JP2018109096A - 液晶ポリエステル樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】(A)液晶ポリエステル、(B)タルク、および(C)マイカ、を含有し、前記(A)液晶ポリエステル100質量部に対し、前記(B)タルクと前記(C)マイカとの合計量((B)+(C))が5質量部以上100質量部以下であり、かつ、前記(B)タルクと前記(C)マイカとの重量比((B)/(C))が9/1〜1/9であることを特徴とする液晶ポリエステル樹脂組成物。
【選択図】なし
Description
このため、Board to Boardコネクター、FPC用コネクターに代表される薄肉のコネクターの成形材料である液晶ポリエステルには、優れた薄肉流動性と薄肉強度が同時に要求される。
例えば、1.0mmt程度の薄肉の部分へ樹脂を充填させるためには、充填材の量を少なくする必要がある。しかし、充填材の含有量が少ない組成物では強度不足となり、実装時のリフローハンダ工程の加熱処理により反り変形するという問題が生じている。
また、コネクターが常温まで冷却され、その後、反り変形を発生させるような場合においても、金属端子が回路から離れてしまい、電気的に導通していない接点不良を誘発してしまう。
従って、コネクターは、リフローハンダ工程の加熱処理加熱時の反り変形が少ないことが望ましく、更に、リフロー中にハンダが固化する状態において反り変形が少ないことが求められる。
特許文献2には、成形品の反りを低減させることを目的とした、液晶性ポリマー100重量部に対して、平均粒子径が5〜100μmであり、縦横比が3.0〜5.0であるタルクを、1〜200重量部配合してなる液晶ポリマー組成物が開示されている。
また、特許文献3には、耐熱性、耐衝撃性に優れた液晶性ポリエステル樹脂組成物として、液晶性ポリエステル樹脂100重量部に対して、平均粒子径が2.5〜3.5μmのタルク10〜150重量部と、平均繊維径が3〜9μmのガラス繊維10〜150重量部とを配合してなる液晶性ポリエステル樹脂組成物されている。
特許文献1に記載の樹脂組成物を用いて得られる成形品は、通常リフローハンダの工程のハンダ厚みが0.1mm程度あることを考慮すると、リフロー処理中の反り量低減効果は不十分であった。
また、特許文献2及び3に記載の樹脂組成物を用いて得られる成形品は、リフロー処理前の反り量は低減されているものの、リフロー処理中の反り量低減効果は不十分である課題があった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、高い流動性を有しながら、高い薄肉強度、耐ハンダ性を有し、かつ、リフロー処理中の反りを低減した成形品を得ることができる液晶ポリエステル樹脂組成物を提供することを課題とする。
[1](A)液晶ポリエステル、(B)タルク、および(C)マイカ、を含有し、前記(A)液晶ポリエステル100質量部に対し、前記(B)タルクと前記(C)マイカとの合計量((B)+(C))が5質量部以上100質量部以下であり、かつ、前記(B)タルクと前記(C)マイカとの重量比((B)/(C))が9/1〜1/9であることを特徴とする液晶ポリエステル樹脂組成物。
[2]更に、前記(A)液晶ポリエステル100質量部に対し、(D)ガラス繊維を5質量部以上100質量部以下含有する[1]に記載の液晶ポリエステル樹脂組成物。
[3]前記(D)ガラス繊維の数平均繊維長が50μm以上150μm以下である[2]に記載の液晶ポリエステル樹脂組成物。
[4]前記(B)タルクの体積平均粒径が5μm以上25μm以下である、[1]〜[3]のいずれか1項に記載の液晶ポリエステル樹脂組成物。
[5]前記(C)マイカの体積平均粒径が15μm以上45μm以下である、[1]〜[4]のいずれか1項に記載の液晶ポリエステル樹脂組成物。
[6][1]〜[5]のいずれか1つに記載の液晶ポリエステル樹脂組成物で形成された成形体。
本発明は、(A)液晶ポリエステル、(B)タルク、および(C)マイカ、を含有し、前記(A)液晶ポリエステル100質量部に対し、前記(B)タルクと前記(C)マイカとの合計量((B)+(C))が5質量部以上100質量部以下であり、かつ、前記(B)タルクと前記(C)マイカとの重量比((B)/(C))が9/1〜1/9であることを特徴とする液晶ポリエステル樹脂組成物である。
