JP7040666B2 - 液晶ポリエステル樹脂、液晶ポリエステル樹脂組成物、成形品、積層体および液晶ポリエステル樹脂フィルムならびにその製造方法 - Google Patents
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Description
(1)液晶ポリエステル樹脂の全構造単位100モル%に対して、下記構造単位(I)を42~80モル%、下記構造単位(II)(V)以外の芳香族ジオールを20モル%以下、および下記構造単位(III)以外の芳香族ジカルボン酸を20モル%以下含み、かつ下記(1)~(3)の条件すべてを満たし、さらに下式[1]で定義されるΔS(融解エントロピー)が0.01×10-3~2.7×10-3J/g・Kである液晶ポリエステル樹脂。
(1)液晶ポリエステル樹脂の全構造単位100モル%に対して、下記構造単位(II)を1~15モル%含む
(2)液晶ポリエステル樹脂の全構造単位100モル%に対して、下記構造単位(III)を1~20モル%含む
(3)液晶ポリエステル樹脂の全構造単位100モル%に対して、下記構造単位(IV)を1~13モル%含む
ΔS(J/g・K)=ΔHm(J/g)/Tm(K) - [1]
(Tmは示差熱量測定において、液晶ポリエステルを室温から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)の観測後、Tm1+20℃の温度で5分間保持した後、20℃/分の降温条件で室温まで一旦冷却し、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温度を指し、ΔHmはTmの吸熱ピーク面積である。)
(2)構造単位(II)および構造単位(III)の合計量が9~22モル%である、(1)に記載の液晶ポリエステル樹脂。
(3)さらに、構造単位(V)を0.01~10モル%含む、(1)~(2)のいずれかに記載の液晶ポリエステル樹脂。
(4)前記液晶ポリエステル樹脂は、平均粒径が0.1~200μmの粉末である、(1)~(3)のいずれかに記載の液晶ポリエステル樹脂。
(5)(1)~(4)のいずれかに記載の液晶ポリエステル樹脂100重量部に対し、充填材10~500重量部を含有する、液晶ポリエステル樹脂組成物。
(6)(1)~(4)のいずれかに記載の液晶ポリエステル樹脂または(5)に記載の液晶ポリエステル樹脂組成物と、溶媒を含有する液晶ポリエステル樹脂組成物であって、液晶ポリエステル樹脂100重量部に対し、前記溶媒を100~10000重量部含有する液晶ポリエステル樹脂組成物。
(7)(1)~(4)のいずれかに記載の液晶ポリエステル樹脂、または(5)に記載の液晶ポリエステル樹脂組成物を含む成形品。
(8)(1)~(4)のいずれかに記載の液晶ポリエステル樹脂、または(5)に記載の液晶ポリエステル樹脂組成物を含む液晶ポリエステル樹脂フィルム。
(9)支持体および樹脂層が積層された積層体であって、(1)~(4)のいずれかに記載の液晶ポリエステル樹脂、または(5)に記載の液晶ポリエステル樹脂組成物を含む樹脂層の少なくとも一方の面に、支持体が積層された積層体。
(10)(6)に記載の液晶ポリエステル樹脂組成物を、支持体上に塗布した後、溶媒を除去する、積層体の製造方法。
(11)(10)に記載の方法によって得られた積層体から、支持体を除去することにより液晶ポリエステル樹脂フィルムを得る、液晶ポリエステル樹脂フィルムの製造方法。
液晶ポリエステル樹脂は、異方性溶融相を形成するポリエステルである。このようなポリエステル樹脂としては、例えば、後述するオキシカルボニル単位、ジオキシ単位、ジカルボニル単位などから異方性溶融相を形成するよう選ばれた構造単位から構成されるポリエステルなどが挙げられる。
本発明の液晶ポリエステル樹脂は、液晶ポリエステル樹脂の全構造単位100モル%に対して、オキシカルボニル単位として、下記構造単位(I)を42モル%以上含む。構造単位(I)は6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸に由来する構造単位である。構造単位(I)が42モル%未満である場合、高温における誘電正接が大幅に高くなり、さらには大幅に弾性率が低下し、線膨張率も高くなってしまう。高温において低誘電正接とし、さらには高弾性率および低線膨張率とする観点から、構造単位(I)は47モル%以上であることが好ましく、52モル%以上がより好ましく、57モル%以上がさらに好ましく、62モル%以上が特に好ましい。
