WO2012073532A1 - 液晶性樹脂組成物を射出成形してなる成形品、有接点電子部品用の液晶性樹脂組成物および有接点電子部品 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a molded product obtained by injection molding a liquid crystalline resin composition, a liquid crystalline resin composition for a contacted electronic component, and a contacted electronic component, and more particularly, a fibrous filler exposed on the surface of the molded product.
- the ratio of the area of the molded product to the surface area of the molded product is a predetermined value or less, the molded product in which the fibrous filler is prevented from dropping and the generation of resin waste, the content of the fibrous filler having a fiber length of 200 ⁇ m or more
- the present invention relates to a liquid crystalline resin composition for a contact electronic component having a predetermined value and the like, and a contact electronic component using the molded product.
- liquid crystalline resin compositions are used. It has been.
- a liquid crystalline resin composition contains a fibrous filler such as glass fiber in order to improve the moldability of the liquid crystal polymer. Therefore, a molded product formed by injection molding of the liquid crystalline resin composition may cause the fibrous filler to fall off or the generation of resin waste.
- the fibrous filler and resin waste that have fallen off are insulators, and when they are sandwiched between the contacts, they cause a contact failure in a contacted electronic component, which is a problem.
- Patent Document 1 proposes a liquid crystalline resin composition with a limited fibrous filler length or a liquid crystalline resin composition with a limited distribution of fibrous filler for the purpose of suppressing the drop of the fibrous filler.
- Japanese Patent Publication Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2009-191088 (Released on August 27, 2009)”
- the present invention has been made in view of such problems, and its purpose is that the ratio of the area of the fibrous filler exposed on the surface of the molded product to the surface area of the molded product is a predetermined value or less.
- the molded article according to the present invention is a molded article formed by injection molding a liquid crystalline resin composition containing a fibrous filler and a liquid crystalline polymer, and the fibrous filler exposed on the surface of the molded article.
- the ratio of the area to the surface area of the molded product is 0.4% or less.
- the fibrous filler and the liquid crystalline polymer are joined by the anchor effect. Bonding by the anchor effect is weaker than chemical bonding in resin-to-resin bonding, so if the fibrous filler is exposed on the surface of the molded product, when a force such as friction is applied, the fibrous filler Force is easily applied to the joint surface with the liquid crystalline polymer. As a result, the fibrous filler falls off, and the liquid crystalline polymer becomes resin waste and falls off.
- the molded product according to the present invention is a liquid crystalline resin composition for a contact electronic component containing a fibrous filler and a liquid crystalline polymer, the fibrous filler having a fiber length of 200 ⁇ m or more.
- the liquid crystal resin composition having a content of 2.5% or less is formed by injection molding.
- the liquid crystalline resin composition having a very low content of the long fibrous filler is injection-molded, the molded article sufficiently suppresses the drop of the fibrous filler and the generation of resin waste. Will be able to. Therefore, it can be suitably used as a material for contact electronic components.
- the molded product according to the present invention can sufficiently prevent the fibrous filler from dropping and the generation of resin waste, and sufficiently suppress the increase in the exposed area after a heat history such as reflow. You can also Therefore, according to the above configuration, it is possible to provide a contact electronic component such as a relay, a switch, or a connector that can generate a desired performance stably with very few contact failures.
- the fibrous filler even when a force such as friction is applied, dropping of the fibrous filler and generation of resin waste can be sufficiently suppressed. Moreover, exposure of the fibrous filler to the surface of the molded product can be suppressed even after passing through a thermal history in an actual application such as reflow. Therefore, there is an effect that it is possible to provide a contact electronic component that has a very low occurrence frequency of contact failure and can stably exhibit desired performance.
- FIG. 4 is a schematic diagram showing a scratch test and observation of scratch marks by FE-SEM.
- the “fibrous filler” refers to an acicular or fibrous inorganic filler, specifically, for example, glass fiber, wollastonite, PAN-based or pitch-based carbon fiber; stainless steel fiber, Metal fibers such as aluminum fibers and brass fibers; and ceramic fibers.
- the filler may be coated or modified with a thermoplastic resin such as an ethylene / vinyl acetate copolymer, a thermosetting resin such as an epoxy resin, a silane compound, a titanate compound, or an aluminum compound.
- the needle-like or fibrous inorganic filler preferably has an average aspect ratio of 2 or more.
- Liquid crystalline polyester composed of units, structural units generated from ethylene glycol, structural units generated from aromatic dihydroxy compounds, structural units generated from aromatic dicarboxylic acids such as terephthalic acid, isophthalic acid, and 2,6-naphthalenedicarboxylic acid
- the liquid crystalline polyesteramide resin further includes p-aminophenol. Mention may be made of polyesteramides which form anisotropic melt phases containing p-iminophenoxy units produced from.
- the liquid crystalline resin composition may contain other inorganic fillers such as silica, glass beads, metal oxide, and carbon powder to the extent that the characteristics of the liquid crystalline resin composition are not impaired.
- the other inorganic filler is preferably spherical or massive, and preferably has an average aspect ratio of less than 2.
- the liquid crystalline resin composition is preferably produced by melt kneading. Melt-kneading can be performed using a conventionally known apparatus such as a Banbury mixer, a rubber roll machine, a kneader, a single-screw or twin-screw extruder, for example. Furthermore, the liquid crystalline resin composition can be molded into a desired shape by being subjected to injection molding to obtain a molded product.
- the ratio of the area of the fibrous filler exposed on the surface of the molded product to the surface area of the molded product is 0.4% or less means that the surface of the molded product is FE-SEM (scanning electron microscope). ), The ratio of the total area occupied by the fibrous filler that is observed to be exposed on the surface to the area of the surface to be observed in the molded product (in this specification, “fiber "Filled filler exposed area ratio”) is 0.4% or less. The lower the fibrous filler exposed area ratio, the more advantageous the problem of the present invention is solved. Therefore, the lower limit is not particularly limited, and is most preferably 0%.
- FIG. 1 schematically shows the position of the final terminal portion.
- the surface of the portion described as “final end portion” that is the position farthest from the gate that is the entrance for introducing the liquid crystalline resin composition into the mold is the object of observation.
- all the final terminal portions are to be observed, and the average value of the fibrous filler exposed area ratio at each final terminal portion is determined as the fibrous filler exposed area of the molded product. The rate should be used.
- the ratio of long fibers of the fibrous filler contained in the molded product is 2.5% or less.
- the content of the fibrous filler having a fiber length of 200 ⁇ m or more that is easily exposed on the surface of the molded product is extremely reduced, and thus it is possible to obtain a molded product in which the fibrous filler is less likely to fall off and the generation of resin waste.
- the “fiber length” means, for example, when the fibrous filler is observed with a microscope and the two-dimensional shape is substantially circular, the diameter of the circle is intended, and the shape is substantially elliptical. Is intended to be the major axis of the ellipse, and is intended to be the length of the side of the square if it is substantially square, and the length of the long side of the rectangle if it is substantially rectangular. .
- the fiber length of 200 ⁇ m or more is intended to mean that the distance between two points on the outer periphery of the two-dimensional shape may be 200 ⁇ m or more.
- the number average fiber length of the fibrous filler contained in the molded product is more preferably 76 ⁇ m or less. This is a fiber that causes the fibrous filler to be exposed if the ratio of long fibers of the fibrous filler contained in the molded product is 2.5% or less and the number average fiber length is 76 ⁇ m or less. This is because the content of the long and long fibrous filler becomes very small, and the object of the present invention can be achieved more easily.
- the lower limit of the number average fiber length is not particularly limited, but is preferably 20 ⁇ m in actual use.
- the number average fiber length is 20 ⁇ m or more and 76 ⁇ m or less, the influence of the fibrous filler having a long fiber length can be sufficiently reduced while sufficiently maintaining the mechanical strength.
- the mechanical strength is inferior to that when the number average fiber length is not less than 20 ⁇ m and not more than 76 ⁇ m, but the content of long fibers is small, and thus the effect of the present invention is achieved. It is possible.
- the exposed area ratio of the fibrous filler is more preferably 0.3% or less. This further improves the resistance of the molded product against the force applied from the outside. For example, even when a strong force is applied as in the scratch test described later, it is possible to suppress the fibrous filler from dropping and the generation of resin waste, and the molded product produces a contact electronic component. Therefore, it can be used more suitably.
- the lower the fiber filler exposed area ratio the more advantageous the problem of the present invention is solved. Therefore, the lower limit value is not particularly limited, and is most preferably 0%.
- the method described in the examples described later can be used as the method for measuring the ratio of long fibers and the number average fiber length.
- the surface Young's modulus is a Young's modulus measured using a portion of the surface of the molded article where the fibrous filler is not exposed as a measurement site. The measuring method will be described in Examples described later.
- the molded product having the fibrous filler exposed area ratio of 0.4% or less includes, for example, a liquid crystalline resin composition containing a fibrous filler having a long fiber ratio of 2.5% or less and a liquid crystalline polymer. It can be manufactured by injection molding. When a fibrous filler having a long fiber ratio exceeding 2.5% is used, the fibrous filler is obtained by injection molding a liquid crystalline resin composition in which the fibrous filler content is reduced within a moldable range. A molded product having an exposed area ratio of 0.4% or less can be manufactured.