本発明の液晶ポリエステル樹脂組成物は、上記(A)液晶ポリエステル、(B)タルク、(C)マイカを必須成分とし、これらを上記特定量含有することを特徴とする。これにより、本発明の液晶ポリエステル樹脂組成物は高い流動性を有しながら、高い薄肉強度、耐ブリスター性を有している。更に、本発明の液晶ポリエステル樹脂組成物を用いて成形した成形品は、リフロー処理中の反りを低減できる。
以下、本発明に用いる各材料について説明する。
本発明の液晶ポリエステルは、溶融状態で液晶性を示す液晶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。
ここで、製造が容易である点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、それぞれ独立に、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、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ル基を有する化合物の重合可能な誘導体の例としては、ヒドロキシル基をアシル化してアシルオキシル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。
例示した重合可能な誘導体の中でも、液晶ポリエステルの原料モノマーとしては、フェノール性水酸基が低級カルボン酸類とエステルを形成している重合可能な誘導体、すなわち、芳香族ヒドロキシカルボン酸及び芳香族ジオールをアシル化して得られるアシル化物が好ましい。
(1)−O−Ar1−CO−
(2)−CO−Ar2−CO−
(3)−X−Ar3−Y−
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、1−プロピル基、イソプロピル基、1−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、1−ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、1−オクチル基及び1−デシル基が挙げられる。
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、オルトトリル基、メタトリル基、パラトリル基等のような単環式芳香族基や、1−ナフチル基及び2−ナフチル基等のような縮環式芳香族基が挙げられる。
Ar1、Ar2、Ar3、Ar4又はAr5で表される前記基中の1個以上の水素原子が前記ハロゲン原子、前期炭素数1〜10のアルキル基又は前記炭素数6〜20のアリール基で置換されている場合、前基水素原子を置換する基の数は、Ar1、Ar2、Ar3、Ar4又はAr5で表される基毎に、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。
前記芳香族ヒドロキシカルボン酸としては、例えば、4−ヒドロキシ安息香酸、メタヒドロキシ安息香酸、2−ヒドロキシ−6−ナフトエ酸、2−ヒドロキシ−3−ナフトエ酸、1−ヒドロキシ−5−ナフトエ酸、4−ヒドロキシ−4’−カルボキシジフェニルエーテルや、これらの芳香族ヒドロキシカルボン酸の芳香環にある。水素原子の一部が、アルキル基、アリール基及びハロゲン原子からなる群より選ばれる置換基で置換されてなる芳香族ヒドロキシカルボン酸が挙げられる。前記芳香族ヒドロキシカルボン酸は、液晶ポリエステルの製造において、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
繰返し単位(1)としては、Ar1が1,4−フェニレン基であるもの(パラヒドロキシ安息香酸に由来する繰返し単位)、及びAr1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。
前記芳香族ジカルボン酸としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、ビフェニル−4,4’−ジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルエーテル−4,4’−ジカルボン酸、ジフェニルチオエーテル−4,4’−ジカルボン酸や、これらの芳香族ジカルボン酸の芳香環にある水素原子の一部が、アルキル基、アリール基及びハロゲン原子からなる群より選ばれる置換基で置換されてなる芳香族ジカルボン酸が挙げられる。
