JP2012522862A - 流動性が向上した全芳香族液晶ポリエステル樹脂コンパウンド及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

全芳香族液晶ポリエステル樹脂コンパウンド及びその製造方法を提供する。全芳香族液晶ポリエステル樹脂コンパウンドは、低溶融点を有する第１全芳香族液晶ポリエステル樹脂、高溶融点を有する第２全芳香族液晶ポリエステル樹脂及び添加剤を含む全芳香族液晶ポリエステル樹脂コンパウンドであって、前記第１全芳香族液晶ポリエステル樹脂の含有量は、前記第２全芳香族液晶ポリエステル樹脂１００重量部に対して、５〜１０重量部である。また、全芳香族液晶ポリエステル樹脂のコンパウンドの製造方法は、溶融点の異なる前記２種の全芳香族液晶ポリエステル樹脂及び添加剤を混合して溶融混練する段階を含む。
【選択図】なし

Description

本発明は、全芳香族液晶ポリエステル樹脂コンパウンド及びその製造方法に係り、さらに詳細には、溶融点の異なる二種以上の全芳香族液晶ポリエステル樹脂及び添加剤を含む全芳香族液晶ポリエステル樹脂コンパウンド及びその製造方法に関する。

全芳香族液晶ポリエステル樹脂は、耐熱性及び寸法安定性にすぐれ、溶融時に流動性にすぐれ、精密射出成形材料として、電子部品分野を中心に広く使われている。特に、寸法安定性と電気絶縁性とにすぐれ、電子材料用フィルム及び基板用素材として、その用途が拡大している。

精密射出成形材料として使われる全芳香族液晶ポリエステル樹脂コンパウンドは、製品の軽薄短小化のために、優秀な流動性が必要である。流動性にすぐれる全芳香族液晶ポリエステル樹脂コンパウンドを得るためには、低溶融点を有する全芳香族液晶ポリエステル樹脂を使用して、樹脂コンパウンドを製造せねばならないが、低溶融点を有する全芳香族液晶ポリエステル樹脂を使用して樹脂コンパウンドを製造する場合には、耐熱度が低下するという問題点がある。

本発明の一具現例は、溶融点の異なる二種以上の全芳香族液晶ポリエステル樹脂及び添加剤を含む全芳香族液晶ポリエステル樹脂コンパウンドを提供する。

本発明の他の具現例は、前記全芳香族液晶ポリエステル樹脂コンパウンドを製造する方法を提供する。

本発明の一側面は、低溶融点を有する第１全芳香族液晶ポリエステル樹脂と、高溶融点を有する第２全芳香族液晶ポリエステル樹脂と、添加剤と、を含む全芳香族液晶ポリエステル樹脂コンパウンドであって、前記第１全芳香族液晶ポリエステル樹脂の含有量は、前記第２全芳香族液晶ポリエステル樹脂１００重量部に対して、５〜１０重量部である全芳香族液晶ポリエステル樹脂コンパウンドを提供する。

前記第１全芳香族液晶ポリエステル樹脂の溶融点は、３１０〜３２０℃であって、前記第２全芳香族液晶ポリエステル樹脂の溶融点は、３６０〜３７５℃でありうる。

前記添加剤は、無機充填剤及び有機充填剤のうち少なくとも一つを含むことができる。

前記無機充填剤は、ガラスファイバ、滑石、炭酸カルシウム、雲母、粘土またはそれらのうち２以上の混合物を含むことができ、前記有機充填剤は、炭素ファイバを含むことができる。

本発明の他の側面は、低溶融点を有する第１全芳香族液晶ポリエステル樹脂、高溶融点を有する第２全芳香族液晶ポリエステル樹脂及び添加剤を混合して溶融混練する段階を含む全芳香族液晶ポリエステル樹脂コンパウンドの製造方法であって、前記第１全芳香族液晶ポリエステル樹脂の使用量は、前記第２全芳香族液晶ポリエステル樹脂１００重量部に対して、５〜１０重量部である全芳香族液晶ポリエステル樹脂コンパウンドの製造方法を提供する。

本発明の一具現例によれば、溶融点の異なる二種以上の全芳香族液晶ポリエステル樹脂を含むことにより、流動性が向上した全芳香族液晶ポリエステル樹脂コンパウンド及びその製造方法が提供される。

