WO2023054314A1 - 樹脂組成物 - Google Patents

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WO2023054314A1
WO2023054314A1 PCT/JP2022/035841 JP2022035841W WO2023054314A1 WO 2023054314 A1 WO2023054314 A1 WO 2023054314A1 JP 2022035841 W JP2022035841 W JP 2022035841W WO 2023054314 A1 WO2023054314 A1 WO 2023054314A1
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calcium silicate
resin composition
liquid crystalline
coupling agent
silicate whiskers
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昭宏 長永
真奈 中村
峰生 大竹
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ポリプラスチックス株式会社
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    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
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    • C08L77/12Polyester-amides

Definitions

  • the present invention relates to a resin composition containing a liquid crystalline resin.
  • Liquid crystalline resins such as wholly aromatic polyesters are widely used as high-performance engineering plastics because they have well-balanced fluidity, mechanical strength, heat resistance, chemical resistance, electrical properties, and the like.
  • Liquid crystalline resins are often blended with glass fibers as reinforcing fillers.
  • the glass fiber has a large filler size, especially in the case of a small molded product, the filler may protrude to the surface of the molded product and deteriorate the appearance.
  • the use of fillers of a smaller size has been investigated. Among them, wollastonite, which is mainly composed of calcium silicate and has a high aspect ratio, is expected to be an alternative filler for glass fibers. rising.
  • Patent Document 1 describes a resin composition that can realize the manufacture of a connector that is excellent in heat resistance and mechanical strength and that suppresses warpage deformation.
  • a liquid crystalline resin composition containing a predetermined amount of is proposed.
  • Patent Document 2 discloses a liquid crystalline resin composition containing a liquid crystalline resin, whiskers, and a plate-like filler and having a predetermined swell ratio as a liquid crystalline resin composition in which the occurrence of blisters (fine blisters on the surface of a molded product) is suppressed. things are proposed.
  • the present inventor found that when calcium silicate whiskers were added to the liquid crystalline resin, the melt viscosity of the resin composition increased, resulting in a decrease in fluidity. The reason for this is not clear at this stage, but it is thought that the calcium silicate whiskers react with the liquid crystalline resin during melt-kneading at high temperatures to increase the melt viscosity of the resin composition.
  • the present inventors surprisingly found that by treating the surface of calcium silicate whiskers with a silane coupling agent, it was possible to suppress the increase in melt viscosity without impairing mechanical strength and heat resistance. Furthermore, depending on the type and blending amount of the surface treatment agent, blistering may occur in the molded product. The present invention has been completed.
  • An object of the present invention is to provide a resin composition containing a liquid crystalline resin that has improved fluidity and can prevent the formation of blisters in molded articles.
  • the present invention has the following aspects. [1] (A) containing a liquid crystalline resin and (B) calcium silicate whiskers, (B) the calcium silicate whisker comprises a calcium silicate whisker surface-treated with a silane coupling agent; (B) the calcium silicate whisker has a hydrophobicity of 5 to 100; (B) A resin composition in which the content of calcium silicate whiskers is 5 to 85 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the liquid crystalline resin (A). [2] The resin composition according to [1], wherein (B) the calcium silicate whiskers have an average fiber diameter of 1 to 15 ⁇ m.
  • the liquid crystalline resin is an aromatic polyester or an aromatic polyester amide having, as a constituent component, a structural unit derived from at least one selected from aromatic hydroxycarboxylic acids and derivatives thereof, [1] The resin composition according to any one of [5].
  • the liquid crystalline resin is an aromatic polyesteramide having, as a constituent component, a structural unit derived from at least one selected from aromatic hydroxycarboxylic acids and derivatives thereof [1] to [6] The resin composition according to any one of.
  • the resin composition contains (A) a liquid crystalline resin and (B) calcium silicate whiskers.
  • ⁇ (A) Liquid crystalline resin> liquid crystallinity means having a property capable of forming an optically anisotropic melt phase.
  • the nature of the anisotropic melt phase can be confirmed by conventional polarimetry using crossed polarizers. More specifically, confirmation of the anisotropic molten phase can be carried out by using a Leitz polarizing microscope and observing the molten sample placed on a Leitz hot stage under a nitrogen atmosphere at a magnification of 40 times.
  • a resin having liquid crystallinity normally transmits polarized light and exhibits optical anisotropy when inspected between crossed polarizers even in a molten stationary state.
  • the liquid crystalline resin preferably contains at least one selected from liquid crystalline polyesters and liquid crystalline polyester amides.
  • Liquid crystalline polyesters and liquid crystalline polyester amides are not particularly limited, but are preferably aromatic polyesters or aromatic polyester amides, and contain at least one resin selected from wholly aromatic polyesters and wholly aromatic polyester amides. is more preferable.
  • a polyester partially containing an aromatic polyester or an aromatic polyesteramide in the same molecular chain can also be used.
  • the aromatic polyester or aromatic polyester amide is (1) Polyester mainly composed of one or more aromatic hydroxycarboxylic acids and derivatives thereof; (2) Mainly (a) one or more of aromatic hydroxycarboxylic acids and derivatives thereof, and (b) one or more of aromatic dicarboxylic acids, alicyclic dicarboxylic acids, and derivatives thereof a polyester consisting of; (3) Mainly (a) one or more of aromatic hydroxycarboxylic acids and derivatives thereof, and (b) one or more of aromatic dicarboxylic acids, alicyclic dicarboxylic acids, and derivatives thereof , (c) one or more of aromatic diols, alicyclic diols, aliphatic diols, and derivatives thereof; (4) Mainly (a) one or more of aromatic hydroxycarboxylic acids and derivatives thereof, (b) one or more of aromatic hydroxyamines, aromatic diamines, and derivatives thereof, ( c) polyesteramides consisting of one or more of aromatic dicarboxylic acids
  • Preferred specific examples of compounds (monomers) constituting liquid crystalline polyesters and liquid crystalline polyester amides include aromatic hydroxycarboxylic acids such as 4-hydroxybenzoic acid and 6-hydroxy-2-naphthoic acid, and 2,6-dihydroxynaphthalene.
  • 1,4-dihydroxynaphthalene, 4,4′-dihydroxybiphenyl, hydroquinone, resorcinol compounds represented by the following general formula (I), and aromatic diols such as compounds represented by the following general formula (II); 1,4-phenylenedicarboxylic acid, 1,3-phenylenedicarboxylic acid, 4,4'-diphenyldicarboxylic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, and aromatic dicarboxylic acids such as compounds represented by the following general formula (III) Acid; p-aminophenol, p-phenylenediamine, N-acetyl-p-aminophenol and other aromatic amines.
  • X A group selected from alkylene (C 1 to C 4 ), alkylidene, —O—, —SO—, —SO 2 —, —S—, and —CO—.
  • the liquid crystalline resin is an aromatic polyester or an aromatic polyester amide having as a constituent unit a structural unit derived from at least one selected from aromatic hydroxycarboxylic acids and derivatives thereof (e.g., alkyl esters, etc.).
  • derived from means a reaction residue after the polycondensation reaction of the monomer component.
  • the liquid crystalline resin composition according to the present embodiment contains calcium silicate whiskers surface-treated with a silane coupling agent, and (B) the calcium silicate whiskers have a hydrophobicity of 5 to 100, and (B) The content of the calcium silicate whiskers is 5 to 85 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the liquid crystalline resin (A), thereby suppressing an increase in melt viscosity even when the liquid crystalline resin contains an aromatic polyester amide. can do. As a result, it is possible to obtain a resin composition with improved fluidity compared to conventional resin compositions. Also, the formation of blisters in the molded product can be prevented.
  • the liquid crystalline resin can include an aromatic polyesteramide.
  • the liquid crystalline resin can be an aromatic polyester amide having, as a structural component, structural units derived from one or more selected from aromatic hydroxycarboxylic acids and derivatives thereof.
  • the liquid crystalline resin can be an aromatic polyester amide containing the following structural units (I) to (V).
  • Structural unit (I) is derived from 4-hydroxybenzoic acid (hereinafter also referred to as “HBA”).
  • Structural unit (II) is derived from 6-hydroxy-2-naphthoic acid (hereinafter also referred to as "HNA”).
  • Ar 1 and Ar 2 in structural units (III) and (IV) each independently represent a divalent aromatic group.
  • divalent aromatic groups examples include p-phenylene group, m-phenylene group, o-phenylene group, substituted phenylene group, biphenyl-4,4'-diyl group, biphenyl-3,3'-diyl, biphenyl -3,4'-diyl, naphthalene-2,6-diyl group, naphthalene-2,7-diyl group, naphthalene-1,6-diyl group, naphthalene-1,4-diyl group and the like.
  • Structural unit (III) is preferably derived from one or more selected from 1,4-phenylenedicarboxylic acid, 1,3-phenylenedicarboxylic acid, and 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, and 1,4-phenylene More preferably it is derived from a dicarboxylic acid (TA).
  • Structural unit (IV) is preferably derived from one or more selected from 4,4'-dihydroxybiphenyl, 1,4-dihydroxybenzene, and 2,6-dihydroxynaphthalene, and 4,4'-dihydroxybiphenyl (BP) is more preferred.
  • the structural unit (V) is derived from N-acetyl-p-aminophenol (hereinafter also referred to as "APAP").
  • the content of the structural unit (I) is 40 to 70 mol% (more preferably 55 ⁇ 65 mol%), the content of the structural unit (II) is more than 0 and 8 mol% or less (more preferably 2 to 7 mol%), and the content of the structural unit (III) is 12.5 to 27.5 mol% (more preferably 15 to 23 mol%), the content of the structural unit (IV) is 7.5 to 22.5 mol% (more preferably 10 to 20 mol%), and the structural The content of units (V) is preferably 1 to 9 mol % (more preferably 2.5 to 7.5 mol %).
  • the total content of the structural units (I) to (V) is preferably 100 mol% with respect to all the structural units of the aromatic polyesteramide. .
  • the increase in melt viscosity of the resin composition due to the addition of calcium silicate whiskers is small or not observed.
  • the calcium silicate whisker has a hydrophobicity of 5 to 100; When the amount is 5 to 85 parts by mass, the melt viscosity of the resin composition can be further reduced. As a result, it is possible to obtain a resin composition with improved fluidity compared to conventional resin compositions. Also, the formation of blisters in the molded product can be prevented.
  • the liquid crystalline resin may include aromatic polyester.
  • the liquid crystalline resin can be an aromatic polyester having structural units derived from one or more selected from aromatic hydroxycarboxylic acids and derivatives thereof as constituents.
