DE10116473A1

DE10116473A1 - Flüssigkristallpolyesterharzzusammensetzung, Verfahren zur Herstellung derselben und Formkörper daraus

Info

Publication number: DE10116473A1
Application number: DE10116473A
Authority: DE
Inventors: Mituo Maeda; Satoshi Nagano
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 2000-04-04
Filing date: 2001-04-03
Publication date: 2001-10-11
Also published as: CN1174082C; KR20010095259A; KR100723278B1; US20020017631A1; TW526234B; JP2001288342A; US6793847B2; CN1317542A

Abstract

Beschrieben wird eine Flüssigkristallpolyesterharzzusammensetzung, die 5 bis 20 Gewichtsteile Glasfasern mit einem speziellen anzahlgemittelten Faserdurchmesser und einer speziellen anzahlgemittelten Faserlänge nach Formgebung und 100 Gewichtsteile eines speziellen Fllüssigkristallpolyesterharzes umfasst, wobei der unter Verwendung eines Teststücks mit einer Dicke von 0,5 mm gemessene Biegemodul hiervon 25 GPa oder mehr beträgt. Ferner wird ein Verfahren zur Herstellung eines Formteils daraus beschrieben. Die Flüssigkristallpolyesterharzzusammensetzung weist eine niedrige relative Dichte auf und besitzt eine ausgezeichnete Verarbeitbarkeit, ausgezeichnete mechanische Eigenschaften und eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flüssigkristallpo lyesterharzzusammensetzung.

Aufgrund ihrer ausgezeichneten Wärmebeständigkeit und der hervorragenden mechanischen physikalischen Eigenschaften sowie ihrer ausgezeichneten Fließfähigkeit in geschmolzenem Zustand, d. h. Be- bzw. Verarbeitbarkeit, wurden eine Schmelzflüssigkristallinität aufweisende Esterharze, die im geschmolzenen Zustand eine Flüssigkristallinität zeigen (im folgenden wird ein derartiges Harz als Flüssigkristallpoly esterharz bezeichnet) in verschiedenen Gebieten als Form massen verwendet, die einem exakten Formverfahren unterzo gen werden können. In den letzten Jahren wurden auf dem Ge biet der Elektrik und Elektronik, wo Flüssigkristallpoly esterharze sehr häufig verwendet werden, eine Verkleinerung, Gewichtsverringerung, Hochgeschwindigkeitsverarbeitung und Energieeinsparung für Produkte wie Mobiltelefonteile und Bildplattenaufnahmeteile zunehmend gefordert. Als Folge wa ren leichtere (geringe relative Dichte) Harze als Materia lien erforderlich, die die notwendigen mechanischen physi kalischen Eigenschaften und die notwendige Verarbeitbarkeit besitzen. Da ein Spritzgussformteil aus einem Flüssigkristall polyesterharz alleine eine starke Anisotropie aufweist, ist die Formgebung schwierig. Üblicherweise wird deshalb ein Flüssigkristallpolyesterharz als Verbundmaterial, dem anorganische Füllstoffe, wie Glasfaser, zugesetzt sind, verwendet. Im Zusammenhang mit einer Glasfaser enthaltenden Flüssigkristallpolyesterharzzusammensetzung offenbart bei spielsweise die JP-B-1-27103, dass Glasfasern mit einem speziellen Faserdurchmesser und einer speziellen Faserlänge ausgezeichnet hinsichtlich des Ausgleichs zwischen Formbar keit und physikalischen Eigenschaften sind. Die JP-B-7-68409 offenbart das Mischen von zwei Arten von Glasfasern mit unterschiedlichen mittleren Faserlängen in einem spe ziellen Verhältnis. Die JP-A-4-292651 offenbart Glasfasern mit einer speziellen massegemittelten Faserlänge und einer speziellen anzahlgemittelten Faserlänge. Darüber hinaus of fenbart die JP-A-63-101448 Verbundglasfasern mit einem As pektverhältnis von 10 oder mehr und einer Faserlänge von 0,15 bis 0,6 mm.

Die JP-A-6-240114 offenbart Glasfasern mit einer speziellen Faserlängeverteilung.

Es ist im allgemeinen günstiger, eine große Menge derarti ger Glasfasern zuzugeben, um die Anisotropie zu verringern, so dass im Handel erhältliche Flüssigkristallpolyesterharz zusammensetzungen für ein Spritzgießen 20-50 Gew.-% derar tiger Fasern enthalten. Bei Flüssigkristallpolyesterharzzu sammensetzungen, die eine große Menge an Glasfasern enthal ten, wird jedoch die relative Dichte der Flüssigkristallpo lyesterharzzusammensetzung groß, so dass es schwierig wird, sie in Gebieten zu verwenden, in denen ein geringes Gewicht erforderlich ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, das o. g. Problem zu lösen und eine Flüssigkristallpolyesterharzzu sammensetzung, die eine niedrige relative Dichte aufweist und ausgezeichnete Verarbeitbarkeit, ausgezeichnete mecha nische Eigenschaften und ausgezeichnete Wärmebeständigkeit besitzt, ein Verfahren zur Herstellung derselben und einen Formkörper unter Verwendung derselben anzugeben.

