JP2018070728A - 液晶ポリエステル樹脂組成物 - Google Patents

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Abstract

【課題】成形時の可塑化時間が安定しており、成形工程を安定して行い得る液晶ポリエステル樹脂組成物、及び前記液晶ポリエステル樹脂組成物を用いて得られた成形体の提供。【解決手段】液晶ポリエステルと、下記構成単位(I)〜(III)を構成単位として有する化合物であり、融点が100℃以上であるアミド化合物と、を含む液晶ポリエステル樹脂組成物であって、前記アミド化合物の体積平均粒径が、5〜50μmであり、前記液晶ポリエステル100質量部に対する、前記アミド化合物の含有量が、0.005〜0.1質量部未満である液晶ポリエステル樹脂組成物。前記液晶ポリエステル樹脂組成物から形成された射出成形体。構成単位(I):CH3−X−CO−構成単位(II):−HN−Y−NH−構成単位(III):−OC−Z−CO−【選択図】なし

Description

本発明は、液晶ポリエステル樹脂組成物に関する。
液晶ポリエステルは、一般に溶融液晶型(サーモトロピック液晶)ポリマーと呼ばれており、その特異的な挙動のため溶融流動性に極めて優れ、構造によっては300℃以上の耐熱変形性を有する。液晶ポリエステルは、このような特性を生かして、電子部品をはじめ、OA、AV部品、耐熱食器等の用途で成形体に用いられている。
前記成形体を得るための成形方法としては、射出成形法が一般的である。射出成形法においては、通常、液晶ポリエステルに必要に応じて他の成分を配合して得られた液晶ポリエステル樹脂組成物を用いる。そして、射出成形機のうち射出ユニットにおいて、前記樹脂組成物の溶融体の計量に要する時間(すなわち、前記樹脂組成物の可塑化時間)が安定し、変動が抑制されていることや、射出成形機のうち金型ユニットにおいて得られた成形体の冷却に要する時間(成形体の冷却時間)よりも、前記可塑化時間が短いことが、射出成形法では必要とされる。
しかし、液晶ポリエステル樹脂組成物では、前記可塑化時間が安定せずに変動し易く、前記冷却時間よりも長くなってしまうことがあった。この場合、一定サイクルで成形を行うことは困難であり、成形体の生産性が低下してしまうことがあった。
このような液晶ポリエステル樹脂組成物の可塑化時間の変動を抑制するため、ポリアミド化合物が混合された液晶ポリエステル樹脂混合物を用いること(特許文献1)や、3価リン原子を有するリン化合物とアミド化合物とが混合された液晶ポリエステル樹脂混合物を用いること(特許文献2)や、熱可塑性樹脂とフィラーの合計量100重量部に対し、高級脂肪族モノカルボン酸と多塩基酸とジアミンを反応させて得られるカルボン酸アマイド系物質を0.1〜10重量部含有してなる錠剤(特許文献3)が、それぞれ開示されている。
特開2004−182748号公報 特開2007−308619号公報 特開2004−1487号公報
しかし、特許文献1〜3で開示されている樹脂混合物を用いても、成形時の可塑化時間の安定性は、未だに不十分であり、改善しようとして、多量にポリアミド化合物や、3価リン原子を有するリン化合物とアミド化合物とを混合すると、アミド化合物がペレットから脱落して異物と間違えられるという課題があり、さらに特許文献3の方法では、錠剤を作製する必要があり、生産性が低下するという課題があった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、成形時の可塑化時間が安定しており、成形工程を安定して行うことができる液晶ポリエステル樹脂組成物、前記液晶ポリエステル樹脂組成物を用いて得られた成形体を提供することを課題とする。
上記課題を解決するため、本発明は、以下の構成を採用する。
[1].液晶ポリエステルと、下記構成単位(I)〜(III)を構成単位として有する化合物であり、融点が100℃以上であるアミド化合物と、を含む液晶ポリエステル樹脂組成物であって、前記アミド化合物の体積平均粒径は、5μm以上50μm以下であり、前記液晶ポリエステルの含有量100質量部に対する、前記アミド化合物の含有量が、0.005質量部以上0.1質量部未満である液晶ポリエステル樹脂組成物。
構成単位(I):CH−X−CO−
(Xは炭素数が10以上の脂肪族炭化水素基、又は脂肪族炭化水素基の1つ若しくは2つ以上の水素原子がヒドロキシ基で置換されたヒドロキシ炭化水素基を表す。)
構成単位(II):−HN−Y−NH−
(Yは炭素数が2以上の炭化水素基を表す。)
構成単位(III):−OC−Z−CO−
(Zは炭素数が4以上の脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、又は芳香族炭化水素基を表す。)
[2].前記アミド化合物の構成単位(I)が下記式(I)’で表される、[1]に記載の液晶ポリエステル樹脂組成物。
(I)’:CH−(CH−CO−
(lは10以上の整数を表す。)
[3].前記アミド化合物の構成単位(II)が下記式(II)’で表される、[1]又は[2]に記載の液晶ポリエステル樹脂組成物。
(II)’:−HN−(CH−NH−
(mは2〜12の整数を表す。)
[4].前記アミド化合物の構成単位(III)が下記式(III)’で表される、[1]〜[3]のいずれか一項に記載の液晶ポリエステル樹脂組成物。
(III)’:−OC−(CH−CO−
(nは4〜12の整数を表す。)
[5].前記アミド化合物の含有量が、液晶ポリエステルの含有量100質量部に対して、0.02質量部以上0.05質量部以下である、[1]〜[4]のいずれか一項に記載の液晶ポリエステル樹脂組成物。
[6].前記アミド化合物が、構成単位(I)と、構成単位(II)と、構成単位(III)との合計量に対して、構成単位(III)を1〜30モル%有する、[1]〜[5]のいずれか一項に記載の液晶ポリエステル樹脂組成物。
[7].前記液晶ポリエステルが、芳香族ヒドロキシカルボン酸に由来する繰返し単位と、芳香族ジカルボン酸に由来する繰返し単位と、芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシアミン又は芳香族ジアミンに由来する繰返し単位とからなる、[1]〜[6]のいずれか一項に記載の液晶ポリエステル樹脂組成物。
[8].液晶ポリエステルを含むペレットの表面の少なくとも一部を、アミド化合物が被覆しており、前記アミド化合物は、下記構成単位(I)〜(III)を構成単位として有し、融点が100℃以上であり、体積平均粒径が5μm以上50μm以下であり、前記液晶ポリエステルの含有量100質量部に対する、前記アミド化合物の含有量が、0.005質量部以上0.1質量部未満である液晶ポリエステルペレット。
構成単位(I):CH−X−CO−
(Xは炭素数が10以上の脂肪族炭化水素基、又は脂肪族炭化水素基の1つ若しくは2つ以上の水素原子がヒドロキシ基で置換されたヒドロキシ炭化水素基を表す。)
構成単位(II):−HN−Y−NH−
(Yは炭素数が2以上の炭化水素基を表す。)
構成単位(III):−OC−Z−CO−
(Zは炭素数が4以上の脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、又は芳香族炭化水素基を表す。)
[9].[1]〜[7]のいずれか一項に記載の液晶ポリエステル樹脂組成物、又は[8]に記載の液晶ポリエステルペレットを用いて形成された射出成形体。
[10].液晶ポリエステルを含むペレットと、下記構成単位(I)〜(III)を構成単位として有し、融点が100℃以上であり、体積平均粒径が5μm以上50μm以下であるアミド化合物とを、前記液晶ポリエステルの混合量100質量部に対する、前記アミド化合物の混合量を0.005質量部以上0.1質量部未満として混合する、液晶ポリエステル樹脂組成物の製造方法。
構成単位(I):CH−X−CO−
(Xは炭素数が10以上の脂肪族炭化水素基、又は脂肪族炭化水素基の1つ若しくは2つ以上の水素原子がヒドロキシ基で置換されたヒドロキシ炭化水素基を表す。)