前記芳香族ジカルボン酸は、液晶ポリエステルの製造において、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
繰返し単位(2)としては、Ar2が1,4−フェニレン基であるもの(例えば、テレフタル酸に由来する繰返し単位)、Ar2が1,3−フェニレン基であるもの(例えば、イソフタル酸に由来する繰返し単位)、Ar2が2,6−ナフチレン基であるもの(例えば、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Ar2がジフェニルエーテル−4,4’−ジイル基であるもの(例えば、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。
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としては、としては、例えば、4,4’−ジヒドロキシビフェニル、ハイドロキノン、レゾルシン、4,4’−ジヒドロキシジフェニルケトン、4,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、1,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、4,4’−ジヒドロキシジフェニルチオエーテル、2,6−ジヒドロキシナフタレン、1,5−ジヒドロキシナフタレン、4−アミノフェノール、1,4−フェニレンジアミン、4−アミノ−4’−ヒドロキシビフェニル、4,4’−ジアミノビフェニルが挙げられる。
前記芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシアミン又は芳香族ジアミンは、液晶ポリエステルの製造において、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
繰返し単位(3)としては、Ar3が1,4−フェニレン基であるもの(例えば、ヒドロキノン、4−アミノフェノール又は1,4−フェニレンジアミンに由来する繰返し単位)、及びAr3が4,4’−ビフェニリレン基であるもの(例えば、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。
本実施形態では、上述した液晶ポリエステルの構造単位を、下記[a]〜[p]のいずれかに示した組み合わせで使用することが好ましい。
[a]: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の組み合わせ。
[b]: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の組み合わせ。
[c]:4−ヒドロキシ安息香酸/2−ヒドロキシ−6−ナフトエ酸の組み合わせ。
[d]: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/ハイドロキノンの組み合わせ。
[e]: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の組み合わせ。
[f]: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/ハイドロキノンの組み合わせ。
[g]:4−ヒドロキシ安息香酸/2−ヒドロキシ−6−ナフトエ酸/テレフタル酸/4,4'−ジヒドロキシビフェニルの組み合わせ。
[h]:4−ヒドロキシ安息香酸/2−ヒドロキシ−6−ナフトエ酸/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の組み合わせ。
[i]:4−ヒドロキシ安息香酸/2−ヒドロキシ−6−ナフトエ酸/テレフタル酸/4−アミノフェノール/4,4'−ジヒドロキシビフェニルの組み合わせ。
[j]:4−ヒドロキシ安息香酸/2−ヒドロキシ−6−ナフトエ酸/テレフタル酸/ハイドロキノンの組み合わせ。
[k]:4−ヒドロキシ安息香酸/2,6−ナフタレンジカルボン酸/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の組み合わせ。