- the injection molding conditions are not particularly limited, but the injection molding temperature is preferably 300 to 400 ° C.
- liquid crystalline resin composition containing a fibrous filler having a long fiber ratio of 2.5% or less and a number average fiber length of 76 ⁇ m or less, and a liquid crystalline polymer
- a molded product containing a fibrous filler having a fibrous filler exposed area ratio of 0.4% or less, a long fiber ratio of 2.5% or less, and a number average fiber length of 76 ⁇ m or less can be produced. .
- the molded product having an exposed area ratio of the fibrous filler of 0.3% or less includes, for example, a fibrous filler having a long fiber ratio of 2.5% or less and a number average fiber length of 76 ⁇ m or less, and a liquid crystalline polymer. And a liquid crystalline resin composition having a surface Young's modulus of 3700 MPa or less can be produced by injection molding.
- the content of the fibrous filler in the liquid crystalline resin composition is preferably 33% by weight to 37% by weight.
- the surface Young's modulus is 3700 MPa or less, and the fibrous filler is within the moldable range.
- the liquid crystalline resin composition for a contacted electronic component according to the present invention is a liquid crystalline resin composition for a contacted electronic component containing a fibrous filler and a liquid crystalline polymer, and the fibrous filler is a fiber.
- the proportion of the fibrous filler having a length of 200 ⁇ m or more is 2.5% or less.
- liquid crystalline resin composition for contact electronic components can be manufactured by injection molding to produce a molded product having a fibrous filler exposed area ratio of 0.4% or less.
- the number average fiber length of the fibrous filler is preferably 76 ⁇ m or less.
- the surface Young's modulus of the liquid crystalline resin composition is preferably 3700 MPa or less.
- the lower limit of the number average fiber length is not particularly limited, but is preferably 20 ⁇ m in actual use.
- the lower limit of the surface Young's modulus is not particularly limited, but since the Young's modulus of the existing liquid crystalline polymer is 2000 MPa or more, it is preferable to use a surface as close to 2000 MPa as possible.
- a fibrous filler having a long fiber ratio of 2.5% or less which is a raw material of the liquid crystalline resin composition according to the present invention, a long fiber ratio of 2.5% or less, and a number average fiber length of 76 ⁇ m.
- the fibrous filler described below for example, milled fiber EFH100-01 manufactured by Central Glass Co., Ltd., milled fiber EPG70M-01N manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd. can be used.
- the liquid crystalline polymer the liquid crystalline polymer described in (1.) above can be used, and it may be a commercially available product or a synthetic product.
- the method for synthesizing the liquid crystalline polymer is not particularly limited, and a conventionally known method can be used.
- a conventionally known method can be used.
- the required amount of p-hydroxybenzoic acid, 4,4'-dihydroxybiphenyl, hydroquinone, terephthalic acid, isophthalic acid and acetic anhydride is charged into a reaction vessel and a polycondensation reaction is performed. And can be manufactured by pelletizing.
- a liquid crystalline resin composition comprising a fibrous filler having a long fiber ratio of 2.5% or less and a number average fiber length of 76 ⁇ m or less, and a liquid crystalline polymer, wherein the surface Young's modulus is 3700 MPa or less.
- a certain liquid crystalline resin composition uses a fibrous filler having a long fiber ratio of 2.5% or less and a number average fiber length of 76 ⁇ m or less, preferably 33 to 37% by weight, and a Young's modulus of 3700 MPa or less. It can be obtained by mixing with a liquid crystalline polymer so as to be 100% by weight and subjecting it to a method such as melt kneading. Since the surface Young's modulus of the liquid crystalline resin composition is determined by the Young's modulus of the liquid crystalline polymer to be used, the surface Young's modulus can be appropriately changed by changing the liquid crystalline polymer to be used.
- the number average fiber length, the long fiber ratio, and the surface Young's modulus of the fibrous filler contained in the liquid crystalline resin composition can be measured by the measurement methods described in Examples described later.
- the contact electronic component according to the present invention contains the molded product according to the present invention.
- the contact electronic component is not limited as long as it has a movable contact.
- a relay, a switch, a connector, etc. can be mentioned.
- ⁇ Contact failure in contact electronic components is often caused by the fact that insulators such as fibrous fillers and resin scraps that have fallen from the molded product are caught between the contacts.
- the contact electronic component according to the present invention can significantly reduce the frequency of occurrence of contact failure as compared with the conventional case, and can stably exhibit desired performance.
- the number average fiber length of the fibrous filler was measured by the following measuring method. That is, the molded product was incinerated according to ISO 6245, and fibrous fillers were collected. More than 1000 collected fibrous fillers were observed with a microscope (Olympus Co., Ltd., BX60M-VM-1) at a magnification of 70 times. The fiber length was measured using image processing software (Inotech Co., Ltd., Quick Grain). And the number average fiber length of the measured fiber length was calculated
- the long fiber ratio is the content of the fibrous filler having a fiber length of 200 ⁇ m or more in the fibrous filler contained in the molded product, and was calculated from the number average fiber length and the fiber length dispersion ( ⁇ 2 ). It can obtain
- ⁇ measurement place is a portion where the fibrous filler exposed on the surface of the molded product is not seen, such a portion is taken as a measurement site.
- ⁇ measurement location is a portion where exposed fibrous filler is present, and thus is not suitable for measurement of Young's modulus.
- the exposed area ratio of fibrous filler was measured as follows. That is, using the surface of the final end portion of the molded product as an observation site, using FE-SEM (manufactured by Hitachi, Ltd., S-4700), the surface was observed under conditions of a magnification of 70 times and an acceleration voltage of 15 kV.
- the backscattered electron composition image obtained by the YAG detector is analyzed using image processing software (QuickGrain, manufactured by Innotech Co., Ltd.), and the ratio of the area of the fibrous filler to the area of the observation site is obtained.
- the area ratio of the exposed filler was used.
- the “surface” includes a depth of 3 ⁇ m from the surface.
- the molded products obtained in Examples and Comparative Examples were 120 to 160 ° C. for 120 seconds, 220 to 250 ° C. for 60 seconds, and 250 to 260 ° C. for 10 seconds.
- the test which is subjected to the reflow temperature condition was performed.
- the fiber filler exposed area ratio on the surface of the molded article is measured by the method described in (1.), and the fiber filler exposed area ratio after being subjected to the above test is a fiber before being subjected to the above test.
- the ratio which increased with respect to the shape filler exposed area ratio was calculated
- the “resin waste” is a liquid crystalline polymer peeled from the surface of the molded product at the end of the scratch mark, and the “resin waste of 50 ⁇ m or more” means that the length of the resin waste is 50 ⁇ m or more.
- the length of the resin waste is 50 ⁇ m or more, for example, when the resin waste is observed with a microscope and the two-dimensional shape is substantially circular, the diameter of the circle, and when the shape is substantially elliptical It is intended that the major axis of the ellipse is 50 ⁇ m or more in length when the shape is substantially square, and the length of the long side is substantially rectangular.
- the two-dimensional shape of the resin scrap is indefinite, it is intended that the distance between two points on the outer periphery of the two-dimensional shape may be 50 ⁇ m or more.
- EPG70M-01N (manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd.) is used as a fibrous filler, 35% by weight, and LX70G35F (manufactured by Toray) that does not contain a fibrous filler is used as a liquid crystal polymer, 65% by weight.
- LX70G35F manufactured by Toray
- melt-kneading was performed to obtain pellets.
- the fibrous fillers used in Examples 1 to 6 are all glass fibers.
- the pellet was molded at an injection molding temperature of 320 ° C. using an injection molding machine (Fanuc 30 ⁇ B, manufactured by FANUC CORPORATION) to obtain a molded product.
- the number average fiber length of the fibrous filler contained in the molded product, the long fiber ratio of the fibrous filler, the surface Young's modulus of the molded product, and the exposed area ratio of the fibrous filler were measured. The measured values were as shown in Table 1.
- Table 1 also shows the results of subjecting the obtained molded product to the above-described tape peel test and scratch test, and the results of measuring the increase in the exposed area after reflow.
- Example 3 Using EPG70M-01N (manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd.) as a fibrous filler and 37% by weight of LX70G35F (manufactured by Toray) not containing a fibrous filler as a liquid crystal polymer, the same method as in Example 1 was used. A molded product was obtained. The results are shown in Table 1.
- Example 4 Using EPG70M-01N (manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd.) as the fibrous filler, 35% by weight, and LX70G35F (manufactured by Toray) without the fibrous filler as the liquid crystal polymer, 65% by weight, and using the same method as in Example 1. A molded product was obtained. The results are shown in Table 1.
- Example 5 Using PF70E-001 (manufactured by Nittobo) as the fibrous filler, 40% by weight, and E6008MR (manufactured by Sumitomo Chemical), which does not contain the fibrous filler, as the liquid crystal polymer, 60% by weight, a molded product was obtained in the same manner as in Example 1. Obtained. The results are shown in Table 1.
