JP2648745B2 - Thermotropic liquid crystal polymer composition and method for producing the same - Google Patents

Thermotropic liquid crystal polymer composition and method for producing the same

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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、サーモトロピック液晶ポリマー組成物及び
その製造方法に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a thermotropic liquid crystal polymer composition and a method for producing the same.

従来の技術及びその問題点 サーモトロピック液晶ポリマーは、樹脂単独でもその
分子構造(剛直鎖状分子)の故に、成形時にその結晶構
造が配向し易く、流れ方向の機械的強度が大で、流動性
に優れ、また流れ方向の成形収縮率が極めて小さいとい
う特徴を有する熱可塑性樹脂として注目され、種々の利
用分野にその用途が期待されているものである。
Conventional technology and its problems Thermotropic liquid crystal polymer has a molecular structure (rigid linear molecule) even with resin alone, so its crystal structure is easily oriented at the time of molding, its mechanical strength in the flow direction is large, and its fluidity is high. It has attracted attention as a thermoplastic resin having excellent characteristics and a very small molding shrinkage in the flow direction, and is expected to be used in various fields of application.

しかしながら、斯かるサーモトロピック液晶ポリマー
は、ポリマー鎖が成形加工時に配向し易いために、流れ
方向とその直角方向での強度差及び成形収縮率に大きな
差が生じ(以下これを「異方性」という)、その結果成
形品の形状設計が難となり、その利用分野を狭めてい
る。また多くの利用分野においては、該ポリマーの特長
である難燃性、耐薬品性、成形加工性等を維持しなが
ら、更に耐熱性、各種機械的強度乃至剛性に優れた材料
が求められているのが実情である。
However, such a thermotropic liquid crystal polymer has a large difference in strength and molding shrinkage between a flow direction and a direction perpendicular to the flow direction because a polymer chain is easily oriented at the time of molding (hereinafter, this is referred to as “anisotropic”). As a result, it is difficult to design the shape of the molded product, and the field of application is narrowed. Further, in many fields of use, there is a demand for a material having excellent heat resistance, various mechanical strengths or rigidity while maintaining the characteristics of the polymer such as flame retardancy, chemical resistance, and moldability. That is the fact.

そこで、近年、上記ポリマーに炭酸カルシウム、マイ
カ、ガラスビーズ等の粉末状もしくは薄片状の充填剤を
配合して該ポリマーの異方性を改善する試み、並びに該
ポリマーにガラス繊維等の繊維状強化剤を配合して該ポ
リマーの耐熱性、強度及び剛性を改善する試みがなされ
ている。しかるに、前者の試みでは、該ポリマーの耐衝
撃性が大幅に低下して該ポリマーが非常に脆くなるとい
う致命的な欠点が生ずるし、また後者の試みでは、該ポ
リマーの異方性の改善効果が乏しい上に、加工機械や金
型との接触面を摩耗させたり、成形品表面にガラス繊維
の浮出し模様が現れる等、液晶ポリマーの特徴である表
面平滑性を損い外観を悪くさせるという重大な欠点を生
ずる。
Therefore, in recent years, attempts have been made to improve the anisotropy of the polymer by blending a powdery or flaky filler such as calcium carbonate, mica, and glass beads with the above polymer, and to strengthen the polymer with fibrous reinforcement such as glass fiber. Attempts have been made to improve the heat resistance, strength and stiffness of the polymer by blending agents. However, the former attempt has a fatal disadvantage that the impact resistance of the polymer is greatly reduced and the polymer becomes very brittle, and the latter attempt has an effect of improving the anisotropy of the polymer. In addition to poor surface quality, the surface smoothness, which is a characteristic of liquid crystal polymers, is impaired due to wear of the contact surface with processing machines and molds, and appearance of glass fiber embossed patterns on the surface of molded products. A serious drawback.

このような観点から、サーモトロピック液晶ポリマー
の耐熱性、強度及び剛性度を向上させると共に、良好な
表面外観を維持し、異方性が小さく、成形加工機及び金
型の摩耗の少ないサーモトロピック液晶ポリマー組成物
が開発されている(例えば特開昭61−195156号公報、特
開昭62−81448号公報等参照)。前者の組成物は、サー
モトロピック液晶ポリマーの1品種である全芳香族コポ
リエステルに、ミクロファイバーであるチタン酸カリウ
ム繊維(以下これを「PTW」という)、殊に遊離カリウ
ム含有量が0.025%以下のPTWを5〜70重量%配合した組
成物である。また後者の組成物は、サーモトロピック液
晶ポリマーにPTWを5〜70重量%配合した組成物であ
る。
From this point of view, while improving the heat resistance, strength and rigidity of the thermotropic liquid crystal polymer, maintaining a good surface appearance, having a small anisotropy, and having little abrasion of a molding machine and a mold, the thermotropic liquid crystal. Polymer compositions have been developed (see, for example, JP-A-61-195156 and JP-A-62-81448). The former composition is obtained by adding a potassium titanate fiber (hereinafter referred to as "PTW"), which is a microfiber, to a wholly aromatic copolyester, which is a kind of thermotropic liquid crystal polymer, in particular, having a free potassium content of 0.025% or less. Is a composition containing 5 to 70% by weight of PTW. The latter composition is a composition obtained by blending 5-70% by weight of PTW with a thermotropic liquid crystal polymer.

