JPWO2012090407A1 - 全芳香族液晶ポリエステルおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
ヒドロキシ末端基量(a)とアセチル末端基量(b)の合計は、50当量/(g・10-6)よりも多いことが好ましい。また、ヒドロキシ末端基量(a)とアセチル末端基量(b)の合計は、350当量/(g・10-6)未満であることが好ましい。
上記比[(a)+(b)]/(c)は、1.05よりも大きいことが好ましい。また、上記比[(a)+(b)]/(c)は、2.00未満であることが好ましい。
ただし、上記(1)記載の全芳香族液晶ポリエステルにおいて、上記比(a)/[(a)+(b)]は、0.30未満としても良い。また、上記(1)記載の全芳香族液晶ポリエステルにおいて、上記比(a)/[(a)+(b)]は、1.00を超えることとしても良い。
ただし、上記(1)または(2)記載の全芳香族液晶ポリエステルにおいて、上記絶対数平均分子量は、5000未満としても良い。また、上記(1)または(2)記載の全芳香族液晶ポリエステルにおいて、上記絶対数平均分子量は、25000を超えることとしても良い。
構造単位(II)は、構造単位(II)および(III)の合計に対して55モル%よりも多いことが好ましい。また、構造単位(II)は、構造単位(II)および(III)の合計に対して85モル%未満であることが好ましい。
構造単位(IV)は、構造単位(IV)および(V)の合計に対して50モル%よりも多いことが望ましい。また、構造単位(IV)は、構造単位(IV)および(V)の合計に対して95モル%未満であることが好ましい。
上記(1)〜(3)のいずれかに記載の全芳香族液晶ポリエステルにおいて、構造単位(II)は、構造単位(II)および(III)の合計に対して55モル%未満としても良い。また、構造単位(II)は、構造単位(II)および(III)の合計に対して85モル%を超えることとしても良い。
上記(1)〜(3)のいずれかに記載の全芳香族液晶ポリエステルにおいて、構造単位(IV)は、構造単位(IV)および(V)の合計に対して50モル%未満としても良い。また、構造単位(IV)は、構造単位(IV)および(V)の合計に対して95モル%を超えることとしても良い。
また、上記(1)〜(3)のいずれかに記載の全芳香族液晶ポリエステルは、上記構造単位(I)、(II)、(III)、(IV)および(V)の少なくとも一部を含まなくてもよい。
留出率(%)=留出液量(g)/[(無水酢酸仕込みモル数(mol)−原料モノマー中のヒドロキシ基モル数(mol))×無水酢酸分子量(g/mol)+(原料モノマー中のヒドロキシ基モル数(mol)×2×酢酸分子量(g/mol))]×100 [1]
ただし、上記(1)〜(4)のいずれかに記載の全芳香族液晶ポリエステルの製造方法において、上記留出率は、50%未満としても良い。また、上記(1)〜(4)のいずれかに記載の全芳香族液晶ポリエステルの製造方法において、上記留出率は、80%を超えることとしても良い。
ただし、上記(1)〜(4)のいずれかに記載の全芳香族液晶ポリエステル樹脂組成物において、上記全芳香族液晶ポリエステル100重量部に対する充填材の配合量は、10重量部未満としても良い。また、上記(1)〜(4)のいずれかに記載の全芳香族液晶ポリエステル樹脂組成物において、上記全芳香族液晶ポリエステル100重量部に対する充填材の配合量は、200重量部を超えることとしても良い。
本発明の実施形態としての全芳香族液晶ポリエステルは、溶融時に光学的異方性を示すサーモトロピック液晶ポリマーと呼ばれるポリエステルであり、構造単位全量に対して、ハイドロキノン由来の構造単位を2.0〜15.0モル%含有する。ハイドロキノン由来の構造単位含有量が2.0モル%よりも少ない場合には、フォギング性の低下を引き起こす傾向がある。フォギング性をより向上させる観点から、ハイドロキノン由来の構造単位を4.0モル%以上含有することが好ましい。一方、ハイドロキノン由来の構造単位含有量が15.0モル%を超える場合には、金属接着性が低下する傾向がある。金属接着性をより向上させる観点から、ハイドロキノン由来の構造単位を10.0モル%以下含有することが好ましい。
(1)p−アセトキシ安息香酸および4,4’−ジアセトキシビフェニル、ジアセトキシベンゼン(ハイドロキノンのジアセチル化物)とテレフタル酸、イソフタル酸から脱酢酸重合反応によって全芳香族液晶ポリエステルを製造する方法。
