JP2015227404A - 液晶ポリエステルブレンド - Google Patents

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Abstract

【課題】 流動性に優れるとともに、高周波帯域での誘電特性に優れ、特に高周波帯域における誘電率が低く、および耐ブリスター性にも優れた液晶ポリエステルブレンドを提供することにある。
【解決手段】 特定の繰り返し単位からなる2種類の芳香族液晶ポリエステル(A)及び(B)を、97/3〜3/97の重量比(A)/(B)でブレンドする。
【選択図】なし

Description

本発明は、流動性に優れ、かつ高周波帯域における誘電特性に優れる液晶ポリエステルブレンドに関する。
現代社会においては、日常生活のマルチメディア化や、有料道路におけるETC装置やGPSに代表されるITS(高度道路交通システム、Intelligent Transport Systems)の利用が急速に進んでいる。これに伴う情報通信のトラフィックの爆発的な増加に対応するべく、情報を伝送する周波数の高周波化が進んでいる。
このように高周波化された情報通信装置に用いられる材料としては、高周波帯域(特にギガヘルツ帯域)における誘電特性に優れ、生産性や軽量性に優れたエンジニアリングプラスチック材料が有望視されており、各種通信機器、電子デバイスなどの筐体やパッケージや誘電体デバイス等としての適用が期待されている。
上述のエンジニアリングプラスチックの中でも、サーモトロピック液晶ポリエステル樹脂(以下液晶ポリエステル樹脂またはLCPと略称する)は、
(1)誘電率が使用周波数領域帯域で一定かつ低く、誘電正接(tanδ)が低いなど誘電特性に優れる、
(2)低膨張特性(環境寸法安定性)、耐熱性、難燃性、剛性等の機械物性など種々の物性に優れている、
(3)成形時の流動性に優れ、薄肉部、微細部を有する成形品を容易に加工することができる、
などの優れた性質を有することから、高周波用途において特に期待されている材料である。
一方、情報技術(IT)の急成長に伴い、情報・通信分野においては電気電子部品の高集積度化、小型化、薄肉化、低背化等が進んでおり、0.5mm以下の非常に薄い肉厚部が形成されるケースが多く、このような薄肉部においても樹脂が完全に充填するような良好な流動性が求められている。一般に液晶ポリエステルは他の樹脂に比べて流動性に優れているが、このような薄肉化が要求される場合には、さらなる流動性の向上が必要となる。
そこで、液晶ポリエステルの流動性を改良するために、他の樹脂をブレンドする方法が提案されている。特許文献1には、熱変形温度の異なる2種の液晶ポリエステル樹脂をブレンドする方法が開示され、特許文献2には、流動温度の異なる2種の液晶ポリエステル樹脂をブレンドする方法が開示されている。
しかしながら、上記文献では、LCP同士のブレンドによって、流動性を改良するとともに、高周波帯域における誘電特性をも改善することについては検討されておらず、誘電特性と流動性の両立は未だ困難であった。
さらに、成形品を高温の空気中および液体中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、液晶ポリエステルが溶融状態にある時に発生する分解ガスや成形時に巻き込まれた空気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ガスが膨張し、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。
このようなブリスターの発生を抑制するために、材料の溶融押出時にベント孔から十分脱気すること、成形時に成形機内に長く滞留させないことや背圧をかけることなどが考えられる。しかしながら、これらはいずれも操作条件範囲が狭く、ブリスターの発生を抑制した成形品を得るには十分ではなかった。
特許第2611376号公報 特開平10−219085号公報
本発明の目的は、流動性に優れるとともに、高周波帯域での誘電特性および耐ブリスター性にも優れた液晶ポリエステルブレンドを提供することにある。
本発明者らは、上記課題に鑑み、液晶ポリエステル樹脂の誘電特性、流動性および耐ブリスター性について鋭意検討した結果、特定の繰り返し単位からなる2種の液晶ポリエステルを特定の割合でブレンドすることにより、誘電特性に優れ、かつ流動性および耐ブリスター性が向上した液晶ポリエステルブレンドが得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明の液晶ポリエステル樹脂組成物は、成形時の流動性に優れるとともに、高周波帯域での誘電特性に優れ、特に高周波帯域における誘電率が低く、および耐ブレスター性に優れるため、各種通信機器、電子デバイス等の筐体やパッケージ、および誘電体デバイス等といった高周波用途に好適に用いられる。
引張強度試験に用いたダンベル状試験片の模式図である。
すなわち、本発明は、
(A)下記式[I]〜[IV] :
Figure 2015227404
Figure 2015227404
Figure 2015227404
Figure 2015227404
[式中、
k、l、mおよびnは、全繰返し単位中の各繰返し単位のモル%を示し、以下の条件を満たす:
60≦k≦80;
0.1≦l≦10;
10≦m≦20;
10≦n≦20;および
k+l+m+n=100
式[III]におけるArは、下記式:
Figure 2015227404
または
Figure 2015227404