[l]:4−ヒドロキシ安息香酸/2−ヒドロキシ−6−ナフトエ酸/2,6−ナフタレンジカルボン酸/ハイドロキノンの組み合わせ。
[m]:2−ヒドロキシ−6−ナフトエ酸/テレフタル酸/4−アミノフェノールの組み合わせ。
[n]:2−ヒドロキシ−6−ナフトエ酸/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/ハイドロキノンの組み合わせ。
[o]:4−ヒドロキシ安息香酸2−ヒドロキシ−6−ナフトエ酸/テレフタル酸/2,6−ナフタレンジカルボン酸/ハイドロキノンの組み合わせ。
[p]:2−ヒドロキシ−6−ナフトエ酸/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/ハイドロキノンの組み合わせ。
繰返し単位(2)の含有量は、全繰返し単位の合計量に対して、通常35モル%以下、好ましくは10〜35モル%、より好ましくは15〜30モル%、更に好ましくは17.5〜27.5モル%である。
繰返し単位(3)の含有量は、全繰返し単位の合計量に対して、通常35モル%以下、好ましくは10〜35モル%、より好ましくは15〜30モル%、更に好ましくは17.5〜27.5モル%である。
溶融重合は、触媒の存在下に行ってもよく、この触媒の例としては、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、1−メチルイミダゾールが好ましい。
本発明で使用するタルクは、水酸化マグネシウムとケイ酸塩鉱物からなる鉱物の粉砕物である。4原子のケイ素(Si)酸化物が形成する4個の四面体構造間に、3個のマグネシウム(Mg)酸化・水酸化物が構成する八面体構造を挟み込んだ構造を形成したものである。
前記タルクの製造方法としては、例えば、ローラーミル、レイモンドミル等による摩砕式粉砕法、アドマイザー、ハンマーミル、ミクロンミル等による衝撃式粉砕法、ジェットミル、ボールミル等による衝突式粉砕法等の乾式粉砕法が挙げられる。
また、粉砕されたタルク粉末を水と接触させ、流動可能な粘度のスラリー状として状態で、ボールミル、ビーズミル、湿式ジェットミル、ディスコプレックス等により粉砕を行う湿式粉砕を用いてもよい。前記製造方法の中でも、乾式粉砕法が経済性や入手性の観点から好ましい。
上記上限値と下限値は任意に組み合わせることができる。
[測定条件]
粒子屈折率:1.57−0.1i
分散媒:水
分散媒屈折率:1.33
上記上限値と下限値は任意に組み合わせることができる。
マイカとは、アルミニウム、カリウム、マグネシウム、ナトリウム、鉄等を含んだケイ酸塩鉱物の粉砕物である。3原子のケイ素(Si)と1原子のアルミニウム(Al)の酸化物が形成する4個の四面体構造間に、2個もしくは3個の金属酸化・水酸化物が構成する八面体構造を挟み込んだ構造を形成した鉱物である。
本発明で使用するマイカは、白雲母、金雲母、フッ素金雲母、四ケイ素雲母及び人工的に製造される合成マイカのいずれもよい。これらを2種類以上含んでも良い。
上記上限値と下限値は任意に組み合わせることができる。
[測定条件]
粒子屈折率:1.59−0.1i
分散媒:水
分散媒屈折率:1.33
このような体積平均粒径を有するマイカは、液晶ポリエステルとの混和性が良好になって、本発明の液晶ポリエステル樹脂組成物の流動性を更に良好にすることができる。
上記上限値と下限値は任意に組み合わせることができる。
なお、前記液晶ポリエステルとして前記液晶ポリエステル混合物を用いる場合、この液晶ポリエステル混合物100質量部に対して、前記(C)マイカを15〜100質量部、好ましくは25〜80質量部、配合すればよい。
((B)+(C))は、10質量部以上が好ましく、15質量部以上がより好ましく、18質量部以上が特に好ましい。また、80質量部以下が好ましく、70質量部以下がより好ましく、60質量部以下が特に好ましい。
上記上限値と下限値は任意に組み合わせることができる。
((B)+(C))が上記の範囲であることにより、本発明の液晶ポリエステル樹脂組成物を用いて成形した成形品のリフロー処理中の反りの発生を抑制することができる。
重量比((B)/(C))が上記の範囲であることにより、本発明の液晶ポリエステル樹脂組成物を用いて成形した成形品のリフロー処理中の反りの発生を抑制することができる。
