(57)【要約】平面基部上にレンズバレルが据え付けられる、一般に平面基部を含むコンパクトカメラモジュールを提供する。前記基部、バレルまたはその両方は、サーモトロピック液晶ポリマーと(「ウィスカー」としても公知の)複数の鉱物繊維とを含むポリマー組成物から成形される。鉱物繊維は、約1〜約35マイクロメートルの中央値幅(median width)をもち、ポリマー組成物の約5重量%〜約60重量%を構成する。【選択図】図１
2016510831.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サーモトロピック液晶ポリマーマトリックス内に埋め込まれた官能基を含む芳香族化合物と複数の鉱物繊維とを含むポリマー組成物であって、前記鉱物繊維は、約1〜約35マイクロメートルの中央値幅をもち、ポリマー組成物の約5重量%〜約60重量%を構成する、前記ポリマー組成物。
【請求項２】
前記液晶ポリマーマトリックスが、組成物の約25重量％〜約95重量％を構成する、請求項１に記載のポリマー組成物。
【請求項３】
前記液晶ポリマーマトリックスが、芳香族エステル繰り返し単位を含むポリマーを含む、請求項１〜２のいずれかに記載のポリマー組成物。
【請求項４】
前記芳香族エステル繰り返し単位が、芳香族ジカルボン酸繰り返し単位、芳香族ヒドロキシカルボン酸繰り返し単位、芳香族ジオール繰り返し単位、またはその組み合わせである、請求項３に記載のポリマー組成物。
【請求項５】
前記ポリマーが、約10モル％を超えるナフテン系ヒドロキシカルボン酸及び/またはナフテン系ジカルボン酸から誘導される繰り返し単位の総量を有する、請求項３に記載のポリマー組成物。
【請求項６】
前記ポリマーが、4-ヒドロキシ安息香酸、テレフタル酸、ハイドロキノン、4,4’-ビフェノール、6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸またはその組み合わせから誘導される繰り返し単位を含む、請求項３に記載のポリマー組成物。
【請求項７】
前記鉱物繊維の少なくとも約60体積%は、約1〜約35マイクロメートルの直径をもつ、請求項１〜６のいずれかに記載のポリマー組成物。
【請求項８】
前記鉱物繊維は約1〜約50のアスペクト比をもつ、請求項１〜７のいずれかに記載のポリマー組成物。
【請求項９】
前記鉱物繊維は約３〜約15マイクロメートルの中央値幅をもつ、請求項１〜８のいずれかに記載のポリマー組成物。
【請求項１０】
前記鉱物繊維がケイ酸塩から誘導される繊維を含む、請求項１〜９のいずれかに記載のポリマー組成物。
【請求項１１】
前記ケイ酸塩がイノケイ酸塩である、請求項１０に記載のポリマー組成物。
【請求項１２】
前記イノケイ酸塩が珪灰石を含む、請求項１１に記載のポリマー組成物。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれかに記載のポリマー組成物であって、官能基を含む前記芳香族化合物が、以下の式(I)：
【化１】
2016510831.tif 000016
に提供される一般構造またはその金属塩｛式中、環Bは6員の芳香環であり、ここで１〜3個の環炭素原子は場合により窒素または酸素により置き換えられ、ここでそれぞれの窒素は場合により酸化され、環Bは、場合により5若しくは6員のアリール、ヘテロアリール、シクロアルキルまたはヘテロサイクリルに融合または結合することができる；
R4はOHまたはCOOHであり；
R5はアシル、アシルオキシ、アシルアミノ、アルコキシ、アルケニル、アルキル、アミノ、アリール、アリールオキシ、カルボキシル、カルボキシルエステル、シクロアルキル、シクロアルキルオキシ、ヒドロキシル、ハロ、ハロアルキル、ヘテロアリール、ヘテロアリールオキシ、ヘテロサイクリル、またはヘテロシクロキシであり；
mは0から4であり；及び
nは1〜3である｝をもつ、前記ポリマー組成物。
【請求項１４】
官能基を含む前記芳香族化合物は、フェノール性化合物、ジフェノール性化合物、ナフテン系化合物またはその組み合わせを含む、請求項１〜１３のいずれかに記載のポリマー組成物。
【請求項１５】
官能基を含む前記芳香族化合物が、芳香族ジオールを含む、請求項１〜１４のいずれかに記載のポリマー組成物。
【請求項１６】
前記芳香族ジオールが、4,4’-ビフェノールである、請求項１５に記載のポリマー組成物。
【請求項１７】
官能基を含む前記芳香族化合物が、芳香族カルボン酸を含む、請求項１〜１６のいずれかに記載のポリマー組成物。
【請求項１８】
前記芳香族カルボン酸が、2,6-ナフタレンジカルボン酸である、請求項１７に記載のポリマー組成物。
【請求項１９】
官能基を含む芳香族化合物が、ポリマー組成物の約0.001重量％〜約5重量％を構成する、請求項１〜１８のいずれかに記載のポリマー組成物。
【請求項２０】
前記組成物がさらに少なくとも一つの非芳香族の官能基を含む化合物を含む、請求項１〜１９のいずれかに記載のポリマー組成物。
