KR20240045324A - 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물 및 사출 성형품 - Google Patents

액정 폴리에스테르 펠릿 조성물 및 사출 성형품 Download PDF

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Abstract

사출 성형품의 성형 재료로서, 제1 펠릿 및 제2 펠릿을 함유하는, 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물을 채용한다. 제1 펠릿은, 액정 폴리에스테르를 포함하는 펠릿이고, 제2 펠릿은, 유기 안료, 유기 염료 또는 카본 블랙과, 액정 폴리에스테르를 포함하는 펠릿이고, 제2 펠릿은 제1 펠릿과 다른 펠릿이고, 제2 펠릿의 용융 점도/제1 펠릿의 용융 점도로 표시되는 용융 점도비가 3.2 미만이다.

Description

액정 폴리에스테르 펠릿 조성물 및 사출 성형품
본 발명은, 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물 및 사출 성형품에 관한 것이다.
본원은, 2021년 8월 24일에 일본에 출원된, 특허 출원 제2021-136442호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
액정 폴리에스테르는, 유동성, 내열성 및 치수 정밀도가 높은 것이 알려져 있다.
액정 폴리에스테르는 통상적으로, 단체로 사용되는 경우는 적고, 각종 용도에 있어서의 요구 특성(예를 들어, 굽힘 특성, 내충격성)을 충족시키기 위해, 충전재를 함유시킨 액정 폴리에스테르 조성물로서 사용되고 있다. 이러한 액정 폴리에스테르 조성물로 제작되는 성형품은, 경량이면서 강도가 높은 것이 알려져 있다.
이러한 액정 폴리에스테르 조성물은, 성형 재료로서 각종 용도로 그 사용이 확대되고 있다. 그 중에서도, 퍼스널 컴퓨터나 휴대 전화 등의 정보 통신 분야에서는, 부품의 고집적도화, 소형화, 박육화, 높이 저감화 등이 급속하게 진행되고 있다. 이러한 정보 통신 분야의 성형품에 있어서는, 액정 폴리에스테르 조성물의 사용량이 대폭으로 증대되고 있다.
상기한 정보 통신 분야의 성형품 중에는, 착색이 된 성형품(착색 성형품)인 것이 요구되는 것이 있다. 이 착색 성형품을 제조하는 방법의 하나로서, 마스터 배치 방식의 방법이 있다. 마스터 배치 방식의 방법에서는, 내츄럴 펠릿과, 통상보다 고농도의 안료를 포함하는 펠릿(마스터 배치)을 혼합하여 펠릿 혼합물이 조제된다. 이어서, 이 펠릿 혼합물을 성형 재료에 사용하여 사출 성형함으로써, 목적으로 하는 색조의 사출 성형품이 얻어진다.
이 마스터 배치 방식의 방법은, 고농도의 안료를, 베이스가 되는 재료로 용이하게 첨가하는 것이 가능하고, 안료를 효율적으로 첨가할 수 있기 때문에, 다양한 수지 재료에서 사용되고 있다. 특히, 다품종을 제조할 필요가 있는 착색 성형품을, 베이스가 되는 재료와, 다른 안료를 포함하는 각 마스터 배치를 혼합함으로써 용이하게 제조할 수 있다.
예를 들어, 특허문헌 1에는, 액정 폴리머 수지 펠릿 A와, 착색제를 배합한 폴리알킬레텔레프탈레이트 수지 펠릿 B를 블렌드하여 직접 성형하는 착색 성형품의 제조법이 개시되어 있다. 이 특허문헌 1에 있어서는, 마스터 배치로서, 착색제와, 액정 폴리머 수지와 비교적 상용성이 우수한 다른 열가소성 수지를 포함하는 펠릿이 채용되어 있다.
일본 특허 공개 평06-248165호 공보
그러나, 마스터 배치 방식의 방법을 이용하여 제조된 사출 성형품에 있어서는, 특히 고농도의 안료를 포함한 마스터 배치를 배합하는 경우, 성형품마다 색조의 변동이 발생하기 쉽다는 문제가 있다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 색조의 변동이 억제된 사출 성형품 및 그 성형 재료인 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 액정 폴리에스테르 조성물을 성형 재료로 한 착색 성형품의 색조에 대하여 검토를 행하였다. 그 검토 중에서, 마스터 배치 방식의 방법을 이용하여 착색 성형품을 제조했을 때, 성형품마다의 색조의 변동이 커지는 경우와, 성형품마다의 색조의 변동이 억제되는 경우가 있다는 지견을 얻었다. 더한층의 검토에 의해, 이들 색조의 변동의 차이가, 소위 내츄럴 펠릿과 마스터 배치의 용융 점도비에 관계되는 것을 알아내어, 본 발명을 완성하는 데 이르렀다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 이하의 양태를 포함한다.
[1] 제1 펠릿 및 제2 펠릿을 함유하고, 상기 제1 펠릿은, 액정 폴리에스테르를 포함하는 펠릿이고, 상기 제2 펠릿은, 유기 안료, 유기 염료 또는 카본 블랙과, 액정 폴리에스테르를 포함하는 펠릿이고, 상기 제2 펠릿은 상기 제1 펠릿과는 다르고, 제2 펠릿의 용융 점도/제1 펠릿의 용융 점도로 표시되는 용융 점도비가 3.2 미만인, 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물.
[2] 상기 제2 펠릿 중의, 유기 안료, 유기 염료 및 카본 블랙의 합계 함유량은, 상기 제2 펠릿 중의 액정 폴리에스테르 100질량부에 대하여 1질량부 이상 40질량부 이하인, [1]에 기재된 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물.
[3] 상기 제2 펠릿의 함유량은, 상기 제1 펠릿 100질량부에 대하여 1질량부 이상 20질량부 이하인, [1] 또는 [2]에 기재된 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물.
[4] [1] 내지 [3] 중 어느 한 항에 기재된 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물을 사용하여 제작된 것을 특징으로 하는, 사출 성형품.
본 발명의 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물에 의하면, 색조의 변동이 억제된 사출 성형품을 제조할 수 있다.
본 발명의 사출 성형품에 의하면, 성형품마다의 색조의 변동이 억제된다.
여기서 말하는 「성형품마다의 색조의 변동」이란, 예를 들어 성형품마다, 측색계에서 L*, a* 및 b*를 측정했을 때의 성형품마다의 각 값의 편차를 의미한다.
(액정 폴리에스테르 펠릿 조성물)
본 발명의 일 형태에 관한 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물은, 제1 펠릿 및 제2 펠릿을 함유하는 것이다.
상기 제1 펠릿은, 액정 폴리에스테르를 포함하는 펠릿이다.
상기 제2 펠릿은, 유기 안료, 유기 염료 또는 카본 블랙과, 액정 폴리에스테르를 포함하는 펠릿이고, 상기 제2 펠릿은, 상기 제1 펠릿과는 다르다.
본 형태에 관한 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물에 있어서는, 제2 펠릿의 용융 점도/제1 펠릿의 용융 점도로 표시되는 용융 점도비가 3.2 미만이다.
액정 폴리에스테르 펠릿 조성물의 일 실시 형태로서, 제1 펠릿과 제2 펠릿을 함유하는 펠릿 혼합물을 들 수 있다. 본 실시 형태에서는, 제1 펠릿이 소위 내츄럴 펠릿이고, 제2 펠릿이 마스터 배치이다.
이하, 제1 펠릿 및 제2 펠릿에 대하여 상세하게 설명한다.
본 실시 형태에 있어서의 제1 펠릿 및 제2 펠릿은, 후술하는 바와 같이, 예를 들어 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물을 압출하여 제작되는 스트랜드를 인취하면서 절단하여 펠릿화함으로써 얻어진다. 제1 펠릿 및 제2 펠릿은, 각각, 복수의 펠릿을 포함하는 집합물을 의미한다.
각 펠릿에 포함되는 성분(액정 폴리에스테르, 유기 안료, 유기 염료 또는 카본 블랙, 이것들 이외의 임의 성분)의 설명에 대해서는 통합하여 후술한다.
<제1 펠릿>
일 실시 형태의 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물에 있어서, 제1 펠릿은, 액정 폴리에스테르를 포함하는 펠릿이다. 제1 펠릿을 구성하는 복수의 펠릿은 각각, 액정 폴리에스테르를 포함한다.
제1 펠릿 중, 액정 폴리에스테르의 함유량은, 제1 펠릿의 총 질량(100질량％)에 대하여, 40질량％ 이상이 바람직하고, 50질량％ 이상이 보다 바람직하고, 55질량％ 이상이 더욱 바람직하다.
또한, 액정 폴리에스테르의 함유량은, 제1 펠릿의 총 질량(100질량％)에 대하여, 90질량％ 이하가 바람직하고, 80질량％ 이하가 보다 바람직하고, 70질량％ 이하가 더욱 바람직하다.
예를 들어, 액정 폴리에스테르의 함유량은, 제1 펠릿의 총 질량(100질량％)에 대하여, 40질량％ 이상 90질량％ 이하가 바람직하고, 50질량％ 이상 80질량％ 이하가 보다 바람직하고, 55질량％ 이상 70질량％ 이하가 더욱 바람직하다.
제1 펠릿은, 액정 폴리에스테르에 더하여, 이것 이외의 임의 성분을 포함하고 있어도 된다. 이것 이외의 임의 성분으로서는, 필러; 액정 폴리에스테르 이외의 수지; 착색제; 및 당기술 분야에서 주지의 첨가제를 예로 들 수 있다.
필러로서는, 무기 충전재여도 되고 유기 충전재여도 되고, 용도 등에 따라 적절히 결정되어, 기계 강도 부여의 점에서, 무기 충전재를 사용하는 것이 바람직하다. 필러는, 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.
제1 펠릿이 필러를 함유하는 경우, 필러의 함유량은, 제1 펠릿의 총 질량(100질량％)에 대하여, 10질량％ 이상이 바람직하고, 20질량％ 이상이 보다 바람직하고, 30질량％ 이상이 더욱 바람직하다.
또한, 필러의 함유량은, 제1 펠릿의 총 질량(100질량％)에 대하여, 60질량％ 이하가 바람직하고, 50질량％ 이하가 보다 바람직하고, 45질량％ 이하가 더욱 바람직하다.
예를 들어, 필러의 함유량은, 제1 펠릿의 총 질량(100질량％)에 대하여, 10질량％ 이상 60질량％ 이하가 바람직하고, 20질량％ 이상 50질량％ 이하가 보다 바람직하고, 30질량％ 이상 45질량％ 이하가 더욱 바람직하다.
제1 펠릿이 필러를 함유하는 경우, 필러의 함유량은, 제1 펠릿 중의 액정 폴리에스테르 100질량부에 대하여, 40질량부 이상이 바람직하고, 45질량부 이상이 보다 바람직하고, 50질량부 이상이 더욱 바람직하다.
또한, 필러의 함유량은, 제1 펠릿 중의 액정 폴리에스테르 100질량부에 대하여, 80질량부 이하가 바람직하고, 75질량부 이하가 보다 바람직하고, 70질량부 이하가 더욱 바람직하다.
예를 들어, 필러의 함유량은, 제1 펠릿 중의 액정 폴리에스테르 100질량부에 대하여, 40질량부 이상 80질량부 이하가 바람직하고, 45질량부 이상 75질량부 이하가 보다 바람직하고, 50질량부 이상 70질량부 이하가 더욱 바람직하다.
필러의 함유량이 상기한 바람직한 범위 내이면, 해당 필러를 함유하는 펠릿을 사용하여 제작되는 성형체의 기계적 강도가 더 향상된다.