以下、本発明の一具現例による全芳香族液晶ポリエステル樹脂コンパウンド及びその製造方法について詳細に説明する。

本発明の一具現例による全芳香族液晶ポリエステル樹脂コンパウンドは、低溶融点を有する第１全芳香族液晶ポリエステル樹脂、高溶融点を有する第２全芳香族液晶ポリエステル樹脂及び添加剤を含み、前記第１全芳香族液晶ポリエステル樹脂の含有量は、前記第２全芳香族液晶ポリエステル樹脂１００重量部に対して、５〜１０重量部である。前記第１全芳香族液晶ポリエステル樹脂の含有量が、前記第２全芳香族液晶ポリエステル樹脂１００重量部に対して、５重量部以上であるならば、最終製品である樹脂コンパウンドの流動性改善効果が顕著であり、１０重量部以下であるならば、最終製品である樹脂コンパウンドの耐熱度低下の心配を低減させることができる。

前記第１全芳香族液晶ポリエステル樹脂の溶融点は、３１０〜３２０℃であって、前記第２全芳香族液晶ポリエステル樹脂の溶融点は、３６０〜３７５℃でありうる。前記第１全芳香族液晶ポリエステル樹脂の溶融点が３１０℃以上であるならば、最終製品である樹脂コンパウンドの耐熱度低下の心配が少なく、前記樹脂コンパウンドにブリスタ（blister）が発生せず、３２０℃以下であるならば、最終製品である樹脂コンパウンドの流動性向上効果が大きい。また、前記第２全芳香族液晶ポリエステル樹脂の溶融点が３６０℃以上であるならば、最終製品である樹脂コンパウンドの耐熱度低下の心配が少なく、３７５℃以下であるならば、最終製品である樹脂コンパウンドの流動性低下の心配が少なく、射出成形が容易になる。

前記全芳香族液晶ポリエステル樹脂コンパウンドの製造に使われる溶融点の異なる二種以上の全芳香族液晶ポリエステル樹脂は、それぞれ下記段階を経て製造されうる：
（ａ）少なくとも二種の単量体を縮重合することにより、全芳香族液晶ポリエステルプレポリマーを合成する段階；
（ｂ）前記プレポリマーを固相縮重合することにより、全芳香族液晶ポリエステル樹脂を合成する段階。

前記（ａ）段階で使われる単量体は、芳香族ジオール、芳香族ジアミン及び芳香族ヒドロキシアミンからなる群から選択された少なくとも１種の化合物、及び芳香族ジカルボン酸を含む。また、前記単量体は、芳香族ヒドロキシカルボン酸及び／または芳香族アミノカルボン酸をさらに含むことができる。

前記（ａ）段階の合成方法としては、溶液縮重合法、塊状縮重合法（bulk condensation polymerization）が使われうる。また、前記（ａ）段階で、縮合反応を促進するために、アシル化剤（特に、アセチル化剤）などの化学物質で前処理され、反応性が向上した単量体（すなわち、アシル化された単量体）を使用することができる。

前記（ｂ）段階の固相縮重合反応のためには、前記プレポリマーに適当な熱が提供されねばならず、かような熱提供方法としては、加熱板を利用する方法、熱風を利用する方法、高温の流体を利用する方法などがある。固相縮重合反応時に発生する副産物を除去するために、不活性ガスを利用したパージや、真空による除去を実施することができる。

前記全芳香族液晶ポリエステル樹脂は、それぞれ多様な反復単位を鎖内に含み、例えば、次のような反復単位を含むことができる。

（１）芳香族ジオールから由来する反復単位：
−Ｏ−Ａｒ−Ｏ−
（２）芳香族ジアミンから由来する反復単位：
−ＨＮ−Ａｒ−ＮＨ−
（３）芳香族ヒドロキシアミンから由来する反復単位：
−ＨＮ−Ａｒ−Ｏ−
（４）芳香族ジカルボン酸から由来する反復単位：
−ＯＣ−Ａｒ−ＣＯ−
（５）芳香族ヒドロキシカルボン酸から由来する反復単位：
−Ｏ−Ａｒ−ＣＯ−
（６）芳香族アミノカルボン酸から由来する反復単位：
−ＨＮ−Ａｒ−ＣＯ−

