であり、かつ平均粒子径が5〜100μmであるタルク
(B)縦横比が1.0〜3.0であり、かつ平均粒子径が5〜100μmであるタルク。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、成形時の流動性に優れた液晶ポリマー組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
液晶ポリマーは、耐熱性、剛性等の機械物性、耐薬品性、寸法精度等に優れており、成形品用途のみならず、繊維やフィルムといった各種用途にその使用が拡大しつつある。特にパーソナル・コンピューターや携帯電話等の情報・通信分野においては、部品の高集積度化、小型化、薄肉化、低背化等から、薄い肉厚部が形成されるケースが多い。したがってかかる分野においては、液晶ポリマーの優れた成形性、すなわち流動性が良好であり、かつバリが出ないという他の樹脂にない特徴を生かして、その使用量が大幅に増大している。
【0003】
しかし、情報・通信分野において使用される電子部品の形状は、日々、薄肉化、複雑化しており、これに応じて、液晶ポリマーにもさらなる成形時の流動性の改良が求められている。
【0004】
液晶ポリマーの成形時の流動性を改良する方法としては、例えば、特定の分子量の液晶ポリマーをブレンドする方法(特許文献1を参照)、液晶ポリマーに特定の流動温度を示す4−ヒドロキシ安息香酸のオリゴマーを配合する方法(特許文献2を参照)、脱酢酸溶融重合により液晶ポリマーを製造する方法において、重合反応液を縦型攪拌式薄膜蒸発機に供給通過させ、得られる液晶ポリマーの酢酸発生量を低減させ、流動性に優れた液晶ポリマーを得る方法(特許文献3を参照)や、液晶ポリマーの製造時にリン酸系化合物を添加する方法(特許文献4を参照)など多数の方法が知られている。
【0005】
しかしながら、特許文献1および特許文献2に開示される方法では、特定の分子量を有する液晶ポリマーや、特定の流動温度を示す4−ヒドロキシ安息香酸のオリゴマーを製造することが容易ではない問題があり、特許文献3に開示される方法では、縦型攪拌式薄膜蒸発機といった特殊な装置を使用する必要がある点で問題があり、特許文献4に開示される方法では、リン酸系化合物の種類や使用量によっては液晶ポリマーの機械的性質が大きく損なわれる問題がある。
【0006】
これらのことから、安価かつ容易に入手可能な材料を用いて、特殊な装置を用いることなく、液晶ポリマーの機械的物性を損なうことなく成形時の流動性を改良する方法が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開平2−173156号公報
【特許文献2】特開平3−095260号公報
【特許文献3】特開2000−309636号公報
【特許文献4】特開平06−032880号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明の目的は、機械的性質を損なうことなく、成形時の流動性が改良された液晶ポリマー組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明者等は、液晶ポリマーの成形時における流動性の改善について鋭意検討した結果、特定の縦横比かつ特定の平均粒子径を有する2種類のタルクを所定の量比で液晶ポリマーに配合することにより、得られた液晶ポリマー組成物において、機械的性質を損なうことなく、流動性が著しく改善されることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【0010】
すなわち、本発明は、液晶ポリマー100重量部に対して、以下の2種類のタルク(A)および(B)を、その合計量が1〜150重量部となり、
かつ、(A)/(B)の重量比が1/9〜9/1となるように配合してなる液晶ポリマー組成物を提供する:
(A)縦横比が3.1〜5.0であり、かつ平均粒子径が5〜100μmであるタルク
(B)縦横比が1.0〜3.0であり、かつ平均粒子径が5〜100μmであるタルク。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明の液晶ポリマー組成物に用いる液晶ポリマーは当業者にサーモトロピック液晶ポリマーと呼ばれる異方性溶融相を形成する液晶ポリエステル樹脂または液晶ポリエステルアミド樹脂である。
【0012】