しかしながら、これらの組成物には、特にノッチ付き
アイゾット衝撃強度が低く(即ち耐衝撃性に乏しく)、
脆いという致命的欠点があり、特に後者の組成物は長期
耐熱性にも劣っており、このような欠点の解決が切望さ
れているのが現状である。
However, these compositions have particularly low notched Izod impact strength (ie, poor impact resistance),
There is a fatal drawback of being brittle, and especially the latter composition is inferior in long-term heat resistance, and it is presently desired to solve such a drawback.

問題点を解決するための手段 本発明の目的は、従来のPTW強化材料では到底予期で
きない程、耐衝撃性が大幅に改善され、また長期耐熱性
が改善されたサーモトロピック液晶ポリマー樹脂組成物
及びその製造方法を提供することにある。
Means for Solving the Problems An object of the present invention is to provide a thermotropic liquid crystal polymer resin composition in which the impact resistance is greatly improved and the long-term heat resistance is improved, so as not to be expected with the conventional PTW reinforced material. It is to provide a manufacturing method thereof.

即ち、本発明は、pH6〜8、X線回折チャート2θ=1
3.8゜の特性ピークにおける半値幅が0.1以下の6−チタ
ン酸カリウム繊維を5〜60重量%含有することを特徴と
するサーモトロピック液晶ポリマー組成物に係る。
That is, the present invention provides a pH 6 to 8, X-ray diffraction chart 2θ = 1
A thermotropic liquid crystal polymer composition comprising 5 to 60% by weight of potassium 6-titanate fiber having a half width at a characteristic peak of 3.8% of 0.1 or less.

本発明において、サーモトロピック液晶ポリマーと
は、溶融状態において液晶性(分子の方向が揃ってい
る)であるポリマーをいう。本発明で用いられるサーモ
トロピック液晶ポリマーとしては、従来公知のものを広
く使用でき、例えば全芳香族(コ)ポリエステル、全芳
香族(コ)ポリエステルアミド、芳香族−脂肪族コポリ
エステル、芳香族ポリアゾメチン、芳香族ポリエスエル
カーボネート等が挙げられ、これらは1種単独で又は2
種以上混合して使用され得る。
In the present invention, the thermotropic liquid crystal polymer refers to a polymer having liquid crystallinity (the molecular directions are aligned) in a molten state. As the thermotropic liquid crystal polymer used in the present invention, conventionally known ones can be widely used, and for example, a wholly aromatic (co) polyester, a wholly aromatic (co) polyesteramide, an aromatic-aliphatic copolyester, an aromatic polymer Azomethine, aromatic polyester carbonate and the like, which may be used alone or in combination of two or more.
More than one species may be used in combination.

全芳香族(コ)ポリエステル及び全芳香族(コ)ポリ
エステルアミドとは、ポリマー鎖を構成するどのモノマ
ー成分にも少なくとも1個の芳香環を有することから、
全芳香族と称され、分子構造が剛直となるが故に、ポリ
マーは溶融相において液晶性を示すことが可能となる。
このようなモノマー成分としては、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、4,4′−ジ
ヒドロキシジフェニルエーテル、4,4′−ジヒドロキシ
ジフェニルメタン、4,4′−ジヒドロキシベンゾフェノ
ン、4,4′−ジヒドロキシジフェニルスルフィド、4,4′
−ジヒドロキシジフェニルスルホン、2,6−ジヒドロキ
シナフトイル等の芳香族ジオール、p−フェニレンジア
ミン、m−フェニレンジアミン、p−キシリレンジアミ
ン、m−キシリレンジアミン、4,4′−ジアミノジフェ
ニル、4,4′−ジアミノジフェニルエーテル、4,4′−ジ
アミノジフェニルメタン、4,4′−ジアミノベンゾフェ
ノン、4,4′−ジアミノジフェニルスルフィド、4,4′−
ジアミノジフェニルスルホン等の芳香族ジアミン、テレ
フタル酸、イソフタル酸、4,4′−ジカルボキシジフェ
ニル、4,4′−ジカルボキシジフェニルエーテル、2,6−
ジカルボキシナフトイル等の芳香族ジカルボン酸、p−
ヒドロキシ安息香酸、m−ヒドロキシ安息香酸、6−ヒ
ドロキシ−2−ナフトエ酸、4−ヒドロキシ桂皮酸等の
芳香族ヒドロキシカルボン酸、p−アミノ安息香酸、6
−アミノ−2−ナフトエ酸等の芳香族アミノカルボン酸
等を例示できるが、これらに限定されるものではない。
A wholly aromatic (co) polyester and a wholly aromatic (co) polyesteramide have at least one aromatic ring in every monomer component constituting the polymer chain,
It is called wholly aromatic, and the polymer can exhibit liquid crystallinity in the molten phase because of its rigid molecular structure.
Such monomer components include hydroquinone, resorcin, 4,4'-dihydroxydiphenyl, 4,4'-dihydroxydiphenyl ether, 4,4'-dihydroxydiphenylmethane, 4,4'-dihydroxybenzophenone, and 4,4'-dihydroxy. Diphenyl sulfide, 4,4 '
Aromatic diols such as -dihydroxydiphenylsulfone, 2,6-dihydroxynaphthoyl, p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, p-xylylenediamine, m-xylylenediamine, 4,4'-diaminodiphenyl, 4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminobenzophenone, 4,4'-diaminodiphenyl sulfide, 4,4'-
Aromatic diamines such as diaminodiphenyl sulfone, terephthalic acid, isophthalic acid, 4,4'-dicarboxydiphenyl, 4,4'-dicarboxydiphenyl ether, 2,6-
Aromatic dicarboxylic acids such as dicarboxynaphthoyl, p-
Aromatic hydroxycarboxylic acids such as hydroxybenzoic acid, m-hydroxybenzoic acid, 6-hydroxy-2-naphthoic acid and 4-hydroxycinnamic acid, p-aminobenzoic acid, 6
Examples thereof include aromatic aminocarboxylic acids such as -amino-2-naphthoic acid, but are not limited thereto.