Als Ergebnis umfangreicher Untersuchungen haben die Erfin der der vorliegenden Anmeldung festgestellt, dass ein spe zielles Flüssigkristallpolyesterharz mit niedriger relati ver Dichte und ausgezeichneter Verarbeitbarkeit und ausge zeichneten mechanischen Eigenschaften erhalten werden kann, wenn eine spezielle Menge von Glasfasern mit einem speziel len anzahlgemittelten Faserdurchmesser und einer speziellen anzahlgemittelten Faserlänge compoundiert wird. Darauf be ruht die vorliegende Erfindung.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist [1] eine Flüssig kristallpolyesterharzzusammensetzung, die 5-20 Gewichtstei le Glasfasern mit einem anzahlgemittelten Faserdurchmesser nach dem Ausformen von 2-20 µm und einer anzahlgemittelten Faserlänge nach dem Ausformen von 210-500 µm und 100 Ge wichtsteile eines Flüssigkristallpolyesterharzes, das die folgenden Struktureinheiten (I), (II) und (III) oder die folgenden Struktureinheiten (I), (II), (III) und (IV) ent hält, wobei die Summe aus (I), (II), (III) und (IV) 95 Mol-% oder mehr beträgt, umfasst, wobei der unter Verwendung eines Teststücks mit einer Dicke von 0,5 mm gemessene Bie gemodul hiervon 25 GPa oder mehr beträgt.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner [2] ein Formkörper, der unter Verwendung der Flüssigkristallpoly esterharzzusammensetzung gemäß [1] oben erhalten wird.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist [3] ein Verfahren zur Herstellung einer Polyesterharzzusammensetzung nach [1], wobei ein mit einer Schnecke ausgestatteter Schmelzknetextruder verwendet wird, und der Extruder einen hinsichtlich der Stromseite oberen Zuspeisbereich am oberen Stromteil der Extruderrichtung und einen hinsichtlich der Stromseite unteren Zuspeisbereich am vom hinsichtlich der Stromseite oberen Zuspeisbereich ausgehend unteren Strom teil aufweist und das Verhältnis (L/D) des Abstandes L zwi schen dem hinsichtlich der Stromseite oberen Zuspeisbereich und dem hinsichtlich der Stromseite unteren Zuspeisbereich zum Durchmesser D einer Schnecke 4-30 beträgt (L und D sind in denselben Maßeinheiten angegeben); und unter Drehung der Schnecke 90% oder mehr der gesamten Zuspeismenge des Flüs sigkristallpolyesterharzes und weniger als 5% der gesamten Zuspeismenge der Glasfasern aus dem hinsichtlich der Strom seite oberen Zuspeisbereich und weniger als 10% der gesam ten Zuspeismenge des Flüssigkristallpolyesterharzes und 95% oder mehr der gesamten Zuspeismenge der Glasfasern aus dem hinsichtlich der Stromseite unteren Zuspeisbereich zu gespeist werden.

Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht eines Schmelzknetex truders. Die in der Figur verwendeten Zahlen bezeichnen folgendes: 1 Düse
2 Heizvorrichtung
3 Lüftung
4 Zylinder
5 hinsichtlich der Stromseite unterer Zuspeisbereich
6 Belüftung
7 hinsichtlich der Stromseite oberer Zuspeisbereich
8 Motor
9 Schnecke (Schneckendurchmesser D)
10 Knetbereich
11 Heizvorrichtung
12 Knetbereich
13 Wechselgetriebe
L Abstand zwischen dem hinsichtlich der Stromseite obe ren Zuspeisbereich und dem hinsichtlich der Stromseite un teren Zuspeisbereich.

Das erfindungsgemäß verwendete Flüssigkristallpolyesterharz enthält die o. g. Struktureinheiten (I), (II) und (III) oder die o. g. Struktureinheiten (I), (II), (III) und (IV), wobei die Summe aus (I), (II), (III) und (IV) 95 Mol-% oder mehr beträgt. Obwohl es auch möglich ist, weitere Strukturein heiten in einem Anteil von nicht mehr als 5 Mol-% hinzuzu fügen, ist es im Hinblick auf ein Gleichgewicht zwischen Wärmebeständigkeit und Verarbeitbarkeit notwendig, diesen Anteil bei weniger als 5 Mol-% zu halten. Die weiteren Struktureinheiten sind geeigneterweise aus (1) aromatischer Hydroxycarbonsäure, (2) aromatischer Dicarbonsäure und (3) aromatischem Diol ausgewählt.