前記構造単位(V)の具体例としては、カテコール、メチルカテコール、エチルカテコール、t-ブチルカテコール、フェニルカテコール、クロロカテコール、フルオロカテコール、ブロモカテコール、メトキシカテコール、2,3-ジヒドロキシナフタレン、1,2-ジヒドロキシナフタレンなどに由来する構造単位が挙げられる。入手の容易性、重合性、高温における低誘電正接、さらには高弾性率および低線膨張率の観点から、カテコール誘導体に由来する構造単位が好ましく、カテコール、メチルカテコール、t-ブチルカテコールに由来する構造単位がより好ましく、カテコールに由来する構造単位がさらに好ましい。
ΔS(J/g・K)=ΔHm(J/g)/Tm(K) - [1]
(Tmは示差走査熱量測定において、液晶ポリエステル樹脂を室温から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)の観測後、Tm1+20℃の温度で5分間保持した後、20℃/分の降温条件で室温まで冷却し、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温度を指し、ΔHmは該Tmの吸熱ピーク面積である。)
ΔSが0.01×10-3~2.7×10-3J/g・Kであるということは、ΔSが比較的小さいことを意味する。ΔSが小さいほど、液晶ポリエステル樹脂の分子鎖の状態が溶融前後で変化しない。すなわち、液晶ポリエステル樹脂の固体状態および溶融状態の両方において、液晶ポリエステル樹脂の分子鎖が剛直で秩序的な状態で存在することを意味する。このため、後述する方法でフィルムにする場合など、成形時に剪断力を受けにくい場合であっても、液晶ポリエステル樹脂の分子鎖は剛直で秩序的な状態となる。上記より、ΔSが比較的小さい場合には、後述する方法でフィルムとした場合であっても、高温において低誘電正接とすることができ、さらには高弾性率および低線膨張率とすることができる。
(1)液晶ポリエステル樹脂の全構造単位100モル%に対して、上記構造単位(II)を1~15モル%、または上述の好ましい範囲で含む。
(2)液晶ポリエステル樹脂の全構造単位100モル%に対して、上記構造単位(III)を1~20モル%、または上述の好ましい範囲で含む。
(3)液晶ポリエステル樹脂の全構造単位100モル%に対して、上記構造単位(IV)を1~15モル%、または上述の好ましい範囲で含む。
本発明で使用する液晶ポリエステル樹脂を製造する方法は、特に制限がなく、公知のポリエステルの重縮合法に準じて製造できる。具体的には、6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸に由来する構造単位、4,4’-ジヒドロキシビフェニルに由来する構造単位、テレフタル酸に由来する構造単位、イソフタル酸に由来する構造単位、およびエチレングリコールに由来する構造単位からなる液晶ポリエステル樹脂を例にすると、以下の方法が挙げられる。
本発明の液晶ポリエステル樹脂は、溶媒に対する溶解性に優れる点から、液晶ポリエステル樹脂および溶媒を含有する液晶ポリエステル樹脂組成物として種々の用途に用いることができる。
本発明の効果を損なわない範囲で、本発明の液晶ポリエステル樹脂、または溶媒を含む液晶ポリエステル樹脂組成物に、公知の充填材、添加剤等を含有させてもよい。
本発明の液晶ポリエステル樹脂および液晶ポリエステル樹脂組成物は、液晶ポリエステル樹脂フィルムや積層体を製造するための原料として用いることができる。
高温において低誘電正接とし、さらには高弾性率および低線膨張率とする観点や、簡便な操作で本発明の液晶ポリエステル樹脂フィルムを得ることができる観点から、上記(II)の方法が好ましい。