제1 펠릿은, 착색제를 더 함유하고 있어도 된다. 본 실시 형태에 있어서, 제1 펠릿은, 착색제의 함유량이 제1 펠릿의 총 질량(100질량％)에 대하여 0질량％ 이상 5질량％ 미만인 펠릿으로 한다. 즉, 본 실시 형태에 있어서의 제1 펠릿은, 펠릿 혼합물을 구성하는 복수의 펠릿 중, 착색제를 포함하지 않고 액정 폴리에스테르를 포함하는 펠릿, 또는 착색제의 함유량이 0질량％ 초과 5질량％ 미만이고 또한 액정 폴리에스테르를 포함하는 펠릿을 의미한다.
또한, 착색제는 1종 또는 2종 이상을 사용해도 된다. 상기 착색제에는, 유기 안료, 유기 염료 및 카본 블랙을 포함하지 않는다.
제1 펠릿은, 1종의 펠릿만을 포함하는 펠릿의 집합물이어도 되고, 2종 이상의 펠릿을 포함하는 펠릿의 집합물이어도 된다.
제1 펠릿이 1종의 펠릿만을 포함하는 펠릿의 집합물이란,
착색제를 함유하지 않는 펠릿의 집합물,
착색제의 함유량이 0질량％ 초과 5질량％ 미만인 펠릿의 집합물
을 포함한다.
제1 펠릿이 2종 이상의 펠릿을 포함하는 펠릿의 집합물이란,
착색제를 함유하지 않는 펠릿 2종 이상의 집합물;
착색제의 함유량이 0질량％ 초과 5질량％ 미만인 펠릿 2종 이상의 집합물;
착색제를 함유하지 않는 펠릿과, 착색제의 함유량이 0질량％ 초과 5질량％ 미만인 펠릿의 혼합 펠릿의 집합물;
액정 폴리에스테르의 종류 또는 함유량이 다른 펠릿의 집합물;
착색제의 종류 또는 함유량이 다른 펠릿의 집합물
을 포함한다.
<제2 펠릿>
일 실시 형태의 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물에 있어서, 제2 펠릿은, 유기 안료, 유기 염료 또는 카본 블랙과, 액정 폴리에스테르를 포함하는 펠릿이다. 제2 펠릿을 구성하는 복수의 펠릿은 각각, 유기 안료, 유기 염료 또는 카본 블랙과, 액정 폴리에스테르를 포함한다.
제2 펠릿은, 상기 제1 펠릿과 다른 펠릿이다.
제1 펠릿과 제2 펠릿은, 유기 안료, 유기 염료 또는 카본 블랙을 포함하는지 여부의 점에서 상이하다.
펠릿 혼합물로부터, 상기 제1 펠릿이 제거되어 있는 경우, 나머지의 복수의 펠릿 중, 유기 안료, 유기 염료 및 카본 블랙으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종과, 액정 폴리에스테르를 포함하는 펠릿을 제2 펠릿이라고 한다.
본 실시 형태에 있어서, 제2 펠릿은, 유기 안료, 유기 염료 및 카본 블랙의 합계 함유량이, 제2 펠릿의 총 질량(100질량％)에 대하여 0.5질량％ 이상인 펠릿인 것이 바람직하다.
제2 펠릿 중, 유기 안료, 유기 염료 및 카본 블랙(이하, 그것들을 통합하여 「착색제 A」라고도 함)의 합계 함유량은, 제2 펠릿의 총 질량(100질량％)에 대하여, 1질량％ 이상이 바람직하고, 5질량％ 이상이 보다 바람직하고, 8질량％ 이상이 더욱 바람직하다.
또한, 착색제 A의 합계 함유량은, 제2 펠릿의 총 질량(100질량％)에 대하여, 35질량％ 이하가 바람직하고, 30질량％ 이하가 보다 바람직하고, 25질량％ 이하가 더욱 바람직하다.
예를 들어, 착색제 A의 합계 함유량은, 제2 펠릿의 총 질량(100질량％)에 대하여, 1질량％ 이상 35질량％ 이하가 바람직하고, 5질량％ 이상 30질량％ 이하가 보다 바람직하고, 8질량％ 이상 25질량％ 이하가 더욱 바람직하다.
제2 펠릿 중의 착색제 A의 합계 함유량이, 상기한 바람직한 하한값 이상이면, 특정한 색의 농도의 사출 성형품을 제작할 때 필요한 제2 펠릿(마스터 배치)의 양을 더 적게 할 수 있어, 제2 펠릿의 저장량을 더 적게 할 수 있다.
제2 펠릿 중의 착색제 A의 합계 함유량이, 상기한 바람직한 상한값 이하이면, 제2 펠릿 중의 착색제 A의 분산성이 더 향상되어, 제2 펠릿의 색조의 변동 및 해당 제2 펠릿을 사용하여 제작되는 사출 성형품의 색조의 변동이 더 억제된다.
제2 펠릿 중, 액정 폴리에스테르의 함유량은, 제2 펠릿의 총 질량(100질량％)에 대하여, 65질량％ 이상이 바람직하고, 70질량％ 이상이 바람직하고, 75질량％ 이상이 더욱 바람직하다.
또한, 액정 폴리에스테르의 함유량은, 제2 펠릿의 총 질량(100질량％)에 대하여, 99질량％ 이하가 바람직하고, 95질량％ 이하가 보다 바람직하고, 92질량％ 이하가 더욱 바람직하다.
예를 들어, 액정 폴리에스테르의 함유량은, 제2 펠릿의 총 질량(100질량％)에 대하여, 65질량％ 이상 99질량％ 이하가 바람직하고, 70질량％ 이상 95질량％ 이하가 더 바람직하고, 75질량％ 이상 92질량％ 이하가 더욱 바람직하다.
제2 펠릿 중, 착색제 A의 합계 함유량은, 제2 펠릿 중의 액정 폴리에스테르 100질량부에 대하여, 1질량부 이상이 바람직하고, 5질량부 이상이 보다 바람직하고, 10질량부 이상이 더욱 바람직하다.
또한, 착색제 A의 합계 함유량은, 제2 펠릿 중의 액정 폴리에스테르 100질량부에 대하여, 40질량부 이하가 바람직하고, 35질량부 이하가 보다 바람직하고, 30질량부 이하가 더욱 바람직하다.
예를 들어, 착색제 A의 합계 함유량은, 제2 펠릿 중의 액정 폴리에스테르 100질량부에 대하여, 1질량부 이상 40질량부 이하가 바람직하고, 5질량부 이상 35질량부 이하가 보다 바람직하고, 10질량부 이상 30질량부 이하가 더욱 바람직하다.
제2 펠릿 중의 액정 폴리에스테르에 대한 착색제 A의 합계 함유량이, 상기한 바람직한 범위 내이면, 제2 펠릿 중의 착색제 A의 분산성이 향상되어, 제2 펠릿의 색조의 변동이 더 억제된다. 또한, 사출 성형할 때, 해당 제2 펠릿과, 상술한 제1 펠릿이 더 양호하게 혼합되어, 본 실시 형태의 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물을 사용하여 제작되는 사출 성형품의 색조의 변동이 더 억제된다.
제2 펠릿은, 유기 안료, 유기 염료 또는 카본 블랙과, 액정 폴리에스테르에 더하여, 이것들 이외의 임의 성분을 포함하고 있어도 된다. 이것들 이외의 임의 성분으로서는, 필러; 액정 폴리에스테르 이외의 수지; 기타 착색제; 및 당기술 분야에서 주지의 첨가제를 들 수 있다.
제2 펠릿은, 상술한 제1 펠릿과 혼합하여 사용한다. 이 때문에, 제2 펠릿 중의 필러의 함유량은 적은 쪽이 범용성이 우수하다. 제2 펠릿 중의 필러의 함유량은, 상기 제2 펠릿 중의 액정 폴리에스테르 100질량부에 대하여, 예를 들어 10질량부 이하가 바람직하고, 5질량부 이하가 보다 바람직하다.
제2 펠릿은, 1종의 펠릿만을 포함하는 펠릿의 집합물이어도 되고, 2종 이상의 펠릿을 포함하는 펠릿의 집합물이어도 된다.
제2 펠릿이 2종 이상의 펠릿을 포함하는 펠릿의 집합물이란,
유기 안료를 포함하는 펠릿과, 유기 염료를 포함하는 펠릿의 혼합 펠릿의 집합물;
유기 안료를 포함하는 펠릿과, 카본 블랙을 포함하는 펠릿의 혼합 펠릿의 집합물;
유기 염료를 포함하는 펠릿과, 카본 블랙을 포함하는 펠릿의 혼합 펠릿의 집합물;
유기 안료를 포함하는 펠릿과, 유기 염료를 포함하는 펠릿과, 카본 블랙을 포함하는 펠릿의 혼합 펠릿의 집합물;
액정 폴리에스테르의 종류 또는 함유량이 다른 펠릿의 집합물;
유기 안료, 유기 염료 혹은 카본 블랙의 종류 또는 함유량이 다른 펠릿의 집합물
을 포함한다.
<펠릿 혼합물>
펠릿 혼합물 중, 제1 펠릿과 제2 펠릿의 합계 함유량은, 펠릿 혼합물의 총 질량(100질량％)에 대하여, 90질량％ 이상이 바람직하고, 95질량％ 이상이 보다 바람직하고, 99질량％ 이상이 더욱 바람직하고, 100질량％, 즉, 본 실시 형태의 펠릿 혼합물은, 제1 펠릿과 제2 펠릿을 포함하는 것이어도 된다.
펠릿 혼합물 중의 제1 펠릿 및 제2 펠릿 각각의 함유량은, 제2 펠릿에 포함되는 착색제(유기 안료, 유기 염료, 카본 블랙)의 농도, 종류에 따라 적절히 결정할 수 있다.
펠릿 혼합물 중, 제1 펠릿의 함유량은, 펠릿 혼합물의 총 질량(100질량％)에 대하여, 85질량％ 이상이 바람직하고, 93질량％ 이상이 보다 바람직하고, 95질량％ 이상이 더욱 바람직하다.
또한, 제1 펠릿의 함유량은, 펠릿 혼합물의 총 질량(100질량％)에 대하여, 99.9질량％ 이하가 바람직하고, 99.5질량％ 이하가 보다 바람직하고, 99질량％ 이하가 더욱 바람직하다.
예를 들어, 제1 펠릿의 함유량은, 펠릿 혼합물의 총 질량(100질량％)에 대하여, 85질량％ 이상 99.9질량％ 이하가 바람직하고, 93질량％ 이상 99.5질량％ 이하가 보다 바람직하고, 95질량％ 이상 99질량％ 이하가 더욱 바람직하다.
펠릿 혼합물 중, 제2 펠릿의 함유량은, 펠릿 혼합물의 총 질량(100질량％)에 대하여, 0.1질량％ 이상이 바람직하고, 0.5질량％ 이상이 보다 바람직하고, 1질량％ 이상이 더욱 바람직하다.
또한, 제2 펠릿의 함유량은, 펠릿 혼합물의 총 질량(100질량％)에 대하여, 15질량％ 이하가 바람직하고, 7질량％ 이하가 보다 바람직하고, 5질량％ 이하가 더욱 바람직하다.
예를 들어, 제2 펠릿의 함유량은, 펠릿 혼합물의 총 질량(100질량％)에 대하여, 0.1질량％ 이상 15질량％ 이하가 바람직하고, 0.5질량％ 이상 7질량％ 이하가 보다 바람직하고, 1질량％ 이상 5질량％ 이하가 더욱 바람직하다.
펠릿 혼합물 중, 제2 펠릿의 함유량은, 제1 펠릿 100질량부에 대하여, 1질량부 이상이 바람직하고, 2질량부 이상이 보다 바람직하고, 3질량부 이상이 더욱 바람직하다.