Von diesen ist es bevorzugt, dass die Mengen der Struktur einheiten basierend auf der Summe der Struktureinheiten (I), (II), (III) und (IV) in dem Flüssigkristallpolyester harz in einem Bereich von 40-80 Mol-% für die o. g. Struk tureinheit (I) und in einem Bereich von 10-30 Mol-% für die o. g. Struktureinheit (II) liegen, wobei das Verhältnis (II)/((III) + (IV)) 0,9-1,1 und das Verhältnis (IV)/((III) + (IV)) 0-0,5 beträgt.

Wenn das Flüssigkristallpolyesterharz weniger als 40 Mol-% der Struktureinheit (I) enthält, kann die Wärmebeständig keit nicht ausreichend sein. Im Falle der Verwendung von 80 Mol-% oder mehr kann die Verarbeitbarkeit schlecht sein. In geeigneter Weise beträgt der Anteil der Struktureinheit (I) 45-65 Mol-% und in stärker bevorzugter Weise 45-55 Mol-%. Wenn das Flüssigkristallpolyesterharz weniger als 10 Mol-% der Struktureinheit (II) enthält, kann die Verarbeitbarkeit schlecht sein. Im Falle der Verwendung von mehr als 30 Mol-% kann die Wärmebeständigkeit unzureichend sein.

Wenn das Verhältnis (II)/((III) + (IV)) weniger als 0,9 oder mehr als 1,1 beträgt, kann der Polymerisationsgrad des Flüssigkristallpolyesterharzes unzureichend sein und die physikalischen Eigenschaften können sich verschlechtern. Das Flüssigkristallpolyesterharz, in dem das Verhältnis (IV)/((III) + (IV)) 0,5 übersteigt, kann eine unzureichende Wärmebeständigkeit aufweisen.

Als Verfahren zur Herstellung des Flüssigkristallpolyester harzes, das erfindungsgemäß verwendet wird, kann ein wohl bekanntes Verfahren eingesetzt werden. Beispielsweise ist ein solches Verfahren in der oben erwähnten JP-B-47-47870, JP-B-63-3888 usw. beschrieben.

Die im folgenden definierte Fließtemperatur eines Flüssig kristallpolyesterharzes liegt im Hinblick auf ein Gleichge wicht zwischen Verarbeitbarkeit und Wärmebeständigkeit geeigneterweise in einem Bereich von 320 bis 400°C, in stärker bevorzugter Weise in einem Bereich von 360 bis 390°C. Wenn die Fließtemperatur weniger als 320°C beträgt, kann die Wärmebeständigkeit unzureichend sein.

Fließtemperatur: eine Temperatur, bei der die Schmelzvisko sität 48000 Poise beträgt, wenn ein erwärmtes Harz durch eine Düse mit einem Innendurchmesser von 1 mm und einer Länge von 10 mm unter einer Last von 100 kgf/cm² (9,81 MPa), bei einer Temperaturerhöhungsrate von 4°C/min unter Verwendung eines Fließprüfmessgeräts CFT-500 vom Koka-Typ der Shimadzu Corporation extrudiert wird.

Die erfindungsgemäß verwendeten Glasfasern sind aus Silicat als Hauptkomponente bestehendes Glas, das in eine Faserform gebracht wurde. Beispiele für Gläser umfassen übliches Al kaliglas (A-Glas), chemisches säurebeständiges Glas (C- Glas), niedrigdichtes Glas (D-Glas) und Borsilikatglas (E- Glas). E-Glas wird geeigneterweise erfindungsgemäß verwen det. Bei der Herstellung von Glasfasern wird im allgemeinen ein Verfahren zum Verspinnen von Glas im geschmolzenen Zu stand (nicht weniger als 1300°C) verwendet.

Die Glasfasern können entsprechend den Erfordernissen in einer mit Oberflächenbehandlungsmitteln, wie einem Silan kopplungsmittel oder einem Titankopplungsmittel, behandel ten Form verwendet werden. Des weiteren können Glasfasern, deren Oberflächen teilweise oder vollständig mit gehärtetem oder nicht-gehärtetem wärmehärtbaren Harz beschichtet sind, entsprechend den Erfordernissen verwendet werden.

Die anzahlgemittelten Faserdurchmesser der Glasfasern betragen 2-20 µm, in geeigneter Weise 5-14 µm. Wenn der an zahlgemittelte Faserdurchmesser weniger als 2 µm beträgt, ist die Handhabung schwierig. Wenn der anzahlgemittelte Faserdurchmesser mehr als 20 µm beträgt, kann eine zufrie denstellende Leistungsfähigkeit der Flüssigkristallpoly esterharzzusammensetzung nicht erreicht werden.

