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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2025-10-20
(45)【発行日】2025-10-28
(54)【発明の名称】液晶ポリマー組成物
(51)【国際特許分類】
   C08L 67/00 20060101AFI20251021BHJP
   C08G 63/60 20060101ALI20251021BHJP
   C08K 3/34 20060101ALI20251021BHJP
【FI】
C08L67/00
C08G63/60
C08K3/34
【請求項の数】 9
(21)【出願番号】P 2025089054
(22)【出願日】2025-05-28
【審査請求日】2025-05-28
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000189659
【氏名又は名称】上野製薬株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100106518
【弁理士】
【氏名又は名称】松谷 道子
(74)【代理人】
【識別番号】100104592
【弁理士】
【氏名又は名称】森住 憲一
(72)【発明者】
【氏名】佐々木 詩織
(72)【発明者】
【氏名】石津 忍
(72)【発明者】
【氏名】深澤 正寛
(72)【発明者】
【氏名】北林 賢一
【審査官】櫛引 智子
(56)【参考文献】
【文献】特開2013-028678(JP,A)
【文献】国際公開第2023/145517(WO,A1)
【文献】特開2012-087171(JP,A)
【文献】特開2012-206435(JP,A)
【文献】国際公開第2011/129087(WO,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C08L,C08K
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
液晶ポリマー100質量部に対し、トリディマイト含有量が0.050.45質量%のタルク100質量部を含有する、液晶ポリマー組成物であって、
液晶ポリマーは、式(I)および/または式(II)
【化1】
で表される繰返し単位を含み、さらに式(III)および式(IV)
【化2】
[式中、Ar およびAr は、それぞれ独立して、2価の芳香族基を示す]
で表される繰返し単位を含む、液晶ポリマー組成物
【請求項2】
式(III)~(IV)で表される繰返し単位は、ArおよびArがそれぞれ互いに独立して、式(1)~(4)
【化3】
で表される芳香族基から選択される、それぞれ1種以上の繰返し単位である、請求項に記載の液晶ポリマー組成物。
【請求項3】
液晶ポリマーは、式(I)および式(II)
【化4】
で表される繰返し単位を含む、請求項に記載の液晶ポリマー組成物。
【請求項4】
式(III)~(IV)で表される繰返し単位は、ArおよびArがそれぞれ互いに独立して、式(1)~(4)
【化5】
で表される芳香族基から選択される、それぞれ1種以上の繰返し単位である、請求項に記載の液晶ポリマー組成物。
【請求項5】
液晶ポリマーは、示差走査熱量計により測定される結晶融解温度が290~360℃である、請求項1に記載の液晶ポリマー組成物。
【請求項6】
タルクの平均粒子径は0.1~100μmである、請求項1に記載の液晶ポリマー組成物。
【請求項7】
液晶ポリマー組成物に対するトリディマイトの含有量は0.008~0.200質量%である、請求項1に記載の液晶ポリマー組成物。
【請求項8】
請求項1~のいずれかに記載の液晶ポリマー組成物から構成される成形品。
【請求項9】
成形品は、コネクター、スイッチ、リレー、ボビン、コンデンサ、コイル、モーター、ファン、テストソケット、トランス、カメラモジュールおよびアンテナからなる群から選択される1種を構成する部品である、請求項に記載の成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、液晶ポリマーが有する機械強度および耐熱性を維持しつつ、薄肉流動性と耐ブリスター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、優れた成形性や高い耐熱性を有しており、これらの特性を活かしてコネクターやリレー、ボビンなどの電子部品の用途に主に用いられている。近年では、電子部品の高集積化、小型化、薄肉化、薄型化が進んでおり、中でもコネクター部品において、小型化、薄肉化の傾向が顕著である。
【0003】
このような薄肉化されたコネクターの代表例としては、プリント配線基板同士を接合するのに使用されるボードトゥボード(Board to Board)コネクターや、プリント配線基板にフレキシブルプリント基板(FPC)を接続するのに使用されるFPC用コネクター等が挙げられる。
【0004】
ボードトゥボードコネクターやFPC用コネクターは、リフローはんだに耐える耐熱性の要求に加え、プリント配線基板を用いる電子機器の小型化に伴って、部品自体の小型化が求められている。例えば、コネクターの金属端子間のピッチを0.3mm~0.4mmにした狭ピッチコネクターが提供されている。また、コネクターをはめ込んだ状態でのスタッキング高さが0.6mmである薄型のコネクターも提供されている。
【0005】
しかし、小型化、薄肉化の要求に応えようとすれば、コネクターの成形時に樹脂の流動性不足に起因したショートショットなどが生じるおそれがある。そのため、成形品の薄肉部における樹脂の流動性(薄肉流動性)の更なる改善が求められている。
【0006】
また、成形品を高温雰囲気下に長時間放置したり、あるいはハンダ付等を行ったりする際に、表面にブリスターと呼ばれる膨れが生じることがあった。この現象の起こる原因は明確ではないが、液晶ポリマーの成形時に巻き込まれた空気や樹脂中に含まれるオリゴマー成分などが成形品内部に持ち込まれ、その後高温の熱処理を行う際にその空気の膨張やオリゴマー成分のガス化などが生じ、加熱で軟化した成形品表面を押し上げ、ブリスターとして現れるものと推定される。
【0007】
このように、ボードトゥボードコネクターやFPC用コネクターに代表される薄肉のコネクターの形成材料である液晶ポリマーは、機械強度および耐熱性といった液晶ポリマーの有する特性を維持しつつ、薄肉流動性に優れ、かつ耐ブリスター性に優れた性能を求められる。
【0008】
特許文献1には、特定のターフェニルと液晶性ポリエステルとを含有することにより、液晶性ポリエステルの流動性、異方性緩和を高度に有しながらも、ブリスター異常等を抑制できる程度にガス発生が十分低減された成形体を得ることができる液晶性ポリエステル組成物が提案されている。しかしながら、当該樹脂組成物は流動性が十分でなく、改善の余地があるものであった。
【0009】
特許文献2には、特定の液晶性ポリエステルと板状充填材を所定の比率で含有することにより、高い流動性を維持しながら高温時の剛性に優れ、ブリスターの発生を低減することのできる液晶性ポリエステル樹脂組成物が提案されている。しかしながら、当該樹脂組成物は耐ブリスター性が十分でなく、改善の余地があるものであった。
【0010】