全芳香族(コ)ポリエステル及び全芳香族(コ)ポリ
エステルアミドは、これらモノマー成分から常法に従い
容易に製造される。全芳香族(コ)ポリエステルは、例
えば特開昭56−104932号公報や特開昭57−44622号公報
に開示されている方法に従い、また全芳香族(コ)ポリ
エステルアミドは、例えば米国特許第4182842号明細書
に開示されている方法に従い、それぞれ製造される。
A wholly aromatic (co) polyester and a wholly aromatic (co) polyesteramide are easily produced from these monomer components according to a conventional method. The wholly aromatic (co) polyester is prepared according to the method disclosed in, for example, JP-A-56-104932 and JP-A-57-44622. Each is manufactured according to the method disclosed in the specification of 4182842.

芳香族−脂肪族(コ)ポリエステルの具体例としては
ポリエチレンテレフタレートとp−ヒドロキシ安息香酸
との共重合体を例示できる。
Specific examples of the aromatic-aliphatic (co) polyester include a copolymer of polyethylene terephthalate and p-hydroxybenzoic acid.

芳香族ポリアゾメチンの具体例としては、ポリ(ニト
リロ−2−メチル−1,4−フェニレンニトリロエチリジ
ン−1,4−フェニレンエチリジン)、ポリ(ニトリロ−
2−メチル−1,4−フェニレンニトリロメチリジン−1,4
−フェニレンメチリジン)、ポリ(ニトリロ−2−クロ
ロ−1,4−フェニレンニトリロメチリジン−1,4−フェニ
レンメチリジン)等を例示できる。
Specific examples of the aromatic polyazomethine include poly (nitrilo-2-methyl-1,4-phenylenenitriloethylidine-1,4-phenyleneethylidine), poly (nitrilo-
2-methyl-1,4-phenylene nitrilomethylidyne-1,4
-Phenylenemethylidine), poly (nitrilo-2-chloro-1,4-phenylenenitrilomethylidine-1,4-phenylenemethylidine) and the like.

芳香族ポリエステルカーボネートとしては、例えば米
国特許第4107143号明細書、同4284757号明細書等に開示
されているものが広く用いられる。
As the aromatic polyester carbonates, those disclosed in, for example, US Pat. Nos. 4,107,143 and 4,284,57 are widely used.

本発明で用いられるサーモトロピック液晶ポリマー
は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにて測定
した重量平均分子量が約5千〜約20万、特に約1万〜約
5万であるのが好適である。サーモトロピック液晶ポリ
マーの重量平均分子量が小さ過ぎると、得られる樹脂組
成物の機械物性が低下する傾向となり、一方該ポリマー
の重量平均分子量が大き過ぎると、斯かるポリマーの製
造が困難である上に、該ポリマーの溶融粘度が高くな
り、そのため得られる樹脂組成物の成形加工性が困難に
なる傾向が生ずるので、いずれも好ましくない。
The thermotropic liquid crystal polymer used in the present invention preferably has a weight average molecular weight of about 5,000 to about 200,000, particularly about 10,000 to about 50,000 as measured by gel permeation chromatography. If the weight-average molecular weight of the thermotropic liquid crystal polymer is too small, the mechanical properties of the obtained resin composition tend to decrease, while if the weight-average molecular weight of the polymer is too large, it is difficult to produce such a polymer. However, the melt viscosity of the polymer is increased, and the resulting resin composition tends to be difficult to mold and process.