Die Glasfasern werden üblicherweise in Form von Fasern ei ner Faserlänge von mehreren Millimetern vertrieben, jedoch in einem Granulier- oder Formgebungsverfahren geschnitten. Die anzahlgemittelte Faserlänge nach dem Formgeben sollte auf 210-500 µm, in geeigneter Weise auf 250-400 µm und in stärker bevorzugter Weise auf 300-350 µm gesteuert werden. Wenn die anzahlgemittelte Faserlänge nach der Formgebung kürzer als 210 µm ist, ist es schwierig, eine Zusammenset zung mit hoher Steifigkeit und niedriger Anisotropie gemäß den Zielen der vorliegenden Erfindung zu erhalten. Wenn die anzahlgemittelte Faserlänge nach der Formgebung größer als 500 µm ist, ist die Verbindung bezüglich Fließfähigkeit und Verarbeitbarkeit schlecht.

Um die anzahlgemittelte Faserlänge nach der Formgebung in dem o. g. Bereich zu halten, ist die anzahlgemittelte Faser länge der Glasfasern in einer Harzzusammensetzung vor der Formgebung in geeigneter Weise etwa 50 µm länger als die erwartete anzahlgemittelte Faserlänge nach der Formgebung.

Die Menge an Glasfasern, die enthalten sein sollen, beträgt 5-20 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile des Flüssigkristall polyesterharzes.

Wenn die Menge weniger als 5 Gewichtsteile beträgt, ist es schwierig, die Anisotropie der Flüssigkristallpolyester harzzusammensetzung zu verringern. Wenn die Menge an Glas fasern mehr als 20 Gewichtsteile beträgt, fällt die erhal tene Zusammensetzung nicht mehr unter den Begriff einer Zu sammensetzung mit niedriger relativer Dichte der vorliegen den Erfindung.

Der bei dem Teststück mit einer Dicke von 0,5 mm, das durch Ausformen der Flüssigkristallpolyesterharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten wurde, gemessene Biegemodul beträgt 25 GPa oder mehr.

Die Mischvorrichtungen bzw. Compoundiervorrichtungen der Rohmaterialien zur Herstellung einer Flüssigkristallpoly esterharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung un terliegen keinen Einschränkungen. Im allgemeinen werden ein Flüssigkristallpolyesterharz, Glasfasern und - falls erfor derlich - anorganischer Füllstoff, Trennmodifizierungsmit tel, Wärmestabilisatoren usw. unter Verwendung eines Hen schelmischers, eines Trommelmischers usw. vermischt.

Erfindungsgemäß kann eine kleine Menge anderer von Glasfa sern verschiedener Füllstoffe - falls erforderlich - dem Flüssigkristallpolyesterharz zugesetzt werden. Beispiele für derartige Füllstoffe sind faserförmige oder nadelförmi ge verstärkende Füllstoffe, wie Siliciumdioxidaluminiumo xidfasern, Wollastonit, Kohlefasern, Kaliumtitanatwhisker, Aluminiumboratwhisker und Titanoxidwhisker, sowie anorgani sche Füllstoffe, wie Calciumcarbonat, Dolomit, Talkum, Glimmer, Ton, Glasperlen usw. Diese können alleine oder in Kombination aus zwei oder mehreren verwendet werden.

Dem Flüssigkristallpolyesterharz gemäß der vorliegenden Er findung können übliche Additive zugegeben werden. Hierzu gehören Färbungsmittel, wie Farbstoffe und Pigmente, Anti oxidationsmittel, Wärmestabilisatoren, UV- Absorptionsmittel, antistatische Mittel und trennflächenak tive Mittel, wobei diese Stoffe alleine oder in Kombination aus zwei oder mehreren in Mengen, die die Zwecke der vor liegenden Erfindung nicht beeinträchtigen, verwendet werden können.

Darüber hinaus kann das Flüssigkristallpolyesterharz gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer kleinen Menge anderer thermoplastischer Harze, wie beispielsweise Polyamid, Poly ester, Polyphenylensulfid, Polyetherketon, Polycarbonat, Polyphenylenether und einem modifizierten Produkt hiervon, Polysulfon, Polyethersulfon, Polyetherimid usw., und einer kleinen Menge wärmehärtbarer Harze, wie beispielsweise Phe nolharz, Epoxyharz, Polyimidharz usw. alleine oder in Kom bination aus zwei oder mehr Bestandteilen versetzt werden.