(2)p−ヒドロキシ安息香酸および4,4’−ジヒドロキシビフェニル、ハイドロキノンとテレフタル酸、イソフタル酸に無水酢酸を反応させて、フェノール性ヒドロキシ基をアセチル化した後、脱酢酸重合反応によって全芳香族液晶ポリエステルを製造する方法。
(3)p−ヒドロキシ安息香酸フェニルおよび4,4’−ジヒドロキシビフェニル、ハイドロキノンとテレフタル酸ジフェニル、イソフタル酸ジフェニルから脱フェノール重合反応により全芳香族液晶ポリエステルを製造する方法。
(4)p−ヒドロキシ安息香酸およびテレフタル酸、イソフタル酸などの芳香族ジカルボン酸に所定量のジフェニルカーボネートを反応させて、それぞれフェニルエステルとした後、4,4’−ジヒドロキシビフェニル、ハイドロキノンなどの芳香族ジヒドロキシ化合物を加え、脱フェノール重合反応により全芳香族液晶ポリエステルを製造する方法。
留出率(%)=留出液量(g)/[(無水酢酸仕込みモル数(mol)−原料モノマー中のヒドロキシ基モル数(mol))×無水酢酸分子量(g/mol)+(原料モノマー中のヒドロキシ基モル数(mol)×2×酢酸分子量(g/mol))]×100 [1]
全芳香族液晶ポリエステルの組成分析、末端基量測定、絶対数平均分子量測定、融点測定、溶融粘度測定は以下の方法により行った。
全芳香族液晶ポリエステルの組成分析は、1H−核磁気共鳴スペクトル(1H−NMR)測定により実施した。全芳香族液晶ポリエステルをNMR試料管に50mg秤量し、溶媒ペンタフルオロフェノール/1,1,2,2−テトラクロロエタン−d2(混合比率:65/35w/w%)800μLに溶解して、UNITY INOVA500型NMR装置(バリアン社製)を用いて観測周波数500MHz、温度80℃で1H−NMR測定を実施し、7〜9.5ppm付近に観測される各構造単位由来のピーク面積比から組成を分析した。
全芳香族液晶ポリエステルの末端基について、カルボキシ末端基およびヒドロキシ末端基については13C−核磁気共鳴スペクトル(13C−NMR)により測定した。全芳香族液晶ポリエステルをNMR試料管に50mg秤量し、溶媒ペンタフルオロフェノール/1,1,2,2−テトラクロロエタン−d2(混合比率:65/35w/w%)800μLに溶解して、UNITY INOVA500型NMR装置(バリアン社製)を用いて、観測周波数126MHz、温度80℃で13C−NMR測定を実施し、164〜165ppm付近に観測されるカルボキシ末端基由来ピーク面積および115〜115.5ppm付近に観測されるヒドロキシ末端基隣接の炭素由来ピーク面積とポリマー主鎖骨格炭素由来のピーク面積との比から末端基量を分析した。
全芳香族液晶ポリエステルの絶対数平均分子量測定は、下記条件に示したゲル浸透クロマトグラフ(GPC)/LALLS法により測定した。
(GPC)
GPC装置:Waters製
検出器:示差屈折率検出器RI2410(Waters製)
カラム:Shodex K−806M(2本)、K−802(1本)(昭和電工製)
溶離液:ペンタフルオロフェノール/クロロホルム(35/65w/w%)
測定温度:23℃
流速:0.8mL/min
試料注入量:200μL (濃度:0.1%)
(LALLS)
装置:低角度レーザー光散乱光度計KMX−6(Chromatix製)
検出器波長:633nm(He−Ne)
検出器温度:23℃
示差走査熱量計DSC−7(パーキンエルマー製)により、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)の観測後、Tm1+20℃の温度で5分間保持した後、20℃/分の降温条件で室温まで一旦冷却し、再度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(Tm2)を融点とした。以下の製造例においては、融点をTmと記載する。
高化式フローテスターCFT−500D(オリフィス0.5φ×10mm)(島津製作所製)を用いて、各製造例に記載の温度においてせん断速度1000/sで測定した。