液晶ポリマーの異方性溶融相の性質は直交偏向子を利用した通常の偏向検査法、すなわち、ホットステージにのせた試料を窒素雰囲気下で観察することにより確認できる。
【0013】
本発明に用いる液晶ポリマーは、二種以上の液晶ポリエステル樹脂および/または液晶ポリエステルアミド樹脂をブレンドしたものであってもよい。
【0014】
本発明に用いる液晶ポリマーは、分子鎖中に脂肪族基を有する半芳香族液晶ポリマー、または分子鎖が全て芳香族基より構成される全芳香族液晶ポリマーの何れを用いてもよい。これらの液晶ポリマーの中では、難燃性や機械的物性が良好であることから全芳香族液晶ポリマー、特に全芳香族液晶ポリエステル樹脂を用いるのが好ましい。
【0015】
本発明に用いる液晶ポリマーを構成する繰返し単位としては、芳香族オキシカルボニル繰返し単位、芳香族ジカルボニル繰返し単位、芳香族ジオキシ繰返し単位、芳香族アミノオキシ繰返し単位、芳香族ジアミノ繰返し単位、芳香族アミノカルボニル繰返し単位、芳香族オキシジカルボニル繰返し単位、および脂肪族ジオキシ繰返し単位などが挙げられる。
【0016】
芳香族オキシカルボニル繰返し単位を与える単量体の具体例としては、例えばパラヒドロキシ安息香酸、メタヒドロキシ安息香酸、オルトヒドロキシ安息香酸、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸、5−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸、3−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸、4’−ヒドロキシフェニル−4−安息香酸、3’−ヒドロキシフェニル−4−安息香酸、4’−ヒドロキシフェニル−3−安息香酸、これらのアルキル、アルコキシまたはハロゲン置換体、ならびにこれらのアシル化物、エステル誘導体、酸ハロゲン化物などのエステル形成性誘導体が挙げられる。これらの中ではパラヒドロキシ安息香酸、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸が得られる液晶ポリマーの特性や融点を調整しやすいという点から好ましい。
【0017】
芳香族ジカルボニル繰返し単位を与える単量体の具体例としては、例えばテレフタル酸、イソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、1,6−ナフタレンジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、4,4’−ジカルボキシビフェニル等の芳香族ジカルボン酸、これらのアルキル、アルコキシまたはハロゲン置換体、ならびにそれらのエステル誘導体、酸ハロゲン化物などのエステル形成性誘導体が挙げられる。これらの中ではテレフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸が得られる液晶ポリマーの機械物性、耐熱性、融点温度、成形性を適度なレベルに調整しやすいことから好ましい。
【0018】
芳香族ジオキシ繰返し単位を与える単量体の具体例としては、例えばハイドロキノン、レゾルシン、2,6−ジヒドロキシナフタレン、2,7−ジヒドロキシナフタレン、1,6−ジヒドロキシナフタレン、1,4−ジヒドロキシナフタレン、4,4’−ジヒドロキシビフェニル、3,3’−ジヒドロキシビフェニル、3,4’−ジヒドロキシビフェニル、4,4’−ジヒドロキシビフェニルエーテル等の芳香族ジオール、これらのアルキル、アルコキシまたはハロゲン置換体、ならびにそれらのアシル化物などのエステル形成性誘導体が挙げられる。これらの中ではハイドロキノンおよび4,4’−ジヒドロキシビフェニルが重合時の反応性、得られる液晶ポリマーの特性などの点から好ましい。
【0019】
芳香族アミノオキシ繰返し単位を与える単量体の具体例としては、例えばp−アミノフェノール、m−アミノフェノール、4−アミノ−1−ナフトール、5−アミノ−1−ナフトール、8−アミノ−2−ナフトール、4−アミノ−4’−ヒドロキシビフェニル等の芳香族ヒドロキシアミン、これらのアルキル、アルコキシまたはハロゲン置換体、ならびにそれらのアシル化物などのエステル形成性誘導体が挙げられる。
【0020】
芳香族ジアミノ繰返し単位を与える単量体の具体例としては、例えばp−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、1,5−ジアミノナフタレン、1,8−ジアミノナフタレン等の芳香族ジアミン、これらのアルキル、アルコキシまたはハロゲン置換体、ならびにそれらのアシル化物などのアミド形成性誘導体が挙げられる。