또한, 제2 펠릿의 함유량은, 제1 펠릿 100질량부에 대하여, 20질량부 이하가 바람직하고, 8질량부 이하가 보다 바람직하고, 6질량부 이하가 더욱 바람직하다.
예를 들어, 제2 펠릿의 함유량은, 제1 펠릿 100질량부에 대하여, 1질량부 이상 20질량부 이하가 바람직하고, 2질량부 이상 8질량부 이하가 보다 바람직하고, 3질량부 이상 6질량부 이하가 더욱 바람직하다.
펠릿 혼합물 중, 제1 펠릿에 대한 제2 펠릿의 함유량이 상기 바람직한 범위 내이면, 해당 펠릿 혼합물을 사용하여 제작되는 사출 성형품의 색조의 변동이 더 억제된다.
[제1 펠릿과 제2 펠릿의 용융 점도비]
일 실시 형태의 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물에 있어서, 제2 펠릿의 용융 점도/제1 펠릿의 용융 점도로 표시되는 용융 점도비는, 3.2 미만이고, 2.5 이하가 바람직하고, 2 이하가 보다 바람직하고, 1.8 이하가 더욱 바람직하다.
또한, 용융 점도비는, 0.1 이상이 바람직하고, 0.5 이상이 보다 바람직하고, 0.7 이상이 더욱 바람직하다.
예를 들어, 용융 점도비는, 0.1 이상 3.2 미만이 바람직하고, 0.1 이상 2.5 이하가 보다 바람직하고, 0.5 이상 2 이하가 더욱 바람직하고, 0.7 이상 1.8 이하가 더욱 바람직하다.
용융 점도비가 3.2 미만이면, 사출 성형할 때, 제1 펠릿과 제2 펠릿이 양호하게 혼합되어, 제2 펠릿 중의 유기 안료, 유기 염료 또는 카본 블랙의 분산성이 향상되기 때문에, 본 실시 형태의 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물을 사용하여 제작되는 사출 성형품의 색조의 변동이 억제된다.
용융 점도비가 상기한 바람직한 범위인 경우, 즉, 제1 펠릿의 용융 점도와 제2 펠릿의 용융 점도가 더 가까운 경우, 사출 성형할 때의 가공 온도에 의한 수지 열화 등을 초래하기 어려워지기 때문에, 내열성의 관점에서 바람직하다.
제1 펠릿의 용융 점도는, 10㎩·s 이상이 바람직하고, 15㎩·s 이상이 보다 바람직하고, 20㎩·s 이상이 더욱 바람직하다.
또한, 제1 펠릿의 용융 점도는, 45㎩·s 이하가 바람직하고, 40㎩·s 이하가 보다 바람직하고, 35㎩·s 이하가 더욱 바람직하다.
예를 들어, 제1 펠릿의 용융 점도는, 10㎩·s 이상 45㎩·s 이하가 바람직하고, 15㎩·s 이상 40㎩·s 이하가 보다 바람직하고, 20㎩·s 이상 35㎩·s 이하가 더욱 바람직하다.
제2 펠릿의 용융 점도는, 1㎩·s 이상이 바람직하고, 2㎩·s 이상이 보다 바람직하다.
또한, 제2 펠릿의 용융 점도는, 60㎩·s 이하가 바람직하고, 50㎩·s 이하가 보다 바람직하고, 45㎩·s 이하가 더욱 바람직하다.
예를 들어, 제2 펠릿의 용융 점도는, 1㎩·s 이상 60㎩·s 이하가 바람직하고, 1㎩·s 이상 50㎩·s 이하가 보다 바람직하고, 2㎩·s 이상 50㎩·s 이하가 더욱 바람직하다.
제1 펠릿의 용융 점도 및 제2 펠릿의 용융 점도가, 상기한 바람직한 범위 내이면, 사출 성형할 때, 제1 펠릿과 제2 펠릿이 더 양호하게 혼합되어, 본 실시 형태의 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물을 사용하여 제작되는 사출 성형품의 색조의 변동이 더 억제된다.
[제1 펠릿 및 제2 펠릿의 용융 점도의 측정 방법]
제1 펠릿 및 제2 펠릿의 용융 점도의 측정은, 모세관 레오미터(도요 세이키 가부시키가이샤제 「캐피로그래프 1D」)를 사용하여 측정할 수 있다. 모세관은 Φ0.5㎜×10㎜를 사용할 수 있다.
120℃에서 3시간 건조시킨 제1 펠릿 또는 제2 펠릿 20g을, 사출 성형 시의 실린더 온도와 동일한 350℃로 설정한 실린더에 넣고, ISO 11443에 준거하여, 전단 속도 1000s-1에 있어서의 용융 점도를 측정함으로써, 제1 펠릿 또는 제2 펠릿의 용융 점도를 측정할 수 있다.
본 실시 형태의 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물이, 제1 펠릿 및 제2 펠릿을 각각 복수 종류 함유하는 경우, 복수의 제1 펠릿 중 적어도 1종과, 복수의 제2 펠릿 중 적어도 1종에 있어서의 용융 점도비가 3.2 미만이 되는 관계를 충족시키고 있으면 되지만, 복수의 제1 펠릿 중, 가장 용융 점도가 높은 제1 펠릿과, 복수의 제2 펠릿 중 적어도 하나에 있어서의 용융 점도비가 3.2 미만이 되는 관계를 충족시키고 있는 것이 바람직하고, 복수의 제1 펠릿의 전체의 용융 점도와, 복수의 제2 펠릿의 전체의 용융 점도에 있어서의 용융 점도비가 3.2 미만이 되는 관계를 충족시키고 있는 것이 보다 바람직하다.
상기 [제1 펠릿 및 제2 펠릿의 용융 점도의 측정 방법]에 있어서의 복수의 제1 펠릿의 전체의 용융 점도의 측정 방법으로서는, 본 실시 형태의 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물이 함유하는 모든 제1 펠릿으로부터, 함유량에 따른 비율로, 합계 20g이 되도록 각 제1 펠릿을 취출하고, 상기한 방법으로 측정함으로써, 복수의 제1 펠릿의 전체의 용융 점도를 측정할 수 있다. 또한, 본 실시 형태의 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물이 함유하는 모든 제1 펠릿을 용융 혼련하여, 새로운 펠릿을 제작하고, 새로운 펠릿을 20g 사용하여, 복수의 제1 펠릿의 전체의 용융 점도를 측정해도 된다.
제1 펠릿 및 제2 펠릿의 용융 점도는, 각 펠릿이 함유하는 액정 폴리에스테르의 종류, 필러를 함유하는 경우는 필러의 함유량·종류, 착색제 A의 함유량 등을 적절히 변경함으로써, 조정할 수 있다.
더 구체적으로, 각 원료의 조정에 의해, 제1 펠릿 및 제2 펠릿 용융 점도를 제어하는 방법은 이하와 같다.
액정 폴리에스테르에 대해서는, 액정 폴리에스테르의 분자량을 중합 온도와 시간의 조정에 의해 변화시킴으로써, 액정 폴리에스테르의 용융 점도를 조정할 수 있기 때문에, 해당 액정 폴리에스테르를 함유하는 각 펠릿의 용융 점도도 제어가 가능하다.
필러를 함유하는 경우는, 필러의 함유량을 증감시킴으로써, 각 펠릿의 용융 점도를 제어하는 것이 가능하다. 예를 들어, 필러의 함유량을 많게 한 경우에는, 각 펠릿의 용융 점도는 상승하는 경향이 있다.
첨가제를 함유시켜, 각 펠릿의 용융 점도를 제어하는 것도 가능하다. 예를 들어, 증점제라고 불리는 5㎛ 이하의 입상물을 함유시킴으로써, 각 펠릿의 용융 점도를 상승시킬 수 있다. 또한, 가소제 등의 저분자 유기 화합물을 첨가함으로써, 각 펠릿의 용융 점도를 낮출 수도 있다.
본 실시 형태에 있어서의 제1 펠릿 및 제2 펠릿은, 각 펠릿으로부터 발생하는 미분, 더스트와 구별된다.
각 펠릿으로부터 발생하는 미분, 더스트는, 예를 들어 체적 평균 입경이 500㎛ 이하인 것을 말한다.
≪제1 펠릿 및 제2 펠릿에 포함되는 성분에 대하여≫
본 실시 형태의 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물에 있어서, 제1 펠릿은, 액정 폴리에스테르를 포함하는 펠릿이고, 액정 폴리에스테르 이외의 임의 성분을 필요에 따라 포함하고 있어도 된다. 제2 펠릿은, 유기 안료, 유기 염료 또는 카본 블랙과, 액정 폴리에스테르를 포함하는 펠릿이고, 이것들 이외의 임의 성분을 필요에 따라 포함하고 있어도 된다.
· 액정 폴리에스테르에 대하여
본 실시 형태에 있어서, 액정 폴리에스테르는, 용융 상태에서 액정성을 나타내는 폴리에스테르이고, 450℃ 이하의 온도에서 용융하는 액정 폴리에스테르가 바람직하다.
본 실시 형태에 있어서의 펠릿이 함유하는 적합한 액정 폴리에스테르는, 액정 폴리에스테르아미드여도 되고, 액정 폴리에스테르에테르여도 되고, 액정 폴리에스테르카르보네이트여도 되고, 액정 폴리에스테르이미드여도 된다.
여기서의 액정 폴리에스테르는, 원료 모노머로서 방향족 화합물만을 사용하여 이루어지는 전방향족 액정 폴리에스테르인 것이 바람직하다.
이러한 액정 폴리에스테르의 전형적인 예로서는, 방향족 히드록시카르복실산과, 방향족 디카르복실산과, 방향족 디올, 방향족 히드록시아민 및 방향족 디아민으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 화합물을 중합(중축합)시켜 이루어지는 액정 폴리에스테르; 복수종의 방향족 히드록시카르복실산을 중합시켜 이루어지는 것; 방향족 디카르복실산과, 방향족 디올, 방향족 히드록시아민 및 방향족 디아민으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 화합물을 중합시켜 이루어지는 액정 폴리에스테르; 및 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르와 방향족 히드록시카르복실산을 중합시켜 이루어지는 액정 폴리에스테르를 들 수 있다.
여기서, 방향족 히드록시카르복실산, 방향족 디카르복실산, 방향족 디올, 방향족 히드록시아민 및 방향족 디아민은, 각각 독립적으로, 그 일부 또는 전부 대신에, 그 중합 가능한 유도체가 사용되어도 된다.
방향족 히드록시카르복실산 및 방향족 디카르복실산과 같은 카르복실기를 갖는 화합물의 중합 가능한 유도체의 예로서는, 카르복실기를 알콕시카르보닐기 또는 아릴옥시카르보닐기로 변환하여 이루어지는 에스테르, 카르복실기를 할로 포르밀기로 변환하여 이루어지는 산할로겐화물 및 카르복실기를 아실옥시카르보닐기로 변환하여 이루어지는 산 무수물을 들 수 있다. 방향족 히드록시카르복실산, 방향족 디올 및 방향족 히드록시아민과 같은 히드록실기를 갖는 화합물의 중합 가능한 유도체의 예로서는, 히드록실기를 아실화하여 아실옥실기로 변환하여 이루어지는 아실화물을 들 수 있다. 방향족 히드록시아민 및 방향족 디아민과 같은 아미노기를 갖는 화합물의 중합 가능한 유도체의 예로서는, 아미노기를 아실화하여 아실아미노기로 변환하여 이루어지는 아실화물을 들 수 있다.