薄肉流動性を向上させるためには樹脂の粘度を下げる方法があるが、そうすると成形時に空気を成形品内部に持ち込みやすくなり、結果としてブリスターが生じやすくなる。このように、液晶ポリマー組成物に関しては様々な検討が行われているが、薄肉流動性と耐ブリスター性を高いレベルで両立させることは困難であると考えられていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0011】
【文献】特開2009-30015号公報
【文献】特開2016-89154号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、液晶ポリマーが有する機械強度および耐熱性を維持しつつ、薄肉流動性と耐ブリスター性に優れた液晶ポリマー組成物を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意検討した結果、液晶ポリマーに、特定のタルクを特定量配合することにより、液晶ポリマーが有する機械強度および耐熱性を維持しつつ、薄肉流動性と耐ブリスター性に優れた液晶ポリマー組成物が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0014】
すなわち、本発明は、以下の好適な態様を包含する。
〔1〕液晶ポリマー100質量部に対し、トリディマイト含有量が0.03~0.60質量%のタルク0.1~150質量部を含有する、液晶ポリマー組成物。
〔2〕液晶ポリマーは、式(I)および/または式(II)
【化1】
で表される繰返し単位を含む、〔1〕に記載の液晶ポリマー組成物。
〔3〕液晶ポリマーは、さらに式(III)および式(IV)
【化2】
[式中、ArおよびArは、それぞれ独立して、2価の芳香族基を示す]
で表される繰返し単位を含む、〔2〕に記載の液晶ポリマー組成物。
〔4〕式(III)~(IV)で表される繰返し単位は、ArおよびArがそれぞれ互いに独立して、式(1)~(4)
【化3】
で表される芳香族基から選択される、それぞれ1種以上の繰返し単位である、〔3〕に記載の液晶ポリマー組成物。
〔5〕液晶ポリマーは、式(I)および式(II)
【化4】
で表される繰返し単位を含む、〔1〕~〔4〕のいずれかに記載の液晶ポリマー組成物。
〔6〕式(III)~(IV)で表される繰返し単位は、ArおよびArがそれぞれ互いに独立して、式(1)~(4)
【化5】

で表される芳香族基から選択される、それぞれ1種以上の繰返し単位である、〔5〕に記載の液晶ポリマー組成物。
〔7〕液晶ポリマーは、示差走査熱量計により測定される結晶融解温度が290~360℃である、〔1〕~〔6〕のいずれかに記載の液晶ポリマー組成物。
〔8〕タルクの平均粒子径は0.1~100μmである、〔1〕~〔7〕のいずれかに記載の液晶ポリマー組成物。
〔9〕液晶ポリマー組成物に対するトリディマイトの含有量は0.008~0.200質量%である、〔1〕~〔8〕のいずれかに記載の液晶ポリマー組成物。
〔10〕〔1〕~〔9〕のいずれかに記載の液晶ポリマー組成物から構成される成形品。
〔11〕成形品は、コネクター、スイッチ、リレー、ボビン、コンデンサ、コイル、モーター、ファン、テストソケット、トランス、カメラモジュールおよびアンテナからなる群から選択される1種を構成する部品である、〔10〕に記載の成形品。
【発明の効果】
【0015】
本発明の液晶ポリマー組成物は、液晶ポリマーが有する機械強度および耐熱性を維持しつつ、薄肉流動性と耐ブリスター性に優れるため、各種通信機器や電子デバイスの電気電子部品、例えば、コネクター、スイッチ、リレー、ボビン、コンデンサ、コイル、モーター、ファン、テストソケット、トランス、カメラモジュールおよびアンテナなど様々な用途に好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
図1】各タルクに含まれるトリディマイト含有量を求めるために作成する、検量線の元となるX線回折チャートである。
図2】各タルクに含まれるトリディマイト含有量を求めるための検量線である。
図3】各タルクに含まれるトリディマイト含有量を決定するためのX線回折チャートである。
【発明を実施するための形態】
【0017】
本発明の液晶ポリマー組成物に使用する液晶ポリマー(以下、LCPとも称する)は、異方性溶融相を形成するポリエステルまたはポリエステルアミドであり、当該技術分野においてサーモトロピック液晶ポリエステルまたはサーモトロピック液晶ポリエステルアミドと呼ばれるものであれば特に限定されない。
【0018】
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、ホットステージに載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。
【0019】
本発明において用いる液晶ポリマーとしては、示差走査熱量計により測定される結晶融解温度が220~380℃であるものが好ましく、260~370℃であるものがより好ましく、290~360℃であるものがさらに好ましく、310~350℃であるものが特に好ましい。
【0020】
液晶ポリマーの結晶融解温度が220℃を下回ると耐熱性に劣り、380℃を上回ると成形加工性が低下する傾向があるため好ましくない。
【0021】
尚、本明細書および特許請求の範囲において、「結晶融解温度」とは、示差走査熱量計(Differential Scanning Calorimeter、以下DSCと略す)によって、昇温速度20℃/分で測定した際の結晶融解温度ピーク温度から求めたものである。より具体的には、液晶ポリマーの試料を、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より20~50℃高い温度で10分間保持し、次いで、20℃/分の降温条件で室温まで試料を冷却した後に、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マーの結晶融解温度(Tm)とする。測定機器としては、例えば、(株)日立ハイテクサイエンス製DSC7020等を用いることができる。
【0022】
本発明における液晶ポリマーの構成単位を構成する重合性単量体としては、例えば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、芳香族アミノカルボン酸、芳香族ヒドロキシアミン、芳香族ジアミン、脂肪族ジオールおよび脂肪族ジカルボン酸が挙げられる。このような重合性単量体は、1種のみを用いてもよく、2種以上の重合性単量体を組み合わせてもよい。好適には、少なくとも1種のヒドロキシ基およびカルボキシル基を有する重合性単量体が用いられる。また、本発明における液晶ポリマーは、脂肪族単量体を含まず、芳香族単量体のみで構成される液晶ポリマーであることがより好ましい。
【0023】
芳香族ヒドロキシカルボン酸の具体例としては、4-ヒドロキシ安息香酸、3-ヒドロキシ安息香酸、2-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、7―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-安息香酸およびそれらのアルキル、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。これらの中でも、得られる液晶ポリマーの耐熱性および機械強度ならびに融点を調節し易いという観点から、4-ヒドロキシ安息香酸および/または6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸が好ましい。