構成単位(II):−HN−Y−NH−
(Yは炭素数が2以上の炭化水素基を表す。)
構成単位(III):−OC−Z−CO−
(Zは炭素数が4以上の脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、又は芳香族炭化水素基を表す。)
[11].下記構成単位(I)〜(III)を構成単位として有し、融点が100℃以上であり、体積平均粒径が5μm以上50μm以下であるアミド化合物。
構成単位(I):CH−X−CO−
(Xは炭素数が10以上の脂肪族炭化水素基、又は脂肪族炭化水素基の1つ若しくは2つ以上の水素原子がヒドロキシ基で置換されたヒドロキシ炭化水素基を表す。)
構成単位(II):−HN−Y−NH−
(Yは炭素数が2以上の炭化水素基を表す。)
構成単位(III):−OC−Z−CO−
(Zは炭素数が4以上の脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、又は芳香族炭化水素基を表す。)
本発明によれば、成形時の可塑化時間が安定しており、成形工程を安定して行うことができる液晶ポリエステル樹脂組成物、前記液晶ポリエステル樹脂組成物を用いて得られた成形体が提供される。
<液晶ポリエステル樹脂組成物>
本発明の液晶ポリエステル樹脂組成物は、液晶ポリエステルと、下記構成単位(I)〜(III)を構成単位として有する化合物であり、融点が100℃以上であるアミド化合物と、を含む液晶ポリエステル樹脂組成物であって、前記アミド化合物の体積平均粒径は、5μm以上50μm以下であり、前記液晶ポリエステルの含有量100質量部に対する、前記アミド化合物の含有量が、0.005質量部以上0.1質量部未満である。
構成単位(I):CH−X−CO−
(Xは炭素数が10以上の脂肪族炭化水素基、又は脂肪族炭化水素基の1つ若しくは2つ以上の水素原子がヒドロキシ基で置換されたヒドロキシ炭化水素基を表す。)
構成単位(II):−HN−Y−NH−
(Yは炭素数が2以上の炭化水素基を表す。)
構成単位(III):−OC−Z−CO−
(Zは炭素数が4以上の脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、又は芳香族炭化水素基を表す。)
前記液晶ポリエステル樹脂組成物は、液晶ポリエステルと、特定のアミド化合物とを併用し、前記アミド化合物の使用量を特定の範囲としていることで、後述するように、射出成形等の成形時の可塑化時間が安定しており、成形工程を安定して行うことができる。
以下、前記液晶ポリエステル樹脂組成物の含有成分について、説明する。
(液晶ポリエステル)
前記液晶ポリエステルは、溶融状態で液晶性を示すポリエステルであり、450℃以下の温度で溶融するものであることが好ましい。なお、液晶ポリエステルは、液晶ポリエステルアミドであってもよいし、液晶ポリエステルエーテルであってもよいし、液晶ポリエステルカーボネートであってもよいし、液晶ポリエステルイミドであってもよい。液晶ポリエステルは、原料モノマーとして芳香族化合物のみを用いてなる全芳香族液晶ポリエステルであることが好ましい。
液晶ポリエステルの典型的な例としては、芳香族ヒドロキシカルボン酸と芳香族ジカルボン酸と芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシアミン及び芳香族ジアミンからなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物とを縮重合(重縮合)させてなるもの、複数種の芳香族ヒドロキシカルボン酸を重合させてなるもの、芳香族ジカルボン酸と芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシアミン及び芳香族ジアミンからなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物とを重合させてなるもの、及びポリエチレンテレフタレート等のポリエステルと芳香族ヒドロキシカルボン酸とを重合させてなるものが挙げられる。ここで、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、芳香族ヒドロキシアミン及び芳香族ジアミンは、互いに独立に、その一部又は全部に代えて、その重合可能な誘導体が用いられてもよい。
芳香族ヒドロキシカルボン酸及び芳香族ジカルボン酸のような、カルボキシ基を有する化合物の重合可能な誘導体の例としては、カルボキシ基をアルコキシカルボニル基又はアリールオキシカルボニル基に変換してなるもの(エステル)、カルボキシ基をハロホルミル基に変換してなるもの(酸ハロゲン化物)、及びカルボキシ基をアシルオキシカルボニル基に変換してなるもの(酸無水物)が挙げられる。芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族ジオール及び芳香族ヒドロキシアミンのような、ヒドロキシ基を有する化合物の重合可能な誘導体の例としては、ヒドロキシ基をアシル化してアシルオキシ基に変換してなるもの(アシル化物)が挙げられる。芳香族ヒドロキシアミン及び芳香族ジアミンのような、アミノ基を有する化合物の重合可能な誘導体の例としては、アミノ基をアシル化してアシルアミノ基に変換してなるもの(アシル化物)が挙げられる。
液晶ポリエステルは、式(1)で表される繰返し単位(以下、「繰返し単位(1)」ということがある。)を有することが好ましく、繰返し単位(1)と、式(2)で表される繰返し単位(以下、「繰返し単位(2)」ということがある。)と、式(3)で表される繰返し単位(以下、「繰返し単位(3)」ということがある。)と、を有することがより好ましい。
(1)−O−Ar−CO−
(2)−CO−Ar−CO−
(3)−X−Ar−Y−
[式(1)〜式(3)中、Arは、フェニレン基、ナフチレン基又はビフェニリレン基を表す。Ar及びArは、互いに独立に、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニリレン基又は式(4)で表される基を表す。X及びYは、互いに独立に、酸素原子又はイミノ基(−NH−)を表す。Ar、Ar又はArで表される前記基中の1個以上の水素原子は、互いに独立に、ハロゲン原子、炭素数1〜10のアルキル基又は炭素数6〜20のアリール基で置換されていてもよい。]
(4)−Ar−Z−Ar
[式(4)中、Ar及びArは、互いに独立に、フェニレン基又はナフチレン基を表す。Zは、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、スルホニル基又は炭素数1〜10のアルキリデン基を表す。]
水素原子と置換可能な前記ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられる。
水素原子と置換可能な前記炭素数1〜10のアルキル基の例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、n−オクチル基及びn−デシル基等が挙げられる。
水素原子と置換可能な前記炭素数6〜20のアリール基の例としては、フェニル基、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基等のような単環式芳香族基や、1−ナフチル基、2−ナフチル基等のような縮環式芳香族基が挙げられる。
Ar、Ar又はArで表される前記基中の1個以上の水素原子がこれらの基で置換されている場合、その置換数は、Ar、Ar又はArで表される前記基ごとに、互いに独立に、好ましくは1個又は2個であり、より好ましくは1個である。
前記炭素数1〜10のアルキリデン基の例としては、メチレン基、エチリデン基、イソプロピリデン基、n−ブチリデン基及び2−エチルヘキシリデン基等が挙げられる。
繰返し単位(1)は、所定の芳香族ヒドロキシカルボン酸に由来する繰返し単位である。