이러한 액정 폴리에스테르는, 하기 식 (1)로 표시되는 반복 단위(이하 「반복 단위 (1)」이라고 하는 경우가 있다.)를 갖는 것이 바람직하고, 반복 단위 (1)과, 하기 식 (2)로 표시되는 반복 단위(이하 「반복 단위 (2)」라고 하는 경우가 있다.)와, 하기 식 (3)으로 표시되는 반복 단위(이하 「반복 단위 (3)」이라고 하는 경우가 있다.)를 갖는 것이 보다 바람직하다.
(1) -O-Ar1-CO-
(2) -CO-Ar2-CO-
(3) -X-Ar3-Y-
(Ar1은, 페닐렌기, 나프틸렌기 또는 비페닐릴렌기를 나타낸다. Ar2 및 Ar3은, 각각 독립적으로, 페닐렌기, 나프틸렌기, 비페닐릴렌기 또는 하기 식 (4)로 표시되는 기를 나타낸다. X 및 Y는, 각각 독립적으로, 산소 원자 또는 이미노기(-NH-)를 나타낸다. Ar1, Ar2 또는 Ar3으로 표시되는 상기 기에 있는 수소 원자는, 각각 독립적으로, 할로겐 원자, 알킬기 또는 아릴기로 치환되어 있어도 된다.)
(4) -Ar4-Z-Ar5-
(Ar4 및 Ar5는, 각각 독립적으로, 페닐렌기 또는 나프틸렌기를 나타낸다. Z는, 산소 원자, 황 원자, 카르보닐기, 술포닐기 또는 알킬리덴기를 나타낸다.)
상기 할로겐 원자로서는, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 및 요오드 원자를 들 수 있다. 상기 알킬기의 예로서는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, s-부틸기, t-부틸기, n-헥실기, 2-에틸헥실기, n-옥틸기 및 n-데실기를 들 수 있고, 그 탄소수는 1 내지 10이 바람직하다. 상기 아릴기의 예로서는, 페닐기, o-톨릴기, m-톨릴기, p-톨릴기, 1-나프틸기 및 2-나프틸기를 들 수 있고, 그 탄소수는 6 내지 20이 바람직하다.
상기 수소 원자가 이들 기로 치환되어 있는 경우, 그 수는, Ar1, Ar2 또는 Ar3으로 표시되는 상기 기마다, 각각 독립적으로, 2개 이하가 바람직하고, 1개 이하가 보다 바람직하다.
상기 알킬리덴기의 예로서는, 메틸렌기, 에틸리덴기, 이소프로필리덴기, n-부틸리덴기 및 2-에틸헥실리덴기를 들 수 있고, 그 탄소수는 1 내지 10이 바람직하다.
반복 단위 (1)은 소정의 방향족 히드록시카르복실산에서 유래되는 반복 단위이다. 반복 단위 (1)로서는, Ar1이 1,4-페닐렌기인 반복 단위(p-히드록시벤조산에서 유래되는 반복 단위) 및 Ar1이 2,6-나프틸렌기인 반복 단위(6-히드록시-2-나프토산에서 유래되는 반복 단위)가 바람직하고, Ar1이 1,4-페닐렌기인 반복 단위가 보다 바람직하다.
본 명세서에 있어서 「유래」란, 원료 모노머가 중합되기 위해, 중합에 기여하는 관능기의 화학 구조가 변화되고, 그밖의 구조 변화를 발생시키지 않는 것을 의미한다.
반복 단위 (2)는 소정의 방향족 디카르복실산에서 유래되는 반복 단위이다. 반복 단위 (2)로서는, Ar2가 1,4-페닐렌기인 반복 단위(테레프탈산에서 유래되는 반복 단위), Ar2가 1,3-페닐렌기인 반복 단위(이소프탈산에서 유래되는 반복 단위), Ar2가 2,6-나프틸렌기인 반복 단위(2,6-나프탈렌디카르복실산에서 유래되는 반복 단위) 및 Ar2가 디페닐에테르-4,4'-디일기인 반복 단위(디페닐에테르-4,4'-디카르복실산에서 유래되는 반복 단위)가 바람직하고, Ar2가 1,4-페닐렌기인 반복 단위 및 Ar2가 1,3-페닐렌기인 반복 단위가 보다 바람직하다.
반복 단위 (3)은 소정의 방향족 디올, 방향족 히드록실아민 또는 방향족 디아민에서 유래되는 반복 단위이다. 반복 단위 (3)으로서는, Ar3이 1,4-페닐렌기인 반복 단위(히드로퀴논, p-아미노페놀 또는 p-페닐렌디아민에서 유래되는 반복 단위) 및 Ar3이 4,4'-비페닐릴렌기인 반복 단위(4,4'-디히드록시비페닐, 4-아미노-4'-히드록시비페닐 또는 4,4'-디아미노비페닐에서 유래되는 반복 단위)가 바람직하고, Ar3이 4,4'-비페닐릴렌기인 반복 단위가 보다 바람직하다.
반복 단위 (1)의 함유량은, 전체 반복 단위의 합계량(액정 폴리에스테르를 구성하는 각 반복 단위의 질량을 그 각 반복 단위의 식량으로 나눔으로써, 각 반복 단위의 물질량 상당량(몰)을 구하고, 그것들을 합계한 값)에 대하여, 30몰％ 이상이 바람직하고, 30몰％ 이상 80몰％ 이하가 보다 바람직하고, 40몰％ 이상 70몰％ 이하가 더욱 바람직하고, 45몰％ 이상 65몰％ 이하가 특히 바람직하다.
반복 단위 (2)의 함유량은, 전체 반복 단위의 합계량에 대하여, 35몰％ 이하가 바람직하고, 10몰％ 이상 35몰％ 이하가 보다 바람직하고, 15몰％ 이상 30몰％ 이하가 더욱 바람직하고, 17.5몰％ 이상 27.5몰％ 이하가 특히 바람직하다.
반복 단위 (3)의 함유량은, 전체 반복 단위의 합계량에 대하여, 35몰％ 이하가 바람직하고, 10몰％ 이상 35몰％ 이하가 보다 바람직하고, 15몰％ 이상 30몰％ 이하가 더욱 바람직하고, 17.5몰％ 이상 27.5몰％ 이하가 특히 바람직하다.
반복 단위 (1)의 함유량이 많을수록, 용융 유동성이나 내열성이나 강도·강성이 향상되기 쉽지만, 너무 많으면, 용융 온도나 용융 점도가 높아지기 쉬워, 성형에 필요한 온도가 높아지기 쉽다.
반복 단위 (2)의 함유량과 반복 단위 (3)의 함유량의 비율은, [반복 단위 (2)의 함유량]/[반복 단위 (3)의 함유량](몰/몰)로 나타내고, 0.9/1 내지 1/0.9가 바람직하고, 0.95/1 내지 1/0.95가 보다 바람직하고, 0.98/1 내지 1/0.98이 더욱 바람직하다.
또한, 본 실시 형태에 있어서의 펠릿이 함유하는 적합한 액정 폴리에스테르는, 반복 단위 (1) 내지 (3)을 각각 독립적으로, 2종 이상 가져도 된다. 또한, 액정 폴리에스테르는, 반복 단위 (1) 내지 (3) 이외의 반복 단위를 가져도 되지만, 그 함유량은, 전체 반복 단위의 합계량에 대하여 10몰％ 이하가 바람직하고, 5몰％ 이하가 보다 바람직하다.
이러한 액정 폴리에스테르는, 반복 단위 (3)으로서, X 및 Y가 각각 산소 원자인 것을 갖는 것, 즉, 소정의 방향족 디올에서 유래되는 반복 단위를 갖는 것이, 용융 점도가 낮아지기 쉽기 때문에, 바람직하고, 반복 단위 (3)으로서, X 및 Y가 각각 산소 원자인 것만을 갖는 것이 보다 바람직하다.
이러한 액정 폴리에스테르는, 그것을 구성하는 반복 단위에 대응하는 원료 모노머를 용융 중합시켜, 얻어진 중합물(이하 「프리폴리머」라고 하는 경우가 있다.)을 고상 중합시킴으로써, 제조하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 내열성이나 강도·강성이 높은 고분자량의 액정 폴리에스테르를 조작성 양호하게 제조할 수 있다.
용융 중합은, 촉매의 존재 하에 행해도 된다. 이 촉매의 예로서는, 아세트산마그네슘, 아세트산제1주석, 테트라부틸티타네이트, 아세트산납, 아세트산나트륨, 아세트산칼륨, 삼산화안티몬 등의 금속 화합물이나, 4-(디메틸아미노)피리딘, 1-메틸이미다졸 등의 질소 함유 복소환식 화합물을 들 수 있고, 질소 함유 복소환식 화합물이 바람직하게 사용된다.
본 실시 형태에 있어서의 펠릿이 함유하는 적합한 액정 폴리에스테르의 유동 개시 온도는, 260℃ 이상이 바람직하고, 260℃ 이상 400℃ 이하가 보다 바람직하고, 260℃ 이상 380℃ 이하가 더욱 바람직하다.
이러한 액정 폴리에스테르의 유동 개시 온도가 높을수록, 액정 폴리에스테르의 내열성, 그리고 강도가 향상되는 경향이 있다. 한편, 액정 폴리에스테르의 유동 개시 온도가 400℃를 초과하면, 액정 폴리에스테르의 용융 온도나 용융 점도가 높아지는 경향이 있다. 그 때문에, 액정 폴리에스테르의 성형에 필요한 온도가 높아지는 경향이 있다.
본 명세서에 있어서, 액정 폴리에스테르의 유동 개시 온도는, 플로 온도 또는 유동 온도라고도 불리고, 액정 폴리에스테르의 분자량의 기준이 되는 온도이다(고이데 나오유키 편, 「액정 폴리머-합성·성형·응용-」, 가부시키가이샤 CMC, 1987년 6월 5일, p.95 참조).
유동 개시 온도는, 모세관 레오미터를 사용하여, 액정 폴리에스테르를 9.8㎫(100kg/㎠)의 하중 하 4℃/분의 속도로 승온하면서 용융시켜, 내경 1㎜ 및 길이 10㎜의 노즐로부터 압출할 때, 4800㎩·s(48000포이즈)의 점도를 나타내는 온도이다.
본 실시 형태에서, 액정 폴리에스테르는, 1종 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
2종 이상의 액정 폴리에스테르를 조합하여 사용하는 경우, 후술하는 바와 같이, 유동 개시 온도가 다른 것을 병용하는 것이 바람직하다.
제1 펠릿과 제2 펠릿은, 동일한 액정 폴리에스테르를 포함하고 있어도 되고, 서로 다른 액정 폴리에스테르를 포함하고 있어도 된다. 제1 펠릿과 제2 펠릿은, 상용성의 점에서, 동일한 액정 폴리에스테르를 포함하고 있는 것이 바람직하다.
· 유기 안료, 유기 염료 또는 카본 블랙에 대하여
본 실시 형태에서는, 제2 펠릿에 유기 안료, 유기 염료 또는 카본 블랙이 포함되어 있고, 제2 펠릿이 마스터 배치가 된다.
제2 펠릿에 포함되는 착색제는, 유기 안료, 유기 염료 및 카본 블랙으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 포함한다. 제2 펠릿에 사용하는 착색제로서는, 내열성의 점에서, 유기 안료 및 카본 블랙으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이 바람직하다.
·· 유기 안료
유기 안료로서는, 페릴렌계 유도체, 퀴나크리돈계 유도체, 안트라퀴논계 유도체, 프탈로시아닌계 유도체, 트리아진계 유도체, 디클로로페닐렌비스나프탈렌카르보아미드계 유도체 등을 들 수 있다.
유기 안료의 입경은, 펠릿의 착색성의 관점에서, 250㎚ 이하가 바람직하고, 100㎚ 이하가 보다 바람직하다. 여기서의 유기 안료의 입경은, 주사형 전자 현미경에 의한 직접 관찰이나, 레이저 회절, 레이저 산란에 의해 측정되는 값이다.
