JP2011137064A - 液晶ポリエステル樹脂組成物、成形品及び複合部材 - Google Patents
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Abstract
【課題】液晶ポリエステル本来の優れた機械強度の低下が抑制されており、接着性にも優れる液晶ポリエステル樹脂組成物を提供する。
【解決手段】液晶ポリエステルを、分子内にエポキシ基を3個以上有するビスフェノール型エポキシ化合物と混合して、液晶ポリエステル樹脂組成物とする。前記ビスフェノール型エポキシ化合物の含有量は、前記液晶ポリエステル100重量部に対して、通常0.1〜10重量部である。前記液晶ポリエステル樹脂組成物は、さらに無機充填材を含んでいてもよい。
【選択図】なし
【解決手段】液晶ポリエステルを、分子内にエポキシ基を3個以上有するビスフェノール型エポキシ化合物と混合して、液晶ポリエステル樹脂組成物とする。前記ビスフェノール型エポキシ化合物の含有量は、前記液晶ポリエステル100重量部に対して、通常0.1〜10重量部である。前記液晶ポリエステル樹脂組成物は、さらに無機充填材を含んでいてもよい。
【選択図】なし
Description
本発明は、液晶ポリエステルにエポキシ化合物が配合されてなる液晶ポリエステル樹脂組成物に関する。また、本発明は、この組成物からなる成形品、さらにはこの成形品を用いてなる複合部材に関する。
液晶ポリエステルは、高強度、高耐熱性、低線膨張率、高絶縁性、低吸湿性、高流動性、高ガスバリア性等の優れた特性を有しているため、電気・エレクトロニクス産業で各種製品の部品の材料として広く用いられており、特に近年、急速に薄くかつ小さくなりつつある高機能製品の部品の材料として好ましく用いられている。このような高機能製品の部品は、限られた製品スペース内に組み込まれる必要があるため、形状の制約が大きく、形状が複雑になる場合が多い。この部品形状の複雑化に伴い、部品同士の接合においては、例えば接着剤による接合方法が採用されているが、液晶ポリエステルは反応基が極めて少なく、接着剤との反応性が小さいためか、他の熱可塑性樹脂と比較して接着性(接着剤による接合性)が劣るという問題がある。このような問題を解決するため、液晶ポリエステルにエポキシ化合物を配合することが検討されており、例えば特許文献1には、液晶ポリエステルにα−オレフィン類とα、β―不飽和酸のグリシジルエーテルとの共重合体を配合することが記載されている。
従来の液晶ポリエステルにエポキシ化合物を配合してなる液晶ポリエステル樹脂組成物では、液晶ポリエステル本来の優れた機械強度が損なわれていることが多く、また、接着性も必ずしも十分なものではない。そこで、本発明の目的は、液晶ポリエステル本来の優れた機械強度の低下が抑制されており、接着性にも優れる液晶ポリエステル樹脂組成物を提供することにある。
前記目的を達成するため、本発明は、液晶ポリエステルと、分子内にエポキシ基を3個以上有するビスフェノール型エポキシ化合物とを含むことを特徴とする液晶ポリエステル樹脂組成物を提供する。また、本発明によれば、この液晶ポリエステル樹脂組成物からなる成形品も提供され、さらに、この成形品を他の部材と接着剤により接合してなる複合部材も提供される。
本発明の液晶ポリエステル樹脂組成物は、液晶ポリエステル本来の優れた機械強度の低下が抑制されており、接着性にも優れることから、その成形品を他の部材と接着剤により接合することにより、機械的強度に優れ、接着強度も高い複合部材を得ることができる。
<液晶ポリエステル>
液晶ポリエステルは、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、450℃以下で光学的に異方性を示す溶融体を形成するものである。かかる液晶ポリエステルとしては、例えば、次の(1)〜(4)に示されるものが挙げられる。
液晶ポリエステルは、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、450℃以下で光学的に異方性を示す溶融体を形成するものである。かかる液晶ポリエステルとしては、例えば、次の(1)〜(4)に示されるものが挙げられる。