で示される構造、またはその両方の構造を含み、そして式[IV]におけるArは、下記式:
Figure 2015227404
または
Figure 2015227404
で示される構造、またはその両方の構造を含む]
で表される繰返し単位からなる全芳香族ポリエステル、および
(B)下記式[V]〜[IX]:
Figure 2015227404
Figure 2015227404
Figure 2015227404
Figure 2015227404
Figure 2015227404
[式中、
p、q、r、sおよびtは、全繰返し単位中の各繰返し単位のモル%を示し、以下の条件を満たす:
25≦p≦45;
2≦q≦10;
10≦r≦20;
10≦s≦20;
20≦t≦40;および
p+q+r+s+t=100]
で表される繰返し単位からなる全芳香族液晶ポリエステル
を含み、重量比(A)/(B)は97/3〜3/97である、液晶ポリエステルブレンドを提供するものである。
本発明の液晶ポリエステルブレンドに用いる全芳香族液晶ポリエステル(A)(以下、単に液晶ポリエステル(A)と呼ぶ)および全芳香族液晶ポリエステル(B)(以下、単に液晶ポリエステル(B)と呼ぶ)は、当業者にサーモトロピック液晶ポリエステルと呼ばれる異方性溶融相を形成する液晶ポリエステルである。
液晶ポリエステル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。
以下、液晶ポリエステル(A)について説明する。
本発明に用いる液晶ポリエステル(A)は、芳香族オキシカルボニル繰返し単位、芳香族ジオキシ繰返し単位および芳香族ジカルボニル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である。
液晶ポリエステル(A)は、芳香族オキシカルボニル繰返し単位として、以下に示す式[I]:
Figure 2015227404
で表されるp−オキシベンゾイル繰返し単位、および式[II]:
Figure 2015227404
[式中、kおよびlはそれぞれ、液晶ポリエステル(A)における全繰返し単位中の式[I]および式[II]で表される繰返し単位のモル%を示す]
で表される6−オキシ−2−ナフトイル繰返し単位を本質的に含んでなる。
液晶ポリエステル(A)は、式[I]で表される繰返し単位を全繰返し単位に対して60〜80モル%、好ましくは62〜78モル%、さらに好ましくは65〜75モル%含み、かつ、式[II]で表される繰返し単位を全繰返し単位に対して0.1〜10モル%、好ましくは0.5〜7モル%、さらに好ましくは1〜5モル%含んでなる。
式[I]で表される繰返し単位を与える単量体としては、p−ヒドロキシ安息香酸、およびそのアシル化物、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。
式[II]で表される繰返し単位を与える単量体としては、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸、およびそのアシル化物、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。
また、液晶ポリエステル(A)は、芳香族ジオキシ繰返し単位として、以下の
Figure 2015227404
[式中、mは、液晶ポリエステル(A)における全繰返し単位中の式[III]で表される繰返し単位のモル%を示し、Arは、下記式:
Figure 2015227404
または
Figure 2015227404
で示される構造、またはその両方の構造を含む]
で表される繰返し単位を本質的に含んでなる。
液晶ポリエステル樹脂(A)は、式[III]で表される繰返し単位を、全繰返し単位に対して10〜20モル%、好ましくは10〜18モル%、さらに好ましくは12〜16モル%含んでなる。
式[III]で表される繰返し単位を与える単量体としては、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、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、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エ−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、および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、得られる液晶ポリエステル樹脂の特性などの点から好ましい。
さらに、液晶ポリエステル樹脂(A)は、以下に示す式[IV]:
Figure 2015227404
[式中、nは、液晶ポリエステル(A)における全繰返し単位中の式[IV]で表される繰返し単位のモル%を示し、Arは、下記式:
Figure 2015227404
または
Figure 2015227404
で示される構造、またはその両方の構造を含む]
で表される芳香族ジカルボニル繰返し単位を本質的に含んでなる。
液晶ポリエステル樹脂(A)は、式[IV]で表される繰返し単位を、全繰返し単位に対して10〜20モル%、好ましくは10〜18モル%、さらに好ましくは12〜16モル%含んでなる。
