JP2001172479A - 液晶ポリエステル樹脂組成物およびその成形品 - Google Patents
液晶ポリエステル樹脂組成物およびその成形品Info
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Abstract
で低熱伝導性に優れた、液晶ポリエステル樹脂組成物お
よびその成形品を再現性良く提供すること。 【解決手段】液晶ポリエステル樹脂100重量部に対し
て、平均粒径5〜500μm、体積中空率60〜80%
の中空球体2〜50重量部、および無機繊維0〜40重
量部を配合してなる液晶ポリエステル樹脂組成物であ
り、かつ、下記に定義されるXの値が10〜50である
ことを特徴とする液晶ポリエステル樹脂組成物およびそ
の成形品。 X=100×[(100/ρ0+α/ρ1+β/ρ3)−
(100+α+β)/ρ]/(α/ρ1−α/ρ2) [式中、αは中空球体の配合量(液晶ポリエステル樹脂
100重量部に対する重量部)を、βは無機繊維の配合
量(液晶ポリエステル樹脂100重量部に対する重量
部)を、ρ0は液晶ポリエステル樹脂の比重を、ρ1は中
空球体の真比重を、ρ2は中空球体の材料比重を、ρ3は
無機繊維の比重を、ρは該液晶ポリエステル樹脂組成物
を射出成形して得られるASTM4号ダンベル(厚さ
2.5mm)の比重を表す。]
Description
樹脂組成物およびその成形品に関するものである。詳し
くは、中空球体を配合してなる液晶ポリエステル樹脂組
成物およびその成形品に関するものである。
リエステル樹脂(以下液晶ポリエステル樹脂と呼ぶ)
は、耐熱性、機械物性が優れ、溶融時に流動性すなわち
加工性が優れることから、精密成形が可能な成形用材料
として、電気・電子分野を始め様々な分野で使用されて
いる。近年、電気・電子分野においては、製品、部品の
小型化、軽量化、高性能化が一層要求されており、これ
に伴い、材料の液晶ポリエステル樹脂についても、必要
な耐熱性、機械物性、加工性を備えた、より軽量なもの
が求められている。液晶ポリエステル樹脂の軽量化の手
段としては、中空球体を配合する方法が知られており、
例えば、特開昭58−93759号公報(特公昭64−
7626号公報)や特開昭64−74258号公報に
は、軽量で等方性に優れた樹脂組成物やその成形品につ
いて記載されている。しかしながら、従来の中空球体を
配合した樹脂組成物や成形品は、中空球体の破壊度合い
の振れにより物性の振れが生じる等、その製造時の再現
性が十分ではなく、工業的な生産において満足できるも
のではなかった。
れる成形品が必要な機械物性を有し、軽量で低熱伝導性
に優れた、液晶ポリエステル樹脂組成物およびその成形
品を再現性良く提供することにある。
の結果、特定の中空球体を特定量配合してなる、特定の
液晶ポリエステル樹脂組成物および成形品が、上記目的
を達成することを見出し、本発明に到達した。すなわち
本発明は、(1).液晶ポリエステル樹脂100重量部
に対して、平均粒径5〜500μm、体積中空率60〜
80%の中空球体2〜50重量部、および無機繊維0〜
40重量部を配合してなる液晶ポリエステル樹脂組成物
であり、かつ、下記に定義されるXの値が10〜50で
ある液晶ポリエステル樹脂組成物に係るものである。 X=100×[(100/ρ0+α/ρ1+β/ρ3)−
(100+α+β)/ρ]/(α/ρ1−α/ρ2) [式中、αは中空球体の配合量(液晶ポリエステル樹脂