【0024】
芳香族ジカルボン酸の具体例としては、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、4,4’-ジカルボキシビフェニル、3,4’-ジカルボキシビフェニルおよび4,4”-ジカルボキシターフェニル、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。これらの中でも、得られる液晶ポリマーの耐熱性を効果的に高められる観点から、テレフタル酸、イソフタル酸および2,6-ナフタレンジカルボン酸からなる群から選択される1種以上の化合物が好ましく、テレフタル酸および/または2,6-ナフタレンジカルボン酸がより好ましい。
【0025】
芳香族ジオールの具体例としては、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、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、4,4’-ジヒドロキシビフェニルエーテルおよび2,2’-ジヒドロキシビナフチル、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。これらの中でも、重合時の反応性に優れる観点から、ハイドロキノン、レゾルシン、4,4’-ジヒドロキシビフェニルおよび2,6-ジヒドロキシナフタレンからなる群から選択される1種以上の化合物が好ましく、ハイドロキノンおよび/または4,4’-ジヒドロキシビフェニルがより好ましい。
【0026】
芳香族アミノカルボン酸の具体例としては、4-アミノ安息香酸、3-アミノ安息香酸、6-アミノ-2-ナフトエ酸、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。
【0027】
芳香族ヒドロキシアミンの具体例としては、4-アミノフェノール、N-メチル-4-アミノフェノール、3-アミノフェノール、3-メチル-4-アミノフェノール、4-アミノ-1-ナフトール、4-アミノ-4’-ヒドロキシビフェニル、4-アミノ-4’-ヒドロキシビフェニルエーテル、4-アミノ-4’-ヒドロキシビフェニルメタン、4-アミノ-4’-ヒドロキシビフェニルスルフィドおよび2,2’-ジアミノビナフチル、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。これらの中でも、得られる液晶ポリマーの耐熱性および機械強度のバランスをとりやすい観点から、4-アミノフェノールが好ましい。
【0028】
芳香族ジアミンの具体例としては、1,4-フェニレンジアミン、1,3-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、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。
【0029】
脂肪族ジオールの具体例としては、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ール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てもよい。
【0030】
脂肪族ジカルボン酸の具体例としては、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、テトラデカン二酸、フマル酸、マレイン酸およびヘキサヒドロテレフタル酸が挙げられる。これらの中でも、重合時の反応性に優れる観点から、シュウ酸、コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸およびドデカン二酸が好ましい。
【0031】
本発明における液晶ポリマーの構成単位を形成する重合性単量体は、本発明の目的を損なわない範囲で、他の共重合成分として、ジヒドロキシテレフタル酸、4-ヒドロキシイソフタル酸、5-ヒドロキシイソフタル酸、トリメリット酸、1,3,5-ベンゼントリカルボン酸、ピロメリット酸またはこれらのアルキル、アルコキシもしくはハロゲン置換体、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を含んでいてよい。これらの重合性単量体の使用量は、液晶ポリマーを構成する全構成単位に対して10モル%以下となるような量であるのが好ましい。
【0032】
本発明において液晶ポリマーは、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重合性単量体としては、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。これらの重合性単量体の含有量は、液晶ポリマーを構成する全構成単位に対して10モル%以下となるような量であるのが好ましい。
【0033】
これらの繰返し単位を組み合わせたポリマーは、単量体の構成や組成比、ポリマー中での各繰返し単位のシークエンス分布によって異方性溶融相を形成するものと異方性溶融相を形成しないものとが存在するが、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。
【0034】
本発明に用いる液晶ポリマーの構成単位を形成する重合性単量体の組み合わせの具体例としては、例えば下記のものが挙げられる。
1)4-ヒドロキシ安息香酸/6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸、
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、
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、
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、
5)4-ヒドロキシ安息香酸/テレフタル酸/ハイドロキノン、
6)6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸/テレフタル酸/ハイドロキノン、
7)4-ヒドロキシ安息香酸/6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸/テレフタル酸/4,4’-ジヒドロキシビフェニル、
8)6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸/テレフタル酸/4,4’-ジヒドロキシビフェニル、
9)4-ヒドロキシ安息香酸/6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸/テレフタル酸/ハイドロキノン、
10)4-ヒドロキシ安息香酸/6-ヒドロキシ-2-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、
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、
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、