(1):芳香族ヒドロキシカルボン酸と芳香族ジカルボン酸と芳香族ジオールとを組み合わせて重合させて得られるもの。
(2):複数種の芳香族ヒドロキシカルボン酸を重合させて得られるもの。
(3):芳香族ジカルボン酸と芳香族ジオールとを組み合わせて重合させて得られるもの。
(4):ポリエチレンテレフタレート等の結晶性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て得られるもの。
(2):複数種の芳香族ヒドロキシカルボン酸を重合させて得られるもの。
(3):芳香族ジカルボン酸と芳香族ジオールとを組み合わせて重合させて得られるもの。
(4):ポリエチレンテレフタレート等の結晶性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て得られるもの。
なお、液晶ポリエステルの製造においては、前記の芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族ジカルボン酸又は芳香族ジオールの代わりに、それらのエステル形成性誘導体を使用することも可能であり、該エステル形成性誘導体を用いれば、液晶ポリエステルの製造がより容易になるという利点がある。
分子内にカルボキシル基を有する芳香族ヒドロキシカルボン酸や芳香族ジカルボン酸のエステル形成性誘導体としては、例えば、当該カルボキシル基が、ハロホルミル基やアシルオキシカルボニル基等の高反応性の基に転化したものや、当該カルボキシル基が、エステル交換反応によりポリエステルを生成するように、アルコール類やエチレングリコールとエステルを形成しているものが挙げられる。また、分子内にフェノール性水酸基を有する芳香族ヒドロキシカルボン酸や芳香族ジオールのエステル形成性誘導体としては、例えば、当該フェノール性水酸基が、エステル交換反応によりポリエステルを生成するように、低級カルボン酸類とエステルを形成しているもの等を挙げることができる。
さらに、エステル形成性を阻害しない程度であれば、前述の芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族ジカルボン酸又は芳香族ジオールは、その芳香環に、塩素原子、フッ素原子等のハロゲン原子;メチル基、エチル基等のアルキル基;フェニル基等のアリール基を置換基として有していてもよい。
液晶ポリエステルを構成する構造単位としては、次のものが例示される。
芳香族ヒドロキシカルボン酸に由来する構造単位:
前記の構造単位は、ハロゲン原子、アルキル基又はアリール基を置換基として有していてもよい。
芳香族ジカルボン酸に由来する構造単位:
前記の構造単位は、ハロゲン原子、アルキル基又はアリール基を置換基として有していてもよい。
芳香族ジオールに由来する構造単位:
前記の構造単位は、ハロゲン原子、アルキル基又はアリール基を置換基として有していてもよい。
好適な液晶ポリエステルとしては、その構造単位の組合せが次の(a)〜(h)に示されるものが挙げられる。
(a):(A1)と(B1)と(C1)との組合せ、又は、(A1)と(B1)と(B2)と(C1)との組合せ。
(b):(A2)と(B3)と(C2)との組合せ、又は、(A2)と(B1)と(B3)と(C2)との組合せ。
(c):(A1)と(A2)との組合せ。
(d):(a)の構造単位の組合せのそれぞれにおいて、(A1)の一部又は全部を(A2)で置きかえたもの。
(e):(a)の構造単位の組合せのそれぞれにおいて、(B1)の一部又は全部を(B3)で置きかえたもの。
(f):(a)の構造単位の組合せのそれぞれにおいて、(C1)の一部又は全部を(C3)で置きかえたもの。
(g):(b)の構造単位の組合せのそれぞれにおいて、(A2)の一部又は全部を(A1)で置きかえたもの。
(h):(c)の構造単位の組合せに、(B1)と(C2)とを加えたもの。
(b):(A2)と(B3)と(C2)との組合せ、又は、(A2)と(B1)と(B3)と(C2)との組合せ。