  • the liquid crystalline resin can be an aromatic polyester containing the following structural units (I') to (IV'). Descriptions of the structural units (I') to (IV') are the same as those of the structural units (I) to (IV) in one embodiment of the above aromatic polyesteramide, and therefore are omitted here.
  • the content of the structural unit (I′) is 0.5 to 7.5 mol% ( more preferably 2.0 to 6.0 mol%), the content of the structural unit (II') is 40 to 75 mol% (more preferably 40 to 60 mol%), and the structural unit (III') is 8.5 to 30 mol% (more preferably 17 to 27 mol%), and the content of the structural unit (IV') is 8.5 to 30 mol% (more preferably 17 to 27 mol%). ) is preferred.
  • the total content of the structural units (I') to (IV') is 100 mol% with respect to all the structural units of the aromatic polyester. preferable.
  • the liquid crystalline resin may contain one or more selected from (i) wholly aromatic polyesters and (ii) wholly aromatic polyesteramides having structural units derived from the following compounds: (i) 4-hydroxybenzoic acid (HBA), 6-hydroxy-2-naphthoic acid (HNA), 1,4-phenylenedicarboxylic acid (TA), and 4,4'-dihydroxybiphenyl (BP) (ii) 4-hydroxybenzoic acid (HBA), 6-hydroxy-2-naphthoic acid (HNA), 1,4-phenylenedicarboxylic acid (TA) and/or 1,3-phenylenedicarboxylic acid (IA), 4, 4'-dihydroxybiphenyl (BP) and N-acetyl-p-aminophenol (APAP)
  • HBA 4-hydroxybenzoic acid
  • HNA 6-hydroxy-2-naphthoic acid
  • TA 1,4-phenylenedicarboxylic acid
  • BP 4,4'-dihydroxybiphen
  • the method for producing the liquid crystalline polyester and the liquid crystalline polyester amide is not particularly limited, and the above-mentioned monomer compound (or mixture of monomers) may be produced by a known method using a direct polymerization method or a transesterification method. However, usually, a melt polymerization method, a solution polymerization method, a slurry polymerization method, a solid phase polymerization method, etc., or a combination of two or more thereof is used, and a melt polymerization method, or a melt polymerization method and a solid phase polymerization method A combination with is preferably used.
  • a compound having an ester-forming ability it may be used in the polymerization as it is, or the precursor may be modified into a derivative having the ester-forming ability using an acylating agent or the like in the previous stage of the polymerization.
  • the acylating agent include carboxylic acid anhydrides such as acetic anhydride.
  • catalysts can be used in the polymerization.
  • Typical catalysts that can be used are potassium acetate, magnesium acetate, stannous acetate, tetrabutyl titanate, lead acetate, sodium acetate, antimony trioxide, tris(2,4-pentanedionato)cobalt (III ), and organic compound catalysts such as N-methylimidazole and 4-dimethylaminopyridine.
  • the amount of catalyst used is generally about 0.001 to 1% by weight, preferably about 0.01 to 0.2% by weight, based on the total weight of the monomers.
  • the molecular weight can be increased by subjecting the resin obtained by melt polymerization to solid phase polymerization.
  • the melt viscosity of the liquid crystalline resin is not particularly limited.
  • the melt viscosity measured at a shear rate of 1000 sec ⁇ 1 at a molding temperature is 10 Pa s. It is preferably 1000 Pa ⁇ s or more, and more preferably 15 Pa ⁇ s or more and 800 Pa ⁇ s or less.
  • the melt viscosity of the liquid crystalline resin measured as described above can be 20 to 40 Pa ⁇ s.
  • the melt viscosity can be adjusted by adjusting the final polymerization temperature during melt polymerization of the liquid crystalline resin.
  • the melt viscosity can be 10 Pa ⁇ s by carrying out the final polymerization temperature of the liquid crystalline resin at more than 300° C. during the melt polymerization.
  • the melting point Tm2 is the peak top temperature (melting point Tm1 ), held at (melting point Tm1 + 40) ° C. for 2 minutes, then cooled to room temperature at a temperature decrease rate of 20 ° C./min, and then heated again from room temperature at a temperature increase rate of 20 ° C./min (2st RUN). It is the peak top temperature in the endothermic peak of the 2nd RUN.
  • the onset temperature (peak rise start temperature) of the melting point Tm1 which will be described later, is the onset temperature of the endothermic peak of the 1stRUN. "Cylinder temperature 10 to 30 ° C.
  • Tm2 is the melt viscosity measured at any one temperature appropriately selected according to the composition of the liquid crystalline resin among the temperatures 10 to 30 ° C. higher than the melting point Tm2.
  • the melt viscosity measured in the entire temperature range 10 to 30° C. higher than the melting point Tm2 does not have to be within the above range.
  • the content of the liquid crystalline resin in the resin composition is preferably 5 to 50% by mass from the viewpoint of further expressing the properties of the liquid crystalline resin such as excellent fluidity, mechanical strength, and heat resistance. It is more preferably 45% by mass.
  • the liquid crystalline resin composition contains (B) calcium silicate whiskers.
  • Calcium silicate whiskers include calcium silicate whiskers surface-treated with a silane coupling agent.
  • the inventors of the present invention have found that when calcium silicate whiskers are added to a liquid crystalline resin, the melt viscosity of the resin composition is increased, thereby lowering the fluidity.
  • the increase in melt viscosity can be prevented by using calcium silicate whiskers surface-treated with a silane coupling agent, which will be described later.
  • the melt viscosity of the resin composition can be further reduced even in a composition with little or no increase in melt viscosity. Thereby, it is possible to obtain a resin composition having improved fluidity compared to conventional resin compositions.
  • Calcium silicate whiskers are whisker-like (needle-like) single-crystal inorganic compounds containing calcium silicate (CaSiO 3 ) as a main component. Wollastonite, for example, can be used as calcium silicate whiskers.
  • the average fiber length of the calcium silicate whiskers is preferably 10 to 200 ⁇ m, more preferably 10 to 150 ⁇ m, from the viewpoint of maintaining high rigidity and mechanical strength and easily preventing exposure on the surface of the molded product. more preferably 10 to 140 ⁇ m.
  • the average fiber length is measured by taking a stereoscopic microscope image of 100 calcium silicate whiskers photographed from a CCD camera into a PC and using an image measuring machine by an image processing method. This is repeated 10 times, and the average value of the measured values when the number of calcium silicate whiskers reaches 1000 is employed.
  • the average fiber length of the calcium silicate whiskers in the resin composition can be obtained by measuring the residue obtained by heating the resin composition at 600° C. for 2 hours and incinerating it by the above method.
  • the average fiber diameter of calcium silicate whiskers is preferably 1 to 15 ⁇ m, more preferably 3 to 10 ⁇ m, even more preferably 4 to 9 ⁇ m, from the viewpoint of maintaining high rigidity and mechanical strength. .
  • 30 calcium silicate whiskers are measured with a scanning electron microscope, and the average value is adopted.
  • the average fiber diameter of the calcium silicate whiskers in the resin composition is obtained by heating the resin composition at 600° C. for 2 hours and measuring the incinerated residue by the above method.
  • the average aspect ratio of the calcium silicate whiskers is preferably 10-50, more preferably 10-40, from the viewpoint of maintaining high rigidity and mechanical strength. Let the average aspect-ratio be the value calculated
  • the content of calcium silicate whiskers is 5 to 85 parts by mass, preferably 8 to 60 parts by mass, more preferably 10 to 50 parts by mass, based on 100 parts by mass of the liquid crystalline resin.
  • the content of calcium silicate whiskers can be 11.1 to 48.4 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the liquid crystalline resin. If the content of the calcium silicate whiskers is less than 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the liquid crystalline resin, the rigidity and mechanical strength will be insufficient, and the dimensional accuracy will also deteriorate, which is not preferable. If the amount exceeds 85 parts by mass, the fluidity will deteriorate, which is not preferable.
  • the calcium silicate whisker has a hydrophobicity of 5-100, preferably 5-90, more preferably 5-85. If the degree of hydrophobicity is less than 5, blisters may occur on the surface of the molded product, which is not preferred.
  • Hydrophobicity is a value based on methanol wettability. Specifically, the degree of hydrophobicity is a value measured by the following method. 1. Place 0.5 g of sample in a 500 mL Erlenmeyer flask. 2. Add 50 mL of ion-exchanged water to (1) and stir with a stirrer. 3. Methanol is dropped from a burette while stirring, and the drop amount is read when the entire amount of the sample is suspended in the ion-exchanged water. 4. Calculate the degree of hydrophobicity by the following formula.
  • the hydrophobization degree of the calcium silicate whiskers can be adjusted by, for example, the type and blending amount of the silane coupling agent.
  • the degree of hydrophobicity is high when the carbon chain is long or has a cyclic structure. Become.
  • an alkoxysilane coupling agent having an alkyl group or an aryl group is used as the silane coupling agent, the greater the amount used, the higher the degree of hydrophobicity.
  • Calcium silicate whiskers are surface treated with a silane coupling agent.
  • the melt viscosity of the resin composition may increase.
  • the melt viscosity of the resin composition can be prevented from increasing and the fluidity can be improved more than before. Also, the formation of blisters in the molded product can be prevented.
  • a silane coupling agent has a hydrolyzable group that reacts with an inorganic material in its molecule.
  • the silane coupling agent include a chlorosilane coupling agent whose hydrolyzable group is a chlorine atom, an alkoxysilane coupling agent whose hydrolyzable group is an alkoxy group, and the like.
  • the silane coupling agent preferably contains an alkoxysilane coupling agent, and more preferably contains one or more selected from a dialkoxysilane coupling agent and a trialkoxysilane coupling agent.
  • An alkoxy group is preferably one or more selected from a methoxy group and an ethoxy group.
  • the silane coupling agent preferably has a hydrophobic group in addition to the hydrolyzable group.
  • Hydrophobic groups include alkyl groups and aryl groups. Hydrophobicity generally increases when the carbon chain lengthens or has a cyclic structure.
  • the silane coupling agent is a linear or branched alkyl having 4 or more carbon atoms (preferably 4 to 12), which may have a substituent in addition to the hydrolyzable group. and an optionally substituted aryl group having 6 or more carbon atoms (preferably a phenyl group).
  • the silane coupling agent may have a hydrophilic group such as a hydroxyl group, a carboxy group, or an amino group in its molecule.
  • the number of hydrophilic groups inside is preferably one or less.
  • the silane coupling agent preferably has one or less amino groups in one molecule.
  • silane coupling agents include methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, dimethoxydiphenylsilane, tetraethoxysilane, methyltriethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, phenyltriethoxysilane, n -propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, hexyltriethoxysilane, octyltriethoxysilane, decyltrimethoxysilane, 1,6-bis(trimethoxysilyl)hexane, 3,3,3 -trifluoropropyltrimethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane and other alkoxysilane coupling agents.