本発明の液晶ポリエステル樹脂組成物には、前記液晶ポリエステル、タルク、マイカ以外の充填材や添加剤を含有させることもできる。得られる成形体の機械強度を改善するために、前記充填材としては繊維状充填材が好ましく、無機材料からなる繊維状充填材(繊維状無機充填材)がより好ましい。
前記繊維状無機充填材としては、例えば、ガラス繊維、ウォラストナイト、ホウ酸アルミニウムウイスカ、チタン酸カリウムウイスカ、シリカアルミナ繊維、アルミナ繊維が挙げられる。中でも、ガラス繊維、炭素繊維、ウォラストナイト、ホウ酸アルミニウムウイスカ、チタン酸カリウムウイスカが好ましい。なお繊維状無機充填材を使用する場合、前記繊維状無機充填材は単独で使用しても、2種類以上を合わせて使用してもよい。
本発明においては、上記の中でもガラス繊維を含有させることが好ましい。
ガラス繊維の数平均繊維長は、50μm以上が好ましく、70μm以上がより好ましく、100μm以上が特に好ましい。一方、液晶ポリエステル樹脂組成物の流動性の観点から、300μm以下が好ましく、250μm以下がより好ましく、200μm以下が特に好ましい。
上記上限値と下限値は任意に組み合わせることができる。
ガラス繊維の数平均繊維長の測定方法として、ガラス繊維を含有する組成物からなるペレット5gをマッフル炉ヤマト科学(株)社製「FP410」にて空気雰囲気下において600℃で4時間加熱して樹脂を除去した。得られたガラス繊維を含有する灰化残渣をエチレングリコール溶液に分散させて、超音波を3分間かけた後、スライドガラス上に分散液を数滴落とし、スライドガラス上で繊維状充填材が重なり合わないようにほぐした後、カバーガラスを載せ、ビデオマイクロスコープキーエンス(株)社製「VHX1000」により、拡大倍数100倍にて、ガラス繊維の輪郭にピントが合うよう調整して、ガラス繊維の500本の長さを測定し、数平均繊維長を算出した。
前記ガラス繊維は、シラン系カップリング剤及びチタン系カップリング剤のようなカップリング剤などの表面処理剤で処理されていてもよい。
機械的強度の点で、弱アルカリ性のガラス繊維が好ましい。酸化ケイ素含有率が、ガラス繊維の総質量に対して、50〜80質量%であるガラス繊維が好ましく、酸化ケイ素含有率が、ガラス繊維の総質量に対して、65〜77質量%であるガラス繊維がより好ましい。
前記ガラス繊維は、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エチレン/酢酸ビニル共重合体などの熱可塑性樹脂や、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂で被覆もしくは収束されていてもよい。
本発明の液晶ポリエステル樹脂組成物に含まれうる添加剤としては、例えば、液晶ポリエステル以外の樹脂や当技術分野で周知の添加剤が挙げられる。
本実施形態では、上記添加剤成分として記載した着色剤として、カーボンブラックを使用することが好ましい。
本発明の実施形態に用いられるカーボンブラックとしては、例えば、チャネルブラック系、ファーネスブラック系、ランプブラック系、サーマルブラック系、ケッチェンブラック系、ナフタレンブラック系などが挙げられ、これらを2種以上含有してもよい。これらのうち、特にファーネスブラック系、ランプブラック系のものが好ましく使用できるが、前記に示した所望の特性を有するカーボンブラックであれば、一般に市販されている着色用カーボンブラックを使用することができる。
本実施形態では、上記添加剤成分として、さらに離型剤を添加することで、成形加工性を向上させることが可能である。離型剤として、例えば、モンタン酸およびその塩、そのエステル、そのハーフエステル、ステアリルアルコール、ステアラミドおよびポリエチレンワックスなどが挙げられ、好ましくはペンタエリスリトールの脂肪酸エステルが挙げられる。
離型剤の配合量は、液晶ポリエステル100質量部に対して、通常、0.1〜0.7質量部であり、より好ましくは0.3〜0.6質量部である。離型剤の配合量が前記の範囲にあると、金型汚染や成形品のブリスターなどが起こりにくい傾向があり、また離型効果が得られる。