【請求項２１】
非芳香族の官能基を含む前記化合物が水和物である、請求項２０に記載のポリマー組成物。
【請求項２２】
導電性充填材、ガラス充填材、粘土鉱物、またはその組み合わせをさらに含む、請求項１〜２１のいずれかに記載のポリマー組成物。
【請求項２３】
前記組成物が、1000s-1の剪断速度及び、前記組成物の融解温度よりも15℃高い温度で、ISO試験No.11443に従って測定して、約0.1〜約80Pa-sの溶融粘度をもつ、請求項１〜２２のいずれかに記載のポリマー組成物。
【請求項２４】
成形品を含む電気コネクタであって、前記成形品は請求項１〜２３のいずれかに記載のポリマー組成物を含む、前記コネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
[0001]本出願は、2013年3月13日出願の米国特許仮出願シリアル番号第61/779,260号の権利を主張する。これらは、本明細書中、その全体が参照として含まれる。
【背景技術】
【０００２】
[0002]コンパクトカメラモジュール(CCM)は、基部に配置されたプラスチックレンズバレルを含む、携帯電話、ラップトップコンピューター、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラなどに使用されることが多い。慣用のプラスチックレンズははんだリフローに耐えられなかったので、カメラモジュールは通常、表面に据え付けられなかった。しかしながら近年、レンズバレルまたは、レンズバレルがその上に据え付けられる基部などのコンパクトカメラモジュールの成形品用に高い耐熱性をもつ液晶ポリマーを使用することが試みられてきた。そのようなポリマーの機械的特性を改善するために、板状物質(たとえばタルク)及び粉砕ガラスを加えることは知られている。強度及び弾性率はこのようにして改善することができるが、寸法許容差が小さいため、コンパクトカメラモジュールでそのような材料を使用しようとすると、まだ問題がある。たとえば、機械的特性は不十分であるか、一様ではないことが多いので、成形品を十分に充填できず、寸法安定性がなくなってしまう。さらに機械的特性を改善するために粉砕ガラスの量を増加すると、表面が荒くなりかねず、カメラ性能に誤差が生じ、時には不都合な粒子が生成する可能性がある。
【０００３】
[0003]従って、コンパクトカメラモジュールの成形品で直ちに使用でき、それでもなお良好な機械的特性を実現するポリマー組成物に対する必要がある。
【発明の概要】
【０００４】
[0004]本発明の一態様に従って、液晶ポリマーマトリックス内に埋め込まれた官能基を含む芳香族化合物(functional aromatic compound)と複数の鉱物繊維とを含むポリマー組成物を開示する。前記鉱物繊維は、約1〜約35マイクロメートルの中央値幅(median width)をもち、ポリマー組成物の約5重量%〜約60重量%を構成する。
【０００５】
[0005]本発明の他の特徴及び側面を以下、詳細に記載する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
[0006]当業者にとって本発明の最良の態様を含む、本発明の完全且つ実現可能な開示は、付記図面を参照して、本明細書の残りの部分で特に説明される。
【図１】[0007]図１は、本発明に従って成形することができるファインピッチ(fine pitch)電気コネクタの一態様の分解斜視図である。
【図２】[0008]図２は、図１のファインピッチ電気コネクタの向き合う壁の正面図である。
【図３】[0009]図３は、本発明のポリマー組成物を成形するために使用することができる押出しスクリューの一態様の略図である。
【図４】[0010]図４は、本発明の一態様に従って成形したアンテナ構造体を使用することができる、電子部品の正面斜視図である。
【図５】[0010]図５は、本発明の一態様に従って成形したアンテナ構造体を使用することができる、電子部品の後面斜視図である。
【図６】[0011]図６は、本発明の一態様に従って成形しえるコンパクトカメラモジュール(CCM)の斜視図である。
【図７】[0011]図７は、本発明の一態様に従って成形しえるコンパクトカメラモジュール(CCM)の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
[0012]「アルキル」は、１〜10個の炭素原子、態様によっては１〜６個の炭素原子をもつ一価、飽和脂肪族ヒドロカルビル基をさす。「Cx-yアルキル」は、ｘ〜ｙ個の炭素原子をもつアルキル基をさす。この用語としては、たとえば線状及び分岐ヒドロカルビル基、たとえばメチル(CH3)、エチル(CH3CH2)、n-プロピル(CH3CH2CH2)、イソプロピル((CH3)2CH)、n-ブチル(CH3CH2CH2CH2)、イソブチル((CH3)2CHCH2)、sec-ブチル((CH3)(CH3CH2)CH)、t-ブチル((CH3)3C)、n-ペンチル(CH3CH2CH2CH2CH2)、及びネオペンチル((CH3)3CCH2)が挙げられる。