  • the silane coupling agent preferably contains
  • the silane coupling agent can contain one or more selected from decyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane and N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane.
  • a dry method and a wet method are known as methods for treating the surface of calcium silicate whiskers with a silane coupling agent in advance, and either method can be used.
  • a method of preparing a methanol solution of a silane coupling agent, spraying the solution onto calcium silicate whiskers, and then drying the solution can be used.
  • an integral blend method in which a silane coupling agent is directly added during compounding can also be used.
  • the treatment amount of the silane coupling agent is preferably 0.1 to 1.0% by mass, more preferably 0.1 to 0.8%, based on the total mass of the calcium silicate whiskers, and 0 0.2 to 0.5% is more preferred.
  • Calcium silicate whiskers surface-treated with a silane coupling agent are bonded to the silane coupling agent via the hydrolyzable groups of the silane coupling agent, and the hydrolyzable properties of the silane coupling agent are added to the surface of the filler. It has a group other than the group.
  • the calcium silicate whiskers preferably have hydrophobic groups on their surface.
  • the calcium silicate whisker has a linear or branched alkyl group having 4 or more carbon atoms (preferably 4 to 12 carbon atoms) which may have a substituent on the surface, and a substituted It preferably has one or more groups selected from aryl groups (preferably phenyl groups) having 6 or more carbon atoms, which may have groups.
  • the calcium silicate whiskers may have hydrophilic groups such as hydroxy groups, carboxy groups, and amino groups on the surface within the range of 5 to 100 hydrophobicity.
  • the content of the silane coupling agent is preferably 0.1 to 1.0% by mass, more preferably 0.1 to 0.8%, based on the total mass of the calcium silicate whisker. 0.2 to 0.5% is more preferred.
  • the resin composition can be blended with various powdery, plate-like, or fibrous inorganic or organic fillers (excluding calcium silicate whiskers) depending on the purpose of use.
  • Granular inorganic fillers include carbon black, graphite, silica, quartz powder, glass beads, glass balloons, glass powder, calcium silicate, aluminum silicate, kaolin, clay, diatomaceous earth, iron oxide, titanium oxide, and zinc oxide. , antimony trioxide, metal oxides such as alumina, metal carbonates such as calcium carbonate and magnesium carbonate, metal sulfates such as calcium sulfate and barium sulfate, other ferrites, silicon carbide, silicon nitride, boron nitride, etc. A metal powder etc. are mentioned.
  • Plate-like inorganic fillers include mica, glass flakes, talc, and various metal foils.
  • organic fillers include heat-resistant high-strength synthetic fibers such as aromatic polyester fibers, liquid crystalline polymer fibers, aromatic polyamide fibers, and polyimide fibers.
  • fibrous inorganic fillers examples include fibrous fillers (amorphous fibers or polycrystalline fibers) such as glass fibers, milled glass fibers, carbon fibers, and alumina fibers.
  • the average particle size of the powdery inorganic filler and the plate-like inorganic filler is not particularly limited, and can be, for example, 0.3 to 100 ⁇ m. Let the average particle diameter be the value measured by the laser diffraction method.
  • the average fiber length of the fibrous inorganic filler is not particularly limited, and can be, for example, 50 to 3000 ⁇ m.
  • the average fiber diameter is not particularly limited, and can be, for example, 0.2 to 15 ⁇ m. The methods for measuring the average fiber length and average fiber diameter are as described above.
  • inorganic and organic fillers can be used singly or in combination of two or more.
  • a sizing agent or a surface treatment agent can be used if necessary.
  • the amount of the filler compounded is preferably 50 parts by mass or less, more preferably 30 parts by mass or less, relative to 100 parts by mass of the liquid crystalline resin.
  • the resin composition may contain other resins than the liquid crystalline polymer and additives such as lubricants, antioxidants, stabilizers, pigments, and crystal nucleating agents.
  • the content of other resins and additives is preferably 20% by mass or less in the resin composition.
  • the melt viscosity of the resin composition is 1000 Pa s or less as measured at a temperature 10 to 30°C higher than the melting point Tm2 of the liquid crystalline resin measured with a differential scanning calorimeter and at a shear rate of 1000 sec -1 .
  • the melt viscosity of the resin composition is more preferably 4 to 500 Pa ⁇ s, still more preferably 4 to 250 Pa ⁇ s, and even more preferably 5 to 100 Pa ⁇ s. is s.
  • the melt viscosity of the resin composition measured as described above can be 20 Pa ⁇ s or more and less than 50 Pa ⁇ s, and can be 24.5 Pa ⁇ s or more and 45.0 Pa ⁇ s or less.
  • the resin composition according to the present embodiment can suppress an increase in melt viscosity even if it contains calcium silicate whiskers.
  • the ratio of the melt viscosity of the resin composition containing surface-treated calcium silicate whiskers to the melt viscosity of the resin composition containing untreated calcium silicate whiskers (resin containing surface-treated calcium silicate whiskers) is less than 1.00, preferably less than 0.90, and more preferably less than 0.85.
  • the resin composition according to this embodiment can prevent the formation of blisters in molded products.
  • a test piece (a piece of a 12.5 mm ⁇ 120 mm ⁇ 0.8 mm injection molded product divided into two at the weld) is hot-pressed in a range of 250 to 300 ° C. in increments of 10 ° C. for 5 minutes, and then visually confirm whether blisters are generated on the surface. °C or higher, and more preferably 240°C or higher.
  • the method for producing the resin composition is not particularly limited, and it can be prepared by a conventionally known method.
  • the resin composition is prepared by blending each component and melt-kneading them using a single-screw or twin-screw extruder.
  • the resin composition according to the present embodiment has heat resistance, high mechanical strength, high rigidity and high fluidity, it can be processed into various three-dimensional molded products, fibers, films, and the like.
  • it can prevent an increase in melt viscosity and maintain excellent fluidity, so that it can be easily processed into a small-sized molded product.
  • the temperature of the reaction system was raised to 140°C and reacted at 140°C for 1 hour. After that, the temperature is further raised to 340° C. over 4.5 hours, and the pressure is reduced to 10 Torr (that is, 1330 Pa) over 15 minutes to melt while distilling off acetic acid, excess acetic anhydride, and other low-boiling components. Polymerization was carried out. After the stirring torque reaches a predetermined value, nitrogen is introduced to increase the pressure from a reduced pressure state to a normal pressure state to a pressurized state, and the product is discharged from the bottom of the polymerization vessel and pelletized to obtain a pellet-shaped prepolymer. rice field.
  • the obtained prepolymer was heat-treated (solid-phase polymerization) at 300° C. for 2 hours under a nitrogen stream to obtain the desired wholly aromatic polyesteramide.
  • the obtained wholly aromatic polyester amide had a melting point of 336° C. and a melt viscosity of 20 Pa ⁇ s.
  • the temperature of the reaction system was raised to 140°C and reacted at 140°C for 1 hour. After that, the temperature is further raised to 360° C. over 5.5 hours, and the pressure is reduced to 10 Torr (that is, 1330 Pa) over 20 minutes to melt while distilling off acetic acid, excess acetic anhydride, and other low-boiling components. Polymerization was carried out. After the stirring torque reaches a predetermined value, nitrogen is introduced to increase the pressure from a reduced pressure state to a normal pressure state to a pressurized state, and the product is discharged from the bottom of the polymerization vessel, pelletized, and pelletized wholly aromatic polyester. amide was obtained. The obtained wholly aromatic polyester amide had a melting point of 345° C. and a melt viscosity of 20 Pa ⁇ s.
  • HBA 4-hydroxybenzoic acid
  • HNA 4-hydroxybenzoic acid
  • III'-a 1,4-phenylene dicarboxylic acid 560 g (25 mol%)
  • TA 4,4'-dihydroxybiphenyl 628 g (25 mol%)
  • BP Potassium acetate catalyst 165mg
  • the temperature of the reaction system was raised to 140°C and reacted at 140°C for 1 hour. After that, the temperature is further raised to 360° C. over 5.5 hours, and the pressure is reduced to 5 Torr (that is, 667 Pa) over 30 minutes to melt while distilling off acetic acid, excess acetic anhydride, and other low-boiling components. Polymerization was carried out. After the stirring torque reaches a predetermined value, nitrogen is introduced to increase the pressure from a reduced pressure state to a normal pressure state to a pressurized state, and the product is discharged from the bottom of the polymerization vessel and pelletized to obtain a pellet-shaped prepolymer. rice field.
  • the obtained prepolymer was heat-treated (solid-phase polymerization) at 300° C. for 3 hours in a nitrogen stream to obtain the desired wholly aromatic polyester.
  • the obtained wholly aromatic polyester had a melting point of 348° C. and a melt viscosity of 40 Pa ⁇ s.
  • melt viscosities and melting points of the wholly aromatic polyester amides and wholly aromatic polyesters described above were measured by the following methods.
  • melt viscosity Using a capillary rheometer (capilograph manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.), the melt viscosity of the liquid crystalline polymer was measured at the following cylinder temperature and shear rate of 1000/sec according to ISO11443. An orifice with an inner diameter of 1 mm and a length of 20 mm was used for the measurement. Cylinder temperature: 350°C (fully aromatic polyester amide 1) 360°C (fully aromatic polyester amide 2) 380°C (fully aromatic polyester)
  • Example 1 Wholly aromatic polyester amide 1, calcium silicate whiskers, and lubricant were blended in the amounts shown in Table 1, and a twin-screw extruder (TEX30 ⁇ type manufactured by Japan Steel Works, Ltd.) was used to raise the cylinder temperature to 350°C.
  • the resin composition pellets of Example 1 were obtained by melt kneading.
  • Cylinder temperature 350°C (Examples 1-5, Examples 8-10, Comparative Examples 1-3, Comparative Examples 8-13) 350°C (Example 11) 360°C (Example 7, Comparative Examples 6 and 7) 380°C (Example 6, Comparative Examples 4 and 5)
  • melt viscosity measured as described above was used to measure the resin containing untreated calcium silicate whiskers.
  • the ratio of the melt viscosity of the resin composition containing the surface-treated calcium silicate whiskers to the melt viscosity of the composition was calculated.
  • melt viscosities of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 2 and 3 are compared to the melt viscosities of Comparative Example 1 (containing untreated calcium silicate whiskers). Each ratio of was calculated.