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、
14)4-ヒドロキシ安息香酸/6-ヒドロキシ-2-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、
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、
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、
17)6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸/テレフタル酸/4-アミノフェノール、
18)4-ヒドロキシ安息香酸/6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸/テレフタル酸/4-アミノフェノール、
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、
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、
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、
22)4-ヒドロキシ安息香酸/6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸/テレフタル酸/エチレングリコール、
23)4-ヒドロキシ安息香酸/6-ヒドロキシ-2-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、
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、
25)6-ヒドロキシ-2-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。
【0035】
これらの中でも、1)、2)、3)、7)、9)、10)、14)および25)の重合性単量体に由来する構成単位からなる液晶ポリマーが好ましく、9)、10)、14)および25)の重合性単量体に由来する構成単位からなる液晶ポリマーがより好ましく、10)の重合性単量体に由来する構成単位からなる液晶ポリマーがさらに好ましい。
【0036】
1つの好適な態様では、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は、薄肉流動性および機械特性に優れる点で、式(I)および/または式(II)
【化6】
で表される繰返し単位を含む。
【0037】
式(I)および/または式(II)で表される繰返し単位を含む前記液晶ポリマーにおいて、薄肉流動性および耐熱性に優れる点で、さらに、式(III)および式(IV)で表される繰返し単位を含むことが好ましい。
【化7】
[式中、ArおよびArは、それぞれ独立して、2価の芳香族基を示す。]
【0038】
ここで、式(III)で表される繰返し単位は、それぞれ異なるArを含む複数種の繰返し単位であってよく、また式(IV)で表される繰返し単位は、それぞれ異なるArを含む複数種の繰返し単位であってよい。すなわち、式(III)で表される繰返し単位は、ある種類のArである繰返し単位と別の種類のArである繰返し単位などのような複数の繰返し単位であってよく、同様に、式(IV)で表される繰返し単位は、ある種類のArである繰返し単位と別の種類のArである繰返し単位などのような複数の繰返し単位であってよい。また、「芳香族基」は、6員の単環(ビフェニルを含む)または環数2の縮合環である芳香族基を示す。
【0039】
薄肉流動性と機械特性に優れる点で、式(I)および/または式(II)で表される繰返し単位の組成比(モル%)は、30~80モル%が好ましく、40~70モル%がより好ましい。式(III)および式(IV)で表される繰返し単位はそれぞれ、10~35モル%が好ましく、15~30モル%がより好ましい。式(III)および式(IV)で表される繰返し単位は実質的に等モル量であるのが好ましい。
【0040】
他の好ましい態様として、さらに式(III)および式(IV)で表される繰返し単位を含む前記液晶ポリマーにおいて、Izod衝撃強度および耐ブリスター性に優れる点で、式(I)および式(II)で表される繰返し単位の両者を含むことが好ましい。
【化8】
【0041】
薄肉流動性と機械特性に優れる点で、式(I)および式(II)で表される繰返し単位の合計組成比(モル%)は、30~80モル%が好ましく、35~60モル%がより好ましい。式(II)で表される繰返し単位は、0.1~30モル%が好ましく、0.5~25モル%がより好ましく、1~20モル%がさらに好ましい。式(III)および式(IV)で表される繰返し単位はそれぞれ、10~35モル%が好ましく、20~32.5モル%がより好ましい。式(III)および式(IV)で表される繰返し単位は実質的に等モル量であるのが好ましい。
【0042】
薄肉流動性および耐熱性に優れる点で、式(III)~(IV)で表される繰返し単位は、ArおよびArが、それぞれ互いに独立して、下記の式(1)~(4)で表される芳香族基から選択される、それぞれ1種以上の繰返し単位であることがより好ましい。式(III)で表される繰返し単位は、Arが式(1)および/または式(3)で表される芳香族基である繰返し単位であり、かつ、式(IV)で表される繰返し単位は、Arが式(1)、(2)および(4)からなる群から選択される1種以上で表される芳香族基である繰返し単位であることが特に好ましい。
【化9】
【0043】
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。
【0044】
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、重合性単量体を、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、たとえば溶融アシドリシス法、スラリー重合法などに供することにより液晶ポリマーを得ることができる。
【0045】
溶融アシドリシス法は、本発明の液晶ポリマー組成物に用いる液晶ポリマーを製造するのに好ましい方法である。この方法は、最初に重合性単量体を加熱して反応物質の溶融溶液を形成し、次いで重縮合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(たとえば酢酸、水など)の除去を容易にするために真空を適用してもよい。
【0046】
スラリー重合法とは、熱交換流体の存在下で重合性単量体を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。
【0047】
溶融アシドリシス法およびスラリー重合法のいずれの場合においても、液晶ポリマーを製造する際に使用される重合性単量体は、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。
【0048】
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。本発明の好ましい実施態様において、前記重合性単量体のアセチル化物を反応に供する。
【0049】
重合性単量体の低級アシル化物は、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重合性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。
