JP2003268121A - マイクロパウダーおよびその製造方法 - Google Patents
マイクロパウダーおよびその製造方法Info
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Abstract
ーを提供する。 【解決手段】[1]流動開始温度が200℃以上270℃以下
の液晶ポリエステルを機械粉砕して得られ、平均粒径が
0.5〜50μmであることを特徴とするマイクロパウダー。 [2]粉砕の後、さらに不活性気体の雰囲気下で熱処理
する[1]のマイクロパウダー。 [3]熱処理の後、さらに粉砕して得られる[2]のマ
イクロパウダー。 [4]流動開始温度が200℃以上270℃以下の液晶ポリエ
ステルを粉砕することを特徴とする平均粒径0.5〜50μm
のマイクロパウダーの製造方法。 [5]粉砕の後、さらに不活性気体の雰囲気下で熱処理
する[4]の製造方法。 [6]熱処理の後、さらに粉砕して得られる[5]の製
造方法。
Description
およびその製造方法に関する。
優れた電気絶縁性、低吸湿性、耐熱性等を有することか
ら、電子部品用材料として注目されている。近年、電子
部品の軽薄短小化に伴い、この液晶ポリエステルを薄膜
として使用することが検討されてきた。液晶ポリエステ
ルを薄膜化する方法としては、マイクロパウダーを用い
る粉体塗装や、マイクロパウダーを分散した溶液を用い
て塗膜を形成する方法が知られている。しかしながら、
流動開始温度が高い液晶ポリエステルはその弾性が高い
ために、液晶ポリエステルのペレットを粉砕しても、粉
体塗装や、マイクロパウダーを分散した溶液を用いて塗
膜を形成する方法などにより液晶ポリエステルの薄膜を
得ることは難しかった。
を膜厚精度良く製造し得るマイクロパウダーを提供する
ことにある。
ような問題がないマイクロパウダーを見出すべく、鋭意
検討を重ねた結果、流動開始温度が200℃以上270℃以下
の液晶ポリエステルを機械粉砕して得られる平均粒径が
0.5〜50μmのマイクロパウダーが、薄膜を膜厚精度良く
製造し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
上270℃以下の液晶ポリエステルを機械粉砕して得ら
れ、平均粒径が0.5〜50μmであることを特徴とするマイ
クロパウダーを提供するものである。
溶融時に光学異方性を示し、流動開始温度が200℃以上2
70℃以下、好ましくは230℃以上270℃以下、より好まし
くは240℃以上260℃以下の液晶ポリエステルである。流
動開始温度が200℃未満であると、膜の強度が弱く脆く
なり、流動開始温度が270℃を超えると、50μm以下に
粉砕することが困難となる。ここで、流動開始温度は、
内径1mm、長さ10mmのノズルをもつ毛細管レオメータを
用い、100kgf/cm2の荷重下において4℃/分の昇温速度
で加熱溶融体をノズルから押し出す時に、溶融粘度が48
000ポイズを示す温度を意味する。
(1)芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族ジカルボン
酸および芳香族ジオールの組み合わせからなるもの、
(2)異種の芳香族ヒドロキシカルボン酸からなるも
の、(3)芳香族ジカルボン酸と芳香族ジオールとの組
み合わせからなるもの、(4)ポリエチレンテレフタレ
ートなどのポリエステルに芳香族ヒドロキシカルボン酸
を反応させたもの、などが挙げられる。なお、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
ールの代わりに、それらのエステル形成性誘導体を使用
してもよい。
は、例えば、カルボキシル基が、エステル生成反応を促
進するような、酸塩化物、酸無水物となっているもの、
カルボキシル基が、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、アルコール類やエチレングリコー
ルなどとエステルを形成しているものなどが挙げられ
る。また、フェノール性水酸基のエステル形成性誘導体
