特許 7281023 ファンインペラ用液晶性樹脂組成物及びそれを用いたファンインペラ

(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】2023-05-16

(45)【発行日】2023-05-24

(54)【発明の名称】ファンインペラ用液晶性樹脂組成物及びそれを用いたファンインペラ

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/02 20060101AFI20230517BHJP

   F04D 29/66 20060101ALI20230517BHJP

   C08L 67/00 20060101ALI20230517BHJP

   C08K 7/02 20060101ALI20230517BHJP

   C08G 63/60 20060101ALI20230517BHJP

【ＦＩ】

F04D29/02

F04D29/66 M

C08L67/00

C08K7/02

C08G63/60

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2022575871

(86)(22)【出願日】2022-01-26

(86)【国際出願番号】 JP2022002869

(87)【国際公開番号】W WO2022168706

(87)【国際公開日】2022-08-11

【審査請求日】2022-12-08

(31)【優先権主張番号】P 2021017612

(32)【優先日】2021-02-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】390006323

【氏名又は名称】ポリプラスチックス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106002

【弁理士】

【氏名又は名称】正林 真之

(74)【代理人】

【識別番号】100120891

【弁理士】

【氏名又は名称】林 一好

(72)【発明者】

【氏名】望月 光博

(72)【発明者】

【氏名】長永 昭宏

(72)【発明者】

【氏名】青藤 宏光

【審査官】中村 英司

(56)【参考文献】

【文献】特許第６７４１８３４（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特開２０１５－０２１０６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５１－０５９４４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－２７８８２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１０４５０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１０４５０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０９５６８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０９５６８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２１４６５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１２４９４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／０７４１５６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１８／０６６４１６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１８／０７４１５５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１８／１１６８８９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１８／１１６８８８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１８／０６６４１７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１７／０６８８６７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１４／０５０３７１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１２／１３７６３６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１０－２２０９９７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｄ ２９／００－ ２９／７０

Ｂ２９Ｃ ７０／００－ ７０／８８

Ｃ０８Ｌ ６７／００－ ６７／０８

Ｃ０８Ｇ ６３／００－ ６３／９１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

（Ａ）液晶性樹脂と、（Ｂ）繊維状充填剤と、を含む、電子機器における冷却ファンのファンインペラ用液晶性樹脂組成物であって、
前記（Ａ）液晶性樹脂は、下記構成単位（Ｉ）、（ＩＩＩ）、（ＩＶ）及び（Ｖ）を含有し、下記構成単位（ＩＩ）を含有し又は含有せず、
全構成単位に対して構成単位（Ｉ）の含有量が３５～７５モル％であり、
全構成単位に対して構成単位（ＩＩ）の含有量が０～８モル％であり、
全構成単位に対して構成単位（ＩＩＩ）の含有量が４．５～３０．５モル％であり、
全構成単位に対して構成単位（ＩＶ）の含有量が２～８モル％であり、
全構成単位に対して構成単位（Ｖ）の含有量が１２．５～３２．５モル％であり、
全構成単位に対して構成単位（Ｉ）～（Ｖ）の合計の含有量が１００モル％である、溶融時に光学的異方性を示す全芳香族ポリエステルであり、
前記（Ｂ）繊維状充填剤の含有量は、前記液晶性樹脂組成物全体に対して、５～４０質量％であり、
ＪＩＳ Ｇ０６０２に準拠して測定される、温度２３℃、周波数１００００Ｈｚにおける損失係数が０．０５～０．０８である、液晶性樹脂組成物。

【化1】

【請求項2】

前記（Ａ）液晶性樹脂は、構成単位（Ｉ）、（ＩＩ）、（ＩＩＩ）、（ＩＶ）及び（Ｖ）からなり、
全構成単位に対して構成単位（Ｉ）の含有量が３５～７５モル％であり、
全構成単位に対して構成単位（ＩＩ）の含有量が２～８モル％であり、
全構成単位に対して構成単位（ＩＩＩ）の含有量が４．５～３０．５モル％であり、
全構成単位に対して構成単位（ＩＶ）の含有量が２～８モル％であり、
全構成単位に対して構成単位（Ｖ）の含有量が１２．５～３２．５モル％であり、
全構成単位に対して構成単位（Ｉ）～（Ｖ）の合計の含有量が１００モル％である、溶融時に光学的異方性を示す全芳香族ポリエステルであり、
前記（Ｂ）繊維状充填剤の含有量は、前記液晶性樹脂組成物全体に対して、５～３０質量％である、請求項１に記載の液晶性樹脂組成物。

【請求項3】

前記（Ｂ）繊維状充填剤は、ガラス繊維及び／又は炭素繊維である、請求項１又は２に記載の液晶性樹脂組成物。

【請求項4】

請求項１～３のいずれかに記載の液晶性樹脂組成物からなる、電子機器における冷却ファンのファンインペラ。

【請求項5】

羽根厚みｔ（ｍｍ）に対する羽根全長Ｌ（ｍｍ）の比率Ｌ／ｔが５０～２００の遠心ファンインペラである、請求項４に記載のファンインペラ。

【請求項6】

請求項４又は５に記載のファンインペラを備える、電子機器における冷却ファン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ファンインペラ用液晶性樹脂組成物及びそれを用いたファンインペラに関する。

【背景技術】

【0002】

液晶性ポリエステル樹脂に代表される液晶性樹脂は、優れた耐熱性、耐薬品性、電気的性質等をバランス良く有し、優れた寸法安定性も有するため高機能エンジニアリングプラスチックとして広く利用されている。

【0003】

ところで、ファンは、空気等の流体を強制対流させることにより、電子機器の冷却等に利用されている（例えば、特許文献１）。ファンは、通常、複数の羽根を有し、回転することにより流体の流れを発生させるファンインペラ、ファンインペラを回転させるモータ、ファンインペラ及びモータを収納するハウジング、等から構成される。従来、ファンインペラやハウジングの樹脂としては、ポリアミドやポリブチレンテレフタラート等が使用されていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００５－０３９２５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