- Example 6 The same method as in Example 1 using 40% by weight of EPG70M-011N (manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd.) as the fibrous filler and 60% by weight of E6008MR (manufactured by Sumitomo Chemical) not containing the fibrous filler as the liquid crystal polymer. A molded product was obtained. The results are shown in Table 1.
- the molded articles obtained in Examples 1 to 6 had a fibrous filler exposed area ratio of 0.4% or less, and the exposure of the fibrous filler was kept low. At this time, the increase in the exposed area after reflow was less than 0.2%, and even after heat history, it was a molded product in which the fibrous filler did not easily fall off. Moreover, the result of the tape peeling test was also good. In the scratch test, generation of resin waste of 50 ⁇ m or more was not observed in Examples 1 to 4.
- Example 5 the result of the tape peeling test was good, but in the scratch test, the generation of resin waste was observed. This is because the molded products obtained in Examples 5 and 6 can sufficiently withstand the relatively weak load applied in the tape peeling test, but the resin waste is not applied to the strong load applied in the scratch test. This is considered to be because the occurrence of the occurrence of selenium could not be suppressed.
- the molded articles obtained in Examples 5 and 6 have a fibrous filler content of 40% by weight, which is higher than those in Examples 1 to 4.
- the probability of friction occurring at the joint between the glass filler and the liquid crystal polymer is relatively high, and the surface Young's modulus is 4200 MPa in Example 5 and 4000 MPa in Example 6, which is higher than those in Examples 1 to 4.
- the reason is considered that when a force stronger than the bonding force is applied between the liquid crystalline polymer and the liquid crystalline polymer, resin waste tends to be generated.
- the increase in the exposed area after reflowing is suppressed to less than 0.2%, it can be said that the drop of the fibrous filler from the molded product is sufficiently suppressed even after the heat history.
- the suppression of the increase in the exposed area after reflow is a very important factor in obtaining a molded product with less fibrous filler falling off and less resin waste, so the moldings obtained in Examples 5 and 6 It can be said that the product is sufficiently useful for solving the problems of the present invention. Accordingly, a molded product having a fibrous filler exposed area ratio of 0.4% or less is also included in the scope of the present invention.
- the molded product according to the present invention is a molded product formed by injection molding a liquid crystalline resin composition containing a fibrous filler and a liquid crystalline polymer, and the fibers exposed on the surface of the molded product.
- the ratio of the area of the filler to the surface area of the molded product is 0.4% or less.
- the ratio of the area of the fibrous filler exposed on the surface of the molded product to the surface area of the molded product is preferably 0.3% or less.
- the fibrous filler contained in the molded product according to the present invention preferably has a fiber filler content of 200 ⁇ m or more (hereinafter referred to as “long fiber ratio”) of 2.5% or less.
- the present inventor has found that a long fibrous filler having a fiber length of 200 ⁇ m or more is easily exposed on the surface of the molded product, causing the fibrous filler to fall off from the molded product surface and to generate resin waste.
- the ratio of long fibers is as low as 2.5% or less, it is less affected by long fibrous fillers that cause the fibrous filler to be exposed on the surface of the molded product. Therefore, the occurrence of contact failure can be further reduced when used in a contact electronic component.
- the number average fiber length of the fibrous filler contained in the molded product according to the present invention is preferably 76 ⁇ m or less.
- the exposure of the fibrous filler is suppressed, and the ratio of long fibers and the number average fiber length of the fibrous filler are also small.
- the surface Young's modulus is 3700 MPa or less, the molded product is relatively easy to bend, so that it has resistance to a heavy load. Therefore, dropping of the fibrous filler and generation of resin waste can be strongly suppressed, and an increase in the exposed area after passing through a heat history due to reflow or the like can be sufficiently suppressed.