撹拌翼、留出管を備えた5Lの反応容器にp−ヒドロキシ安息香酸932重量部、4,4’−ジヒドロキシビフェニル251重量部、ハイドロキノン99重量部、テレフタル酸284重量部、イソフタル酸90重量部、さらにハイドロキノンの過剰添加分として更にハイドロキノン5重量部および無水酢酸1262重量部(フェノール性ヒドロキシ基合計の1.09当量)を仕込み、窒素ガス雰囲気下で撹拌しながら145℃で1時間反応させた後、350℃まで4時間で昇温した。このとき反応により生成する酢酸の留出量と環流量を制御しながら昇温を行い、250℃到達時の留出率は71%となるようにした。その後、重合温度を350℃に保持し、1.0時間で1.0mmHg(133Pa)に減圧し、更に反応を続け、撹拌に要するトルクが15kg・cmに到達したところで重合を完了させた。次に反応容器内を1.0kg/cm2(0.1MPa)に加圧し、直径10mmの円形吐出口を1ケ持つ口金を経由してポリマーをストランド状物に吐出し、カッターによりペレタイズして全芳香族液晶ポリエステル(a−1)を得た。
撹拌翼、留出管を備えた5Lの反応容器にp−ヒドロキシ安息香酸845重量部、4,4’−ジヒドロキシビフェニル375重量部、ハイドロキノン95重量部、テレフタル酸301重量部、イソフタル酸177重量部、ハイドロキノンの過剰添加分として更にハイドロキノン5重量部および無水酢酸1332重量部(フェノール性ヒドロキシ基合計の1.09当量)を仕込み、窒素ガス雰囲気下で撹拌しながら145℃で1時間反応させた後、330℃まで4時間で昇温した。このとき反応により生成する酢酸の留出量と環流量を制御しながら昇温を行い、250℃到達時の留出率は72%となるようにした。その後、重合温度を330℃に保持し、1.0時間で1.0mmHg(133Pa)に減圧し、更に反応を続け、撹拌に要するトルクが20kg・cmに到達したところで重合を完了させた。次に反応容器内を1.0kg/cm2(0.1MPa)に加圧し、直径10mmの円形吐出口を1ケ持つ口金を経由してポリマーをストランド状物に吐出し、カッターによりペレタイズし、全芳香族液晶ポリエステル(a−2)を得た。
撹拌翼、留出管を備えた5Lの反応容器にp−ヒドロキシ安息香酸957重量部、4,4’−ジヒドロキシビフェニル224重量部、ハイドロキノン96重量部、テレフタル酸241重量部、イソフタル酸103重量部および無水酢酸1232重量部(フェノール性ヒドロキシ基合計の1.09当量)を仕込み、窒素ガス雰囲気下で撹拌しながら145℃で1時間反応させた後、360℃まで4時間で昇温した。このとき反応により生成する酢酸の留出量と環流量を制御しながら昇温を行い、250℃到達時の留出率は68%となるようにした。その後、重合温度を360℃に保持し、1.0時間で1.0mmHg(133Pa)に減圧し、更に反応を続け、撹拌に要するトルクが10kg・cmに到達したところで重合を完了させた。次に反応容器内を1.0kg/cm2(0.1MPa)に加圧し、直径10mmの円形吐出口を1ケ持つ口金を経由してポリマーをストランド状物に吐出し、カッターによりペレタイズし、全芳香族液晶ポリエステル(a−3)を得た。
撹拌翼、留出管を備えた5Lの反応容器にp−ヒドロキシ安息香酸820重量部、4,4’−ジヒドロキシビフェニル399重量部、ハイドロキノン101重量部、テレフタル酸447重量部、イソフタル酸61重量部および無水酢酸1342重量部(フェノール性ヒドロキシ基合計の1.09当量)を仕込み、窒素ガス雰囲気下で撹拌しながら145℃で1時間反応させた後、340℃まで4時間で昇温した。このとき反応により生成する酢酸の留出量と環流量を制御しながら昇温を行い、250℃到達時の留出率は74%となるようにした。その後、重合温度を340℃に保持し、1.0時間で1.0mmHg(133Pa)に減圧し、更に反応を続け、撹拌に要するトルクが20kg・cmに到達したところで重合を完了させた。次に反応容器内を1.0kg/cm2(0.1MPa)に加圧し、直径10mmの円形吐出口を1ケ持つ口金を経由してポリマーをストランド状物に吐出し、カッターによりペレタイズし、全芳香族液晶ポリエステル(a−4)を得た。
撹拌翼、留出管を備えた5Lの反応容器にp−ヒドロキシ安息香酸870重量部、4,4’−ジヒドロキシビフェニル377重量部、ハイドロキノン74重量部、テレフタル酸413重量部、イソフタル酸36重量部および無水酢酸1302重量部(フェノール性ヒドロキシ基合計の1.09当量)を仕込み、窒素ガス雰囲気下で撹拌しながら145℃で1時間反応させた後、360℃まで4時間で昇温した。このとき反応により生成する酢酸の留出量と環流量を制御しながら昇温を行い、250℃到達時の留出率は77%となるようにした。その後、重合温度を360℃に保持し、1.0時間で1.0mmHg(133Pa)に減圧し、更に反応を続け、撹拌に要するトルクが10kg・cmに到達したところで重合を完了させた。次に反応容器内を1.0kg/cm2(0.1MPa)に加圧し、直径10mmの円形吐出口を1ケ持つ口金を経由してポリマーをストランド状物に吐出し、カッターによりペレタイズし、全芳香族液晶ポリエステル(a−5)を得た。