近年、超高速・超低遅延・多数同時接続を可能にする第５世代移動通信システム（５Ｇ）のサービスが開始される中で、電子機器等の高機能化・高速化に伴う発熱が増加しており、冷却システムの重要性が益々高まっている。冷却ファンにおいても冷却能力の効率化が求められており、ファンインペラの羽根の厚みを薄く（薄肉化）して羽根の枚数を増加させる手法、従来よりもファンを高速に回転させる手法、等の対応策が考えられている。

【0006】

しかし、従来の樹脂をファンインペラに使用する場合、羽根を薄肉化させると、樹脂組成物の流動性が低いために良好に成形できないという問題や、高速に回転させると、振動によるノイズが発生するという問題が発生し得る。

【0007】

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、振動減衰特性及び流動性に優れ、ノイズが抑制されたファンインペラを良好に成形できるファンインペラ用液晶性樹脂組成物、前記組成物からなるファンインペラ、及び前記ファンインペラを備えるファンを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明者らは、従来の樹脂に代わるファンインペラ材料を検討した結果、特定の構成単位を所定量含む液晶性樹脂を使用すると、特に優れた流動性及び振動減衰特性が得られることを発見した。そして、上記液晶性樹脂と、所定の含有量の繊維状充填剤とを組み合わせ、所定の温度及び周波数において測定した損失係数を所定の範囲とした液晶性樹脂組成物であると、上記の課題を解決できることを見出した。具体的には、本発明は、以下のようなものを提供する。

【0009】

（１） （Ａ）液晶性樹脂と、（Ｂ）繊維状充填剤と、を含むファンインペラ用液晶性樹脂組成物であって、
前記（Ａ）液晶性樹脂は、下記構成単位（Ｉ）、（ＩＩＩ）、（ＩＶ）及び（Ｖ）を含有し、下記構成単位（ＩＩ）を含有し又は含有せず、
全構成単位に対して構成単位（Ｉ）の含有量が３５～７５モル％であり、
全構成単位に対して構成単位（ＩＩ）の含有量が０～８モル％であり、
全構成単位に対して構成単位（ＩＩＩ）の含有量が４．５～３０．５モル％であり、
全構成単位に対して構成単位（ＩＶ）の含有量が２～８モル％であり、
全構成単位に対して構成単位（Ｖ）の含有量が１２．５～３２．５モル％であり、
全構成単位に対して構成単位（Ｉ）～（Ｖ）の合計の含有量が１００モル％である、溶融時に光学的異方性を示す全芳香族ポリエステルであり、
前記（Ｂ）繊維状充填剤の含有量は、前記液晶性樹脂組成物全体に対して、５～４０質量％であり、
ＪＩＳ Ｇ０６０２に準拠して測定される、温度２３℃、周波数１００００Ｈｚにおける損失係数が０．０５以上である、液晶性樹脂組成物。

【化1】

【0010】

（２） 前記（Ａ）液晶性樹脂は、構成単位（Ｉ）、（ＩＩ）、（ＩＩＩ）、（ＩＶ）及び（Ｖ）からなり、
全構成単位に対して構成単位（Ｉ）の含有量が３５～７５モル％であり、
全構成単位に対して構成単位（ＩＩ）の含有量が２～８モル％であり、
全構成単位に対して構成単位（ＩＩＩ）の含有量が４．５～３０．５モル％であり、
全構成単位に対して構成単位（ＩＶ）の含有量が２～８モル％であり、
全構成単位に対して構成単位（Ｖ）の含有量が１２．５～３２．５モル％であり
全構成単位に対して構成単位（Ｉ）～（Ｖ）の合計の含有量が１００モル％である、溶融時に光学的異方性を示す全芳香族ポリエステルであり、
前記（Ｂ）繊維状充填剤の含有量は、前記液晶性樹脂組成物全体に対して、５～３０質量％である（１）に記載の液晶性樹脂組成物。

【0011】

（３） 前記（Ｂ）繊維状充填剤は、ガラス繊維及び／又は炭素繊維である、（１）又は（２）に記載の液晶性樹脂組成物。

【0012】

（４） （１）～（３）のいずれかに記載の液晶性樹脂組成物からなるファンインペラ。

【0013】

（５） 羽根厚みｔ（ｍｍ）に対する羽根全長Ｌ（ｍｍ）の比率Ｌ／ｔが５０以上の遠心ファンインペラである、（４）に記載のファンインペラ。

【0014】

（６） （４）又は（５）に記載のファンインペラを備えるファン。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、振動減衰特性及び流動性に優れ、ノイズが抑制されたファンインペラを良好に成形できるファンインペラ用液晶性樹脂組成物、前記組成物からなるファンインペラ、及び前記ファンインペラを備えるファンを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明に係るファンの実施形態のうち、軸流ファンを模式的に示した斜視図である。

【図2】本発明に係るファンの実施形態のうち、遠心ファンを模式的に示した斜視図である。

【図3】実施例において作成した遠心ファンのファンインペラの正面図及び側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の実施形態について具体的に説明する。

【0018】

＜ファンインペラ用液晶性樹脂組成物＞
本発明に係るファンインペラ用液晶性樹脂組成物は、特定の液晶性樹脂と、所定量の繊維状充填剤とを含み、損失係数が０．０５以上である。本発明に係る液晶性樹脂組成物は、損失係数が０．０５以上であることにより、振動減衰特性に優れ、ノイズを抑制したファンインペラを与えることができる。損失係数は、好ましくは０．０５５以上、より好ましくは０．０６以上である。損失係数の上限は、特に限定されず、例えば、０．０８で良い。