또한, 유기 안료로서는, 내열성의 관점에서, 분해 개시 온도(5질량％의 중량 감소)가 400℃ 이상인 것이 바람직하고, 분해 개시 온도(5질량％의 중량 감소)가 420℃ 이상인 것이 보다 바람직하고, 분해 개시 온도(5질량％의 중량 감소)가 높을수록 바람직하다.
또한, 유기 안료로서는, 내열성의 관점에서, 융점이 250℃ 이상인 것이 바람직하고, 융점이 275℃ 이상인 것이 보다 바람직하고, 융점이 높을수록 바람직하다.
·· 카본 블랙
카본 블랙은, 흑색 안료로서 사용된다. 예를 들어, 백색의 내츄럴 펠릿과, 카본 블랙을 포함하는 마스터 배치를 혼합하여, 그레이의 성형품을 제조하는 것이 가능하다.
· 임의 성분에 대하여
임의 성분으로서는, 필러; 액정 폴리에스테르 이외의 수지; 및 당기술 분야에서 주지의 첨가제를 들 수 있다.
·· 필러
필러로서는, 무기 충전재여도 되고 유기 충전재여도 되고, 용도 등에 따라 적절히 결정되어, 기계 강도 부여의 점에서, 무기 충전재를 사용하는 것이 바람직하고, 특히 제1 펠릿에 적합하게 사용된다.
[무기 충전재]
무기 충전재는, 섬유상 충전재여도 되고, 판상 충전재여도 되고, 입상 충전재여도 된다.
섬유상 충전재의 예로서는, 유리 섬유; 팬계 탄소 섬유, 피치계 탄소 섬유 등의 탄소 섬유; 실리카 섬유, 알루미나 섬유, 실리카 알루미나 섬유 등의 세라믹 섬유; 및 스테인리스 섬유 등의 금속 섬유를 들 수 있다. 또한, 티타늄산칼륨 위스커, 티타늄산바륨 위스커, 월라스토나이트 위스커, 붕산알루미늄 위스커, 질화규소 위스커, 탄화규소 위스커 등의 위스커도 들 수 있다. 그 중에서도, 유리 섬유가 바람직하다.
판상 충전재의 예로서는, 탈크, 마이카, 그래파이트, 월라스토나이트, 유리 플레이크, 황산바륨 및 탄산칼슘을 들 수 있다. 마이카는, 백운모여도 되고, 금운모여도 되고, 불소금운모여도 되고, 4규소운모여도 된다. 그 중에서도, 탈크 또는 마이카가 바람직하다.
입상 충전재의 예로서는, 실리카, 알루미나, 산화티타늄, 글래스 비즈, 유리 벌룬, 질화붕소, 탄화규소 및 탄산칼슘을 들 수 있다.
본 실시 형태에서 사용되는 무기 충전재는, 유리 섬유, 탈크 및 마이카로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하고, 유리 섬유 및 탈크로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인 것이 보다 바람직하다.
이하, 섬유상 충전재로서 유리 섬유에 대하여 설명한다.
유리 섬유의 예로서는, 장섬유 타입의 촙드 유리 섬유, 단섬유 타입의 밀드 유리 섬유 등, 다양한 방법으로 제조된 것을 들 수 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 이것들 중 2종 이상을 병용하여 사용할 수도 있다.
상기 유리 섬유의 종류로서는, E-유리, A-유리, C-유리, D-유리, AR-유리, R-유리, S 유리 또는 이것들의 혼합물 등을 들 수 있다. 그 중에서도 E-유리는 강도가 우수하고, 또한 입수를 하기 쉬운 점에서 바람직하다.
상기 유리 섬유로서는, 약알칼리성의 섬유가 기계적 강도(인장 강도 및 Izod 충격 강도)의 점에서 우수하고, 바람직하게 사용할 수 있다. 특히 산화규소 함유량이 상기 유리 섬유의 총 질량에 대하여 50질량％ 이상 80질량％ 이하인 유리 섬유가 바람직하게 사용되고, 65질량％ 이상 77질량％ 이하인 유리 섬유가 보다 바람직하게 사용된다.
상기 유리 섬유는, 필요에 따라 실란계 커플링제 또는 티타늄계 커플링제 등의 커플링제로 처리된 섬유여도 된다.
상기 유리 섬유는, 우레탄 수지, 아크릴 수지, 에틸렌/아세트산비닐 공중합체 등의 열가소성 수지나, 에폭시 수지 등의 열경화성 수지로 피복되어 있어도 된다. 또한, 상기 유리 섬유는 수렴제로 처리되어 있어도 된다.
용융 혼련에 제공하는 원료인 유리 섬유의 수 평균 섬유 길이는, 30㎛ 이상 5000㎛ 이하인 것이 바람직하다. 유리 섬유의 수 평균 섬유 길이가 30㎛ 이상인 경우, 수 평균 섬유 길이가 30㎛ 미만인 경우보다도, 유리 섬유를 함유하는 펠릿으로부터 얻어진 성형체에 있어서의 강화재로서의 효과가 더 향상된다. 유리 섬유의 수 평균 섬유 길이는, 50㎛ 이상이 보다 바람직하고, 70㎛ 이상이 더욱 바람직하다.
또한, 유리 섬유의 수 평균 섬유 길이가 5000㎛ 이하인 경우, 수 평균 섬유 길이가 5000㎛를 초과하는 경우보다도, 펠릿 중의 유리 섬유의 수 평균 섬유 길이의 조정이 용이해져, 박육 유동성이 더 향상된다. 유리 섬유의 수 평균 섬유 길이는, 3500㎛ 이하가 보다 바람직하다.
용융 혼련에 제공하는 원료인 유리 섬유의 섬유 직경(단섬유 직경)은 5㎛ 이상 20㎛ 이하인 것이 바람직하다. 유리 섬유의 섬유 직경이 5㎛ 이상인 경우, 섬유 직경이 5㎛ 미만인 경우보다도, 취급이 용이해져, 생산 효율을 개선할 수 있다. 유리 섬유의 섬유 직경은, 5.5㎛ 이상이 보다 바람직하고, 6㎛ 이상이 더욱 바람직하다. 또한, 유리 섬유의 섬유 직경이 20㎛ 이하인 경우, 섬유 직경이 20㎛를 초과하는 경우보다도, 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물의 유동성이 향상되고, 나아가 성형체의 강화재로서의 유리 섬유의 효과가 더 향상된다. 유리 섬유의 섬유 직경은, 17㎛ 이하가 보다 바람직하고, 15㎛ 이하가 보다 바람직하다.
유리 섬유 직경에 대해서는, 용융 혼련 후에도 실질적으로 변화되지 않는다.
본 명세서에 있어서 「원료인 유리 섬유의 수 평균 섬유 길이」란, 특별히 언급하지 않는 한, JIS R3420 「7.8 촙드 스트랜드의 길이」에 기재된 방법으로 측정된 값을 의미한다.
본 명세서에 있어서 「원료인 유리 섬유의 섬유 직경」이란, 특별히 언급하지 않는 한, JIS R3420 「7.6 단섬유 직경」에 기재된 방법 중, 「A법」으로 측정된 값을 의미한다.
본 실시 형태의 펠릿 중의 유리 섬유의 수 평균 섬유 길이는, 20㎛ 이상이 바람직하고, 30㎛ 이상이 보다 바람직하고, 40㎛ 이상이 더욱 바람직하다. 한편, 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물의 유동성의 관점에서, 1000㎛ 이하가 바람직하고, 800㎛ 이하가 보다 바람직하고, 500㎛ 이하가 더욱 바람직하다.
여기서, 펠릿 중의 유리 섬유의 수 평균 섬유 길이는, 이하의 방법에 의해 측정할 수 있다. 펠릿 5g을 머플로의 공기 중에 있어서 600℃에서 8시간 가열하여 수지를 제거하고, 잔존한 유리 섬유로부터 비디오 마이크로스코프(키엔스제 VH1000)를 사용하여 무작위로 500개 이상의 유리 섬유를 선택하고, 선택한 유리 섬유의 섬유 길이를 배율 100배로 측정했다. 여기서, 수 평균 섬유 길이 Ln은, 다음 식에 의해 계산할 수 있다.
Ln=Σ(Ni×Li)/Σ(Ni)
Li은, 유리 섬유의 섬유 길이의 측정값이다. Ni은, 섬유 길이가 Li에 포함되는 유리 섬유의 개수를 측정한 유리 섬유의 전체 개수로 제산한 값이다.
본 실시 형태의 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물에 있어서, 유리 섬유의 함유량은, 액정 폴리에스테르 100질량부에 대하여, 5질량부 이상이 바람직하고, 10질량부 이상이 보다 바람직하고, 15질량부 이상이 더욱 바람직하다. 또한, 상기 유리 섬유의 함유량은, 액정 폴리에스테르 100질량부에 대하여, 100질량부 이하가 바람직하고, 85질량부 이하가 보다 바람직하고, 70질량부 이하가 더욱 바람직하다. 상기 상한값과 하한값은 임의로 조합할 수 있다.
이하, 판상 충전재로서 탈크에 대하여 설명한다.
본 실시 형태에서 사용할 수 있는 탈크는, 수산화마그네슘과 규산염 광물을 포함하는 광물의 분쇄물이다. 또한, 본 실시 형태에서 사용할 수 있는 탈크는, 4원자의 규소(Si) 산화물이 형성하는 4개의 사면체 구조 사이에, 3개의 마그네슘(Mg) 산화·수산화물이 구성하는 팔면체 구조를 끼워 넣은 구조를 형성한 것이다.
이러한 탈크의 제조 방법으로서는, 공지된 제조 방법을 들 수 있고, 예를 들어 롤러 밀, 레이몬드 밀 등에 의한 마쇄식 분쇄법, 애드마이저, 해머 밀, 마이크로미터 밀 등에 의한 충격식 분쇄법, 제트 밀, 볼 밀 등에 의한 충돌식 분쇄법 등의 건식 분쇄법을 들 수 있다.
또한, 분쇄된 탈크 분말을 물과 분산시키고, 유동 가능한 점도의 슬러리상으로서, 볼 밀, 비즈 밀, 습식 제트 밀, 디스코플렉스 등에 의해 분쇄를 행하는 습식 분쇄법을 사용해도 된다. 상기한 제조 방법 중에서도, 건식 분쇄법이, 저비용이고, 또한 입수하기 쉬운 점에서 바람직하다.
탈크의 표면은, 탈크와 액정 폴리에스테르의 습윤성을 향상시킬 목적으로, 커플링제 등으로 처리해도 된다. 또한, 불순물의 제거, 탈크를 경질화시킬 목적으로, 열처리 가공을 한 탈크를 사용해도 된다. 또한, 취급을 용이하게 할 목적으로, 압축한 탈크를 사용해도 된다.
탈크의 45㎛ 체잔분은 1.0질량％ 이하인 것이 바람직하다. 45㎛ 체잔분이 1.0질량％ 이하이면, 펠릿을 성형할 때, 금형의 박육부에서의 막힘을 억제하여, 성형성을 향상시키고, 얻어지는 성형체의 박육 강도를 향상시킬 수 있다. 탈크에 포함되는 45㎛ 체잔분은, 탈크 전량에 대하여 0.8질량％ 이하가 바람직하고, 0.6질량％ 이하가 보다 바람직하다.
본 명세서에 있어서, 탈크의 45㎛ 체잔분은, JIS K 5101-14-1 「안료 시험 방법-제14부: 체잔분-제1절: 습식법(수동법)」에 준거하여, 측정되는 값으로 한다.