- the liquid crystalline resin composition for a contacted electronic component according to the present invention is a liquid crystalline resin composition for a contacted electronic component containing a fibrous filler and a liquid crystalline polymer, and the fibrous filler is a fiber.
- the content of the fibrous filler having a length of 200 ⁇ m or more is 2.5% or less.
- the number average fiber length of the fibrous filler is preferably 76 ⁇ m or less.
- the ratio of long fibers is 2.5% or less, and the number average fiber length is also kept low. Therefore, when molded, the fibrous filler is removed from the surface of the molded product and resin waste Generation can be further suppressed. Therefore, it can be more suitably used as a material for contact electronic components.
- the liquid crystalline resin composition for contacted electronic components according to the present invention preferably has a surface Young's modulus of 3700 MPa or less.
- the liquid crystalline resin composition for a contact electronic component according to the present invention is a fibrous filler in which the content of a fibrous filler having a fiber length of 200 ⁇ m or more is 2.5% or less and the number average fiber length is 76 ⁇ m or less. It is preferable to contain 33 weight% or more and 37 weight% or less.
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Abstract
本発明は、成形品の表面に露出した繊維状フィラーの面積の、成形品の表面積に占める割合が所定の値以下となっており、繊維状フィラーの脱落および樹脂くずの発生が抑制された成形品、繊維長が200μm以上の繊維状フィラーの含有率等が所定の値を示す液晶性樹脂組成物、および上記成形品を用いた有接点電子部品を提供することを目的とし、当該目的のために、本発明にかかる成形品は、繊維状フィラーおよび液晶性ポリマーを含有する液晶性樹脂組成物を射出成形してなる成形品であって、上記成形品の表面に露出した上記繊維状フィラーの面積が、上記成形品の表面積に占める割合が0.4%以下である。
Description
本発明は、液晶性樹脂組成物を射出成形してなる成形品、有接点電子部品用の液晶性樹脂組成物および有接点電子部品に関し、より詳しくは、成形品の表面に露出した繊維状フィラーの面積の、成形品の表面積に占める割合が所定の値以下となっており、繊維状フィラーの脱落および樹脂くずの発生が抑制された成形品、繊維長が200μm以上の繊維状フィラーの含有率等が所定の値を示す有接点電子部品用の液晶性樹脂組成物、および上記成形品を用いた有接点電子部品に関する。
リレー、スイッチ、コネクタの等の有接点電子部品においては、小型で、かつ高耐熱性であることへの要求が高まっており、薄肉成形が可能で、高耐熱性の液晶性樹脂組成物が用いられている。しかし、このような液晶性樹脂組成物は、液晶ポリマーの成形性を改良するためにガラスファイバー等の繊維状フィラーを含有している。そのため、該液晶性樹脂組成物を射出成形してなる成形品は、その性質上、繊維状フィラーの脱落や、樹脂くずの発生を起こす可能性がある。脱落した繊維状フィラーや樹脂くずは、絶縁物であり、接点間に挟まってしまうことにより、有接点電子部品において接触不良の原因となり、問題となっている。
これまでに、繊維状フィラーの脱落を抑制することを目的として、繊維状フィラー長を限定した液晶性樹脂組成物や、繊維状フィラーの分布を限定した液晶性樹脂組成物を用いることが提案されている(特許文献1)。
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、例えばリフローのような実用途において、熱履歴後の成形品表面への繊維状フィラーの露出をなくすまでには至っていない。リレー等の有接点部品を製造する場合に、リフローに供することが必要とされるが、リフロー後に成形品表面へ繊維状フィラーが露出してしまうと、繊維状フィラーが脱落し易い状態になり、上記有接点部品は接触不良を起こしやすい部品となってしまう。また、特許文献1には樹脂くずの発生に関する記述はなく、成形品表面の樹脂くず発生を抑制する技術としては未だ満足できるものは存在しない状況にある。
本発明は、このような問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、成形品の表面に露出した繊維状フィラーの面積の、成形品の表面積に占める割合が所定の値以下となっており、繊維状フィラーの脱落および樹脂くずの発生が抑制された成形品、繊維長が200μm以上の繊維状フィラーの含有率等が所定の値を示す有接点電子部品用の液晶性樹脂組成物、および上記成形品を用いた有接点電子部品を提供することにある。
本発明者は、上記の課題を解決するために、繊維状フィラーおよび液晶性ポリマーを含有する液晶性樹脂組成物を射出成形してなる成形品において、上記成形品の表面に露出した上記繊維状フィラーの面積の、上記成形品の表面積に占める割合を所定の値以下とした場合に、成形品からの繊維状フィラーの脱落および樹脂くずの発生を効果的に抑制できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明にかかる成形品は、繊維状フィラーおよび液晶性ポリマーを含有する液晶性樹脂組成物を射出成形してなる成形品であって、上記成形品の表面に露出した上記繊維状フィラーの面積の、上記成形品の表面積に占める割合が0.4%以下であることを特徴としている。
上記成形品において、繊維状フィラーと液晶性ポリマーとは、アンカー効果によって接合している。アンカー効果による接合は、樹脂と樹脂との接合における化学結合と比較すると接合力が弱いので、成形品の表面に繊維状フィラーが露出すると、摩擦などの力が加わったときに、繊維状フィラーと液晶性ポリマーとの接合面に力がかかりやすくなる。その結果、繊維状フィラーの脱落や、液晶性ポリマーが樹脂くずとなって脱落することにつながる。
上記構成によれば、上記成形品の表面に露出した上記繊維状フィラーの面積の、上記成形品の表面積に占める割合が0.4%以下と低いため、摩擦などの力が加わった場合も繊維状フィラーの脱落や、樹脂くずの発生を抑制することができる。また、後述するように、リフローのような実用途において熱履歴を経た後も、成形品表面への繊維状フィラーの露出を抑制することができ、有接点電子部品に用いた場合に、接触不良の発生を非常に少なくすることができる。
本発明にかかる成形品は、繊維状フィラーおよび液晶性ポリマーを含有する、有接点電子部品用の液晶性樹脂組成物であって、上記繊維状フィラーの、繊維長が200μm以上の繊維状フィラーの含有率が2.5%以下である液晶性樹脂組成物を射出成形してなることを特徴としている。
上記構成によれば、長い繊維状フィラーの含有量が非常に低い液晶性樹脂組成物を射出成形しているので、成形品は、繊維状フィラーの脱落および樹脂くずの発生を十分に抑制することができるものとなる。そのため、有接点電子部品の材料として好適に用いることができる。
本発明にかかる有接点電子部品は、本発明にかかる成形品を含有することを特徴としている。
本発明にかかる成形品は、上述のように、繊維状フィラーの脱落や、樹脂くずの発生を十分に抑制することができ、リフロー等の熱履歴を経た後の露出面積増量を十分に抑制することもできる。よって、上記構成によれば、接触不良の発生が非常に少なく、安定して所望の性能を発揮できるリレー、スイッチ、コネクタなどの有接点電子部品を提供することができる。
本発明によれば、摩擦などの力が加わった場合も繊維状フィラーの脱落や、樹脂くずの発生を十分に抑制することができる。また、リフローのような実用途において熱履歴を経た後も、成形品表面への繊維状フィラーの露出を抑制することができる。そのため、接触不良の発生頻度が非常に低く、安定的に所望の性能を発揮可能な有接点電子部品を提供することができるという効果を奏する。
本発明の他の目的、特徴、および優れた点は、以下に示す記載によって十分分かるであろう。また、本発明の利点は、添付図面を参照した次の説明によって明白になるであろう。
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、本明細書において、範囲を示す「A~B」は、A以上B以下であることを表す。また、本明細書中に記載された特許文献は、本明細書中において参考として援用される。
(1.繊維状フィラーおよび液晶性ポリマーを含有する液晶性樹脂組成物を射出成形してなる成形品)
本発明にかかる、繊維状フィラーおよび液晶性ポリマーを含有する液晶性樹脂組成物を射出成形してなる成形品は、上記成形品の表面に露出した上記繊維状フィラーの面積の、上記成形品の表面積に占める割合が0.4%以下である。