本発明の組成物に配合されるチタン酸カリウム繊維
は、K2O・6TiO2なる化学式を有し、pHが6〜8、望まし
くは6.5〜7.5であり、X線回折チャート2θ=13.8゜の
特性ピークにおける半値幅が0.1以下、望ましくは0.05
以下の高結晶性6−チタン酸カリウム繊維(6−PTW)
である。ここでpHとは、PTWの1重量%懸濁水溶液(脱
イオン水使用)を10分間撹拌後、20℃で測定した値をい
う。またX線回折チャート2θ=13.8゜の特性ピークに
おける半値幅とは、2θ=13.8゜におけるピーク高さを
H、1/2Hでのピーク幅をWとすると、W/Hで表わされる
値をいう。後者の値は、PTWの結晶化度を示す指標とな
り、半値幅が小さい程結晶化度が大きいことを示すもの
である。
The potassium titanate fiber blended in the composition of the present invention has a chemical formula of K 2 O · 6TiO 2 , has a pH of 6 to 8, preferably 6.5 to 7.5, and has an X-ray diffraction chart 2θ = 13.8 °. The half width at the characteristic peak is 0.1 or less, preferably 0.05
Highly crystalline potassium 6-titanate fiber (6-PTW)
It is. Here, the pH refers to a value measured at 20 ° C. after stirring a 1% by weight aqueous solution of PTW (using deionized water) for 10 minutes. The half-width at the characteristic peak of the X-ray diffraction chart 2θ = 13.8 ° is a value represented by W / H, where H is the peak height at 2θ = 13.8 ° and W is the peak width at 1 / 2H. . The latter value is an index indicating the crystallinity of the PTW, and indicates that the smaller the half width, the larger the crystallinity.

本発明で使用される上記特性値を有する6−PTWは、
例えば下記に示す方法に従い製造される。即ち、K2O、K
2CO3等のK2O成分及びTiO2、TiO2含有化合物等のTiO2
分から水熱法、フラックス法、焼成法、溶融法等の従来
公知の方法に従って6−PTWを製造し、次にこれを700℃
以上の高温で熱処理して2θ=13.8゜の特性ピークにお
ける半値幅が0.1以下、望ましくは0.05以下の高結晶化
品とした後、酸処理及び水洗により結晶系(6−PTW)
を変えることなく、pH6〜8の微酸性〜微アルカリ性の
所謂中性領域に調整された6−PTWとすることができ
る。
6-PTW having the above characteristic value used in the present invention is:
For example, it is manufactured according to the following method. That is, K 2 O, K
2 CO 3 or the like K 2 O component and TiO 2, TiO hydrothermal method from TiO 2 component, such as 2-containing compound, a flux method, firing method, to produce a 6-PTW in accordance with a conventionally known method such as melting method, following To 700 ℃
After a heat treatment at the above high temperature to obtain a highly crystallized product having a half width at a characteristic peak of 2θ = 13.8 ° of 0.1 or less, desirably 0.05 or less, a crystalline system (6-PTW) is obtained by acid treatment and washing with water.
Without changing the pH, 6-PTW adjusted to a so-called neutral region of slightly acidic to slightly alkaline pH 6 to 8 can be obtained.

本発明で用いられる6−PTWのpHが8を越えると、サ
ーモトロピック液晶ポリマーが熱溶融時(配合混練時及
び成形加工時)に分子鎖切断(熱分解)を受け易くな
り、成形品の機械的強度、殊にアイゾット衝撃強度の低
下が顕著になり、本発明の所期の目的が達成できなくな
る。一方、pHが6より小さいと、6−PTWに残存してい
る酸の影響により成形品の外観及び機械敵強度が悪くな
るのみならず加工機械や金型の腐食を引き起こすことに
なるので、不都合である。
When the pH of 6-PTW used in the present invention exceeds 8, the thermotropic liquid crystal polymer is liable to undergo molecular chain breakage (thermal decomposition) at the time of heat melting (at the time of compounding and kneading and at the time of molding). As a result, the intended strength of the present invention cannot be achieved. On the other hand, if the pH is lower than 6, the effect of the acid remaining in 6-PTW not only deteriorates the appearance and mechanical strength of the molded product, but also causes corrosion of the processing machine and the mold. It is.

また本発明で用いられる6−PTWの上記半値幅が0.1を
越えると、6−PTWの合成段階で酸処理によりpHを8以
下に調整しても、結晶化度が低いために6−PTW中のK2O
成分が6−PTWの表面に移行し易くなり、その故サーモ
トロピック液晶ポリマーへの混練時には該ポリマーに含
まれる微量の水分に溶け出し、pHが8を越えるアルカリ
性となり、その結果該ポリマーを溶融させる高温では該
ポリマーの分子鎖を加水分解することになり、従って6
−PTWの補強効果を充分に発現し得なくなるので、不適
当である。
When the half-width of 6-PTW used in the present invention exceeds 0.1, the crystallinity is low even when the pH is adjusted to 8 or less by an acid treatment in the synthesis of 6-PTW, so that the crystallinity is low. K 2 O
The components are easily transferred to the surface of 6-PTW, and therefore, when kneaded into the thermotropic liquid crystal polymer, dissolve in a small amount of water contained in the polymer and become alkaline with a pH of more than 8, thereby melting the polymer. High temperatures will hydrolyze the polymer chains, and
-Unsuitable because the reinforcing effect of PTW cannot be sufficiently exhibited.