  • the ratio of the melt viscosities of Example 6 and Comparative Example 5 to the melt viscosity of Comparative Example 4 the ratio of the melt viscosities of Example 7 and Comparative Example 7 to the melt viscosity of Comparative Example 6, and the melt viscosity of Comparative Example 8
  • the ratio of the melt viscosities of Example 8 and Comparative Example 9 the ratio of the melt viscosities of Example 9 and Comparative Example 11 to the melt viscosity of Comparative Example 10
  • the melt viscosity of Example 10 and Comparative Example 13 to the melt viscosity of Comparative Example 12 was calculated.
  • Table 1 shows the results.
  • the ratio of the melt viscosity of Example 11 to the melt viscosity of Comparative Example 1 was calculated.
  • Table 2 shows the results. When it is less than 1, the melt viscosity is lowered. As a result, fluidity is improved more than before.
  • the resin composition pellets obtained in Examples and Comparative Examples were molded using a molding machine ("SE100DU” manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd.) under the following molding conditions to obtain 12.5 mm ⁇
  • a molded product of 120 mm ⁇ 0.8 mm was obtained.
  • a fragment obtained by dividing this molded product into two at the weld portion was used as one specimen, and was sandwiched in a hot press at a predetermined temperature for 5 minutes. After that, it was visually examined whether blisters were formed on the surface of the specimen.
  • the blister temperature was the maximum temperature at which the number of blisters generated was zero.
  • the predetermined temperature was set in the range of 250 to 300°C in increments of 10°C.
  • the melt viscosities of the conventional resin compositions of Comparative Examples 1, 6, 7, 9, and 11 are increased by adding calcium silicate whiskers to the liquid crystalline resin. As a result, the fluidity is lowered and the moldability is deteriorated.
  • Examples 1 to 5 which contain 5 to 85 parts by mass of calcium silicate whiskers surface-treated with a silane coupling agent and having a degree of hydrophobicity of 5 to 100 with respect to 100 parts by mass of the liquid crystalline resin, The increase in melt viscosity of the resin compositions of Examples 7 to 10 and Example 11 is suppressed more than Comparative Examples 1, 6, 7, 9 and 11. As a result, the resin composition has improved fluidity compared to the conventional resin composition.
  • the melt viscosity is lowered by adding calcium silicate whiskers to the liquid crystalline resin. can be further enhanced.
  • the resin composition has improved fluidity compared to the conventional resin composition.
  • the resin compositions of Examples 1 to 10 and Example 11 all have a blister temperature exceeding 200°C, and the formation of blisters can be suppressed even at a molding temperature exceeding 200°C.
  • the resin composition according to the present disclosure has heat resistance, high mechanical strength, high rigidity, and high fluidity, it can be processed into various three-dimensional molded products, fibers, films, etc., and has industrial applicability. are doing.

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Abstract

従来よりも流動性が向上し、かつ成形品におけるブリスターの発生を防ぐことができる、液晶性樹脂を含む樹脂組成物を提供する。 (A)液晶性樹脂及び(B)ケイ酸カルシウムウィスカーを含有し、 (B)ケイ酸カルシウムウィスカーは、シランカップリング剤で表面処理されたケイ酸カルシウムウィスカーを含み、 (B)ケイ酸カルシウムウィスカーの疎水化度が、5~100であり、 (B)ケイ酸カルシウムウィスカーの含有量が、(A)液晶性樹脂100質量部に対して、5~85質量部である、樹脂組成物とする。

Description

樹脂組成物
 本発明は、液晶性樹脂を含む樹脂組成物に関する。
 全芳香族ポリエステル等の液晶性樹脂は、優れた流動性、機械強度、耐熱性、耐薬品性、電気的性質等をバランス良く有するため、高機能エンジニアリングプラスチックスとして広く利用されている。液晶性樹脂には、補強用フィラーとしてガラス繊維が配合されることが多い。しかしながら、ガラス繊維はフィラーサイズが大きいため、特に小型成形品の場合は成形品の表面へフィラーが突出して外観が悪化してしまうことがある。そのような不具合を防ぐために、より小さいサイズのフィラーを用いることが検討されており、中でもケイ酸カルシウムを主成分としかつ高アスペクト比を有するウォラストナイトは、ガラス繊維の代替フィラーとしての期待が高まっている。
 特許文献1には、耐熱性及び機械的強度に優れ、そり変形が抑制されたコネクターの製造を実現できる樹脂組成物として、液晶性樹脂と所定のアスペクト比を有する繊維状ウォラストナイトとマイカとを所定量で含む液晶性樹脂組成物が提案されている。特許文献2には、ブリスター(成形品表面の細かい膨れ)発生が抑制された液晶性樹脂組成物として、液晶性樹脂、ウィスカー及び板状充填剤を含有し所定のスウェル比を有する液晶性樹脂組成物が提案されている。
国際公開第2020/100618号 国際公開第2019/203157号
 本発明者は、研究の過程で、液晶性樹脂にケイ酸カルシウムウィスカーを配合すると樹脂組成物の溶融粘度が上昇してそれにより流動性が低下してしまうことがあることを知見した。その理由は現段階で明らかではないが、高温での溶融混練時にケイ酸カルシウムウィスカーが液晶性樹脂と反応して樹脂組成物の溶融粘度を上昇させるのではないかと考えられる。本発明者はさらに研究を重ね、驚くべきことに、ケイ酸カルシウムウィスカーをシランカップリング剤で表面処理することで、機械強度及び耐熱性を損なうことなく溶融粘度の上昇を抑制できることを見出した。さらに、表面処理剤の種類や配合量によっては成形品にブリスターが発生する場合があるが、ケイ酸カルシウムウィスカーの疎水化度を5~100とすることでブリスターの発生を抑制できることを知見し、本発明を完成させるに至った。
 本発明は、従来よりも流動性が向上し、かつ成形品におけるブリスターの発生を防ぐことができる、液晶性樹脂を含む樹脂組成物を提供することを課題とする。
 本発明は以下の態様を有する。
[1](A)液晶性樹脂及び(B)ケイ酸カルシウムウィスカーを含有し、
 (B)ケイ酸カルシウムウィスカーは、シランカップリング剤で表面処理されたケイ酸カルシウムウィスカーを含み、
 (B)ケイ酸カルシウムウィスカーの疎水化度が、5~100であり、
 (B)ケイ酸カルシウムウィスカーの含有量が、(A)液晶性樹脂100質量部に対して、5~85質量部である、樹脂組成物。
[2](B)ケイ酸カルシウムウィスカーの平均繊維径が、1~15μmである、[1]に記載の樹脂組成物。
[3](B)ケイ酸カルシウムウィスカーの平均繊維長が、10~200μmである[1]又は[2]に記載の樹脂組成物。
[4]前記シランカップリング剤の含有量が、(B)ケイ酸カルシウムウィスカーに対して、0.1~1.0質量%である、[1]から[3]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[5]前記シランカップリング剤が、1分子中のアミノ基の数が1以下である、[1]から[4]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[6](A)液晶性樹脂は、少なくとも芳香族ヒドロキシカルボン酸及びその誘導体から選ばれる1以上に由来する構成単位を構成成分として有する、芳香族ポリエステル又は芳香族ポリエステルアミドである、[1]から[5]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[7](A)液晶性樹脂は、少なくとも芳香族ヒドロキシカルボン酸及びその誘導体から選ばれる1以上に由来する構成単位を構成成分として有する、芳香族ポリエステルアミドである、[1]から[6]のいずれかに記載の樹脂組成物。