【0021】
芳香族アミノカルボニル繰返し単位を与える単量体の具体例としては、例えばp−アミノ安息香酸、m−アミノ安息香酸、6−アミノ−2−ナフトエ酸等の芳香族アミノカルボン酸、これらのアルキル、アルコキシまたはハロゲン置換体、ならびにそれらのアシル化物、エステル誘導体、酸ハロゲン化物などのエステル形成性誘導体が挙げられる。
【0022】
芳香族オキシジカルボニル繰返し単位を与える単量体の具体例としては、例えば3−ヒドロキシ−2,7−ナフタレンジカルボン酸、4−ヒドロキシイソフタル酸、および5−ヒドロキシイソフタル酸等のヒドロキシ芳香族ジカルボン酸、これらのアルキル、アルコキシまたはハロゲン置換体、ならびにそれらのアシル化物、エステル誘導体、酸ハロゲン化物などのエステル形成性誘導体が挙げられる。
【0023】
脂肪族ジオキシ繰返し単位を与える単量体の具体例としては、例えばエチレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオールなどの脂肪族ジオール、ならびにそれらのアシル化物が挙げられる。また、ポリエチレンテレフタレートや、ポリブチレンテレフタレートなどの脂肪族ジオキシ繰返し単位を含有するポリマーを、前記の芳香族オキシカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、芳香族ジオールおよびそれらのアシル化物、エステル誘導体、酸ハロゲン化物などと反応させることによっても、脂肪族ジオキシ繰返し単位を含む液晶ポリマーを得ることができる。
【0024】
本発明に用いる液晶ポリマーは本発明の目的を損なわない範囲で、チオエステル結合を含むものであってもよい。このような結合を与える単量体としては、メルカプト芳香族カルボン酸、および芳香族ジチオールおよびヒドロキシ芳香族チオールなどが挙げられる。これらの単量体の使用量は、芳香族オキシカルボニル繰返し単位、芳香族ジカルボニル繰返し単位、芳香族ジオキシ繰返し単位、芳香族アミノオキシ繰返し単位、芳香族ジアミノ繰返し単位、芳香族アミノカルボニル繰り返し単位、芳香族オキシジカルボニル繰返し単位、および脂肪族ジオキシ繰返し単位を与える単量体の合計量に対して10モル%以下であるのが好ましい。
【0025】
これらの繰り返し単位を組み合わせたポリマーは、 モノマーの構成や組成比、ポリマー中での各繰り返し単位のシークエンス分布によっては、異方性溶融相を形成するものとしないものが存在するが、本発明に用いる液晶ポリマーは異方性溶融相を形成するものに限られる。
【0026】
本発明の液晶ポリマー組成物に使用される液晶ポリマーとしては、式(I)〜(IV)の繰返し単位から構成される全芳香族液晶ポリエステル樹脂が好適に使用される。
【化1】

[式中、ArおよびArはそれぞれ2価の芳香族基を表す。]
ここで、「芳香族基」は、6員の単環または環数2の縮合環である芳香族基を示す。
【0027】
ArおよびArは、下記の芳香族基(1)〜(4)から選択される1種以上のものであるのがより好ましく、Arが式(1)および/または(4)で表される芳香族基であり、Arが式(1)および/または(3)で表される芳香族基であるのが特に好ましい。
【化2】

【0028】
本発明に用いる好ましい液晶ポリマーの具体例としては、例えば下記のモノマー構成単位からなるものが挙げられる。
1)4−ヒドロキシ安息香酸/2−ヒドロキシ−6−ナフトエ酸共重合体
2)4−ヒドロキシ安息香酸/テレフタル酸/4,4'−ジヒドロキシビフェニル共重合体
3)4−ヒドロキシ安息香酸/テレフタル酸/イソフタル酸/4,4'−ジヒドロキシビフェニル共重合体
4)4−ヒドロキシ安息香酸/テレフタル酸/イソフタル酸/4,4'−ジヒドロキシビフェニル/ハイドロキノン共重合体
5)4−ヒドロキシ安息香酸/テレフタル酸/ハイドロキノン共重合体
6)2−ヒドロキシ−6−ナフトエ酸/テレフタル酸/ハイドロキノン共重合体
7)4−ヒドロキシ安息香酸/2−ヒドロキシ−6−ナフトエ酸/テレフタル酸/4,4'−ジヒドロキシビフェニル共重合体
8)2−ヒドロキシ−6−ナフトエ酸/テレフタル酸/4,4'−ジヒドロキシビフェニル共重合体
9)4−ヒドロキシ安息香酸/2−ヒドロキシ−6−ナフトエ酸/テレフタル酸/ハイドロキノン共重合体