上記特性値を有する6−PTWを使用すれば、従来補強
効果が大きいとされていた高ディメンジョンのガラス繊
維よりも補強効果が大きく、特にノッチ付きアイゾット
衝撃強さにおいては、従来「PTW強化品はGF強化品より
かなり大幅にアイゾット衝撃値が劣り、脆い」という化
学常識を覆す結果となることが見い出された。
If 6-PTW having the above characteristic values is used, the reinforcing effect is greater than that of high-dimension glass fiber, which was conventionally considered to have a large reinforcing effect.In particular, in the notched Izod impact strength, the conventional The Izod impact value is considerably lower than that of the GF-reinforced product, and the brittleness is brittle. "

本発明で用いられる6−PTWの繊維径及び繊維長は、
特に限定されるものではないが、繊維径は通常0.01〜2
μm程度、好ましくは0.05〜1μm程度が、また繊維長
は通常2〜500μm程度、好ましくは5〜100μm程度
で、アスペクト比(繊維長/繊維径)が10以上が適当で
ある。
Fiber diameter and fiber length of 6-PTW used in the present invention,
Although not particularly limited, the fiber diameter is usually 0.01 to 2
It is appropriate that the fiber length is about 2 to 500 μm, preferably about 5 to 100 μm, and the aspect ratio (fiber length / fiber diameter) is 10 or more.

本発明で使用される6−PTWは、表面処理剤で処理さ
れていなくてもよいが、表面処理剤で表面処理されたも
のであるのが望ましい。斯かる表面処理剤としては、γ
−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、β−(3,4
−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン
及びN−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシ
ランからなる群から選ばれた少なくとも1種が好適であ
る。斯かる表面処理剤で処理された6−PTWを用いる
と、後に行なわれる溶融混合機への供給が容易になると
いう利点を有している。
The 6-PTW used in the present invention may not be treated with a surface treating agent, but is preferably treated with a surface treating agent. As such a surface treatment agent, γ
-Mercaptopropyltrimethoxysilane, β- (3,4
At least one selected from the group consisting of -epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane and N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane is preferred. The use of 6-PTW treated with such a surface treatment agent has the advantage of facilitating subsequent supply to the melt mixer.

本発明において、上記6−PTWの配合量としては、サ
ーモトロピック液晶ポリマーと該6−PTWとの合計量に
対して6−PTWが5〜60重量%、好ましくは10〜50重量
%程度となるようにするのがよい。6−PTWの配合量が
5重量%未満である場合には、得られる組成物の機械的
強度及び剛性(曲げ弾性率)の改良が不充分となる。一
方、6−PTWの配合量が60重量%と越えると、6−PTW自
体が非常に嵩高い(見掛密度0.05〜0.2g/cc)ために、
溶融混合機への供給が困難となるので、実用的ではな
い。
In the present invention, the compounding amount of 6-PTW is 6 to 60% by weight, preferably about 10 to 50% by weight, based on the total amount of the thermotropic liquid crystal polymer and 6-PTW. It is better to do so. If the amount of 6-PTW is less than 5% by weight, the resulting composition will have insufficient improvement in mechanical strength and rigidity (flexural modulus). On the other hand, when the blending amount of 6-PTW exceeds 60% by weight, 6-PTW itself is very bulky (apparent density 0.05 to 0.2 g / cc).
It is not practical because supply to the melt mixer becomes difficult.

本発明のサーモトロピック液晶ポリマー組成物には、
本発明の目的を損わない範囲内で、酸化防止剤、熱安定
剤、紫外線吸収剤、滑剤、離型剤、顔料等の着色剤、難
燃剤、難燃助剤、帯電防止剤、ケッチェンブラック等の
導電性付与剤、炭酸カルシウム等の粉末状乃至マイカ等
の薄片(鱗片)状充填剤、ガラス繊維、炭素繊維等の強
化剤等を適宜配合することもできる。
In the thermotropic liquid crystal polymer composition of the present invention,
Antioxidants, heat stabilizers, ultraviolet absorbers, lubricants, mold release agents, coloring agents such as pigments, flame retardants, flame retardant assistants, antistatic agents, Ketjen within a range not to impair the object of the present invention. A conductivity-imparting agent such as black, a powdery filler such as calcium carbonate or a flaky (scale) filler such as mica, a reinforcing agent such as glass fiber or carbon fiber, and the like can also be appropriately compounded.