(c):(A1)と(A2)との組合せ。
(d):(a)の構造単位の組合せのそれぞれにおいて、(A1)の一部又は全部を(A2)で置きかえたもの。
(e):(a)の構造単位の組合せのそれぞれにおいて、(B1)の一部又は全部を(B3)で置きかえたもの。
(f):(a)の構造単位の組合せのそれぞれにおいて、(C1)の一部又は全部を(C3)で置きかえたもの。
(g):(b)の構造単位の組合せのそれぞれにおいて、(A2)の一部又は全部を(A1)で置きかえたもの。
(h):(c)の構造単位の組合せに、(B1)と(C2)とを加えたもの。
前記の(a)〜(h)のように、液晶ポリエステルとしては、芳香族ヒドロキシカルボン酸に由来する構造単位として、(A1)及び/又は(A2)有し、芳香族ジオールに由来する構造単位として、(B1)、(B2)及び(B3)からなる群から選ばれる1つ以上を有し、芳香族ジカルボン酸に由来する構造単位として、(C1)、(C2)及び(C3)からなる群から選ばれる1つ以上を有するものが好ましい。なお、前述のように、これらの構造単位は、その芳香環に置換基を有していてもよいが、得られる成形体が、より高い耐熱性を必要とする場合には、置換基を有していないことが望ましい。
液晶ポリエステルは、その流動温度が270〜400℃であることが好ましく、300〜380℃であることがより好ましい。流動温度があまり高いと、溶融加工温度が高くなるため、液晶ポリエステル樹脂組成物からなる成形体を製造することが困難になり易く、あまり高い溶融加工温度で加工しようとすると、液晶ポリエステル樹脂組成物が熱劣化し易くなり、接着性が低下する恐れがある。このように、流動温度が270〜400℃である液晶ポリエステルは、本発明の液晶ポリエステル樹脂組成物に使用するうえで特に好適である。
なお、ここでいう流動温度とは、内径1mm、長さ10mmのノズルを持つ毛細管型レオメーターを用い、9.8MPaの荷重において、4℃/分の昇温速度で加熱溶融体をノズルから押し出す時に、溶融粘度が4800Pa・secを示す温度を意味するものであり、該流動温度は当技術分野で周知の液晶ポリエステルの分子量を表す指標である(小出直之編、「液晶性ポリマー合成・成形・応用−」、95〜105頁、シーエムシー、1987年6月5日発行を参照)。
液晶ポリエステルは、芳香族ジオール及び芳香族ヒドロキシカルボン酸のフェノール性水酸基を、無水酢酸等の脂肪酸無水物によりアシル化して、アシル化物(芳香族ジオールアシル化物及び芳香族ヒドロキシカルボン酸アシル化物)を得るアシル化工程と、得られたアシル化物のアシル基と、芳香族ジカルボン酸及び芳香族ヒドロキシカルボン酸のアシル化物のカルボキシル基からヒドロキシル基を除いてなる残基に相当するアシル基とが交換するように、エステル交換反応による重合を行って、液晶性ポリエステルを得る重合工程とを有する製造方法により製造されることが好ましい。
ここで、アシル化工程及び/又は重合工程は、次の式で表される複素環状有機塩基化合物の存在下に行ってもよい。
(R1〜R4は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基、ヒドロキシメチル基、シアノ基、アルキル基の炭素数が1〜4であるシアノアルキル基、アルコキシル基の炭素数が1〜4であるシアノアルコキシル基、カルボキシル基、アミノ基、炭素数1〜4のアミノアルキル基、炭素数1〜4のアミノアルコキシル基、フェニル基、ベンジル基、フェニルプロピル基又はフォルミル基を表す。)
前記式で表される該複素環状有機塩基化合物の中でも、入手が容易であることから、1−メチルイミダゾール及び/又は1−エチルイミダゾールが好ましい。