液晶ポリエステル以外の樹脂の例としては、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、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、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液晶ポリエステル以外の熱可塑性樹脂;及びフェノール樹脂、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。液晶ポリエステル以外の樹脂の含有量は、液晶ポリエステル100質量部に対して、通常0〜20質量部である。
本発明の液晶ポリエステル樹脂組成物を得るための原料成分の配合手段としては、例えば、液晶ポリエステル、マイカ、タルク及び必要に応じて使用される繊維状充填材や添加剤等の各原料成分を、各々別々に溶融混練機に供給する方法や、これらの原料成分を乳鉢、ヘンシェルミキサー、ボールミル、リボンブレンダー等を利用して予備混合してから、溶融混練機に供給する方法が挙げられる。
(株)島津製作所社製「フローテスターCFT−500EX」を用いて、液晶ポリエステル2gを、内径1mm及び長さ10mmのノズルを有するダイを取り付けたシリンダーに充填し、9.8MPa(100kg/cm2)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、ノズルから押し出し、4800Pa・s(48000ポイズ)の粘度を示す温度を測定した。
(A)液晶ポリエステルとして、下記製造例で製造したLCP−1を用いた。
[製造例]
(A)液晶ポリエステル(LCP−1)の製造
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機に、4−ヒドロキシ安息香酸994.5g(7.2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(2.4モル)及び無水酢酸1347.6g(13.2モル)を仕込み、触媒として1−メチルイミダゾールを0.2g添加し、反応器内を十分に窒素ガスで置換した。
その後、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、同温度を保持して30分間還流させた。
次いで、1−メチルイミダゾール2.4gを加え、副生酢酸と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、320℃で30分保持した後、内容物を取り出し、これを室温まで冷却した。
得られた固形物を、粉砕機で粒径0.1〜1mmに粉砕後、窒素雰囲気下、室温から250℃まで1時間かけて昇温し、250℃から295℃まで5時間かけて昇温し、295℃で3時間保持することにより、固相重合を行った。固相重合後、冷却して、粉末状の液晶ポリエステル(LCP−1)を得た。得られた液晶ポリエステルの流動開始温度は312℃であった。
(B)タルクとして、下記の材料を用いた。
(B−1)林化成(株)社製「GH7」(体積平均粒径:6.5μm、45μm篩残分:0%(全通)、Ig.Loss:4.7%)
(B−2)富士タルク工業(株)社製「MG115」(体積平均粒径:13μm、45μm篩残分:0.69%、Ig.Loss:5.9%)
(B−3)日本タルク(株)社製「MS-KY」(体積平均粒径:23μm、45μm篩残分:1.0%、Ig.Loss:6.2%)
(C)マイカとして、下記の材料を用いた。
(C−1)ヤマグチマイカ(株)社製「AB-25S」(体積平均粒径:24μm)
(C−2)ヤマグチマイカ(株)社製「A-41S」(体積平均粒径:41μm)
(D)ガラス繊維として、下記の材料を用いた。
(D−1)セントラル硝子(株)社製「EFH75−01」(数平均繊維径:10.5μm)
(D−2)オーウェンスコーニングジャパン(株)社製「CS03JAPX1」(数平均繊維径:10μm)
離型剤として、エメリーオレオケミカルズジャパン社(株)社製「ロキシオールVPG861」を使用した。「ロキシオールVPG861」を下記表中、「(E−1)」と記載する。着色剤として、三菱化学(株)社製「カーボンブラックCB♯45」を使用した。「カーボンブラックCB♯45」を下記表中、「(F−1)」と記載する。
タルク、マイカの体積平均粒子径は、下記条件でレーザー回折法により測定した。測定装置として、散乱式粒径分布測定装置HORIBA(株)社製「LA−950V2」を用い、タルク、マイカを水に分散させた状態で、以下の測定条件にて、体積平均粒子径を測定した。