としては、例えば、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、フェノール性水酸基が、カルボン
酸類とエステルを形成しているものが挙げられる。
族ジカルボン酸、芳香族ジオールは、エステル形成性を
阻害しなければ、メチル基、エチル基などのアルキル
基、フェニル基などのアリール基、塩素、弗素などのハ
ロゲン原子などで置換されていてもよい。
造単位としては、下記のものを例示することができる
が、これらに限定されるものではない。
り返し構造単位: 上記の繰り返し構造単位は、ハロゲン原子またはアルキ
ル基で置換されていてもよい。
造単位: 上記の繰り返し構造単位は、ハロゲン原子、アルキル基
またはアリール基で置換されていてもよい。
位: 上記の繰り返し構造単位は、ハロゲン原子、アルキル基
またはアリール基で置換されていてもよい。
ては、メチル基、エチル基、t-ブチル基などの炭素数1
〜10のアルキル基が挙げられ、アリール基としては、
フェニル基などの炭素数6〜20のアリール基が挙げら
れ、ハロゲン原子としては、塩素、弗素などが挙げられ
る。
れる繰り返し単位を少なくとも30モル%含むことが好
ましい。繰り返し構造単位の好ましい組み合わせとして
は、例えば、下式(a)〜(f)が挙げられる。 (a):(A1)、(B1)、(C3)、または(A1)、
(B1)と(B2)の混合物、(C3)。 (b):(a)の構造単位の組み合わせのものにおい
て、(C3)の一部または全部を(C1)に置き換えたも
の。 (c):(a)の構造単位の組み合わせのものにおい
て、(C3)の一部または全部を(C2)に置き換えたも
の。 (d):(a)の構造単位の組み合わせのものにおい
て、(C3)の一部または全部を(C4)に置き換えたも
の。 (e):(a)の構造単位の組み合わせのものにおい
て、(C3)の一部または全部を(C4)と(C5)の混
合物に置き換えたもの。 (f):(a)の構造単位の組み合わせのものにおい
て、(A1)の一部を(A2)に置き換えたもの。
の観点から、p―ヒドロキシ安息香酸(A1)に由来する
繰り返し構造単位30〜80mol%、ヒドロキノン(C1)およ
び4,4'―ジヒドロキシビフェニル(C3)からなる群から
選ばれた少なくとも一種の化合物に由来する繰り返し構
造単位10〜35mol%、テレフタル酸(B1)、イソフタル酸
(B2)およびナフタレンジカルボン酸(B3)からなる群
から選ばれた少なくとも一種の化合物に由来する繰り返
し構造単位10〜35mol%からなることが好ましい。さら
に、該液晶ポリエステルは、耐熱性及び剛性の観点か
ら、p―ヒドロキシ安息香酸(A1)に由来する繰り返し
構造単位40〜70mol%、4,4'―ジヒドロキシビフェニル
(C3)に由来する繰り返し構造単位15〜30mol%、テレフ
タル酸(B1)またはテレフタル酸(B1)とイソフタル酸
(B2)の混合物に由来する繰り返し構造単位15〜30mol%
からなることがより好ましい。
方法は、特に限定されないが、例えば、芳香族ヒドロキ
シカルボン酸および芳香族ジオールからなる群から選ば
れる少なくとも1種を脂肪酸無水物でアシル化してアシ
ル化物を得、該アシル化物と芳香族ヒドロキシカルボン
酸および芳香族ジカルボン酸からなる群から選ばれる少
なくとも1種とをエステル交換するなどの方法により得
ることができる。ここで、使用される脂肪酸無水物とし
ては、例えば、無水酢酸、無水プロピオン酸等の低級脂
肪酸無水物が挙げられるが、コスト及び取り扱い性から
無水酢酸が好ましく使用される。フェノール性水酸基を
アシル化する際の脂肪酸無水物の使用量は、フェノール
性水酸基に対して1.05〜1.1倍当量であることが好まし
い。アシル化反応は、130〜180℃で30分〜20時間反応さ
せることが好ましく、140〜160℃で1〜5時間反応させる
ことがより好ましい。エステル交換(重縮合)反応は、
130〜400℃の範囲で0.1〜50℃/分の割合で昇温させな
がら反応させることが好ましく、150〜350℃の範囲で0.