この複素環状含有機塩基化合物の使用量は、前述の液晶ポリエステルの原料モノマー(芳香族ジカルボン酸、芳香族ジオール及び芳香族ヒドロキシカルボン酸)の合計100質量部に対して、0.005〜1質量部であることが好ましく、得られる成形体の色調や、成形体の生産性の観点からは、0.05〜0.5質量部であることがより好ましい。複素環状有機塩基化合物は、アシル化反応及びエステル交換反応の際の一時期に存在していればよく、その添加時期は、アシル化反応開始の直前であってもよいし、アシル化反応の途中であってもよいし、アシル化反応とエステル交換反応の間であってもよい。このようにして得られる液晶性ポリエステルは、より優れた溶融流動性を発現するという利点がある。
脂肪酸無水物の使用量は、芳香族ジオール及び/又は芳香族ヒドロキシカルボン酸の使用量を考慮し、これらの原料モノマーにあるフェノール性水酸基の合計に対して、1.0〜1.2モル倍であることが好ましく、1.0〜1.15モル倍であることがより好ましく、1.03〜1.12モル倍であることがさらに好ましく、1.05〜1.1モル倍であることが特に好ましい。
アシル化工程における芳香族ジオール及び芳香族ヒドロキシカルボン酸のアシル化反応は、130〜180℃で30分〜20時間反応させることが好ましく、140〜160℃で1〜5時間反応させることがより好ましい。
なお、芳香族ジカルボン酸は、アシル化工程の際に、反応系中に存在させていてもよく、換言すれば、アシル化工程において、芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシカルボン酸及び芳香族ジカルボン酸を同一反応系中に存在させていてもよい。これは、芳香族ジカルボン酸にあるカルボキシル基及び任意に置換されていてもよい置換基は、いずれも脂肪酸無水物によって影響を受け難いためである。よって、芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシカルボン酸及び芳香族ジカルボン酸を同一の反応器に仕込んで、脂肪酸無水物によってアシル化する形式でもよく、先に、芳香族ジオール及び芳香族ヒドロキシカルボン酸を反応器に仕込んで、脂肪酸無水物によってこれらをアシル化した後に、芳香族ジカルボン酸を反応器に仕込む形式でもよい。操作上の簡便さから前者の形式がより好ましい。
前記エステル交換反応による重合は、130〜400℃の範囲で0.1〜50℃/分の割合で昇温させながら反応させることが好ましく、150〜350℃の範囲で0.3〜5℃/分の割合で昇温しながら反応させることがより好ましい。
また、前記エステル交換反応を行う際、平衡をずらすために、副生する酢酸等の脂肪酸と未反応の無水酢酸等の脂肪酸無水物は、蒸発させて系外へ留去させることが好ましい。また、留出する脂肪酸の一部を還流させて反応器に戻すことによって、脂肪酸と同伴して蒸発又は昇華する原料モノマーなどを凝縮又は逆昇華し、反応器に戻すこともできる。
アシル化反応及びエステル交換反応は、回分装置を用いて行ってもよいし、連続装置を用いて行ってもよい。いずれの反応装置を用いても、本発明に適用可能な液晶性ポリエステルを得ることができる。
また、前記重合工程の後に、得られた液晶ポリエステルを冷却して取り出し、該液晶ポリエステルを粉砕によって粉体状としたり、粉体状にした液晶ポリエステルを造粒してペレット状としたりして、得られる固体状(粉体状又はペレット状)の液晶ポリエステルをさらに加熱して高分子量化することもできる。このような液晶ポリエステルの高分子量化は、当分野でいわゆる固相重合と呼ばれている。この固相重合は、液晶ポリエステルの高分子量化に特に有効であり、この高分子量化により前述のような好適な流動開始温度を有する液晶ポリエステルを得ることが容易になる。この固相重合は、例えば、固体状の液晶ポリエステルを、不活性気体(窒素など)雰囲気下又は減圧下に、1〜20時間熱処理することにより行われる。この場合、熱処理に使用される装置としては、例えば、既知の乾燥機、反応機、イナートオーブン、混合機、電気炉が挙げられる。
<ビスフェノール型エポキシ化合物>
ビスフェノール型エポキシ化合物は、分子内にビスフェノール骨格とエポキシ基とを有する化合物であり、本発明では、このビスフェノール型エポキシ化合物として、分子内にエポキシ基を3個以上有するものを用い、好ましくは、次の式で表される化合物が用いられる。
