JP3139007B2 - 液晶ポリエステル樹脂組成物 - Google Patents

液晶ポリエステル樹脂組成物

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JP3139007B2 JP02189514A JP18951490A JP3139007B2 JP 3139007 B2 JP3139007 B2 JP 3139007B2 JP 02189514 A JP02189514 A JP 02189514A JP 18951490 A JP18951490 A JP 18951490A JP 3139007 B2 JP3139007 B2 JP 3139007B2
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保則 市川
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【発明の詳細な説明】 【発明の属する技術分野】
本発明は、耐熱性、成形性及び機械的特性、とりわけ
耐衝撃強度に優れた液晶ポリエステル樹脂組成物に関す
るものである。
【従来の技術】
近年プラスチックの高性能化に関する要求がますます
高まり、種々の新規性能を有するポリマが数多く開発さ
れ、市場に供されているが、なかでも特に分子鎖の平行
な配列を特徴とする光学異方性の液晶ポリマが優れた機
械的性質を有する点で注目されている。 異方性溶融相を形成するポリマとしてはたとえばp−
ヒドロキシ安息香酸にポリエチレンテレフタレートを共
重合した液晶ポリマ(特開昭49−72393号公報)、p−
ヒドロキシ安息香酸と6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸
を共重合した液晶ポリマ(特開昭54−77691号公報)、
またp−ヒドロキシ安息香酸に4,4′−ジヒドロキシビ
フェニルとテレフタル酸、イソフタル酸を共重合した液
晶ポリマ(特開昭57−24407号公報)などが知られてい
る。また、液晶ポリマに充填材を配合した組成物として
は特開平1−197555,1−245047,1−284547号公報などが
知られている。
【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、液晶ポリマにガラス繊維を入れると強
度、弾性率や耐熱性は向上するが成形性が低下し、異方
性が大きくなるなどの問題がある。 一方、液晶ポリマの異方性改良の方法として板状また
は粒状の充填剤を入れるとガラス繊維の場合に比して異
方性は少なくなるが強度、弾性率や耐熱性が低下するこ
とが知られている。 これに対して特開平1−284547号公報は特定構造の液
晶ポリマに充填剤及びガラス繊維を入れると強度、弾性
率が比較的高く異方性もかなり減少させることができる
点で注目されるが、その程度は必ずしも十分とは言えず
衝撃強度が必ずしも高くないことがわかった。 よって本発明は上記の問題を解決し、耐熱性、成形性
及び機械的特性、とりわけ耐衝撃性に優れた液晶ポリエ
ステル樹脂組成物を得ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討した結
果、本発明に到達した。 すなわち本発明は下記構造単位(I)、(II)、(II
I)および(IV)からなる溶融成形可能な液晶ポリエス
テル樹脂100重量部に対して、平均粒径が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重量部を充填して得られる液晶ポリエ
ステル樹脂組成物を提供するものである。
【化3】 O−X−O ……(III) OC−Y−CO ……(IV)
【化4】 (ただし式中のXは −CH2CH2−から選ばれた1種以上の基を、 Yは から選ばれた1種以上の基を示し、Zは水素原子または
塩素原子を示し、また構造単位(II)および(III)の
合計は構造単位(IV)と実質的に等モルである)
【発明の実施の形態】
上記構造単位(I)はp−ヒドロキシ安息香酸から生
成した構造単位であり、構造単位(II)は4,4′−ジヒ
ドロキシビフェニルからなる構造単位を、構造単位(II
I)はハイドロキノン、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−3,3′,5,5′−テトラ