式[IV]で表される繰返し単位を与える単量体としては、テレフタル酸、イソフタル酸、4,4’−ジカルボキシビフェニル、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等の芳香族ジカルボン酸、および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、テレフタル酸および2,6−ナフタレンジカルボン酸が得られる液晶ポリエステルの機械物性、耐熱性、結晶融解温度、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。
液晶ポリエステル(A)においては、k+l+m+n=100である。
また、液晶ポリエステル(A)において、式[III]で表される芳香族ジオキシ繰返し単位の含有量と、式[IV]で表される芳香族ジカルボニル繰返し単位の含有量は、実質的に等モルであるのが好ましい。
次に、液晶ポリエステル(B)について説明する。
本発明に用いる液晶ポリエステル(B)は、芳香族オキシカルボニル繰返し単位、芳香族ジオキシ繰返し単位および芳香族ジカルボニル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である。
液晶ポリエステル(B)は、芳香族オキシカルボニル繰返し単位として、以下に示す式[V]:
Figure 2015227404
で表されるp−オキシベンゾイル繰返し単位、および式[VI]:
Figure 2015227404
[式中、pおよびqはそれぞれ、液晶ポリエステル(B)における全繰返し単位中の式[V]および式[VI]で表される繰返し単位のモル%を示す]
で表される6−オキシ−2−ナフトイル繰返し単位を本質的に含んでなる。
液晶ポリエステル(B)は、式[V]で表される繰返し単位を全繰返し単位に対して25〜45モル%、好ましくは30〜45モル%、さらに好ましくは30〜40モル%含み、かつ、式[VI]で表される繰返し単位を全繰返し単位に対して2〜10モル%、好ましくは3〜9モル%、さらに好ましくは3〜6モル%含んでなる。
式[V]で表される繰返し単位を与える単量体としては、p−ヒドロキシ安息香酸、およびそのアシル化物、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。
式[VI]で表される繰返し単位を与える単量体としては、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸、およびそのアシル化物、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。
また、液晶ポリエステル樹脂(B)は、芳香族ジオキシ繰返し単位として、以下の式[VII]:
Figure 2015227404
および式[VIII]
Figure 2015227404
[式中、rおよびsはそれぞれ、液晶ポリエステル(B)における全繰返し単位中の式[VII]および式[VIII]で表される繰返し単位のモル%を示す]
で表される繰返し単位を本質的に含んでなる。
液晶ポリエステル樹脂(B)は、式[VII]で表される繰返し単位を、全繰返し単位に対して10〜20モル%、好ましくは13〜20モル%、より好ましくは13.5〜18.5モル%、さらに好ましくは16〜18モル%含み、かつ、式[VIII]で表される繰返し単位を、全繰返し単位に対して10〜20モル%、好ましくは10〜17モル%、より好ましくは11.5〜15.5モル%、さらに好ましくは12〜14モル%含んでなる。
また、液晶ポリエステル(B)は、式[VII]で表される繰返し単位の液晶ポリエステル(B)における組成比(モル%)が、式[VIII]で表される繰返し単位の液晶ポリエステル(B)における組成比(モル%)よりも多い。すなわち、r>sの関係を満たす場合は、耐ブリスター性の点から好ましい。
式[VII]で表される繰返し単位を与える単量体としては、ハイドロキノン、およびそ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。
式[VIII]で表される繰返し単位を与える単量体としては、4,4’−ジヒドロキシビフェニル、およびそ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。
さらに、液晶ポリエステル樹脂(B)は、以下に示す式[IX]:
Figure 2015227404
[式中、tは、液晶ポリエステル樹脂(B)における全繰返し単位中の式[IX]で表される繰返し単位のモル%を示す]
で表される芳香族ジカルボニル繰返し単位を本質的に含んでなる。
液晶ポリエステル(B)は、芳香族ジカルボニル繰返し単位として、式[IX]で表される繰返し単位を20〜40モル%、好ましくは25〜35モル%、さらに好ましくは28〜32モル%含んでなる。
式[IX]で表される繰返し単位を与える単量体としては、テレフタル酸ならびに、そのエステル誘導体、酸ハロゲン化物などのエステル形成性の誘導体が挙げられる。
液晶ポリエステル(B)においては、p+q+r+s+t=100である。
また、液晶ポリエステル(B)において、式[VII]および式[VIII]で表される芳香族ジオキシ繰返し単位の合計含有量と、式[IX]で表される芳香族ジカルボニル繰返し単位の含有量は、実質的に等モルであるのが好ましい。
以下、液晶ポリエステル(A)および液晶ポリエステル(B)の製造方法について説明する。
本発明に用いる液晶ポリエステル(A)および液晶ポリエステル(B)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。
溶融アシドリシス法とは、本発明で用いる液晶ポリエステル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。