ビスフェノール型エポキシ化合物は、分子内にビスフェノール骨格とエポキシ基とを有する化合物であり、本発明では、このビスフェノール型エポキシ化合物として、分子内にエポキシ基を3個以上有するものを用い、好ましくは、次の式で表される化合物が用いられる。
(Rは、次のいずれかの式で表される基を表し、nは、平均で1〜10の数を表す。)
前記式中、nは、好ましくは平均で3〜5の数ある。nがあまり大きいと、生産が困難となる恐れがある。
前記ビスフェノール型エポキシ化合物の使用量は、液晶ポリエステル100重量部に対して、通常0.1〜10重量部であり、好ましくは1〜5重量部である。前記ビスフェノール型エポキシ化合物の使用量が多いほど、液晶ポリエステル樹脂組成物の接着性が向上するが、機械強度が低下する傾向にある。
<無機充填材>
本発明の液晶ポリエステル樹脂組成物には、必要に応じて、無機充填剤を含ませてもよい。無機充填剤としては、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、鉛白等の白色顔料;ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維、チタン酸繊維、ウォラストナイト、アスベスト等の無機繊維;二酸化珪素、炭酸カルシウム、アルミナ、水酸化アルミニウム、カオリン、タルク、クレー、マイカ、ガラスフレーク、ガラスビーズ、中空ガラスビーズ、ドロマイト、各種金属粉末、硫酸バリウム、チタン酸カリウム、焼石膏等の粉末;炭化珪素、アルミナ、ボロンナイトライト、ホウ酸アルミニウム、窒化珪素等の粉粒状、板状又はウィスカー状の無機化合物が挙げられる。中でも、繊維状無機充填材が、液晶ポリエステル樹脂組成物の接着性を向上させる効果があることから好ましく、特に、ガラス繊維が、経済性と取扱性の観点からより好ましい。
本発明の液晶ポリエステル樹脂組成物には、必要に応じて、無機充填剤を含ませてもよい。無機充填剤としては、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、鉛白等の白色顔料;ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維、チタン酸繊維、ウォラストナイト、アスベスト等の無機繊維;二酸化珪素、炭酸カルシウム、アルミナ、水酸化アルミニウム、カオリン、タルク、クレー、マイカ、ガラスフレーク、ガラスビーズ、中空ガラスビーズ、ドロマイト、各種金属粉末、硫酸バリウム、チタン酸カリウム、焼石膏等の粉末;炭化珪素、アルミナ、ボロンナイトライト、ホウ酸アルミニウム、窒化珪素等の粉粒状、板状又はウィスカー状の無機化合物が挙げられる。中でも、繊維状無機充填材が、液晶ポリエステル樹脂組成物の接着性を向上させる効果があることから好ましく、特に、ガラス繊維が、経済性と取扱性の観点からより好ましい。
無機充填材の使用量は、液晶ポリエステル100重量部に対して、通常5〜230重量部であり、好ましくは5〜100重量部であり、より好ましくは10〜80重量部である。無機充填材の使用量が多いほど、液晶ポリエステル樹脂組成物の機械強度が向上するが、成形加工性が低下する傾向にある。
無機充填材として繊維状充填材を用いる場合、液晶ポリエステル樹脂組成物の流動性向上の点から、繊維状充填材の数平均繊維径は好ましくは5〜20μmであり、繊維状充填材の数平均繊維長は好ましくは30〜3000μmであり、より好ましくは30〜1000μmであり、さらに好ましくは30〜300μmである。
<他の成分>
本発明の液晶ポリエステル樹脂組成物には、必要に応じて、液晶ポリエステル及び前記エポキシ化合物以外の樹脂、例えば、ポリアミド、ポリエステル、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテルやその変性物、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、ポリエーテルイミド等の熱可塑性樹脂や、フェノール樹脂、前記エポキシ化合物以外のエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂が1種又は2種以上含ませてもよい。