粉砕した液晶ポリエステル樹脂ペレット0.1mgに、水酸化テトラメチルアンモニウム25%メタノール溶液2μLを添加し、島津製GCMS-QP5050Aを用いて熱分解GC/MS測定を行い、液晶ポリエステル樹脂中の各構成成分の組成比を求めた。
示差走査熱量計DSC-7(パーキンエルマー製)により、液晶ポリエステル樹脂を室温から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)の観測後、Tm1+20℃の温度で5分間保持した後、20℃/分の降温条件で室温まで一旦冷却し、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温度を融点(Tm)とし、その吸熱ピーク面積を融解熱量(ΔHm)とした。TmとΔHmとから下式[2]によってΔS(J/g・K)を算出した。以下の製造例においては、融点をTm、融解エントロピーをΔSと記載する。
ΔS(J/g・K)=ΔHm(J/g)/Tm(K) -[2]
(3)液晶ポリエステル樹脂の溶融粘度
高化式フローテスターCFT-500D(オリフィス0.5φ×10mm)(島津製作所製)を用いて、Tm+10℃、またはTmが270℃未満の場合は280℃で、せん断速度1000/sの条件で液晶ポリエステル樹脂の溶融粘度を測定した。
純水中に分散させた液晶ポリエステル樹脂粉末を、レーザー回折・光散乱方式の粒度分布計Microtrac MT3300EXII(日機装株式会社製)を用いて、純水の屈折率を1.333として、液晶ポリエステル樹脂粉末の体積基準の累積粒度分布を測定し、平均粒径(D50)を算出した。
撹拌翼および留出管を備えた5Lの反応容器にp-ヒドロキシ安息香酸25重量部、6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸1355重量部、4,4’-ジヒドロキシビフェニル184重量部、イソフタル酸164重量部、固有粘度が約0.6dl/gのポリエチレンテレフタレート121重量部および無水酢酸1032重量部(フェノール性水酸基合計の1.08当量)を仕込み、窒素ガス雰囲気下で撹拌しながら145℃で120分反応させた後、145℃から300℃まで4時間かけて昇温した。その後、重合温度を300℃に保持し、1.0時間かけて1.0mmHg(133Pa)に減圧し、更に反応を続け、撹拌に要するトルクが10kg・cmに到達したところで重合を完了させた。次に反応容器内を1.0kg/cm2(0.1MPa)に加圧し、直径10mmの円形吐出口を1ケ持つ口金を経由してポリマーをストランド状に吐出し、カッターによりペレタイズして液晶ポリエステル樹脂(A-1)を得た。
撹拌翼および留出管を備えた5Lの反応容器にp-ヒドロキシ安息香酸124重量部、6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸1304重量部、固有粘度が約0.6dl/gのポリエチレンテレフタレート225重量部および無水酢酸839重量部(フェノール性水酸基合計の1.05当量)を仕込み、窒素ガス雰囲気下で撹拌しながら145℃で120分反応させた後、145℃から300℃まで4時間かけて昇温した。その後、重合温度を300℃に保持し、1.0時間かけて1.0mmHg(133Pa)に減圧し、更に反応を続け、撹拌に要するトルクが10kg・cmに到達したところで重合を完了させた。次に反応容器内を1.0kg/cm2(0.1MPa)に加圧し、直径10mmの円形吐出口を1ケ持つ口金を経由してポリマーをストランド状に吐出し、カッターによりペレタイズして液晶ポリエステル樹脂(A-2)を得た。
撹拌翼および留出管を備えた5Lの反応容器にp-ヒドロキシ安息香酸37重量部、6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸965重量部、4,4’-ジヒドロキシビフェニル335重量部、イソフタル酸299重量部および無水酢酸1011重量部(フェノール性水酸基合計の1.10当量)を仕込み、窒素ガス雰囲気下で撹拌しながら145℃で120分反応させた後、145℃から300℃まで4時間かけて昇温した。その後、重合温度を300℃に保持し、1.0時間かけて1.0mmHg(133Pa)に減圧し、更に反応を続け、撹拌に要するトルクが10kg・cmに到達したところで重合を完了させた。次に反応容器内を1.0kg/cm2(0.1MPa)に加圧し、直径10mmの円形吐出口を1ケ持つ口金を経由してポリマーをストランド状に吐出し、カッターによりペレタイズして液晶ポリエステル樹脂(A-3)を得た。