本発明の組成物を製造するに当っては、配合手段は特
に限定されず、サーモトロピック液晶ポリマーと6−PT
Wとを予めヘンシェルミキサー、タンブラーミキサー等
を利用して予備混合してから、或はそれぞれ別々に溶融
混合機に供給して溶融混練すればよい。特に射出成形機
等の成形加工機械に定量性のよい均一形状のペレットを
製造するには、ロータリータイプのミストカット方式に
従うのがよい。該方式は、サーモトロピック液晶ポリマ
ーと6−PTWとを溶融混合機で均一に混合後、ミストカ
ットペレタイザーにてペレット化を行なう方法である。
より具体的には、上記液晶ポリマーと6−PTWとを溶融
混合機で均一に溶融混練後、ストランド状に押出したダ
イ部に直交するように高速回転するロータリーカッター
を配置し、且つ一端に設けたノズルから水とエアーを混
合して発生したミストをカッティングチャンバーを充満
させた状態でホットカットを行なえばよい。本発明者の
研究によれば、通常行なわれている方法で一旦ストラン
ド状に溶融物を引き取り、水槽で冷却後、一般的なペレ
タイザーでペレット化しても、サーモトロピック液晶ポ
リマーが押出方向に結晶化して完全に固化している状態
のところに剪断力が加わってもストランドが砕けてワラ
クズ状となり、通常の熱可塑性樹脂で得られるようなペ
レットを製造することは困難であった。
In producing the composition of the present invention, the compounding means is not particularly limited, and thermotropic liquid crystal polymer and 6-PT
W may be preliminarily mixed using a Henschel mixer, a tumbler mixer, or the like, or may be separately supplied to a melt mixer and melt-kneaded. In particular, in order to produce uniform-shaped pellets with good quantitative properties in a molding machine such as an injection molding machine, it is preferable to follow a rotary type mist cutting method. This method is a method in which a thermotropic liquid crystal polymer and 6-PTW are uniformly mixed by a melt mixer and then pelletized by a mist cut pelletizer.
More specifically, after the above-mentioned liquid crystal polymer and 6-PTW are uniformly melt-kneaded by a melt mixer, a rotary cutter that rotates at a high speed so as to be orthogonal to the die portion extruded in a strand shape is arranged, and provided at one end. Hot cutting may be performed with the cutting chamber filled with mist generated by mixing water and air from the nozzle. According to the study of the present inventor, once the melt is drawn into a strand in a usual manner, cooled in a water bath, and then pelletized with a general pelletizer, the thermotropic liquid crystal polymer crystallizes in the extrusion direction. Even if a shearing force is applied to a completely solidified state, the strands are broken into a wall-like shape, and it has been difficult to produce pellets such as those obtained with ordinary thermoplastic resins.

発明の効果 本発明によれば、従来のPTW強化材料では到底予期で
きない程、耐衝撃性が大幅に改善され、また長期耐熱性
が改善されたサーモトロピック液晶ポリマー樹脂組成物
が提供される。しかも本発明の組成物は、サーモトロピ
ック液晶ポリマーの耐熱性、強度及び剛性度を向上させ
ると共に、良好な表面外観を維持し、異方性が小さく、
成形加工機及び金型の摩耗の少ないものである。
Effects of the Invention According to the present invention, there is provided a thermotropic liquid crystal polymer resin composition in which the impact resistance is greatly improved and the long-term heat resistance is improved to an extent that can not be expected with conventional PTW reinforced materials. Moreover, the composition of the present invention improves the heat resistance, strength and rigidity of the thermotropic liquid crystal polymer, maintains a good surface appearance, has small anisotropy,
The wear of the molding machine and the mold is small.

実施例 以下に実施例を掲げて本発明をより一層明らかにす
る。
Examples Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples.

実施例1〜3 サーモトロピック液晶ポリマーとして全芳香族ポリエ
ステル系のベクトラA950〔ヘキストセラニーズ社製〕を
使用した。
Examples 1 to 3 As a thermotropic liquid crystal polymer, a wholly aromatic polyester Vectra A950 (manufactured by Hoechst Celanese) was used.

またチタン酸カリウム繊維としてpH6.8、X線回折チ
ャート2θ=13.8゜の特性ピークにおける半値幅が0.02
である6−PTW〔平均繊維径0.3μm、平均繊維長15μ
m〕を使用した。尚、この6−PTWは、チタン酸カリウ
ム繊維の供給性をよくし、またサーモトロピック液晶ポ
リマーとの濡れ性をよくするために、β−(3,4−エポ
キシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシランを6−
PTW重量の1重量%添加して表面処理されている(表面
処理後のpH値は7.1)。
Further, as a potassium titanate fiber, the half-value width at the characteristic peak of pH 6.8, X-ray diffraction chart 2θ = 13.8 ° is 0.02.
6-PTW [average fiber diameter 0.3 μm, average fiber length 15 μm
m] was used. The 6-PTW was prepared by adding β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane to 6-PTW in order to improve the supply of potassium titanate fiber and the wettability with the thermotropic liquid crystal polymer. −
The surface is treated by adding 1% by weight of PTW (pH value after surface treatment is 7.1).