10)4−ヒドロキシ安息香酸/2−ヒドロキシ−6−ナフトエ酸/テレフタル酸/ハイドロキノン/4,4'−ジヒドロキシビフェニル共重合体
11)4−ヒドロキシ安息香酸/2,6−ナフタレンジカルボン酸/4,4'−ジヒドロキシビフェニル共重合体
12)4−ヒドロキシ安息香酸/テレフタル酸/2,6−ナフタレンジカルボン酸/ハイドロキノン共重合体
13)4−ヒドロキシ安息香酸/2,6−ナフタレンジカルボン酸/ハイドロキノン共重合体
14)4−ヒドロキシ安息香酸/2−ヒドロキシ−6−ナフトエ酸/2,6−ナフタレンジカルボン酸/ハイドロキノン共重合体
15)4−ヒドロキシ安息香酸/テレフタル酸/2,6−ナフタレンジカルボン酸/ハイドロキノン/4,4'−ジヒドロキシビフェニル共重合体
16)4−ヒドロキシ安息香酸/テレフタル酸/4−アミノフェノール共重合体
17)2−ヒドロキシ−6−ナフトエ酸/テレフタル酸/4−アミノフェノール共重合体
18)4−ヒドロキシ安息香酸/2−ヒドロキシ−6−ナフトエ酸/テレフタル酸/4−アミノフェノール共重合体
19)4−ヒドロキシ安息香酸/テレフタル酸/4,4'−ジヒドロキシビフェニル /4−アミノフェノール共重合体
20)4−ヒドロキシ安息香酸/テレフタル酸/エチレングリコール共重合体
21)4−ヒドロキシ安息香酸/テレフタル酸/4,4'−ジヒドロキシビフェニル/エチレングリコール共重合体
22)4−ヒドロキシ安息香酸/2−ヒドロキシ−6−ナフトエ酸/テレフタル酸/エチレングリコール共重合体
23)4−ヒドロキシ安息香酸/2−ヒドロキシ−6−ナフトエ酸/テレフタル酸/4,4'−ジヒドロキシビフェニル/エチレングリコール共重合体
24)4−ヒドロキシ安息香酸/テレフタル酸/2,6−ナフタレンジカルボン酸/4,4'−ジヒドロキシビフェニル共重合体。
【0029】
以下、本発明に用いる液晶ポリマーの製造方法について説明する。
本発明に用いる液晶ポリマーの製造方法に特に制限はなく、前記の単量体の組み合わせからなるエステル結合またはアミド結合を形成させる公知の重縮合方法、例えば溶融アシドリシス法、スラリー重合法などを用いることができる。
【0030】
溶融アシドリシス法とは、本発明で用いる液晶ポリマーの製造方法に用いるのに好ましい方法であり、この方法は、最初に単量体を加熱して反応物質の溶融液を形成し、続いて反応を続けて溶融ポリマーを得るものである。なお、縮合の最終段階で副生する揮発物(例えば、酢酸、水等)の除去を容易にするために真空を適用してもよい。
【0031】
スラリー重合法とは、熱交換流体の存在下で反応させる方法であって、固体生成物は熱交換媒質中に懸濁した状態で得られる。
【0032】
溶融アシドリシス法およびスラリー重合法の何れの場合においても、液晶ポリマーを製造する際に使用する重合性単量体成分は、常温において、ヒドロキシル基および/またはアミノ基をアシル化した変性形態、すなわち低級アシル化物として反応に供することもできる。低級アシル基は炭素原子数2〜5のものが好ましく、炭素原子数2または3のものがより好ましい。特に好ましくは前記単量体のアセチル化物を反応に用いる方法が挙げられる。
【0033】
単量体のアシル化物は、別途アシル化して予め合成したものを用いてもよいし、液晶ポリマーの製造時に単量体に無水酢酸等のアシル化剤を加えて反応系内で生成せしめることもできる。
【0034】
溶融アシドリシス法またはスラリー重合法の何れの場合においても反応時、必要に応じて触媒を用いてもよい。
【0035】
触媒の具体例としては、ジアルキルスズオキシド(例えばジブチルスズオキシド)、ジアリールスズオキシドなどの有機スズ化合物;二酸化チタン、三酸化アンチモン、アルコキシチタンシリケート、チタンアルコキシドなどの有機チタン化合物;カルボン酸のアルカリまたはアルカリ土類金属塩(例えば酢酸カリウム);無機酸塩類(例えば硫酸カリウム);ルイス酸(例えば三フッ化硼素);ハロゲン化水素(例えば塩化水素)などの気体状酸触媒などが挙げられる。
【0036】
触媒の使用割合は、通常モノマー全量に対して1〜1000ppm、好ましくは2〜100ppmである。
【0037】
このようにして重縮合反応されて得られた液晶ポリマーは、溶融状態で重合反応槽より抜き出された後に、ペレット状、フレーク状、または粉末状に加工される。
【0038】