탈크는, 강열 감량(Ig. Loss)이 7질량％ 이하인 것이 바람직하고, 6질량％ 이하가 보다 바람직하고, 5질량％ 이하가 특히 바람직하다. Ig. Loss가 낮을수록, 액정 폴리에스테르의 분해가 억제되어, 블리스터가 발생하기 어려워진다.
본 명세서에 있어서 Ig. Loss는, JIS M8853에 준거하여 측정하는 값으로 한다.
본 실시 형태에 있어서는, 탈크의 체적 평균 입경이 5.0㎛ 이상인 것이 바람직하고, 5.5㎛ 이상인 것이 보다 바람직하고, 6.0㎛ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 체적 평균 입경이 25㎛ 이하인 것이 바람직하고, 24.5㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 24㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 상기 상한값과 하한값은 임의로 조합할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서, 탈크의 체적 평균 입경은 레이저 회절법에 의해 측정할 수 있다. 측정 장치로서, 산란식 입경 분포 측정 장치 HORIBA 가부시키가이샤제 「LA-950V2」를 사용하여, 탈크를 물에 분산시킨 상태에서, 이하의 측정 조건에서, 체적 평균 입자경을 산출할 수 있다.
측정 조건
입자 굴절률: 1.59-0.1i
분산매: 물
분산매 굴절률: 1.33
이하, 판상 충전재로서 마이카에 대하여 설명한다.
마이카란, 알루미늄, 칼륨, 마그네슘, 나트륨, 철 등을 포함한 규산염 광물의 분쇄물이다. 또한, 마이카는, 3원자의 규소(Si)와 1원자의 알루미늄(Al)의 산화물이 형성하는 4개의 사면체 구조 사이에, 2개 혹은 3개의 금속 산화·수산화물이 구성하는 팔면체 구조를 끼워 넣은 구조를 형성한 광물이다.
본 실시 형태에서 사용할 수 있는 마이카는, 백운모, 금운모, 불소금운모, 4규소운모, 또는 인공적으로 제조되는 합성 마이카의 어느 것이어도 된다. 이것들을 2종류 이상 포함해도 된다.
본 실시 형태에서 사용할 수 있는 마이카는, 실질적으로 백운모만을 포함하는 것이 바람직하다.
본 실시 형태에서 사용할 수 있는 마이카의 제조 방법으로서는, 예를 들어, 수류식 제트 분쇄법, 습식 분쇄법, 건식 볼 밀 분쇄법, 가압 롤러 밀 분쇄법, 기류식 제트 밀 분쇄법, 아토마이저 등의 충격 분쇄기에 의한 건식 분쇄법 등을 들 수 있다. 마이카를 얇고 미세하게 분쇄할 수 있기 때문에, 습식 분쇄법으로 제조된 마이카를 사용하는 것이 바람직하다.
습식 분쇄법을 행하는 경우에는, 분쇄 전의 마이카를 물에 분산시킨다. 그 때, 분쇄 전의 마이카의 분산 효율을 높이기 위해, 폴리염화알루미늄, 황산알루미늄, 황산알루미늄, 황산제1철, 황산제2철, 염화코팔라스, 폴리황산철, 폴리염화제2철, 철-실리카 무기 고분자 응집제, 염화제2철-실리카 무기 고분자 응집제, 소석회(Ca(OH2)), 가성 소다(NaOH), 소다회(Na2CO3) 등의 응집 침강제·침강 보조제 등의 첨가물을 더하는 것이 일반적이다. 그러나, 이들 첨가물은, 액정 폴리에스테르의 분해를 야기하는 경우가 있다. 그 때문에, 본 실시 형태에서 사용할 수 있는 마이카는, 습식 분쇄할 때 응집 침강제·침강 보조제를 사용하고 있지 않은 것이 바람직하다.
본 실시 형태에 있어서는, 마이카의 체적 평균 입경이 20㎛ 이상인 것이 바람직하고, 21㎛ 이상인 것이 보다 바람직하고, 22㎛ 이상인 것이 특히 바람직하다. 또한, 체적 평균 입경이 45㎛ 이하인 것이 바람직하고, 44㎛ 이하가 보다 바람직하고, 43㎛ 이하가 특히 바람직하다. 상기 상한값과 하한값은 임의로 조합할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서, 마이카의 체적 평균 입경은, 레이저 회절법에 의해 측정할 수 있다. 측정 장치로서, 산란식 입경 분포 측정 장치 HORIBA 가부시키가이샤제 「LA-950V2」를 사용하여, 마이카를 물에 분산시킨 상태에서, 이하의 측정 조건에서, 체적 평균 입자경을 산출할 수 있다.
측정 조건
입자 굴절률: 1.57-0.1i
분산매: 물
분산매 굴절률: 1.33
이러한 체적 평균 입경을 갖는 마이카는, 액정 폴리에스테르와의 혼화성이 양호하게 되어, 본 실시 형태의 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물의 유동성을 더 양호하게 할 수 있다.
본 실시 형태의 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물에 있어서, 무기 충전재의 함유량은, 액정 폴리에스테르 100질량부에 대하여, 0질량부를 초과하고 120질량부 이하인 것이 바람직하고, 5질량부 이상 110질량부 이하인 것이 보다 바람직하고, 20질량부 이상 105질량부 이하인 것이 더욱 바람직하고, 30질량부 이상 105질량부 이하인 것이 특히 바람직하다.
본 실시 형태의 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물에 있어서, 무기 충전재의 함유량이 상기한 바람직한 범위 내이면, 해당 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물을 사용하여 제작되는 사출 성형품의 색조의 변동이 더 억제된다.
[유기 충전재]
본 실시 형태의 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물(펠릿 혼합물)에 있어서의 유기 충전재는, 섬유상 충전재여도 되고, 판상 충전재여도 되고, 입상 충전재여도 된다.
섬유상 충전재로서는, 예를 들어 폴리에스테르 섬유, 아라미드 섬유, 셀룰로오스 섬유 등을 들 수 있다. 입상 충전재로서는, 예를 들어 파라히드록시벤조산의 호모 폴리머 등의 불용 불융의 고분자를 들 수 있다.
·· 액정 폴리에스테르 이외의 수지
액정 폴리에스테르 이외의 수지로서는, 폴리프로필렌, 폴리아미드, 액정 폴리에스테르 이외의 폴리에스테르, 폴리페닐렌술피드, 폴리에테르술폰, 폴리에테르케톤, 폴리카르보네이트, 폴리페닐렌에테르, 폴리에테르이미드 등의 방향족 폴리술폰 이외의 열가소성 수지; 페놀 수지, 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 시아네이트 수지 등의 열경화성 수지를 들 수 있다.
·· 당기술 분야에서 주지의 첨가제
당기술 분야에서 주지의 첨가제로서는, 예를 들어 플루오로카본, 고급 지방산, 고급 지방산 에스테르, 고급 알코올, 금속 비누류 등의 이형제; 유기 안료, 유기 염료 및 카본 블랙 이외의 착색제; 산화 방지제, 열 안정제, 자외선 흡수제, 대전 방지제, 계면 활성제, 난연제, 난연 보조제, 가소제를 들 수 있다.
[이형제]
본 실시 형태에서는, 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물이 이형제를 함유함으로써, 성형 가공성을 향상시키는 것이 가능하다. 이형제로서는, 테트라플루오로에틸렌; 몬탄산 또는 그의 염, 그 에스테르 혹은 그 하프 에스테르; 스테아릴알코올, 스테아라미드, 폴리에틸렌 왁스 등을 들 수 있고, 바람직하게는 테트라플루오로에틸렌, 또는 펜타에리트리톨의 지방산 에스테르를 들 수 있다.
[유기 안료, 유기 염료 및 카본 블랙 이외의 착색제]
유기 안료, 유기 염료 및 카본 블랙 이외의 착색제로서는, 예를 들어 산화티타늄, 산화철, 산화납, 산화크롬, 울트라마린 블루 등의 무기 안료 등을 들 수 있다.
[산화 방지제, 열 안정제]
본 실시 형태에서는, 산화 방지제 또는 열 안정제로서, 예를 들어 힌더드페놀, 히드로퀴논, 포스파이트류 또는 이것들의 치환체 등을 사용하는 것이 바람직하다.
[자외선 흡수제]
본 실시 형태에서는, 자외선 흡수제로서, 예를 들어 레조르시놀, 살리실레이트, 벤조트리아졸, 벤조페논 등을 사용하는 것이 바람직하다.
본 실시 형태의 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물은, 제1 펠릿 및 제2 펠릿 이외의 기타 성분을 함유해도 된다. 기타 성분으로서는, 제1 및 제2 각 펠릿으로부터 발생하는 미분 또는 더스트; 제1 펠릿 및 제2 펠릿의 어느 것에도 해당하지 않는 펠릿; 고급 지방산, 고급 지방산 에스테르, 플루오로카본계 계면 활성제 등의 외부 활제 효과를 갖는 첨가제를 들 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 일 실시 형태의 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물에 있어서는, 액정 폴리에스테르를 포함하는 제1 펠릿 및 유기 안료, 유기 염료 또는 카본 블랙과 액정 폴리에스테르를 포함하는 제2 펠릿 사이에, 특정한 용융 점도비가 성립된다.
액정 폴리에스테르는, 결정성이나 비정질성의 수지와는 달리, 용융 시의 용융 점도가 낮아 유동성이 우수한 것이 알려져 있다. 그러나, 그 점도 거동으로 인해, 다른 결정성 수지나 비정질성 수지와 용융 시의 거동이 다르고, 마스터 배치 방식을 사용했을 때의 내츄럴 펠릿 및 마스터 배치(제1 펠릿 및 제2 펠릿)의 용융 점도비가 중요해진다.
본 실시 형태의 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물은, 제2 펠릿의 용융 점도/제1 펠릿의 용융 점도로 표시되는 용융 점도비가 3.2 미만이 되도록 제어되어 있기 때문에, 사출 성형을 행할 때, 용융된 제1 펠릿 전체에, 용융된 제2 펠릿이 퍼지기 쉽고, 제1 펠릿과 제2 펠릿이 양호하게 혼합되어, 색조의 변동이 억제된 사출 성형품을 제조할 수 있다.
본 실시 형태의 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물은 이하의 측면을 갖는다.
「1」 제1 펠릿 및 제2 펠릿을 함유하고, 상기 제1 펠릿은, 액정 폴리에스테르를 포함하는 펠릿이고, 상기 제2 펠릿은, 유기 안료, 유기 염료 또는 카본 블랙과, 액정 폴리에스테르를 포함하는 펠릿이고, 상기 제2 펠릿은, 상기 제1 펠릿과는 다르고,
상기 제1 펠릿의 용융 점도는, 바람직하게는 10㎩·s 이상 45㎩·s 이하이고, 보다 바람직하게는 15㎩·s 이상 40㎩·s 이하이고, 더욱 바람직하게는 20㎩·s 이상 35㎩·s 이하이고,
상기 제2 펠릿의 용융 점도는, 바람직하게는 1㎩·s 이상 60㎩·s 이하이고, 보다 바람직하게는 1㎩·s 이상 50㎩·s 이하이고, 더욱 바람직하게는 2㎩·s 이상 50㎩·s 이하이고,
제2 펠릿의 용융 점도/제1 펠릿의 용융 점도로 표시되는 용융 점도비는, 바람직하게는 0.1 이상 3.2 미만이고, 보다 바람직하게는 0.1 이상 2.5 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.5 이상 2 이하이고, 특히 바람직하게는 0.7 이상 1.8 이하인, 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물.
「2」 상기 제1 펠릿은, 필러를 함유하고,
상기 필러의 함유량은, 제1 펠릿의 총 질량(100질량％)에 대하여, 바람직하게는 10질량％ 이상 60질량％ 이하이고, 보다 바람직하게는 20질량％ 이상 50질량％ 이하이고, 더욱 바람직하게는 30질량％ 이상 45질량％ 이하인, 「1」에 기재된 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물.