撹拌翼、留出管を備えた5Lの反応容器にp−ヒドロキシ安息香酸932重量部、4,4’−ジヒドロキシビフェニル335重量部、ハイドロキノン50重量部、テレフタル酸262重量部、イソフタル酸112重量部および無水酢酸1252重量部(フェノール性ヒドロキシ基合計の1.09当量)を仕込み、窒素ガス雰囲気下で撹拌しながら145℃で1時間反応させた後、350℃まで4時間で昇温した。このとき反応により生成する酢酸の留出量と環流量を制御しながら昇温を行い、250℃到達時の留出率は64%となるようにした。その後、重合温度を350℃に保持し、1.0時間で1.0mmHg(133Pa)に減圧し、更に反応を続け、撹拌に要するトルクが10kg・cmに到達したところで重合を完了させた。次に反応容器内を1.0kg/cm2(0.1MPa)に加圧し、直径10mmの円形吐出口を1ケ持つ口金を経由してポリマーをストランド状物に吐出し、カッターによりペレタイズし、全芳香族液晶ポリエステル(a−6)を得た。
撹拌翼、留出管を備えた5Lの反応容器にp−ヒドロキシ安息香酸994重量部、4,4’−ジヒドロキシビフェニル218重量部、ハイドロキノン69重量部、テレフタル酸156重量部、イソフタル酸144重量部および無水酢酸1202重量部(フェノール性ヒドロキシ基合計の1.09当量)を仕込み、窒素ガス雰囲気下で撹拌しながら145℃で1時間反応させた後、365℃まで4時間で昇温した。このとき反応により生成する酢酸の留出量と環流量を制御しながら昇温を行い、250℃到達時の留出率は65%となるようにした。その後、重合温度を365℃に保持し、1.0時間で1.0mmHg(133Pa)に減圧し、更に反応を続け、撹拌に要するトルクが10kg・cmに到達したところで重合を完了させた。次に反応容器内を1.0kg/cm2(0.1MPa)に加圧し、直径10mmの円形吐出口を1ケ持つ口金を経由してポリマーをストランド状物に吐出し、カッターによりペレタイズし、全芳香族液晶ポリエステル(a−7)を得た。
撹拌翼、留出管を備えた5Lの反応容器にp−ヒドロキシ安息香酸783重量部、4,4’−ジヒドロキシビフェニル465重量部、ハイドロキノン92重量部、テレフタル酸498重量部、イソフタル酸55重量部および無水酢酸1372重量部(フェノール性ヒドロキシ基合計の1.09当量)を仕込み、窒素ガス雰囲気下で撹拌しながら145℃で1時間反応させた後、360℃まで4時間で昇温した。このとき反応により生成する酢酸の留出量と環流量を制御しながら昇温を行い、250℃到達時の留出率は69%となるようにした。その後、重合温度を360℃に保持し、1.0時間で1.0mmHg(133Pa)に減圧し、更に反応を続け、撹拌に要するトルクが10kg・cmに到達したところで重合を完了させた。次に反応容器内を1.0kg/cm2(0.1MPa)に加圧し、直径10mmの円形吐出口を1ケ持つ口金を経由してポリマーをストランド状物に吐出し、カッターによりペレタイズし、全芳香族液晶ポリエステル(a−8)を得た。
撹拌翼、留出管を備えた5Lの反応容器にp−ヒドロキシ安息香酸1019重量部、4,4’−ジヒドロキシビフェニル241重量部、ハイドロキノン36重量部、テレフタル酸121重量部、イソフタル酸148重量部および無水酢酸1182重量部(フェノール性ヒドロキシ基合計の1.09当量)を仕込み、窒素ガス雰囲気下で撹拌しながら145℃で1時間反応させた後、360℃まで4時間で昇温した。このとき反応により生成する酢酸の留出量と環流量を制御しながら昇温を行い、250℃到達時の留出率は77%となるようにした。その後、重合温度を360℃に保持し、1.0時間で1.0mmHg(133Pa)に減圧し、更に反応を続け、撹拌に要するトルクが10kg・cmに到達したところで重合を完了させた。次に反応容器内を1.0kg/cm2(0.1MPa)に加圧し、直径10mmの円形吐出口を1ケ持つ口金を経由してポリマーをストランド状物に吐出し、カッターによりペレタイズし、全芳香族液晶ポリエステル(a−9)を得た。