100重量部に対する重量部)を、βは無機繊維の配合
量(液晶ポリエステル樹脂100重量部に対する重量
部)を、ρ0は液晶ポリエステル樹脂の比重を、ρ1は中
空球体の真比重を、ρ2は中空球体の材料比重を、ρ3は
無機繊維の比重を、ρは該液晶ポリエステル樹脂組成物
を射出成形して得られるASTM4号ダンベル(厚さ
2.5mm)の比重を表す。] また、本発明は、(2).上記(1)の液晶ポリエステ
ル樹脂組成物を成形して得られる成形品に係るものであ
る。また、本発明は、液晶ポリエステル樹脂100重量
部に対して、平均粒径5〜500μm、体積中空率60
〜80%の中空球体2〜50重量部、および無機繊維0
〜40重量部を配合してなる液晶ポリエステル樹脂組成
物を、成形して得られる成形品であり、かつ、下記に定
義されるX’の値が10〜50である成形品に係るもの
である。 X’=100×[(100/ρ0+α/ρ1+β/ρ3)
−(100+α+β)/ρ’]/(α/ρ1−α/ρ2) [式中、αは中空球体の配合量(液晶ポリエステル樹脂
100重量部に対する重量部)を、βは無機繊維の配合
量(液晶ポリエステル樹脂100重量部に対する重量
部)を、ρ0は液晶ポリエステル樹脂の比重を、ρ1は中
空球体の真比重を、ρ2は中空球体の材料比重を、ρ3は
無機繊維の比重を、ρ’は該成形品の比重を表す。]
本発明で用いる液晶ポリエステル樹脂は、一般にサーモ
トロピック液晶ポリマーと呼ばれるポリエステルであ
り、400℃以下の温度で異方性溶融体を形成するもの
である。例えば、 ・芳香族ジカルボン酸と芳香族ジオールと芳香族ヒドロ
キシカルボン酸との組み合わせからなるもの、 ・異種の芳香族ヒドロキシカルボン酸からなるもの、 ・芳香族ジカルボン酸と芳香族ジオールとの組み合わせ
からなるもの、 ・ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステルに芳
香族ヒドロキシカルボン酸を反応させたもの、 等が挙げられる。なお、合成原料としては、これらの芳
香族ジカルボン酸、芳香族ジオールおよび芳香族ヒドロ
キシカルボン酸の代わりに、それらのエステル形成性誘
導体が使用されることもある。
位としては、例えば、下記のものが挙げられる。 芳香族ヒドロキシカルボン酸に由来する構造単位:
位:
点から、好ましい液晶ポリエステル樹脂は、上記構造単
位(A1)を30モル%以上有するものである。また、
上記構造単位の組み合わせとしては、 ・(A1)、(B1)、(B2)、(C1) ・(A1)、(B1)、(B2)、(C2) ・(A1)、(B1)、(B2)、(C1)、(C2) が好ましい。
法としては、公知の方法を採用することができる。例え
ば、特公昭47−47870号公報、特公昭63−38
88号公報に記載の方法等が挙げられる。
ンと呼ばれているものであり、中空球体の材料として
は、例えば、アルミナ、シリカ、ガラス等の無機材料;
尿素樹脂、フェノール樹脂、等の有機材料;が挙げら
れ、必要に応じてその二種以上の混合材料であってもよ
い。中でも、耐熱性や強度の観点からガラスが好まし
い、すなわち、中空球体としては、ガラスバルーンが好
適に用いられる。
形性や機械的強度の観点から、5μm以上、好ましくは
10μm以上であり、中空球体の破壊抑制や成形性の観
点から、500μm以下、好ましくは200μm以下で
