TW201843020A - 液晶聚酯組成物的製造方法及液晶聚酯組成物 - Google Patents

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Abstract

本發明係提供一種液晶聚酯組成物的製造方法，係包含：將液晶聚酯與數量平均纖維長度為1mm以上之玻璃製的原料纖維進行熔融混練，直到前述原料纖維成為數量平均纖維長度30μm以上200μm以下的玻璃纖維為止；其中，前述液晶聚酯組成物的流動起始溫度為330℃以上。

Description

液晶聚酯組成物的製造方法及液晶聚酯組成物
本發明係關於液晶聚酯組成物的製造方法及液晶聚酯組成物。
本案係依據於2017年4月28日在日本提出申請的日本特願2017-090718號而主張優先權，並將其內容援用於此。
液晶聚酯因為耐熱性、流動性、尺寸穩定性優異而以電氣/電子零件為中心被廣泛利用。為了符合該等用途，有提案係將使用了耐熱性高的液晶聚酯與玻璃纖維之液晶聚酯組成物作為形成材料之成形體(例如專利文獻1)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2008-239950號公報
然而，使用如專利文獻1所記載之耐熱性高的液晶聚酯組成物來製造厚度較薄的製品時，會有變得成形不良之情形。因此，就此種液晶聚酯而言，係要求進一步提升薄壁流動性。
本發明係有鑑於此種情況所成者，目的在於提供一種耐熱性高且薄壁流動性高之液晶聚酯組成物、及該液晶聚酯組成物的製造方法。
液晶聚酯組成物之中，特別是以流動起始溫度為330℃以上之液晶聚酯組成物係有耐熱性容易提升之傾向。相反地，此液晶聚酯組成物係有薄壁流動性低之問題。本發明者等發現藉由以下的態樣可解決此種問題，而完成本發明。
為了解決上述課題，本發明之一態樣係提供一種液晶聚酯組成物的製造方法，該製造方法係具有將液晶聚酯與數量平均纖維長度為1mm以上之玻璃製的原料纖維進行熔融混練之步驟；在熔融混練之步驟中，係進行熔融混練直到原料纖維成為數量平均纖維長度30μm以上200μm以下的玻璃纖維為止；該液晶聚酯組成物的流動起始溫度為330℃以上。
本發明之一態樣係提供一種液晶聚酯組成物，係包含：液晶聚酯、以及數量平均纖維長度為30μm以上200μm以下之玻璃纖維；其中，液晶聚酯組成物的流 動起始溫度為330℃以上；將液晶聚酯組成物在設定於較流動起始溫度高30℃的溫度之毛細管流變儀(capillary rheometer)的爐內放置預定時間後，在以保持前述溫度之狀態來測定剪切速率35/秒之熔融黏度的情況下，若將放置5分鐘後所測得的熔融黏度作為a，且將放置1小時後所測得的熔融黏度作為b時，100×b/a之值係50以上200以下。
亦即，本發明包含以下態樣。
[1]一種液晶聚酯組成物的製造方法，係包含：將液晶聚酯與數量平均纖維長度為1mm以上之玻璃製的原料纖維進行熔融混練，直到前述原料纖維成為數量平均纖維長度30μm以上200μm以下的玻璃纖維為止；其中，前述液晶聚酯組成物的流動起始溫度為330℃以上。
[2]一種液晶聚酯組成物，係包含：液晶聚酯、以及數量平均纖維長度為30μm以上200μm以下之玻璃纖維；其中，前述液晶聚酯組成物的流動起始溫度為330℃以上；將前述液晶聚酯組成物在設定於較前述流動起始溫度高30℃的溫度之毛細管流變儀的爐內放置5分鐘或1小時後，在以保持前述溫度之狀態來測定剪切速率35/秒之熔融黏度的情況下，若將在前述爐內放置5分鐘後所測得的前述液晶聚酯組成物的熔融黏度作為a，且將在前述爐內放置1小時後所測得的前述液晶聚酯組成物的熔融黏度作 為b時，100×b/a之值係50以上200以下。
依據本發明之一態樣之液晶聚酯組成物的製造方法，能夠得到耐熱性高且薄壁流動性高之液晶聚酯組成物。而且，本發明之一態樣之液晶聚酯組成物係耐熱性高且薄壁流動性高者。
1‧‧‧電動機
1a‧‧‧電動機盒
2‧‧‧缸體
3‧‧‧螺桿
4‧‧‧第一通氣孔部
5‧‧‧主進料口
6‧‧‧第二通氣孔部
7‧‧‧側進料口
8‧‧‧運送部
9‧‧‧吐出模
9a‧‧‧噴嘴孔
10‧‧‧擠出機
11‧‧‧第一混練部
12‧‧‧第二混練部
13‧‧‧第三混練部
第1圖為表示本發明之第一實施形態之液晶聚酯組成物的製造方法相關之擠出機的一例之截面示意圖。
第2圖為本實施形態之薄壁流動長度測定用模具的斜視示意圖。
以下係參照圖式並說明本發明的一實施形態之液晶聚酯組成物的製造方法。此外，以下的全部的圖式中，係為了容易觀看圖式而將各結構要素的尺寸、比率等作適當地變更。
《第一實施形態》
<液晶聚酯組成物的製造方法>
本發明之一實施形態之液晶聚酯組成物的製造方法(第一實施形態)，係具有將液晶聚酯與數量平均纖維長度為1mm以上之玻璃製的原料纖維進行熔融混練之步驟；前述熔融混練之步驟係包含：進行熔融混練直到前述原料纖維的數量平均纖維長度成為30μm以上200μm以下為止。
[液晶聚酯]
本實施形態之液晶聚酯組成物的製造方法中，液晶聚酯係於熔融狀態下顯示液晶性。前述液晶聚酯可為液晶聚酯醯胺，亦可為液晶聚酯醚，也可為液晶聚酯碳酸酯，還可為液晶聚酯醯亞胺。