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。
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、液晶ポリエステル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。
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。
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、必要に応じて触媒を用いてもよい。
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。
触媒の使用割合は、通常モノマーに対して1〜1000ppm、好ましくは20〜200ppmである。
このようにして重縮合反応され得られた液晶ポリエステル(A)および液晶ポリエステル(B)は、それぞれ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。
ペレット状、フレーク状、または粉末状の液晶ポリエステル(A)および液晶ポリエステル(B)は、所望により、耐熱性を高めるなどの目的で、真空下、または窒素、ヘリウムなどの不活性ガス雰囲気下において固相状態で熱処理を行ってもよい。
このようにして得られた、ペレット状、フレーク状、または粉末状に加工された液晶ポリエステル(A)および液晶ポリエステル(B)は、バンバリーミキサー、ニーダー、一軸もしくは二軸押出し機などを用いて、溶融混練され本発明の液晶ポリエステルブレンドとされる。
液晶ポリエステル(A)および液晶ポリエステル(B)の配合比率(A)/(B)としては、重量比で97/3〜3/97、好ましくは95/5〜10/90、より好ましくは95/5〜20/80である。
(A)/(B)が97/3よりも大きい場合、もしくは(A)/(B)が3/97より小さい場合は、流動性が十分に改善されないため好ましくない。
本発明の液晶ポリエステルブレンドに用いる液晶ポリエステル(A)および液晶ポリエステル(B)は、いずれも示差走査熱量計により測定される結晶融解温度が300〜350℃であるのが好ましく、310〜350℃であるのがより好ましく、315〜345℃であるのが特に好ましい。
液晶ポリエステル(A)および液晶ポリエステル(B)の結晶融解温度が300℃を下回ると、両者の配合比率によっては耐熱性が低下する傾向があり、350℃を上回ると、両者の配合比率によっては成形加工性が低下する傾向があるため好ましくない。
本発明において、結晶融解温度(以下、Tmとも称する)は示差走査熱量計により測定されるものである。具体的には、結晶融解温度は以下の方法により測定されるものである。示差走査熱量計を用いて、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)を測定した後、Tm1より50℃高い温度で10分間保持する。次いで、20℃/分の降温条件で室温まで試料を冷却し、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結晶融解温度(Tm)とする。
本発明の液晶ポリエステルブレンドは、高周波帯域における誘電率が低く、誘電特性に優れるため、各種通信機器や電子デバイスなどの材料として使用した場合、通信速度の高速化や、電気信号の伝送損失を減らすことが可能となる。
上記のようにして得られた液晶ポリエステル(A)および液晶ポリエステル(B)からなる液晶ポリエステルブレンドに、無機充填材および/または有機充填材を配合して、液晶ポリエステルブレンド組成物としてもよい。
本発明の液晶ポリエステルブレンド組成物に配合してもよい、無機充填材および/または有機充填材としては、たとえばガラス繊維、シリカアルミナ繊維、アルミナ繊維、炭素繊維、チタン酸カリウム繊維、ホウ酸アルミニウム繊維、アラミド繊維、タルク、マイカ、グラファイト、ウォラストナイト、ドロマイト、クレイ、ガラスフレーク、ガラスビーズ、ガラスバルーン、炭酸カルシウム、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。
本発明の液晶ポリエステルブレンド組成物における、無機充填材および/または有機充填材の配合量は、液晶ポリエステル(A)および液晶ポリエステル(B)の合計量100重量部に対して、0.1〜200重量部、好ましくは1〜100重量部であるのがよい。
前記の無機充填材および/または有機充填材の配合量が200重量部を超える場合には、成形加工性が低下する傾向や、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。
本発明の液晶ポリエステルブレンド組成物には、本発明の効果を損なわない範囲でさらに、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。
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、本発明の液晶ポリエステルブレンドまたはその組成物を成形するに際して、予め、液晶ポリエステルブレンドまたはその組成物のペレットの表面に付着せしめてもよい。