【0019】

本明細書において、損失係数としては、ＪＩＳ Ｇ０６０２に準拠し、温度２３℃、周波数１００００Ｈｚにおいて測定される値を採用する。

【0020】

［（Ａ）液晶性樹脂］
本発明に係る液晶性樹脂組成物には、上記全芳香族ポリエステルである液晶性樹脂が含まれる。上記全芳香族ポリエステルは、特に優れた流動性及び振動減衰特性が得られるため、ノイズが抑制されたファンインペラを良好に成形することができる。液晶性樹脂は、１種単独で又は２種以上組み合わせて使用することができる。

【0021】

本発明における全芳香族ポリエステルは、下記構成単位（Ｉ）、下記構成単位（ＩＩＩ）、下記構成単位（ＩＶ）及び下記構成単位（Ｖ）を含有し、下記構成単位（ＩＩ）を含有し又は含有しない。

【0022】

【化2】

【0023】

構成単位（Ｉ）は、４－ヒドロキシ安息香酸（以下、「ＨＢＡ」ともいう。）から誘導される。本発明における全芳香族ポリエステルは、全構成単位に対して構成単位（Ｉ）を３５～７５モル％含む。構成単位（Ｉ）の含有量が３５モル％未満、又は７５モル％を超えると、振動減衰特性及び流動性の少なくとも一方が不十分となりやすい。振動減衰特性と流動性との両立の観点から、構成単位（Ｉ）の含有量は、好ましくは４０～６５モル％、より好ましくは４４～５５モル％である。

【0024】

構成単位（ＩＩ）は、６－ヒドロキシ－２－ナフトエ酸（以下、「ＨＮＡ」ともいう。）から誘導される。本発明における全芳香族ポリエステルは、全構成単位に対して構成単位（ＩＩ）を０～８モル％含む、すなわち、構成単位（ＩＩ）を含まない又は全構成単位に対して０モル％超８モル％以下含む。構成単位（ＩＩ）の含有量が８モル％を超えると、振動減衰特性及び流動性の少なくとも一方が不十分となりやすい。振動減衰特性と流動性との両立の観点から、構成単位（ＩＩ）の含有量は、好ましくは２～８モル％、より好ましくは２～６モル％である。

【0025】

構成単位（ＩＩＩ）は、１，４－フェニレンジカルボン酸（以下、「ＴＡ」ともいう。）から誘導される。本発明における全芳香族ポリエステルは、全構成単位に対して構成単位（ＩＩＩ）を４．５～３０．５モル％含む。構成単位（ＩＩＩ）の含有量が４．５モル％未満、又は３０．５モル％を超えると、振動減衰特性及び流動性の少なくとも一方が不十分となりやすい。振動減衰特性と流動性との両立の観点から、構成単位（ＩＩＩ）の含有量は、好ましくは１１～２７モル％、より好ましくは１６～２４モル％である。

【0026】

構成単位（ＩＶ）は、１，３－フェニレンジカルボン酸（以下、「ＩＡ」ともいう。）から誘導される。本発明における全芳香族ポリエステルは、全構成単位に対して構成単位（ＩＶ）を２～８モル％含む。構成単位（ＩＶ）の含有量が２モル％未満、又は８モル％以上であると、振動減衰特性及び流動性の少なくとも一方が不十分となりやすい。振動減衰特性と流動性との両立の観点から、構成単位（ＩＶ）の含有量は、好ましくは２～７モル％、より好ましくは２．５～５モル％である。

【0027】

構成単位（Ｖ）は、４，４’－ジヒドロキシビフェニル（以下、「ＢＰ」ともいう。）から誘導される。本発明における全芳香族ポリエステルには、全構成単位に対して構成単位（Ｖ）を１２．５～３２．５モル％含む。構成単位（Ｖ）の含有量が１２．５モル％未満、又は３２．５モル％を超えると、振動減衰特性及び流動性の少なくとも一方が不十分となりやすい。振動減衰特性と流動性との両立の観点から、構成単位（Ｖ）の含有量は、好ましくは１７～３０モル％、より好ましくは２１～２８モル％である。

【0028】

以上の通り、本発明における全芳香族ポリエステルは、特定の構成単位である（Ｉ）～（Ｖ）のそれぞれを、全構成単位に対して特定の量含有するため、特に優れた振動減衰特性と流動性が得られる。なお、本発明の全芳香族ポリエステルは、全構成単位に対して構成単位（Ｉ）～（Ｖ）を合計で１００モル％含む。

【0029】

次いで、本発明における全芳香族ポリエステルの製造方法について説明する。本発明における全芳香族ポリエステルは、直接重合法やエステル交換法等を用いて重合される。重合に際しては、溶融重合法、溶液重合法、スラリー重合法、固相重合法等、又はこれらの２種以上の組み合わせが用いられ、溶融重合法、又は溶融重合法と固相重合法との組み合わせが好ましく用いられる。

【0030】

本発明では、重合に際し、重合モノマーに対するアシル化剤や、酸塩化物誘導体として末端を活性化したモノマーを使用できる。アシル化剤としては、無水酢酸等の脂肪酸無水物等が挙げられる。

【0031】

これらの重合に際しては種々の触媒の使用が可能であり、代表的なものとしては、酢酸カリウム、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、三酸化アンチモン、トリス（２，４－ペンタンジオナト）コバルト（ＩＩＩ）等の金属塩系触媒、１－メチルイミダゾール、４－ジメチルアミノピリジン等の有機化合物系触媒を挙げることができる。

【0032】

反応条件としては、例えば、反応温度２００～３８０℃、最終到達圧力０．１～７６０Ｔｏｒｒ（即ち、１３～１０１，０８０Ｐａ）である。特に溶融反応では、例えば、反応温度２６０～３８０℃、好ましくは３００～３６０℃、最終到達圧力１～１００Ｔｏｒｒ（即ち、１３３～１３，３００Ｐａ）、好ましくは１～５０Ｔｏｒｒ（即ち、１３３～６，６７０Ｐａ）である。