撹拌翼および留出管を備えた5Lの反応容器に6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸1355重量部、4,4’-ジヒドロキシビフェニル218重量部、イソフタル酸194重量部、固有粘度が約0.6dl/gのポリエチレンテレフタレート121重量部および無水酢酸1052重量部(フェノール性水酸基合計の1.08当量)を仕込み、窒素ガス雰囲気下で撹拌しながら145℃で120分反応させた後、145℃から300℃まで4時間かけて昇温した。その後、重合温度を300℃に保持し、1.0時間かけて1.0mmHg(133Pa)に減圧し、更に反応を続け、撹拌に要するトルクが10kg・cmに到達したところで重合を完了させた。次に反応容器内を1.0kg/cm2(0.1MPa)に加圧し、直径10mmの円形吐出口を1ケ持つ口金を経由してポリマーをストランド状に吐出し、カッターによりペレタイズして液晶ポリエステル樹脂(A-4)を得た。
撹拌翼および留出管を備えた5Lの反応容器にp-ヒドロキシ安息香酸186重量部、6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸1186重量部、固有粘度が約0.6dl/gのポリエチレンテレフタレート259重量部および無水酢酸820重量部(フェノール性水酸基合計の1.05当量)を仕込み、窒素ガス雰囲気下で撹拌しながら145℃で120分反応させた後、145℃から300℃まで4時間かけて昇温した。その後、重合温度を300℃に保持し、1.0時間かけて1.0mmHg(133Pa)に減圧し、更に反応を続け、撹拌に要するトルクが10kg・cmに到達したところで重合を完了させた。次に反応容器内を1.0kg/cm2(0.1MPa)に加圧し、直径10mmの円形吐出口を1ケ持つ口金を経由してポリマーをストランド状に吐出し、カッターによりペレタイズして液晶ポリエステル樹脂(A-5)を得た。
撹拌翼および留出管を備えた5Lの反応容器にp-ヒドロキシ安息香酸149重量部、6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸1270重量部、ポリエチレンナフタレート(帝人株式会社製“Teonex”TN8050SC)283重量部および無水酢酸839重量部(フェノール性水酸基合計の1.05当量)を仕込み、窒素ガス雰囲気下で撹拌しながら145℃で120分反応させた後、145℃から300℃まで4時間かけて昇温した。その後、重合温度を300℃に保持し、1.0時間かけて1.0mmHg(133Pa)に減圧し、更に反応を続け、撹拌に要するトルクが10kg・cmに到達したところで重合を完了させた。次に反応容器内を1.0kg/cm2(0.1MPa)に加圧し、直径10mmの円形吐出口を1ケ持つ口金を経由してポリマーをストランド状に吐出し、カッターによりペレタイズして液晶ポリエステル樹脂(A-6)を得た。
撹拌翼および留出管を備えた5Lの反応容器にp-ヒドロキシ安息香酸37重量部、6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸1304重量部、4,4’-ジヒドロキシビフェニル126重量部、テレフタル酸112重量部、固有粘度が約0.6dl/gのポリエチレンテレフタレート216重量部および無水酢酸943重量部(フェノール性水酸基合計の1.08当量)を仕込み、窒素ガス雰囲気下で撹拌しながら145℃で120分反応させた後、145℃から300℃まで4時間かけて昇温した。その後、重合温度を300℃に保持し、1.0時間かけて1.0mmHg(133Pa)に減圧し、更に反応を続け、撹拌に要するトルクが10kg・cmに到達したところで重合を完了させた。次に反応容器内を1.0kg/cm2(0.1MPa)に加圧し、直径10mmの円形吐出口を1ケ持つ口金を経由してポリマーをストランド状に吐出し、カッターによりペレタイズして液晶ポリエステル樹脂(A-7)を得た。