本實施形態的製造方法中，液晶聚酯的流動起始溫度較佳為330℃以上。液晶聚酯的流動起始溫度更佳為330℃以上450℃以下，又更佳為330℃以上400℃以下，尤佳為330℃以上390℃以下。而且，前述流動起始溫度可為340℃以上，亦可為350℃以上，也可為360℃以上。
從一方面來看，前述流動起始溫度可為340℃以上450℃以下，亦可為350℃以上400℃以下，也可為360℃以上390℃以下。
從另一方面來看，前述流動起始溫度亦可為340℃以上347℃以下。
所謂流動起始溫度，係使用毛細管流變儀(capillary rheometer)，在9.8MPa(100kg/cm2)的荷重下，以4℃/分的速度昇溫，同時使液晶聚酯熔融，並由內徑1mm及長度10mm的噴嘴擠出時，顯示4800Pa‧s(48000泊)的黏度時之溫度。此係作為液晶聚酯的分子量的基準(參照小出直之編，「液晶聚合物-合成/成形/應用-」，CMC股份公司，1987年6月5日，p.95)。
本實施形態之液晶聚酯較佳為：僅由芳香 族化合物作為原料單體而聚合成之全芳香族液晶聚酯。
本發明之液晶聚酯的典型例子可列舉：使「由芳香族二醇、芳香族羥基胺及芳香族二胺所成群組中選出之至少一種化合物」與芳香族羥基羧酸與芳香族二羧酸進行聚合(聚縮合)而成者；使複數種芳香族羥基羧酸進行聚合而成者；使「由芳香族羥基胺及芳香族二胺所成群組中選出之至少一種化合物」與芳香族二羧酸與芳香族二醇進行聚合而成者；以及使聚對苯二甲酸乙二酯等聚酯與芳香族羥基羧酸進行聚合而成者。
其中，芳香族羥基羧酸、芳香族二羧酸、芳香族二醇、芳香族羥基胺及芳香族二胺，亦可分別獨立地使用其可聚合之衍生物來取代該等之一部分或全部。
關於如芳香族羥基羧酸及芳香族二羧酸等具有羧基的化合物的可聚合之衍生物之例，可列舉：羧基經烷氧羰基或芳氧羰基取代者(亦即酯)、羧基經鹵代甲醯基取代者(亦即酸鹵化物)、以及羧基經醯氧羰基取代者(亦即酸酐)。
關於如芳香族羥基羧酸、芳香族二醇及芳香族羥基胺等具有羥基的化合物的可聚合之衍生物之例，可列舉：將羥基予以醯化而取代為醯氧基者(亦即羥基的醯化物)。
關於如芳香族羥基胺及芳香族二胺等具有胺基的化合物的可聚合之衍生物之例，可列舉：將胺基予以醯化而取代為醯胺基者(亦即胺基的醯化物)。
本發明之液晶聚酯係以具有下述式(1)所示之重複單元(以下亦稱為「重複單元(1)」)為較佳，以具有重複單元(1)、下述式(2)所示之重複單元(以下亦稱為「重複單元(2)」)、下述式(3)所示之重複單元(以下亦稱為「重複單元(3)」)為更佳。
(1)-O-Ar1-CO-
(2)-CO-Ar2-CO-
(3)-X-Ar3-Y-
上述式(1)至(3)中，Ar1表示伸苯基、伸萘基或伸聯苯基。Ar2及Ar3分別獨立地表示伸苯基、伸萘基、伸聯苯基或下述式(4)所示之基。X及Y分別獨立地表示氧原子或亞胺基(-NH-)。Ar1、Ar2或Ar3所示之前述基所含之氫原子亦可分別獨立地經鹵原子、烷基或芳基取代。
(4)-Ar4-Z-Ar5-
式(4)中，Ar4及Ar5分別獨立地表示伸苯基或伸萘基。Z表示氧原子、硫原子、羰基、磺醯基或亞烷基。
Ar4或Ar5所示之前述基所含之氫原子亦可互相獨立地經鹵原子、烷基或芳基取代。
可取代氫原子的前述鹵原子可列舉：氟原子、氯原子、溴原子及碘原子。
可取代氫原子的前述烷基係以碳數1至10 的烷基為較佳，可列舉例如：甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、二級丁基、三級丁基、正己基、2-乙基己基、正辛基及正癸基。
就可取代氫原子的前述芳基而言，構成前述芳基的至少一個氫原子可經取代，係以包含前述取代基的總碳數為6至20的芳基為較佳，可列舉例如：苯基、鄰甲苯基、間甲苯基、對甲苯基、1-萘基及2-萘基。
當Ar1、Ar2或Ar3所示之前述基所含之前述氫原子經此等基取代時，就其取代數而言，在每個Ar1、Ar2或Ar3所示之前述基中係分別獨立地通常為2個以下，較佳為1個。
前述亞烷基係以碳數1至10之亞烷基為較佳，可列舉例如：亞甲基、亞乙基、異亞丙基、正亞丁基及2-乙基亞己基。
當Ar4或Ar5所示之基所含之氫原子經前述鹵原子、前述烷基或前述芳基取代時，就取代氫原子之基的個數而言，在每個Ar4或Ar5所示之基中係互相獨立地較佳為2個以下，更佳為1個。
重複單元(1)為源自於預定的芳香族羥基羧酸之重複單元。重複單元(1)係以Ar1為對伸苯基者(例如源自於對羥基苯甲酸之重複單元)、以及Ar1為2,6-伸萘基者(例如源自於6-羥基-2-萘甲酸之重複單元)為較佳。
重複單元(2)為源自於預定的芳香族二羧酸之重複單元。重複單元(2)係以Ar2為對伸苯基者(例如源自 於對苯二甲酸之重複單元)、Ar2為間伸苯基者(例如源自於間苯二甲酸之重複單元)、Ar2為2,6-伸萘基者(例如源自於2,6-萘二羧酸之重複單元)、以及Ar2為二苯基醚-4,4’-二基者(例如源自於二苯基醚-4,4’-二羧酸之重複單元)為較佳。
重複單元(3)為源自於預定的芳香族二醇、芳香族羥基胺或芳香族二胺之重複單元。重複單元(3)係以Ar3為對伸苯基者(例如源自於氫醌、對胺基酚或對伸苯二胺之重複單元)、以及Ar3為4,4’-伸聯苯基者(例如源自於4,4’-二羥基聯苯、4-胺基-4’-羥基聯苯或4,4’-二胺基聯苯之重複單元)為較佳。
本說明書中所謂的「源自於」，係意指因進行聚合而使化學構造有變化。