【0033】

反応は、全原料モノマー（ＨＢＡ、ＨＮＡ、ＴＡ、ＩＡ、及びＢＰ）、アシル化剤、及び触媒を同一反応容器に仕込んで反応を開始させることもできるし（一段方式）、原料モノマーＨＢＡ、ＨＮＡ、及びＢＰの水酸基をアシル化剤によりアシル化させた後、ＴＡ及びＩＡのカルボキシル基と反応させることもできる（二段方式）。

【0034】

溶融重合は、反応系内が所定温度に達した後、減圧を開始して所定の減圧度にして行う。撹拌機のトルクが所定値に達した後、不活性ガスを導入し、減圧状態から常圧を経て、所定の加圧状態にして反応系から全芳香族ポリエステルを排出する。

【0035】

上記重合方法により製造された全芳香族ポリエステルは、更に常圧又は減圧、不活性ガス中で加熱する固相重合により分子量の増加を図ることができる。固相重合反応の好ましい条件は、反応温度２３０～３５０℃、好ましくは２６０～３３０℃、最終到達圧力１０～７６０Ｔｏｒｒ（即ち、１，３３０～１０１，０８０Ｐａ）である。

【0036】

次いで、全芳香族ポリエステルの性質について説明する。本発明における全芳香族ポリエステルは、溶融時に光学的異方性を示す。溶融時に光学的異方性を示すことは、本発明における全芳香族ポリエステルが液晶性樹脂であることを意味する。

【0037】

本発明において、全芳香族ポリエステルが液晶性樹脂であることは、全芳香族ポリエステルが良好な振動減衰特性と流動性を併せ持つ上で不可欠な要素である。上記構成単位（Ｉ）～（Ｖ）から構成される全芳香族ポリエステルは、構成成分及びポリマー中のシーケンス分布によっては、異方性溶融相を形成しないものも存在するが、本発明における液晶性樹脂は溶融時に光学的異方性を示す全芳香族ポリエステルに限られる。

【0038】

溶融異方性の性質は直交偏光子を利用した慣用の偏光検査方法により確認することができる。より具体的には溶融異方性の確認は、オリンパス社製偏光顕微鏡を使用しリンカム社製ホットステージにのせた試料を溶融し、窒素雰囲気下で１５０倍の倍率で観察することにより実施できる。液晶性樹脂は光学的に異方性であり、直交偏光子間に挿入したとき光を透過させる。試料が光学的に異方性であると、例えば溶融静止液状態であっても偏光は透過する。

【0039】

ネマチックな液晶性樹脂は融点以上で著しく粘性低下を生じるので、一般的に融点又はそれ以上の温度で液晶性を示すことが加工性の指標となる。融点は、でき得る限り高い方が耐熱性の観点からは好ましいが、液晶性樹脂の溶融加工時の熱劣化や成形機の加熱能力等を考慮すると、３６０℃以下であることが好ましい目安となる。なお、より好ましくは３００～３６０℃であり、更により好ましくは３４０～３５８℃である。

【0040】

本発明における液晶性樹脂の融点より１０～３０℃高い温度、かつ、剪断速度１０００／秒における前記液晶性樹脂の溶融粘度は、好ましくは５００Ｐａ・ｓ以下であり、より好ましくは０．５～３００Ｐａ・ｓであり、更により好ましくは１～１００Ｐａ・ｓである。上記溶融粘度が上記範囲内であると、前記液晶性樹脂そのもの、又は、前記液晶性樹脂を含有する組成物は、その成形時において、流動性が確保されやすく、充填圧力が過度になりにくい。なお、本明細書において、溶融粘度としては、ＩＳＯ １１４４３に準拠した測定方法で得られた値を採用する。

【0041】

本発明に係る液晶性樹脂組成物は、上記の液晶性樹脂を、液晶性樹脂組成物全体に対して、好ましくは６０～９５質量％、より好ましくは６５～９５質量％、更に好ましくは７０～９５質量％、特に好ましくは７５～９２質量％含む。液晶性樹脂の含有量が、液晶性樹脂組成物全体に対し６０質量％未満であると、液晶性樹脂組成物の振動減衰特性及び流動性が悪化しやすく、また、液晶性樹脂組成物から得られるファンインペラのノイズが悪化する恐れがある。液晶性樹脂の含有量が、液晶性樹脂組成物全体に対して９５質量％超であると、液晶性樹脂組成物から得られるファンインペラの強度や剛性が低下する恐れがある。

【0042】

［（Ｂ）繊維状充填剤］
本発明に係る液晶性樹脂組成物は、（Ｂ）繊維状充填剤を含有することにより、該液晶性樹脂組成物からなるファンインペラに十分な機械的強度を与えることができる。（Ｂ）繊維状充填剤は、１種単独で又は２種以上組み合わせて使用することができる。

【0043】

（Ｂ）繊維状充填剤の重量平均繊維長は、特に限定されず、例えば、２００μｍ以上でよく、好ましくは３００～６００μｍであり、より好ましくは４００～５００μｍである。上記重量平均繊維長が６００μｍ以下であると、液晶性樹脂組成物の流動性が十分となりやすい。上記重量平均繊維長が２００μｍ以上であると、本発明の液晶性樹脂組成物から得られる成形体は、機械的強度及び耐熱性が向上しやすい。なお、本明細書において、液晶性樹脂組成物中の（Ｂ）繊維状充填剤の重量平均繊維長としては、液晶性樹脂組成物を６００℃で２時間の加熱により灰化して残存した繊維状充填剤の実体顕微鏡画像をＣＣＤカメラからＰＣに取り込み、画像測定機によって画像処理手法により当該繊維状充填剤の繊維長を測定した値の平均を採用する。

【0044】

（Ｂ）繊維状充填剤の平均繊維径は、特に限定されず、例えば、２０μｍ以下であり、好ましくは５～１５μｍである。上記平均繊維径が２０μｍ以下であると、成形体表面の起毛を抑制しやすい。なお、本明細書において、液晶性樹脂組成物中の（Ｂ）繊維状充填剤の平均繊維径としては、液晶性樹脂組成物を６００℃で２時間の加熱により灰化して残存した繊維状充填剤の繊維径を電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察で測定した値の平均を採用する。