撹拌翼、留出管を備えた5Lの反応容器にp−ヒドロキシ安息香酸870重量部、4,4’−ジヒドロキシビフェニル277重量部、ハイドロキノン134重量部、テレフタル酸395重量部、イソフタル酸54重量部および無水酢酸1302重量部(フェノール性ヒドロキシ基合計の1.09当量)を仕込み、窒素ガス雰囲気下で撹拌しながら145℃で1時間反応させた後、360℃まで4時間で昇温した。このとき反応により生成する酢酸の留出量と環流量を制御しながら昇温を行い、250℃到達時の留出率は63%となるようにした。その後、重合温度を360℃に保持し、1.0時間で1.0mmHg(133Pa)に減圧し、更に反応を続け、撹拌に要するトルクが10kg・cmに到達したところで重合を完了させた。次に反応容器内を1.0kg/cm2(0.1MPa)に加圧し、直径10mmの円形吐出口を1ケ持つ口金を経由してポリマーをストランド状物に吐出し、カッターによりペレタイズし、全芳香族液晶ポリエステル(a−10)を得た。
撹拌翼、留出管を備えた5Lの反応容器にp−ヒドロキシ安息香酸845重量部、4,4’−ジヒドロキシビフェニル375重量部、ハイドロキノン95重量部、テレフタル酸301重量部、イソフタル酸177重量部、ハイドロキノンの過剰添加分として更にハイドロキノン5重量部および無水酢酸1332重量部(フェノール性ヒドロキシ基合計の1.09当量)を仕込み、窒素ガス雰囲気下で撹拌しながら145℃で1時間反応させた後、330℃まで4時間で昇温した。このとき反応促進のため反応により生成する酢酸の環流量を抑制し、留出速度を速めて250℃到達時の留出率が84%となるように昇温を行った。その後、重合温度を330℃に保持し、1.0時間で1.0mmHg(133Pa)に減圧し、更に反応を続け、撹拌に要するトルクが20kg・cmに到達したところで重合を完了させた。次に反応容器内を1.0kg/cm2(0.1MPa)に加圧し、直径10mmの円形吐出口を1ケ持つ口金を経由してポリマーをストランド状物に吐出し、カッターによりペレタイズし、全芳香族液晶ポリエステル(a−11)を得た。
撹拌翼、留出管を備えた5Lの反応容器にp−ヒドロキシ安息香酸845重量部、4,4’−ジヒドロキシビフェニル375重量部、ハイドロキノン95重量部、テレフタル酸301重量部、イソフタル酸177重量部、ハイドロキノンの過剰添加分として更にハイドロキノン5重量部および無水酢酸1332重量部(フェノール性ヒドロキシ基合計の1.09当量)を仕込み、窒素ガス雰囲気下で撹拌しながら145℃で1時間反応させた後、330℃まで4時間の昇温プログラムで、精留塔の冷却を強化することにより反応により生成する酢酸の環流量を増加、酢酸留出を抑制して250℃到達時の留出率を48%となるように昇温を行ったところ、酢酸の環流量を増加により重合温度の上昇が遅れ、330℃まで5時間の昇温時間がかかった。その後、重合温度を330℃に保持し、1.0時間で1.0mmHg(133Pa)に減圧し、更に反応を続け、撹拌に要するトルクが20kg・cmに到達したところで重合を完了させた。次に反応容器内を1.0kg/cm2(0.1MPa)に加圧し、直径10mmの円形吐出口を1ケ持つ口金を経由してポリマーをストランド状物に吐出し、カッターによりペレタイズし、全芳香族液晶ポリエステル(a−12)を得た。
撹拌翼、留出管を備えた5Lの反応容器にp−ヒドロキシ安息香酸932重量部、4,4’−ジヒドロキシビフェニル251重量部、ハイドロキノン99重量部、テレフタル酸284重量部、イソフタル酸90重量部および無水酢酸1252重量部(フェノール性ヒドロキシ基合計の1.09当量)を仕込み、窒素ガス雰囲気下で撹拌しながら145℃で1時間反応させた後、350℃まで4時間で昇温した。このとき反応により生成する酢酸の留出量と環流量を制御しながら昇温を行い、250℃到達時の留出率は74%となるようにした。その後、重合温度を350℃に保持し、1.0時間で1.0mmHg(133Pa)に減圧し、更に反応を続け、撹拌に要するトルクが5kg・cmに到達したところで重合を完了させた。次に反応容器内を1.0kg/cm2(0.1MPa)に加圧し、直径10mmの円形吐出口を1ケ持つ口金を経由してポリマーをストランド状物に吐出し、カッターによりペレタイズして全芳香族液晶ポリエステル(a−13)を得た。