前記化学式で、Ａｒは、フェニレン、ビフェニレン、ナフタレンまたは２個のフェニレンが炭素または炭素ではない元素に結合された芳香族化合物；またはフェニレン、ビフェニレン、ナフタレンまたは２個のフェニレンが炭素または炭素ではない元素に結合された芳香族化合物のうち１つ以上の水素が他の元素で置換された芳香族化合物でありうる。

前記添加剤は、無機充填剤及び／または有機充填剤を含むことができる。前記無機充填剤は、ガラスファイバ、滑石、炭酸カルシウム、雲母、粘土またはそれらのうち２以上の混合物を含むことができ、前記有機充填剤は、炭素ファイバを含むことができる。前記無機充填剤と有機充填剤は、射出成形時に成形体の機械的強度を向上させる役割を行う。

前記全芳香族液晶ポリエステル樹脂コンパウンドは、溶融点の異なる少なくとも二種の全芳香族液晶ポリエステル樹脂と添加剤とを所定比率（すなわち、低溶融点を有する第１全芳香族液晶ポリエステル樹脂の使用量が、高溶融点を有する第２全芳香族液晶ポリエステル樹脂１００重量部に対して、５〜１０重量部になるように調節）で混合して溶融混練することによって製造されうる。かような溶融混練のために、回分式混練機、二軸圧出機またはミキシングロールなどが使われうる。また、円滑な溶融混練のために、溶融混練時に滑剤を使用することができる。

以下、実施例を挙げて、発明についてさらに詳細に説明するが、本発明は、かような実施例に限定されるものではない。

実施例１
（１）全芳香族液晶ポリエステル樹脂の選択
低溶融点を有する全芳香族液晶ポリエステル組成物として、三星精密化学株式会社のＫＦ
grade全芳香族ポリエステル樹脂を使用した。示差走査熱量計を使用して測定した前記樹脂の溶融点は、３１５℃であった。高溶融点を有する全芳香族液晶ポリエステル樹脂として、三星精密化学株式会社のＫＢ grade全芳香族ポリエステル樹脂を使用した。示差走査熱量計を使用して測定した前記樹脂の溶融点は、３６３℃であった。

（２）全芳香族液晶ポリエステル樹脂コンパウンドの製造
前記溶融点の異なる二種の全芳香族液晶ポリエステル樹脂及びガラスファイバ（直径が１０μｍであり、平均長が１５０μｍである粉砕ガラスファイバ）を重量基準で６：４（樹脂：ガラスファイバ）の割合で混合し、二軸圧出機（Ｌ／Ｄ：４０、直径：２５ｍｍ）を使用して溶融混練することによって、全芳香族液晶ポリエステル樹脂のコンパウンドを製造した。このとき、低溶融点を有する全芳香族液晶ポリエステル樹脂（ＫＦ grade）及び高溶融点を有する全芳香族液晶ポリエステル樹脂（ＫＢ grade）の投入量を、それぞれ最終全芳香族液晶ポリエステル樹脂コンパウンド１００重量部に対して、３重量部及び５７重量部に調節した。前記樹脂コンパウンド製造時に、前記二軸圧出機に真空を加えて副産物を除去した。

実施例２
低溶融点を有する全芳香族液晶ポリエステル樹脂（ＫＦ grade）及び高溶融点を有する全芳香族液晶ポリエステル樹脂（ＫＢ grade）の投入量を、それぞれ最終全芳香族液晶ポリエステル樹脂コンパウンド１００重量部に対して、５重量部及び５５重量部に調節したことを除いては、前記実施例１と同じ方法で、全芳香族液晶ポリエステル樹脂のコンパウンドを製造した。

比較例１
低溶融点を有する全芳香族液晶ポリエステル樹脂（ＫＦ grade）を全く使用せず、高溶融点を有する全芳香族液晶ポリエステル樹脂（ＫＢ grade）の投入量を、最終全芳香族液晶ポリエステル樹脂コンパウンド１００重量部に対して、６０重量部に調節したことを除いては、前記実施例１と同じ方法で、全芳香族液晶ポリエステル樹脂のコンパウンドを製造した。