【0045】

以上の形状を満足する繊維状充填剤であれば、何れの繊維も用いることができるが、（Ｂ）繊維状充填剤としては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、ミルドファイバー、アスベスト繊維、シリカ繊維、シリカ・アルミナ繊維、ジルコニア繊維、窒化硼素繊維、窒化硅素繊維、硼素繊維、チタン酸カリウム繊維、更にステンレス、アルミニウム、チタン、銅、真鍮等の金属の繊維状物等の無機質繊維状物質が挙げられる。本発明においては、機械的強度の観点から、（Ｂ）成分として、ガラス繊維及び／又は炭素繊維を使用することが好ましい。

【0046】

ガラス繊維としては、特に限定されず、公知のガラス繊維がいずれも好ましく用いられる。そして、ガラス繊維の円筒、繭形、長円断面等の形状、あるいはチョップドストランドやロービング等の製造に用いる際の長さやガラスカットの方法は特に限定されない。本発明では、ガラスの種類も限定されないが、品質上、Ｅガラスや、組成中にジルコニウム元素を有する耐腐食ガラスが好ましく用いられる。

【0047】

炭素繊維としては、特に限定されず、ポリアクリロニトリルを原料とするＰＡＮ系炭素繊維、ピッチを原料とするピッチ系炭素繊維が挙げられる。

【0048】

（Ｂ）繊維状充填剤の含有量は、本発明に係る液晶性樹脂組成物において、５～４０質量％であり、好ましくは５～３５質量％、より好ましくは５～３０質量％、特に好ましくは８～２５質量％である。（Ｂ）繊維状充填剤の含有量が上記範囲内であると、液晶性樹脂組成物の流動性が十分に確保されつつ、良好な振動減衰特性が得られ、液晶性樹脂組成物から得られるファンインペラの機械的強度が向上しやすく、ノイズが抑制されやすい。

【0049】

［その他の成分］
本発明に係る液晶性樹脂組成物には、本発明の効果を害さない範囲で、その他の重合体、その他の充填剤、一般に合成樹脂に添加される公知の物質、即ち、酸化防止剤や紫外線吸収剤等の安定剤、帯電防止剤、難燃剤、染料や顔料等の着色剤、潤滑剤、離型剤、結晶化促進剤、結晶核剤等のその他の成分も要求性能に応じ適宜添加することができる。その他の成分は１種単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。

【0050】

その他の重合体としては、例えば、（Ａ）液晶性樹脂以外の液晶性樹脂が挙げられる。但し、成形体の振動減衰特性等の観点から、本発明に係る液晶性樹脂組成物は、（Ａ）液晶性樹脂以外の液晶性樹脂を含まないことが好ましい。その他の重合体としては、例えば、エポキシ基含有共重合体も挙げられる。但し、エポキシ基含有共重合体の加熱分解によりガスが発生することも、それに起因してファンインペラ等の成形体が膨れることも起きにくいことから、本発明に係る液晶性樹脂組成物は、エポキシ基含有共重合体を含まないことが好ましい。

【0051】

その他の充填剤とは、繊維状充填剤以外の充填剤をいい、例えば、板状充填剤（例えば、タルク、マイカ）等が挙げられる。

【0052】

本発明に係る液晶性樹脂組成物の製造方法は、液晶性樹脂組成物中の成分を均一に混合できれば特に限定されず、従来知られる樹脂組成物の製造方法から適宜選択することができる。例えば、１軸又は２軸押出機等の溶融混練装置を用いて、各成分を溶融混練して押出した後、得られた液晶性樹脂組成物を粉末、フレーク、ペレット等の所望の形態に加工する方法が挙げられる。

【0053】

本発明に係る液晶性樹脂組成物は流動性に優れるため、羽根を薄肉化させたファンインペラを容易に成形することができる。

【0054】

液晶性樹脂の融点より１０～３０℃高い温度で、剪断速度１０００／秒で、ＩＳＯ１１４４３に準拠して測定した液晶性樹脂組成物の溶融粘度が５００Ｐａ・ｓ以下（より好ましくは、５Ｐａ・ｓ以上１００Ｐａ・ｓ以下）であることが、ファンインペラの成形時において、液晶性樹脂組成物の流動性を確保しやすく、羽根を薄肉化させたファンインペラの成形が容易である点で好ましい。

【0055】

＜ファンインペラ及びファン＞
本発明に係る液晶性樹脂組成物を成形することにより、本発明に係るファンインペラを得ることができる。また、本発明に係るファンは、上記ファンインペラを備える。これにより、本発明に係るファンインペラ及びファンは、振動減衰特性に優れ、ノイズが抑制される。

【0056】

本発明に係るファンとしては、特に限定されず、複数の羽根を有し、回転することにより空気等の気体の流れを発生させるファンインペラと、ファンインペラを回転させるモータと、ファンインペラ及びモータを収納するハウジングとを備える通常のファンであってよい。また、ファインインペラ、モータ及びハウジングに加えて、通常のファンが備える他の構成を備えていてもよい。本発明に係るファンインペラは、一部又は全部が本発明に係る液晶性樹脂組成物からなる。

【0057】

ファンは、気体の流れ方によって、気体がファンインペラを軸方向に通り抜ける軸流ファン（標準的な軸流ファン、二重反転ファン等）；気体がファンインペラを径方向に通り抜ける遠心ファン（後向きファン、ラジアルファン、多翼ファン等）；気体がファンインペラを軸方向に対して傾斜して通り抜ける斜流ファン；等に分類することができる。本発明に係るファンとしては、特に限定されず、いずれのファンであってもよいが、特に軸流ファン及び／又は遠心ファンが好ましく、遠心ファンがより好ましい。