3〜5℃/分の割合で昇温させながら反応させることがよ
り好ましい。エステル交換(重縮合)反応の後に、種々
の物性を向上せしめるために固層重合を行なってもよ
い。
〜270℃にするためには、アシル化及びエステル交換反
応を100℃〜350℃で、常圧下、不活性気体雰囲気中で行
うことが好ましく、アシル化及びエステル交換反応を15
0〜330℃で常圧下、不活性気体雰囲気中で行うことがよ
り好ましく、エステル交換反応を300℃以上の温度で1時
間以上行うことがさらに好ましい。
学的異方性を示し、流動開始温度が200℃〜270℃の液晶
ポリエステルを、粉砕(微粉砕)することにより得るこ
とができる。粉砕(微粉砕)は、機械粉砕であることが
好ましい。液晶ポリエステルがペレット形状や、シート
状、塊など平均径1cm以上の場合は、必要に応じて粗粉
砕後、粉砕(微粉砕)することにより、マイクロパウダ
ーを得ることができる。粗粉砕方法としては、例えば、
ジョークラッシャー、ジャイレトリークラッシャー、コ
ーンクラッシャー、ロールクラッシャー、ロールクラッ
シャー、インパクトクラッシャー、ハンマークラッシャ
ー、粗砕カッターなどを用いる方法が挙げられる。ま
た、粉砕(微粉砕)の方法としては、ロッドミル、ボー
ルミル、振動ロッドミル、振動ボールミル、パンミル、
ローラミル、インパクトミル、円盤形ミル、攪拌摩砕ミ
ル、流体エネルギーミル、ジェットミルなどが用いる方
法が挙げられる。粗粉砕、粉砕(微粉砕)の条件は、特
に限定されないが、湿式では加水分解する可能性がある
ため、乾式で粉砕を行うことが好ましい。粗粉砕によ
り、粉砕(微粉砕)を行なうためのジェット粉砕機など
に供給できる大きさ程度まで粉砕すればよく、平均粒径
0.5〜5mm程度まで粉砕することが取り扱いの面から好ま
しい。粉砕(微粉砕)は、例えば、ジエット粉砕機を使
用する場合などには、粉砕機の型式などにもよるが、ノ
ズル圧を0.5〜1MPaで、0.5kg/Hr以上の処理速度で行う
ことが生産性の観点から好ましい。
ーは、さらに熱処理して用いることが好ましい。熱処理
の方法としては、例えば、ジフェニルとジフェニルエー
テルの混合物やジフェニルスルホンなどの高沸点溶媒中
で該マイクロパウダーを150℃〜350℃の温度で攪拌した
後、高沸点溶媒を除去する方法、150℃〜350℃の温度で
不活性気体雰囲気下又は減圧下に1〜20時間処理する
方法などが挙げられる。熱処理の温度が150℃未満で
は、熱処理の効果が少ない傾向があり、350℃を超える
温度で熱処理すると分解反応が生じる傾向がある。熱処
理の装置としては、例えば、乾燥機、反応機、イナート
オーブン、混合機、電気炉等が挙げられる。
の昇温速度、処理温度は液晶ポリエステル粒子を融着さ
せないように適宜選択することが好ましい。融着が起こ
ると、反応の進行が妨げられる傾向がある。熱処理後に
より融着が生じ、粒径が大きくなった場合は、解砕など
の方法により粉砕、好ましくは機械粉砕して、粒径を熱
処理前と同程度に戻して使用することができる。熱処理
の雰囲気としては、不活性気体雰囲気または減圧雰囲気
が好ましく、不活性気体としては、例えば、窒素、ヘリ
ウム、アルゴン、炭酸ガスなどが挙げられる。
動開始温度は、280℃〜420℃であることが耐熱性、機械
的特性に優れているため好ましく、310℃〜390℃である
ことがより好ましい。流動開始温度が280℃より低いと
アウトガスの問題を生じる傾向があり、また流動開始温
度が420℃を超えると分解反応を伴い、膜強度が低下す
る傾向がある。得られるマイクロパウダーの粒径は、0.
5〜50μmであることが好ましく、より好ましくは0.5〜3
0μm、さらに好ましくは0.5〜10μmである。
ム(薄膜)を製造する方法としては、粉体塗装法、分散
液を用いる方法などが挙げられる。粉体塗装としては、
例えば、300〜420℃の温度で、10〜40分間焼き付ける方
法などが挙げられる。分散液を用いる方法としては、例
えば、水や有機溶剤にマイクロパウダーを固形分10%以
上になるよう分散させた液を基材に塗布した後、水や有
機溶剤を乾燥処理する方法などが挙げられる。ここで、
有機溶剤としては、一般の有機溶剤であれば特に限定さ
れないが、例えば、メチルエチルケトン、メチルイソブ
チルケトン、イソプロパノール、トルエンなどが挙げら
れる。
の粉体塗料や、絶縁用の有機フィラーとして使用するこ
とができる。
発明が実施例により限定されないことは言うまでもな
い。
還流冷却器を備えた反応器に、p―ヒドロキシ安息香酸
911g(6.6モル)、4,4’−ジヒドロキシビ
フェニル 409g(2.2モル)、テレフタル酸 27