メチルジヒドロキシビフェニル、t−ブチルハイドロキ
ノン、メチルハイドロキノン、フェニルハイドロキノ
ン、2,6−ジヒドロキシナフタレンおよびエチレングリ
コールから選ばれた1種以上のジオールから生成した構
造単位を、構造単位(IV)はテレフタル酸、イソフタル
酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、4,4′−ジフェニル
ジカルボン酸、4,4′−ジフェニルエーテルジカルボン
酸、1,2−ビス(フェノキシ)エタン−4,4′−ジカルボ
ン酸および1,2−ビス(2−クロルフェノキシ)エタン
−4,4′−ジカルボン酸から選ばれた1種以上の芳香族
ジカルボン酸から生成した構造単位を各々示す。これら
のうち構造単位(III)は
【化5】 または−CH2CH2−、構造単位(IV)はテレフタル酸が最
も好ましく、これ以外のものを用いる時は少量共重合成
分として用いるのが好ましい。 前記構造単位(I)〜(IV)のうち構造単位(III)
が−CH2CH2−の場合、構造単位[(I)+(II)]は構
造単位(I)、(II)および(III)の合計に対して77
〜95モル%が好ましく、80〜93モル%がより好ましく、
構造単位(III)は構造単位(I)、(II)および(II
I)の合計に対して23〜5モル%が好ましく、20〜7モ
ル%がより好ましい。 また、構造単位(I)と(II)のモル比[(I)/
(II)]は75/25〜95/5が好ましく、78/22〜93/7がより
好ましい。 構造単位(III)が−CH2CH2−以外の場合は構造単位
(I)は構造単位(I)、(II)および(III)の合計
に対して40〜90モル%であることが好ましく、特に60〜
78モル%であることが好ましい。また、前記構造単位
(II)と(III)のモル比[(II)/(III)]は90/10
〜10〜90好ましく、75/25〜25/75がより好ましく、75/2
5〜40/60が特に好ましい。 また、構造単位(IV)は構造単位(II)および(II
I)の合計と実質的に等モルである。 本発明で使用する液晶ポリエステルの製造方法につい
ては特に限定するものではなく、公知のポリエステルの
重縮合方法に準じて製造できる。 また、本発明で使用する液晶ポリエステルの溶融粘度
は10〜15,000ポイズが好ましく、特に20〜5,000ポイズ
がより好ましい。なお、この溶融粘度は(液晶開始温度
+40℃)、ずり速度1,000(1/秒)の条件下で高化式フ
ローテスターによって測定した値である。 一方、この液晶ポリエステルの対数粘度は0.1g/dlの
濃度、60℃のペンタフルオロフェノール中で測定可能な
ものであり、その場合0.5〜20dl/gが好ましく、1.0〜15
dl/gが特に好ましい。 なお、本発明で使用する液晶ポリエステルを重縮合す
る際には上記構造単位(I)〜(IV)を構成する成分以
外に3,3′−ジフェニルジカルボン酸、2,2′−ジフェニ
ルジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸、アジピン
酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジオン酸など
の脂肪族ジカルボン酸、ヘキサヒドロテレフタル酸など
の脂環式ジカルボン酸、クロルハイドロキノン、4,4′
−ジヒドロキシジフェニルスルフィド、4,4′−ジヒド
ロキシベンゾフェノンなどの芳香族ジオール、1,4−ブ
タンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチル
グリコール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シク
ロヘキサンジメタノールなどの脂肪族、脂環式ジオール
およびm−ヒドロキシ安息香酸、2,6−ヒドロキシナフ
トエ酸などの芳香族ヒドロキシカルボン酸あるいは芳香
族イミド化合物などを本発明の目的を損なわない程度の
少割合でさらに共重合せしめることができる。 本発明においては平均粒径が2.5〜3.5μのタルクと平
均繊維径が3〜9μmのガラス繊維を併用することが必
須である。このタルクの平均粒径は沈降法で測定したも