下記第1表の実施例1〜3の割合となるように、ベク
トラA950及び6−PTWを、二軸押出機〔PCM45、池貝鉄工
(株)製〕のメインホッパー及びサイドフィーダーから
別々に供給し、シリンダー温度300℃にて溶融混練した
後、ミストカットペレタイザー〔PHR−100、池貝鉄工
(株)製〕を使用してダイの循環オイル温度320℃にて
ペレット化後、脱水乾燥して、小豆状の卵白色の均一な
ペレットを得た。
Vectra A950 and 6-PTW were separately supplied from a main hopper and a side feeder of a twin-screw extruder [PCM45, manufactured by Ikegai Iron Works Co., Ltd.] so that the ratios of Examples 1 to 3 in Table 1 below were obtained. After melt-kneading at a cylinder temperature of 300 ° C, pelletizing at a circulating oil temperature of a die of 320 ° C using a mist cut pelletizer [PHR-100, manufactured by Ikegai Iron Works Co., Ltd.] A white egg-shaped uniform pellet was obtained.

得られたペレットを射出成形機〔FS−150N、日精樹脂
工業(株)製〕にてシリンダー温度290℃、金型温度80
℃にて射出成形して各試験片を得た。
The obtained pellets were subjected to an injection molding machine [FS-150N, manufactured by Nissei Plastic Industry Co., Ltd.] at a cylinder temperature of 290 ° C and a mold temperature of 80.
Each test piece was obtained by injection molding at ℃.

引張特性、曲げ特性、アイゾット衝撃強度(ノッチ付
き)及び熱変形温度は、それぞれASTM D−638、D−7
90、D−256、D−648に準拠して測定した。またシリン
ダー温度290℃の射出成形機に15分間滞留させた後の試
験片と滞留前の試験片との色差ΔEを測色色差計〔Z−
1001DP型、日本電色工業(株)製〕を用いて測定し、各
実施例で得られる試験片の熱安定性を評価した。
Tensile properties, bending properties, Izod impact strength (with notch) and heat distortion temperature are as per ASTM D-638, D-7
It measured according to 90, D-256, D-648. Further, the color difference ΔE between the test piece retained in an injection molding machine having a cylinder temperature of 290 ° C. for 15 minutes and the test piece before retention was measured using a colorimetric color difference meter [Z-
1001DP type, manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.], and the thermal stability of the test piece obtained in each example was evaluated.

これらの結果を下記第1表に示す。 The results are shown in Table 1 below.

比較例1〜3及び参考例1 比較例1では、ベクトラA950をそのまま射出成形し
た。比較例2及び3では、実施例1〜3と同様の方法
で、ベクトラA950と下記に示すチタン酸カリウム繊維と
を70:30(重量比)の割合で溶融混練後、ペレット化し
て同様の射出成形試験片を得た。
Comparative Examples 1 to 3 and Reference Example 1 In Comparative Example 1, Vectra A950 was injection molded as it was. In Comparative Examples 2 and 3, in the same manner as in Examples 1 to 3, Vectra A950 and the following potassium titanate fiber were melt-kneaded at a ratio of 70:30 (weight ratio), then pelletized, and injected similarly. A molded test piece was obtained.

比較例2で用いられるチタン酸カリウム繊維: pH9.2、X線回折チャート2θ=13.8゜の特性ピーク
における半値幅が0.113である6−PTW(繊維径及び繊維
長は実施例1〜3のものと同じ)であって、実施例1〜
3と同じシランカップリング剤で表面処理したもの(表
面処理後のpH値は9.8である)。
Potassium titanate fiber used in Comparative Example 2: pH 9.2, 6-PTW having a half width at a characteristic peak of 0.113 in X-ray diffraction chart 2θ = 13.8 ° (fiber diameter and fiber length are those of Examples 1 to 3) The same as in Examples 1 to
The surface treated with the same silane coupling agent as in Example 3 (pH value after surface treatment is 9.8).

比較例3で用いられるチタン酸カリウム繊維: 特開昭61−19515号公報に記載されているHT−200〔平
均繊維径0.45μm、平均繊維長22.5μm、pH8.2、半値
幅0.03の6−PTWであって、実施例1〜3と同じシラン
カップリング剤で表面処理したもの(表面処理後のpH値
は8.5である)。
Potassium titanate fiber used in Comparative Example 3: HT-200 described in JP-A-61-19515 [6- (average fiber diameter 0.45 μm, average fiber length 22.5 μm, pH 8.2, half width 0.03) PTW that has been surface-treated with the same silane coupling agent as in Examples 1 to 3 (pH value after surface treatment is 8.5).

比較例1〜3の各射出成形試験片につき、上記実施例
と同様の物性を測定した。
For each of the injection-molded test specimens of Comparative Examples 1 to 3, the same physical properties as those of the above-mentioned examples were measured.