【0058】

ファンの一般的な用途としては、換気、冷房、機械・電気機器の冷却等が挙げられるが、なかでも、本発明に係るファンの用途としては、機械・電気機器の冷却ファンが好ましく、ノートＰＣやサーバー等の電子機器における冷却ファンがより好ましい。

【0059】

本発明に係るファンの形状として、例えば、図１に示す軸流ファン１、図２に示す遠心ファン２が挙げられる。図１の軸流ファン１は、ファンインペラ１１と、ファンインペラ１１を回転させるモータと、ファンインペラ１１及びモータを収納するハウジング１２とを備える。モータが駆動して、複数の羽根１１１を有するファンインペラ１１を回転させることで、気体がファンインペラ１１を軸方向に通り抜け、後方に送風される。図２の遠心ファン２は、ファンインペラ２１と、ファンインペラ２１を回転させるモータと、ファンインペラ２１及びモータを収納するハウジング２２とを備える。モータが駆動して、複数の羽根２１１を有するファンインペラ２１を回転させることで、吸入口２３から流入した気体がファンインペラ２１を径方向に通り抜け、排気口２４へと送風される。

【0060】

ファンインペラの羽根の厚みｔは、特に限定されないが、好ましくは０．１～０．５ｍｍであり、より好ましくは０．１～０．２ｍｍである。ファンインペラの羽根の全長Ｌは、特に限定されないが、好ましくは５～５０ｍｍであり、より好ましくは１０～３０ｍｍである。羽根の厚みｔに対する羽根の全長Ｌの比率Ｌ／ｔは、特に限定されないが、好ましくは５０以上であり、より好ましくは５０～２００である。上記数値範囲内であると、本発明に係る液晶性樹脂組成物を使用した際に本発明の効果が発揮されやすい。なお、本明細書において、羽根の厚みｔは最小厚みを意味し、羽根の全長Ｌは、羽根の半径方向の基部と先端を結ぶ直線の長さを意味する。

【0061】

ファンインペラの直径は、特に限定されないが、好ましくは１０～１００ｍｍであり、より好ましくは２０～６０ｍｍである。ファンインペラの羽根の枚数は、特に限定されないが、好ましくは３０～８０枚であり、より好ましくは４０～６０枚である。上記数値範囲内であると、本発明に係る液晶性樹脂組成物を使用した際に本発明の効果が発揮されやすい。

【実施例】

【0062】

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

【0063】

＜実施例１～５、比較例１～４＞
下記の実施例及び比較例において、液晶性樹脂ＬＣＰ１～ＬＣＰ５は、以下の通りにして製造した。その際、ペレットの融点及び溶融粘度の測定は、それぞれ下記の条件で行った。

【0064】

［融点の測定］
ＴＡインスツルメント社製ＤＳＣにて、液晶性樹脂を室温から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＋４０）℃の温度で２分間保持した後、２０℃／分の降温条件で室温まで一旦冷却した後、再度、２０℃／分の昇温条件で測定した際に観測される吸熱ピークの温度を測定した。

【0065】

［溶融粘度の測定］
（株）東洋精機製作所製キャピログラフ１Ｂ型を使用し、液晶性樹脂の融点よりも１０～２０℃高い温度で、内径１ｍｍ、長さ２０ｍｍのオリフィスを用いて、剪断速度１０００／秒で、ＩＳＯ１１４４３に準拠して、液晶性樹脂の溶融粘度を測定した。なお、測定温度は、ＬＣＰ１については３８０℃、ＬＣＰ２については３５０℃、ＬＣＰ３については３００℃、ＬＣＰ４については３８０℃、ＬＣＰ５については３４０℃であった。

【0066】

（ＬＣＰ１の製造方法）
撹拌機、還流カラム、モノマー投入口、窒素導入口、減圧／流出ラインを備えた重合容器に、以下の原料モノマー、脂肪酸金属塩触媒、アシル化剤を仕込み、窒素置換を開始した。
（Ｉ）４－ヒドロキシ安息香酸：１０４０ｇ（４８モル％）（ＨＢＡ）
（ＩＩ）６－ヒドロキシ－２－ナフトエ酸：８９ｇ（３モル％）（ＨＮＡ）
（ＩＩＩ）テレフタル酸：５４７ｇ（２１モル％）（ＴＡ）
（ＩＶ）イソフタル酸：９１ｇ（３．５モル％）（ＩＡ）
（Ｖ）４，４’－ジヒドロキシビフェニル：７１６ｇ（２４．５モル％）（ＢＰ）
酢酸カリウム触媒：１１０ｍｇ
無水酢酸：１６４４ｇ
重合容器に原料を仕込んだ後、反応系の温度を１４０℃に上げ、１４０℃で１時間反応させた。その後、更に３６０℃まで５．５時間かけて昇温し、そこから２０分かけて５Ｔｏｒｒ（即ち、６６７Ｐａ）まで減圧して、酢酸、過剰の無水酢酸、その他の低沸分を留出させながら溶融重合を行った。撹拌トルクが所定の値に達した後、窒素を導入して減圧状態から常圧を経て加圧状態にして、重合容器の下部からポリマーを排出し、ストランドをペレタイズしてペレット化した。得られたペレットの融点は３５５℃、溶融粘度は１０Ｐａ・ｓであった。