のであり、この平均粒径が2.5μm未満であるとガラス
繊維を併用しても強度、弾性率が低く、衝撃強度も低
い。一方、3.5μmよりも大きい時には、ガラス繊維を
併用しても衝撃強度が低く、異方性が大きく好ましくな
い。このタルクの添加量は液晶ポリエステル100重量部
に対して10〜150重量部、好ましくは50〜100重量部であ
る。 一方、本発明に用いるガラス繊維は、好ましくは弱ア
ルカリ性のものが機械的強度の点ですぐれており、液晶
ポリエステルの強化用として適している。 また、ガラス繊維はエポキシ系、ウレタン系、アクリ
ル系などの被覆あるいは収束剤で処理されていることが
好ましく、エポキシ系が特に好ましい。また、シラン
系、チタネート系などのカップリング剤、その他表面処
理剤で処理されていることが好ましく、エポキシシラ
ン、アミノシラン系のカップリング剤が特に好ましい。 ガラス繊維の平均繊維径は3〜9μmであり、繊維の
長さは30〜104μmが好ましく、更に好ましくは1000〜4
000μmである。ガラス繊維の充填量は液晶ポリエステ
ル100重量部に対して10〜150重量部、好ましくは50〜15
0重量部である。 ガラス繊維の平均繊維径が3μm未満では、タルクを
併用しても補強効果が小さく好ましくない。一方、9μ
mより大きいと成形性が低下し、タルクを併用しても異
方性減少効果が十分ではなく好ましくない。 本発明に使用する液晶ポリエステルに対してさらに充
填剤を含有させることもできる。 本発明の充填剤のタルク、ガラス繊維以外に用いるこ
とのできる充填剤としては炭素繊維、芳香族ポリアミド
繊維、チタン酸カリウム繊維、石コウ繊維、黄銅繊維、
ステンレス繊維、スチール繊維、セラミックス繊維、ボ
ロンウィスカ繊維、マイカ、シリカ、炭酸カルシウム、
ガラスビーズ、ガラスフレーク、ガラスマイクロバルー
ン、クレー、ワラステナイト、酸化チタンなどの繊維
状、粉状、粒状あるいは板状の無機フィラーが挙げられ
る。 更に、本発明の組成物には、本発明の目的を損なわな
い程度の範囲で、酸化防止剤および熱安定剤(たとえば
ヒンダードフェノール、ヒドロキノン、ホスファイト類
およびこれらの置換体など)、紫外線吸収剤(たとえば
レゾルシノール、サリシレート、ベンゾトリアゾール、
ベンゾフェノンなど)、滑剤および離型剤(たとえばモ
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)、染料(たとえばニトロシンな
ど)および顔料(たとえば硫化カドミウム、フタロシア
ニン、カーボンブラックなど)を含む着色剤、可塑剤、
帯電防止剤、難燃剤などの通常の添加剤や他の熱可塑性
樹脂を添加して、所定の特性を付与することができる。
とりわけ臭素化ポリスチレンのような高分子難燃剤は前
記構造単位(III)のxが−CH2CH2−の時に難燃性向上
と、更なる異方性減少の点で好ましい。 本発明の樹脂組成物は溶融混練することが好ましく、
溶融混練には公知の方法を用いることができる。たとえ
ば、バンバリーミキサー、ゴムロール機、ニーダー、単
軸もしくは二軸押出機などを用い、200〜380℃の温度で
溶融混練して組成物とすることができる。
【実施例】
以下に実施例により本発明をさらに説明する。 参考例1 撹拌機、留出管を備えた反応容器にp−ヒドロキシ安
息香酸1105重量部、4,4′−ジヒドロキシビフェニル140
重量部、無水酢酸1067重量部、テレフタル酸125重量部
および固有粘度が約0.6dl/gのポリエチレンテレフタレ
ート240重量部を仕込み、次の条件で脱酢酸重縮合を行
った。 まず窒素雰囲気下に100〜250℃で5.0時間、250〜320
℃で2.5時間反応させたのち、320℃、1.5時間で0.5mmHg
に減圧し、さらに1.0時間反応させ、重縮合を完結させ
たところ、ほぼ理論量の酢酸が留出し、下記の理論構造
式を有する樹脂(a)を得た。
【化6】 k/l/m/n=80/7.5/12.5/7.5 また、このポリエステルを偏光顕微鏡の試料台にの
せ、昇温して、光学異方性の確認を行った結果、液晶開
始温度は295℃であり、良好な光学異方性を示した。こ
のポリエステルの対数粘度(0.1g/dlの濃度でペンタフ
ルオロフェノール中、60℃で測定)は1.96dl/gであり、
335℃、ずり速度1,000(1/秒)での溶融粘度は550ポイ