相對於構成前述液晶聚酯的全部重複單元的合計量，液晶聚酯之重複單元(1)的含有率係30莫耳%以上，較佳為30至80莫耳%，更佳為40至70莫耳%，又更佳為45至65莫耳%。
構成液晶聚酯的全部重複單元的合計量，係將構成液晶聚酯的各重複單元的質量除以其各重複單元的式量，藉此而求出各重複單元的物質當量(莫耳)並予以合計之值。構成液晶聚酯的各重複單元的質量是由所使用的原料單體的使用量算出，此係假設為原料單體全部進行反應時之數值。
同樣地，相對於構成前述液晶聚酯的全部重複單元的合計量，液晶聚酯的重複單元(2)的含有率係35 莫耳%以下，較佳為10至35莫耳%，更佳為15至30莫耳%，又更佳為17.5至27.5莫耳%。
相對於構成前述液晶聚酯的全部重複單元的合計量，液晶聚酯的重複單元(3)的含有率係35莫耳%以下，較佳為10至35莫耳%，更佳為15至30莫耳%，又更佳為17.5至27.5莫耳%。
從一方面來看，當液晶聚酯包含重複單元(1)、重複單元(2)及重複單元(3)時，相對於構成前述液晶聚酯的全部重複單元的合計量，重複單元(1)的含有率係30至80莫耳%，較佳為40至70莫耳%，更佳為45至65莫耳%；重複單元(2)的含有率係10至35莫耳%，較佳為15至30莫耳%，更佳為17.5至27.5莫耳%；重複單元(3)的含有率係10至35莫耳%，較佳為15至30莫耳%，更佳為17.5至27.5莫耳%。惟重複單元(1)、重複單元(2)及重複單元(3)的合計含有率不超過100莫耳%。
液晶聚酯中，重複單元(1)的含有率越高時，越容易提升熔融流動性、耐熱性、強度/剛性。然而，重複單元(1)的含有率若高於80莫耳%，則熔融溫度、熔融黏度容易變高，成形所需之溫度容易變高。
本實施形態之液晶聚酯中，重複單元(2)的含有率與重複單元(3)的含有率的比例係由[重複單元(2)的含有率]/[重複單元(3)的含有率](莫耳%/莫耳%)所示之式算出。重複單元(2)的含有率與重複單元(3)的含有率的比例係0.9至1.11，較佳為0.95至1.05，更佳為0.98至1.02。
此外，液晶聚酯所具有的重複單元(1)至(3)可為分別獨立地為源自於1種原料單體者，亦可為源自於2種以上原料單體者。
而且，液晶聚酯亦可具有重複單元(1)至(3)以外的重複單元。相對於構成前述液晶聚酯的全部重複單元的合計量，重複單元(1)至(3)以外的重複單元的含有率係0莫耳%以上10莫耳%以下，較佳為0莫耳%以上5莫耳%以下。
從另一方面來看，相對於構成前述液晶聚酯的全部重複單元的合計含有率，由本發明之液晶聚酯之重複單元(1)、重複單元(2)及重複單元(3)所成群組選出的至少1個重複單元的含有率，較佳為90莫耳%以上100莫耳%以下，更佳為95莫耳%以上100莫耳%以下。
液晶聚酯較佳係具有X及Y分別為氧原子者作為重複單元(3)。亦即，若具有源自於預定的芳香族二醇之重複單元，則會使熔融黏度容易變低，故為較佳。而且，係以僅具有X及Y分別為氧原子者作為重複單元(3)為更佳。
本實施形態之液晶聚酯組成物的製造方法中，液晶聚酯可為市售者，亦可為由對應於「構成液晶聚酯之重複單元」的原料單體所合成者。
在合成液晶聚酯時，較佳係使原料單體熔融聚合，並使所得之聚合物(以下亦稱為「預聚物」)進行固相聚合而製造之。藉此，可操作性良好地製造例如流動起始溫度為330℃以上之高流動起始溫度的液晶聚酯。
熔融聚合係可在觸媒存在下進行。就可使用於熔融聚合之觸媒之例而言，可列舉：醋酸鎂、醋酸亞錫、鈦酸四丁酯、醋酸鉛、醋酸鈉、醋酸鉀、三氧化二銻等金屬化合物；和4-(二甲基胺基)吡啶、1-甲基咪唑等含氮雜環式化合物。較佳為使用含氮雜環式化合物。
液晶聚酯亦可併用：在上述範圍中具有相同重複單元且重複單元的含有率不同者。
[玻璃製的原料纖維]
本實施形態之液晶聚酯組成物的製造方法中，玻璃製的原料纖維(以下亦簡稱為「原料纖維」)之數量平均纖維長度為1mm以上。較佳為1mm以上10mm以下，更佳為1mm以上6mm以下。而且，前述數量平均纖維長度可為2mm以上，亦可為3mm以上。從一方面來看，前述數量平均纖維長度可為2mm以上10mm以下，也可為3mm以上10mm以下，亦可為2mm以上6mm以下，還可為3mm以上6mm以下。
本實施形態之原料纖維，係以纖維長度的分佈窄之切股(chopped strand)為較佳。
本實施形態之液晶聚酯組成物的製造方法中，原料纖維的數量平均纖維徑雖無特別限定，惟較佳為3μm以上15μm以下。藉由使原料纖維的數量平均纖維徑成為3μm以上，能夠使由所得之液晶聚酯組成物所成形的成形體的補強效果更為充分。而且，藉由使原料纖維的數量平均纖維徑成為15μm以下，而使所得之液晶聚酯組成 物的成形性提升，使由液晶聚酯組成物所成形的成形體的表面之外觀更為良好。
本說明書中，原料纖維的數量平均纖維徑及數量平均纖維長度係可藉由數位顯微鏡(digital-microscope)等顯微鏡進行觀察而測定。
本實施形態之原料纖維的表面的一部分或全部可經表面塗佈劑進行處理。表面塗佈劑可列舉：鈦偶合劑等偶合劑、樹脂、其他一般用於表面塗佈之表面塗佈劑等。
藉由使用經表面塗佈劑處理的原料纖維，可抑制由所得的液晶聚酯組成物所成形的成形體產生氣體。因此，可提升成形體的化學穩定性。而且，在組裝電氣電子機器或光學機器時，可減少由成形體產生的氣體所造成之周邊構件的汙染。