撹拌翼、留出管を備えた5Lの反応容器にp−ヒドロキシ安息香酸808重量部、4,4’−ジヒドロキシビフェニル235重量部、ハイドロキノン208重量部、テレフタル酸419重量部、イソフタル酸105重量部および無水酢酸1352重量部(フェノール性ヒドロキシ基合計の1.09当量)を仕込み、窒素ガス雰囲気下で撹拌しながら145℃で1時間反応させた後、320℃まで4時間で昇温した。このとき反応により生成する酢酸の留出量と環流量を制御しながら昇温を行い、250℃到達時の留出率は75%となるようにした。その後、重合温度を320℃に保持し、1.0時間で1.0mmHg(133Pa)に減圧し、更に反応を続け、撹拌に要するトルクが25kg・cmに到達したところで重合を完了させた。次に反応容器内を1.0kg/cm2(0.1MPa)に加圧し、直径10mmの円形吐出口を1ケ持つ口金を経由してポリマーをストランド状物に吐出し、カッターによりペレタイズし、全芳香族液晶ポリエステル(a−14)を得た。
撹拌翼、留出管を備えた5Lの反応容器にp−ヒドロキシ安息香酸994重量部、4,4’−ジヒドロキシビフェニル302重量部、ハイドロキノン20重量部、テレフタル酸164重量部、イソフタル酸135重量部および無水酢酸1202重量部(フェノール性ヒドロキシ基合計の1.09当量)を仕込み、窒素ガス雰囲気下で撹拌しながら145℃で1時間反応させた後、360℃まで4時間で昇温した。このとき反応により生成する酢酸の留出量と環流量を制御しながら昇温を行い、250℃到達時の留出率は78%となるようにした。その後、重合温度を360℃に保持し、1.0時間で1.0mmHg(133Pa)に減圧し、更に反応を続け、撹拌に要するトルクが20kg・cmに到達したところで重合を完了させた。次に反応容器内を1.0kg/cm2(0.1MPa)に加圧し、直径10mmの円形吐出口を1ケ持つ口金を経由してポリマーをストランド状物に吐出し、カッターによりペレタイズし、全芳香族液晶ポリエステル(a−15)を得た。
撹拌翼、留出管を備えた5Lの反応容器にp−ヒドロキシ安息香酸920重量部、4,4’−ジヒドロキシビフェニル268重量部、ハイドロキノン109重量部、テレフタル酸299重量部、イソフタル酸90重量部、ハイドロキノンの過剰添加分として更にハイドロキノン5重量部および無水酢酸1304重量部(フェノール性ヒドロキシ基合計の1.10当量)を仕込み、窒素ガス雰囲気下で撹拌しながら147℃で1時間反応させた後、350℃まで4時間で昇温した。このとき反応により生成する酢酸の留出量と環流量を制御しながら昇温を行い、250℃到達時の留出率は70%となるようにした。その後、重合温度を350℃に保持し、1.0時間で1.0mmHg(133Pa)に減圧し、更に反応を続け、撹拌に要するトルクが20kg・cmに到達したところで重合を完了させた。次に反応容器内を1.0kg/cm2(0.1MPa)に加圧し、直径10mmの円形吐出口を1ケ持つ口金を経由してポリマーをストランド状物に吐出し、カッターによりペレタイズし、全芳香族液晶ポリエステル(a−16)を得た。
撹拌翼、留出管を備えた5Lの反応容器にp−ヒドロキシ安息香酸870重量部、4,4’−ジヒドロキシビフェニル335重量部、ハイドロキノン99重量部、テレフタル酸292重量部、イソフタル酸157重量部、ハイドロキノンの過剰添加分として更にハイドロキノン5重量部および無水酢酸1324重量部(フェノール性ヒドロキシ基合計の1.10当量)を仕込み、窒素ガス雰囲気下で撹拌しながら147℃で1時間反応させた後、330℃まで4時間で昇温した。このとき反応により生成する酢酸の留出量と環流量を制御しながら昇温を行い、250℃到達時の留出率は69%となるようにした。その後、重合温度を330℃に保持し、1.0時間で1.0mmHg(133Pa)に減圧し、更に反応を続け、撹拌に要するトルクが20kg・cmに到達したところで重合を完了させた。次に反応容器内を1.0kg/cm2(0.1MPa)に加圧し、直径10mmの円形吐出口を1ケ持つ口金を経由してポリマーをストランド状物に吐出し、カッターによりペレタイズし、全芳香族液晶ポリエステル(a−17)を得た。