本発明にかかる、繊維状フィラーおよび液晶性ポリマーを含有する液晶性樹脂組成物を射出成形してなる成形品は、上記成形品の表面に露出した上記繊維状フィラーの面積の、上記成形品の表面積に占める割合が0.4%以下である。
本明細書において、「繊維状フィラー」とは、針状または繊維状の無機フィラーをいい、具体的には例えば、ガラスファイバー、ウォラストナイト、PAN系やピッチ系等の炭素繊維;ステンレス繊維、アルミニウム繊維、黄銅繊維などの金属繊維;セラミック繊維等が挙げられる。また、上記フィラーはエチレン/酢酸ビニル共重合体などの熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂、シラン化合物、チタネート系化合物、アルミ系化合物で被覆あるいは修飾されていてもよい。針状または繊維状の無機フィラーは、平均アスペクト比が2以上であることが好ましい。
上記液晶性ポリマーとしては、特に限定されるものではないが、異方性溶融相を形成し得る樹脂であり、エステル結合を有するものが好ましい。例えば芳香族オキシカルボニル単位、芳香族ジオキシ単位、芳香族および/または脂肪族ジカルボニル単位、アルキレンジオキシ単位などから選ばれた構造単位からなり、かつ異方性溶融相を形成する液晶性ポリエステル樹脂、あるいは、上記構造単位と芳香族イミノカルボニル単位、芳香族ジイミノ単位、芳香族イミノオキシ単位などから選ばれた構造単位からなり、かつ異方性溶融相を形成する液晶性ポリエステルアミド樹脂などが挙げられる。
具体的には、例えば、p-ヒドロキシ安息香酸および6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸から生成した構造単位からなる液晶性ポリエステル、p-ヒドロキシ安息香酸から生成した構造単位、6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸から生成した構造単位、芳香族ジヒドロキシ化合物および/または芳香族ジカルボン酸から生成した構造単位からなる液晶性ポリエステル、p-ヒドロキシ安息香酸から生成した構造単位、4,4’-ジヒドロキシビフェニルから生成した構造単位、テレフタル酸、イソフタル酸等の芳香族ジカルボン酸および/またはアジピン酸、セバシン酸等の脂肪族ジカルボン酸から生成した構造単位からなる液晶性ポリエステル、p-ヒドロキシ安息香酸から生成した構造単位、エチレングリコールから生成した構造単位、テレフタル酸から生成した構造単位からなる液晶性ポリエステル、p-ヒドロキシ安息香酸から生成した構造単位、エチレングリコールから生成した構造単位、4,4’-ジヒドロキシビフェニルから生成した構造単位、テレフタル酸から生成した構造単位からなる液晶性ポリエステル、p-ヒドロキシ安息香酸から生成した構造単位、エチレングリコールから生成した構造単位、テレフタル酸およびイソフタル酸から生成した構造単位からなる液晶性ポリエステル、p-ヒドロキシ安息香酸から生成した構造単位、ハイドロキノンから生成した構造単位、4,4’-ジヒドロキシビフェニルから生成した構造単位、テレフタル酸およびイソフタル酸から生成した構造単位からなる液晶性ポリエステル、p-ヒドロキシ安息香酸から生成した構造単位、エチレングリコールから生成した構造単位、芳香族ジヒドロキシ化合物から生成した構造単位、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などの芳香族ジカルボン酸から生成した構造単位からなる液晶性ポリエステルなど、また液晶性ポリエステルアミド樹脂としては、芳香族オキシカルボニル単位、芳香族ジオキシ単位、芳香族および/または脂肪族ジカルボニル単位、アルキレンジオキシ単位などから選ばれた構造単位以外にさらにp-アミノフェノールから生成したp-イミノフェノキシ単位を含有した異方性溶融相を形成するポリエステルアミドを挙げることができる。
上記液晶性樹脂組成物に含有される繊維状フィラーと液晶性ポリマーとの重量比は特に限定されるものではないが、液晶性ポリマーの成形を容易にする観点から、繊維状フィラーが25重量%以上40重量%以下含有されることが好ましく、33重量%以上40重量%以下含有されることがより好ましく、33重量%以上37重量%以下含有されることがさらに好ましい。
なお、上記重量比は、上記液晶性樹脂組成物を射出成形して得られた成形品においても保持される。例えば、繊維状フィラーを35重量%、液晶性ポリマーを65重量%含有する液晶性樹脂組成物を射出成形して得られた成形品においても、繊維状フィラーが35重量%、液晶性ポリマーが65重量%含有されることになる。
上記液晶性樹脂組成物は、該液晶性樹脂組成物の特性を損なわない程度に、シリカ、ガラスビーズ、金属酸化物、カーボン粉末などの他の無機フィラーを含有していてもよい。上記他の無機フィラーは、球形または塊状であることが好ましく、平均アスペクト比が2未満であることが好ましい。
上記液晶性樹脂組成物は、溶融混練により製造することが好ましい。溶融混練は例えば、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の従来公知の装置を用いて行うことができる。さらに、上記液晶性樹脂組成物は射出成形に供することにより、所望の形状に成形され、成形品とすることができる。
「上記成形品の表面に露出した上記繊維状フィラーの面積の、上記成形品の表面積に占める割合が0.4%以下である」とは、上記成形品の表面をFE-SEM(走査電子顕微鏡)で観察した場合に、表面に露出していることが観察される繊維状フィラーが占める面積の総和が、成形品において観察対象となっている表面の面積に占める割合(本明細書において「繊維状フィラー露出面積率」と称する)が0.4%以下であることをいう。繊維状フィラー露出面積率は、低いほど本発明の課題を解決する上で有利であるため、下限値は特に限定されるものではなく、0%であることが最も好ましい。
上記繊維状フィラー露出面積率は、以下の方法で求めることができる。すなわち、成形品において、射出成形に用いられるゲートから最も離れた位置である末端部(以下「最終末端部」という)の表面を、FE-SEMを用いて加速電圧15KV、倍率70倍で観察し、YAG検出器によって得られた反射電子組成像を、画像処理ソフトを用いて解析する。そして、表面に露出していることが観察される繊維状フィラーが占める面積の総和が、観察対象である上記最終末端部の表面の面積に占める割合を求めることにより、繊維状フィラー露出面積率を求めることができる。なお、上記「成形品の表面」には、FE-SEMによって観察する成形品の表面から3μmの深さまでが含まれる。
図1は、上記最終末端部の位置を模式的に示すものである。液晶性樹脂組成物を金型内に導入するための入り口であるゲートから最も離れた位置である「最終末端部」と記載された部位の表面が観察対象となる。例えば、図1のように最終末端部が複数ある場合は、全ての最終末端部を観察対象とし、各最終末端部における繊維状フィラー露出面積率の平均値を、成形品の繊維状フィラー露出面積率とすればよい。
上記繊維状フィラー露出面積率が0.4%以下である成形品は、上記成形品に含有される繊維状フィラーの長繊維割合が2.5%以下であることがさらに好ましい。これにより、成形品表面に露出しやすい繊維長が200μm以上の繊維状フィラーの含有量が非常に少なくなるため、繊維状フィラーの脱落および樹脂くずの発生がより起こりにくい成形品とすることができる。上記長繊維割合は、低いほど本発明の課題を解決する上で有利であるため、下限値は特に限定されるものではなく、0%であることが最も好ましい。
なお、「繊維長」とは、例えば、繊維状フィラーを顕微鏡で観察し、その二次元形状が実質的に円形状である場合はその円の直径が意図され、実質的に楕円形状である場合はその楕円の長径が意図され、実質的に正方形状である場合はその正方形の辺の長さが意図され、実質的に長方形状である場合はその長方形の長辺の長さが意図される。また、繊維状フィラーの二次元形状が不定形である場合、繊維長が200μm以上とは、該二次元形状の外周上の二点間の距離が200μm以上となる場合があることが意図される。
さらに、上記成形品に含有される繊維状フィラーの数平均繊維長が76μm以下であればより好ましい。これは、上記成形品に含有される繊維状フィラーの長繊維割合が2.5%以下であり、かつ、数平均繊維長が76μm以下であれば、繊維状フィラーの露出の原因となる、繊維長の長い繊維状フィラーの含有量が非常に少なくなり、本発明の目的をより容易に達成可能だからである。
数平均繊維長が短いほど、長い繊維の含有率は小さくなるため、数平均繊維長の下限値は特に限定されるものではないが、実使用上は20μmであることが好ましい。数平均繊維長が20μm以上76μm以下のとき、機械的強度を十分に保った上で繊維長の長い繊維状フィラーの影響を十分に低減することができる。ただし、数平均繊維長が20μm未満であっても、数平均繊維長が20μm以上76μm以下のときよりも機械的強度は劣るが、長い繊維の含有率は小さくなるため、本発明の効果を奏することは可能である。
上記繊維状フィラー露出面積率は、0.3%以下であることがより好ましい。これによって、外部から加わる力に対する上記成形品の耐性がより向上する。例えば、後述するスクラッチ試験のように強い力がかかった場合であっても、繊維状フィラーの脱落や、樹脂くずの発生を抑制することができ、上記成形品は、有接点電子部品を製造するためにさらに好適に用いることができるようになる。上述のように、繊維状フィラー露出面積率は、低いほど本発明の課題を解決する上で有利であるため、下限値は特に限定されるものではなく、0%であることが最も好ましい。
上記繊維状フィラー露出面積率が0.3%以下である成形品は、上記成形品に含有される繊維状フィラーの長繊維割合が2.5%以下であることが好ましく、さらに数平均繊維長が76μm以下であることがより好ましく、さらに上記成形品の表面ヤング率が3700MPa以下であることが特に好ましい。これにより、繊維状フィラーの脱落および樹脂くずの発生が抑制され、かつ、比較的たわみやすい成形品となるため、有接点電子部品に用いた場合、接触不良を非常に効果的に抑制することができる。
上記長繊維割合は、上述のように0%であることが最も好ましい。また、数平均繊維長の下限値は特に限定されるものではないが、上述のように実使用上は20μmであることが好ましい。表面ヤング率の下限値は、特に限定されるものではないが、実在する液晶性ポリマーのヤング率が2000MPa以上であるため、2000MPaにできるだけ近いものを用いることが好ましい。