本発明の液晶ポリエステル樹脂組成物には、必要に応じて、液晶ポリエステル及び前記エポキシ化合物以外の樹脂、例えば、ポリアミド、ポリエステル、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテルやその変性物、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、ポリエーテルイミド等の熱可塑性樹脂や、フェノール樹脂、前記エポキシ化合物以外のエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂が1種又は2種以上含ませてもよい。
また、本発明の液晶ポリエステル樹脂組成物には、必要に応じて、フッ素樹脂、金属石鹸類等の離型改良剤;染料、顔料等の着色剤;酸化防止剤;熱安定剤;紫外線吸収剤;帯電防止剤;界面活性剤等の添加剤を含ませてもよいし、さらに、高級脂肪酸、高級脂肪酸エステル、高級脂肪酸金属塩、フルオロカーボン系界面活性剤等の外部滑剤効果を有する添加剤を含ませてもよい。
本発明の液晶ポリエステル樹脂組成物は、液晶ポリエステル、前記ビスフェノール型エポキシ化合物及び必要に応じて無機充填材等の他の成分を、ヘンシェルミキサーやタンブラー等を用いて混合して得ることもできるし、このようにして混合した後、押出機を用いて溶融混練することによりペレット化して得ることもできる。このようにペレット化して得られた液晶ポリエステル樹脂組成物は、操作性が良好になり、目的とする部品の形状によって好適な成形方法の選択幅を広げることができる。
本発明の液晶ポリエステル樹脂組成物は種々慣用の成形方法により成形することができる。成形方法としては、例えば、射出成形法、射出圧縮成形法、押出成形法等の溶融成形法が好ましく用いられる。とりわけ射出成形が好適で、射出成形によれば、薄肉部や複雑な形状を有するの成型体を製造することが可能であり、特に薄肉部が0.01〜3.0mm、好ましくは0.02〜2.0mm、より好ましくは0.05〜1.0mmであるような小型の成形体を製造するためには適している。
射出成形等の溶融成形に係る成形温度は、溶融成形に使用する液晶ポリエステル樹脂組成物の流動温度より10〜60℃高い温度であることが好ましい。成形温度があまり低いと、液晶ポリエステル樹脂組成物の流動性が低下し、成形性の悪化や強度の低下を招く恐れがある。また、成形温度があまり高いと、液晶ポリエステル樹脂組成物が劣化し易くなり、液晶ポリエステル樹脂組成物の接着性が低下する恐れがある。
かくして得られる成形品は、優れた接着性を有し、接着剤により他部材と接合して複合部材を得るために、好適に使用される。接着剤は、例えば、熱硬化性接着剤であってもよいし、光硬化性接着剤であってもよいが、光硬化性接着剤であることが、本発明の液晶ポリエステル樹脂組成物の接着性がより効果的に発現し、さらに硬化時間も短いことから生産性を向上させるためには適している。また、接着剤としては、例えば、通常、エポキシ系、アクリレート系、シリコーン系、ウレタン系のものが挙げられるが、エポキシ系やアクリレート系のものが好ましく、両者を併用してもよい。また、接着剤として、弾性率が200MPa以上であるものを用いると、本発明の液晶ポリエステル樹脂組成物の接着性がより効果的に発現する。
また、接着時には成形体表面を粗化して凹凸をつけたり、スキン層を削ったりすることにより接着性がさらに向上する。成形体表面を粗化する方法としては、サンドペーパーやヤスリ等で表面に摩擦力を与える方法や、レーザーやハンダコテ等で表面に熱エネルギーを与える方法が好ましい。
本発明の液晶ポリエステル樹脂組成物は、液晶ポリエステルが本来有する優れた特性を大きく損なうことなく、接着性に優れるため、リレー部品、金属インサート部品、カードコネクタ、FPCコネクター、光ピックアップレンズホルダ、カメラモジュール等の複合部材、その他各種用途に有用である。
合成例(液晶ポリエステル)