「3」 상기 제2 펠릿 중의 상기 유기 안료, 유기 염료 및 카본 블랙의 합계 함유량은, 제2 펠릿의 총 질량(100질량％)에 대하여, 바람직하게는 1질량％ 이상 35질량％ 이하이고, 보다 바람직하게는 5질량％ 이상 30질량％ 이하이고, 더욱 바람직하게는 8질량％ 이상 25질량％ 이하인, 「1」 또는 「2」에 기재된 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물.
「4」 상기 제1 펠릿의 함유량은, 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물의 총 질량(100질량％)에 대하여, 바람직하게는 85질량％ 이상 99.9질량％ 이하이고, 보다 바람직하게는 93질량％ 이상 99.5질량％ 이하이고, 더욱 바람직하게는 95질량％ 이상 99질량％ 이하이고,
상기 제2 펠릿의 함유량은, 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물의 총 질량(100질량％)에 대하여, 바람직하게는 0.1질량％ 이상 15질량％ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.5질량％ 이상 7질량％ 이하이고, 더욱 바람직하게는 1질량％ 이상 5질량％ 이하인, 「1」 내지 「3」의 어느 한 항에 기재된 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물.
「5」 상기 필러는 유리 섬유 또는 탈크인, 「2」 내지 「4」의 어느 한 항에 기재된 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물.
「6」 「1」 내지 「5」의 어느 한 항에 기재된 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물을 사용하여, 사출 성형기(닛세이 쥬시 고교 가부시키가이샤제, 「PS40E5ASE형」)를 사용하여 실린더 온도 350℃, 금형 온도 120℃, 사출률 75㎜/s의 조건에서 사출 성형하여, 64㎜×64㎜×1㎜의 ASTM4호 덤벨의 사출 성형품을 20매 제조하고, 해당 20매의 사출 성형품에 대하여, 색차계(코니카 미놀타 가부시키가이샤제, 「CM-3600d」)를 사용하여, 명도(L*: SCE법)를 측정하여, 사출 성형품 20매에 대한 상기 명도의 표준 편차(L*σ)를 산출했을 때, 해당 L*σ가, 바람직하게는 1.5 미만, 보다 바람직하게는 1.2 이하, 더욱 바람직하게는 1 이하가 되는 특성을 갖는, 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물.
(사출 성형품)
본 발명의 일 형태에 관한 사출 성형품은, 상술한 본 발명의 일 형태에 관한 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물을 사용하여 제작된 것이다.
일 실시 형태의 사출 성형품은, 상술한 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물을 성형 재료로 하여, 사출 성형법에 의해 성형한 것이다. 상세하게는, 공지된 사출 성형기를 사용하여, 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물을 용융시키고, 용융된 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물을, 금형 내에 사출함으로써 성형한다. 공지된 사출 성형기로서는, 예를 들어 닛세이 쥬시 고교 가부시키가이샤제의 유압식 횡형 성형기 PS40E5ASE형 등을 들 수 있다.
사출 성형기의 실린더 온도는, 사용하는 액정 폴리에스테르의 유동 개시 온도보다 10 내지 50℃ 높은 온도로 설정하는 것이 바람직하다.
금형의 온도는, 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물의 냉각 속도와 생산성의 점에서, 실온(예를 들어, 23℃)으로부터 180℃의 범위로 설정하는 것이 바람직하다.
이상 설명한 일 실시 형태의 사출 성형품에 의하면, 본 발명에 관한 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물이 사용되고 있기 때문에, 성형품마다의 색조의 변동이 억제된다.
따라서, 이러한 사출 성형품에 의하면, 의장성이 높여져, 외관 부품 분야로의 용도 전개가 가능해진다.
본 발명의 일 형태에 관한 사출 성형품은, 액정 폴리에스테르가 적용할 수 있는 모든 용도로 이용 가능하다. 예를 들어, 각종 전기·전자 기기에 있어서의 하우징 내장 부품, 자동차 부품, 가전 제품 부품, 산업용 기계 부품, 생활 잡화품 등을 들 수 있다. 특히, 이러한 사출 성형품은, 착색된 컬러 제품이 사용되는 용도에 유용하고, 컬러 베리에이션에 대한 대응에 적합한 것이다.
상기한 전기·전자 기기로서는, 카메라, 퍼스컴, 휴대 전화, 스마트폰, 태블릿, 프린터, 프로젝터 등을 들 수 있다. 이러한 전기·전자 기기에 있어서의 하우징 내장 부품으로서는, 커넥터, 카메라 모듈, 송풍 팬 또는 프린터용의 정착 부품을 들 수 있다. 또한, 이러한 사출 성형품은, 차량 탑재용의 전기·전자 기기에도 적합하게 이용 가능하다.
실시예
이하에 본 발명을 실시예에 의해 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[액정 폴리에스테르의 유동 개시 온도]
본 실시예에서는, 액정 폴리에스테르의 유동 개시 온도를 이하와 같이 하여 측정했다.
플로 테스터(가부시키가이샤 시마즈 세이사쿠쇼의 「CFT-500EX형」)를 사용하여, 액정 폴리에스테르 약 2g을, 내경 1㎜ 및 길이 10㎜의 노즐을 갖는 다이를 설치한 실린더에 충전하고, 9.8㎫의 하중 하, 4℃/분의 속도로 승온하면서, 액정 폴리에스테르를 용융시켜, 노즐로부터 압출하고, 4800㎩·s의 점도를 나타내는 온도를 측정하여, 이것을 유동 개시 온도라고 했다.
<사용 원료>
본 실시예에서 사용한 액정 폴리에스테르, 유기 안료, 필러를 이하에 나타냈다.
· 액정 폴리에스테르
하기의 제조예 1 내지 5에서 얻어진 액정 폴리에스테르 (1) 내지 (5)를 사용했다.
[제조예 1(액정 폴리에스테르 (1)의 제조]
교반 장치, 토크 미터, 질소 가스 도입관, 온도계 및 환류 냉각기를 구비한 반응기에, p-히드록시벤조산 994.5g(7.2몰), 4,4'-디히드록시비페닐 446.9g(2.4몰), 테레프탈산 239.2g(1.44몰), 이소프탈산 159.5g(0.96몰) 및 무수 아세트산 1347.6g(13.2몰)을 넣고, 반응기 내의 가스를 질소 가스로 치환한 후, 1-메틸이미다졸 0.2g을 더하고, 질소 가스 기류 하에서 교반하면서, 실온으로부터 150℃까지 30분간 걸려서 승온하고, 150℃에서 30분간 환류시켰다.
이어서, 1-메틸이미다졸 0.9g을 더하고, 부생된 아세트산 및 미반응된 무수 아세트산을 증류 제거하면서, 150℃로부터 320℃까지 2시간 50분간 걸려서 승온하고, 토크의 상승이 확인된 시점에서, 반응기로부터 내용물을 취출하고, 실온까지 냉각하여, 고형물인 프리폴리머를 얻었다.
얻어진 고형물을, 분쇄기에서 입경 0.1 내지 1㎜로 분쇄 후, 질소 분위기 하에서, 실온으로부터 220℃까지 1시간 걸려서 승온하고, 220℃로부터 240℃까지 30분간 걸려서 승온하고, 240℃에서 10시간 유지함으로써, 고상 중합을 행하였다.
얻어진 고상 중합물을 실온까지 냉각하여, 분말상의 액정 폴리에스테르 (1)을 얻었다. 얻어진 액정 폴리에스테르 (1)의 유동 개시 온도는 286℃였다.
액정 폴리에스테르 (1)은 전체 반복 단위의 합계에 대하여, Ar1이 1,4-페닐렌기인 반복 단위 (1)을 60몰％, Ar2가 1,3-페닐렌기인 반복 단위 (2)를 8몰％, Ar2가 1,4-페닐렌기인 반복 단위 (2)를 12몰％ 및 Ar3이 4,4'-비페닐릴렌기이고, X 및 Y가 산소 원자인 반복 단위 (3)을 20몰％ 갖는다.
[제조예 2(액정 폴리에스테르 (2)의 제조]
교반 장치, 토크 미터, 질소 가스 도입관, 온도계 및 환류 냉각기를 구비한 반응기에, p-히드록시벤조산 994.5g(7.2몰), 4,4'-디히드록시비페닐 446.9g(2.4몰), 테레프탈산 299.0g(1.8몰), 이소프탈산 99.7g(0.6몰) 및 무수 아세트산 1347.6g(13.2몰)을 투입하고, 촉매로서 1-메틸이미다졸 0.2g을 첨가하여, 반응기 내를 충분히 질소 가스로 치환했다. 그 후, 질소 가스 기류 하에서 교반하면서, 실온으로부터 150℃까지 30분간 걸려서 승온하고, 동 온도를 유지하여 30분간 환류시켰다.
이어서, 1-메틸이미다졸 0.9g을 더하고, 부생 아세트산 및 미반응된 무수 아세트산을 증류 제거하면서, 150℃로부터 320℃까지 2시간 50분간 걸려서 승온하고, 320℃에서 30분간 유지한 후, 내용물을 취출하고, 이것을 실온까지 냉각했다.
얻어진 고형물을, 분쇄기에서 입경 0.1 내지 1㎜로 분쇄 후, 질소 분위기 하에서, 실온으로부터 250℃까지 1시간 걸려서 승온하고, 250℃로부터 285℃까지 5시간 걸려서 승온하고, 285℃에 3시간 유지함으로써, 고상 중합을 행하였다.
고상 중합 후, 냉각하여, 분말상의 액정 폴리에스테르 (2)를 얻었다. 얻어진 액정 폴리에스테르 (2)의 유동 개시 온도는 327℃였다.
액정 폴리에스테르 (2)는 전체 반복 단위의 합계량에 대하여, Ar1이 1,4-페닐렌기인 반복 단위 (1)을 60몰％, Ar2가 1,3-페닐렌기인 반복 단위 (2)를 5몰％, Ar2가 1,4-페닐렌기인 반복 단위 (2)를 15몰％ 및 Ar3이 4,4'-비페닐릴렌기이고, X 및 Y가 산소 원자인 반복 단위 (3)을 20몰％ 갖는다.
[제조예 3(액정 폴리에스테르 (3)의 제조]
교반 장치, 토크 미터, 질소 가스 도입관, 온도계 및 환류 냉각기를 구비한 반응기에, p-히드록시벤조산 994.5g(7.2몰), 4,4'-디히드록시비페닐 446.9g(2.4몰), 테레프탈산 299.0g(1.8몰), 이소프탈산 99.7g(0.6몰) 및 무수 아세트산 1347.6g(13.2몰)을 투입하고, 촉매로서 1-메틸이미다졸 0.2g을 첨가하여, 반응기 내를 충분히 질소 가스로 치환했다. 그 후, 질소 가스 기류 하에서 교반하면서, 실온으로부터 150℃까지 30분간 걸려서 승온하고, 동 온도를 유지하여 30분간 환류시켰다.
이어서, 부생 아세트산 및 미반응된 무수 아세트산을 증류 제거하면서, 150℃로부터 320℃까지 2시간 50분간 걸려서 승온하고, 320℃에서 30분 유지한 후, 내용물을 취출하고, 이것을 실온까지 냉각했다.
얻어진 고형물을, 분쇄기에서 입경 0.1 내지 1㎜로 분쇄 후, 질소 분위기 하에서, 실온으로부터 250℃까지 1시간 걸려서 승온하고, 250℃로부터 295℃까지 5시간 걸려서 승온하고, 295℃에서 3시간 유지함으로써, 고상 중합을 행하였다.