ある。また、中空球体の体積中空率は、比重低減の観点
から、60%以上であり、中空球体の破壊抑制の観点か
ら、80%以下である。中空球体の体積中空率は、下記
式により求めることができる。 体積中空率(%)=100×(1−ρ1/ρ2) [式中、ρ1は中空球体の真比重を表し、ρ2は中空球体
の材料比重を表す。]
スの観点から、液晶ポリエステル樹脂100重量部に対
して、2重量部以上、好ましくは5重量部以上であり、
また、50重量部以下、好ましくは30重量部以下であ
る。
は、強度向上等の目的で、無機繊維を配合してもよい。
無機繊維としては、例えば、ガラス繊維、アルミナ繊
維、炭素繊維、ボロン繊維、チタン酸カリウム繊維、ア
スベスト、等が挙げられ、必要に応じてその二種以上を
用いることもできる。中でも、ガラス繊維が好適に用い
られる。
液晶ポリエステル樹脂100重量部に対して、通常1重
量部以上、好ましくは3重量部以上、さらに好ましくは
5重量部以上であり、また、流動性の観点から、通常4
0重量部以下、好ましくは15重量部以下である。ま
た、中空球体と無機繊維の各配合量の和は、液晶ポリエ
ステル樹脂100重量部に対して、通常50重量部以
下、好ましくは30重量部以下である。
下記に定義されるXの値が10〜50となるものであ
る。 X=100×[(100/ρ0+α/ρ1+β/ρ3)−
(100+α+β)/ρ]/(α/ρ1−α/ρ2) [式中、αは中空球体の配合量(液晶ポリエステル樹脂
100重量部に対する重量部)を、βは無機繊維の配合
量(液晶ポリエステル樹脂100重量部に対する重量
部)を、ρ0は液晶ポリエステル樹脂の比重を、ρ1は中
空球体の真比重を、ρ2は中空球体の材料比重を、ρ3は
無機繊維の比重を、ρは該液晶ポリエステル樹脂組成物
を射出成形して得られるASTM4号ダンベル(厚さ
2.5mm)の比重を表す。] 上記ASTM4号ダンベル(厚さ2.5mm)の射出成
形においては、以下の温度条件を採用することができ
る。 シリンダー温度:流動開始温度+20℃ (流動開始温度:内径1mm、長さ10mmのノズルを
持つ毛細管レオメーターを用い、100kg/cm
2(9.81MPa)の荷重下において4℃/分の昇温
速度で加熱溶融体を押し出すときに溶融粘度が4800
Pa・sを示す温度)金型温度:130℃
テル樹脂の重量を100とした場合、(100/ρ0+
α/ρ1+β/ρ3)は液晶ポリエステル樹脂、配合前の
中空球体および無機繊維の体積の和となり、(100+
α+β)/ρはASTM4号ダンベル(厚さ2.5m
m)の体積となり、(α/ρ1−α/ρ2)は配合前の中
空球体の中空部の体積(中空球体の体積−中空球体の材
料部の体積)となることから、上記Xの値は、中空球体
の破壊率に相当するものである。
ましくは20以下である。Xの値が10未満であると、
製造時の再現性や強度の点で好ましくなく、また、50
を越えると、軽量、低熱伝導性の点で、好ましくない。
製手段としては、液晶ポリエステル樹脂、中空球体、必
要に応じて無機繊維等の各成分をヘンシェルミキサーや
タンブラー等を用いて混合してもよいし、各成分を押出
機を用いて溶融混練して組成物のペレットとしてもよい
し、各成分をヘンシェルミキサーやタンブラー等を用い
て混合した後、押出機を用いて溶融混練して組成物のペ
レットとしてもよい。中でも、各成分を押出機を用いて
溶融混練して組成物のペレットとするのがよい。