[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:1.57−0.1i (タルク)
粒子屈折率:1.59−0.1i (マイカ)
分散媒:水
分散媒屈折率:1.33
ガラス繊維の数平均繊維長の測定方法として、ガラス繊維を含有する組成物からなるペレット5gをマッフル炉ヤマト科学(株)社製「FP410」にて、空気雰囲気下において600℃で4時間加熱して樹脂を除去した。得られたガラス繊維を含有する灰化残渣をエチレングリコール溶液に分散させて、超音波を3分間かけた後、スライドガラス上に分散液を数滴落とし、スライドガラス上で繊維状充填材が重なり合わないようにほぐした後、カバーガラスを載せ、ビデオマイクロスコープキーエンス(株)社製「VHX1000」により、拡大倍数100倍にて、ガラス繊維の輪郭にピントが合うよう調整して、ガラス繊維の500本の長さを測定し、数平均繊維長を算出した。
表1に示す(A)液晶ポリエステル、(B)タルク、(C)マイカ、必要に応じてその他成分を、表1に示す重量割合でドライブレンドした後、真空ベント付き2軸押出機(池貝鉄工(株)社製「PCM−30」にて、水封式真空ポンプ神港精機(株)社製「SW−25」を用い、真空ベントで脱気しながら、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吐出し、水温30℃の水浴に1.5秒くぐらせた後、引き取り速度40m/分で引き取りローラーを経て回転刃を60m/分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)社製にてペレタイズし、液晶ポリエステル組成物のペレット状で得た。
射出成形機日精樹脂工業(株)社製「PNX40−5A」を用いて、12.7mm×6.4mm×6.4mmtの試験片を射出成形した。成形条件は、シリンダー温度350℃、金型温度130℃、射出速度75mm/秒とした。得られた試験片をASTM D648に準拠し、1.82MP、及び0.455MPaの荷重下にて、荷重たわみ温度を測定した。
射出成形機日精樹脂工業(株)社製「PNX40−5A」を用いて、JIS K7161(1/2)号ダンベル試験片×1.2mmtを射出成形した。成形条件は、シリンダー温度350℃、金型温度130℃、射出速度90mm/秒とした。得られた試験片を熱循環式オーブンヤマト科学(株)製「DN63H」に3分間入れ、試験片にブリスターが生じない温度を測定した。具体的には、温度一定のオーブンに、試験片を10本入れ、3分間保持した後に取出し、試験片中に1本もブリスターがない最大温度を耐ハンダ温度とした。
製品厚さを変更できる金型を用い、各厚みにて薄肉流動性評価を行った。用いた金型の形状と寸法を図1に示す。厚さは図1のXに示す厚みを0.12mmt、0.20mmt、0.30mmtの各厚さに変更して成形した。取出した成形品の長さを測定し、薄肉流動性とした。なお、図1に示される寸法の単位はmmである。
[射出成形条件]
シリンダー温度:(ノズル側)350℃-350℃-330℃-310℃-280℃-80℃(ホッパー側)
金型温度:120℃
計量値:20mm
射出速度:200mm/秒
VP切替:100MPa、150MPaにて圧力切替
保圧:20MPa
前記流動性測定にて作成した0.3mmの試験片を5mm×35mmにカットし、精密荷重測定器アイコーエンジニアリング(株)社製「MODEL−1605IIVL」を用いて試験速度10mm/秒、支点間距離5mm、圧子の幅1mmにて、3点曲げによる薄肉曲げ強度試験を行った。
射出成形機として、ファナック(株)社製「ROBOSHOT S2000i30B」を用いて成形し、図2に示す各寸法のコネクターを得た。射出成形条件は、シリンダー温度350℃、金型温度70℃、射出速度150mm/秒とした。
前記コネクターは、長さ18mm、幅3.5mm、高さ1.0mmの、53pin(0.3mmピッチ)FPC用コネクターであり、最小肉厚部は0.1mmである。