【0067】

（ＬＣＰ２の製造方法）
撹拌機、還流カラム、モノマー投入口、窒素導入口、減圧／流出ラインを備えた重合容器に、以下の原料モノマー、脂肪酸金属塩触媒、アシル化剤を仕込み、窒素置換を開始した。
（Ｉ）４－ヒドロキシ安息香酸１３８０ｇ（６０モル％）（ＨＢＡ）
（ＩＩ）６－ヒドロキシ－２－ナフトエ酸１５７ｇ（５モル％）（ＨＮＡ）
（ＩＩＩ）テレフタル酸４８４ｇ（１７．５モル％）（ＴＡ）
（Ｖ）４，４’－ジヒドロキシビフェニル３８８ｇ（１２．５モル％）（ＢＰ）
（ＶＩ）Ｎ－アセチル－ｐ－アミノフェノール１２６ｇ（５モル％）（ＡＰＡＰ）
酢酸カリウム触媒１１０ｍｇ
無水酢酸１６５９ｇ
重合容器に原料を仕込んだ後、反応系の温度を１４０℃に上げ、１４０℃で１時間反応させた。その後、更に３４０℃まで４．５時間かけて昇温し、そこから１５分かけて１０Ｔｏｒｒ（即ち、１３３０Ｐａ）まで減圧して、酢酸、過剰の無水酢酸、その他の低沸分を留出させながら溶融重合を行った。撹拌トルクが所定の値に達した後、窒素を導入して減圧状態から常圧を経て加圧状態にして、重合容器の下部からポリマーを排出し、ストランドをペレタイズしてペレット化した。得られたペレットの融点は３３６℃、溶融粘度は２０Ｐａ・ｓであった。

【0068】

（ＬＣＰ３の製造方法）
撹拌機、還流カラム、モノマー投入口、窒素導入口、減圧／流出ラインを備えた重合容器に、以下の原料モノマー、脂肪酸金属塩触媒、アシル化剤を仕込み、窒素置換を開始した。
（Ｉ）４－ヒドロキシ安息香酸：１６６０ｇ（７３モル％）（ＨＢＡ）
（ＩＩ）６－ヒドロキシ－２－ナフトエ酸：８３７ｇ（２７モル％）（ＨＮＡ）
酢酸カリウム触媒：１６５ｍｇ
無水酢酸：１７１４ｇ
重合容器に原料を仕込んだ後、反応系の温度を１４０℃に上げ、１４０℃で１時間反応させた。その後、更に３２５℃まで３．５時間かけて昇温し、そこから２０分かけて５Ｔｏｒｒ（即ち、６６７Ｐａ）まで減圧して、酢酸、過剰の無水酢酸、その他の低沸分を留出させながら溶融重合を行った。撹拌トルクが所定の値に達した後、窒素を導入して減圧状態から常圧を経て加圧状態にして、重合容器の下部からポリマーを排出し、ストランドをペレタイズしてペレット化した。得られたペレットの融点は２８０℃、溶融粘度は４４．０Ｐａ・ｓであった。

【0069】

（ＬＣＰ４の製造方法）
撹拌機、還流カラム、モノマー投入口、窒素導入口、減圧／流出ラインを備えた重合容器に、以下の原料モノマー、脂肪酸金属塩触媒、アシル化剤を仕込み、窒素置換を開始した。
（Ｉ）４－ヒドロキシ安息香酸：３７ｇ（２モル％）（ＨＢＡ）
（ＩＩ）６－ヒドロキシ－２－ナフトエ酸：１２１８ｇ（４８モル％）（ＨＮＡ）
（ＩＩＩ）テレフタル酸：５６０ｇ（２５モル％）（ＴＡ）
（Ｖ）４，４’－ジヒドロキシビフェニル：６２８ｇ（２５モル％）（ＢＰ）
酢酸カリウム触媒：１６５ｍｇ
無水酢酸：１４３２ｇ
重合容器に原料を仕込んだ後、反応系の温度を１４０℃に上げ、１４０℃で１時間反応させた。その後、更に３６０℃まで５．５時間かけて昇温し、そこから３０分かけて５Ｔｏｒｒ（即ち、６６７Ｐａ）まで減圧して、酢酸、過剰の無水酢酸、その他の低沸分を留出させながら溶融重合を行った。撹拌トルクが所定の値に達した後、窒素を導入して減圧状態から常圧を経て加圧状態にして、重合容器の下部からポリマーを排出し、ストランドをペレタイズしてペレット化した。得られたペレットについて、窒素気流下、３００℃で３時間の熱処理を行った。ペレットの融点は３４８℃、溶融粘度は９Ｐａ・ｓであった。

【0070】

（ＬＣＰ５の製造方法）
撹拌機、還流カラム、モノマー投入口、窒素導入口、減圧／流出ラインを備えた重合容器に、以下の原料モノマー、脂肪酸金属塩触媒、アシル化剤を仕込み、窒素置換を開始した。
（Ｉ）４－ヒドロキシ安息香酸：１３４７ｇ（６０モル％）（ＨＢＡ）
（ＩＩＩ）テレフタル酸：３７８ｇ（１４モル％）（ＴＡ）
（ＩＶ）イソフタル酸：１６２ｇ（６モル％）（ＩＡ）
（Ｖ）４，４’－ジヒドロキシビフェニル：６０５ｇ（２０モル％）（ＢＰ）
酢酸カリウム触媒：１１０ｍｇ
無水酢酸：１７０４ｇ
重合容器に原料を仕込んだ後、反応系の温度を１４０℃に上げ、１４０℃で３時間反応させた。その後、更に３６０℃まで４．５時間かけて昇温し、そこから１５分かけて１０Ｔｏｒｒ（即ち、１３３０Ｐａ）まで減圧して、酢酸、過剰の無水酢酸、その他の低沸分を留出させながら溶融重合を行った。撹拌トルクが所定の値に達した後、窒素を導入して減圧状態から常圧を経て加圧状態にして、重合容器の下部からポリマーを排出し、ストランドをペレタイズしてペレット化した。得られたペレットの融点は３２０℃、溶融粘度は２０Ｐａ・ｓであった。

【0071】

（液晶性樹脂以外の成分）
・繊維状充填剤
ガラス繊維：日本電気硝子（株）製ＥＣＳ０３Ｔ－７８６Ｈ（平均繊維径１０μｍ、繊維長３ｍｍのチョプドストランド）
炭素繊維：東邦テナックス（株）製ＨＴＣ４３２（ＰＡＮ系炭素繊維、平均繊維径１０μｍ、繊維長６ｍｍのチョップドストランド）