攪拌装置、トルクメータ、窒素ガス導入管、温度計及び還流冷却器を備えた反応器に、パラヒドロキシ安息香酸994.5g(7.2モル)、4,4’−ジヒドロキシビフェニル446.9g(2.4モル)、テレフタル酸299.0g(1.8モル)、イソフタル酸99.7g(0.6モル)及び無水酢酸1347.6g(13.2モル)を仕込み、1−メチルイミダゾールを0.2g添加してから、反応器内を十分に窒素ガスで置換した後、窒素ガス気流下で30分かけて150℃まで昇温し、同温度を保持して1時間還流させた。その後、1−メチルイミダゾールを0.9g添加し、留出する副生酢酸と未反応の無水酢酸を留去しながら2時間50分かけて320℃まで昇温し、トルクの上昇が認められる時点を反応終了としてプレポリマーを得た。得られたプレポリマーを室温まで冷却し、粗粉砕機で粉砕後、得られた粉末を窒素雰囲気下で室温から250℃まで1時間かけて昇温し、250℃から285℃まで5時間かけて昇温し、同温度で3時間保持して、固相重合を行った。冷却して得られた液晶ポリエステルの流動開始温度は327℃であった。
攪拌装置、トルクメータ、窒素ガス導入管、温度計及び還流冷却器を備えた反応器に、パラヒドロキシ安息香酸994.5g(7.2モル)、4,4’−ジヒドロキシビフェニル446.9g(2.4モル)、テレフタル酸299.0g(1.8モル)、イソフタル酸99.7g(0.6モル)及び無水酢酸1347.6g(13.2モル)を仕込み、1−メチルイミダゾールを0.2g添加してから、反応器内を十分に窒素ガスで置換した後、窒素ガス気流下で30分かけて150℃まで昇温し、同温度を保持して1時間還流させた。その後、1−メチルイミダゾールを0.9g添加し、留出する副生酢酸と未反応の無水酢酸を留去しながら2時間50分かけて320℃まで昇温し、トルクの上昇が認められる時点を反応終了としてプレポリマーを得た。得られたプレポリマーを室温まで冷却し、粗粉砕機で粉砕後、得られた粉末を窒素雰囲気下で室温から250℃まで1時間かけて昇温し、250℃から285℃まで5時間かけて昇温し、同温度で3時間保持して、固相重合を行った。冷却して得られた液晶ポリエステルの流動開始温度は327℃であった。
実施例1、2、比較例1〜3
エポキシ化合物として、次の(1)〜(3)に示すものを用いた。
(1):分子内にエポキシ基を3個以上有するビスフェノール型エポキシ化合物(前記式において、RがビスフェノールAから2つのヒドロキシル基を除いてなる残基であり、nが平均で3.7の数である化合物:(株)ADEKA製「EP5400R」)。
(2):エチレンとグリシジルアクリレートとの共重合体(住友化学(株)製「ボンドファースト:BF−E」)。
(3):クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(東都化成株式会社製「YDCN700−5」)。
エポキシ化合物として、次の(1)〜(3)に示すものを用いた。
(1):分子内にエポキシ基を3個以上有するビスフェノール型エポキシ化合物(前記式において、RがビスフェノールAから2つのヒドロキシル基を除いてなる残基であり、nが平均で3.7の数である化合物:(株)ADEKA製「EP5400R」)。
(2):エチレンとグリシジルアクリレートとの共重合体(住友化学(株)製「ボンドファースト:BF−E」)。
(3):クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(東都化成株式会社製「YDCN700−5」)。
無機フィラーとして、ミルドガラス繊維(セントラルガラス(株)製「EFH75−01」:繊維径10μm、繊維長75μm)を用いた。
合成例で得られた液晶ポリエステルと、表1に示すエポキシ化合物と、無機フィラーとを、表1に示す割合でドライブレンドした後、2軸押出機(池貝鉄工(株)製「PCM−30型」)を用いて、340℃で溶融押出しし、樹脂組成物のペレットを得た。得られたペレットを、射出成形機(日精樹脂工業(株)製「PS40E5ASE型」)を用いて、シリンダー温度350℃、金型温度130℃で射出成形し、試験片1(長さ127mm、幅12.7mm、厚さ6.4mm)、試験片2(ASTM4号引っ張りダンベル)、及び試験片3(64mm角、厚さ3mmの平板)を得た。