ペレット状、フレーク状、または粉末状の液晶ポリマーは、分子量を高め耐熱性を向上させる目的などで、減圧下または不活性ガス雰囲気下において、実質的に固相状態において熱処理を行ってもよい。
【0039】
固相状態で行う熱処理の温度は、液晶ポリマーが溶融しない限り特に限定されないが、260〜350℃、好ましくは280〜320℃で行うのがよい。
【0040】
上記のようにして得られた、液晶ポリマー100重量部に対して、以下の2種類のタルク(A)および(B)を、その合計量が1〜150重量部となり、かつ、(A)/(B)の重量比が1/9〜9/1となるように配合して、本発明の液晶ポリマー組成物が得られる:
(A)縦横比が3.1〜5.0であり、かつ平均粒子径が5〜100μmであるタルク
(B)縦横比が1.0〜3.0であり、かつ平均粒子径が5〜100μmであるタルク。
【0041】
本発明において、タルクの平均粒子径とは、レーザー回折法により測定されるメジアン径である。
また、本発明において、タルクの縦横比とは、ベックマンコールター株式会社製のマルチイメージアナライザーによる測定に基づき、以下のようにして決定される。
タルクの縦横比は、コールター法によるタルクの粒子測定時に、粒子が細孔を通過する際に発生する電圧パルスに応じてストロボを発光させ、粒子の投影像を撮影し、これを画像解析することにより測定される。タルクの粒子の縦横比は、まず、投影像の外周上の任意の二点間の最長の長さ(A)を測定し、最大長(A)を測定した線に平行な二本の直線で投影像を挟んだ場合の2直線間の最短の長さ(B)を測定し、(A)÷(B)の値を算出することにより決定される。
【0042】
本発明において、タルク(A)の縦横比は3.2〜4.5であるのが好ましく、3.3〜4.0であるのがより好ましい。またタルク(A)の平均粒子径は10〜50μmであるのが好ましく、22〜30μmであるのがより好ましい。
【0043】
タルク(B)の縦横比は1.3〜2.9であるのが好ましく、1.5〜2.8であるのがより好ましい。またタルク(B)の平均粒子径は8〜45μmであるのが好ましく、15〜21μmであるのがより好ましい。
【0044】
液晶ポリマー100重量部に対する、タルク(A)とタルク(B)の配合量(合計量)は、5〜120重量部であるのが好ましく、10〜100重量部であるのがより好ましい。
【0045】
液晶ポリマーに対するタルク(A)とタルク(B)の配合量(合計量)が1重量部を下回ると反りが発生する傾向があり、150重量部を上回ると機械強度が低下する傾向がある。
【0046】
タルク(A)とタルク(B)の割合(重量部)は、2/8〜8/2であるのが好ましく、3/7〜7/3であるのがより好ましい。タルク(A)とタルク(B)の割合が1/9〜9/1の範囲を外れると流動性が低下する。
【0047】
また、本発明の液晶ポリマー組成物は、本発明の目的を損なわない範囲で、上述した2種類のタルク(A)および(B)以外に、さらに繊維状、板状または粉末状の無機充填材を配合してもよい。
【0048】
本発明の液晶ポリマー組成物にさらに配合してもよい無機充填材としては、たとえばガラス繊維、ミルドガラス、シリカアルミナ繊維、アルミナ繊維、炭素繊維、アラミド繊維、チタン酸カリウムウイスカ、ホウ酸アルミニウムウイスカ、ウォラストナイト、マイカ、グラファイト、炭酸カルシウム、ドロマイト、クレイ、ガラスフレーク、ガラスビーズ、硫酸バリウム、および酸化チタンからなる群から選択される1種以上が挙げられる。これらの中では、ガラス繊維が物性とコストのバランスが優れている点で好ましい。
【0049】
本発明の液晶ポリマー組成物における、2種類のタルク(A)および(B)以外の無機充填材の配合量は、液晶ポリマー100重量部に対して、1〜150重量部、好ましくは5〜100重量部であるのがよい。
【0050】
2種類のタルク以外の無機充填材を配合する場合、2種類のタルクと合わせた合計配合量は、液晶ポリマー100重量部に対して2〜200重量部、好ましくは5〜150重量部であるのがよい。
【0051】
前記の無機充填材の配合量が150重量部を超える場合には、成形加工性が低下したり、成形機のシリンダーや金型の磨耗が大きくなる傾向がある。
【0052】
本発明の液晶ポリマー組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で、その他の添加剤、例えば、高級脂肪酸、高級脂肪酸エステル、高級脂肪酸アミド、高級脂肪酸金属塩(ここで高級脂肪酸とは炭素原子数10〜25のものをいう)、ポリシロキサン、フッ素樹脂などの離型改良剤;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;界面活性剤などから選ばれる1種または2種以上を組み合わせて配合してもよい。