撹拌翼、留出管を備えた5Lの反応容器にp−ヒドロキシ安息香酸870重量部、4,4’−ジヒドロキシビフェニル285重量部、ハイドロキノン129重量部、テレフタル酸388重量部、イソフタル酸60重量部、ハイドロキノンの過剰添加分として更にハイドロキノン5重量部および無水酢酸1324重量部(フェノール性ヒドロキシ基合計の1.10当量)を仕込み、窒素ガス雰囲気下で撹拌しながら147℃で1時間反応させた後、360℃まで4時間で昇温した。このとき反応により生成する酢酸の留出量と環流量を制御しながら昇温を行い、250℃到達時の留出率は70%となるようにした。その後、重合温度を360℃に保持し、1.0時間で1.0mmHg(133Pa)に減圧し、更に反応を続け、撹拌に要するトルクが20kg・cmに到達したところで重合を完了させた。次に反応容器内を1.0kg/cm2(0.1MPa)に加圧し、直径10mmの円形吐出口を1ケ持つ口金を経由してポリマーをストランド状物に吐出し、カッターによりペレタイズし、全芳香族液晶ポリエステル(a−18)を得た。
前記製造例で得られた全芳香族液晶ポリエステルのペレットを、熱風乾燥機を用いて、150℃で3時間乾燥した。熱風乾燥後の液晶ポリエステル(a−1)〜(a−10)、(a−16)〜(a−18)を、それぞれ、実施例1〜13の液晶ポリエステルとした。また、熱風乾燥後の液晶ポリエステル(a−11)〜(a−15)を、それぞれ、比較例1〜5の液晶ポリエステルとした。実施例1〜6および比較例1〜5の液晶ポリエステルについて、以下に示す(1)〜(5)の評価を行った。
(b−1) 日本電気硝子製 ガラスチョップドストランド(ECS03T747H)
(b−2) 日本電気硝子製 ミルドファイバー(EPG70M−01N)
(b−3) 山口雲母工業製 マイカ(“ミカレット”(登録商標)41PU5)
(b−4) 富士タルク工業製 タルク(NK64)
東芝機械製TEM35B型2軸押出機(噛み合い型同方向)において、シリンダーC1(元込めフィーダー側ヒーター)〜C6(ダイ側ヒーター)の、C3部にサイドフィーダーを設置し、C5部に真空ベントを設置した。ニーディングブロックをC2部、C4部に組み込んだスクリューアレンジを用い、全芳香族液晶ポリエステル(a−1〜a−18)を表3〜5に示す配合量でホッパーから投入し、場合によって充填材(b−1〜b−4)を全芳香族液晶ポリエステル100重量部に対して表3〜5に示す配合量でサイドフィーダーから投入した。そして、シリンダー温度を全芳香族液晶ポリエステルの融点+20℃に設定して溶融混練し、ダイからストランド状に吐出した全芳香族液晶ポリエステル樹脂組成物を水冷バスにより冷却した後、ストランドカッターでペレタイズしてペレットとした。得られたペレットは熱風乾燥機を用いて、150℃で3時間乾燥した後、以下に示す(1)〜(5)の評価を行った。
実施例1〜33および比較例1〜15の全芳香族液晶ポリエステルあるいは全芳香族液晶ポリエステル樹脂組成物を、熱風乾燥機を用いて130℃で3時間予備乾燥した後、試験管(外径18.0mm×高さ75mm)に5g秤量して測定サンプルとした。穴径φ18.5mm×6個、深さ71mmのアルミブロックが2個入ったドライブロックバス(サイニクス社製)にサンプル試験管を挿入し、試験管開口上にスライドガラスを載せ、230℃で10時間加熱処理し、この際に発生したガスをスライドガラス上に付着させた。その後、このスライドガラスを直読ヘイズメーター(東洋精機社製)にてヘイズ値(曇り)を測定した。ヘイズ値は小さいほど曇りが少なくフォギング性に優れており、ヘイズ値が大きいほどガラスが曇り、フォギング性に劣る。
実施例1〜33および比較例1〜15の全芳香族液晶ポリエステルあるいは全芳香族液晶ポリエステル樹脂組成物を用いて、ファナックα30C射出成形機(ファナック製)において、シリンダー温度を全芳香族液晶ポリエステルの融点+20℃の温度に設定し、金型温度90℃、射出速度120mm/s、保圧30MPa、保圧時間2秒の条件で黄銅製の端子(7mm×20mm×2mm)を短冊状試験片金型(10mm×50mm×3.2mm)内に挿入した後、射出成形を行って、図1に示すように金属端子1が5mmの深さで樹脂2に埋め込まれた金属端子抜き強度測定用試験片を作製した。引張試験機テンシロンUTA−2.5T(オリエンテック製)を用いて、金属端子部分と樹脂部分をチャックで固定して2mm/分の歪み速度で金属端子抜き強度を測定した。金属端子抜き強度が大きいほど金属接着性に優れ、金属端子抜き強度が小さいほど金属接着性に劣る。