 本発明によれば、従来よりも流動性が向上し、かつ成形品におけるブリスターの発生を防ぐことができる、液晶性樹脂を含む樹脂組成物を提供することができる。
 以下、本発明の一実施形態について詳細に説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の効果を阻害しない範囲で適宜変更を加えて実施することができる。
[樹脂組成物]
 樹脂組成物は、(A)液晶性樹脂及び(B)ケイ酸カルシウムウィスカーを含有する。
<(A)液晶性樹脂>
 「液晶性」とは、光学異方性溶融相を形成し得る性質を有することをいう。異方性溶融相の性質は、直交偏光子を利用した慣用の偏光検査法により確認することができる。より具体的には、異方性溶融相の確認は、Leitz偏光顕微鏡を使用し、Leitzホットステージに載せた溶融試料を窒素雰囲気下で40倍の倍率で観察することにより実施できる。液晶性を有する樹脂は、直交偏光子の間で検査したときに、たとえ溶融静止状態であっても偏光は通常透過し、光学的に異方性を示す。
 液晶性樹脂としては、液晶性ポリエステル及び液晶性ポリエステルアミドから選択される少なくとも1種を含むことが好ましい。液晶性ポリエステル及び液晶性ポリエステルアミドとしては、特に限定されないが、芳香族ポリエステル又は芳香族ポリエステルアミドであることが好ましく、全芳香族ポリエステル及び全芳香族ポリエステルアミドから選択される少なくとも一種の樹脂を含むことがより好ましい。また、芳香族ポリエステル又は芳香族ポリエステルアミドを同一分子鎖中に部分的に含むポリエステルを用いることもできる。
 芳香族ポリエステル又は芳香族ポリエステルアミドとしては、より具体的には、
(1)主として芳香族ヒドロキシカルボン酸及びその誘導体の1種又は2種以上からなるポリエステル;
(2)主として(a)芳香族ヒドロキシカルボン酸及びその誘導体の1種又は2種以上と、(b)芳香族ジカルボン酸、脂環族ジカルボン酸、及びそれらの誘導体の1種又は2種以上とからなるポリエステル;
(3)主として(a)芳香族ヒドロキシカルボン酸及びその誘導体の1種又は2種以上と、(b)芳香族ジカルボン酸、脂環族ジカルボン酸、及びそれらの誘導体の1種又は2種以上と、(c)芳香族ジオール、脂環族ジオール、脂肪族ジオール、及びそれらの誘導体の1種又は2種以上、とからなるポリエステル;
(4)主として(a)芳香族ヒドロキシカルボン酸及びその誘導体の1種又は2種以上と、(b)芳香族ヒドロキシアミン、芳香族ジアミン、及びそれらの誘導体の1種又は2種以上と、(c)芳香族ジカルボン酸、脂環族ジカルボン酸、及びそれらの誘導体の1種又は2種以上、とからなるポリエステルアミド;
(5)主として(a)芳香族ヒドロキシカルボン酸及びその誘導体の1種又は2種以上と、(b)芳香族ヒドロキシアミン、芳香族ジアミン、及びそれらの誘導体の1種又は2種以上と、(c)芳香族ジカルボン酸、脂環族ジカルボン酸、及びそれらの誘導体の1種又は2種以上と、(d)芳香族ジオール、脂環族ジオール、脂肪族ジオール、及びそれらの誘導体の1種又は2種以上、とからなるポリエステルアミド等、を挙げることができる。さらに上記の構成成分に必要に応じ分子量調整剤を併用してもよい。
 上記液晶性樹脂は、2種以上の液晶性樹脂の混合物であってもよい。
 液晶性ポリエステル及び液晶性ポリエステルアミドを構成する化合物(モノマー)の好ましい具体例としては、4-ヒドロキシ安息香酸、6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸等の芳香族ヒドロキシカルボン酸、2,6-ジヒドロキシナフタレン、1,4-ジヒドロキシナフタレン、4,4’-ジヒドロキシビフェニル、ハイドロキノン、レゾルシン、下記一般式(I)で表される化合物、及び下記一般式(II)で表される化合物等の芳香族ジオール;1,4-フェニレンジカルボン酸、1,3-フェニレンジカルボン酸、4,4’-ジフェニルジカルボン酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、及び下記一般式(III)で表される化合物等の芳香族ジカルボン酸;p-アミノフェノール、p-フェニレンジアミン、N-アセチル-p-アミノフェノール等の芳香族アミン類が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
(X:アルキレン(C~C)、アルキリデン、-O-、-SO-、-SO-、-S-、及び-CO-より選ばれる基である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
(Y:-(CH-(n=1~4)及び-O(CHO-(n=1~4)より選ばれる基である。)
 一実施形態において、液晶性樹脂は、少なくとも芳香族ヒドロキシカルボン酸及びその誘導体(例えばアルキルエステル等)から選ばれる1以上に由来する構成単位を構成成分として有する、芳香族ポリエステル又は芳香族ポリエステルアミドであることが好ましい。本明細書において、「由来する」とは、そのモノマー成分の重縮合反応後の反応残基を意味する。
 本発明者の研究により、液晶性樹脂が芳香族ポリエステルアミドを含む場合は特に、ケイ酸カルシウムウィスカーの添加による樹脂組成物の溶融粘度の上昇が顕著であることが分かった。本実施形態に係る液晶性樹脂組成物は、シランカップリング剤で表面処理されたケイ酸カルシウムウィスカーを含み、かつ(B)ケイ酸カルシウムウィスカーの疎水化度が5~100であり、(B)ケイ酸カルシウムウィスカーの含有量が、(A)液晶性樹脂100質量部に対して5~85質量部であることにより、液晶性樹脂が芳香族ポリエステルアミドを含む場合でも、溶融粘度の上昇を抑制することができる。その結果、従来よりも流動性が向上した樹脂組成物とすることができる。また、成形品におけるブリスターの発生を防ぐことができる。
 一実施形態において、液晶性樹脂は、芳香族ポリエステルアミドを含むことができる。
 一実施形態において、液晶性樹脂は、芳香族ヒドロキシカルボン酸及びその誘導体から選ばれる1以上に由来する構成単位を構成成分として有する芳香族ポリエステルアミドとすることができる。
 一実施形態において、液晶性樹脂は、下記構成単位(I)~(V)を含有する芳香族ポリエステルアミドとすることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 構成単位(I)は、4-ヒドロキシ安息香酸(以下、「HBA」ともいう。)から誘導される。構成単位(II)は、6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸(以下、「HNA」ともいう。)から誘導される。
 構成単位(III)及び(IV)におけるAr、Arはそれぞれ独立に2価の芳香族基を表す。2価の芳香族基としては、例えば、p-フェニレン基、m-フェニレン基、o-フェニレン基、置換フェニレン基、ビフェニル-4,4’-ジイル基、ビフェニル-3,3’-ジイル、ビフェニル-3,4’-ジイル、ナフタレン-2,6-ジイル基、ナフタレン-2,7-ジイル基、ナフタレン-1,6-ジイル基、ナフタレン1,4-ジイル等が挙げられる。
 構成単位(III)は、1,4-フェニレンジカルボン酸、1,3-フェニレンジカルボン酸、及び2,6-ナフタレンジカルボン酸から選択される1以上から誘導されることが好ましく、1,4-フェニレンジカルボン酸(TA)から誘導されることがより好ましい。構成単位(IV)は、4,4’-ジヒドロキシビフェニル、1,4-ジヒドロキシベンゼン、及び2,6-ジヒドロキシナフタレンから選択される1以上から誘導されることが好ましく、4,4’-ジヒドロキシビフェニル(BP)から誘導されることがより好ましい。構成単位(V)は、N-アセチル-p-アミノフェノール(以下、「APAP」ともいう。)から誘導される。
 一実施形態において、低融点化と耐熱性との両立の観点から、全芳香族ポリエステルアミドの全構成単位に対して、構成単位(I)の含有量が40~70モル%(より好ましくは55~65モル%)であり、構成単位(II)の含有量が0を超え8モル%以下(より好ましくは2~7モル%)であり、構成単位(III)の含有量が12.5~27.5モル%(より好ましくは15~23モル%)であり、構成単位(IV)の含有量が7.5~22.5モル%(より好ましくは10~20モル%)であり、構成単位(V)の含有量が1~9モル%(より好ましくは2.5~7.5モル%)であることが好ましい。
 一実施形態において、高剛性及び高流動性の観点から、芳香族ポリエステルアミドの全構成単位に対して、構成単位(I)~(V)の合計の含有量が100モル%であることが好ましい。
 一方、液晶性樹脂が芳香族ポリエステルを含む場合は、ケイ酸カルシウムウィスカーの添加による樹脂組成物の溶融粘度の上昇は少ない又は見られないが、その場合においても、シランカップリング剤で表面処理されたケイ酸カルシウムウィスカーを含み、かつ(B)ケイ酸カルシウムウィスカーの疎水化度が5~100であり、(B)ケイ酸カルシウムウィスカーの含有量が、(A)液晶性樹脂100質量部に対して5~85質量部であることにより、樹脂組成物の溶融粘度をさらに低下させることができる。その結果、従来よりも流動性が向上した樹脂組成物とすることができる。また、成形品におけるブリスターの発生を防ぐことができる。
 一実施形態において、液晶性樹脂は、芳香族ポリエステルを含むことができる。
 一実施形態において、液晶性樹脂は、芳香族ヒドロキシカルボン酸及びその誘導体から選ばれる1以上に由来する構成単位を構成成分として有する芳香族ポリエステルとすることができる。
 一実施形態において、液晶性樹脂は、下記構成単位(I’)~(IV’)を含有する芳香族ポリエステルとすることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 構成単位(I’)~(IV’)についての説明は、上記芳香族ポリエステルアミドの一実施形態における構成単位(I)~(IV)と同じであるからここでは記載を省略する。
 一実施形態において、低融点化と耐熱性との両立の観点から、全芳香族ポリエステルの全構成単位に対して、構成単位(I’)の含有量が0.5~7.5モル%(より好ましくは2.0~6.0モル%)であり、構成単位(II’)の含有量が40~75モル%(より好ましくは40~60モル%)であり、構成単位(III’)の含有量が8.5~30モル%(より好ましくは17~27モル%)であり、構成単位(IV’)の含有量が8.5~30モル%(より好ましくは17~27モル%)であることが好ましい。
 一実施形態において、高剛性及び高流動性の観点から、芳香族ポリエステルの全構成単位に対して、構成単位(I’)~(IV’)の合計の含有量が100モル%であることが好ましい。
 一実施形態において、液晶性樹脂は、以下の化合物から誘導される構成単位を有する(i)全芳香族ポリエステル及び(ii)全芳香族ポリエステルアミドから選ばれる1以上を含むことができる:
 (i)4-ヒドロキシ安息香酸(HBA)、6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸(HNA)、1,4-フェニレンジカルボン酸(TA)、及び4,4’-ジヒドロキシビフェニル(BP)
 (ii)4-ヒドロキシ安息香酸(HBA)、6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸(HNA)、1,4-フェニレンジカルボン酸(TA)及び/又は1,3-フェニレンジカルボン酸(IA)、4,4’-ジヒドロキシビフェニル(BP)、並びにN-アセチル-p-アミノフェノール(APAP)