また、本発明の液晶ポリエステルブレンドまたはその組成物には、本発明の目的を損なわない範囲で、さらに、本発明の液晶ポリエステルブレンドと同様の温度域で成形加工可能である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。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、液晶ポリエステルブレンド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、本発明の液晶ポリエステルブレンドまたはその組成物中の液晶ポリエステル(A)および液晶ポエエステル(B)の合計100重量部に対して、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。
液晶ポリエステル(A)および液晶ポリエステル(B)からなる本発明の液晶ポリエステルブレンドと、無機充填材および/または有機充填材とは、所望により各種添加剤や他の樹脂成分などを組み合わせ、所定の組成で、バンバリーミキサー、ニーダー、一軸もしくは二軸押出し機などを用いて溶融混練することによって、液晶ポリエステルブレンド組成物とすることができる。
これらの、無機充填材および/または有機充填材、各種添加剤や他の樹脂成分などは、液晶ポリエステル(A)および液晶ポリエステル(B)からなる液晶ポリエステルブレンドに配合してもよく、液晶ポリエステル(A)と液晶ポリエステル(B)との溶融混練時に同時に配合してもよい。
この様にして得られた、本発明の液晶ポリエステルブレンドまたは液晶ポリエステルブレンド組成物は、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、成形品、フィルム、シート、および不織布などに加工される。
本発明の液晶ポリエステルブレンドまたは液晶ポリエステルブレンド組成物は、高周波帯域における誘電特性に優れるとともに、流動性、耐ブリスター性および機械強度に優れるため、アンテナ、コネクター、基板などの高周波用途で用いられる電子部品の材料として特に好適に用いられる。
以下、実施例により本発明を詳細に説明する。
合成例、実施例および比較例において、結晶融解温度、流動性、耐ブリスター性、誘電率および引張強度は以下の方法で測定した。
1)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を用いて、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)を測定した後、Tm1より50℃高い温度で10分間保持する。次いで、20℃/分の降温条件で室温まで試料を冷却し、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結晶融解温度(Tm)とした。
2)流動性
射出成形機(日精樹脂工業株式会社製 UH1000−110)にて、厚み0.3mm、幅12.7mmのバーフロー流動長測定金型を用いて、シリンダー温度350℃、射出圧力40MPaのときの流動長で評価した。
3)耐ブリスター性
62.5×12.7×0.8mmの試験片をギアオーブンにて240℃および270℃の条件で10分間加熱処理を行い、冷却後、目視により表面に見られる直径1mmを越える膨れ(ブリスター)の発生個数を観察した。膨れの発生個数が0〜1個の試験片については○、2〜3個の試験片については△、4個以上の試験片については×とした。
4)誘電率
射出成形機(日精樹脂工業株式会社製 UH1000−110)を用いて、長さ85mm、幅1.75mm、厚さ1.75mmのスティック状試験片を作成し、その試験片を用いて、ベクトルネットワークアナライザー(アジレントテクノロジー社製)にて1GHzおよび10GHzにおける誘電率を空洞共振器摂動法により測定した。
5)引張強度
型締め圧15トンの射出成形機(住友重機械工業株式会社製 MINIMAT M26/15)を用いてシリンダー温度350℃、金型温度70℃で射出成形し、図1の厚み2.0mmのダンベル状試験片を得た。引張試験はINSTRON5567(インストロンジャパン カンパニイリミテッド社製万能試験機)を用いて、スパン間距離25.4mm、引張速度5mm/minで行った。
以下、合成例および実施例における略号は以下の化合物を表す。
〔液晶ポリエステル樹脂モノマー〕
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
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
合成例1
LCP−Iの合成(液晶ポリエステル(A))
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1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。
Figure 2015227404
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。得られたペレットの結晶融解温度(Tm)は321℃であった。
合成例2
LCP−IIの合成(液晶ポリエステル(B))
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2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。
Figure 2015227404
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。得られたペレットの結晶融解温度(Tm)は335℃であった。
合成例3
LCP−IIIの合成