上記長繊維割合および数平均繊維長の測定法は、後述の実施例に記載した方法を用いることができる。表面ヤング率とは、成形品表面のうち、繊維状フィラーが露出していない部分を測定部位として測定したヤング率のことである。測定法は後述の実施例において述べる。
上記繊維状フィラー露出面積率が0.4%以下である成形品は、例えば、長繊維割合が2.5%以下である繊維状フィラーと、液晶性ポリマーとを含有する液晶性樹脂組成物を射出成形することによって製造することができる。また、長繊維割合が2.5%を超える繊維状フィラーを用いる場合は、成形可能な範囲で繊維状フィラーの含有率を減らした液晶性樹脂組成物を射出成形することによって、上記繊維状フィラー露出面積率が0.4%以下である成形品を製造することができる。本明細書において、射出成形の条件については特に限定されるものではないが、射出成形温度が300~400℃であることが好ましい。
また、長繊維割合が2.5%以下であり、かつ、数平均繊維長が76μm以下である繊維状フィラーと、液晶性ポリマーとを含有する液晶性樹脂組成物を射出成形することによって、上記繊維状フィラー露出面積率が0.4%以下、長繊維割合が2.5%以下であり、かつ、数平均繊維長が76μm以下である繊維状フィラーを含有する成形品を製造することができる。
上記繊維状フィラー露出面積率が0.4%以下である成形品の製造に用いられる液晶性樹脂組成物における繊維状フィラーの含有率は、25重量%~40重量%であることが好ましく、33重量%~40重量%であることがより好ましく、33重量%~37重量%であることが特に好ましい。
上記繊維状フィラー露出面積率が0.3%以下である成形品は、例えば、長繊維割合が2.5%以下、かつ、数平均繊維長が76μm以下である繊維状フィラーと、液晶性ポリマーとを含有し、表面ヤング率が3700MPa以下である液晶性樹脂組成物を射出成形することによって製造することができる。上記液晶性樹脂組成物における繊維状フィラーの含有率は33重量%~37重量%であることが好ましい。
長繊維割合が2.5%以下、かつ、数平均繊維長が76μm以下という条件を満たさない繊維状フィラーを用いる場合は、表面ヤング率が3700MPa以下であって、成形可能な範囲で繊維状フィラーの含有率を減らした液晶性樹脂組成物を射出成形することにより、上記繊維状フィラー露出面積率が0.3%以下である成形品を製造することができる。
(2.有接点電子部品用の液晶性樹脂組成物)
本発明にかかる有接点電子部品用の液晶性樹脂組成物は、繊維状フィラーおよび液晶性ポリマーを含有する、有接点電子部品用の液晶性樹脂組成物であって、上記繊維状フィラーは、繊維長が200μm以上の繊維状フィラーが占める割合が2.5%以下である。
本発明にかかる有接点電子部品用の液晶性樹脂組成物は、繊維状フィラーおよび液晶性ポリマーを含有する、有接点電子部品用の液晶性樹脂組成物であって、上記繊維状フィラーは、繊維長が200μm以上の繊維状フィラーが占める割合が2.5%以下である。
各構成については、既に説明したとおりである。上述のように、上記有接点電子部品用の液晶性樹脂組成物は、射出成形することによって、上記繊維状フィラー露出面積率が0.4%以下である成形品を製造することができる。
上記繊維状フィラーの数平均繊維長は、76μm以下であることが好ましい。また、上記液晶性樹脂組成物の表面ヤング率は3700MPa以下であることが好ましい。上述のように数平均繊維長の下限値は特に限定されるものではないが、実使用上は20μmであることが好ましい。表面ヤング率の下限値は、特に限定されるものではないが、実在する液晶性ポリマーのヤング率が2000MPa以上であるため、2000MPaにできるだけ近いものを用いることが好ましい。
ここで、本発明にかかる液晶性樹脂組成物の原料となる長繊維割合が2.5%以下の繊維状フィラー、および、長繊維割合が2.5%以下、かつ、数平均繊維長が76μm以下である繊維状フィラーとしては、例えばセントラル硝子(株)製のミルドファイバーEFH100-01や日本電気硝子(株)製のミルドファイバーEPG70M-01Nなどを用いることができる。液晶性ポリマーとしては、上述の(1.)に記載の液晶性ポリマーを用いることができ、市販品でも合成品でもかまわない。
液晶性ポリマーの合成方法としては特に限定されるものではなく、従来公知の方法を用いることができる。例えば、反応容器にp-ヒドロキシ安息香酸、4,4’-ジヒドロキシビフェニル、ハイドロキノン、テレフタル酸、イソフタル酸および無水酢酸を必要量仕込んで重縮合反応を行い、反応終了後、加圧下でポリマーを吐出させ、ペレタイズすることによって製造することができる。
本発明にかかる液晶性樹脂組成物は、(i)長繊維割合が2.5%以下の繊維状フィラー、または、(ii)長繊維割合が2.5%以下、かつ、数平均繊維長が76μm以下である繊維状フィラーを、好ましくは25重量%~40重量%、より好ましくは33~40重量%用い、液晶性ポリマーと混合して100重量%となるようにし、溶融混練等の方法に供することによって得ることができる。
また、長繊維割合が2.5%以下、かつ、数平均繊維長が76μm以下である繊維状フィラー、および液晶性ポリマーを含有する液晶性樹脂組成物であって、表面ヤング率が3700MPa以下である液晶性樹脂組成物は、長繊維割合が2.5%以下、かつ、数平均繊維長が76μm以下である繊維状フィラーを、好ましくは33~37重量%用い、ヤング率が3700MPa以下である液晶性ポリマーと混合して100重量%となるようにし、溶融混練等の方法に供することによって得ることができる。液晶性樹脂組成物の表面ヤング率は、用いる液晶性ポリマーのヤング率によって決まるため、用いる液晶性ポリマーを変更することによって、上記表面ヤング率を適宜変更することができる。
なお、液晶性樹脂組成物に含有される繊維状フィラーの数平均繊維長、長繊維割合、表面ヤング率は、後述する実施例に記載した測定法によって測定することができる。
(3.有接点電子部品)
本発明にかかる有接点電子部品は、本発明にかかる成形品を含有する。有接点電子部品としては、可動接点を有するものであれば限定されるものではない。例えばリレー、スイッチ、コネクタ等を挙げることができる。
本発明にかかる有接点電子部品は、本発明にかかる成形品を含有する。有接点電子部品としては、可動接点を有するものであれば限定されるものではない。例えばリレー、スイッチ、コネクタ等を挙げることができる。
有接点電子部品における接触不良は、多くが、成形品から脱落した繊維状フィラーや樹脂くずなどの絶縁物が接点間に挟まってしまうことに起因する。本発明にかかる成形品は、成形品表面への繊維状フィラーの露出が抑制されているため、摩擦などの力が加わった際に繊維状フィラーの脱落や樹脂くずの発生を防ぐことができる。それゆえ、本発明にかかる有接点電子部品は、接触不良の発生頻度を従来よりも大幅に減らすことができ、所望の性能を安定的に発揮することができる。
上記有接点電子部品は従来公知の方法によって製造することができる。上記有接点電子部品に用いる本発明にかかる成形品は、本発明にかかる液晶性樹脂組成物を射出成形することにより、それぞれの部品に求められる形状に加工すればよい。
以下、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
〔測定法〕
(1.数平均繊維長、長繊維割合、表面ヤング率、繊維状フィラー露出面積率の測定)
実施例および比較例において、繊維状フィラーの数平均繊維長は、以下の測定法により測定した。すなわち、成形品をISO6245に従い灰化して繊維状フィラーを採取し、採取した繊維状フィラー1000本以上を、顕微鏡(オリンパス(株)製、BX60M-VM-1)にて倍率70倍で観察し、画像処理ソフト(イノテック(株)製、Quick Grain)を用いて繊維長を測定した。そして、測定した繊維長の数平均繊維長を求めて、繊維状フィラーの数平均繊維長とした。
(1.数平均繊維長、長繊維割合、表面ヤング率、繊維状フィラー露出面積率の測定)
実施例および比較例において、繊維状フィラーの数平均繊維長は、以下の測定法により測定した。すなわち、成形品をISO6245に従い灰化して繊維状フィラーを採取し、採取した繊維状フィラー1000本以上を、顕微鏡(オリンパス(株)製、BX60M-VM-1)にて倍率70倍で観察し、画像処理ソフト(イノテック(株)製、Quick Grain)を用いて繊維長を測定した。そして、測定した繊維長の数平均繊維長を求めて、繊維状フィラーの数平均繊維長とした。
長繊維割合は、成形品に含有される繊維状フィラーにおける、繊維長が200μm以上の繊維状フィラーの含有率であり、上記数平均繊維長と、繊維長の分散(σ2)とから算出した正規分布から、繊維長が200μm以上の繊維状フィラーの割合を算出することによって求めることができる。
実施例および比較例において、表面ヤング率は、成形品表面のうち、繊維状フィラーが露出していない部分を測定部位として選択し、フィッシャー硬度計((株)フィッシャー・インストルメンツ製、H100C)を用いて、測定深さ10μm、試験荷重150mN、アプリケーション時間10秒、クリープ1秒の条件でヤング率を測定し、表面ヤング率とした。図2は、上記測定部位の選択の様子を示す概念図である。図中、明るく見える部分は表面に露出している繊維状フィラーであり、それ以外の部分は液晶性ポリマーである。「○測定場所(例)」と記載した部分は、成形品表面に露出した繊維状フィラーが見られない部分であるため、このような部分を測定部位とする。「×測定場所(例)」と記載した部分は、露出した繊維状フィラーが存在している部分であるため、ヤング率の測定には不適である。
実施例および比較例において、繊維状フィラー露出面積率は、以下のように測定した。すなわち、成形品の最終末端部の表面を観察部位とし、FE-SEM(日立製作所(株)製、S-4700)を用いて、倍率70倍、加速電圧15kVの条件で該表面を観察し、YAG検出器によって得られた反射電子組成像を画像処理ソフト(イノテック(株)製、Quick Grain)を用いて解析して、上記観察部位の面積に占める繊維状フィラーの面積の割合を求め、繊維状フィラー露出面積率とした。なお、上記「表面」には、表面から3μmの深さまでが含まれる。
(2.テープ剥離試験)
後述する実施例および比較例において述べる液晶性樹脂組成物のペレットを射出成形機(ファナック(株)製、Fanuc30αB)を用いて射出成形温度300℃~400℃で成形し、薄肉の一面側開放形状の箱型成形品を得た。該箱型成形品の寸法は、W18mm×D10mm×H10mm、t=0.3mmであった。