4g(1.65モル)、イソフタル酸91g(0.55
モル)及び無水酢酸 1235g(12.1モル)を仕
込んだ。反応器内を十分に窒素ガスで置換した後、窒素
ガス気流下で15分かけて150℃まで昇温し、温度を
保持して3時間還流させた。その後、留出する副生酢酸
及び未反応の無水酢酸を留去しながら2時間50分かけ
て300℃まで昇温し、トルクの上昇が認められる時点
を反応終了とみなし、溶融状態で内容物をバットの中に
取り出した。得られた液晶ポリエステルの収量は143
0gであった。取り出した液晶性ポリエステルをセイシ
ン企業製・オリエントVM-16竪型粉砕機で1mm以下の粗
粒子に粉砕した後、流動開始温度を測定したところ239
℃であり、280℃以上の温度では溶融状態で光学異方性
を示した。この粗粒子の平均粒径は、500μmであっ
た。
窒素雰囲気下に室温から250℃まで1時間かけて上げ、2
50℃から285℃まで5時間かけて上げ、285℃で3時間熱
処理した後、取り出した。得られた粗粒子の流動開始温
度は327℃であった。
粒径500μm)を、セイシン企業(株)製STJ-200ジェッ
トミルにて微粉砕した結果、平均粒径5.2μmの液晶ポ
リエステルのマイクロパウダーが得られた。得られたマ
イクロパウダーを窒素雰囲気下に室温から250℃まで1
時間かけて上げ、250℃から292℃まで5時間かけて上
げ、292℃で3時間熱処理した後、取り出した。得られ
たマイクロパウダーの流動開始温度は326℃であった。
得られたマイクロパウダーを用いて、焼き付け条件、37
0℃、20分で粉体塗装した結果、膜厚精度±10%以下の厚
み50μmの薄膜を得ることができた。
粒径500μm)を、セイシン企業(株)製STJ-200ジェッ
トミルにて微粉砕した結果、平均粒径は450μmであっ
た。その結果、粉体塗装により50μmの膜厚のものを得
ることはできなかった。
得るマイクロパウダーを提供することが可能となる。
Claims (13)
- 【請求項1】流動開始温度が200℃以上270℃以下の液晶
ポリエステルを粉砕して得られ、平均粒径が0.5〜50μm
であることを特徴とするマイクロパウダー。 - 【請求項2】粉砕の後、さらに不活性気体の雰囲気下で
熱処理して得られる請求項1記載のマイクロパウダー。 - 【請求項3】熱処理の後、さらに粉砕して得られる請求
項2記載のマイクロパウダー。 - 【請求項4】平均粒径が0.5〜30μmである請求項1〜3
のいずれかに記載のマイクロパウダー。 - 【請求項5】平均粒径が0.5〜10μmである請求項1〜4
のいずれかに記載のマイクロパウダー。 - 【請求項6】液晶ポリエステルが、芳香族ヒドロキシカ
ルボン酸、芳香族ジオールおよび芳香族ジカルボン酸か
らなる請求項1〜5のいずれかに記載のマイクロパウダ
ー。 - 【請求項7】液晶ポリエステルが、芳香族ヒドロキシカ
ルボン酸および芳香族ジオールからなる群から選ばれる
少なくとも1種を脂肪酸無水物によりアシル化して得た
アシル化物と、芳香族ヒドロキシカルボン酸および芳香
族ジカルボン酸からなる群から選ばれる少なくとも1種
とをエステル交換して得られる請求項1〜6のいずれか
に記載のマイクロパウダー。 - 【請求項8】芳香族ヒドロキシカルボン酸がp−ヒドロ
キシ安息香酸であり、芳香族ジカルボン酸がテレフタル
酸50〜100モル%を含み、芳香族ジオールが4,4'−ジヒ
ドロキシビフェニル50〜100モル%を含む請求項1〜7
のいずれかに記載のマイクロパウダー。 - 【請求項9】流動開始温度が200℃以上270℃以下の液晶
ポリエステルを粉砕することを特徴とする平均粒径0.5
〜50μmのマイクロパウダーの製造方法。 - 【請求項10】粉砕の後、さらに不活性気体の雰囲気下
で熱処理する請求項9記載の製造方法。 - 【請求項11】熱処理の後、さらに粉砕して得られる請
求項10記載の製造方法。 - 【請求項12】液晶ポリエステルが、芳香族ヒドロキシ
カルボン酸および芳香族ジオールからなる群から選ばれ
る少なくとも1種を脂肪酸無水物によりアシル化して得
たアシル化物と、芳香族ヒドロキシカルボン酸および芳
香族ジカルボン酸からなる群から選ばれる少なくとも1
種とをエステル交換して得られる請求項9〜11のいず
れかに記載の製造方法。 - 【請求項13】芳香族ヒドロキシカルボン酸がp−ヒド
ロキシ安息香酸であり、芳香族ジカルボン酸がテレフタ
ル酸50〜100モル%を含み、芳香族ジオールが4,4'−ジ
ヒドロキシビフェニル50〜100モル%を含む請求項9〜
12のいずれかに記載の製造方法。
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