撹拌翼および留出管を備えた5Lの反応容器にp-ヒドロキシ安息香酸106重量部、6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸1372重量部、固有粘度が約0.6dl/gのポリエチレンテレフタレート182重量部および無水酢酸863重量部(フェノール性水酸基合計の1.05当量)を仕込み、窒素ガス雰囲気下で撹拌しながら145℃で120分反応させた後、145℃から300℃まで4時間かけて昇温した。その後、重合温度を300℃に保持し、1.0時間かけて1.0mmHg(133Pa)に減圧し、更に反応を続け、撹拌に要するトルクが10kg・cmに到達したところで重合を完了させた。次に反応容器内を1.0kg/cm2(0.1MPa)に加圧し、直径10mmの円形吐出口を1ケ持つ口金を経由してポリマーをストランド状に吐出し、カッターによりペレタイズして液晶ポリエステル樹脂(A-8)を得た。
撹拌翼および留出管を備えた5Lの反応容器に6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸1016重量部、4,4’-ジヒドロキシビフェニル436重量部、テレフタル酸350重量部、イソフタル酸39重量部、固有粘度が約0.6dl/gのポリエチレンテレフタレート242重量部および無水酢酸1132重量部(フェノール性水酸基合計の1.10当量)を仕込み、窒素ガス雰囲気下で撹拌しながら145℃で120分反応させた後、145℃から300℃まで4時間かけて昇温した。その後、重合温度を300℃に保持し、1.0時間かけて1.0mmHg(133Pa)に減圧し、更に反応を続け、撹拌に要するトルクが10kg・cmに到達したところで重合を完了させた。次に反応容器内を1.0kg/cm2(0.1MPa)に加圧し、直径10mmの円形吐出口を1ケ持つ口金を経由してポリマーをストランド状に吐出し、カッターによりペレタイズして液晶ポリエステル樹脂(A-9)を得た。
撹拌翼および留出管を備えた5Lの反応容器にp-ヒドロキシ安息香酸124重量部、6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸1270重量部、ハイドロキノン20重量部、イソフタル酸30重量部、固有粘度が約0.6dl/gのポリエチレンテレフタレート225重量部および無水酢酸859重量部(フェノール性水酸基合計の1.05当量)を仕込み、窒素ガス雰囲気下で撹拌しながら145℃で120分反応させた後、145℃から300℃まで4時間かけて昇温した。その後、重合温度を300℃に保持し、1.0時間かけて1.0mmHg(133Pa)に減圧し、更に反応を続け、撹拌に要するトルクが10kg・cmに到達したところで重合を完了させた。次に反応容器内を1.0kg/cm2(0.1MPa)に加圧し、直径10mmの円形吐出口を1ケ持つ口金を経由してポリマーをストランド状に吐出し、カッターによりペレタイズして液晶ポリエステル樹脂(A-10)を得た。
撹拌翼および留出管を備えた5Lの反応容器にp-ヒドロキシ安息香酸25重量部、6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸1355重量部、4,4’-ジヒドロキシビフェニル151重量部、カテコール20重量部、イソフタル酸164重量部、固有粘度が約0.6dl/gのポリエチレンテレフタレート121重量部および無水酢酸1032重量部(フェノール性水酸基合計の1.08当量)を仕込み、窒素ガス雰囲気下で撹拌しながら145℃で120分反応させた後、145℃から300℃まで4時間かけて昇温した。その後、重合温度を300℃に保持し、1.0時間かけて1.0mmHg(133Pa)に減圧し、更に反応を続け、撹拌に要するトルクが10kg・cmに到達したところで重合を完了させた。次に反応容器内を1.0kg/cm2(0.1MPa)に加圧し、直径10mmの円形吐出口を1ケ持つ口金を経由してポリマーをストランド状に吐出し、カッターによりペレタイズして液晶ポリエステル樹脂(A-11)を得た。