本實施形態之原料纖維可經環氧系、胺酯系、丙烯酸系等的被覆劑或集束劑進行處理。
本實施形態之液晶聚酯組成物的製造方法中，原料纖維可為市售者，亦可為藉由公知方法所製造者。
[其他成分]
藉由本發明之一實施形態之液晶聚酯組成物的製造方法所得之液晶聚酯組成物，可視所需而更包含至少1種「玻璃纖維以外的填充材、添加劑或液晶聚酯以外的樹脂等其他成分」。
亦即，本發明之一實施形態之液晶聚酯組成物的製造 方法，係包含將「液晶聚酯；數量平均纖維長度為1mm以上之玻璃製的原料纖維；以及視需要之由玻璃纖維以外的填充材、添加劑、前述液晶聚酯以外的樹脂所成群組選出之至少1種成分」進行熔融混練。
從另一方面來看，藉由本發明的製造方法所得之液晶聚酯組成物係包含：液晶聚酯；前述原料纖維；以及視需要之由前述玻璃纖維以外的填充材、前述添加劑、前述液晶聚酯以外的樹脂所成群組選出之至少1種成分。
添加劑之例可列舉：抗氧化劑、熱穩定劑、紫外線吸收劑、抗靜電劑、界面活性劑、難燃劑及著色劑。就本實施形態所得之液晶聚酯組成物中之添加劑的含量而言，相對於液晶聚酯100質量份，通常為0至5質量份。
液晶聚酯以外的樹脂之例可列舉：聚丙烯、聚醯胺、液晶聚酯以外之聚酯、聚碸、聚苯硫醚、聚醚酮、聚碳酸酯、聚苯醚、聚醚醯亞胺等液晶聚酯以外的熱塑性樹脂；及酚樹脂、環氧樹脂、聚醯亞胺樹脂、氰酸酯樹脂等熱硬化性樹脂。相對於液晶聚酯100質量份，本實施形態所得之液晶聚酯組成物中的液晶聚酯以外的樹脂的含量通常為0至20質量份。
本實施形態之液晶聚酯組成物的製造方法中，該其他成分可為市售者，亦可為藉由公知方法所製造者。
[熔融混練]
第1圖係表示第一實施形態之液晶聚酯組成物的製造 方法中之熔融混練所使用的擠出機的一例之示意截面圖。以下說明使用第1圖表示之擠出機來製造液晶聚酯組成物之情況。
以下，說明於本實施形態之液晶聚酯組成物的製造方法中，使用第1圖所示之擠出機，將液晶聚酯與原料纖維進行熔融混練而製造液晶聚酯組成物之情況。
第1圖所示之擠出機10係具有：電動機盒(motor box)1a所收納的電動機1、鄰接於電動機盒1a而設置之缸體(cylinder)2、以及插入缸體2內並與電動機1連接之螺桿(screw)3。第1圖所示之擠出機10，係於缸體2內插入有2根螺桿3之二軸擠出機。
缸體2係具備：將液晶聚酯及原料纖維供給至缸體2內之主進料口5、在較主進料口5更位於擠出方向後方(下游側)處且將液晶聚酯及原料纖維供給至缸體2內之側進料口7、將缸體2內產生的揮發成分(氣體)排出之第一通氣孔部4及第二通氣孔部6、以及將經熔融混練之液晶聚酯組成物進行成形之吐出模9。而且，吐出模9係具備噴嘴孔9a。
主進料口5及側進料口7係具有：與缸體2內部連接之料斗(hopper)、以及供給液晶聚酯及原料纖維之供給裝置(皆未有圖示)。
螺桿3具備用以運送液晶聚酯組成物之運送部8。而且，螺桿3係於主進料口5與側進料口7之間具備用以進行前述液晶聚酯組成物的可塑化及捏和 (kneading)之第一混練部11。而且，螺桿3係於側進料口7與第一通氣孔部4之間具備用以進行前述液晶聚酯組成物的可塑化及捏和之第二混練部12。另外，螺桿3係於第一通氣孔部4與第二通氣孔部6之間具備用以進行前述液晶聚酯組成物的混練之第三混練部13。此外，亦可於第一通氣孔部4與第二通氣孔部6之間更進一步具備第四混練部、第五混練部。此時，較佳係對於因剪切力發熱而造成的缸體溫度上昇進行充分的調控。
本實施形態的製造方法之熔融混練步驟中，液晶聚酯組成物所含之玻璃纖維的數量平均纖維長度係調控為30μm以上200μm以下。
若欲將液晶聚酯組成物所含之玻璃纖維的數量平均纖維長度調控成30μm以上200μm以下，只要適當地調整熔融混練時的溫度條件及剪切力即可。
熔融混練的溫度條件，係以液晶聚酯的流動起始溫度(亦簡稱為FT)±0(℃)作為基點，由[FT-100]℃以上[FT+80]℃以下的溫度條件選出。
熔融混練之剪切力，係能藉由使用的擠出機之種類和比例尺(scale)來適當地調整。詳而言之，藉由適當地改變擠出機之螺桿及混練部等之構成，可調整熔融混練之剪切力。
本實施形態中，係在預先試驗性地進行熔融混練而得到液晶聚酯組成物的試樣後，可依熔融混練的溫度條件及剪切力、與所得之試樣中玻璃纖維的數量平均 纖維長度，以使液晶聚酯組成物中玻璃纖維的數量平均纖維長度成為目標值之方式，適當地調整熔融混練的條件。藉此，可得到包含具有目標的數量平均纖維長度的玻璃纖維之液晶聚酯組成物。
此外，咸認玻璃纖維的數量平均纖維徑因熔融混練的步驟而改變之可能性為極低。
而且，在使用擠出機10之情形下，只要可將液晶聚酯組成物中的玻璃纖維的數量平均纖維長度調控於30μm以上200μm以下，則供給至主進料口5之液晶聚酯、原料纖維及視所需而調配之其他成分的供給比率係無特別限定。同樣地，供給至側進料口7之液晶聚酯、原料纖維及視所需而調配之其他成分的供給比率係無特別限定。
從一方面來看，可從主進料口供給液晶聚酯的全部量的30至100%，並從側進料口供給液晶聚酯的全部量的0至70%與原料纖維的全部量。
來自「擠出機10的吐出模9」之液晶聚酯組成物的吐出量，係以200kg/小時至400kg/小時為較佳。而且，擠出機10的螺桿3的旋轉數係以500rpm至800rpm為較佳。此外，此等製造條件係以使擠出機10所具有的電動機1的扭矩(torque)相對於擠出機的最大扭矩成為60%以上之方式進行調整為較佳。