Um die erfindungsgemäße Flüssigkristallpolyesterharzzusam mensetzung herzustellen, kann eine übliche Granuliervor richtung oder eine Formgebungsvorrichtung verwendet werden, geeigneterweise wird jedoch ein mit einer Schnecke ausge statteter Schmelzknetextruder verwendet, der einen hinsicht lich der Stromseite oberen Zuspeisbereich am oberen Strom teil der Extrudierrichtung und einen hinsichtlich der Stromseite unteren Zuspeisbereich am von dem hinsichtlich der Stromseite oberen Zuspeisbereich ausgehend unteren Stromteil, aufweist, wobei das Verhältnis (L/D) des Abstan des L zwischen dem hinsichtlich der Stromseite oberen Zu speisbereich und dem hinsichtlich der Stromseite unteren Zuspeisbereich zu dem Durchmesser D einer Schnecke 4-30 be trägt (L und D sind in den gleichen Maßstabseinheiten ange geben). Bei Verwendung dieses Extruders ist es bevorzugt, dass beim Drehen der Schnecke 90% oder mehr der gesamten Zuspeismenge des Flüssigkristallpolyesterharzes und weniger als 5% der gesamten Zuspeismenge der Glasfasern aus dem hinsichtlich der Stromseite oberen Zuspeisbereich und weni ger als 10% der gesamten Zuspeismenge des Flüssigkristall polyesterharzes und 95% oder mehr der gesamten Zuspeismen ge der Glasfasern aus dem hinsichtlich der Stromseite unte ren Zuspeisbereich zugespeist werden.

Wenn das Verhältnis L/D weniger als 4 beträgt, wird das Kneten das Flüssigkristallpolyesterharzes unzureichend und die anzahlgemittelte Faserlänge der Glasfasern kann klein werden. Wenn das Verhältnis L/D mehr als 30 beträgt, kann das Flüssigkristallpolyesterharz beeinträchtigt sein und die physikalischen Eigenschaften können sich verschlech tern.

Wenn die Zuspeismenge des Flüssigkristallpolyesterharzes aus dem hinsichtlich der Stromseite oberen Zuspeisbereich weniger als 90% der gesamten Zuspeismenge des Flüssigkristall polyesterharzes beträgt, kann die anzahlgemittelte Fa serlänge der Glasfasern kurz werden. Wenn die Zuspeismenge der Glasfasern 5% der Gesamtzuspeismenge der Glasfasern übersteigt, kann eine stabile Produktion schwierig werden.

Hierbei ist der Abstand zwischen dem hinsichtlich der Stromseite oberen Zuspeisbereich und dem hinsichtlich der Stromseite unteren Zuspeisbereich L der Abstand parallel zur Achse einer Schnecke, der zwischen den Mittelpunkten der Löcher der beiden Zuspeisbereiche gemessen wird.

Das Verhältnis L/D beträgt in stärker bevorzugter Weise 10-20.

Die Zuspeismenge des Flüssigkristallpolyesterharzes aus dem hinsichtlich der Stromseite oberen Zuspeisbereich beträgt im Hinblick auf die Steuerung der anzahlgemittelten Faser länge der Glasfasern in stärker bevorzugter Weise 95% oder mehr der gesamten Zuspeismenge des Flüssigkristallpoly esterharzes. Die Zuspeismenge an Glasfasern beträgt in stär ker bevorzugter Weise im Hinblick auf die Produktionsstabi lität 0% der Gesamtzuspeismenge der Glasfasern.

So kann ein Schneiden der Glasfasern zum Zeitpunkt des Wär meschmelzens des Flüssigkristallpolyesterharzes unterdrückt werden, so dass eine Steuerung hin zu der gewünschten Fa serlänge leichter wird.

Obwohl der hinsichtlich der Stromseite obere Zuspeisbereich sich üblicherweise an der Endseite des Zylinders entgegen gesetzt zur Extrudierrichtung befindet, unterliegt dessen Anordnung keinen Einschränkungen.

Darüber hinaus können in den Extruder aus dem an einer ge eigneten Stelle des Extruders angeordneten Zuspeismund Füllstoffe, Additive usw. zugespeist werden. Diese Bestand teile können aber auch zuvor zusammen mit dem thermoplasti schen Harz und/oder den Glasfasern vermischt und über den hinsichtlich der Stromseite oberen Zuspeisbereich oder den hinsichtlich der Stromseite unteren Zuspeisbereich zuge speist werden.

Beispiele für einen Schmelzknetextruder ist ein Einschnec kenextruder oder ein Doppelschneckenextruder. Beispiele für einen Doppelschneckenextruder sind ein solcher eines Typs, bei dem beide Schnecken in derselben Richtung umlau fen, ein solcher, bei dem beide Schnecken in unterschiedli cher Richtung umlaufen, und ein solcher eines Typs, bei dem beide Schnecken unvollständig ineinander greifen. In geeig neter Weise wird ein Doppelschneckenextruder, bei dem beide Schnecken in gleicher Richtung umlaufen, verwendet. Bei spiele für solche Extruder sind ein solcher vom Eingewinde schneckentyp, Zweigewindeschneckentyp und Dreigewindeschnec kentyp. Beispiele für Extruder, bei denen beide Schnecken in umgekehrter Richtung umlaufen, umfassen einen solchen vom Parallelachsentyp und einen solchen vom geneigten Ach sentyp.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figur eine Aus führungsform des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens erklärt.