撹拌翼および留出管を備えた5Lの反応容器にp-ヒドロキシ安息香酸25重量部、6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸1355重量部、4,4’-ジヒドロキシビフェニル84重量部、カテコール59重量部、イソフタル酸164重量部、固有粘度が約0.6dl/gのポリエチレンテレフタレート121重量部および無水酢酸1032重量部(フェノール性水酸基合計の1.08当量)を仕込み、窒素ガス雰囲気下で撹拌しながら145℃で120分反応させた後、145℃から300℃まで4時間かけて昇温した。その後、重合温度を300℃に保持し、1.0時間かけて1.0mmHg(133Pa)に減圧し、更に反応を続け、撹拌に要するトルクが10kg・cmに到達したところで重合を完了させた。次に反応容器内を1.0kg/cm2(0.1MPa)に加圧し、直径10mmの円形吐出口を1ケ持つ口金を経由してポリマーをストランド状に吐出し、カッターによりペレタイズして液晶ポリエステル樹脂(A-12)を得た。
撹拌翼および留出管を備えた5Lの反応容器に6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸1355重量部、4,4’-ジヒドロキシビフェニル126重量部、イソフタル酸112重量部、固有粘度が約0.6dl/gのポリエチレンテレフタレート216重量部および無水酢酸985重量部(フェノール性水酸基合計の1.13当量)を仕込み、窒素ガス雰囲気下で撹拌しながら145℃で120分反応させた後、145℃から300℃まで4時間かけて昇温した。その後、重合温度を300℃に保持し、1.0時間かけて1.0mmHg(133Pa)に減圧し、更に反応を続け、撹拌に要するトルクが10kg・cmに到達したところで重合を完了させた。次に反応容器内を1.0kg/cm2(0.1MPa)に加圧し、直径10mmの円形吐出口を1ケ持つ口金を経由してポリマーをストランド状に吐出し、カッターによりペレタイズして液晶ポリエステル樹脂(A-13)を得た。
撹拌翼および留出管を備えた5Lの反応容器に6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸1016重量部、4,4’-ジヒドロキシビフェニル335重量部、イソフタル酸299重量部および無水酢酸1011重量部(フェノール性水酸基合計の1.10当量)を仕込み、窒素ガス雰囲気下で撹拌しながら145℃で120分反応させた後、145℃から300℃まで4時間かけて昇温した。その後、重合温度を300℃に保持し、1.0時間かけて1.0mmHg(133Pa)に減圧し、更に反応を続け、撹拌に要するトルクが10kg・cmに到達したところで重合を完了させた。次に反応容器内を1.0kg/cm2(0.1MPa)に加圧し、直径10mmの円形吐出口を1ケ持つ口金を経由してポリマーをストランド状に吐出し、カッターによりペレタイズして液晶ポリエステル樹脂(A-14)を得た。
撹拌翼および留出管を備えた5Lの反応容器にp-ヒドロキシ安息香酸124重量部、6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸1186重量部、固有粘度が約0.6dl/gのポリエチレンテレフタレート346重量部および無水酢酸809重量部(フェノール性水酸基合計の1.10当量)を仕込み、窒素ガス雰囲気下で撹拌しながら145℃で120分反応させた後、145℃から300℃まで4時間かけて昇温した。その後、重合温度を300℃に保持し、1.0時間かけて1.0mmHg(133Pa)に減圧し、更に反応を続け、撹拌に要するトルクが10kg・cmに到達したところで重合を完了させた。次に反応容器内を1.0kg/cm2(0.1MPa)に加圧し、直径10mmの円形吐出口を1ケ持つ口金を経由してポリマーをストランド状に吐出し、カッターによりペレタイズして液晶ポリエステル樹脂(A-15)を得た。