【0053】
これらの他の添加剤の配合量は、液晶ポリマー100重量部に対して、0.1〜10重量部、好ましくは0.5〜5重量部であるのがよい。これら他の添加剤の配合量が10重量部を超える場合には、成形加工性が低下したり、熱安定性が悪くなる傾向がある。
【0054】
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ものについては、液晶ポリマー組成物を成形するに際して、予め、液晶ポリマー組成物のペレットの表面に付着せしめてもよい。
【0055】
また、本発明の液晶ポリマー組成物には、本発明の目的を損なわない範囲で、さらに、他の樹脂成分を配合してもよい。他の樹脂成分としては、例えばポリアミド、ポリエステル、ポリアセタール、ポリフェニレンエーテル、およびその変性物、ならびにポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミドなどの熱可塑性樹脂や、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が挙げられる。
【0056】
他の樹脂成分は、単独で、あるいは2種以上を組み合わせて配合することができる。他の樹脂成分の配合量は特に限定的ではなく、液晶ポリマー組成物の用途や目的に応じて適宜定めればよい。典型的には液晶ポリマー100重量部に対する他の樹脂の合計配合量が0.1〜100重量部、特に0.1〜80重量部となる範囲で添加される。
【0057】
上述した2種類のタルク(A)および(B)、タルク以外の無機充填材、その他の添加剤、並びに他の樹脂成分などは、液晶ポリマー中に添加され、バンバリーミキサー、ニーダー、一軸もしくは二軸押出機などを用いて、液晶ポリマーの結晶融解温度近傍ないし結晶融解温度+20℃で溶融混練して液晶ポリマー組成物とすることができる。
【0058】
このようにして得られた本発明の液晶ポリマー組成物は、成形時の流動性が改良されるとともに、反りが少ないものであり、射出成形機、押出機などを用いる公知の成形方法によって、成形品、フィルム、シート、および不織布などに加工される。
【0059】
本発明の液晶ポリマー組成物は、成形時の流動性に優れ、高温下においても反りやブリスターが発生し難い為、リフローなど高温下で加工される、スイッチ、リレー、コネクター、チップ、光ピックアップ、インバータトランス、コイルボビン、アンテナ、基板などの成形材料として好適に用いられる。
【0060】
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【実施例】
【0061】
まず、実施例および比較例において使用する液晶ポリマーの合成例を記す。
以下、合成例における略号は以下の化合物を表す。
〔液晶ポリマー合成に用いた単量体〕
POB:パラヒドロキシ安息香酸
BON6:6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸
HQ:ハイドロキノン
BP:4,4’−ジヒドロキシビフェニル
TPA:テレフタル酸
NDA:2,6−ナフタレンジカルボン酸
【0062】
[合成例(LCP−1)]POB/BON6/HQ/TPA
トルクメーター付き攪拌装置および留出管を備えた反応容器に、POB:386.0g(43モル%)、BON6:183.5g(15モル%)、HQ:150.3g(21モル%)およびTPA:226.7g(21モル%)を仕込み、さらに全モノマーの水酸基量(モル)に対して1.025倍モルの無水酢酸を仕込み、次の条件で脱酢酸重合を行った。
【0063】
窒素ガス雰囲気下に室温〜145℃まで1時間で昇温し、同温度にて30分間保持した。次いで、副生する酢酸を留去させつつ350℃まで7時間かけ昇温した後、80分かけて10mmHgにまで減圧した。所定のトルクを示した時点で重合反応を終了し、反応容器から内容物を取り出し、粉砕機により液晶ポリエステル樹脂のペレットを得た。重合時の留出酢酸量は、ほぼ理論値どおりであった。
【0064】
[合成例2(LCP−2)] POB/BON6/HQ/NDA