繰返し単位(1)としては、Arが1,4−フェニレン基であるもの(p−ヒドロキシ安息香酸に由来する繰返し単位)、及びArが2,6−ナフチレン基であるもの(6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸に由来する繰返し単位)が好ましい。
繰返し単位(2)は、所定の芳香族ジカルボン酸に由来する繰返し単位である。
繰返し単位(2)としては、Arが1,4−フェニレン基であるもの(テレフタル酸に由来する繰返し単位)、Arが1,3−フェニレン基であるもの(イソフタル酸に由来する繰返し単位)、Arが2,6−ナフチレン基であるもの(2,6−ナフタレンジカルボン酸に由来する繰返し単位)、及びArがジフェニルエーテル−4,4’−ジイル基であるもの(ジフェニルエーテル−4,4’−ジカルボン酸に由来する繰返し単位)が好ましい。
繰返し単位(3)は、所定の芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシアミン又は芳香族ジアミンに由来する繰返し単位である。
繰返し単位(3)としては、Arが1,4−フェニレン基であるもの(ヒドロキノン、p−アミノフェノール又はp−フェニレンジアミンに由来する繰返し単位)、及びArが4,4’−ビフェニリレン基であるもの(4,4’−ジ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又は4,4’−ジアミノビフェニルに由来する繰返し単位)が好ましい。
液晶ポリエステルの繰返し単位(1)の含有率は、液晶ポリエステルを構成する全繰返し単位の合計量(液晶ポリエステルを構成する各繰返し単位の質量をその各繰返し単位の式量で割ることにより、各繰返し単位の物質量相当量(モル)を求め、それらを合計した値)に対して、好ましくは30モル%以上、より好ましくは30〜80モル%、さらに好ましくは40〜70モル%、とりわけ好ましくは45〜65モル%である。
液晶ポリエステルは、繰返し単位(1)の含有率が多いほど、溶融流動性、耐熱性、強度・剛性が向上し易いが、例えば、80モル%を超える量であまり多いと、溶融温度や溶融粘度が高くなり易く、成形に必要な温度が高くなり易い。
液晶ポリエステルの繰返し単位(2)の含有率は、液晶ポリエステルを構成する全繰返し単位の合計量に対して、好ましくは35モル%以下、より好ましくは10〜35モル%、さらに好ましくは15〜30モル%、とりわけ好ましくは17.5〜27.5モル%である。
液晶ポリエステルの繰返し単位(3)の含有率は、液晶ポリエステルを構成する全繰返し単位の合計量に対して、好ましくは35モル%以下、より好ましくは10〜35モル%、さらに好ましくは15〜30モル%、とりわけ好ましくは17.5〜27.5モル%である。
液晶ポリエステルにおいては、繰返し単位(2)の含有率と繰返し単位(3)の含有率との割合は、[繰返し単位(2)の含有率]/[繰返し単位(3)の含有率](モル/モル)で表して、好ましくは0.9/1〜1/0.9、より好ましくは0.95/1〜1/0.95、さらに好ましくは0.98/1〜1/0.98である。
なお、前記液晶ポリエステルは、繰返し単位(1)〜(3)を、互いに独立に、1種のみ有してもよいし、2種以上有してもよい。また、液晶ポリエステルは、繰返し単位(1)〜(3)以外の繰返し単位を1種又は2種以上有してもよいが、その含有率は、全繰返し単位の合計量に対して、好ましくは0〜10モル%、より好ましくは0〜5モル%である。
液晶ポリエステルは、繰返し単位(3)として、X及びYがそれぞれ酸素原子であるものを有すること、すなわち、所定の芳香族ジオールに由来する繰返し単位を有することが、溶融粘度が低くなり易いので好ましく、繰返し単位(3)として、X及びYがそれぞれ酸素原子であるもののみを有することが、より好ましい。
液晶ポリエステルは、上記の中でも、繰返し単位(1)、繰返し単位(2)及び繰返し単位(3)からなるものが好ましい。そして、このような液晶ポリエステルは、これを構成する全繰返し単位の合計量に対して、前記繰返し単位(1)を30〜80モル%有し、前記繰返し単位(2)を10〜35モル%有し、前記繰返し単位(3)を10〜35モル%有するものが、より好ましい。
液晶ポリエステルは、これを構成する繰返し単位に対応する原料モノマーを溶融重合させ、得られた重合物(以下、「プレポリマー」ということがある。)を固相重合させることにより、製造することが好ましい。これにより、耐熱性、強度、剛性が高い高分子量の液晶ポリエステルを操作性良く製造できる。溶融重合は、触媒の存在下で行ってもよく、前記触媒の例としては、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、酢酸カリウム、三酸化アンチモン等の金属化合物や、4−(ジメチルアミノ)ピリジン、1−メチルイミダゾール等の含窒素複素環式化合物が挙げられ、好ましくは含窒素複素環式化合物が挙げられる。
液晶ポリエステルの流動開始温度は、好ましくは270℃以上、より好ましくは270℃以上400℃以下、さらに好ましくは280℃以上380℃以下である。液晶ポリエステルは、流動開始温度が高いほど、耐熱性や強度・剛性が向上し易いが、あまり高いと、溶融させるために高温を要し、成形時に熱劣化し易くなったり、溶融時の粘度が高くなり、流動性が低下したりする。
なお、流動開始温度は、フロー温度又は流動温度とも呼ばれ、毛細管レオメーターを用いて、9.8MPa(100kg/cm)の荷重下、4℃/分の速度で昇温しながら、液晶ポリエステルを溶融させ、内径1mm及び長さ10mmのノズルから押し出すときに、4800Pa・s(48000ポイズ)の粘度を示すときの温度であり、液晶ポリエステルの分子量の目安となるものである(小出直之編、「液晶ポリマー−合成・成形・応用−」、株式会社シーエムシー、1987年6月5日、p.95参照)。
液晶ポリエステルは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
(アミド化合物)
前記アミド化合物は、構成単位(I)と、構成単位(II)と、構成単位(III)と、を有するカルボン酸アミド化合物であり、その融点は100℃以上である。
構成単位(I):CH−X−CO−
(Xは炭素数が10以上の脂肪族炭化水素基、又は脂肪族炭化水素基の1つ若しくは2つ以上の水素原子がヒドロキシ基で置換されたヒドロキシ炭化水素基を表す。)
構成単位(II):−HN−Y−NH−
(Yは炭素数が2以上の炭化水素基を表す。)
構成単位(III):−OC−Z−CO−
(Zは炭素数が4以上の脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、又は芳香族炭化水素基を表す。)
前記構成単位(I)において、Xが前記ヒドロキシ炭化水素基である場合、X中のヒドロキシ基の数は、1つであることが好ましい。
前記構成単位(I)としては、炭素数が12以上の脂肪族モノカルボン酸及びヒドロキシカルボン酸が好ましく、その具体例としては、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、ベヘン酸、モンタン酸、12−ヒドロキシステアリン酸等が挙げられる。
前記構成単位(I)の炭素数の上限値は特に限定されないが、前記炭素数は28以下であることが好ましい。
すなわち、Xの炭素数は、10〜26であることが好ましい。
前記構成単位(I)は、炭素数が12以上の脂肪族モノカルボン酸であることが好ましく、下記式(I)’で表される構成単位であることがより好ましい。
(I)’:CH−(CH−CO−
(lは10以上の整数を表す。)
前記式(I)’において、lは10〜26であることが好ましい。
前記構成単位(I)としては、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、モンタン酸が好ましい。