 液晶性ポリエステル及び液晶性ポリエステルアミドの製造方法は、特に限定されず、上述したモノマー化合物(又はモノマーの混合物)を用いて、直接重合法やエステル交換法を用いて、公知の方法で製造することができるが、通常は、溶融重合法、溶液重合法、スラリー重合法、固相重合法等、又はこれらの2種以上の組み合わせが用いられ、溶融重合法、又は溶融重合法と固相重合法との組み合わせが好ましく用いられる。エステル形成能を有する化合物である場合は、そのままの形で重合に用いてもよく、また、重合の前段階でアシル化剤等を用いて前駆体から該エステル形成能を有する誘導体に変性されたものを用いてもよい。アシル化剤としては、無水酢酸等の無水カルボン酸等を挙げることができる。
 重合に際しては、種々の触媒の使用が可能である。使用可能な触媒の代表的なものとしては、酢酸カリウム、酢酸マグネシウム、酢酸第一錫、テトラブチルチタネート、酢酸鉛、酢酸ナトリウム、三酸化アンチモン、トリス(2,4-ペンタンジオナト)コバルト(III)等の金属塩系触媒、N-メチルイミダゾール、4-ジメチルアミノピリジン等の有機化合物系触媒を挙げることができる。触媒の使用量は、一般にはモノマーの全質量に対して、約0.001~1質量%であり、特に、約0.01~0.2質量%が好ましい。
 溶融重合で得られた樹脂を、さらに固相重合させることにより分子量を増加させることができる。
 液晶性樹脂の溶融粘度は特に限定されない。一般には、流動性の観点から、成形温度(例えば、示差走査熱量計で測定される融点Tm2よりも10~30℃高いシリンダー温度)においてせん断速度1000sec-1で測定した溶融粘度が、10Pa・s以上1000Pa・s以下であることが好ましく、15Pa・s以上800Pa・s以下であることがより好ましい。
 一実施形態において、液晶性樹脂の上記により測定される溶融粘度は、20~40Pa・sとすることができる。
 溶融粘度の調整は、液晶性樹脂の溶融重合時の最終重合温度を調整することで行うことができる。例えば、液晶性樹脂の溶融重合時の最終重合温度を300℃超で行うことにより溶融粘度を10Pa・sとすることができる。
 なお、融点Tm2は、JIS K-7121(1999)に基づいた方法により、室温から20℃/分の昇温速度で加熱(1stRUN)した際に観測される吸熱ピークにおけるピークトップの温度(融点Tm1)の測定後、(融点Tm1+40)℃で2分間保持し、次いで20℃/分の降温速度で室温まで冷却し、再度室温から20℃/分の昇温速度で加熱(2stRUN)した際に観測される2ndRUNの吸熱ピークにおけるピークトップの温度とする。後述する融点Tm1のオンセット温度(ピークの立ち上がり開始温度)は、上記1stRUNの吸熱ピークにおけるオンセットの温度とする。「Tm2よりも10~30℃高いシリンダー温度」は、シリンダー温度が前記した融点Tm2よりも10~30℃高い温度のうち液晶性樹脂の組成によって適宜選択したいずれか一の温度で測定した溶融粘度を意味しており、融点Tm2よりも10~30℃高い温度範囲の全てにおいて測定した溶融粘度が上記範囲内でなくともよい。
 樹脂組成物中の液晶性樹脂の含有量は、優れた流動性、機械強度、耐熱性等の液晶性樹脂の特性をより発現させる観点から、5~50質量%であることが好ましく、5~45質量%であることがより好ましい。
<(B)ケイ酸カルシウムウィスカー>
 液晶性樹脂組成物は、(B)ケイ酸カルシウムウィスカーを含む。ケイ酸カルシウムウィスカーは、シランカップリング剤で表面処理されたケイ酸カルシウムウィスカーを含む。
 上記したように、本発明者は、液晶性樹脂にケイ酸カルシウムウィスカーを配合すると樹脂組成物の溶融粘度が上昇してそれにより流動性が低下してしまうことがあることを知見した。しかし、驚くべきことに、後述するシランカップリング剤で表面処理されたケイ酸カルシウムウィスカーを用いることで、溶融粘度が上昇することを防ぐことができることが分かった。さらに、溶融粘度の上昇が少ない又は見られない組成においても、樹脂組成物の溶融粘度をさらに低下させることができることが分かった。それにより、従来よりも流動性が向上した樹脂組成物とすることができる。
 ケイ酸カルシウムウィスカーは、ケイ酸カルシウム(CaSiO)を主成分とするウィスカー状(針状)単結晶の無機化合物である。ケイ酸カルシウムウィスカーとしては、例えば、ウォラストナイトを用いることができる。
 ケイ酸カルシウムウィスカーの平均繊維長は、高い剛性及び機械的強度を維持する観点、並びに成形品の表面に露出することを容易に防ぐ観点から、10~200μmであることが好ましく、10~150μmであることがより好ましく、10~140μmであることがさらに好ましい。
 平均繊維長は、ケイ酸カルシウムウィスカー100本が撮影された実体顕微鏡画像をCCDカメラからPCに取り込み、画像測定機によって画像処理手法により測定する。これを10回繰り返し、ケイ酸カルシウムウィスカーの本数が1000本となったときの測定値の平均値を採用する。なお、樹脂組成物中のケイ酸カルシウムウィスカーの平均繊維長は、樹脂組成物を600℃で2時間加熱して灰化した残渣を上記方法で測定することで得られる。
 ケイ酸カルシウムウィスカーの平均繊維径は、高い剛性及び機械的強度を維持する観点から、1~15μmであることが好ましく、3~10μmであることがより好ましく、4~9μmであることがさらに好ましい。
 平均繊維径は、ケイ酸カルシウムウィスカー30本を走査型電子顕微鏡で測定し、その平均値を採用する。樹脂組成物中のケイ酸カルシウムウィスカーの平均繊維径は、樹脂組成物を600℃で2時間加熱して灰化した残渣を上記方法で測定することで得られる。
 ケイ酸カルシウムウィスカーの平均アスペクト比は、高い剛性及び機械的強度を維持する観点から、10~50であることが好ましく、10~40であることがより好ましい。平均アスペクト比は、平均繊維長/平均繊維径により求めた値とする。
 ケイ酸カルシウムウィスカーは、1種単独で使用してもよく、アスペクト比、平均繊維長、平均繊維径等が異なる2種以上を組み合わせて使用してもよい。
 ケイ酸カルシウムウィスカーの含有量は、液晶性樹脂100質量部に対して、5~85質量部であり、好ましくは8~60質量部であり、より好ましくは10~50質量部である。
 一実施形態において、ケイ酸カルシウムウィスカーの含有量は、液晶性樹脂100質量部に対して、11.1~48.4質量部とすることができる。ケイ酸カルシウムウィスカーの含有量が液晶性樹脂100質量部に対して5質量部未満であると、剛性及び機械的強度が不足し、寸法精度も悪化するため、好ましくない。85質量部を超えると流動性が悪化するため、好ましくない。
 ケイ酸カルシウムウィスカーの疎水化度は、5~100であり、好ましくは5~90であり、より好ましくは5~85である。疎水化度が5未満であると成形品の表面にブリスターが発生することがあり好ましくない。
 疎水化度は、メタノールウェッタビリティーによる値とする。詳しくは、疎水化度は以下の方法で測定した値とする。
 1.500mL三角フラスコに試料0.5gを入れる。
 2.イオン交換水50mLを(1)に加えてスターラーにて攪拌する。
 3.攪拌をしたままビュレットよりメタノールを滴下させ、試料の全量がイオン交換水に懸濁された時の滴下量を読み取る。
 4.次式により疎水化度を求める。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000006
 ケイ酸カルシウムウィスカーの疎水化度の調整は、例えば、シランカップリング剤の種類や配合量により調整することができる。
 例えば、後述するように、シランカップリング剤としてアルキル基又はアリール基を有するアルコキシシランカップリング剤を用いる場合は、炭素鎖が長くなったり、環状構造を有したりする場合に疎水化度が高くなる。また、実施例に示すように、シランカップリング剤としてアルキル基又はアリール基を有するアルコキシシランカップリング剤を用いる場合は、その使用量が多い方が疎水化度は高くなる。
(シランカップリング剤)
 ケイ酸カルシウムウィスカーは、シランカップリング剤で表面処理されている。シランカップリング剤で表面処理されていないケイ酸カルシウムウィスカーを液晶性樹脂に配合すると樹脂組成物の溶融粘度が上昇してしまう場合があるが、シランカップリング剤で表面処理され、かつ疎水化度が調整されたケイ酸カルシウムウィスカーを液晶性樹脂に配合すると樹脂組成物の溶融粘度の上昇を防いで従来よりも流動性を向上させることができる。また、成形品におけるブリスターの発生を防ぐことができる。樹脂組成物の溶融粘度の上昇が見られない従来の樹脂組成物についても、より低下した溶融粘度を実現して、従来よりも流動性を向上させることができ、かつ成形品におけるブリスターの発生を防ぐことができる。このような知見はこれまで知られていない。
 シランカップリング剤は、分子中に、無機材料と反応する加水分解性基を有している。
 シランカップリング剤としては、加水分解性基が塩素原子であるクロロシランカップリング剤、加水分解性基がアルコキシ基であるアルコキシシランカップリング剤等が挙げられる。シランカップリング剤は、アルコキシシランカップリング剤を含むことが好ましく、ジアルコキシシランカップリング剤及びトリアルコキシシランカップリング剤から選ばれる1以上を含むことがより好ましい。アルコキシ基は、メトキシ基及びエトキシ基から選ばれる1以上であることが好ましい。
 シランカップリング剤は、加水分解性基の他に、疎水性の基を有することが好ましい。疎水性基としては、アルキル基やアリール基等が挙げられる。一般に、炭素鎖が長くなったり、環状構造を有したりする場合に疎水性が増加する。一実施形態において、シランカップリング剤は、加水分解性基の他に、置換基を有していてもよい、炭素原子数が4以上(好ましくは4~12)の直鎖状又は分岐状アルキル基、及び、置換基を有していてもよい、炭素原子数が6以上のアリール基(好ましくはフェニル基)から選ばれる1以上の基を有することが好ましい。
 シランカップリング剤は、分子中にヒドロキシ基、カルボキシ基、アミノ基等の親水性基を有していてもよいが、ケイ酸カルシウムウィスカーの疎水化度を容易に調整可能な点で、1分子中の親水性基の数は1以下であることが好ましい。
 一実施形態において、シランカップリング剤は、1分子中のアミノ基の数が1以下であることが好ましい。
 シランカップリング剤の具体例としては、例えば、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジメトキシジフェニルシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、n-プロピルトリメトキシシラン、n-プロピルトリエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、1,6-ビス(トリメトキシシリル)ヘキサン、3,3,3-トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン等のアルコキシシランカップリング剤が挙げられる。シランカップリング剤は、これらから選ばれる1以上のアルコキシシランを含むことが好ましい。
 シランカップリング剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いることもできる。
 一実施形態において、シランカップリング剤は、デシルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン及びN-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシランから選ばれる1以上を含むことができる。