【0050】
溶融アシドリシス法またはスラリー重合法のいずれの場合においても、重縮合反応は、温度150~400℃、好ましくは250~370℃で、常圧および/または減圧下で行うのがよく、必要に応じて触媒を用いてもよい。
【0051】
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およびアルカリ土類金属塩(例えば酢酸ナトリウム、酢酸カリウム);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。
【0052】
触媒を使用する場合、該触媒の量は重合性単量体全量に対し、好ましくは1~1000ppm、より好ましくは2~100ppmである。
【0053】
このような重縮合反応によって得られた液晶ポリマーは、通常、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、他の成分と溶融混練に供される。
【0054】
ペレット状、フレーク状、または粉末状の液晶ポリマーは、分子量を高めて耐熱性を向上させる目的で、減圧下、真空下または不活性ガスである窒素やヘリウムなどの雰囲気下において、実質的に固相状態で熱処理を行ってもよい。
【0055】
熱処理の温度は、液晶ポリマーが溶融しない範囲において特に限定されないが、好ましくは260~350℃、より好ましくは280~320℃である。
【0056】
本発明に用いる液晶ポリマーの溶融粘度(キャピラリーレオメーターで測定、結晶融解温度+10~30℃、1000s-1)は、1~200Pa・sであるのが好ましく、3~100Pa・sであるのがより好ましく、4~80Pa・sであるのがさらに好ましく、5~40Pa・sであるのが特に好ましい。
【0057】
溶融粘度が1Pa・s未満であると射出成形時にハナ垂れ現象や糸引き現象が発生しやすくなる傾向があり、200Pa・sを超えると薄肉流動性が低下する傾向がある。
【0058】
本発明の液晶ポリマー組成物に使用するタルクの平均粒子径は、0.1~100μmが好ましく、0.5~80μmがより好ましく、3~50μmがさらに好ましい。なお、本明細書において、平均粒子径とは、レーザー回折/散乱式粒度分布測定法で測定した体積基準の中央値(メディアン径)をいう。
【0059】
本発明に使用するタルクは、耐ブリスター性および薄肉流動性に優れる点で、後述する方法で測定される粉末X線回折装置におけるトリディマイト含有量が0.03~0.60質量%であり、0.04~0.50質量%が好ましく、0.05~0.45質量%がより好ましく、0.06~0.40質量%がさらに好ましく、0.07~0.35質量%が特に好ましい。なお、本発明においてトリディマイト(トリジマイト)とは結晶構造をもつ二酸化ケイ素(結晶質シリカ)であり、鱗珪石とも称されるものである。トリディマイト含有量が上記範囲であるタルクは、主に中国やインドのタルク鉱床から採掘することで得られるが、タルク中のトリディマイト含有量はタルク鉱床の生成過程、例えば熱水活動や地殻変動等の履歴(温度や圧力等の環境条件)によって異なり、その含有量を事前に把握または予測することは困難である。そのため、鉱床毎にタルク中のトリディマイト含有量を測定し、使用に供することが好ましい。粉末X線回折装置を用いてタルクにおけるトリディマイトの含有量を評価する後述の方法は、タルク以外の物質に対しても応用することができる。
【0060】
上記タルクは、公知の表面処理剤によって処理して用いてもよい。
【0061】
本発明の液晶ポリマー組成物において、タルクの含有量は、液晶ポリマー100質量部に対して、0.1~150質量部であり、1~100質量部が好ましく、5~80質量部がより好ましく、7~50質量部がさらに好ましい。タルクの含有量が0.1質量部未満の場合、耐ブリスター性が不足する傾向があり、150質量部を超える場合、薄肉流動性が低下する傾向がある。
【0062】
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、上述のタルク以外に、例えば、他の繊維状、板状、粒状の、無機充填材または有機充填材を含有することができる。
【0063】
本発明に用いる他の繊維状充填材としては、例えば、シリカアルミナ繊維、アルミナ繊維、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ポリアリレート繊維、ポリベンズイミダゾール繊維、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、針状酸化チタン、ウォラストナイト等の珪酸カルシウム、ゾノトライト、チタン酸カルシウム、硼酸アルミニウム、針状炭酸カルシウム、バサルト繊維、テトラポット型酸化亜鉛などが挙げられ、これらを単独でまたは2種以上を併用することができる。
【0064】
本発明に用いる他の板状充填材としては、例えば、マイカ、カオリン、クレー、グラファイト、バーミキュライト、珪酸カルシウム、珪酸アルミニウム、長石粉、酸性白土、ロウ石クレー、セリサイト、シリマナイト、ベントナイト、ガラスフレーク、スレート粉、シラン等の珪酸塩、炭酸カルシウム、胡粉、炭酸バリウム、炭酸マグネシウム、ドロマイト等の炭酸塩、バライト粉、沈降性硫酸カルシウム、焼石膏、硫酸バリウム等の硫酸塩、水和アルミナ等の水酸化物、アルミナ、酸化アンチモン、マグネシア、酸化チタン、亜鉛華、シリカ、珪砂、ホワイトカーボン、珪藻土等の酸化物、二硫化モリブデン等の硫化物、板状のウォラストナイトなどが挙げられ、これらを単独でまたは2種以上を併用することができる。
【0065】
本発明に用いる他の粒状充填材としては、例えば、シリカ、アルミナ、酸化チタン、炭酸カルシウム、ガラスビーズ、ガラスバルーン、硫酸バリウム、窒化ホウ素、炭化ケイ素および樹脂ビーズなどが挙げられ、これらを単独でまたは2種以上を併用することができる。
【0066】
これらの他の繊維状、板状、粒状の、無機充填材または有機充填材の含有量は、液晶ポリマー100質量部に対して、好ましくは50質量部以下、より好ましくは30質量部以下である。これら他の繊維状、板状、粒状の、無機充填材または有機充填材の含有量が50質量部を超える場合、薄肉流動性が低下する傾向がある。
【0067】
また、本発明の液晶ポリマー組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、他の添加剤を含有することができる。
【0068】
本発明に用いる他の添加剤としては、例えば、滑剤である高級脂肪酸、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、例えば炭素原子数10~25のものをいう)など、離型改良剤であるポリシロキサン、フッ素樹脂など、着色剤である染料、顔料、カーボンブラックなど、難燃剤、帯電防止剤、界面活性剤、酸化防止剤であるリン系酸化防止剤、フェノール系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤など、耐候剤、熱安定剤、中和剤などが挙げられる。これらの添加剤は、単独で使用してもよく、または2種以上を併用してもよい。
【0069】