Fig. 1 ist ein Querschnitt, der eine Ausführungsform eines Schmelzknetextruders (Doppelschneckenextruder) gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.

Im Zylinder 4, der in einem Extruder installiert ist, läuft eine Schnecke 9 angetrieben durch einen (Antriebs)Motor 8 um, wobei die Umlaufgeschwindigkeit durch Verlangsamen mit tels des Wechselgetriebes 13 verändert wird. Der Zylinder 4 wird durch eine (außen angeordnete) Heizvorrichtung 11 er wärmt.

Die Schnecke 9 weist Knetbereiche (10, 12) zum Kneten eines Flüssigkristallpolyesterharzes oder zum Kneten von Glasfa sern und einem Flüssigkristallpolyesterharz auf.

An der Endseite entgegengesetzt der Extrudierrichtung des Zylinders 4 befindet sich ein hinsichtlich der Stromseite oberer Zuspeisbereich 7 zum Zuspeisen von 90% oder mehr der gesamten Zuspeismenge eines Flüssigkristallpolyester harzes und von weniger als 5% der gesamten Zuspeismenge der Glasfasern. An der stromabwärts gelegenen Seite des hinsichtlich der Stromseite oberen Zuspeisbereichs 7 befin det sich ein hinsichtlich der Stromseite unterer Zuspeisbe reich 5 zur Zuspeisung von weniger als 10% der gesamten Zuspeismenge eines Flüssigkristallpolyesterharzes und zur Zuspeisung von 95% oder mehr der gesamten Zuspeismenge an Glasfasern. An dem hinsichtlich der Stromseite oberen Zu speisbereich 7 und/oder dem hinsichtlich der Stromseite un teren Zuspeisbereich 5 ist eine konstante Förderzuspeisvor richtung (nicht dargestellt) angebracht, um quantitativ Flüssigkristallpolyesterharz und/oder Glasfasern zuzuspei sen.

Um ein Vakuumentgasen unter Verwendung einer Vakuumpumpe durchführen zu können, sind darüber hinaus in dem Zylinder 4 Belüftungen 3 und 6 ausgebildet, um (Gas) in die Atmo sphäre freizusetzen. Im Zylinder 4 ist eine Düse 1 ausge bildet, um die schmelzgeknetete Flüssigkristallpolyester harzzusammensetzung zu extrudieren. Trotz Abhängigkeit auch von der Größe des Extruders besitzt die Düse im allgemeinen einige Löcher mit einem Durchmesser von 2 mm bis 5 mm.

Der unter Verwendung der erfindungsgemäßen Harzzusammenset zung erhaltene Formkörper besitzt eine niedrige relative Dichte und eine hohe Fließfähigkeit aufgrund einer geringe ren Menge an Glasfasern, verglichen mit den mehr als 30 Gew.-% Glasfasern enthaltenden herkömmlichen Flüssigkristall polyesterharzzusammensetzungen. Andererseits wird durch Steuern der Faserlänge auf einen großen Wert der Biegemodul eines eine geringe Dicke aufweisenden Gegenstands so wie er ist gehalten und die Anisotropie auf einen niedrigen Wert verringert.

Die Verwendung von Teilen oder Materialkonstruktionsteilen, die aus der Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung ausgeformt sind, unterliegt keinen spezielle Einschränkun gen. Beispiele hierfür umfassen elektrische und elektroni sche Teile, wie einen Stecker, einen Stecksockel, Relais teile, einen Spulenkörper, eine optische Aufnahmevorrich tung, einen Oszillator, eine Leiterplatte und mit Computern in Verbindung stehende Teile, mit Halbleitern in Verbindung stehende Teile, wie eine IC-Platte und einen Wafer-Träger, elektrische Haushaltsgeräte, wie einen Videorecorder, einen Fernseher, ein Bügeleisen, eine Klimaanlage, eine Stereoan lage, einen Staubsauger, einen Kühlschrank und einen Reis kocher, Beleuchtungsinstrumente, wie ein Lampenreflektor und eine Lampenhaltevorrichtung, akustische Geräte, wie ei ne CD, eine Laser-Disk und einen Lautsprecher, Kommunikati onsgeräte, wie eine Buchse für optische Kabel, Telefontei le, Faksimileteile und ein Modem, einen Kopierer betreffen de Teile, wie einen Abziehfinger und eine Heizhaltevorrich tung, Maschinenteile, wie ein Flügelrad, ein Gebläsegetrie be, ein Getriebe, ein Lager, Motorteile und ein Gehäuse, Automobilteile, wie mechanische Komponenten für Fahrzeuge, Motorteile, Teile im Motorraum, Teile für die Elektronik und Innenraumteile, Kochgegenstände, wie eine Pfanne für Mikrowellenkochen und wärmebeständiges Geschirr, Heiziso liermaterial oder Schallisoliermaterial, wie Bodenmateria lien und Wandmaterialien, Trägermaterialien, wie Balken und Pfeiler, Baumaterialien und/oder Konstruktionsmaterialien, wie Dachmaterialien, Flugzeuge, Raumfahrzeuge und Teile für Weltraummaschinen, Teile für Strahlungsanlagen, wie Kernre aktoren, Teile für Meereseinrichtungen, Waschvorrichtungen zum Reinigen, Teile optischer Instrumente, Kolben, Rohre, Düsen, Filter, Filme, Teile medizinischer Vorrichtungen und Materialien medizinischer Geräte, Sensorteile, Gesundheits artikel, Sportartikel, Freizeitartikel usw.

