JP6895032B1 - 液晶性樹脂組成物、及び当該液晶性樹脂組成物の成形品を含むコネクター - Google Patents
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Abstract
Description
製品全長が3.5mm以上30mm未満であり、
製品高さが1.5mm以下であり、
基板対基板コネクター又はフレキシブルプリント基板用コネクターである低背狭ピッチコネクターである(3)又は(4)に記載のコネクター。
本発明に係る液晶性樹脂組成物は、(A)液晶性樹脂、(B)繊維状ウォラストナイト、及び(C)マイカを含有する液晶性樹脂組成物であって、前記繊維状ウォラストナイトにおいて、Al2O3の含有量は、0.05〜0.65質量%、Fe2O3の含有量は、0.05〜1.0質量%であり、前記液晶性樹脂組成物全体に対して、前記(B)繊維状ウォラストナイトの含有量は、2.5〜15質量%、前記(C)マイカの含有量は、17.5〜27.5質量%、前記(B)繊維状ウォラストナイトと前記(C)マイカとの合計の含有量は、20〜37.5質量%である。
本発明で使用する(A)液晶性樹脂とは、光学異方性溶融相を形成し得る性質を有する溶融加工性ポリマーを指す。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出来る。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。本発明に適用できる液晶性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。
(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種以上に由来する繰り返し単位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種以上に由来する繰り返し単位と、(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種以上に由来する繰り返し単位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種以上に由来する繰り返し単位と、(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種以上に由来する繰り返し単位と、(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少なくとも1種又は2種以上に由来する繰り返し単位、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種以上に由来する繰り返し単位と、(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種以上に由来する繰り返し単位と、(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種以上に由来する繰り返し単位、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種以上に由来する繰り返し単位と、(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種以上に由来する繰り返し単位と、(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種以上に由来する繰り返し単位と、(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少なくとも1種又は2種以上に由来する繰り返し単位、とからなるポリエステルアミド等が挙げられる。更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。
(B)成分は繊維状ウォラストナイトであり、(B)成分において、Al2O3の含有量は、0.05〜0.65質量%、Fe2O3の含有量は、0.05〜1.0質量%である。即ち、(B)成分は、その主成分たるSiO2及びCaOの他に、Al2O3及びFe2O3を上記範囲の量で含有するものである。(B)成分にAl2O3及びFe2O3が含まれることにより、組成物は、溶融粘度が低くなり、流動性を維持しやすくなるが、(B)成分におけるAl2O3及びFe2O3の各含有量が多すぎると、ブリスター発生の問題が生じ得る。(B)成分にAl2O3及びFe2O3が上記範囲の量で含まれることにより、組成物は、流動性を維持しつつ、ブリスター発生を抑制しやすい。なお、本明細書において、(B)成分におけるAl2O3及びFe2O3の各含有量としては、JIS K 0119に準拠して分析した値を採用する。
(C)成分はマイカである。本発明に係る液晶性樹脂組成物に(C)成分が含まれることにより、そり変形が抑制された成形品を得やすい。(C)成分は、1種単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。
マイカとは、アルミニウム、カリウム、マグネシウム、ナトリウム、鉄等を含んだケイ酸塩鉱物の粉砕物である。本発明において使用できるマイカとしては、白雲母、金雲母、黒雲母、人造雲母等が挙げられるが、これらのうち色相が良好であり、低価格であるという点で白雲母が好ましい。