これらの他の添加剤の含有量は、液晶ポリマー100質量部に対して、好ましくは10質量部以下、より好ましくは0.01~5質量部である。これら他の添加剤の含有量が10質量部を超えると、熱安定性が悪くなる傾向がある。
【0070】
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させてもよい。
【0071】
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、他の樹脂成分を含有させてもよい。他の樹脂成分としては、例えば、熱可塑性樹脂であるポリアミド、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、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、エラストマーなどや、熱硬化性樹脂であるフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂などが挙げられる。
【0072】
他の樹脂成分は、単独でまたは2種以上を併せて含有することができる。他の樹脂成分の含有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質量部に対する他の樹脂の合計含有量が好ましくは100質量部以下、特に50質量部以下となる範囲で添加される。
【0073】
液晶ポリマーおよびタルクと、所望により他の無機充填材および/または有機充填材、他の添加剤や他の樹脂成分などを所定の組成で配合し、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溶融混練することによって、液晶ポリマー組成物とすることができる。
【0074】
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、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ないし加工される。
【0075】
本発明の液晶ポリマー組成物は、厚み3.2mmのASTM4号ダンベル試験片を用い、ASTM D638に準拠した引張試験において、引張強度が80MPa以上であるものが好ましく、90MPa以上であるものがより好ましく、100MPa以上であるものがさらに好ましい。引張強度が80MPa未満の場合、小型薄肉部品として用いた場合に破損しやすくなる傾向がある。上記引張強度の上限値は特に限定されないが、例えば250MPaである。
【0076】
本発明の液晶ポリマー組成物は、厚み3.2mmのASTM4号ダンベル試験片を用い、ASTM D638に準拠した引張試験において、引張破断伸びが1%以上であるものが好ましく、2%以上であるものがより好ましく、3%以上であるものがさらに好ましい。引張破断伸びが1%未満の場合、小型薄肉部品として用いた場合に破損しやすくなる傾向がある。上記引張破断伸びの上限値は特に限定されないが、例えば10%である。
【0077】
本発明の液晶ポリマー組成物は、ノッチを付けた長さ63.5mm、幅12.7mm、厚さ3.2mmの短冊状試験片を用いたASTM D256に準拠したIzod衝撃試験において、Izod衝撃強度は好ましくは110J/m以上、より好ましくは120J/m以上、さらに好ましくは150J/m以上、特に好ましくは180J/m以上である。Izod衝撃強度が110J/m未満の場合、小型薄肉部品として用いた場合に破損しやすくなる傾向がある。上記Izod衝撃強度の上限値は特に限定されないが、例えば600J/mである。
【0078】
本発明の液晶ポリマー組成物は、厚さ3.2mmの短冊状試験片(長さ127mm、幅12.7mm)を用い、ASTM D648に準拠した荷重撓み温度(DTUL,荷重1.82MPa)が200℃以上であるものが好ましく、210℃以上であるものがより好ましく、220℃以上であるものがさらに好ましく、230℃以上であるものが特に好ましい。荷重撓み温度が200℃未満の場合、電子部品の加工工程であるリフロー工程で変形が生じやすく、耐熱性が劣る傾向がある。上記荷重撓み温度の上限値は特に限定されないが、例えば320℃である。
【0079】
本発明の液晶ポリマー組成物は、1.0mmφ×10mmのキャピラリーを持つ溶融粘度測定装置により、結晶融解温度+10~30℃で測定される溶融粘度が、好ましくは3~70Pa・s、より好ましくは5~50Pa・s、さらに好ましくは10~40Pa・sである。溶融粘度が3Pa・s未満である場合、射出成形時に洟垂れなどの不具合を生じやすく、70Pa・sを超える場合、薄肉流動性が不十分となる傾向がある。
【0080】
本発明の液晶ポリマー組成物は、後述する方法で測定される0.1mm厚み流動長が、好ましくは9.5mm以上、より好ましくは10mm以上、さらに好ましくは11mm以上、特に好ましくは12mm以上である。0.1mm厚み流動長が9.5mm未満である場合、小型薄肉部品を成形加工する際にショートショット等の不具合が生じやすい傾向がある。上記0.1mm厚み流動長の上限値は特に限定されないが、例えば50mmである。
【0081】
本発明の液晶ポリマー組成物は、後述する方法で測定される段差ブリスター試験におけるブリスター発生率が、好ましくは15%以下、より好ましくは10%以下、さらに好ましくは5%以下であり、発生率が少なく、0%に近いほど耐ブリスター性に優れる。本試験は過酷試験であるため、本試験におけるブリスターの発生率が15%以下であれば十分な実用性を有する。ブリスター発生率が15%を超える場合、成形条件によっては実使用においてもブリスターの発生が生じるおそれがある。
【0082】
本発明の液晶ポリマー組成物は、耐ブリスター性および薄肉流動性に優れる点で、液晶ポリマー組成物全体に対するトリディマイト含有量が、好ましくは0.008~0.200質量%、より好ましくは0.009~0.150質量%、さらに好ましくは0.010~0.100質量%、特に好ましくは0.011~0.080質量%である。液晶ポリマー組成物におけるトリディマイトの含有量は、液晶ポリマー組成物に含まれるタルク等の無機充填材等の各物質のトリディマイト含有量を、粉末X線回折装置を用いた後述する方法で事前に測定し、予め作成した検量線を用い、含有割合に応じて算出することができる。また、別の方法としては、液晶ポリマー組成物1.0gをるつぼに採取し、電気炉内にて500~600℃で5時間処理して灰化させ、得られた残渣の質量を測定し、その残渣を、粉末X線回折装置を用いた後述する方法で測定し、予め作成した検量線を用い、残渣中に含まれるトリディマイト量を算出することができる。
【0083】
本発明の液晶ポリマー組成物は、液晶ポリマーが有する機械強度および耐熱性を維持しつつ、薄肉流動性と耐ブリスター性に優れるため、成形品として用いることができ、特にコネクター、スイッチ、リレー、ボビン、コンデンサ、コイル、モーター、ファン、テストソケット、トランス、カメラモジュールおよびアンテナなどの電子部品に好適に用いられる。
【実施例
【0084】
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
【0085】
実施例中の結晶融解温度、引張強度、引張破断伸び、Izod衝撃強度、荷重撓み温度、溶融粘度、0.1mm厚み流動長、段差ブリスターおよびタルクに含まれるトリディマイト含有量の測定および評価は、以下に記載の方法で行った。
【0086】
(1)結晶融解温度