本發明之一態樣之液晶聚酯組成物的製造方法，可包含：在熔融混練的步驟之後，將由液晶聚酯組 成物所構成的顆粒(pellet)進行成形之步驟。
液晶聚酯組成物的顆粒的成形法係以熔融成形法為較佳。熔融成形法之例可列舉：射出成形法、T型模成形法和充氣(inflation)成形法等擠出成形法、壓縮成形法、吹塑(blow)成形法、真空成形法及加壓成形法。其中尤以射出成形法為較佳。
從一方面來看，本發明之一態樣之液晶聚酯組成物的製造方法，係包含：將液晶聚酯與數量平均纖維長度為1mm以上之玻璃製的原料纖維供給至擠出機；將被供給至前述擠出機之液晶聚酯與原料纖維進行熔融混練，直到前述原料纖維的數量平均纖維長度成為30μm以上200μm以下為止；以及將藉由前述熔融混練所得之液晶聚酯組成物的顆粒進行成形。
前述熔融混練係以將前述液晶聚酯的流動起始溫度FT±0(℃)作為基點而在[FT-100]℃以上[FT+80]℃以下進行為較佳。
前述液晶聚酯組成物的顆粒之成形係以藉由熔融成形法來進行為較佳。
此外，本發明之一態樣之液晶聚酯組成物的製造方法中之擠出機並不限定於第1圖所示之結構的擠出機。例如宜使用具有缸體、配置於缸體內的至少1根螺桿、以及設於缸體之2處以上的供給口(主進料口及側進料 口)者。更宜使用於缸體設有1處以上的通氣孔部者。
本發明之一態樣所可應用之擠出機，具體而言可為單軸擠出機、二軸擠出機之任一者。二軸擠出機可列舉：同向旋轉的單紋螺紋者至三紋螺紋者、異向旋轉之平行軸型、斜軸型或不完全嚙合型者等，係以同向旋轉的二軸擠出機為較佳。而且，當液晶聚酯組成物(或顆粒)所含之玻璃纖維的數量平均纖維長度未滿足目標值時，亦可重複地將液晶聚酯組成物(或顆粒)再次從擠出機的供給口投入並進行熔融混練，直到玻璃纖維的數量平均纖維長度達到目標值為止。此外，玻璃纖維的數量平均纖維長度的測定方法係於後述。
如此地操作，能夠製造本發明之一實施形態之液晶聚酯組成物。依以上所述，本發明之一實施形態之液晶聚酯組成物的製造方法中，係藉由將數量平均纖維長度為1mm以上的原料纖維與液晶聚酯進行混練並同時使之斷裂，而進行熔融混練直到成為數量平均纖維的長度為30μm以上200μm以下的玻璃纖維為止。
本實施形態的製造方法中，相對於所得之液晶聚酯組成物的總質量，液晶聚酯係以調配40至80質量%的量為較佳。
相對於所得之液晶聚酯組成物的總質量，原料纖維係以調配20至60質量%的量為較佳。
<液晶聚酯組成物>
本發明之一實施形態之液晶聚酯組成物係能夠藉由上 述製造方法製造。本實施形態之液晶聚酯組成物中，原料纖維係被斷裂，且液晶聚酯與原料纖維係被強力地混練。因此，咸認本實施形態之液晶聚酯組成物中，玻璃纖維係被均勻地分散。而且，咸認本實施形態之液晶聚酯組成物中，液晶聚酯與玻璃纖維係有強力之相互作用。所以，咸認本實施形態之液晶聚酯組成物係耐熱性高且薄壁流動性高。
《第二實施形態》
<液晶聚酯組成物>
本發明之第二實施形態之液晶聚酯組成物，係包含「液晶聚酯」與「數量平均纖維長度為30μm以上200μm以下之玻璃纖維」的液晶聚酯組成物。前述液晶聚酯組成物的流動起始溫度為330℃以上，將前述液晶聚酯組成物在設定於較流動起始溫度高30℃的溫度之毛細管流變儀的爐內放置5分鐘或1小時後，在以保持上述溫度之狀態來測定剪切速率35/秒之熔融黏度之情況下，若將在前述爐內放置5分鐘後所測得的前述液晶聚酯組成物的熔融黏度作為a，且將在前述爐內放置1小時後所測得的前述液晶聚酯組成物的熔融黏度作為b時，100×b/a之值係50以上200以下。
熔融黏度a及熔融黏度b係依以下方式測定。首先，在設定於較本實施形態之液晶聚酯組成物的流動起始溫度高30℃的溫度之毛細管流變儀的爐內放置預定時間(5分鐘或1小時)。之後，以保持上述溫度之狀態來 測定剪切速率35/秒之熔融黏度。此時，係將於爐內放置的預定時間設為5分鐘之情形下所測定到的熔融黏度作為a。另外，將於爐內放置的預定時間設為1小時之情形下所測定到的熔融黏度作為b。
上述100×b/a之值，係意指將液晶聚酯組成物保持於較其流動起始溫度高30℃的溫度時之熔融黏度的變化率。當此值低於50或高於200時，可謂在將液晶聚酯組成物保持於上述條件時液晶聚酯組成物的熔融黏度會容易改變。
相對於此，本實施形態之液晶聚酯組成物中，上述100×b/a之值為50以上200以下。因此，可謂在將本實施形態之液晶聚酯組成物保持於上述條件時液晶聚酯組成物的熔融黏度不易改變。
100×b/a之值係以55以上為較佳。另外，100×b/a之值係以150以下為較佳，120以下為更佳。
從一方面來看，100×b/a之值係以55以上150以下為較佳，又以55以上120以下為更佳，再以55以上65以下為又更佳。
就本實施形態之液晶聚酯組成物而言，在液晶聚酯組成物保持於容易產生副反應之高溫(例如360℃以上)之情況下，可謂是不易產生有助於改變熔融黏度之液晶聚酯分子彼此的交聯反應、分解反應等副反應。
關於能夠抑制上述副反應之主要原因，可推測是因構成本實施形態之將液晶聚酯組成物的液晶聚酯 與玻璃纖維之相互作用強。亦即，咸認本實施形態之液晶聚酯組成物為液晶聚酯與玻璃纖維之相互作用強的組成物。