トルクメーター付き攪拌装置および留出管を備えた反応容器に、POB:628.4g(70モル%)、BON6:24.5g(2モル%)、HQ:100.2g(14モル%)およびNDA196.7g(14モル%)を仕込み、さらに全モノマーの水酸基量(モル)に対して1.03倍モルの無水酢酸を仕込み、次の条件で脱酢酸重合を行った。
【0065】
窒素ガス雰囲気下に室温〜145℃まで1時間かけて昇温し、同温度で30分保持した。次いで、副生する酢酸を留出させつつ345℃まで7時間かけて昇温した後、80分かけて10mmHgにまで減圧した。所定のトルクを示した時点で重合反応を終了し、反応容器から内容物を取り出し、粉砕機により液晶ポリエステル樹脂のペレットを得た。重合時の留出酢酸量は、ほぼ理論値どおりであった。
【0066】
[合成例3(LCP−3)] POB/BON6/HQ/BP/TPA
トルクメーター付き攪拌装置および留出管を備えた反応容器に、POB:314.2g(34モル%)、BON6:61.2g(5モル%)、BP:169.4g(14モル%)、HQ:114.5g(16モル%)およびTPA:323.9g(30モル%)を仕込み、さらに全モノマーの水酸基量(モル)に対して1.03倍モルの無水酢酸を仕込み、次の条件で脱酢酸重合を行った。
【0067】
窒素ガス雰囲気下に室温〜145℃まで1時間かけて昇温し、同温度で30分保持した。次いで、副生する酢酸を留出させつつ350℃まで7時間かけて昇温した後、80分かけて5mmHgにまで減圧した。所定のトルクを示した時点で重合反応を終了し、反応容器から内容物を取り出し、粉砕機により液晶ポリエステル樹脂のペレットを得た。重合時の留出酢酸量は、ほぼ理論値どおりであった。
【0068】
〈タルク〉
タルク1:富士タルク株式会社製、HK−A(縦横比3.6、平均粒子径24.0μm、含水量0.13重量%)
タルク2:富士タルク株式会社製、NK−64(縦横比2.6、平均粒子径19.0μm、含水量0.50重量%)
〈繊維状無機充填材〉
ガラス繊維:CPIC社製、ECS3010A(平均繊維長10.5μm)
【0069】
[実施例1〜3、比較例1〜2]
液晶ポリマーとしてLCP−1を用い、液晶ポリマー100重量部に対して、表1に記載の量のタルクおよび繊維状無機充填材(ガラス繊維)を配合し、二軸押出機(株式会社日本製鋼所製、TEX−30α)にて溶融混練したものをペレット化し、液晶ポリマー組成物を調製した。
【0070】
得られた液晶ポリマー組成物のペレットについて、荷重撓み温度(DTUL)、引張強度、曲げ強度、曲げ弾性率、Izod強度、結晶融解温度、結晶化温度および流動長を以下に示す方法にて測定した。結果を表1に示す。
【0071】
表1
【表1】

【0072】
(1)荷重たわみ温度(DTUL)
射出成形機(日精樹脂工業(株)製UH1000−110)を用いて、表2に記載の条件で、長さ127mm、幅12.7mm、厚さ3.2mmの短冊状試験片に成形し、これを用いてASTM D648に準拠し、荷重1.82MPa、昇温速度2℃/分で測定した。
【0073】
表2
【表2】

【0074】
(2)引張強度
射出成形機(日精樹脂工業(株)製UH1000−110)を用いて、表2に記載の条件でASTM4号ダンベル試験片を成形し、これを用いてASTM D638に準拠して測定した。
【0075】
(3)曲げ強度および曲げ弾性率
荷重撓み温度の測定に用いた試験片と同じ試験片を用いて、ASTM D790に準拠して測定した。
【0076】
(4)Izod衝撃強度
荷重たわみ温度測定に用いた試験片と同じ試験片を用いて、試験片の中央を長さ方向に垂直に切断し、長さ63.5mm、幅12.7mm、厚さ3.2mmの短冊状試験片を得、ASTM D256に準拠して測定した。
【0077】
(5)結晶化温度および結晶融解温度
示差走査熱量計としてセイコーインスツルメンツ株式会社製Exstar6000を用い、室温から20℃/分の昇温条件で測定した際に観測される吸熱ピーク温度(Tm1)の観測後、Tm1より20〜50℃高い温度で10分間保持する。ついで、20℃/分の降温条件で室温まで試料を冷却し、その際に観測される発熱ピークのピークトップの温度を液晶ポリエステル樹脂の結晶化温度(Tc)とし、さらに、再度20℃/分の昇温条件で測定した際の吸熱ピークを観測し、そのピークトップを示す温度を液晶ポリエステル樹脂の結晶融解温度(Tm)とした。
【0078】
(6)流動性
縦127mm、横12.7mm、厚さ0.2mmの長方形バーフロー型を用いて、射出成形機(日精樹脂工業株式会社製 NEX−15−1E)を用いて表3の成形条件にて射出成形し、バーフロー金型に充填した際の流動長を測定した。