後述する実施例および比較例において述べる液晶性樹脂組成物のペレットを射出成形機(ファナック(株)製、Fanuc30αB)を用いて射出成形温度300℃~400℃で成形し、薄肉の一面側開放形状の箱型成形品を得た。該箱型成形品の寸法は、W18mm×D10mm×H10mm、t=0.3mmであった。
該箱型成形品の表面に、セロハンテープを、フォースゲージ((株)イマダ製、ZP-500N)を用いて定荷重(5.0N~5.3N)を加えることによって貼り付け、定時間(0.5秒~1.0秒)内にセロハンテープを剥離した。次に、剥離したセロハンテープに付着した液晶性ポリマーの面積が、上記セロハンテープのうち、上記箱型成形品に付着させた部分の面積(W18mm×D10mmの面の面積)に占める割合を画像処理ソフト(Adobe,PhotoShop)を用いて算出した。
結果は、上記割合が11%以上の場合を不良品として判定した。これは、上記割合が11%以上になると成形品において接触不良の問題が生じる傾向があるためである。
(3.リフロー後の露出面積増量の測定)
実施例および比較例において得られた成形品をリフロースコープ((株)コアーズ製、core9050b)を用いて、160~220℃で120秒、220~250℃で60秒、250~260℃で10秒というリフロー温度条件に供する試験を行った。1回試験後、成形品表面の繊維状フィラー露出面積率を(1.)で述べた方法によって測定し、上記試験に供した後の繊維状フィラー露出面積率が、上記試験に供する前の繊維状フィラー露出面積率に対して増加した割合を求め、リフロー後の露出面積増量とした。
実施例および比較例において得られた成形品をリフロースコープ((株)コアーズ製、core9050b)を用いて、160~220℃で120秒、220~250℃で60秒、250~260℃で10秒というリフロー温度条件に供する試験を行った。1回試験後、成形品表面の繊維状フィラー露出面積率を(1.)で述べた方法によって測定し、上記試験に供した後の繊維状フィラー露出面積率が、上記試験に供する前の繊維状フィラー露出面積率に対して増加した割合を求め、リフロー後の露出面積増量とした。
結果は、リフロー後の露出面積増量が0.2%以上の場合を不良品として判定した。これは、リフロー後の露出面積増量が0.2%以上になると、成形品表面から露出した繊維状フィラーが、例えば他の物体と接触した場合等に脱落することが多くなる傾向があり、実用上好ましくないためである。後述する表1では、リフロー後の露出面積増量が0.2%未満であった場合、結果を「無」と表記し、例えばリフロー後の露出面積増量が0.2%であった場合、結果を「+0.2」と表記している。
(4.スクラッチ試験)
実施例および比較例において得られた成形品に、R=0.3mmの銅突起物で定荷重(1N)を加え、上記銅突起物を、長さ10mmの一直線上を摺動するように100mm/sで100回摺動させ、該摺動によって得られたスクラッチ痕の端部をFE-SEM(日立製作所(株)製、S-4700)を用いて倍率300倍で観察した。スクラッチ痕の溝の深さは10μmであった。
実施例および比較例において得られた成形品に、R=0.3mmの銅突起物で定荷重(1N)を加え、上記銅突起物を、長さ10mmの一直線上を摺動するように100mm/sで100回摺動させ、該摺動によって得られたスクラッチ痕の端部をFE-SEM(日立製作所(株)製、S-4700)を用いて倍率300倍で観察した。スクラッチ痕の溝の深さは10μmであった。
図3は、スクラッチ試験、およびスクラッチ痕のFE-SEMによる観察を示す模式図である。上記「スクラッチ痕の端部」とは、上記銅突起物の摺動によって成形品に生じたスクラッチ痕の両端部分をいう。
結果は、50μm以上の樹脂くずの発生がない場合を合格とした。これは、50μm以上の樹脂くずが発生すると、摩擦等の力が加わった際に脱落し、有接点電子部品に用いた場合に接点間に混入して接触不良の原因となる可能性が高いためである。
なお、「樹脂くず」とは、上記スクラッチ痕の端部において成形品の表面から剥離した液晶性ポリマーのことであり、「50μm以上の樹脂くず」とは、樹脂くずの長さが50μm以上であることをいう。樹脂くずの長さが50μm以上とは、例えば、樹脂くずを顕微鏡で観察し、その二次元形状が実質的に円形状である場合はその円の直径、実質的に楕円形状である場合はその楕円の長径、実質的に正方形状である場合は辺の長さ、実質的に長方形状である場合は長辺の長さが50μm以上であることが意図される。また、樹脂くずの二次元形状が不定形である場合は、該二次元形状の外周上の二点間の距離が50μm以上となる場合があることが意図される。
〔実施例1〕
繊維状フィラーとしてEPG70M-01N(日本電気硝子(株)製)を35重量%、液晶ポリマーとして繊維状フィラーを含んでいないLX70G35F(東レ製)を65重量%用い、これらを二軸押出機KZW15TW-45MG-NH(テクノベル製)に供して、溶融混練を行い、ペレットを得た。なお、実施例1~6で用いた繊維状フィラーはすべてガラスファイバーである。
繊維状フィラーとしてEPG70M-01N(日本電気硝子(株)製)を35重量%、液晶ポリマーとして繊維状フィラーを含んでいないLX70G35F(東レ製)を65重量%用い、これらを二軸押出機KZW15TW-45MG-NH(テクノベル製)に供して、溶融混練を行い、ペレットを得た。なお、実施例1~6で用いた繊維状フィラーはすべてガラスファイバーである。
次いで該ペレットを射出成形機(ファナック(株)製、Fanuc30αB)を用いて射出成形温度320℃で成形し、成形品を得た。該成形品に含まれる繊維状フィラーの数平均繊維長、該繊維状フィラーの長繊維割合、該成形品の表面ヤング率、および繊維状フィラー露出面積率を測定した。測定値は表1に示すとおりであった。また、得られた上記成形品を、上述のテープ剥離試験、スクラッチ試験に供した結果、およびリフロー後の露出面積増量を測定した結果も表1に示した。
〔実施例2〕
繊維状フィラーとしてEPG70M-01N(日本電気硝子(株)製)を33重量%、液晶ポリマーとして繊維状フィラーを含んでいないLX70G35F(東レ製)を67重量%用い、実施例1と同様の方法によって成形品を得た。結果を表1に示す。
繊維状フィラーとしてEPG70M-01N(日本電気硝子(株)製)を33重量%、液晶ポリマーとして繊維状フィラーを含んでいないLX70G35F(東レ製)を67重量%用い、実施例1と同様の方法によって成形品を得た。結果を表1に示す。
〔実施例3〕
繊維状フィラーとしてEPG70M-01N(日本電気硝子(株)製)を37重量%、液晶ポリマーとして繊維状フィラーを含んでいないLX70G35F(東レ製)を63重量%用い、実施例1と同様の方法によって成形品を得た。結果を表1に示す。
繊維状フィラーとしてEPG70M-01N(日本電気硝子(株)製)を37重量%、液晶ポリマーとして繊維状フィラーを含んでいないLX70G35F(東レ製)を63重量%用い、実施例1と同様の方法によって成形品を得た。結果を表1に示す。
〔実施例4〕
繊維状フィラーとしてEPG70M-01N(日本電気硝子(株)製)を35重量%、液晶ポリマーとして繊維状フィラーを含んでいないLX70G35F(東レ製)を65重量%用い、実施例1と同様の方法によって成形品を得た。結果を表1に示す。
繊維状フィラーとしてEPG70M-01N(日本電気硝子(株)製)を35重量%、液晶ポリマーとして繊維状フィラーを含んでいないLX70G35F(東レ製)を65重量%用い、実施例1と同様の方法によって成形品を得た。結果を表1に示す。
〔実施例5〕
繊維状フィラーとしてPF70E-001(日東紡績製)を40重量%、液晶ポリマーとして繊維状フィラーを含んでいないE6008MR(住友化学製)を60重量%用い、実施例1と同様の方法によって成形品を得た。結果を表1に示す。
繊維状フィラーとしてPF70E-001(日東紡績製)を40重量%、液晶ポリマーとして繊維状フィラーを含んでいないE6008MR(住友化学製)を60重量%用い、実施例1と同様の方法によって成形品を得た。結果を表1に示す。
〔実施例6〕
繊維状フィラーとしてEPG70M-011N(日本電気硝子(株)製)を40重量%、液晶ポリマーとして繊維状フィラーを含んでいないE6008MR(住友化学製)を60重量%用い、実施例1と同様の方法によって成形品を得た。結果を表1に示す。
繊維状フィラーとしてEPG70M-011N(日本電気硝子(株)製)を40重量%、液晶ポリマーとして繊維状フィラーを含んでいないE6008MR(住友化学製)を60重量%用い、実施例1と同様の方法によって成形品を得た。結果を表1に示す。
〔比較例1〕
繊維状フィラーとしてSS05C-404(日東紡績製)を35重量%、液晶ポリマーとして繊維状フィラーを含んでいないLX70G35F(東レ製)を65重量%用い、実施例1と同様の方法によって成形品を得た。結果を表1に示す。
繊維状フィラーとしてSS05C-404(日東紡績製)を35重量%、液晶ポリマーとして繊維状フィラーを含んでいないLX70G35F(東レ製)を65重量%用い、実施例1と同様の方法によって成形品を得た。結果を表1に示す。
〔比較例2〕
繊維状フィラーとしてEFH100-01(セントラル硝子製)を40重量%、液晶ポリマーとして繊維状フィラーを含んでいないE6008MRB(住友化学製)を60重量%用い、実施例1と同様の方法によって成形品を得た。結果を表1に示す。
繊維状フィラーとしてEFH100-01(セントラル硝子製)を40重量%、液晶ポリマーとして繊維状フィラーを含んでいないE6008MRB(住友化学製)を60重量%用い、実施例1と同様の方法によって成形品を得た。結果を表1に示す。
〔比較例3〕
繊維状フィラーとしてEPG70M-80A(日本電気硝子(株)製)を30重量%、液晶ポリマーとして繊維状フィラーを含んでいないLX70G35F(東レ製)を70重量%用い、実施例1と同様の方法によって成形品を得た。結果を表1に示す。
繊維状フィラーとしてEPG70M-80A(日本電気硝子(株)製)を30重量%、液晶ポリマーとして繊維状フィラーを含んでいないLX70G35F(東レ製)を70重量%用い、実施例1と同様の方法によって成形品を得た。結果を表1に示す。