得られる成形品が軽量で熱伝導性に優れ、該組成物を用
いて、射出成形法等の成形方法により、様々な成形品を
得ることができる。射出成形の条件としては、中空球体
の破壊抑制の観点から、成形機の射出圧力および保持圧
力を150MPa・S以下で行うのが好ましい。
形することにより、下記に定義されるX’の値が10〜
50となる成形品を得ることができる。 X’=100×[(100/ρ0+α/ρ1+β/ρ3)
−(100+α+β)/ρ’]/(α/ρ1−α/ρ2) [式中、αは中空球体の配合量(液晶ポリエステル樹脂
100重量部に対する重量部)を、βは無機繊維の配合
量(液晶ポリエステル樹脂100重量部に対する重量
部)を、ρ0は液晶ポリエステル樹脂の比重を、ρ1は中
空球体の真比重を、ρ2は中空球体の材料比重を、ρ3は
無機繊維の比重を、ρ’は該成形品の比重を表す。] X’の値は、好ましくは30以下、さらに好ましくは2
0以下である。X’の値が10未満であると、製造時の
再現性や強度の点で好ましくなく、また、50を越える
と、軽量、低熱伝導性の点で、好ましくない。なお、
X’の値は、前記Xの値同様、中空球体の破壊率に相当
するものである。
ト、リレー、コイルボビン、光ピックアップ、発振子、
コンピュータ関連部品、等の電気・電子部品;ICトレ
ー等の半導体製造プロセス関連部品;VTR、テレビ、
アイロン、エアコン、ステレオ、掃除機、冷蔵庫、炊飯
器、照明器具、等の家庭電気製品部品;コンパクトディ
スク、レーザーディスク、スピーカー、等の音響製品部
品;電話機、ファクシミリ、モデム等の通信機器部品;
ヒータホルダー、等の複写機、印刷機関連部品;インペ
ラー、ファン歯車、ギヤ、軸受け、モーター部品及びケ
ース、等の機械部品;マイクロ波調理用鍋、耐熱食器、
等の調理用器具;床材、壁材などの断熱、防音用材料、
梁、柱などの支持材料、屋根材等の建築資材、または土
木建築用材料;航空機部品、宇宙機器用部品;原子炉等
の放射線施設部材、海洋施設部材、洗浄用治具、パイプ
類、ノズル類、センサー類部品、スポーツ用品、レジャ
ー用品、等が挙げられる。
れらに限定されるものではない。 実施例1〜4、比較例1〜5 以下の各成分を表1に示す組成で、二軸押出機(IKG
社製 PMT47)を用いて、シリンダー温度400℃
で造粒し、液晶ポリエステル樹脂組成物のペレットを得
た。 ・液晶ポリエステル樹脂:前記構造単位(A1)、
(B1)、(B2)、(C1)からなり、(A1):
(B1):(B2):(C1)のモル比が50:23.7
5:1.25:25で、流動開始温度が380℃の液晶
ポリエステル樹脂[比重1.38]。 ・ガラスバルーン−1:平均粒径30μm、体積中空率
76%のガラスバルーン[住友3M(株)製、商品名:
スコッチライトS60、真比重0.60、材料比重2.
50]。 ・ガラスバルーン−2:平均粒径40μm、体積中空率
70%のガラスバルーン[東海工業(株)製、商品名:
CEL−STAR PZ−6000、真比重0.75、
材料比重2.50]。 ・ガラスバルーン−3:平均粒径40μm、体積中空率
85%のガラスバルーン[住友3M(株)製、商品名:
スコッチライトS38、真比重0.38、材料比重2.
50]。 ・ガラスバルーン−4:平均粒径10μm、体積中空率
56%のガラスバルーン[東芝バロティーニ(株)製、
商品名:HSC110、真比重1.10、材料比重2.