得られたコネクターの反り量を平坦度測定モジュール(株)コアーズ社製「Core9030C」にて測定した。室温にてコネクターをガラス平面上に置き、コネクターの底面(基板面)に対し、短尺方向に0.15mm内側の位置を、長尺方向に1.5mm内側の位置を始点として0.02mm毎に31点測定し、前記ガラス平面からの高さを求めた。(図2に示す長尺方向の両端を結ぶ線A−A´)。同様に、短尺方向に0.15mm内側の位置を、長尺方向に0.5mm内側の位置を始点として0.02mm毎に31点測定し、前記ガラス平面からの高さを求めた。(図2に示す長尺方向の両端を結ぶ線B−B´)。その後、最小二乗法によりコネクターの最小二乗平面を算出した。全62点の高さのうち最も低い点を含むように前記最小二乗平面の高さを平行移動したときの、最小二乗平面から、前記62点の高さのうち最も高い点までの距離を反り量として算出した。なお、反り量の算出にあたり、移動平均は、平均数1とループ数1とし、端点補正はせず、大幅にずれた測定点のみハネカットを行った。
得られたコネクターの反り量を平坦度測定モジュール(株)コアーズ社製「Core9030C」にて、以下の温度プロファイルにてリフロー処理を実施し、270℃に達した際に、反り量の測定をリフロー処理前と同様の方法により測定した。
温度パターン:(図3)
STEP1 50℃から100℃まで30秒間で昇温する。
STEP2 100℃から160℃まで30秒間で昇温する。
STEP3 160℃で60秒間保持する。
STEP4 160℃から220℃まで20秒間で昇温する。
STEP5 220℃で10秒間保持する。
STEP6 220℃から240℃まで10秒間で昇温する。
STEP7 240℃から270℃まで10秒間で昇温する。
STEP8 270℃に到達した時点で測定を開始する。
STEP9 270℃で10秒間保持する。
STEP10 270℃から220℃まで20秒間で降温する。
STEP11 220℃から180℃まで20秒間で降温する。
STEP12 180℃から50℃まで20秒間で降温する。
前記温度プロファイルにてリフロー処理を行ったコネクターを1時間室温にて状態調整を行った後、リフロー処理前と同様にして反り量を測定し、リフロー処理後反り量とした。
続いて、上記と同様の昇温条件でリフロー処理を行い、270℃に達した際に、反り量の測定をリフロー処理前と同様の方法により測定した。その結果を「2回目 リフロー中反り量」とした。
さらに、リフロー処理を行ったコネクターを1時間室温にて状態調整を行った後、リフロー処理前と同様にして反り量を測定し、「2回目 リフロー後反り量」とした。
これに対し、本発明を適用しない比較例1〜8は、1回目のリフロー処理中に発生する反りが0.05mmを大きく超えるものがあり、他の物性(流動性、薄肉強度、耐ハンダ性)との両立ができていなかった。
また本発明を適用した実施例1〜8は、2回目のリフロー処理における、リフロー中の反り量がおおよそ0.05mm以下であった。つまり本発明によれば、例えば両面にハンダ処理を行う場合など、2回高温に曝される場合にも反り量が低減できる液晶ポリエステル樹脂組成物を提供することができる。
Claims (6)
- (A)液晶ポリエステル、(B)タルク、および(C)マイカ、を含有し、
前記(A)液晶ポリエステル100質量部に対し、前記(B)タルクと前記(C)マイカとの合計量((B)+(C))が5質量部以上100質量部以下であり、かつ、前記(B)タルクと前記(C)マイカとの重量比((B)/(C))が9/1〜1/9であることを特徴とする液晶ポリエステル樹脂組成物。 - 更に、前記(A)液晶ポリエステル100質量部に対し、(D)ガラス繊維を5質量部以上100質量部以下含有する請求項1に記載の液晶ポリエステル樹脂組成物。
- 前記(D)ガラス繊維の数平均繊維長が50μm以上300μm以下である請求項2に記載の液晶ポリエステル樹脂組成物。
- 前記(B)タルクの体積平均粒径が5μm以上25μm以下である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の液晶ポリエステル樹脂組成物。
- 前記(C)マイカの体積平均粒径が15μm以上45μm以下である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の液晶ポリエステル樹脂組成物。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の液晶ポリエステル樹脂組成物で形成された成形体。
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