前記構成単位(II)において、Yは脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基及び芳香族炭化水素基のいずれあってもよい。
前記構成単位(II)の炭素数は2以上であり、構成単位(II)の具体例としては、エチレンジアミン、1,3−ジアミノプロパン、1,4−ジアミノブタン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンンジアミン、ノナメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、メタキシリレンジアミン、パラキシリレンジアミン、トリレンジアミン、フェニレンジアミン、イソホロンジアミン等が挙げられる。
前記構成単位(II)の炭素数の上限値は特に限定されないが、前記炭素数は12以下であることが好ましい。
すなわち、Yの炭素数は、2以上12以下であることが好ましい。
前記構成単位(II)は、下記式(II)’で表される構成単位であることが好ましい。
(II)’:−HN−(CH−NH−
(mは2〜12の整数を表す。)
前記構成単位(II)としては、エチレンジアミン、1,3−ジアミノプロパン、ヘキサメチレンンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミンが好ましい。
前記構成単位(III)の炭素数は6以上であり、構成単位(III)の具体例としては、アジピン酸、セバシン酸、ピメリン酸、アゼライン酸等の脂肪族ジカルボン酸;フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸等の芳香族ジカルボン酸;シクロへキサンジカルボン酸、シクロヘキシルコハク酸等の脂環式ジカルボン酸等が挙げられる。
前記構成単位(III)の炭素数の上限値は特に限定されないが、前記炭素数は14以下であることが好ましい。
すなわち、Zの炭素数は、4〜12であることが好ましい。
前記構成単位(III)は、下記式(III)’で表され構成単位であることが好ましい。
(III)’:−OC−(CH−CO−
(nは4〜12の整数を表す。)
前記構成単位(III)としては、アジピン酸、セバシン酸、ピメリン酸、アゼライン酸が好ましい。
前記アミド化合物は、構成単位(I)と、構成単位(II)と、構成単位(III)との合計量に対して、構成単位(III)を1〜30モル%有することが好ましく、3〜25モル%有することがより好ましく、3〜20モル%有することがさらに好ましい。
前記アミド化合物は、粉体状又は粒状であることが好ましい。
前記アミド化合物の体積平均粒径は、5μm以上50μm以下であり、好ましくは5μm以上35μm以下である。アミド化合物の体積平均粒径が前記範囲にあると、アミド化合物は、2次凝集しにくいため、配合しやすくなり、さらに、樹脂組成物の表面に付着して、前記表面を被覆しやすくなり、樹脂組成物から脱離しにくくなり、好ましい。
ここで、アミド化合物の体積平均粒径は、レーザー回折散乱法により、例えば、HORIBA(株)製のレーザー回折/散乱式粒径分布測定装置を用いて、測定できる。
前記アミド化合物の融点は、100℃以上であり、100℃以上300℃以下であることが好ましく、200℃以上300℃以下であることがより好ましい。
なお、アミド化合物の融点は、示差熱量測定により、20℃/分の昇温条件で、アミド化合物を室温から400℃まで昇温した際に観測される吸熱ピーク温度により、求められる。
前記アミド化合物、すなわち、前記構成単位(I)〜(III)を構成単位として有し、融点が100℃以上であり、体積平均粒径が5μm以上50μm以下であるアミド化合物は、新規物質である。
前記アミド化合物は、構成単位(I)、構成単位(II)及び構成単位(III)以外に、これらのいずれにも該当しない、その他の構成単位をさらに有していてもよい。
前記その他の構成単位は、本発明の効果を損なわない限り特に限定されない。
前記アミド化合物は、これを構成する全構成単位の合計量(100モル%)に対して、構成単位(I)、構成単位(II)及び構成単位(III)を合計で好ましくは80モル%以上、より好ましく90モル%以上、さらに好ましくは95モル%以上有し、100モル%有していても、すなわち、前記アミド化合物は、これを構成する構成単位として、構成単位(I)、構成単位(II)及び構成単位(III)のみを有していてもよい。
本発明で用いる前記アミド化合物は、1種のみでもよいし、2種以上でもよい。
前記アミド化合物の重量平均分子量は、好ましくは700以上5000以下、より好ましくは1000以上4000以下、さらに好ましくは1000以上3000以下である。前記アミド化合物の重量平均分子量が前記範囲にあると、融点を100℃以上300℃以下に調整しやすい。
前記アミド化合物は、例えば、構成単位(I)を導く化合物又はアミド結合を形成可能なその誘導体と、構成単位(II)を導く化合物又はアミド結合を形成可能なその誘導体と、構成単位(III)を導く化合物又はアミド結合を形成可能なその誘導体と、を反応させることで得られる。
構成単位(I)を導く化合物としては、構成単位(I)中のカルボニル基(−CO−)の炭素原子にヒドロキシ基が結合してなるカルボン酸(式「CH−X−CO−OH」(Xは上記と同じである。)で表される化合物)が挙げられる。
アミド結合を形成可能な、構成単位(I)を導く化合物(前記カルボン酸)の誘導体としては、例えば、前記カルボン酸中のカルボキシ基(−CO−OH)をアルコキシカルボニル基又はアリールオキシカルボニル基に変換してなるもの(エステル)、カルボキシ基をハロホルミル基に変換してなるもの(酸ハロゲン化物)、及びカルボキシ基をアシルオキシカルボニル基に変換してなるもの(酸無水物)が挙げられる。
構成単位(II)を導く化合物としては、構成単位(II)中の2つの窒素原子に、それぞれ水素原子が結合してなるジアミン(式「HN−Y−NH(Yは上記と同じである。)」で表される化合物)が挙げられる。
アミド結合を形成可能な、構成単位(II)を導く化合物(前記ジアミン)の誘導体としては、例えば、前記ジアミン中のアミノ基(−NH)をアシル化してアシルアミノ基に変換してなるもの(アシル化物)が挙げられる。
構成単位(III)を導く化合物としては、構成単位(III)中の2つのカルボニル基(−CO−)の炭素原子に、それぞれヒドロキシ基が結合してなるジカルボン酸(式「HO−OC−Z−CO−OH」(Zは上記と同じである。)で表される化合物)が挙げられる。
アミド結合を形成可能な、構成単位(III)を導く化合物(前記ジカルボン酸)の誘導体としては、例えば、前記カルボン酸中のカルボキシ基(−CO−OH)をアルコキシカルボニル基又はアリールオキシカルボニル基に変換してなるもの(エステル)、カルボキシ基をハロホルミル基に変換してなるもの(酸ハロゲン化物)、及びカルボキシ基をアシルオキシカルボニル基に変換してなるもの(酸無水物)が挙げられる。
本発明で用いるアミド化合物の製造方法は特に限定されず、従来公知の方法により製造することが可能である。一例を挙げれば、以下のとおりである。すなわち、例えば、高級脂肪族モノカルボン酸、多塩基酸及びジアミンの脱水反応等の反応によって、アミド化合物を得る場合であれば、高級脂肪族モノカルボン酸と多塩基酸を加熱溶融後、ここにジアミンを添加し、不活性ガス気流下で、100℃以上350℃以下で脱水反応させればよい。かかる脱水反応により得られる生成物は、通常、高級脂肪族モノカルボン酸と多塩基酸とジアミンとに由来する構成単位を有する生成物と、高級脂肪族モノカルボン酸とジアミンとに由来する構成単位を有し、かつ多塩基酸に由来する構成単位を有しない生成物と、の混合物となる。これら生成物の生成比は、反応時の各成分の仕込みモル比等の反応条件で変化する。本発明においては、高級脂肪族モノカルボン酸とジアミンとに由来する構成単位を有し、かつ多塩基酸に由来する構成単位を有しない生成物の割合が、全てのカルボン酸アミド系物質に対して、好ましくは50質量%以下であり、より好ましくは10質量%以上50質量%以下である前記混合物を用いることが好ましい。このような組成の前記混合物は、高級脂肪族モノカルボン酸と多塩基酸とジアミンとの比率を調節することにより、得ることができる。