撹拌翼および留出管を備えた5Lの反応容器にp-ヒドロキシ安息香酸746重量部、6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸678重量部および無水酢酸1029重量部(フェノール性水酸基合計の1.12当量)を仕込み、窒素ガス雰囲気下で撹拌しながら145℃で120分反応させた後、145℃から300℃まで4時間かけて昇温した。その後、重合温度を300℃に保持し、1.0時間かけて1.0mmHg(133Pa)に減圧し、更に反応を続け、撹拌に要するトルクが15kg・cmに到達したところで重合を完了させた。次に反応容器内を1.0kg/cm2(0.1MPa)に加圧し、直径10mmの円形吐出口を1ケ持つ口金を経由してポリマーをストランド状に吐出し、カッターによりペレタイズして液晶ポリエステル樹脂(A-16)を得た。
攪拌翼および留出管を備えた5Lの反応容器にp-ヒドロキシ安息香酸25重量部、6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸を813重量部、4,4’-ジヒドロキシビフェニル419重量部、テレフタル酸374重量部および無水酢酸965重量部(フェノール性水酸基合計の1.05当量)を仕込み、窒素ガス雰囲気下で攪拌しながら145℃で1時間反応させた後、145℃から360℃までを4時間で昇温させた。その後、重合温度を360℃に保持し、1.0時間で1.0mmHg(133Pa)に減圧し、更に反応を続け、撹拌に要するトルクが20kg・cmに到達したところで重合を完了させた。次に反応容器内を1.0kg/cm2(0.1MPa)に加圧し、直径10mmの円形吐出口を1ケ持つ口金を経由してポリマーをストランド状物に吐出し、カッターによりペレタイズして液晶ポリエステル樹脂(A-17)を得た。
撹拌翼および留出管を備えた5Lの反応容器にp-ヒドロキシ安息香酸994重量部、4,4’-ジヒドロキシビフェニル126重量部、テレフタル酸112重量部、固有粘度が約0.6dl/gのポリエチレンテレフタレート216重量部および無水酢酸960重量部(フェノール性水酸基合計の1.10当量)を仕込み、窒素ガス雰囲気下で撹拌しながら145℃で60分反応させた後、145℃から320℃まで4時間かけて昇温した。その後、重合温度を320℃に保持し、1.0時間かけて1.0mmHg(133Pa)に減圧し、更に反応を続け、撹拌に要するトルクが20kg・cmに到達したところで重合を完了させた。次に反応容器内を1.0kg/cm2(0.1MPa)に加圧し、直径10mmの円形吐出口を1ケ持つ口金を経由してポリマーをストランド状に吐出し、カッターによりペレタイズして液晶ポリエステル樹脂(A-18)を得た。
得られた液晶ポリエステル樹脂フィルムについて、70mm角の正方形に切り出し、JISR 1641に準拠したスプリットシリンダ共振器法により、ネットワークアナライザー(キーサイト・テクノロジー社製:N5290A)を使用して、周波数20GHz、温度150℃における誘電正接を測定した。値の低い方が誘電正接に優れる。
得られた液晶ポリエステル樹脂フィルムについて、長さ150mm、幅10mmの短冊状にサンプルを切り出し、(株)オリエンテック製TENSILONUCT-100を用いて、初期引張チャック間距離50mm、引張速度200mm/分で、JISK 7127に規定された方法に従って5回測定を行い、その引張弾性率の平均値を算出した。値の高い方が弾性率に優れる。
得られた液晶ポリエステル樹脂フィルムについて、長さ50mm、幅4mmの短冊状に切り出し、セイコー電子工業製SSC-5020・TMA100により、30℃~200℃までを10℃/分の速度で昇温して、30℃~200℃における線膨張係数を測定した。線膨張係数が低いほど線膨張率に優れる。
実施例13~25、比較例7~12
上記により得られた液晶ポリエステル樹脂(A-1)~(A-18)を粗粉砕機で粉砕して粉末とし(4)の評価を行った。溶媒(B-1)を表2に示す量で混合し、130℃に加熱することで各液晶ポリエステル樹脂を完全に溶解させた。その後、50℃まで冷却し、溶媒(B-2)を表2に示す量で混合し、攪拌させて脱泡し、褐色透明な溶液を得た。続いて、充填材(C)を表2に示す量で混合した。得られた溶液を電解銅箔(福田金属箔粉工業株式会社製、12μm厚)上にフィルムアプリケーターを用いてキャストし、ホットプレート上で80℃に加熱して溶媒を除去した後、温度200℃で1時間熱処理を行い、銅張積層板を得た。得られた銅張積層板について、塩化第二鉄溶液を用いて銅箔を除去し、25μm厚の液晶ポリエステル樹脂フィルムを得て、上記(5)~(7)の評価を行った結果を表2に示す。