Im folgenden werden erfindungsgemäße Beispiele beschrieben, die die vorliegende Erfindung in keinster Weise einschrän ken. Die physikalischen Eigenschaften der Beispielverbin dungen wurden nach dem folgenden Verfahren bestimmt:

(1) Fließtemperatur

Die Temperatur wurde gemessen, bei der die Schmelzviskosi tät 48000 Poise beträgt, wenn ein erwärmtes Harz durch eine Düse mit einem Innendurchmesser von 1 mm und einer Länge von 10 mm unter einer Last von 100 kgf/cm² (9,81 MPa) bei einer Temperaturerhöhungsrate von 4°C/min unter Verwendung einer Fließprüfvorrichtung CFT-500 vom Koka-Typ der Shimad zu Corporation extrudiert wird.

(2) Anzahlgemittelte Faserlänge und anzahlgemittelter Fa serdurchmesser von Glasfasern nach der Formgebung

Es wurde ein Teststück gemäß ASTM Nr. 4 (Formteildicke 2,5 mm) verwendet und zu Asche verarbeitet, indem es 2 h in ei nem Elektroofen bei 600°C behandelt wurde. Die erhaltenen Glasfasern wurden mit einem Diaskop (50- oder 20fache Ver größerung für die anzahlgemittelte Faserlänge und 100fache Vergrößerung für den anzahlgemittelten Faserdurchmesser) vergrößert und ein Photo wurde aufgenommen. Danach wurden die Faserlänge und der Faserdurchmesser bei etwa 500 Glas fasern gemessen.

(3) Relative Dichte

Sie wurde gemäß ASTM D792 (23°C) mithilfe eines Dumbbells ASTM Nr. 4 gemessen.

(4) Biegefestigkeit

Sie wurde gemäß ASTM D790 unter Verwendung eines Teststücks einer Länge von 127 mm, einer Breite von 12,7 mm und einer Dicke von 6,4 mm gemessen.

(5) Biegemodul

Er wurde gemäß ASTM D790 unter Verwendung eines Dumbbell teststücks (Dicke 0,5 mm) gemäß japanischer Industrienorm JIS K7113 (1/2) bei einer Messbereichslänge von 20 mm gemes sen.

(6) Wärmefestigkeitsgrenze unter Belastung

Sie wurde gemäß ASTM D648 unter einer Last von 1,85 MPa un ter Verwendung eines ausgeformten Teststücks einer Länge von 127 mm, einer Breite von 12,7 mm und einer Dicke von 6,4 mm gemessen.

Beispiele 1 bis 2 und Vergleichsbeispiele 1 bis 5

Jede der folgenden Komponenten in einer in Tabelle 1 ange gebenen Zusammensetzung wurde bei einer Zylindertemperatur von 380°C und einer Schneckengeschwindigkeit von 150/min unter Verwendung eines Doppelschneckenknetextruders, bei dem die Schnecken in gleicher Richtung umlaufen (PTM47 der IKG Corporation), pelletiert, wobei Pellets der Flüssig kristallpolyesterharzzusammensetzung erhalten wurden.

- Flüssigkristallpolyesterharz:
Ein Flüssigkristallpolyesterharz (relative Dichte 1,38), das die oben genannten Struktureinheiten (I), (II), (III) und (IV) umfasst (Molverhältnis (I) : (II) : (III) : (IV) = 50 : 25 : 23, 75 : 1,25; Fließtemperatur 380°C).
- Glasfaser:
Stapelglasfasern (Handelsbezeichnung: CSO3JAPX-1, herge stellt von Asahi Glasfaser).
- Glasfaser:
Gemahlene Glasfasern (Handelsbezeichnung: REV-8, herge stellt von Nippon Sheet Glass).

In dem o. g. Doppelschneckenextruder befanden sich die Ein speiszonen in zwei Bereichen, einer lag im oberen Stromteil der Schnecke und der andere lag im unteren Stromteil in ei nem Abstand L der Schnecke vom oberen Stromteil entfernt; L/D = 14 (D ist der Durchmesser der Schnecke und D und L sind hier in denselben Maßstabseinheiten angegeben).