另外，本發明者等發現滿足上述100×b/a之值為50以上200以下的要素之液晶聚酯組成物係薄壁流動性優異，遂完成本發明。
依以上所述，當作為「液晶聚酯與玻璃纖維之相互作用的強度之指標」的100×b/a之值為50以上200以下時，此相互作用變得足夠強，而能得到耐熱性高且薄壁流動性高之液晶聚酯組成物。
液晶聚酯組成物所包含之玻璃纖維的數量平均纖維長度的下限值係在30μm以上，較佳為50μm以上，更佳為70μm以上，又更佳為80μm以上。
而且，液晶聚酯組成物所包含之玻璃纖維的數量平均纖維長度的上限值係200μm以下，較佳為170μm以下，更佳為150μm以下，又更佳為100μm以下。
上述上限值及下限值可任意地組合。
從一方面來看，液晶聚酯組成物包含之玻璃纖維的數量平均纖維長度係30μm以上200μm以下，較佳為50μm以上170μm以下，更佳為70μm以上150μm以下，又更佳為80μm以上100μm以下，特佳為80μm以上86μm以下。
本說明書中，液晶聚酯組成物中的玻璃纖維的數量平均纖維長度係藉由以下所示之方法進行測定。首先，將預定量的由液晶聚酯組成物所構成的顆粒取至坩 堝，在電爐內以600℃處理6小時而使其灰化。繼而，使所得之殘渣分散於甲醇，以展開在載玻片上的狀態來拍攝顯微鏡照片(倍率：100倍)。從該照片直接讀取玻璃纖維的長度，算出平均值(例如將母數設為400時之平均值)，藉此而求出液晶聚酯組成物中的玻璃纖維的數量平均纖維長度。此外，此處所謂纖維長度係意指該纖維的最大長度。
本實施形態之液晶聚酯組成物的流動起始溫度為330℃以上450℃以下，可謂相當高。液晶聚酯組成物的流動起始溫度越高，則有耐熱性和強度/剛性越容易提升之傾向。亦即，流動起始溫度為330℃以上的本實施形態之液晶聚酯組成物可謂是耐熱性高者。
本實施形態之液晶聚酯組成物的流動起始溫度，從一方面來看，可為350℃以上400℃以下，亦可為360℃以上390℃以下。從另一方面來看，前述流動起始溫度也可為340℃以上347℃以下。
此外，流動起始溫度為330℃以上之液晶聚酯組成物，可藉由將流動起始溫度為330℃以上450℃以下之液晶聚酯用於原料而得到。而且，液晶聚酯組成物的流動起始溫度可依據與液晶聚酯相同的方法進行測定。
本說明書中，「液晶聚酯組成物的薄壁流動性高」具體上係意指藉由以下的方法所求得的薄壁流動長度係為長。
關於液晶聚酯組成物的薄壁流動長度的測定方法，係參照第2圖而進行說明。第2圖為本實施形態 之薄壁流動長度測定用的模具的結構示意圖。本實施形態中，係使用第2圖所示之薄壁流動長度測定用模具(0.3mmt)，將液晶聚酯組成物以射出成形機(FANUC公司製roboshot S2000i-30B)在缸體溫度380℃、模具溫度130℃、射出速度200mm/秒的條件下進行成形。藉由測定所取出的成形體的長度，而求得薄壁流動長度。
薄壁流動長度係以20mm以上為較佳。
第二實施形態之液晶聚酯組成物係例如可藉由第一實施形態所示之製造方法來製造。
從一方面來看，就本發明之第二實施形態之液晶聚酯組成物而言，相對於前述液晶聚酯組成物的總質量，液晶聚酯的含量係以40至80質量%為較佳；相對於前述液晶聚酯組成物的總質量，玻璃纖維的含量係以20至60質量%為較佳。
藉由將本實施形態之液晶聚酯組成物進行成形，可得到各種成形體。成形體之例可列舉：光學讀取線軸(optical pickup bobbin)、變壓器線軸等線軸(bobbin)；繼電器外盒(relay case)、繼電器底座(relay base)、繼電器澆道(relay sprue)、繼電器電樞(relay armature)等繼電器零件；RIMM、DDR、CPU插座、S/O、DIMM、板對板連接器(board to board connector)、FPC連接器、卡連接器(card connector)等連接器；燈反射器、LED反射器等反射器；燈座、加熱器座等支座；揚聲器振膜(speaker diaphragm)等振膜；複印機用分離爪、印表機用分離爪等分離爪；相 機模組(camera module)零件；開關零件；電動機零件；感測器零件；硬碟驅動(hard disk drive)零件；烤箱器皿等餐具；車輛零件；飛機零件；及半導體元件用密封構件、線圈(coil)用密封構件等密封構件。
依據本發明之一實施形態之液晶聚酯組成物的製造方法，能得到耐熱性高且薄壁流動性高之液晶聚酯組成物。而且，本發明的一實施形態之液晶聚酯組成物係耐熱性高且薄壁流動性高。
以上，係參照所附圖式並說明本發明之合適的實施形態之例子，但本發明並不限定於該等例子，自不待言。上述之例中所示的各結構構件之諸形狀和組合等係為舉例，只要在不超出本發明主旨之範圍，便可依設計要求等而做出各種改變。
本發明係提供一種液晶聚酯組成物的製造方法，係包含：將「液晶聚酯」、「玻璃製的原料纖維」及「視需要之由玻璃纖維以外的填充材、添加劑、前述液晶聚酯以外的樹脂所成群組選出之至少1種成分」供給至擠出機；以及將被供給至前述擠出機之液晶聚酯與前述原料纖維進行熔融混練，直到前述原料纖維的數量平均纖維長度成為30μm以上200μm以下(較佳為50μm以上170μm以下，更佳為70μm以上150μm以下，又更佳為80μm以上100μm以下，特佳為80μm以上86μm以下)為止，而得到液晶聚酯組成物； 其中，前述液晶聚酯為具有前述通式(1)至(3)所示之重複單元的液晶聚酯，較佳為具有「源自於對羥基苯甲酸之重複單元、源自於4,4’-二羥基聯苯之重複單元、源自於對苯二甲酸之重複單元、源自於間苯二甲酸之重複單元」的液晶聚酯；被供給至前述擠出機之原料纖維的數量平均纖維長度為1mm以上10mm以下，更佳為1mm以上6mm以下；藉由前述熔融混練所得之液晶聚酯組成物的流動起始溫度係330℃以上，較佳為350℃以上400℃以下，更佳為360℃以上390℃以下、或是340℃以上347℃以下。