構成単位(I)と、構成単位(II)と、構成単位(III)とを有するアミド化合物としては、ライトアマイドWH−255、ライトアマイドWH−215(いずれも、共栄社化学(株)製)等の市販品が挙げられる。
前記液晶ポリエステル樹脂組成物において、液晶ポリエステルの含有量100質量部に対する、前記アミド化合物の含有量は、0.005質量部以上0.1質量部未満であり、好ましくは0.01質量部以上0.08質量部以下であり、より好ましくは0.02質量部以上0.05質量部以下である。前記アミド化合物の含有量が前記範囲にあると、液晶ポリエステル樹脂組成物の成形時における可塑化時間がより安定する。アミド化合物の含有量が0.005質量部未満の場合、前記可塑化時間の安定化効果が不十分になる。一方、アミド化合物の含有量が0.1質量部以上の場合、アミド化合物が、後述する液晶ポリエステルペレット等の中間組成物の表面から脱落し易くなり、成形機のホッパーが汚れ易くなったり、機械物性等が低下したりする。
(充填材)
本発明の液晶ポリエステル樹脂組成物は、前記液晶ポリエステル及びアミド化合物以外に、充填材を含むものが好ましい。
前記充填材は、特に限定されず、繊維状充填材であってもよいし、板状充填材であってもよいし、粒状充填材であってもよい。また、前記充填材は、無機充填材であってもよいし、有機充填材であってもよい。
繊維状無機充填材の例としては、ガラス繊維;パン系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維等の炭素繊維;シリカ繊維、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維等のセラミック繊維;ステンレス繊維等の金属繊維が挙げられる。また、繊維状無機充填材の例としては、チタン酸カリウムウイスカー、チタン酸バリウムウイスカー、ウォラストナイトウイスカー、ホウ酸アルミニウムウイスカー、窒化ケイ素ウイスカー、炭化ケイ素ウイスカー等のウイスカーも挙げられる。
前記ガラス繊維の例としては、チョップドストランドガラス繊維、ミルドストランドガラス繊維等、種々の方法で製造されたものが挙げられる。
繊維状有機充填材の例としては、ポリエステル繊維、アラミド繊維等が挙げられる。
板状無機充填材の例としては、タルク、マイカ、グラファイト、ウォラストナイト、ガラスフレーク、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等が挙げられる。マイカは、白雲母であってもよいし、金雲母であってもよいし、フッ素金雲母であってもよいし、四ケイ素雲母であってもよい。
粒状無機充填材の例としては、シリカ、アルミナ、酸化チタン、窒化ホウ素、炭化ケイ素、炭酸カルシウム等が挙げられる。
前記充填材は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記充填材は、前記繊維状充填材、板状充填材及び粒状充填材からなる群から選ばれる1種又は2種以上であることが好ましく、繊維状充填材及び板状充填材からなる群から選ばれる1種又は2種以上であることがより好ましく、1種又は2種以上の前記繊維状充填材及び1種又は2種以上の板状充填材であることがさらに好ましい。
前記液晶ポリエステル樹脂組成物において、液晶ポリエステルの含有量100質量部に対する、前記充填材の含有量は、10質量部以上150質量部以下であることが好ましく、10質量部以上130質量部以下であることがより好ましく、25質量部以上110質量部以下であることがさらに好ましく、40質量部以上90質量部以下であることがとりわけ好ましく、55質量部以上80質量部以下であることが特に好ましい。前記充填材の含有量が前記範囲にあると、成形体の耐熱性及び強度が向上する傾向があり、好ましい。
(他の成分)
本発明の液晶ポリエステル樹脂組成物は、前記液晶ポリエステル、アミド化合物及び充填材以外の、他の成分を含んでいてもよい。
前記他の成分は、特に限定されず、目的に応じて適宜選択すればよい。
前記他の成分としては、当該分野で公知の添加剤、前記液晶ポリエステル以外の樹脂(以下、「他の樹脂」ということがある。)等が挙げられる。
前記添加剤の例としては、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、難燃剤及び着色剤等が挙げられる。
前記他の樹脂の例としては、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリプロピレン、ポリアミド、液晶ポリエステル以外のポリエステル、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルイミド等の熱可塑性樹脂;フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シアネート樹脂等の熱硬化性樹脂が挙げられる。
前記他の成分は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記液晶ポリエステル樹脂組成物の前記他の成分の含有量は、本発明の効果を損なわない限り特に限定されないが、好ましくは10質量%以下、より好ましくは5質量%以下、さらに好ましくは3質量%以下、とりわけ好ましくは1質量%以下である。他の成分の含有が前記上限値以下であることで、前記液晶ポリエステル樹脂組成物の成形時の可塑化時間がより安定する。
<液晶ポリエステル樹脂組成物の製造方法>
前記液晶ポリエステル樹脂組成物は、例えば、前記液晶ポリエステルと、前記アミド化合物と、必要に応じて前記充填材及び他の成分からなる群から選ばれる1種又は2種以上とを、一括で又は適当な順序で混合することにより得られる。
なかでも、前記液晶ポリエステル樹脂組成物は、例えば、前記液晶ポリエステルと、必要に応じて、前記液晶ポリエステル及びアミド化合物以外の、1種又は2種以上の成分(例えば、前記充填材、前記他の成分等)と、を溶融混練して、混練物として中間組成物を得た後、前記中間組成物に、固体の前記アミド化合物を混合することで、製造することが好ましい。
前記中間組成物は、例えば、前記液晶ポリエステルと、必要に応じて、前記液晶ポリエステル及びアミド化合物以外の成分とを、一括で又は適当な順序で混合し、押出機等を用いて、得られた混合物を溶融混練することにより得られる。得られた中間組成物(混練物)は、必要に応じて粉砕することにより、粉体としてもよい。
前記押出機としては、シリンダと、前記シリンダ内に配置された1本以上のスクリュウと、前記シリンダに設けられた1箇所以上の供給口とを有するものが好ましく、さらに前記シリンダに設けられた1箇所以上のベント部を有するものがより好ましい。
溶融混練時の温度は、特に限定されないが、好ましくは200℃以上400℃以下であり、より好ましくは300℃以上380℃以下である。
前記中間組成物は、ペレット(すなわち、液晶ポリエステルペレット)であってもよい。
すなわち、本発明の液晶ポリエステル樹脂組成物としては、液晶ポリエステルを含む前記ペレットの表面の少なくとも一部を、アミド化合物が被覆しており、前記アミド化合物は、前記構成単位(I)〜(III)を構成単位として有し、融点が100℃以上であり、体積平均粒径が5μm以上50μm以下であり、前記液晶ポリエステル樹脂の含有量100質量部に対する、前記アミド化合物の含有量が、0.005質量部以上0.1質量部未満であるものも挙げられる。
また、前記液晶ポリエステル樹脂組成物の製造方法としては、液晶ポリエステルを含む前記ペレットと、前記構成単位(I)〜(III)を構成単位として有し、融点が100℃以上であり、体積平均粒径が5μm以上50μm以下である前記アミド化合物とを、前記液晶ポリエステルの混合量100質量部に対する、前記アミド化合物の混合量を0.005質量部以上0.1質量部未満として混合する製造方法が挙げられる。