実施例14〜33および比較例6〜15の全芳香族液晶ポリエステル樹脂組成物を用いて、SG75H−MIV(住友重機社製)において射出成形したASTM1号ダンベル試験片を、支点間距離114mm、雰囲気温度120℃、引張応力15MPa条件下で、ASTM−D2990に準拠して引張クリープ試験を行い、引張クリープ歪みを測定した。尚、引張クリープ歪みは、変位量を支点間距離で割った値であり、実施例記載の引張クリープ歪みは、試験開始から150時間経過後の値を示し、各5回測定した平均値を用いた。この値が小さいほど、耐クリープ性に優れており、成形品が熱変形しにくいといえる。
実施例1〜33および比較例1〜15の全芳香族液晶ポリエステルあるいは全芳香族液晶ポリエステル樹脂組成物100重量部に対して、離型剤(LicowaxE、クラリアント製)を0.05重量部添加した後、ファナックα30C射出成形機(ファナック製)を用いて、シリンダー温度を全芳香族液晶ポリエステルの融点+20℃に設定し、金型温度90℃、成形サイクル12秒にて、50mm×50mm×1mm厚の角板状成形品をモールドデポジットが付着するまで最大1000ショット連続成形した。100ショット毎にモールドデポジットの付着状況を確認し、金型キャビティ内への付着が確認されたショット数を100ショット単位で評価しモールドデポジット性とした。金型キャビティ内への付着が確認されたショット数が少ないほど、モールドデポジット性が優れているといえる。
実施例14〜15、29〜33および比較例6、11、12の全芳香族液晶ポリエステル樹脂組成物を用いて、高化式フローテスターCFT−500D(オリフィス0.5φ×10mm)(島津製作所製)において、全芳香族液晶ポリエステルの融点+20℃の温度、装置内で10分間および60分間溶融滞留した後、溶融粘度をせん断速度1000/sで測定し、溶融粘度の変化として(60分間滞留時の溶融粘度)−(10分間滞留時の溶融粘度)を算出した。滞留時間による溶融粘度の差が近いほど滞留安定性に優れることを示す。
さらに表2、および5からは、[(a)+(b)]/(c)が1.30〜2.00の全芳香族液晶ポリエステルおよび全芳香族液晶ポリエステル樹脂組成物は、フォギング性、金属接着性、耐クリープ特性に優れるとともに溶融時の滞留安定性が秀でていることが明らかである。
2.樹脂
Claims (7)
- 構造単位全量に対してハイドロキノン由来の構造単位を2.0〜15.0モル%含有する全芳香族液晶ポリエステルであり、ヒドロキシ末端基量(a)とアセチル末端基量(b)の合計が50〜350当量/(g・10-6)であり、ヒドロキシ末端基量(a)とアセチル末端基量(b)の合計と、カルボキシ末端基量(c)との比[(a)+(b)]/(c)が1.05〜2.00であることを特徴とする全芳香族液晶ポリエステル。
- ヒドロキシ末端基量(a)と、ヒドロキシ末端基量(a)とアセチル末端基量(b)の合計との比(a)/[(a)+(b)]が0.30〜1.00であることを特徴とする請求項1に記載の全芳香族液晶ポリエステル。
- ゲル浸透クロマトグラフ/光散乱法により測定した絶対数平均分子量が5000〜25000であることを特徴とする請求項1または2に記載の全芳香族液晶ポリエステル。
- 全芳香族液晶ポリエステルの原料モノマーのヒドロキシ基を無水酢酸を用いてアセチル化した後、酢酸を留出させながら全芳香族液晶ポリエステルの溶融温度以上に昇温し、脱酢酸重合することにより全芳香族液晶ポリエステルを製造する方法であって、重合反応液温度が250℃に到達したときの下式[1]で求められる留出率を50〜80%とすることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の全芳香族液晶ポリエステルの製造方法。
留出率(%)=留出液量(g)/[(無水酢酸仕込みモル数(mol)−原料モノマー中のヒドロキシ基モル数(mol))×無水酢酸分子量(g/mol)+(原料モノマー中のヒドロキシ基モル数(mol)×2×酢酸分子量(g/mol))]×100 [1] - 請求項1〜4のいずれかに記載の全芳香族液晶ポリエステル100重量部に対して、充填材10〜200重量部を配合してなる全芳香族液晶ポリエステル樹脂組成物。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の全芳香族液晶ポリエステルまたは請求項6に記載の全芳香族液晶ポリエステル樹脂組成物を溶融成形してなる成形品。
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