また参考のため、ガラス繊維30重量%充填の市販ペレ
ット〔ベクトラA−130、ポリプラスチックス社製〕を
上記と同様に射出成形し、同様の物性を測定した。
For reference, a commercially available pellet (Vectra A-130, manufactured by Polyplastics) filled with 30% by weight of glass fiber was injection-molded in the same manner as above, and the same physical properties were measured.

結果を下記第1表に併せて示す。 The results are shown in Table 1 below.

上記第1表から、次のことが明らかである。即ち、実
施例2の成形品は、比較例2及び3のそれに比し高機械
強度を示す。殊にノッチ付きアイゾット衝撃強度では、
従来公知のPTW強化品の3〜10倍と驚異的であり、また
参考例1のガラス繊維強化品と比較しても倍以上の高衝
撃性を有している。
From Table 1 above, the following is clear. That is, the molded product of Example 2 shows higher mechanical strength than those of Comparative Examples 2 and 3. Especially in the notched Izod impact strength,
It is surprisingly 3 to 10 times that of the conventionally known PTW reinforced product, and has more than twice the high impact strength as compared with the glass fiber reinforced product of Reference Example 1.

実施例4 サーモトロピック液晶ポリマーとして芳香族−脂肪族
ポリエステル系のロッドランLC500〔ユニチカ(株)
製〕を使用した。
Example 4 Aromatic-aliphatic polyester rod run LC500 [Unitika Ltd.] as a thermotropic liquid crystal polymer
Manufactured).

またチタン酸カリウム繊維として実施例1〜3と同じ
ものを使用した。
The same potassium titanate fibers as in Examples 1 to 3 were used.

ロッドランLC500及び6−PTWを70:30(重量比)の割
合で混合し、実施例1〜3と同様にしてペレットを得、
次にこれから射出成形試験片を作成して物性評価を行な
った。
Rod Run LC500 and 6-PTW were mixed at a ratio of 70:30 (weight ratio), and pellets were obtained in the same manner as in Examples 1-3.
Next, an injection molded test piece was prepared from this, and physical properties were evaluated.

比較例4 チタン酸カリウム繊維として比較例2で使用したチタ
ン酸カリウム繊維を用いる以外は、実施例4と同様にし
て射出成形試験片を得、物性を評価した。
Comparative Example 4 An injection molded test piece was obtained in the same manner as in Example 4 except that the potassium titanate fiber used in Comparative Example 2 was used as the potassium titanate fiber, and the physical properties were evaluated.

実施例4の試験片及び比較例4の試験片につき、各種
物性を下記に示す。
Various physical properties of the test piece of Example 4 and the test piece of Comparative Example 4 are shown below.

上記結果から、本発明の6−PTWを用いると、得られ
る成形品が高機械物性となり、アイゾット衝撃強さも大
で、また成形加工時の滞留による熱変色も少なくなるこ
とが判る。
From the above results, it can be seen that when the 6-PTW of the present invention is used, the obtained molded product has high mechanical properties, has a large Izod impact strength, and has less thermal discoloration due to stagnation during molding.

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】pH6〜8、X線回折チャート2θ=13.8゜
の特性ピークにおける半値幅が0.1以下の6−チタン酸
カリウム繊維を5〜60重量%含有することを特徴とする
サーモトロピック液晶ポリマー組成物。
1. A thermotropic liquid crystal polymer comprising 5 to 60% by weight of potassium 6-titanate fiber having a half width at a characteristic peak at pH 6 to 8 and an X-ray diffraction chart 2θ = 13.8 ° of 0.1 or less. Composition.
【請求項2】チタン酸カリウム繊維がpH6.5〜7.5、X線
回折チャート2θ=13.8゜の特性ピークにおける半値幅
が0.05以下である請求項記載の組成物。
2. The composition according to claim 1, wherein the potassium titanate fiber has a pH of 6.5 to 7.5 and a half-width at a characteristic peak at 2θ = 13.8 ° in an X-ray diffraction chart is 0.05 or less.
【請求項3】チタン酸カリウム繊維の表面がγ−メルカ
プトプロピルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキ
シシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン及びN−
フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシランなる
群から選ばれた少なくとも一種で処理されている請求項
又は記載の組成物。
3. The surface of a potassium titanate fiber is γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane and N-
The composition according to claim or being treated with at least one member selected from the group consisting of phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane.
【請求項4】請求項記載の6−チタン酸カリウム繊維
及びサーモトロピック液晶ポリマーを、溶融混合機で均
一に溶融混練後、ミストカットペレタイザーにてペレッ
ト化することを特徴とするサーモトロピック液晶ポリマ
ー組成物の製造方法。
4. A thermotropic liquid crystal polymer composition characterized in that the potassium 6-titanate fiber and the thermotropic liquid crystal polymer according to claim 1 are uniformly melt-kneaded by a melt mixer and then pelletized by a mist cut pelletizer. Method of manufacturing a product.
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