本発明に係る液晶性樹脂組成物には、本発明の効果を害さない範囲で、その他の重合体、その他の充填剤、一般に合成樹脂に添加される公知の物質、即ち、酸化防止剤や紫外線吸収剤等の安定剤、帯電防止剤、難燃剤、染料や顔料等の着色剤、潤滑剤、離型剤、結晶化促進剤、結晶核剤等のその他の成分も要求性能に応じ適宜添加することができる。その他の成分は1種単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。その他の充填剤とは、(B)繊維状ウォラストナイト及び(C)マイカ以外の充填剤をいい、例えば、(C)マイカ以外の板状充填剤;シリカ等の粒状充填剤が挙げられる。(C)マイカ以外の板状充填剤としては、例えば、タルク等が挙げられる。但し、成形品のそり変形の抑制等の観点から、本発明の液晶性樹脂組成物は、タルク等の、(C)マイカ以外の板状充填剤を含有しないことが好ましい。
本発明の液晶性樹脂組成物の調製方法は特に限定されない。例えば、上記(A)〜(C)成分、及び、任意に、その他の成分を配合して、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、液晶性樹脂組成物の調製が行われる。
本発明に係る液晶性樹脂組成物を成形することにより、本発明のコネクターを得ることができる。本発明のコネクターとしては、特に限定されず、例えば、製品全長が30mm未満、製品高さが5mm未満であるコネクターが挙げられる。製品全長が30mm未満、製品高さが5mm未満であるコネクターとしては、特に限定されず、例えば、低背狭ピッチコネクター、同軸コネクター、マイクロSIMコネクター、マイクロSDコネクター等が挙げられる。中でも、低背狭ピッチコネクターが好適である。低背狭ピッチコネクターとしては、特に限定されず、例えば、基板対基板コネクター(「BtoBコネクター」としても知られる)、フレキシブルプリント基板用コネクター(フレキシブルプリント基板(FPC)とフレキシブルフラットケーブル(FFC)とを接続するために使用され、「FPCコネクター」としても知られる)等が挙げられる。中でも、ピッチ間距離が0.5mm以下、製品全長が3.5mm以上30mm未満、製品高さが1.5mm以下であり、基板対基板コネクター又はフレキシブルプリント基板用コネクターである低背狭ピッチコネクターが好適である。
(液晶性樹脂1の製造方法)
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)テレフタル酸504g(18.15モル%)(TA)
(IV)イソフタル酸19g(0.7モル%)(IA)
(V)4,4’−ジヒドロキシビフェニル415g(13.35モル%)(BP)
(VI)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
重合容器に原料を仕込んだ後、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(即ち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ポリマーを排出し、ストランドをペレタイズしてペレット化した。得られたペレットの融点は345℃、融点と結晶化温度との差Tm−Tcは37℃、溶融粘度は10Pa・sであった。
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、金属触媒、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)テレフタル酸: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)4−アセトキシアミノフェノール:17.2g(5モル%)(APAP)
酢酸カリウム触媒:110mg
無水酢酸:1659g
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、金属触媒、アシル化剤を仕込み、窒素置換を開始した。
(I)2−ヒドロキシ−6−ナフトエ酸166g(48モル%)(HNA)
(II)テレフタル酸76g(25モル%)(TA)
(III)4,4’−ジヒドロキシビフェニル86g(25モル%)(BP)
(IV)4−ヒドロキシ安息香酸5g(2モル%)(HBA)
酢酸カリウム触媒22.5mg
無水酢酸191g
重合容器に原料を仕込んだ後、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(即ち、667Pa)まで減圧して、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ポリマーを排出し、ストランドをペレタイズしてペレット化した。得られたペレットについて、窒素気流下、300℃で8時間の熱処理を行った。ペレットの融点は352℃、Tm−Tcは25℃、溶融粘度は23Pa・sであった。
なお、液晶性樹脂1〜3の溶融粘度は、後述する液晶性樹脂組成物の溶融粘度の測定方法と同様にして測定した。
(B)繊維状ウォラストナイト
繊維状ウォラストナイト1:キンセイマテック(株)製SH−1250BJ
繊維状ウォラストナイト2:NYCO Materials社製NYGLOS 8
繊維状ウォラストナイト3:キンセイマテック(株)製FPW#150
繊維状ウォラストナイト4:キンセイマテック(株)製SH−800
繊維状ウォラストナイト1〜4の組成、平均繊維長、及び平均繊維径は、表1に示す通りである。なお、繊維状ウォラストナイトにおけるSiO2、CaO、Al2O3、及びFe2O3の各含有量は、繊維状ウォラストナイト約3gとセルロースパウダー(GEヘルスケア バイオサイエンス(株)製、Whatman CC31)約3gとを混合し、プレスして得たタブレット状試料について、全自動蛍光X線分析装置(スペクトリス(株)製、MagiX Pro Pw2540/00)を用いて、JIS K 0119に準拠して、ファンダメンタルパラメーター(FP)法にて定量分析を行い、算出した。