 シランカップリング剤による表面処理方法は、あらかじめシランカップリング剤をケイ酸カルシウムウィスカーの表面へ処理する方法として乾式法及び湿式法が知られており、どちらの方法も使用することができる。例えばシランカップリング剤のメタノール溶液を作り、これをケイ酸カルシウムウィスカーに噴霧した後、乾燥する方法が挙げられる。さらにシランカップリング剤をコンパウンド時に直接添加するインテグラルブレンド法も使用することができる。
 シランカップリング剤の処理量は、ケイ酸カルシウムウィスカーの全質量に対して0.1~1.0質量%であることが好ましく、0.1~0.8%であることがより好ましく、0.2~0.5%がさらに好ましい。シランカップリング剤の含有量をケイ酸カルシウムウィスカーの質量に対して0.1~1.0質量%にすることで、ケイ酸カルシウムウィスカーの疎水化度を調整することが容易となる。
 シランカップリング剤で表面処理されたケイ酸カルシウムウィスカーは、シランカップリング剤の加水分解性基を介してシランカップリング剤と結合しており、フィラー表面に、シランカップリング剤が有する加水分解性基以外の基を有している。
 一実施形態において、ケイ酸カルシウムウィスカーは、表面に、疎水性の基を有することが好ましい。一実施形態において、ケイ酸カルシウムウィスカーは、表面に、置換基を有していてもよい、炭素原子数が4以上(好ましくは4~12)の直鎖状又は分岐状アルキル基、及び、置換基を有していてもよい、炭素原子数が6以上のアリール基(好ましくはフェニル基)から選ばれる1以上の基を有することが好ましい。
 一実施形態において、ケイ酸カルシウムウィスカーは、疎水化度が5~100となる範囲において、表面に、ヒドロキシ基、カルボキシ基、アミノ基等の親水性を有する基を有していてもよい。
 シランカップリング剤の含有量は、ケイ酸カルシウムウィスカーの全質量に対して0.1~1.0質量%であることが好ましく、0.1~0.8%であることがより好ましく、0.2~0.5%がさらに好ましい。シランカップリング剤の含有量をケイ酸カルシウムウィスカーの質量に対して0.1~1.0質量%にすることで、疎水化度を調整することが容易となる。
<添加剤>
 樹脂組成物には、使用目的に応じて、各種の粉粒状、板状又は繊維状(ケイ酸カルシウムウィスカーを除く)の無機又は有機の充填剤を配合することができる。
 粉粒状無機充填剤としてはカーボンブラック、黒鉛、シリカ、石英粉末、ガラスビーズ、ガラスバルーン、ガラス粉、硅酸カルシウム、硅酸アルミニウム、カオリン、クレー、硅藻土、酸化鉄、酸化チタン、酸化亜鉛、三酸化アンチモン、アルミナなどの金属の酸化物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムなどの金属の炭酸塩、硫酸カルシウム、硫酸バリウムなどの金属の硫酸塩、その他フェライト、炭化硅素、窒化硅素、窒化硼素、各種金属粉末等が挙げられる。
 板状無機充填剤としてはマイカ、ガラスフレーク、タルク、各種の金属箔等が挙げられる。有機充填剤の例としては、芳香族ポリエステル繊維、液晶性ポリマー繊維、芳香族ポリアミド、ポリイミド繊維等の耐熱性高強度合成繊維等が挙げられる。
 繊維状無機充填剤としては、ガラス繊維、ミルドガラスファイバー、炭素繊維、アルミナ繊維等の繊維状充填剤(非晶質繊維又は多結晶繊維)等が挙げられる。
 粉粒状無機充填剤及び板状無機充填剤の平均粒子径は、特に限定されず、例えば0.3~100μmとすることができる。平均粒子径は、レーザー回折法により測定した値とする。
 繊維状無機充填剤の平均繊維長は、特に限定されず、例えば50~3000μmとすることができる。平均繊維径は、特に限定されず、例えば0.2~15μmとすることができる。平均繊維長及び平均繊維径の測定方法は、上記のとおりである。
 これらの無機及び有機充填剤は一種又は二種以上を併用することができる。充填剤の使用にあたっては必要ならば収束剤又は表面処理剤を使用することができる。充填剤の配合量は、液晶性樹脂100質量部に対して50質量部以下であることが好ましく、30質量部以下であることがより好ましい。
 樹脂組成物は、液晶性ポリマー以外のその他の樹脂や、滑剤、酸化防止剤、安定剤、顔料、結晶核剤等の添加剤を含有していてもよい。その他の樹脂及び添加剤の含有量は、樹脂組成物中に20質量%以下であることが好ましい。
 樹脂組成物の溶融粘度は、液晶性樹脂の示差走査熱量計で測定される融点Tm2よりも10~30℃高い温度、かつ、せん断速度1000sec-1で測定した溶融粘度として、1000Pa・s以下であることが好ましい。樹脂組成物の上記溶融粘度を1000Pa・s以下にすることで、流動性が確保されやすく、充填圧力が過度になりにくい。流動性及び成形性を確保する観点から、樹脂組成物の上記溶融粘度は、より好ましくは4~500Pa・sであり、更に好ましくは4~250Pa・sであり、より更に好ましくは5~100Pa・sである。
 一実施形態において、樹脂組成物の上記により測定される溶融粘度は、20Pa・s以上50Pa・s未満とすることができ、24.5Pa・s以上45.0Pa・s以下とすることができる。
 本実施形態に係る樹脂組成物は、ケイ酸カルシウムウィスカーを含んでいても溶融粘度の上昇を抑制することができる。一実施形態において、未処理のケイ酸カルシウムウィスカーを含む樹脂組成物の溶融粘度に対する、表面処理されたケイ酸カルシウムウィスカーを含む樹脂組成物の溶融粘度の割合(表面処理ケイ酸カルシウムウィスカーを含む樹脂組成物の溶融粘度/未処理のケイ酸カルシウムウィスカーを含む樹脂組成物の溶融粘度)は、1.00未満であり、好ましくは0.90以下であり、より好ましくは0.85未満である。
 本実施形態に係る樹脂組成物は、成形品におけるブリスターの発生を防ぐことができる。一実施形態において、試験片(12.5mm×120mm×0.8mmの射出成形品をウェルド部で二分割した一断片)を、250~300℃の範囲において10℃刻みで温度を設定したホットプレスに5分間挟み、その後、目視にて表面にブリスターが発生しているかどうかを確認する試験において、ブリスターの発生個数がゼロとなる最高温度(ブリスター温度)が、200℃を超えることが好ましく、220℃以上であることがより好ましく、240℃以上であることがさらに好ましい。
 樹脂組成物の製造方法は特に限定されず、従来公知の方法で調製することができる。例えば、各成分を配合して、これらを1軸又は2軸押出機を用いて溶融混練処理することで、樹脂組成物の調製が行われる。
[用途]
 本実施形態に係る樹脂組成物は、耐熱性、高機械強度、高剛性及び高流動性を有しているので、種々の立体成形品、繊維、フィルム等に加工できる。特にケイ酸カルシウムウィスカーを含んでいても溶融粘度の上昇を防いで優れた流動性を維持することができるので、小型の成形品に容易に加工することができる。
 以下に実施例を示して本発明を更に具体的に説明するが、これらの実施例により本発明の解釈が限定されるものではない。
 実施例及び比較例で用いた材料は、以下のとおりである。
[材料]
(充填剤)
 ケイ酸カルシウムウィスカー:キンセイマテック社製、「WOLLASTONITE SH-1250BJ」、平均繊維長:22.3μm、平均繊維径:1.7μm、平均アスペクト比: 13
 タルク:松村産業(株)社製、「クラウンタルク(登録商標)PP」、平均粒径14.6μm
(表面処理剤:シランカップリング剤)
 デシルトリメトキシシラン:信越化学工業(株)社製、「KBM-3103C」
 フェニルトリメトキシシラン:信越化学工業(株)社製、「KBM-103」
 N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン:信越化学工業(株)社製、「KBM-573」
 N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン:信越化学工業(株)社製、「KBM-603」
(滑剤)
 ペンタエリスリトールテトラステアレート:エメリーオレオケミカルズジャパン(株)製、「LOXIOL(登録商標) VPG861」
[製造例1](全芳香族ポリエステルアミド1の製造)
 撹拌機、還流カラム、モノマー投入口、窒素導入口、減圧/流出ラインを備えた重合容器に、以下の原料モノマー、脂肪酸金属塩触媒、アシル化剤を仕込み、窒素置換を開始した。
(I)4-ヒドロキシ安息香酸 1380g(60モル%)(HBA)
(II)6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸 157g(5モル%)(HNA)
(III-a)1,4-フェニレンジカルボン酸 484g(17.5モル%)(TA)
(IV)4,4’-ジヒドロキシビフェニル 388g(12.5モル%)(BP)
(V)N-アセチル-p-アミノフェノール 126g(5モル%)(APAP)
酢酸カリウム触媒 110mg
無水酢酸 1659g
 原料を仕込んだ後、反応系の温度を140℃に上げ、140℃で1時間反応させた。その後、更に340℃まで4.5時間かけて昇温し、そこから15分かけて10Torr(すなわち1330Pa)まで減圧にして、酢酸、過剰の無水酢酸、その他の低沸分を留出させながら溶融重合を行った。撹拌トルクが所定の値に達した後、窒素を導入して減圧状態から常圧を経て加圧状態にして、重合容器の下部から生成物を排出し、ペレタイズしてペレット状のプレポリマーを得た。得られたプレポリマーを、窒素気流下、300℃で2時間、熱処理(固相重合)を行い、目的とする全芳香族ポリエステルアミドを得た。得られた全芳香族ポリエステルアミドの融点は336℃、溶融粘度は20Pa・sであった。
[製造例2](全芳香族ポリエステルアミド2の製造)
 撹拌機、還流カラム、モノマー投入口、窒素導入口、減圧/流出ラインを備えた重合容器に、以下の原料モノマー、脂肪酸金属塩触媒、アシル化剤を仕込み、窒素置換を開始した。
(I)4-ヒドロキシ安息香酸 1385g(60モル%)(HBA)
(II)6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸 88g(2.8モル%)(HNA)
(III-a)1,4-フェニレンジカルボン酸 504g(18.15モル%)(TA)
(III-b)1,3-フェニレンジカルボン酸:19g(0.7モル%)(IA)
(IV)4,4’-ジヒドロキシビフェニル 415g(13.35モル%)(BP)
(V)N-アセチル-p-アミノフェノール 126g(5モル%)(APAP)
酢酸カリウム触媒 120mg
無水酢酸 1662g
 原料を仕込んだ後、反応系の温度を140℃に上げ、140℃で1時間反応させた。その後、更に360℃まで5.5時間かけて昇温し、そこから20分かけて10Torr(すなわち1330Pa)まで減圧にして、酢酸、過剰の無水酢酸、その他の低沸分を留出させながら溶融重合を行った。撹拌トルクが所定の値に達した後、窒素を導入して減圧状態から常圧を経て加圧状態にして、重合容器の下部から生成物を排出し、ペレタイズしてペレット状の全芳香族ポリエステルアミドを得た。得られた全芳香族ポリエステルアミドの融点は345℃、溶融粘度は20Pa・sであった。
[製造例3](全芳香族ポリエステルの製造)
 撹拌機、還流カラム、モノマー投入口、窒素導入口、減圧/流出ラインを備えた重合容器に、以下の原料モノマー、脂肪酸金属塩触媒、アシル化剤を仕込み、窒素置換を開始した。
(I’)4-ヒドロキシ安息香酸 37g(2モル%)(HBA)
(II’)6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸 1218g(48モル%)(HNA)