In den Beispielen 1 und 2 und in den Vergleichsbeispielen 1 bis 5 wurde die gesamte Menge des Flüssigkristallpolyester harzes aus der hinsichtlich des Stromteils oberen Einspeis zone und die gesamte Menge der Glasfasern aus der hinsicht lich des Stromteils unteren Einspeiszone eingespeist.

Unter Verwendung der erhaltenen Pellets erfolgte ein Spritzgießen bei einer Zylindertemperatur von 400°C und einer Formtemperatur von 130°C unter Verwendung einer Spritzgussvorrichtung (Typ PS40E5ASE, hergestellt von Nis sei Plastic Industrial). Die Teststücke wurden erhalten. Mit ihnen wurden die obigen Tests durchgeführt. Die Ergeb nisse sind in Tabelle 1 angegeben.

Eine erfindungsgemäße Flüssigkristallpolyesterharzzusammen setzung besitzt eine ausgezeichnete Verarbeitbarkeit. Das erhaltene Formteil weist eine niedrige relative Dichte auf und besitzt ausgezeichnete mechanische Eigenschaften und eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit und eignet sich als Material, für beispielsweise elektrische und elektronische Bauteile.

Claims

1. Eine Flüssigkristallpolyesterharzzusammensetzung, die 5-20 Gewichtsteile Glasfasern mit einem anzahlgemit telten Faserdurchmesser nach Formgebung von 2-20 µm und einer anzahlgemittelten Länge nach Formgebung von 210-500 µm und 100 Gewichtsteile eines Flüssigkristall polyesterharzes, das die folgenden Struktureinhei ten (I), (II) und (III) oder die folgenden Struktur einheiten (I), (II), (III) und (IV) enthält, wobei die Summe aus (I), (II), (III) und (IV) 95 Mol-% oder mehr beträgt, umfasst
und deren unter Verwendung eines Teststücks mit einer Dicke von 0,5 mm gemessener Biegemodul 25 GPa oder mehr be trägt.

2. Flüssigkristallpolyesterharzzusammensetzung nach An spruch 1, wobei die Mengen der Struktureinheiten, be zogen auf die Summe der Struktureinheiten (I), (II), (III) und (IV), in dem Flüssigkristallpolyesterharz in einem Bereich von 40-80 Mol-% der o. g. Struktureinheit (I) und einem Bereich von 10-30 Mol-% der o. g. Struk tureinheit (II) liegen und das Verhältnis (II)/)(III) + (IV)) 0,9 bis 1,1 und das Verhältnis (IV)/((III) + (IV)) 0 bis 0,5 beträgt.

3. Flüssigkristallpolyesterharzzusammensetzung nach An spruch 1 oder 2, wobei die Fließtemperatur des Flüs sigkristallpolyesterharzes 320°C oder mehr beträgt, wobei die Fließtemperatur die Temperatur ist, bei der die Schmelzviskosität 48000 Poise aufweist, wenn ein erwärmtes Harz durch eine Düse mit einem Innendurch messer von 1 mm und einer Länge von 10 mm unter einer Last von 100 kgf/cm² (9,81 MPa) bei einer Temperatur erhöhungsrate von 4°C/min unter Verwendung eines Fließprüfgeräts CFT-500 vom Koka-Typ der Shimadzu Cor poration extrudiert wird.

4. Formteil, erhalten unter Verwendung der Flüssigkristall polyesterharzzusammensetzung nach einem der An sprüche 1 bis 3.

5. Verfahren zur Herstellung einer Flüssigkristallpoly esterharzzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei ein mit einer Schnecke ausgestatteter Schmelzknetextruder ver wendet wird und der Extruder einen hinsichtlich der Stromseite oberen Zuspeisbereich am oberen Stromteil der Extrudierrichtung und einen hinsichtlich der Stromseite unteren Zuspeisbereich am von dem hinsicht lich der Stromseite oberen Zuspeisbereich ausgehend unteren Stromteil aufweist und wobei das Verhältnis (L/D) des Abstandes L zwischen dem hinsichtlich der Stromseite oberen Zuspeisbereich und dem hinsichtlich der Stromseite unteren Zuspeisbereich zum Durchmesser D einer Schnecke 4-30 beträgt (L und D sind in densel ben Maßstabseinheiten angegeben) und wobei bei Umlau fen der Schnecke 90% oder mehr der gesamten Zuspeis menge des Flüssigkristallpolyesterharzes und weniger als 5% der Gesamtzuspeismenge der Glasfasern aus dem hinsichtlich der Stromseite oberen Zuspeisbereich und weniger als 10% der gesamten Zuspeismenge des Flüs sigkristallpolyesterharzes und 95% oder mehr der ge samten Zuspeismenge der Glasfasern aus dem hinsicht lich der Stromseite unteren Zuspeisbereich zugespeist werden.