50]。 ・シラスバルーン:平均粒径30μm、体積中空率56
%のシラスバルーン[豊和直(株)製、商品名:SYB
−1000SS、真比重1.1、材料比重2.50] ・ガラス繊維:チョップドのガラス繊維[旭ファイバー
グラス製、商品名:CS03JAPX−1、比重2.5
4]。 上記二軸押出機においては、スクリュウとしてフルフラ
イトスクリュウを用い、供給部を最上流部と下流部の二
ヶ所に設けた(最上流部と下流部との距離=フルフライ
トスクリュウの径×14)。実施例1、2、3、4、比
較例1、2、4においては、最上流部から液晶ポリエス
テル樹脂とガラス繊維を供給し、下流部からバルーンを
供給した。実施例2については造粒温度を390℃とし
た。実施例5においては、最上流部から液晶ポリエステ
ル樹脂を供給し、下流部からバルーンとガラス繊維を供
給した。比較例3においては、最上流部から液晶ポリエ
ステル樹脂とバルーンとガラス繊維を供給した。
製PS40E5ASE型射出成形機を用いて、シリンダ
ー温度400℃、金型温度130℃で射出成形を行い、
下記試験片を得て、下記測定を行った。結果を表1に示
す。 ・比重:ASTM4号ダンベルを用いて、ASTM D
792に準拠して測定した(23℃)。なお、ASTM
4号ダンベルの代わりに64×64×15mm厚みの試
験片や長さ127mm、幅12.7mm、厚さ6.4m
mの試験片を用いても、同等の結果となった。 ・熱伝導率:64×64×15mm厚みの試験片を用い
て、JIS R2618に準拠して測定した。 ・曲げ強度:長さ127mm、幅12.7mm、厚さ
6.4mmの試験片を用いて、ASTM D790に準
拠して測定した。 ・表面性:ASTM4号ダンベルを成形したときの、成
形表面の観察を目視で行った[○:良好、×:悪い(成
形時に発泡)]。 なお、上記実施例については、再現性良く同等の結果が
得られた。
は、再現性良く製造することができ、得られる成形品が
軽量で低熱伝導性に優れ、電気・電子部品等の材料とし
て有用である。
Claims (9)
- 【請求項1】液晶ポリエステル樹脂100重量部に対し
て、平均粒径5〜500μm、体積中空率60〜80%
の中空球体2〜50重量部、および無機繊維0〜40重
量部を配合してなる液晶ポリエステル樹脂組成物であ
り、かつ、下記に定義されるXの値が10〜50である
ことを特徴とする液晶ポリエステル樹脂組成物。 X=100×[(100/ρ0+α/ρ1+β/ρ3)−
(100+α+β)/ρ]/(α/ρ1−α/ρ2) [式中、αは中空球体の配合量(液晶ポリエステル樹脂
100重量部に対する重量部)を、βは無機繊維の配合
量(液晶ポリエステル樹脂100重量部に対する重量
部)を、ρ0は液晶ポリエステル樹脂の比重を、ρ1は中
空球体の真比重を、ρ2は中空球体の材料比重を、ρ3は
無機繊維の比重を、ρは該液晶ポリエステル樹脂組成物
を射出成形して得られるASTM4号ダンベル(厚さ
2.5mm)の比重を表す。] - 【請求項2】液晶ポリエステル樹脂が下記構造単位(A
1) 【化1】 を30モル%以上有する請求項1に記載の液晶ポリエス
テル樹脂組成物。 - 【請求項3】中空球体がガラスバルーンである請求項1
または2に記載の液晶ポリエステル樹脂組成物。 - 【請求項4】無機繊維がガラス繊維である請求項1〜3
のいずれかに記載の液晶ポリエステル樹脂組成物。 - 【請求項5】請求項1〜4のいずれかに記載の液晶ポリ
エステル樹脂組成物を成形して得られることを特徴とす
る成形品。 - 【請求項6】液晶ポリエステル樹脂100重量部に対し
て、平均粒径5〜500μm、体積中空率60〜80%
の中空球体2〜50重量部、および無機繊維0〜40重
量部を配合してなる液晶ポリエステル樹脂組成物を、成
形して得られる成形品であり、かつ、下記に定義される
X’の値が10〜50であることを特徴とする成形品。 X’=100×[(100/ρ0+α/ρ1+β/ρ3)
−(100+α+β)/ρ’]/(α/ρ1−α/ρ2) [式中、αは中空球体の配合量(液晶ポリエステル樹脂
100重量部に対する重量部)を、βは無機繊維の配合
量(液晶ポリエステル樹脂100重量部に対する重量
部)を、ρ0は液晶ポリエステル樹脂の比重を、ρ1は中
空球体の真比重を、ρ2は中空球体の材料比重を、ρ3は
無機繊維の比重を、ρ’は該成形品の比重を表す。] - 【請求項7】液晶ポリエステル樹脂が下記構造単位(A
1) 【化2】 を30モル%以上有する請求項6に記載の成形品。 - 【請求項8】中空球体がガラスバルーンである請求項6
または7に記載の成形品。 - 【請求項9】無機繊維がガラス繊維である請求項6〜8
のいずれかに記載の成形品。
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