(III’-a)1,4-フェニレンジカルボン酸 560g(25モル%)(TA)
(IV’)4,4’-ジヒドロキシビフェニル 628g(25モル%)(BP)
酢酸カリウム触媒 165mg
無水酢酸 1432g
 原料を仕込んだ後、反応系の温度を140℃に上げ、140℃で1時間反応させた。その後、更に360℃まで5.5時間かけて昇温し、そこから30分かけて5Torr(すなわち667Pa)まで減圧にして、酢酸、過剰の無水酢酸、その他の低沸分を留出させながら溶融重合を行った。撹拌トルクが所定の値に達した後、窒素を導入して減圧状態から常圧を経て加圧状態にして、重合容器の下部から生成物を排出し、ペレタイズしてペレット状のプレポリマーを得た。得られたプレポリマーを、窒素気流下、300℃で3時間、熱処理(固相重合)を行い、目的とする全芳香族ポリエステルを得た。得られた全芳香族ポリエステルの融点は348℃、溶融粘度は40Pa・sであった。
 なお、上記した全芳香族ポリエステルアミド及び全芳香族ポリエステルの溶融粘度及び融点は、以下の方法で測定した。
[液晶性樹脂の物性測定]
(溶融粘度)
 キャピラリー式レオメーター((株)東洋精機製作所製キャピログラフ)を使用し、下記シリンダー温度、せん断速度1000/秒で、ISO11443に準拠して、液晶性ポリマーの溶融粘度を測定した。測定には、内径1mm、長さ20mmのオリフィスを用いた。
シリンダー温度:
 350℃(全芳香族ポリエステルアミド1)
 360℃(全芳香族ポリエステルアミド2)
 380℃(全芳香族ポリエステル)
(融点)
 示差走査熱量計(DSC、パーキンエルマー社製)にて、液晶性樹脂を室温から20℃/分の昇温条件で加熱した際に観測される吸熱ピーク温度(Tm1)の測定後、(Tm1+40)℃の温度で2分間保持した後、20℃/分の降温条件で室温まで一旦冷却した後、再度、20℃/分の昇温条件で加熱した際に観測される吸熱ピークの温度(Tm2)を測定した。
[ケイ酸カルシウムウィスカーの表面処理]
 表1に記載の表面処理剤(シランカップリング剤)のメタノール溶液をケイ酸カルシウムウィスカーに噴霧し、乾燥させて、表面処理されたケイ酸カルシウムウィスカーを得た。シランカップリング剤の使用量は、表1に記載の量とした。
(疎水化度)
 得られた各表面処理ケイ酸カルシウムウィスカーを試料として、以下の方法で疎水化度を測定した。結果を表1に示した。
 1.500mL三角フラスコに試料0.5gを入れる。
 2.イオン交換水50mLを(1)に加えてスターラーにて攪拌する。
 3.攪拌をしたままビュレットよりメタノールを滴下させ、試料の全量がイオン交換水に懸濁された時の滴下量を読み取る。
 4.次式により疎水化度を求める。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000007
[実施例1]
 全芳香族ポリエステルアミド1、ケイ酸カルシウムウィスカー、及び滑剤を、表1に示す配合量で配合し、二軸押出機((株)日本製鋼所製TEX30α型)を用いて、シリンダー温度350℃にて溶融混練し、実施例1の樹脂組成物ペレットを得た。
[実施例2~10、比較例1~13]
 表1に示す材料及び配合量とし、下記シリンダー温度にて溶融混練した以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物ペレットを得た。
シリンダー温度:
 350℃(実施例2~5、実施例8~10、比較例1~3、比較例8~13)
 360℃(実施例7、比較例6、7)
 370℃(実施例6、比較例4、5)
[実施例11]
 表2に示す材料及び配合量とし、下記シリンダー温度にて溶融混練した以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物ペレットを得た。
シリンダー温度:350℃
[樹脂組成物の物性測定及び評価]
 以下の方法で樹脂組成物の物性を測定した。結果を表1、2に示した。
(溶融粘度)
 キャピラリー式レオメーター((株)東洋精機製作所製キャピログラフ)を使用し、下記シリンダー温度、せん断速度1000/秒で、ISO11443に準拠して、樹脂組成物の溶融粘度を測定した。測定には、内径1mm、長さ20mmのオリフィスを用いた。
シリンダー温度:
 350℃(実施例1~5、実施例8~10、比較例1~3、比較例8~13)
 350℃(実施例11)
 360℃(実施例7、比較例6、7)
 380℃(実施例6、比較例4、5)
(表面処理による溶融粘度の低下)
 ケイ酸カルシウムウィスカーの表面処理によって、樹脂組成物の溶融粘度が従来よりも低下することを確認するため、上記により測定された溶融粘度の値を用いて、未処理のケイ酸カルシウムウィスカーを含む樹脂組成物の溶融粘度に対する、表面処理されたケイ酸カルシウムウィスカーを含む樹脂組成物の溶融粘度の割合(表面処理ケイ酸カルシウムウィスカーを含む樹脂組成物の溶融粘度/未処理のケイ酸カルシウムウィスカーを含む樹脂組成物の溶融粘度)を算出した。
 具体的には、比較例1(未処理のケイ酸カルシウムウィスカーを含む)の溶融粘度に対する、実施例1~5及び比較例2,3(いずれも表面処理ケイ酸カルシウムウィスカーを含む)の溶融粘度の各割合を算出した。同様に、比較例4の溶融粘度に対する実施例6及び比較例5の溶融粘度の割合、比較例6の溶融粘度に対する実施例7及び比較例7の溶融粘度の割合、比較例8の溶融粘度に対する実施例8及び比較例9の溶融粘度の割合、比較例10の溶融粘度に対する実施例9及び比較例11の溶融粘度の割合、比較例12の溶融粘度に対する実施例10及び比較例13の溶融粘度の割合、を算出した。結果を表1に示した。
 同様に、比較例1の溶融粘度に対する、実施例11の溶融粘度の割合を算出した。結果を表2に示した。
 1未満である場合は、溶融粘度が低下している。その結果、従来よりも流動性が向上している。
(曲げ試験)
 実施例及び比較例で得られた樹脂組成物ペレットを、成形機(住友重機械工業(株)製「SE100DU」)を用いて、以下の成形条件で成形し、ISO試験片A形を得た。この試験片を80mm×10mm×4mmに切り出し、曲げ試験片を作製した。この試験片を用いて、ISO 178に準拠し、曲げ強度、曲げ弾性率、及び曲げ歪みを測定した。
 〔成形条件〕
 シリンダー温度:
 350℃(実施例1~5、実施例8~10、比較例1~3、比較例8~13)
 350℃(実施例11)
 360℃(実施例7、比較例6、7)
 370℃(実施例6、比較例4、5)
  金型温度:90℃
  射出速度:33mm/sec
  保圧:50MPa
(荷重たわみ温度)
 実施例及び比較例で得られた樹脂組成物ペレットを、成形機(住友重機械工業(株)製「SE100DU」)を用いて、以下の成形条件で成形し、ISO試験片A形を得た。この試験片を80mm×10mm×4mmに切り出し、試験片を得た。この試験片を用いて、ISO75-1,2に準拠した方法で荷重たわみ温度を測定した。なお、曲げ応力としては、1.8MPaを用いた。
 〔成形条件〕
 シリンダー温度:
 350℃(実施例1~5、実施例8~10、比較例1~3、比較例8~13)
 350℃(実施例11)
 360℃(実施例7、比較例6、7)
 370℃(実施例6、比較例4、5)
  金型温度:90℃
  射出速度:33mm/sec
  保圧:50MPa
(ブリスター温度)
 実施例及び比較例で得られた樹脂組成物ペレットを、成形機(住友重機械工業(株)製「SE100DU」)を用いて、以下の成形条件で成形し、ウェルド部を有する12.5mm×120mm×0.8mmの成形品を得た。この成形品を上記ウェルド部で二分割して得た断片を1検体とし、所定温度のホットプレスに5分間挟んだ。その後、目視にて上記検体の表面にブリスターが発生しているかどうかを調べた。ブリスター温度は、ブリスターの発生個数がゼロとなる最高温度とした。なお、上記所定温度は250~300℃の範囲において10℃刻みで設定した。ブリスター温度が高いほど、高温で射出成形した場合でもブリスターの発生を抑制できる。
〔成形条件〕
シリンダー温度:
 350℃(実施例1~5、実施例8~10、比較例1~3、比較例8~13)
 350℃(実施例11)
 360℃(実施例7、比較例6、7)
 370℃(実施例6、比較例4、5)
  金型温度:90℃
  射出速度:33mm/sec
  保圧:50MPa
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008

Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
 表1に示すように、比較例1,6,7,9,11の従来の樹脂組成物は、液晶性樹脂にケイ酸カルシウムウィスカーを配合することで溶融粘度が上昇する。その結果、流動性が低下して成形性に劣る。
 これに対して、シランカップリング剤で表面処理され、かつ疎水化度が5~100であるケイ酸カルシウムウィスカーを液晶性樹脂100質量部に対して5~85質量部含む実施例1~5,7~10、及び実施例11の樹脂組成物は、比較例1,6,7,9,11よりも溶融粘度の上昇が抑制されている。これにより、従来よりも流動性が向上した樹脂組成物となっている。
 比較例4の従来の樹脂組成物は、液晶性樹脂にケイ酸カルシウムウィスカーを配合することで溶融粘度が低下するが、実施例7の樹脂組成物によれば溶融粘度がさらに低下して流動性をより高めることができる。これにより、従来よりも流動性が向上した樹脂組成物となっている。
 また、実施例1~10、及び実施例11の樹脂組成物は、いずれもブリスター温度が200℃を超えており、200℃を超える成形温度においてもブリスターの発生を抑制することができる。
 これに対して、表面処理されたケイ酸カルシウムウィスカーを含むものの疎水化度が5未満である比較例2,3,5,7,9,11,13の樹脂組成物は、ブリスター温度が200℃未満であり、成形温度が200℃を超えるとブリスターが発生してしまう。
 本開示に係る樹脂組成物は耐熱性、高機械強度、高剛性及び高流動性を有しているので、種々の立体成形品、繊維、フィルム等に加工でき、産業上の利用可能性を有している。

Claims (7)

  1.  (A)液晶性樹脂及び(B)ケイ酸カルシウムウィスカーを含有し、
     (B)ケイ酸カルシウムウィスカーは、シランカップリング剤で表面処理されたケイ酸カルシウムウィスカーを含み、
     (B)ケイ酸カルシウムウィスカーの疎水化度が、5~100であり、
     (B)ケイ酸カルシウムウィスカーの含有量が、(A)液晶性樹脂100質量部に対して、5~85質量部である、樹脂組成物。
  2.  (B)ケイ酸カルシウムウィスカーの平均繊維径が、1~15μmである、請求項1に記載の樹脂組成物。
  3.  (B)ケイ酸カルシウムウィスカーの平均繊維長が、10~200μmである、請求項1又は2に記載の樹脂組成物。
  4.  前記シランカップリング剤の含有量が、(B)ケイ酸カルシウムウィスカーに対して、0.1~1.0質量%である、請求項1又は2に記載の樹脂組成物。
  5.  前記シランカップリング剤が、1分子中のアミノ基の数が1以下である、請求項1又は2に記載の樹脂組成物。
  6.  (A)液晶性樹脂は、少なくとも芳香族ヒドロキシカルボン酸及びその誘導体から選ばれる1以上に由来する構成単位を構成成分として有する、芳香族ポリエステル又は芳香族ポリエステルアミドである、請求項1又は2に記載の樹脂組成物。
  7.  (A)液晶性樹脂は、少なくとも芳香族ヒドロキシカルボン酸及びその誘導体から選ばれる1以上に由来する構成単位を構成成分として有する、芳香族ポリエステルアミドである、請求項1又は2に記載の樹脂組成物。
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