【0079】
表3
【表3】

【0080】
[実施例4、比較例3〜4]
液晶ポリマーとしてLCP−2を用い、液晶ポリマー100重量部に対して、表4に記載の量のタルクおよび繊維状無機充填材(ガラス繊維)を配合し、二軸押出機(株式会社日本製鋼所製、TEX−30α)にて溶融混練したものをペレット化し、液晶ポリマー組成物を調製した。
【0081】
得られた液晶ポリマー組成物のペレットについて、実施例1と同様にして、荷重撓み温度(DTUL)、引張強度、曲げ強度、曲げ弾性率、Izod強度、結晶融解温度、結晶化温度および流動長を測定した。結果を表4に示す。
【0082】
表4
【表4】

【0083】
[実施例5、比較例5〜6]
液晶ポリマーとしてLCP−3を用い、液晶ポリマー100重量部に対して、表5に記載の量のタルクおよび繊維状無機充填材(ガラス繊維)を配合し、二軸押出機(株式会社日本製鋼所製、TEX−30α)にて溶融混練したものをペレット化し、液晶ポリマー組成物を調製した。
【0084】
得られた液晶ポリマー組成物のペレットについて、実施例1と同様にして、荷重撓み温度(DTUL)、引張強度、曲げ強度、曲げ弾性率、Izod強度、結晶融解温度、結晶化温度および流動長を測定した。結果を表5に示す。
【0085】
表5
【表5】

【0086】
LCP−1〜LCP−3のいずれにおいても、タルク1とタルク2を併用して配合することによって、タルク1とタルク2をそれぞれ単独で配合した場合に比べて、流動長が改善されるものであった。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
液晶ポリマー100重量部に対して、以下の2種類のタルク(A)および(B)を、その合計量が1〜150重量部となり、
かつ、(A)/(B)の重量比が1/9〜9/1となるように配合してなる液晶ポリマー組成物:
(A)縦横比が3.1〜5.0であり、かつ平均粒子径が5〜100μmであるタルク
(B)縦横比が1.0〜3.0であり、かつ平均粒子径が5〜100μmであるタルク。
【請求項2】
液晶ポリマーが、全芳香族液晶ポリエステル樹脂である請求項1に記載の液晶ポリマー組成物。
【請求項3】
液晶ポリマーが、式(I)〜(IV)の繰返し単位から構成される液晶ポリエステル樹脂である請求項1または2に記載の液晶ポリマー組成物。
【化1】

[式中、ArおよびArはそれぞれ2価の芳香族基を表す。]
【請求項4】
ArおよびArが、下記の芳香族基(1)〜(4)から選択される1種以上のものである、請求項3に記載の液晶ポリエステル樹脂組成物。
【化2】

【請求項5】
Arが請求項4に記載の式(1)および/または(4)で表される芳香族基であり、Arが請求項4に記載の式(1)および/または(3)で表される芳香族基である請求項4に記載の液晶ポリエステル樹脂組成物。
【請求項6】
さらに、液晶ポリマー100重量部に対し、繊維状、板状または粉末状の無機充填材を1〜150重量部配合してなる請求項1〜5の何れかに記載の液晶ポリマー組成物。
【請求項7】
無機充填材が、ガラス繊維、ミルドガラス、シリカアルミナ繊維、アルミナ繊維、炭素繊維、アラミド繊維、チタン酸カリウムウイスカ、ホウ酸アルミニウムウイスカ、ウォラストナイト、マイカ、グラファイト、炭酸カルシウム、ドロマイト、クレイ、ガラスフレーク、ガラスビーズ、硫酸バリウム、および酸化チタンからなる群より選択される1種以上である、請求項6に記載の液晶ポリマー組成物。
【請求項8】
無機充填材がガラス繊維である、請求項6または7に記載の液晶ポリマー組成物。
【請求項9】
請求項1〜8の何れかに記載の液晶ポリマー組成物を成形して得られる成形品。
【請求項10】
成形品が、スイッチ、リレー、コネクター、チップ、光ピックアップ、インバータトランス、コイルボビン、アンテナおよび基板から選択される、請求項9に記載の成形品。

【公開番号】特開2013−28678(P2013−28678A)
【公開日】平成25年2月7日(2013.2.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−164460(P2011−164460)
【出願日】平成23年7月27日(2011.7.27)
【出願人】(000189659)上野製薬株式会社 (76)
【Fターム(参考)】