【0072】

上記で得られた各液晶性樹脂と、上述した液晶性樹脂以外の成分とを二軸押出機を使用して混合し、液晶性樹脂組成物を得た。各成分の配合量は表１に示した通りである。なお、以下、表中の配合量に関する「％」は質量％を示す。また、液晶性樹脂組成物を得る際の押出条件は下記の通りである。本明細書に記載された測定方法により測定した結果、得られた液晶性樹脂組成物中のガラス繊維と炭素繊維の重量平均繊維長はいずれも４５０μｍであった。
［押出条件］
メインフィード口に設けられたシリンダーの温度を２５０℃とし、他のシリンダーの温度はすべて下記の通りとした。液晶性樹脂はすべてをメインフィード口から供給した。また、充填剤はサイドフィード口から供給した。
他のシリンダー温度：
３７０℃（実施例１～４、比較例３及び４）
３４０℃（実施例５）
３５０℃（比較例１）
３００℃（比較例２）

【0073】

（液晶性樹脂組成物の溶融粘度の測定）
（株）東洋精機製作所製キャピログラフ１Ｂ型を使用し、液晶性樹脂の融点よりも１０～２０℃高い温度で、内径１ｍｍ、長さ２０ｍｍのオリフィスを用いて、剪断速度１０００／秒で、ＩＳＯ１１４４３に準拠して、液晶性樹脂組成物の溶融粘度を測定した。なお、測定温度は、ＬＣＰ１を使用した液晶性樹脂組成物については３８０℃、ＬＣＰ２を使用した液晶性樹脂組成物については３５０℃、ＬＣＰ３を使用した液晶性樹脂組成物については３００℃、ＬＣＰ４を使用した液晶性樹脂組成物については３８０℃、ＬＣＰ５を使用した液晶性樹脂組成物については３４０℃であった。結果を表１に示す。

【0074】

下記の方法に基づき、液晶性樹脂組成物から成形した成形体の物性を測定した。各評価結果を表１に示す。

【0075】

（曲げ試験）
下記成形条件で、液晶性樹脂組成物を射出成形し、ＩＳＯ試験片Ａ形を得た。この試験片を切り出し、測定用試験片（８０ｍｍ×１０ｍｍ×４ｍｍ）を得た。この測定用試験片を用いて、ＩＳＯ １７８に準拠し、曲げ強度及び曲げ弾性率を測定した。
［成形条件］
成形機：住友重機械工業（株）、ＳＥ１００ＤＵ
シリンダー温度：
３７０℃（実施例１～４、比較例３及び４）
３４０℃（実施例５）
３５０℃（比較例１）
３００℃（比較例２）
金型温度：９０℃
射出速度：３３ｍｍ／ｓｅｃ

【0076】

（損失係数（振動減衰特性））
下記成形条件で、液晶性樹脂組成物を射出成形して、２００ｍｍ×１０ｍｍ×１．６ｍｍの試験片を得た。そして、この試験片をエミック（株）製の加速器「５１２－Ｄ」に中央が支持されるように取り付け、ＪＩＳ Ｇ０６０２に準拠して、温度２３℃、周波数１００００Ｈｚにおける損失係数（振動減衰特性）を半値幅法により測定した。結果を表１に示す。
［成形条件］
成形機：住友重機械工業（株）、ＳＥ１００ＤＵ
シリンダー温度：
３７０℃（実施例１～４、比較例３及び４）
３４０℃（実施例５）
３５０℃（比較例１）
３００℃（比較例２）
金型温度：９０℃
射出速度：３３ｍｍ／ｓｅｃ

【0077】

（薄肉流動性）
下記成形条件で、幅５ｍｍ、厚さ０．２ｍｍの棒状成形品を成形し、流動距離を測定した。５回の試験における平均値を流動距離とした。結果を表１に示す。
［成形条件］
成形機：住友重機械工業（株）、ＳＥ３０ＤＵＺ
シリンダー温度：
３７０℃（実施例１～４、比較例３及び４）
３４０℃（実施例５）
３５０℃（比較例１）
３００℃（比較例２）
金型温度：８０℃
射出速度：３００ｍｍ／ｓｅｃ
射出圧力：１００ＭＰａ

【0078】

下記成形条件で、液晶性樹脂組成物を射出成形し、図３に示すような、遠心ファンのファンインペラ（羽根厚みｔ：０．２ｍｍ、羽根全長Ｌ：１５ｍｍ、羽根枚数：４５枚、ファンインペラ径：４６ｍｍ）を得た。
［成形条件］
成形機：住友重機械工業（株）、ＳＥ１００ＤＵ
シリンダー温度：
３７０℃（実施例１～４、比較例３及び４）
３４０℃（実施例５）
３５０℃（比較例１）
３００℃（比較例２）
金型温度：９０℃
射出速度：３３ｍｍ／ｓｅｃ

【0079】

（ノイズ抑制）
上記で得られたファンインペラを組み付けた遠心ファンを、ノートパソコン内に取り付け、無響箱内にて、精密騒音計（リオン（株）製「ＮＡ－６０」）とＦＦＴアナライザ（（株）小野測器製「ＣＦ５２２０」）を用いて、下記条件にてノイズを測定した。結果を表１に示す。
回転数：１５，０００ｒｐｍ
測定距離：１００ｍｍ（軸中心上方）
回転方向：正回転

【0080】

【表1】

【0081】

表１に示される通り、実施例において、振動減衰特性、薄肉流動性、ノイズ抑制の評価はいずれも良好であった。よって、本発明に係る液晶性樹脂組成物は、振動減衰特性及び流動性に優れ、この液晶性樹脂組成物から得られるファンインペラは、減衰振動特性に優れ、ノイズが抑制されていることが確認された。したがって、上記液晶性樹脂組成物は、ファンインペラの製造に好適に用いることができる。

【図1】

【図2】

【図3】