ズであった。 参考例2 参考例1と同様の反応器にp−ヒドロキシ安息香酸99
4重量部、4,4′−ジヒドロキシビフェニル223重量部、
2,6−ジアセトキシナフタレン147重量部、テレフタル酸
299重量部および無水酢酸1077重量部を仕込み、次の条
件で脱酢酸重縮合を行った。 まず窒素雰囲気下に100〜250℃で5.0時間、250〜330
℃で2.5時間反応させたのち、330℃、1.5時間で0.5mmHg
に減圧し、さらに1.5時間反応させ、重縮合を完結させ
たところ、ほぼ理論量の酢酸が留出し、下記の理論構造
式を有する樹脂(b)を得た。
【化7】 k/l/m/n=80/13.3/6.7/20 また、このポリエステルを偏光顕微鏡の試料台にの
せ、昇温して、光学異方性の確認を行った結果、液晶開
始温度は296℃であり、良好な光学異方性を示した。こ
のポリエステルの対数粘度は5.21dl/gであり、336℃、
ずり速度1,000(1/秒)での溶融粘度は560ポイズであっ
た。 実施例1 参考例1の液晶ポリエステル(a)100重量部に対し
て、エポキシ系の被覆剤とエポキシシラン系のカップリ
ング剤で処理した平均繊維径6μm、繊維長さ3000μm
のガラス繊維(日本電気硝子(株)製ECS03T−187DE)3
25重量部と平均粒径が3μmのタルク32.5重量部および
臭素化ポリスチレン(日産フェロー(株)製“パイロチ
ェック"68PB)6.0重量部をリボンブレンダーで混合後、
40mmφベント付押出機を使用し、320℃で溶融混練−ペ
レット化した。 次に得られたペレットを住友ネスタール射出成形機プ
ロマット(住友重機械工業(株)製)に供し、シリンダ
ー温度320℃、金型温度90℃の条件で1/4″厚×1/2″厚
×2″長の試験片と2m厚×70mm×70mmの角板を成形し
た。試験片はVノッチを入れてアイゾット衝撃試験を行
い、角板を流動方向、直角方向に14mmに切り、ひずみ速
度1mm/分、スパン間距離40mmの条件でASTMD790規格にし
たがい曲げ弾性率の測定を行った。 実施例2、比較例1〜7 参考例1および参考例2の液晶ポリエステル(a)、
(b)に、表1に示した平均粒径を有するタルクおよび
表1に示した平均繊維径を有するガラス繊維および実施
例1で用いたのと同じ臭素化ポリスチレンを、それぞれ
表1に示した割合で添加し、実施例1と同じ方法で混
合、ペレット化後、表1に示す温度条件で実施例1と同
じ方法で試験片及び角板を得た。これらの成形品につい
て実施例1と同様の評価を行った。これらの結果を表1
に示す。
【表1】 表1から明らかなように本発明の液晶ポリエステル組
成物からなる成形品は比較例1〜7に比べ異方性の小さ
いことが分る。
【発明の効果】 本発明の液晶ポリエステル樹脂組成物は耐熱性、成形
性及び機械的特性、とりわけ耐衝撃性に優れると共に、
異方性の小さな特性を発揮する。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−284547(JP,A) 阿部 嘉長、須藤 真編「新版・プラ スチック配合剤−基礎と応用−」大成社 (昭和59年1月30日)第112頁 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 67/00 - 67/04

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記構造単位(I)、(II)、(III)お
    よび(IV)からなる溶融成形可能な液晶ポリエステル樹
    脂100重量部に対して、平均粒径が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重量部を充填して得られる液晶ポリエステル
    樹脂組成物。 【化1】 O−X−O ……(III) OC−Y−CO ……(IV) 【化2】 (ただし式中のXは −CH2CH2−から選ばれた1種以上の基を、 Yは から選ばれた1種以上の基を示し、Zは水素原子または
    塩素原子を示し、また構造単位(II)および(III)の
    合計は構造単位(IV)と実質的に等モルである)
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