前述熔融混練較佳為以前述液晶聚酯的流動起始溫度FT±0(℃)作為基點，在[FT-100]℃以上[FT+80]℃以下進行；前述製造方法可更包含：將藉由前述熔融混練所得之液晶聚酯組成物的顆粒進行成形。
本發明係提供一種液晶聚酯組成物，係包含：液晶聚酯；玻璃纖維；以及視需要之由玻璃纖維以外的填充材、添加劑、前述液晶聚酯以外的樹脂所成群組選出之至少1種成分者；其中，前述玻璃纖維的數量平均纖維長度為30μm以上200μm以下，較佳為50μm以上170μm以下，更佳為70μm以上150μm以下，又更佳為80μm以上100μm以下，特佳為80μm以上86μm以下；前述液晶聚酯為具有前述通式(1)至(3)所示之重複單 元的液晶聚酯，較佳為具有「源自於對羥基苯甲酸之重複單元、源自於4,4’-二羥基聯苯之重複單元、源自於對苯二甲酸之重複單元、源自於間苯二甲酸之重複單元」的液晶聚酯；前述液晶聚酯組成物的流動起始溫度為330℃以上，較佳為350℃以上400℃以下，更佳為360℃以上390℃以下、或340℃以上347℃以下；將前述液晶聚酯組成物在設定於較前述流動起始溫度高30℃的溫度之毛細管流變儀的爐內放置5分鐘或1小時後，在以保持前述溫度之狀態來測定剪切速率35/秒之熔融黏度之情況下，若將在前述爐內放置5分鐘後所測得的前述液晶聚酯組成物的熔融黏度作為a，且將在前述爐內放置1小時後所測得的前述液晶聚酯組成物的熔融黏度作為b時，100×b/a之值係50以上200以下，較佳為55以上150以下，更佳為55以上120以下，又更佳為55以上65以下；相對於前述液晶聚酯組成物的總質量，前述液晶聚酯的含量為40至80質量%；相對於前述液晶聚酯組成物的總質量，前述玻璃纖維的含量為20至60質量%。
(實施例)
以下係藉由實施例來說明本發明，惟本發明並不限定於該等實施例。此外，關於液晶聚酯及液晶聚酯組成物的物性、以及液晶聚酯組成物中的玻璃纖維的數 量平均纖維長度，係藉由以下方法進行測定。
[液晶聚酯的流動起始溫度的測定]
使用流動試驗儀(flow tester)(島津製作所股份公司之「CFT-500型」)，將液晶聚酯約2g填充於裝設了具有內徑1mm及長度10mm的噴嘴之模具之缸體，並於9.8MPa(100kg/cm2)的荷重下，以4℃/分的速度昇溫並同時使液晶聚酯熔融，從噴嘴擠出，測定顯示4800Pa‧s(48000泊)的黏度之溫度。
[液晶聚酯組成物中的玻璃纖維的數量平均纖維長度的測定]
將由液晶聚酯組成物所構成的顆粒1g取至坩堝，於電爐內以600℃處理6小時而使其灰化。繼而，使所得之殘渣分散於甲醇，以展開在載玻片上的狀態來拍攝顯微鏡照片(倍率：100倍)。由該照片算出直接讀取到的玻璃纖維的長度的平均值。在算出平均時，係將母數設為400。
[液晶聚酯組成物的薄壁流動長度的測定]
關於液晶聚酯組成物的薄壁流動性，係藉由以下方法測定液晶聚酯組成物的薄壁流動長度而進行評估。在此評估中，液晶聚酯組成物的薄壁流動長度越長，即可謂液晶聚酯組成物的薄壁流動性越優異。
使用第2圖所示之薄壁流動長度測定用模具(0.3mmt)，將液晶聚酯組成物以射出成形機(FANUC公司製之roboshot S2000i-30B)在缸體溫度380℃、模具溫度130℃、射出速度200mm/秒的條件下成形。
對5個成形體進行測定所取出的成形體的模槽(cavity)部的長度，並將其平均值作為薄壁流動長度。此時，液晶聚酯組成物在成形機內滯留的時間係在5分鐘以內。
[液晶聚酯組成物之熔融黏度的變化率(100×b/a)的測定]
將毛細管流變儀(東洋精機公司製之「Capillograph 1B」)的設定溫度設定成較液晶聚酯組成物的流動起始溫度高30℃的溫度。將由液晶聚酯組成物所成形的顆粒饋入該毛細管流變儀的爐內，保持5分鐘，使液晶聚酯組成物熔融。對於經熔融的液晶聚酯組成物，於剪切速率35/秒下測定熔融黏度。將在此所得之熔融黏度作為a。同樣地，對於在毛細管式流變儀的爐內保持1小時的液晶聚酯組成物，於剪切速率35/秒下測定熔融黏度。將在此所得之熔融黏度作為b。基於此等熔融黏度之值而求出100×b/a。此外，本實施例中，100×b/a之值係意指液晶聚酯組成物滯留在擠出機內部時之熔融黏度的變化率。
<液晶聚酯的製造>
[製造例1]
於具備攪拌裝置、扭矩計、氮氣導入管、溫度計及回流冷卻器之反應器中添加對羥基苯甲酸994.5g(7.2莫耳)、4,4’-二羥基聯苯446.9g(2.4莫耳)、對苯二甲酸365.4g(2.2莫耳)、間苯二甲酸33.2g(0.2莫耳)及醋酸酐1347.6g(13.2莫耳)以及作為觸媒的1-甲基咪唑0.194g，於室溫攪拌15分鐘，使反應器內充分取代為氮氣後，一邊攪拌一邊昇溫。 在內溫成為145℃後，保持相同溫度並攪拌1小時。