고상 중합 후, 냉각하여, 분말상의 액정 폴리에스테르 (3)을 얻었다. 얻어진 액정 폴리에스테르 (3)의 유동 개시 온도는 333℃였다.
액정 폴리에스테르 (3)은 전체 반복 단위의 합계량에 대하여, Ar1이 1,4-페닐렌기인 반복 단위 (1)을 60몰％, Ar2가 1,3-페닐렌기인 반복 단위 (2)를 5몰％, Ar2가 1,4-페닐렌기인 반복 단위 (2)를 15몰％ 및 Ar3이 4,4'-비페닐릴렌기이고, X 및 Y가 산소 원자인 반복 단위 (3)을 20몰％ 갖는다.
[제조예 4(액정 폴리에스테르 (4)의 제조]
교반 장치, 토크 미터, 질소 가스 도입관, 온도계 및 환류 냉각기를 구비한 반응기에, p-히드록시벤조산 994.5g(7.2몰), 4,4'-디히드록시비페닐 446.9g(2.4몰), 테레프탈산 328.9g(2.0몰), 이소프탈산 69.8g(0.5몰) 및 무수 아세트산 1347.6g(13.2몰)을 투입하고, 1-메틸이미다졸 0.2g을 첨가하여, 반응기 내를 충분히 질소 가스로 치환했다.
그 후, 질소 가스 기류 하에서 실온으로부터 150℃까지 30분간 걸려서 승온하고, 동 온도를 유지하여 1시간 환류시켰다.
이어서, 부생 아세트산 및 미반응된 무수 아세트산을 증류 제거하면서, 150℃로부터 320℃까지 2시간 50분간 걸려서 승온하고, 토크의 상승이 확인되는 시점을 반응 종료로 하여 프리폴리머를 얻었다.
얻어진 프리폴리머를, 분쇄기에서 입경 0.1 내지 1㎜로 분쇄 후, 질소 분위기 하에서, 실온으로부터 250℃까지 1시간 걸려서 승온하고, 250℃로부터 300℃까지 5시간 걸려서 승온하고, 300℃에서 3시간 유지함으로써, 고상 중합을 행하였다.
고상 중합 후, 냉각하여, 분말상의 액정 폴리에스테르 (4)를 얻었다. 얻어진 액정 폴리에스테르 (4)의 유동 개시 온도는 348℃였다.
액정 폴리에스테르 (4)는 전체 반복 단위의 합계량에 대하여, Ar1이 1,4-페닐렌기인 반복 단위 (1)을 60몰％, Ar2가 1,3-페닐렌기인 반복 단위 (2)를 3.5몰％, Ar2가 1,4-페닐렌기인 반복 단위 (2)를 16.5몰％ 및 Ar3이 4,4'-비페닐릴렌기이고, X 및 Y가 산소 원자인 반복 단위 (3)을 20몰％ 갖는다.
[제조예 5(액정 폴리에스테르 (5)의 제조]
교반 장치, 토크 미터, 질소 가스 도입관, 온도계 및 환류 냉각기를 구비한 반응기에, p-히드록시벤조산 994.5g(7.2몰), 4,4'-디히드록시비페닐 446.9g(2.4몰), 테레프탈산 358.8g(2.2몰), 이소프탈산 39.9g(0.4몰) 및 무수 아세트산 1347.6g(13.2몰)을 투입하고, 1-메틸이미다졸 0.2g을 첨가하여, 반응기 내를 충분히 질소 가스로 치환했다.
그 후, 질소 가스 기류 하에서 실온으로부터 150℃까지 30분간 걸려서 승온하고, 동 온도를 유지하여 1시간 환류시켰다.
이어서, 부생 아세트산 및 미반응된 무수 아세트산을 증류 제거하면서, 150℃로부터 320℃까지 2시간 50분간 걸려서 승온하고, 토크의 상승이 확인되는 시점을 반응 종료로 하여 프리폴리머를 얻었다.
얻어진 프리폴리머를, 분쇄기에서 입경 0.1 내지 1㎜로 분쇄 후, 질소 분위기 하에서, 실온으로부터 250℃까지 1시간 걸려서 승온하고, 250℃로부터 305℃까지 5시간 걸려서 승온하고, 305℃에서 3시간 유지함으로써, 고상 중합을 행하였다.
고상 중합 후, 냉각하여, 분말상의 액정 폴리에스테르 (5)를 얻었다. 얻어진 액정 폴리에스테르 (5)의 유동 개시 온도는 357℃였다.
액정 폴리에스테르 (5)는 전체 반복 단위의 합계량에 대하여, Ar1이 1,4-페닐렌기인 반복 단위 (1)을 60몰％, Ar2가 1,3-페닐렌기인 반복 단위 (2)를 2몰％, Ar2가 1,4-페닐렌기인 반복 단위 (2)를 18몰％ 및 Ar3이 4,4'-비페닐릴렌기이고, X 및 Y가 산소 원자인 반복 단위 (3)을 20몰％ 갖는다.
·유기 안료
안료 (1): PV Fast Red B, 클라리언트사제, 융점 400℃ 이상
안료 (2): polysyntheren Yellow NG, 클라리언트사제, 융점 약 325℃
안료 (3): PV Fast Blue BG, 클라리언트사제, 융점 약 320℃
· 필러
유리 섬유 (1): EFH75-01, 센트럴 글래스 가부시키가이샤제, 수 평균 섬유 길이 75㎛, 섬유 직경 10㎛
유리 섬유 (2): CS3J260S, 닛토 보세키 가부시키가이샤제, 수 평균 섬유 길이 3㎜, 수 평균 섬유 직경 11㎛
유리 섬유 (3): CS03DE260S, 닛토 보세키 가부시키가이샤제, 수 평균 섬유 길이 3㎜, 섬유 직경 6.5㎛
탈크: GH7, 하야시 가세이 가부시키가이샤제, 체적 평균 입경 7㎛
<제1 펠릿의 제조예>
제1 펠릿은, 액정 폴리에스테르와 필러를, 표 1에 나타내는 비율로 혼합함으로써 제조했다.
구체적으로는, 액정 폴리에스테르와 필러를, 표 1에 나타내는 비율로, 2축 압출기(가부시키가이샤 이케가이제, 「PCM-30」)를 사용하여 실린더 온도 340℃, 스크루 회전수 150rpm의 조건에서 용융 혼련하여, 용융 혼련물을 얻었다.
이어서, 얻어진 용융 혼련물을, 원형 토출구를 경유하여 스트랜드상으로 토출하고, 냉각한 후에 펠레타이즈하여, 제1 펠릿 (1) 내지 (3)을 각각 얻었다.
<제2 펠릿의 제조예>
제2 펠릿은, 액정 폴리에스테르와 유기 안료를, 표 2에 나타내는 비율로 혼합함으로써 제조했다.
구체적으로는, 액정 폴리에스테르와 유기 안료를, 표 2에 나타내는 비율로, 2축 압출기(가부시키가이샤 이케가이제, 「PCM-30」)를 사용하여 실린더 온도 340℃, 스크루 회전수 150rpm의 조건에서 용융 혼련하여, 용융 혼련물을 얻었다.
이어서, 얻어진 용융 혼련물을, 원형 토출구를 경유하여 스트랜드상으로 토출하고, 냉각한 후에 펠레타이즈하여, 제2 펠릿 (1) 내지 (8)을 각각 얻었다.
[용융 점도의 측정]
제1 펠릿 및 제2 펠릿의 용융 점도의 측정은, 모세관 레오미터(도요 세이키 가부시키가이샤제 「캐피로그래프 1D」)를 사용했다. 모세관은 Φ0.5㎜×10㎜를 사용했다.
120℃에서 3시간 건조시킨 제1 펠릿 및 제2 펠릿 각각 20g을, 각각 사출 성형 시의 실린더 온도와 동일한 350℃로 설정한 실린더에 넣고, ISO 11443에 준거하여, 전단 속도 1000s-1에 있어서의 용융 점도를 각각 측정했다. 이 측정 결과를 표 1 내지 2에 나타냈다.
<액정 폴리에스테르 펠릿 조성물의 제조>
(실시예 1 내지 6, 비교예 1 내지 2)
상기한 펠릿의 제조예에서 얻어진 제1 펠릿과 제2 펠릿을, 표 3에 나타내는 비율로 배합하고, 텀블러 믹서(PLAENG사제, 「SKD-25」)를 사용하여, 30회전/분의 회전 속도로 10분간 혼합하여, 펠릿 혼합물을 포함하는 각 예의 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물을 각각 얻었다.
표 3 중, 「제2 펠릿의 용융 점도/제1 펠릿의 용융 점도」는, 표 1에 나타내는 제1 펠릿의 용융 점도와, 표 2에 나타내는 제2 펠릿의 용융 점도의 비(용융 점도비)이다.
<사출 성형품의 제조>
각 예의 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물을, 사출 성형기(닛세이 쥬시 고교 가부시키가이샤제, 「PS40E5ASE형」)를 사용하여 실린더 온도 350℃, 금형 온도 120℃, 사출률 75㎜/s의 조건에서 사출 성형하여, 이하에 나타내는 판 형상의 사출 성형품 20매를 얻었다.
사출 성형품의 형상: 64㎜×64㎜×1㎜, ASTM4호 덤벨
<평가>
64㎜×64㎜×1㎜의 치수의 사출 성형품 20매에 대하여, 색차계(코니카 미놀타 가부시키가이샤제, 「CM-3600d」)를 사용하여, 이하에 나타내는 측정 조건에서, L*a*b* 표색계에 의한 명도(L*: SCE법)를 측정했다. 그리고, 사출 성형품 20매에 대한 상기 명도의 표준 편차(L*σ)를 구하고, 그 값을 표 3에 나타냈다.
측정 조건: 조명 수광 광학계 D65, C광원, 관찰 시야 10° 및 측정 직경 25.4㎜. 400㎚ 이하의 파장을 커트. 사출 성형품에 있어서의 64㎜×64㎜의 면의 중심 부근을 측정했다.
상기 명도의 표준 편차(L*σ)가 작은 값일수록, 사출 성형품마다의 색조의 변동이 억제되어 있는 것을 의미한다.
Figure pct00003
표 3에 나타내는 결과로부터, 본 발명을 적용한 실시예 1 내지 6의 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물을 사용하여 제작된 사출 성형품은, 비교예 1 및 2의 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물을 사용하여 제작된 사출 성형품에 비해, L*σ가 작아, 성형품마다의 색조의 변동이 더 억제되어 있는 것을 확인할 수 있었다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명했지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되지는 않는다. 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서, 구성의 부가, 생략, 치환 및 그밖의 변경이 가능하다. 본 발명은 전술한 설명에 의해 한정되지 않고, 첨부의 클레임의 범위에 의해서만 한정된다.

Claims (4)

  1. 제1 펠릿 및 제2 펠릿을 함유하고,
    상기 제1 펠릿은, 액정 폴리에스테르를 포함하는 펠릿이고,
    상기 제2 펠릿은, 유기 안료, 유기 염료 또는 카본 블랙과, 액정 폴리에스테르를 포함하는 펠릿이고, 상기 제2 펠릿은 상기 제1 펠릿과는 다르고,
    제2 펠릿의 용융 점도/제1 펠릿의 용융 점도로 표시되는 용융 점도비가 3.2 미만인, 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 펠릿 중의, 유기 안료, 유기 염료 및 카본 블랙의 합계 함유량은, 상기 제2 펠릿 중의 액정 폴리에스테르 100질량부에 대하여 1질량부 이상 40질량부 이하인, 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 펠릿의 함유량은, 상기 제1 펠릿 100질량부에 대하여 1질량부 이상 20질량부 이하인, 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 액정 폴리에스테르 펠릿 조성물을 사용하여 제작된, 사출 성형품.
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