表1に示すように、実施例1~6で得られた成形品は、繊維状フィラー露出面積率が0.4%以下であり、繊維状フィラーの露出が低く抑えられていた。このとき、リフロー後の露出面積増量が0.2%未満となり、熱履歴後であっても繊維状フィラーの脱落が生じにくい成形品となっていた。また、テープ剥離試験の結果も良好であった。スクラッチ試験では、実施例1~4において50μm以上の樹脂くずの発生が見られなかった。
実施例5ではテープ剥離試験の結果は良好であったが、スクラッチ試験では、記樹脂くずの発生が観察されていた。これは、実施例5および6で得られた成形品は、テープ剥離試験で加えた比較的弱い荷重には十分に耐えうるが、スクラッチ試験で加えたような強い荷重に対しては、樹脂くずの発生を抑制できるまでに至らなかったためであると考えられる。
この結果は、実施例5および6で得られた成形品は、繊維状フィラーの含有率が40重量%であり、実施例1~4と比較して高いため、実施例1~4よりも繊維状フィラーと液晶ポリマーとの接合部に摩擦が生じる確率が比較的高いことと、表面ヤング率が実施例5は4200MPa、実施例6は4000MPaであり、実施例1~4と比較して高いため、液晶性ポリマーと液晶性ポリマーとの間に、接合力よりも強い力が加わると、樹脂くずが発生しやすくなる傾向があることが原因として考えられる。
しかしながら、リフロー後の露出面積増量は0.2%未満に抑制されているため、熱履歴後であっても成形品からの繊維状フィラーの脱落は十分に抑制されていると言える。実用上、リフロー後の露出面積増量の抑制は、繊維状フィラーの脱落および樹脂くずの発生が少ない成形品を得る上で非常に重要なファクターであるため、実施例5および6で得られた成形品は、本発明の課題を解決する上で十分利用価値があると言える。したがって、繊維状フィラー露出面積率が0.4%以下である成形品も本発明の範囲に含まれる。
そして、実施例1~4で得られた、繊維状フィラー露出面積率が0.3%以下である成形品は、テープ剥離試験、リフロー後の露出面積増量、スクラッチ試験のいずれにおいても優れた結果を示すことができているため、繊維状フィラーの脱落および樹脂くずの発生をより効果的に抑制できるということが言える。
繊維状フィラー露出面積率が0.4%を超える比較例1~3では、テープ剥離試験、リフロー後の露出面積増量、スクラッチ試験のいずれにおいても満足な結果は得られなかった。これは、成形品における長繊維割合が2.5%を超えており、大きいため、繊維状フィラーの脱落、樹脂くずの発生が非常に起こりやすい状態になっているためであると考えられる。
本発明にかかる成形品は、以上のように、繊維状フィラーおよび液晶性ポリマーを含有する液晶性樹脂組成物を射出成形してなる成形品であって、上記成形品の表面に露出した上記繊維状フィラーの面積が、上記成形品の表面積に占める割合が0.4%以下であるという構成である。
それゆえ、摩擦などの力が加わった場合も繊維状フィラーの脱落や、樹脂くずの発生を十分に抑制することができる。また、リフローのような実用途において熱履歴を経た後も、成形品表面への繊維状フィラーの露出を抑制することができる。そのため、接触不良の発生頻度が非常に低く、安定的に所望の性能を発揮可能な有接点電子部品を提供することができるという効果を奏する。
本発明にかかる成形品は、上記成形品の表面に露出した上記繊維状フィラーの面積の、上記成形品の表面積に占める割合が0.3%以下であることが好ましい。
後述する実施例に示すように、上記割合が0.4%の場合は、成形品をリフローに供した後の露出面積増量は見られないが、スクラッチ試験において比較的強い荷重を負荷すると、樹脂くずの発生が見られた。一方、上記割合が0.3%以下の場合は、上記露出面積増量は観察されず、かつ、スクラッチ試験供試後も樹脂くずの発生も見られなかった。
それゆえ、上記構成によれば、成形品により強い力がかかった場合も繊維状フィラーの脱落や、樹脂くずの発生を抑制することができる。そのため、有接点電子部品に用いた場合に、接触不良の発生をより一層少なくすることができる。
本発明にかかる成形品に含有される繊維状フィラーは、繊維長が200μm以上の繊維状フィラーの含有率(以下、「長繊維割合」と称する)が2.5%以下であることが好ましい。
本発明者は、繊維長が200μm以上という長い繊維状フィラーが、成形品表面において露出しやすく、成形品表面からの繊維状フィラーの脱落および樹脂くず発生の主たる原因となることを突き止めた。
上記構成によれば、長繊維割合が2.5%以下と非常に低いため、成形品表面における繊維状フィラーの露出の原因となる、長い繊維状フィラーの影響を受けることが少ない。それゆえ、有接点電子部品に用いた場合に、接触不良の発生をより一層少なくすることができる。
本発明にかかる成形品に含有される繊維状フィラーは、数平均繊維長が76μm以下であることが好ましい。
上記構成によれば、長繊維割合が2.5%以下であると共に、数平均繊維長も低く抑えられているので、成形品表面における繊維状フィラーの露出の原因となる、長い繊維状フィラーの含有量がより少ないことになる。そのため、成形品表面からの繊維状フィラーの脱落および樹脂くずの発生を一層抑制することができる。
本発明にかかる成形品に含有される繊維状フィラーは、繊維長が200μm以上の繊維状フィラーが占める割合が2.5%以下、かつ、数平均繊維長が76μm以下であり、上記成形品の表面ヤング率は3700MPa以下であることであることが好ましい。
上記構成によれば、繊維状フィラーの露出が抑制され、長繊維割合および繊維状フィラーの数平均繊維長も小さい。しかも、表面ヤング率が3700MPa以下であるため成形品が比較的たわみやすいことから、強い荷重の負荷にも耐性を有する。それゆえ、繊維状フィラーの脱落や、樹脂くずの発生を強力に抑制することができ、リフロー等による熱履歴を経た後の露出面積増量を十分に抑制することもできる。
本発明にかかる有接点電子部品用の液晶性樹脂組成物は、繊維状フィラーおよび液晶性ポリマーを含有する、有接点電子部品用の液晶性樹脂組成物であって、上記繊維状フィラーは、繊維長が200μm以上の繊維状フィラーの含有率が2.5%以下であることを特徴としている。
上記構成によれば、成形品表面における繊維状フィラーの露出の原因となる、長い繊維状フィラーの含有率が低いため、射出成形に供することにより、繊維状フィラーの脱落および樹脂くずの発生が抑制された成形品を提供することができる。そのため、有接点電子部品用の材料として好適に用いることができる。
本発明にかかる有接点電子部品用の液晶性樹脂組成物は、上記繊維状フィラーの数平均繊維長が76μm以下であることが好ましい。
上記構成によれば、長繊維割合が2.5%以下であると共に、数平均繊維長も低く抑えられているので、成形した場合に、成形品表面からの繊維状フィラーの脱落および樹脂くずの発生を一層抑制することができる。そのため、有接点電子部品用の材料としてより好適に用いることができる。
本発明にかかる有接点電子部品用の液晶性樹脂組成物は、表面ヤング率が3700MPa以下であることが好ましい。
上記構成によれば、長繊維割合および繊維状フィラーの数平均繊維長が小さく、しかも、比較的たわみやすい液晶性樹脂組成物となるため、射出成形することにより、強い荷重の負荷にも耐えうる成形品を提供することができる。それゆえ、接点電子部品製造用の材料としてより好適に用いることができる。
本発明にかかる有接点電子部品用の液晶性樹脂組成物は、繊維長が200μm以上の繊維状フィラーの含有率が2.5%以下、かつ、数平均繊維長が76μm以下である繊維状フィラーを33重量%以上37重量%以下含有することが好ましい。
繊維状フィラーは、液晶性樹脂組成物中において、主として液晶性ポリマーの流動方向を調整し、成形を行いやすくする目的で用いられる。上記構成によれば、繊維状フィラーの含有量が上記目的を達するために適当な量となると共に、液晶性樹脂組成物を成形した場合に、十分に繊維状フィラーの脱落や、樹脂くずの発生を抑制することができ、リフロー等による熱履歴を経た後の露出面積増量を十分に抑制することもできる。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明にかかる、繊維状フィラーおよび液晶性ポリマーを含有する液晶性樹脂組成物を射出成形してなる成形品は、成形品表面への繊維状フィラーの露出が抑制されており、摩擦などの力が加わった際に繊維状フィラーの脱落や樹脂くずの発生を防ぐことができるため、リレー、スイッチ、コネクタ等の有接点電子部品の接触不良を大幅に低減することができる。したがって、本発明は各種電気産業、電子産業等において幅広く利用することができる。
Claims (11)
- 繊維状フィラーおよび液晶性ポリマーを含有する液晶性樹脂組成物を射出成形してなる成形品であって、上記成形品の表面に露出した上記繊維状フィラーの面積の、上記成形品の表面積に占める割合が0.4%以下であることを特徴とする成形品。
- 上記成形品の表面に露出した上記繊維状フィラーの面積の、上記成形品の表面積に占める割合が0.3%以下であることを特徴とする請求項1に記載の成形品。
- 上記成形品に含有される繊維状フィラーは、繊維長が200μm以上の繊維状フィラーの含有率が2.5%以下であることを特徴とする請求項1に記載の成形品。
- 上記成形品に含有される繊維状フィラーは、数平均繊維長が76μm以下であることを特徴とする請求項3に記載の成形品。
- 上記成形品に含有される繊維状フィラーは、繊維長が200μm以上の繊維状フィラーの含有率が2.5%以下、かつ、数平均繊維長が76μm以下であり、上記成形品の表面ヤング率は3700MPa以下であることを特徴とする請求項2に記載の成形品。
- 繊維状フィラーおよび液晶性ポリマーを含有する、有接点電子部品用の液晶性樹脂組成物であって、上記繊維状フィラーは、繊維長が200μm以上の繊維状フィラーの含有率が2.5%以下であることを特徴とする液晶性樹脂組成物。
- 上記液晶性樹脂組成物に含有される繊維状フィラーは、数平均繊維長が76μm以下であることを特徴とする請求項6に記載の液晶性樹脂組成物。
- 表面ヤング率が3700MPa以下であることを特徴とする請求項7に記載の液晶性樹脂組成物。
- 繊維長が200μm以上の繊維状フィラーの含有率が2.5%以下、かつ、数平均繊維長が76μm以下である繊維状フィラーを33重量%以上37重量%以下含有することを特徴とする請求項8に記載の液晶性樹脂組成物。
- 請求項6に記載の液晶性樹脂組成物を射出成形してなることを特徴とする成形品。
- 請求項1に記載の成形品を含有することを特徴とする有接点電子部品。
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