マイカ:(株)ヤマグチマイカ製AB−25S、平均粒子径25.0μm
タルク:松村産業(株)製クラウンタルクPP、平均粒子径12.8μm
上記成分を、表2又は表3に示す割合(単位:質量%)で二軸押出機((株)日本製鋼所製TEX30α型)を用いて、下記シリンダー温度にて溶融混練し、液晶性樹脂組成物ペレットを得た。その際、上記押出機のメインフィード口から液晶性樹脂を供給し、上記メインフィード口より押出方向後方に設けられたサイドフィード口から充填剤を供給した。
シリンダー温度:
360℃(実施例1〜4、7、及び8、比較例1〜7)
350℃(実施例5)
370℃(実施例6)
TAインスツルメント社製DSCにて、液晶性樹脂を室温から20℃/分の昇温条件で測定した際に観測される吸熱ピーク温度(Tm1)の観測後、(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℃/分の昇温条件で測定した際に観測される吸熱ピークの温度を測定した。
TAインスツルメント社製DSCにて、液晶性樹脂を室温から20℃/分の昇温条件で測定した際に観測される吸熱ピーク温度(Tm1)の観測後、(Tm1+40)℃の温度で2分間保持した後、20℃/分の降温条件で測定した際に観測される発熱ピーク温度を測定した。
(株)東洋精機製作所製キャピログラフ1B型を使用し、液晶性樹脂の融点よりも10〜30℃高い温度で、内径1mm、長さ20mmのオリフィスを用いて、剪断速度1000/秒で、ISO11443に準拠して、液晶性樹脂組成物の溶融粘度を測定した。なお、測定温度は、液晶性樹脂1を使用した液晶性樹脂組成物については350℃、液晶性樹脂2を使用した液晶性樹脂組成物については360℃、液晶性樹脂3を使用した液晶性樹脂組成物については380℃であった。結果を表2及び3に示す。
下記成形条件で、液晶性樹脂組成物を射出成形して0.8mm厚の成形品を得、ASTM D790に準拠し、曲げ強度、破断歪、及び曲げ弾性率を測定した。結果を表2及び3に示す。
下記成形条件で、液晶性樹脂組成物を射出成形して成形品を得、ISO75−1,2に準拠して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。結果を表2及び3に示す。
下記成形条件で、液晶性樹脂組成物を射出成形し(ゲート:トンネルゲート、ゲートサイズ:φ0.4mm)、図1に示すような、全体の大きさ17.6mm×4.00mm×1.16mm、ピッチ間距離0.5mm、ピン孔数30×2ピン、最小肉厚:0.12mmのFPCコネクターを得た。
(IRリフロー条件)
測定機:日本パルス技術研究所製大型卓上リフローハンダ付け装置RF−300(遠赤外線ヒーター使用)
試料送り速度:140mm/sec
リフロー炉通過時間:5分
プレヒートゾーンの温度条件:150℃
リフローゾーンの温度条件:190℃
ピーク温度:251℃
図1のFPCコネクターを射出成形する際に良好な成形品を得られる最小の射出充填圧力を最小充填圧力として測定した。結果を表2及び3に示す。
下記成形条件で、液晶性樹脂組成物を射出成形して12.5mm×120mm×0.8mmの成形品を得、この成形品30個を所定温度のシリコーンオイルに浸漬して、洗剤で洗浄後、自然乾燥し、目視にて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、成形品30個中、ブリスターの発生個数がゼロとなる最高温度とし、以下の基準に従って評価した。結果を表2及び3に示す。
○(良好):上記ブリスター温度が260℃以上であった。
×(不良):上記ブリスター温度が260℃未満であった。
成形機:
住友重機械工業(株)製SE100DU(曲げ試験、荷重たわみ温度、ブリスター温度の場合)
住友重機械工業(株)製SE30DUZ(FPCコネクターそりの場合)
シリンダー温度:
360℃(実施例1〜4、7、及び8、比較例1〜7)
350℃(実施例5)
370℃(実施例6)
金型温度:90℃
射出速度:33mm/sec
Claims (5)
- (A)液晶性樹脂、
(B)繊維状ウォラストナイト、及び
(C)マイカ
を含有する液晶性樹脂組成物であって、
前記(A)液晶性樹脂は、芳香族ヒドロキシカルボン酸に由来する繰り返し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り、
前記繊維状ウォラストナイトにおいて、Al2O3の含有量は、0.05〜0.65質量%、Fe2O3の含有量は、0.05〜1.0質量%であり、
前記液晶性樹脂組成物全体に対して、
前記(B)繊維状ウォラストナイトの含有量は、2.5〜15質量%、
前記(C)マイカの含有量は、17.5〜27.5質量%、
前記(B)繊維状ウォラストナイトと前記(C)マイカとの合計の含有量は、20〜37.5質量%
である液晶性樹脂組成物。 - 製品全長が30mm未満であり、製品高さが5mm未満であるコネクター用である請求項1に記載の液晶性樹脂組成物。
- 請求項1又は2に記載の液晶性樹脂組成物の成形品を含み、製品全長が30mm未満であり、製品高さが5mm未満であるコネクター。
- 低背狭ピッチコネクターである請求項3に記載のコネクター。
- ピッチ間距離が0.5mm以下であり、
製品全長が3.5mm以上30mm未満であり、
製品高さが1.5mm以下であり、
基板対基板コネクター又はフレキシブルプリント基板用コネクターである低背狭ピッチコネクターである請求項3又は4に記載のコネクター。
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