比較例２
低溶融点を有する全芳香族液晶ポリエステル樹脂（ＫＦ grade）及び高溶融点を有する全芳香族液晶ポリエステル樹脂（ＫＢ grade）の投入量を、それぞれ最終全芳香族液晶ポリエステル樹脂コンパウンド１００重量部に対して、１重量部及び５９重量部に調節したことを除いては、前記実施例１と同じ方法で、全芳香族液晶ポリエステル樹脂のコンパウンドを製造した。

比較例３
低溶融点を有する全芳香族液晶ポリエステル樹脂（ＫＦ grade）及び高溶融点を有する全芳香族液晶ポリエステル樹脂（ＫＢ grade）の投入量を、それぞれ最終全芳香族液晶ポリエステル樹脂コンパウンド１００重量部に対して、７重量部及び５３重量部に調節したことを除いては、前記実施例１と同じ方法で、全芳香族液晶ポリエステル樹脂のコンパウンドを製造した。

評価例
（流動性測定）
実施例１，２及び比較例１〜３で製造した全芳香族液晶ポリエステル樹脂コンパウンドの流動性を測定するために、それぞれの樹脂コンパウンドに対して、毛細管粘度計を使用し、温度３８０℃及び剪断速度１，０００／ｓの条件下で溶融粘度を測定し、下記表１に示した。溶融粘度が低いほど、流動性にすぐれることを意味する。

（耐熱度測定）
前記実施例１，２及び比較例１〜３で製造した全芳香族液晶ポリエステル樹脂コンパウンドで射出成形試片を製造した後、前記試片の耐熱度を評価した。試片の形状及び耐熱度の測定方法は、ＡＳＴＭ
Ｄ６４８により、付与された圧力は、１８．５ｋｇｆ／ｃｍ^２である。

前記表１を参照すれば、実施例１，２で製造した全芳香族液晶ポリエステル樹脂コンパウンドは、耐熱度及び流動性にいずれもすぐれるということが分かる。一方、比較例１〜３で製造した全芳香族液晶ポリエステル樹脂コンパウンドは、流動性及び耐熱度のうちいずれか１つの物性が過度に低いということが分かった。従って、本発明の一具現例による全芳香族液晶ポリエステル樹脂コンパウンドは、精密射出成形材料として有用に使われうる。

本発明は、具現例を参考にして説明したが、それらは例示的なものに過ぎず、本技術分野の当業者であるならば、それらから多様な変形及び均等な他の具現例が可能であるという点を理解することが可能であろう。従って、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって決まるものである。

Claims (5)

1. 低溶融点を有する第１全芳香族液晶ポリエステル樹脂と、
   高溶融点を有する第２全芳香族液晶ポリエステル樹脂と、
   添加剤と、を含む全芳香族液晶ポリエステル樹脂コンパウンドであって、
   前記第１全芳香族液晶ポリエステル樹脂の含有量は、前記第２全芳香族液晶ポリエステル樹脂１００重量部に対して、５〜１０重量部である全芳香族液晶ポリエステル樹脂コンパウンド。
2. 前記第１全芳香族液晶ポリエステル樹脂の溶融点は、３１０〜３２０℃であり、前記第２全芳香族液晶ポリエステル樹脂の溶融点は、３６０〜３７５℃である請求項１に記載の全芳香族液晶ポリエステル樹脂コンパウンド。
3. 前記添加剤は、無機充填剤及び有機充填剤のうち少なくとも一つを含む請求項１に記載の全芳香族液晶ポリエステル樹脂コンパウンド。
4. 前記無機充填剤は、ガラスファイバ、滑石、炭酸カルシウム、雲母、粘土またはそれらのうち２以上の混合物を含み、前記有機充填剤は、炭素ファイバを含む請求項３に記載の全芳香族液晶ポリエステル樹脂コンパウンド。
5. 低溶融点を有する第１全芳香族液晶ポリエステル樹脂、高溶融点を有する第２全芳香族液晶ポリエステル樹脂及び添加剤を混合して溶融混練する段階を含む全芳香族液晶ポリエステル樹脂コンパウンドの製造方法であって、
   前記第１全芳香族液晶ポリエステル樹脂の使用量は、前記第２全芳香族液晶ポリエステル樹脂１００重量部に対して、５〜１０重量部である全芳香族液晶ポリエステル樹脂コンパウンドの製造方法。