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およびBON6を表3に示す組成比で、総量6.5molとなるように仕込み、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。
Figure 2015227404
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210℃まで速やかに昇温し、同温度にて30分間保持した。その後、325℃まで5時間かけて昇温した後、90分かけて20mmHg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。得られたペレットの結晶融解温度(Tm)は278℃であった。
実施例1〜5
LCP−IおよびLCP-IIを、表4に記載の重量比となるようにブレンドし、二軸押出機TEX−30(日本製鋼所株式会社製)を用いて、350℃にて溶融混練を行い、液晶ポリエステルブレンドをペレットとして得た。その後、流動性、耐ブリスター性、誘電率および引張強度を測定した。
比較例1および比較例2
合成例1および合成例2により得られた液晶ポリエステルLCP−IおよびLCP−IIについて、ブレンドすることなくそれぞれ単独で、流動性、耐ブリスター性、誘電率および引張強度を測定した。
比較例3
LCP−IおよびLCP−IIIを、表4に記載の重量比となるようにブレンドし、実施例1同様に液晶ポリエステルブレンドをペレットとして得た。その後、流動性、耐ブリスター性、誘電率および引張強度を測定した。
各実施例および比較例の測定および評価結果を表4に示す。
Figure 2015227404
本発明の液晶ポリエステルブレンド(実施例1〜5)はいずれも、誘電特性および機械強度を維持しながらも、比較例1(液晶ポリエステル(A)単独、LCP−I)と比較して流動性に優れ、比較例2(液晶ポリエステル(B)単独、LCP−II)と比較して流動性および耐ブリスター性に優れ、また比較例3(LCP−III)と比較して耐ブリスター性に非常に優れるものであった。
また、液晶ポリエステルブレンドである比較例4ではLCP−IおよびLCP−IIIと比較して流動性は改善されたものの、耐ブリスター性は十分ではなく、また誘電率の値はLCP−IおよびLCP−IIIのいずれと比較しても高くなり、誘電特性に劣るものであった。

Claims (6)

  1. (A)下記式[I]〜[IV] :
    Figure 2015227404
    Figure 2015227404
    Figure 2015227404
    Figure 2015227404
    [式中、
    k、l、mおよびnは、全繰返し単位中の各繰返し単位のモル%を示し、以下の条件を満たす:
    60≦k≦80;
    0.1≦l≦10;
    10≦m≦20;
    10≦n≦20;および
    k+l+m+n=100
    式[III]におけるArは、下記式:
    Figure 2015227404
    または
    Figure 2015227404
    で示される構造、またはその両方の構造を含み、および式[IV]におけるArは、下記式::
    Figure 2015227404
    または
    Figure 2015227404
    で示される構造、またはその両方の構造を含む]
    で表される繰返し単位からなる全芳香族液晶ポリエステル、および
    (B)下記式[V]〜[IX]:
    Figure 2015227404
    Figure 2015227404
    Figure 2015227404
    Figure 2015227404
    Figure 2015227404
    [式中、
    p、q、r、sおよびtは、全繰返し単位中の各繰返し単位のモル%を示し、以下の条件を満たす:
    25≦p≦45;
    2≦q≦10;
    10≦r≦20;
    10≦s≦20;
    20≦t≦40;および
    p+q+r+s+t=100]
    で表される繰返し単位からなる全芳香族液晶ポリエステル
    を含み、重量比(A)/(B)は97/3〜3/97である、液晶ポリエステルブレンド。
  2. 示差走査熱量計により測定される液晶ポリエステル(A)および液晶ポリエステル(B)の結晶融解温度が300〜350℃であることを特徴とする、請求項1に記載の液晶ポリエステルブレンド。
  3. 請求項1および2のいずれかに記載の液晶ポリエステルブレンド100重量部、および無機充填材および/または有機充填材の1種以上0.1〜200重量部
    を含んでなる液晶ポリエステルブレンド組成物。
  4. 無機充填材および/または有機充填材が、ガラス繊維、シリカアルミナ繊維、アルミナ繊維、炭素繊維、チタン酸カリウム繊維、ホウ酸アルミニウム繊維、アラミド繊維、タルク、マイカ、グラファイト、ウォラストナイト、ドロマイト、クレイ、ガラスフレーク、ガラスビーズ、ガラスバルーン、炭酸カルシウム、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種以上である、請求項3に記載の液晶ポリエステルブレンド組成物。
  5. 無機充填材がガラス繊維である、請求項3に記載の液晶ポリエステルブレンド組成物。
  6. 請求項1および2のいずれかに記載の液晶ポリエステルブレンドまたは請求項3〜5の何れかに記載の液晶ポリエステルブレンド組成物からなる成形品。
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