前記ペレットは、例えば、上述の中間組成物の製造方法において、押出機等から前記混練物をストランド状に押し出して、回転刃を有するカッターでペレット化することにより得られる。ペレット長は、好ましくは1〜5mmであり、回転刃の速度で調節できる。この範囲であれば、ペレットフィード等の工程性も良好である。
前記ペレットの形状は、特に限定されず、目的に応じて任意に選択できる。ペレットの好ましい形状の例としては、球状、短冊状、楕円状、正確な楕円から多少変形したもの、円柱状等が挙げられ、楕円状又は円柱状が好ましい。
前記ペレットにおいて、ペレットの切断面方向の最も離れた2点を結ぶ直線で示される長さ(長径)は、発明の効果を損なわない限り特に限定されないが、例えば、1mm以上7mm以下であることが好ましく、2mm以上5mm以下であることがより好ましい。また、ペレットの切断面方向の最も近い2点を結ぶ直線で示される長さ(短径)は、本発明の効果を損なわない限り特に限定されない。ただし、前記ペレットにおいて、長径と短径の比(長径/短径)は、1以上4以下であることが好ましい。切断面が円形でないペレットでは、断面中央部分の最大幅と最小幅がそれぞれ長径及び短径に相当する。前記ペレットの長径及び短径は、押出機等のノズルの径を調整して、ストランドの径を調整することで調整できる。
固体の前記アミド化合物を混合する際の、前記中間組成物の温度は、室温以上200℃以下であることが好ましく、室温以上180℃以下であることがより好ましい。このような温度範囲であると、混合したアミド化合物の溶解を防ぐことができ、前記ペレットからのアミド化合物の脱落を抑制できて、好ましい。
前記液晶ポリエステル樹脂組成物において、前記アミド化合物は、例えば、前記ペレット等の中間組成物の内部及び表面の両方に存在していてもよいし、前記中間組成物の表面のみに存在していてもよく、前記中間組成物の内部のみに存在していてもよい。ただし、液晶ポリエステル樹脂組成物の成形時における可塑化時間がより安定することから、前記アミド化合物は、前記中間組成物の表面の少なくとも一部に存在していることが好ましい。
また、前記アミド化合物は、前記中間組成物中で分散していることが好ましい。
上述のような好ましい液晶ポリエステル樹脂組成物としては、例えば、前記ペレット等の中間組成物の表面の少なくとも一部が、前記アミド化合物で被覆されてなるものが挙げられる。このような液晶ポリエステル樹脂組成物は、前記アミド化合物がより作用し易く、本発明の効果がより顕著に得られるという点において、優れたものである。
前記ペレットの表面の少なくとも一部が前記アミド化合物で被覆されてなる液晶ポリエステル樹脂組成物は、例えば、上述の方法でペレット化した前記中間組成物と、前記アミド化合物と、を混合することにより製造できる。前記ペレットと前記アミド化合物との混合方法は、前記ペレットの表面を前記アミド化合物によって被覆できる方法であれば、特に限定されない。前記ペレットの表面の少なくとも一部を前記アミド化合物によって高い均一性で被覆できる方法としては、例えば、タンブラーミキサー、ヘンシェルミキサー等の公知の攪拌装置を用いる方法が挙げられる。
<成形体>
本発明の成形体は、上述の本発明の液晶ポリエステル樹脂組成物又は液晶ポリエステルペレットを用いて形成されたものである。
前記成形体は、より具体的には、例えば、射出成形法;Tダイ法やインフレーション法等の押出成形法;圧縮成形法;ブロー成形法;真空成形法;プレス成形法等の溶融成形法で成形することで、製造できる。なかでも、本発明の成形体は、射出成形体であることが好ましい。
成形時には、前記液晶ポリエステル樹脂組成物以外に、さらに他の成分を配合してもよい。成形時における前記他の成分は、本発明の効果を損なわない限り、特に限定されない。成形時における前記他の成分は、1種のみでもよいし、2種以上でもよい。
成形時における前記他の成分の配合量は、本発明の効果を損なわない限り特に限定されないが、配合成分の総量に対する前記他の成分の配合量の割合([他の成分の配合量(質量部)]/[前記液晶ポリエステル樹脂組成物及び他の成分の総配合量(質量部)]×100)が、好ましくは5質量%以下、より好ましくは3質量%以下、さらに好ましくは1質量%以下であり、0質量%であってもよい。他の成分の前記配合量の割合が前記上限値以下であることで、液晶ポリエステル樹脂組成物の成形時における可塑化時間がより安定する。
前記液晶ポリエステル樹脂組成物の成形条件は特に限定されず、成形法に応じて適宜選択すればよい。例えば、射出成形法で成形する場合には、射出成形機のシリンダ温度を好ましくは300℃以上400℃以下、金型温度を好ましくは40℃以上160℃以下として成形するとよい。
射出成形法を適用する場合には、例えば、射出成形機のうち射出ユニットにおいては、前記液晶ポリエステル樹脂組成物を溶融させ、その溶融体を計量することにより可塑化を行い、射出成形機のうち金型ユニットにおいては、前記溶融体を成形する。このとき、前記液晶ポリエステル樹脂組成物を用いることにより、前記射出ユニットにおける、前記液晶ポリエステル樹脂組成物の溶融体の計量時間(可塑化時間)は、変動が抑制されて安定するため、前記可塑化時間は、前記金型ユニットにおける成形体の冷却時間よりも確実に短くなる。したがって、一定サイクルで容易に成形でき、高品質の成形体を高い生産性で製造できる。
射出成形時においては、前記液晶ポリエステル樹脂組成物の可塑化を30回繰返し行った場合の可塑化時間の測定値から算出された標準偏差を、好ましくは1以下、より好ましくは0.9以下とすることができ、例えば、0.8以下、0.6以下等のいずれかとすることもできる。
本発明の成形体は、電子部品をはじめ、OA、AV部品、耐熱食器等の、耐熱変形性を有することが求められる成形体への利用に好適なものである。
本発明の成形体で構成される製品及び部品の例としては、光ピックアップボビン、トランスボビン等のボビン;リレーケース、リレーベース、リレースプルー、リレーアーマチャー等のリレー部品;RIMM、DDR、CPUソケット、S/O、DIMM、Board to Boardコネクター、FPCコネクター、カードコネクター等のコネクター;ランプリフレクター、LEDリフレクター等のリフレクター;ランプホルダー、ヒーターホルダー等のホルダー;スピーカー振動板等の振動板;コピー機用分離爪、プリンター用分離爪等の分離爪;カメラモジュール部品;スイッチ部品;モーター部品;センサー部品;ハードディスクドライブ部品;オーブンウェア等の食器;車両部品;電池部品;航空機部品;半導体素子用封止部材、コイル用封止部材等の封止部材等が挙げられる。
以下、具体的実施例により、本発明についてさらに詳しく説明する。ただし、本発明は、以下に示す実施例に何ら限定されるものではない。
なお、本実施例及び比較例において、体積平均粒径、融点及びペレット形状は、それぞれ下記方法により測定した。
<体積平均粒径の測定方法>
体積平均粒径を、下記条件でレーザー回折法により測定した。
測定条件
測定装置:レーザー回折/散乱式粒径分布測定装置(HORIBA(株)製;LA−950V2)
粒子屈折率:1.53−0.1i
分散媒:水
分散媒屈折率:1.33
<融点の測定方法>
示差熱分析装置((株)島津製作所製;DTA−50)を用いて、融点を測定した。5mgのサンプルを使用して室温から400℃まで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を融点とした。
<ペレット形状の測定方法>
キーエンス(株)製VHX1000を用いて、ペレットの長さ、長径、短径を測定した。ペレットの母数は20とし、その平均値を求めた。
また、本実施例及び比較例で用いた主な原材料を以下に示す。
[繊維状充填材B1]
B1−1:ミルドガラス繊維、日東紡績(株)製「PF70E−001」
B1−2:チョップドガラス繊維、オーウェンスコーニング(株)製「CS03JAPX−1」