(曲げ強度)
試験片1について、ASTM D790に準じて曲げ強度を測定した。結果を表1に示す。
試験片1について、ASTM D790に準じて曲げ強度を測定した。結果を表1に示す。
(引っ張り強度)
試験片2について、ASTM D638に準じて引っ張り強度を測定した。結果を表1に示す。
試験片2について、ASTM D638に準じて引っ張り強度を測定した。結果を表1に示す。
(接着強度)
試験片3の2箇所に、直径6mmの穴を開け、穴の間に次の(A)〜(D)に示される各光硬化性接着剤を塗布して(接着面積28.26mm2)、ガラス板を貼り合わせた後、350nmの光を3000mJ/cm2の強度で照射して、接着剤を硬化させた。次いで、オートグラフを用いて速度1mm/minで2箇所の穴よりガラス板を押し抜き、ガラス板が剥離したときの荷重を測定し、この荷重を接着面積で除した値を接着強度とした。結果を表1に示す。
(A):協立化学産業(株)製「ワールドロックNo.8833」(変性アクリレート、弾性率2500MPa)。
(B):協立化学産業(株)製「ワールドロックNo.8794」(エポキシ樹脂、弾性率2620MPa)。
(C):協立化学産業(株)製「ワールドロックNo.8126」(変性アクリレート、弾性率2.1MPa)。
(D):協立化学産業(株)製「ワールドロックNo.8840」(変性アクリレート、弾性率180MPa)
試験片3の2箇所に、直径6mmの穴を開け、穴の間に次の(A)〜(D)に示される各光硬化性接着剤を塗布して(接着面積28.26mm2)、ガラス板を貼り合わせた後、350nmの光を3000mJ/cm2の強度で照射して、接着剤を硬化させた。次いで、オートグラフを用いて速度1mm/minで2箇所の穴よりガラス板を押し抜き、ガラス板が剥離したときの荷重を測定し、この荷重を接着面積で除した値を接着強度とした。結果を表1に示す。
(A):協立化学産業(株)製「ワールドロックNo.8833」(変性アクリレート、弾性率2500MPa)。
(B):協立化学産業(株)製「ワールドロックNo.8794」(エポキシ樹脂、弾性率2620MPa)。
(C):協立化学産業(株)製「ワールドロックNo.8126」(変性アクリレート、弾性率2.1MPa)。
(D):協立化学産業(株)製「ワールドロックNo.8840」(変性アクリレート、弾性率180MPa)
Claims (12)
- 液晶ポリエステルと、分子内にエポキシ基を3個以上有するビスフェノール型エポキシ化合物とを含むことを特徴とする液晶ポリエステル樹脂組成物。
- 前記ビスフェノール型エポキシ化合物の含有量が、前記液晶ポリエステル100重量部に対して、0.1〜10重量部である請求項1又は2に記載の液晶ポリエステル樹脂組成物。
- さらに無機充填材を含む請求項1〜3のいずれかに記載の液晶ポリエステル樹脂組成物。
- 前記無機充填材が繊維状充填材である請求項4に記載の液晶ポリエステル樹脂組成物。
- 前記繊維状充填材がガラス繊維である請求項5に記載の液晶ポリエステル樹脂組成物。
- 前記無機充填材の含有量が、前記液晶ポリエステル100重量部に対して、5〜230重量部である請求項4〜6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1〜7のいずれかに記載の液晶ポリエステル樹脂組成物からなる成形品。
- 請求項8に記載の成形品を他の部材と接着剤により接合してなる複合部材。
- 前記接着剤が光硬化性接着剤である請求項9に記載の複合部材。
- 前記接着剤がエポキシ系接着剤及び/又はアクリレート系接着剤である請求項9又は10に記載の複合部材。
- 前記接着剤の弾性率が200MPa以上である請求項9〜11のいずれかに記載の複合部材。
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