示差走査熱量計((株)日立ハイテクサイエンス製DSC7020)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分間保持した。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マーの結晶化温度(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マーの結晶融解温度(Tm)とした。
【0087】
(2)引張強度
射出成形機(日精樹脂工業(株)製UH1000-110)を用いて、結晶融解温度+10~30℃のシリンダー温度、金型温度70℃で射出成形し、ダンベル状引張試験片(ASTM4号 厚さ3.2mm)を得た。引張試験は、株式会社島津製作所製オートグラフAG-X plusを用いて、ASTM D638に準拠し、スパン間距離64.0mm、引張速度5mm/分で測定した。
【0088】
(3)引張破断伸び
引張強度の測定に用いた試験片と同じ試験片を用いて、引張強度と同様の条件にて測定した。
【0089】
(4)Izod衝撃強度
射出成形機(日精樹脂工業(株)製UH1000-110)を用いて、シリンダー温度350℃、金型温度70℃で、長さ127mm、幅12.7mm、厚さ3.2mmの短冊状試験片を成形した。この試験片の中央を長さ方向と垂直に切断し、長さ63.5mm、幅12.7mm、厚さ3.2mmの短冊状試験片を得、ノッチを付けた後にASTM D256に準拠して測定した。
【0090】
(5)荷重撓み温度(DTUL)
射出成形機(日精樹脂工業(株)製UH1000-110)を用いて、結晶融解温度+10~30℃のシリンダー温度、金型温度70℃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。
【0091】
(6)溶融粘度
溶融粘度測定装置(東洋精機(株)製キャピログラフ1D)により、1.0mmφ×10mmのキャピラリーを用いて、剪断速度1000sec-1、350℃の条件下での溶融粘度を測定した。
【0092】
(7)0.1mm厚み流動長
縦50mm、横2.0mm、厚さ0.1mm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)製 NEX-15-1E)を用いて表1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。
【0093】
【表1】
【0094】
(8)段差ブリスター
射出成形機(日精樹脂株式会社製NEX-15-1E)を用いて表2の成形条件にて射出成形し、板状試験片を作製した。この板状試験片は縦24mm×横16mm×厚み0.3mmの板状部を有し、その片側平面部に合計6か所(縦方向に3列×横方向に2列の配列)、それぞれ4mmの間隔を設けて均等に凸部(縦4mm×横4mm×高さ0.5mm、合計厚み0.8mm)が設けられている。この形状により、射出成形時、意図的に樹脂中に空気を巻き込みやすい形状としており、加熱によりブリスターが発生しやすく、過酷試験が可能となる。
この板状試験片を23℃、相対湿度50%の条件で24時間静置した後、IRリフロー装置(千住金属工業社製、SAI-2604)を用いて、予備加熱温度190℃、予備加熱時間30~50秒、本加熱温度250℃以上、本加熱時間20~30秒、ピーク温度260~265℃の条件でリフロー処理を行った後、目視により表面に膨れ(ブリスター)の発生状況をカウントした。カウント方法については、板状試験片に設けられた6か所の凸部を中心として6分割するように筆記具を用いて線を引き、6つの領域それぞれでブリスターの有無を確認し、1つの領域ごとにブリスターの発生があれば1、なければ0とカウントした。つまり、1枚の板状試験片につき、ブリスターの最大カウント数は6となる。
1つの射出速度条件につき15枚の試験片(90領域)、合計4つの射出速度条件で合計60枚の試験片(合計360領域)を評価し、ブリスターの発生率が0~5%の場合は◎、5%超~15%の場合は〇、15%超~25%の場合は△、25%超の場合は×とした。
【0095】
【表2】
【0096】
(9)タルクに含まれるトリディマイト含有量の評価
タルクに含まれるトリディマイト(鱗珪石)含有量は、粉末X線回折装置(Bruker社製D8 ADVANCE)を用いて、以下のように決定した。
実質的にトリディマイトを含まないタルク(後述の富士タルク工業(株)製、NK-64)とトリディマイト(トリジマイト 公益社団法人 日本作業環境測定協会製JAWE6104)を一定の割合で混合したもの(トリディマイト比率0.1質量%、0.3質量%、0.5質量%および1.0質量%の計4点)を粉末X線回折装置で測定し、2θが20.3~20.7°付近で観測されるトリディマイト由来のピーク強度を用いて原点を通る検量線を作成した。この検量線によって、トリディマイト由来のピーク強度に対するトリディマイトの含有量を算出することが可能となる。その後、液晶ポリマー組成物に用いるタルク単独を粉末X線回折装置で測定しトリディマイト由来のピーク強度を求め、上記方法で作成した検量線と照らし合わせてトリディマイトの含有量を算出した。
【0097】
測定は以下の条件で行った。
X線発生器:CuKα線源、電圧40kV、電流40mA
スリット:1.0°
スキャンステップ:0.02°
スキャン範囲:19~23°
スキャンスピード:0.12°/min
回転数:15rpm
X線検出器:一次元半導体検出器
測定雰囲気:大気雰囲気
試料台:粉末測定用試料台(PMMA製)
【0098】
実質的にトリディマイトを含まないタルクとしては、上記測定において2θが20.3~20.7°付近のトリディマイト由来ピークが検出されなかった富士タルク工業(株)製、NK-64(後述するタルク4)を選定した。トリディマイト由来ピークが検出されていないため、本実施例ではNK-64のトリディマイト含有量は0.00質量%とした。なお、小さなノイズ等の影響により、仮にNK-64よりもさらに低いピーク強度を有するタルクがあった場合、これらタルクもトリディマイト含有量は0.00質量%とする。
【0099】
検量線を作成するために用いた、実質的にトリディマイトを含まないタルク100質量%と、実質的にトリディマイトを含まないタルク99質量%にトリディマイト1質量%を混合したもののX線回折チャートを図1に示す。また、上記の評価および測定条件によって得たトリディマイト由来のピーク強度に基づいて作成した検量線を図2に示す。さらに、各タルクに含まれるトリディマイト含有量を決定するためのX線回折チャートを図3に示す。なお、X線回折チャートは装置や測定条件等によってピーク強度が異なるため、ここで示す検量線は仮に装置や測定条件を可能な限り合致させたとしても他に流用できるものではなく、評価に際して随時検量線を作成すべきである。
以下の各実験例において、液晶ポリマー組成物中のトリディマイト含有量は、液晶ポリマー組成物中に含まれるタルクの含有量と上記の評価により得たタルク中のトリディマイト含有量から算出した。
【0100】
以下、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した。合成例における化合物の略号は以下の通りである。
【0101】
〔液晶ポリマー(LCP)の合成に用いた単量体(モノマー)〕
POB:4-ヒドロキシ安息香酸