[板状充填材B2]
B2:タルク、日本タルク(株)製、「X-50」
[アミド化合物又はエステル化合物C]
C1:下記方法で製造されたアミド化合物C1。
反応器にステアリン酸568gとセバシン酸66.8gを入れて、加熱溶解後、エチレンジアミン83.5gを徐々に加え、窒素気流中で160℃から脱水反応を開始し、250℃にてアミン価が5mgKOH/g以下になるまで5時間反応した後、バットに流し固めて、粉砕機により粉砕することにより粉末状のアミド化合物C1を得た。アミド化合物C1の融点は210℃であり、体積平均粒径は23μmであった。アミン価は、American Oil Chemists SocietyのTf 2a−64の方法に準拠して過塩素酸による非水滴定により測定することができ、試料1gあたりのmgKOHとして算出されるものである。
C2:下記方法で製造されたアミド化合物C2−9、C2−19、C2−28、C2−46、及びC2−55。
反応器にステアリン酸568gとセバシン酸202gを入れて、加熱溶解後、エチレンジアミン120gを徐々に加え、窒素気流中で160℃から脱水反応を開始し、250℃にてアミン価が5mgKOH/g以下になるまで5時間反応した後、バットに流し固めて、粉砕機により粉砕することにより、粉末状のアミド化合物C2を得た。アミド化合物C2の融点は242℃であった。
上記によって得られたアミド化合物C2を、目開き25μm、63μm、75μmの篩を使用して分級し、体積平均粒径が9μmのアミド化合物(アミド化合物C2−9)、19μmのアミド化合物(アミド化合物C2−19)、28μmのアミド化合物(アミド化合物C2−28)、46μmのアミド化合物(アミド化合物C2−46)、55μmのアミド化合物(アミド化合物C2−55)をそれぞれ得た。使用した篩と、それぞれの体積平均粒径を有するアミド化合物(粉体)と、の関係は以下のとおりである。
C2−55:目開き75μmの篩上に残った粉体。
C2−46:目開き75μmの篩を通過し、目開き63μmの篩上に残った粉体。
C2−28:目開き63μmの篩を通過し、目開き25μmの篩上に残った粉体。
C2−19:C2−28を再度分級し、目開き63μmの篩を通過し、目開き25μmの篩上に残った粉体。
C2−9:目開き25μmの篩を通過した粉体。
C3:脂肪酸ポリオールエステル、エメリー・オレオケミカルズ・ジャパン(株)製「LOXIOL VPG 861(商品名)」(融点64℃、体積平均粒径287μm)。
C4:ポリアミド化合物、ダイセル・デグサ(株)製「VESTOSINT 2070(商品名)」(融点182℃、体積平均粒径9μm)。なお、本明細書においてポリアミド化合物とは、ラウロラクタムを開環重合したポリアミド樹脂を指す。
C5:下記方法で製造されたアミド化合物C5−15、及びC5−135。
反応器にステアリン酸568gを入れて、加熱溶解後、エチレンジアミン60gを徐々に加え、窒素気流中で160℃から脱水反応を開始し、250℃にてアミン価が5mgKOH/g以下になるまで5時間反応した後、バットに流し固めて、粉砕機により粉砕することにより、粉末状のアミド化合物C5を得た。融点は、146℃であった。
更に、上記によって得られたアミド化合物C5を、目開き63μmの篩を使用して分級し、体積平均粒径が15μmのアミド化合物(アミド化合物C5−15)、135μmのアミド化合物(アミド化合物C5−135)をそれぞれ得た。
<液晶ポリエステルの製造>
[製造例1]
攪拌装置、トルクメータ、窒素ガス導入管、温度計及び還流冷却器を備えた反応器に、p−ヒドロキシ安息香酸(994.5g、7.20モル)、テレフタル酸(272.1g、1.64モル)、イソフタル酸(126.6g、0.76モル)、4,4’−ジヒドロキシビフェニル(446.9g、2.40モル)、無水酢酸1347.6g(13.20モル)を仕込んだ。反応器内のガスを窒素ガスで置換した後、1−メチルイミダゾールを0.18g添加し、窒素ガス気流下で攪拌しながら、室温から150℃まで30分かけて昇温し、150℃で30分間還流させた。
次いで、1−メチルイミダゾールを2.4g添加した後、副生した酢酸及び未反応の無水酢酸を留去しながら、150℃から320℃まで2時間50分かけて昇温し、トルクの上昇が認められた時点で反応終了とし、反応器から内容物を取り出して、室温まで冷却し、プレポリマー(固形物)を得た。
次いで、粉砕機を用いてこのプレポリマーを粉砕し、得られた粉砕物を窒素ガス雰囲気下、室温から250℃まで1時間かけて昇温し、250℃から280℃まで5時間かけて昇温し、280℃で3時間保持することにより、固相重合を行った。得られた固相重合物を室温まで冷却して、液晶ポリエステルA1を得た。得られた液晶ポリエステルA1の流動開始温度は、312℃であった。
[製造例2]
攪拌装置、トルクメータ、窒素ガス導入管、温度計及び還流冷却器を備えた反応器に、p−ヒドロキシ安息香酸(994.5g、7.20モル)、テレフタル酸(299.0g、1.80モル)、イソフタル酸(99.7g、0.60モル)、4,4’−ジヒドロキシビフェニル(446.9g、2.40モル)及び無水酢酸(1347.6g、13.20モル)を入れ、反応器内のガスを窒素ガスで置換した後、1−メチルイミダゾールを0.18g添加し、窒素ガス気流下で攪拌しながら、室温から150℃まで30分かけて昇温し、150℃で1時間還流させた。
次いで、1−メチルイミダゾールを2.4g添加した後、副生した酢酸及び未反応の無水酢酸を留去しながら、150℃から320℃まで2時間50分かけて昇温し、トルクの上昇が認められた時点で反応終了とし、反応器から内容物を取り出して、室温まで冷却し、プレポリマー(固形物)を得た。
次いで、粉砕機を用いてこのプレポリマーを粉砕し、得られた粉砕物を窒素ガス雰囲気下、室温から250℃まで1時間かけて昇温し、250℃から285℃まで5時間かけて昇温し、285℃で3時間保持することにより、固相重合を行った。得られた固相重合物を室温まで冷却して、液晶ポリエステルA2を得た。得られた液晶ポリエステルA2の流動開始温度は、327℃であった。
[実施例1〜10、比較例1〜9]
<液晶ポリエステル樹脂組成物の製造>
シリンダ温度を340℃とした二軸押出機(池貝鉄工(株)製「PCM−30型」)に、その原料供給口から、表1に示す量の液晶ポリエステルA1又はA2と、表1に示す量の繊維状充填材B1及び板状充填材B2と、を共に供給し、スクリュウ回転数150rpmの条件で溶融混練して、直径3mmの円形ノズル(吐出口)を経由してストランド状に混練物を吐出した。次いでこの吐出した混練物を、水温30℃の水浴に1.5秒くぐらせた後、引き取り速度40m/minの条件で引き取りローラーを経由させて、回転刃を60m/minに調整されたストランドカッター(田辺プラスチック機械(株)製)を用いてペレタイズし、液晶ポリエステル組成物(中間組成物)のペレットを得た。ペレット形状を測定の結果、ペレットの長さ2.6mm、長径2.1mm、短径1.8mmであった。
次いで、得られたペレット100質量部に対して、表1に示す種類と量のアミド化合物又はエステル化合物Cを、固体状態で混合した。その際、放射温度計で測定したペレットの温度は180℃であった。アミド化合物又はエステル化合物Cを混合した後に、タンブラーミキサーを用いて更に混合し、前記ペレットの表面がアミド化合物で被覆されてなる液晶ポリエステル樹脂組成物(液晶ポリエステルペレット)を得た。実施例1〜10で得られた液晶ポリエステル樹脂組成物には、混合した粉末状のアミド化合物と同じ体積平均粒径を有するアミド化合物が含まれている。
なお、表1中、配合成分の欄の「−」との記載は、その成分が未配合であることを意味する。
<成形体の製造>
得られた液晶ポリエステル樹脂組成物について、射出成形機(日精樹脂工業(株)製「ES400−5E」)を用いて、下記条件での30ショット連続成形時の計量時間(可塑化時間)を測定し、これらの平均値と標準偏差を求めた。
(成形条件)
シリンダ温度(℃):350−350−330−310