(B-1)ペンタフルオロフェノール(融点34℃、沸点143℃、pKa5.5)
(B-2)o-クロロフェノール(融点8℃、沸点175℃、pKa8.5)
(C-1)ポリテトラフルオロエチレンマイクロパウダー(3M製“ダイニオン”TF 9207Z、平均粒径4μm)
(C-2)窒化ホウ素(LONG TON製 WU-BN-002、平均粒径0.6μm)
表1および表2の結果から、構造単位(I)を所定量含み、ΔSが所定の範囲である液晶ポリエステル樹脂、または該樹脂を用いた液晶ポリエステル樹脂組成物を用いることにより、高温において低誘電正接を有し、さらには高弾性率および低線膨張率を有するフィルムを得ることができる。
Claims (11)
- 液晶ポリエステル樹脂の全構造単位100モル%に対して、下記構造単位(I)を42~80モル%、下記構造単位(II)(V)以外の芳香族ジオールを20モル%以下、および下記構造単位(III)以外の芳香族ジカルボン酸を20モル%以下含み、かつ下記(1)~(3)の条件すべてを満たし、さらに下式[1]で定義されるΔS(融解エントロピー)が0.01×10-3~2.7×10-3J/g・Kである液晶ポリエステル樹脂。
(1)液晶ポリエステル樹脂の全構造単位100モル%に対して、下記構造単位(II)を1~15モル%含む
(2)液晶ポリエステル樹脂の全構造単位100モル%に対して、下記構造単位(III)を1~20モル%含む
(3)液晶ポリエステル樹脂の全構造単位100モル%に対して、下記構造単位(IV)を1~13モル%含む
ΔS(J/g・K)=ΔHm(J/g)/Tm(K) - [1]
(Tmは示差熱量測定において、液晶ポリエステルを室温から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)の観測後、Tm1+20℃の温度で5分間保持した後、20℃/分の降温条件で室温まで一旦冷却し、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温度を指し、ΔHmはTmの吸熱ピーク面積である。)
- 構造単位(II)および構造単位(III)の合計量が9~22モル%である、請求項1に記載の液晶ポリエステル樹脂。
- 前記液晶ポリエステル樹脂は、平均粒径が0.1~200μmの粉末である、請求項1~3のいずれかに記載の液晶ポリエステル樹脂。
- 請求項1~4のいずれかに記載の液晶ポリエステル樹脂100重量部に対し、充填材10~500重量部を含有する、液晶ポリエステル樹脂組成物。
- 請求項1~4のいずれかに記載の液晶ポリエステル樹脂または請求項5に記載の液晶ポリエステル樹脂組成物と、溶媒を含有する液晶ポリエステル樹脂組成物であって、液晶ポリエステル樹脂100重量部に対し、前記溶媒を100~10000重量部含有する液晶ポリエステル樹脂組成物。
- 請求項1~4のいずれかに記載の液晶ポリエステル樹脂、または請求項5に記載の液晶ポリエステル樹脂組成物を含む成形品。
- 請求項1~4のいずれかに記載の液晶ポリエステル樹脂、または請求項5に記載の液晶ポリエステル樹脂組成物を含む液晶ポリエステル樹脂フィルム。
- 支持体および樹脂層が積層された積層体であって、請求項1~4のいずれかに記載の液晶ポリエステル樹脂、または請求項5に記載の液晶ポリエステル樹脂組成物を含む樹脂層の少なくとも一方の面に、支持体が積層された積層体。
- 請求項6に記載の液晶ポリエステル樹脂組成物を、支持体上に塗布した後、溶媒を除去する、積層体の製造方法。
- 請求項10に記載の方法によって得られた積層体から、支持体を除去することにより液晶ポリエステル樹脂フィルムを得る、液晶ポリエステル樹脂フィルムの製造方法。
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