BON6:6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸
BP:4,4’-ジヒドロキシビフェニル
HQ:ハイドロキノン
TPA:テレフタル酸
NDA:2,6-ナフタレンジカルボン酸
【0102】
合成例1(LCP1)
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、BON6、HQ、BPおよびTPAを表3に示す組成比にて、総量6.5molとなるように仕込み、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。
【0103】
【表3】
【0104】
窒素ガス雰囲気下に室温~150℃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しながら350℃まで7時間かけ昇温した後、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、反応容器内容物を取り出し、粉砕機により液晶ポリマーのペレット(LCP1)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。得られたペレットの結晶融解温度(Tm)は340℃であった。
【0105】
合成例2(LCP2)
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、BON6、HQおよびTPAを表4に示す組成比にて、総量6.5molとなるように仕込み、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。
【0106】
【表4】
【0107】
窒素ガス雰囲気下に室温~150℃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しながら350℃まで7時間かけ昇温した後、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、反応容器内容物を取り出し、粉砕機により液晶ポリマーのペレット(LCP2)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。得られたペレットの結晶融解温度(Tm)は332℃であった。
【0108】
合成例3(LCP3)
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、BON6、HQおよびNDAを表5に示す組成比にて、総量6.5molとなるように仕込み、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。
【0109】
【表5】
【0110】
窒素ガス雰囲気下に室温~150℃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しながら350℃まで7時間かけ昇温した後、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、反応容器内容物を取り出し、粉砕機により液晶ポリマーのペレット(LCP3)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。得られたペレットの結晶融解温度(Tm)は321℃であった。
【0111】
合成例4(LCP4)
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、BON6、BP、HQおよびTPAを表6に示す組成比にて、総量6.5molとなるように仕込み、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。
【0112】
【表6】
【0113】
窒素ガス雰囲気下に室温~150℃まで1時間で昇温し、同温度にて60分間保持した。次いで、副生する酢酸を留去しながら350℃まで7時間かけ昇温した後、90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、反応容器内容物を取り出し、粉砕機により液晶ポリマーのペレット(LCP4)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。得られたペレットの結晶融解温度(Tm)は338℃であった。
【0114】
以下、実施例および比較例において使用したタルクを示す。
タルク1: 下記製造例1で得られたもの(平均粒子径:23μm、トリディマイト含有量:0.09質量%)
タルク2: 下記製造例2で得られたもの(平均粒子径:11μm、トリディマイト含有量:0.14質量%)
タルク3: 下記製造例3で得られたもの(平均粒子径:19μm、トリディマイト含有量:0.23質量%)
タルク4: 富士タルク工業(株)製、タルク「NK-64」(平均粒子径:17μm、トリディマイト含有量:0.00質量%)
タルク5: 富士タルク工業(株)製、タルク「DS-34」(平均粒子径:13μm、トリディマイト含有量:0.02質量%)
【0115】
製造例1(タルク1)
中国遼寧省産のタルク原石を、ロールクラッシャーを用いて粒径10mm以下に粗粉砕し、次いで、分級機内蔵型衝撃式粉砕機パルべライザ(ホソカワミクロン(株)製、ACM-10A)により微粉砕及び分級を行い、タルク1を得た。
【0116】
製造例2(タルク2)
中国広西チワン族自治区産のタルク原石を、ロールクラッシャーを用いて粒径10mm以下に粗粉砕し、次いで、分級機内蔵型磨砕式粉砕機VXミル((株)栗本鐵工所製、VX015)により微粉砕及び分級を行い、タルク2を得た。
【0117】
製造例3(タルク3)
インドのラジャスタン州産のタルク原石を、ハンマーミルを用いて粒径10mm以下に粗粉砕し、次いで、分級機内蔵型衝撃式粉砕機パルべライザ(ホソカワミクロン(株)製、ACM-10A)により微粉砕及び分級を行い、タルク3を得た。
【0118】
実施例1~8および比較例1~5
合成したLCPおよび上記タルクを表7に記載の含有量(質量部)となるように配合し、二軸押出機(日本製鋼(株)製TEX-30)を用いて、シリンダー温度350℃にて溶融混練を行い、液晶ポリマー組成物のペレットを得た。
その後、上記の方法により、引張強度、引張破断伸び、Izod衝撃強度、荷重撓み温度、溶融粘度、0.1mm厚み流動長および段差ブリスターを測定、評価した。結果を表7に示す。
【0119】
表7に示すように、実施例1~8の液晶ポリマー組成物はいずれも、液晶ポリマーが有する機械強度および耐熱性を一定のレベルで維持しつつ、0.1mm厚み流動長が10mm以上、段差ブリスター評価で◎となり、薄肉流動性と耐ブリスター性に優れるものであった。
【0120】
これに対して、比較例1~5の液晶ポリマー組成物は、機械強度、耐熱性、薄肉流動性および耐ブリスター性のいずれかが劣り、性能のバランスを十分に満たさないものであった。
【表7】
【要約】
【課題】本発明は、液晶ポリマーが有する機械強度および耐熱性を維持しつつ、薄肉流動性と耐ブリスター性に優れた液晶ポリマー組成物を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、液晶ポリマー100質量部に対し、トリディマイト含有量が0.03~0.60質量%のタルク0.1~150質量部を含有する、液晶ポリマー組成物に関する。
【選択図】図1
図1
図2
図3