金型温度(℃):130
計量(mm):54
サックバック(mm):2
スクリュー回転数(rpm):175
背圧(MPa):4
成形品形状:鏡面試験片(長さ64mm、幅64mm、厚さ3mm)
<計量安定性の評価>
上記の射出成形時に求めた、液晶ポリエステル樹脂組成物の計量時間の標準偏差又は平均値から、下記基準に従って計量安定性を評価した。それぞれの計量時間、その標準偏差及び平均値、並びに評価結果を表2に示す。
なお、表2中、評価結果の欄の「−」との記載は、その項目が未評価であることを意味する。
◎:標準偏差が0.3以下であり、計量安定性が特に高い。
○:標準偏差が0.3より大きく1以下であり、計量安定性が高い。
×:標準偏差が1より大きいか、又は計量時間が20秒以上であり、計量安定性が不良である。
<アミド化合物又はエステル化合物Cの脱落性の評価>
アミド化合物又はエステル化合物Cの脱落性を、以下に示す方法で評価した。
すなわち、得られた液晶ポリエステル樹脂組成物(液晶ポリエステルペレット)500gを、目開き1mmの篩を使用して1分間篩がけを行い、脱落したアミド化合物又はエステル化合物Cを集めて、その重さ(液晶ポリエステル自体の粉を含む)を測り、前記ペレットの表面を被覆しているアミド化合物又はエステル化合物Cの脱落性を、下記基準に従って評価した。評価結果を表2に示す。
○:脱落したアミド化合物又はエステル化合物Cの重さが0.1g未満である。
×:脱落したアミド化合物又はエステル化合物Cの重さが0.1g以上である。
Figure 2018070728
Figure 2018070728
表2から、実施例1〜10の液晶ポリエステル樹脂組成物は、比較例1〜9の液晶ポリエステル樹脂組成物と比較して、計量安定性に優れ、成形工程が安定しており、かつアミド化合物の脱落性も改善されていることが分かる。
本発明の液晶ポリエステル樹脂組成物は、電子部品をはじめ、OA、AV部品、耐熱食器等の、耐熱変形性を有することが求められる成形体に利用可能である。

Claims (11)

  1. 液晶ポリエステルと、下記構成単位(I)〜(III)を構成単位として有する化合物であり、融点が100℃以上であるアミド化合物と、を含む液晶ポリエステル樹脂組成物であって、
    前記アミド化合物の体積平均粒径は、5μm以上50μm以下であり、
    前記液晶ポリエステルの含有量100質量部に対する、前記アミド化合物の含有量が、0.005質量部以上0.1質量部未満である液晶ポリエステル樹脂組成物。
    構成単位(I):CH−X−CO−
    (Xは炭素数が10以上の脂肪族炭化水素基、又は脂肪族炭化水素基の1つ若しくは2つ以上の水素原子がヒドロキシ基で置換されたヒドロキシ炭化水素基を表す。)
    構成単位(II):−HN−Y−NH−
    (Yは炭素数が2以上の炭化水素基を表す。)
    構成単位(III):−OC−Z−CO−
    (Zは炭素数が4以上の脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、又は芳香族炭化水素基を表す。)
  2. 前記アミド化合物の構成単位(I)が下記式(I)’で表される、請求項1に記載の液晶ポリエステル樹脂組成物。
    (I)’:CH−(CH−CO−
    (lは10以上の整数を表す。)
  3. 前記アミド化合物の構成単位(II)が下記式(II)’で表される、請求項1又は2に記載の液晶ポリエステル樹脂組成物。
    (II)’:−HN−(CH−NH−
    (mは2〜12の整数を表す。)
  4. 前記アミド化合物の構成単位(III)が下記式(III)’で表される、請求項1〜3のいずれか一項に記載の液晶ポリエステル樹脂組成物。
    (III)’:−OC−(CH−CO−
    (nは4〜12の整数を表す。)
  5. 前記アミド化合物の含有量が、液晶ポリエステルの含有量100質量部に対して、0.02質量部以上0.05質量部以下である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の液晶ポリエステル樹脂組成物。
  6. 前記アミド化合物が、構成単位(I)と、構成単位(II)と、構成単位(III)との合計量に対して、構成単位(III)を1〜30モル%有する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の液晶ポリエステル樹脂組成物。
  7. 前記液晶ポリエステルが、芳香族ヒドロキシカルボン酸に由来する繰返し単位と、芳香族ジカルボン酸に由来する繰返し単位と、芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシアミン又は芳香族ジアミンに由来する繰返し単位とからなる、請求項1〜6のいずれか一項に記載の液晶ポリエステル樹脂組成物。
  8. 液晶ポリエステルを含むペレットの表面の少なくとも一部を、アミド化合物が被覆しており、
    前記アミド化合物は、下記構成単位(I)〜(III)を構成単位として有し、融点が100℃以上であり、体積平均粒径が5μm以上50μm以下であり、
    前記液晶ポリエステル樹脂の含有量100質量部に対する、前記アミド化合物の含有量が、0.005質量部以上0.1質量部未満である液晶ポリエステルペレット。
    構成単位(I):CH−X−CO−
    (Xは炭素数が10以上の脂肪族炭化水素基、又は脂肪族炭化水素基の1つ若しくは2つ以上の水素原子がヒドロキシ基で置換されたヒドロキシ炭化水素基を表す。)
    構成単位(II):−HN−Y−NH−
    (Yは炭素数が2以上の炭化水素基を表す。)
    構成単位(III):−OC−Z−CO−
    (Zは炭素数が4以上の脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、又は芳香族炭化水素基を表す。)
  9. 請求項1〜7のいずれか一項に記載の液晶ポリエステル樹脂組成物、又は請求項8に記載の液晶ポリエステルペレットを用いて形成された射出成形体。
  10. 液晶ポリエステルを含むペレットと、下記構成単位(I)〜(III)を構成単位として有し、融点が100℃以上であり、体積平均粒径が5μm以上50μm以下であるアミド化合物とを、
    前記液晶ポリエステルの混合量100質量部に対する、前記アミド化合物の混合量を0.005質量部以上0.1質量部未満として混合する、液晶ポリエステル樹脂組成物の製造方法。
    構成単位(I):CH−X−CO−
    (Xは炭素数が10以上の脂肪族炭化水素基、又は脂肪族炭化水素基の1つ若しくは2つ以上の水素原子がヒドロキシ基で置換されたヒドロキシ炭化水素基を表す。)
    構成単位(II):−HN−Y−NH−
    (Yは炭素数が2以上の炭化水素基を表す。)
    構成単位(III):−OC−Z−CO−
    (Zは炭素数が4以上の脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、又は芳香族炭化水素基を表す。)
  11. 下記構成単位(I)〜(III)を構成単位として有し、融点が100℃以上であり、体積平均粒径が5μm以上50μm以下であるアミド化合物。
    構成単位(I):CH−X−CO−
    (Xは炭素数が10以上の脂肪族炭化水素基、又は脂肪族炭化水素基の1つ若しくは2つ以上の水素原子がヒドロキシ基で置換されたヒドロキシ炭化水素基を表す。)
    構成単位(II):−HN−Y−NH−
    (Yは炭素数が2以上の炭化水素基を表す。)
    構成単位(III):−OC−Z−CO−
    (Zは炭素数が4以上の脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、又は芳香族炭化水素基を表す。)
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