之後，一邊將餾出的副產物醋酸、未反應的醋酸酐予以餾除，一邊費時2小時50分鐘來昇溫至320℃，將可確認到扭矩上昇的時間點視為反應結束，得到預聚物。
預聚物的流動起始溫度為263℃。
所得之預聚物係冷卻至室溫，以粗級粉碎機予以粉碎，而得到液晶聚酯的粉末(粒徑約0.1mm至約1mm)。之後，將該液晶聚酯的粉末在氮氣環境下費時1小時從室溫昇溫至250℃後，費時5小時從250℃昇溫至300℃，於300℃保持3小時，以固相進行聚合反應。所得之液晶聚酯的流動起始溫度為361℃。
<液晶聚酯組成物的製造>
以下的實施例及比較例中，係使用以下材料作為原料纖維。
原料纖維A：日東紡績股份公司製，商品名「CS-3J-260S」(數量平均纖維長度：3mm)
原料纖維B：Central Glass股份公司製，商品名「MILLED FIBER EFH75-01」(數量平均纖維長度：91μm)
而且，擠出機係使用二軸擠出機(東芝機械股份公司製，型號「TEM-41SS」)。此二軸擠出機之結構，係對於第1圖所示之結構的擠出機分別於第一通氣孔部追加第四混練部且於第二通氣孔部追加第五混練部者。
[實施例1]
使用原料纖維A 45質量份及製造例1所得之液晶聚酯55質量份，藉由二軸擠出機製造液晶聚酯組成物。
從該二軸擠出機的主進料口供給液晶聚酯全部量的80%，並從側進料口供給液晶聚酯全部量的20%及原料纖維A。而且，為了抑制因剪切力發熱所造成的缸體溫度上昇，係將第二混練部至第五混練部為止設為280℃。第二混練部至第五混練部以外係設為360℃。使用螺桿徑為41mm者，第二通氣孔部係使用水泵以使錶壓成為-0.09MPa(將大氣壓視為0MPa)之方式保持真空度。螺桿係使用二軸同向(右旋轉)者，螺桿旋轉數係設為650rpm，以擠出量300kg/小時進行。在此種條件下將液晶聚酯與原料纖維A進行熔融混練，得到液晶聚酯組成物。
實施例1所得之液晶聚酯組成物的流動起始溫度為347℃。而且，液晶聚酯組成物中的玻璃纖維的數量平均纖維長度為86μm。
[比較例1]
使用原料纖維B 45質量份及製造例1所得之液晶聚酯55質量份，藉由二軸擠出機製造液晶聚酯組成物。除了「從該二軸擠出機的主進料口供給全部量的液晶聚酯，從側進料口供給原料纖維B，加工溫度一律設為360℃」以外，係以與實施例1相同的方法製造。
比較例1所得之液晶聚酯組成物的流動起始溫度為347℃。而且，液晶聚酯組成物中的玻璃纖維的數量平均纖維長度為87μm。
[比較例2]
使用原料纖維A 40質量份及製造例1所得之液晶聚酯60質量份，除了使用「以使剪切應力變成較實施例1更小之方式預先調整過螺桿元件之二軸擠出機」以外，係以與比較例1相同的方法製造。
比較例2所得之液晶聚酯組成物的流動起始溫度為349℃。而且，液晶聚酯組成物中的玻璃纖維的數量平均纖維長度為243μm。
關於實施例及比較例之液晶聚酯組成物的調配比率及各物性值、以及熔融混練後之液晶聚酯組成物中的玻璃纖維的數量平均纖維長度，係彙整於表1。
應用了本發明之一態樣的實施例1中，原料係使用數量平均纖維長度相較於比較例1所使用的原料纖維為更長的原料纖維。其結果如表1所示般，液晶聚酯組成物所包含的玻璃纖維的數量平均纖維長度在實施例1 與比較例1中為相同程度。相對於此，實施例1的液晶聚酯組成物顯示相較於比較例1為較高的薄壁流動性。
而且，實施例1中，係使用與比較例2相同的原料纖維作為原料。但是，就液晶聚酯組成物所包含之玻璃纖維的數量平均纖維長度而言，在實施例1為200μm以下，相對於此，在比較例2則為較200μm更長。此種實施例1之液晶聚酯組成物係顯示相較於比較例2為較高的薄壁流動性。
而且，如表1所示，實施例1、比較例1及比較例2中，雖然所使用的液晶聚酯的流動起始溫度為相同程度，但實施例1之100×b/a之值係呈現200以下的較低值。此種實施例1之液晶聚酯組成物係顯示相較於比較例1及比較例2為較高的薄壁流動性。
因此，咸認如實施例1般的100×b/a為50以上200以下之液晶聚酯組成物係顯示相較於比較例1及比較例2之傳統的液晶聚酯組成物為較高的薄壁流動長度。
依以上所述，可知本發明為有用者。
[產業上可利用性]
本發明可提供耐熱性高且薄壁流動性高之液晶聚酯組成物及該液晶聚酯組成物之製造方法，故於產業上極為有用。

Claims (2)

  1. 一種液晶聚酯組成物的製造方法，係包含：將液晶聚酯與數量平均纖維長度為1mm以上之玻璃製的原料纖維進行熔融混練，直到前述原料纖維成為數量平均纖維長度30μm以上200μm以下的玻璃纖維為止；其中，前述液晶聚酯組成物的流動起始溫度為330℃以上。
  2. 一種液晶聚酯組成物，係包含：液晶聚酯、以及數量平均纖維長度為30μm以上200μm以下之玻璃纖維；其中，前述液晶聚酯組成物的流動起始溫度為330℃以上；將前述液晶聚酯組成物在設定於較前述流動起始溫度高30℃的溫度之毛細管流變儀的爐內放置5分鐘或1小時後，在以保持前述溫度之狀態來測定剪切速率35/秒之熔融黏度之情況下，若將在前述爐內放置5分鐘後所測得的前述液晶聚酯組成物的熔融黏度作為a，且將在前述爐內放置1小時後所測得的前述液晶聚酯組成物的熔融黏度作為b時，100×b/a之值係50以上200以下。
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