【０００８】
[0013]「アルコキシ」は、基-O-アルキルをさす。アルコキシとしては、たとえばメトキシ、エトキシ、n-プロポキシ、イソプロポキシ、n-ブトキシ、t-ブトキシ、sec-ブトキシ及びn-ペントキシが挙げられる。
【０００９】
[0014]「アルケニル」は、２〜１０個の炭素原子、態様によっては２〜６個の炭素原子または２〜４個の炭素原子をもち、且つ少なくとも一つのビニル不飽和(＞C=C＜)部位をもつ線状または分岐ヒドロカルビル基をさす。たとえば、(Cx-Cy)アルケニルは、x〜y個の炭素原子をもつアルケニル基をさし、たとえばエテニル、プロペニル、1,3-ブタジエニルなどを包含するものとされる。
【００１０】
[0015]「アリール」は、３〜１４個の炭素原子をもち、全く環ヘテロ原子をもたず、且つ単環(たとえばフェニル)または多重縮合(融合)環(たとえば、ナフチルまたはアントリル)をもつ芳香族基をさす。全く環ヘテロ原子をもたない芳香族及び非芳香族環をもつ融合、橋架及びスピロ環系などの多重環系に関しては、「アリール」なる用語は、結合点が芳香族炭素原子にあるときに適用する(たとえば5,6,7,8テトラヒドロナフタレン-2-イルは、その結合点が芳香族フェニル環の2-位置であるため、アリール基である)。
【００１１】
[0016]「アリールオキシ」は、基-O-アリールをさし、これはたとえばフェノキシ及びナフチルオキシが挙げられる。
【００１２】
[0017]「カルボキシル」または「カルボキシ」は、-COOHまたはその塩をさす。
【００１３】
[0018]「カルボキシルエステル」または「カルボキシエステル」は、基-C(O)O-アルキル、C(O)O-アルケニル、C(O)O-アリール、C(O)Oシクロアルキル、-C(O)O-ヘテロアリール及び-C(O)O-複素環をさす。
【００１４】
[0019]「シクロアルキル」は、３〜１４個の炭素原子をもち、全く環ヘテロ原子をもたず、単環または、融合、橋架及びスピロ環形などの多重環をもつ、飽和または部分飽和環式基をさす。全く環ヘテロ原子をもたない芳香族及び非芳香族環をもつ多重環系に関しては、「シクロアルキル」なる用語は、結合点が非芳香族炭素原子であるときに適用する(たとえば、5,6,7,8-テトラヒドロナフタレン-5-イル)。「シクロアルキル」なる用語は、アダマンチル、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロオクチル及びシクロヘキセニルなどのシクロアルケニル基が挙げられる。「シクロアルケニル」なる用語としては、少なくとも一つの＞C=C＜環不飽和部位をもつ部分的に不飽和シクロアルキル環をさすことがある。
【００１５】
[0020]「シクロアルキルオキシ」は-Oシクロアルキルをさす。
【００１６】
[0021]「ハロ」または「ハロゲン」は、フルオロ、クロロ、ブロモ及びヨードをさす。
【００１７】
[0022]「ハロアルキル」は、１〜５個、または態様によっては１〜３個のハロ基によるアルキル基の置換をさす。
【００１８】
[0023]「ヘテロアリール」は、１〜１４個の炭素原子と、酸素、窒素及び硫黄から選択される１〜６個のヘテロ原子の芳香族基をさし、単環(たとえば、イミダゾイル)及び多重環系(たとえば、ベンゾイミダゾール-2-イル及びベンゾイミダゾール-6-イル)が挙げられる。芳香族及び非芳香族環をもつ融合、橋架及びスピロ環系などの多重環系に関しては、「ヘテロアリール」なる用語は、少なくとも一つの環ヘテロ原子があり、結合点が芳香族環の一つの原子である場合に適用する(たとえば、1,2,3,4-テトラヒドロキノリン-6-イル及び5,6,7,8-テトラヒドロキノリン-3-イル)。態様によっては、ヘテロアリール基の(単数または複数の)窒素及び/または硫黄環原子は、場合により酸化されて、Ｎオキシド(N−>O)、スルフィニルまたはスルホニル部分を提供する。ヘテロアリール基の例としては、ピリジル、フラニル、チエニル、チアゾリル、イソチアゾリル、トリアゾリル、イミダゾリル、イミダゾリニル、イソキサゾリル、ピロリル、ピラゾリル、ピリダジニル、ピリミジニル、プリニル、フタラジル、ナフチルピリジル、ベンゾフラニル、テトラヒドロベンゾフラニル、イソベンゾフラニル、ベンゾチアゾリル、ベンゾイソチアゾリル、ベンゾトリアゾリル、インドリル、イソインドリル、インドリジニル、ジヒドロインドリル、インダゾリル、インドリニル、ベンゾオキサゾリル、キノリル、イソキノリル、キノリジル、キナゾリル、キノキサリル、テトラヒドロキノリニル、イソキノリル、キナゾリノニル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾイソキサゾリル、ベンゾチエニル、ベンゾピリダジニル、プテリジニル(pteridinyl)、カルバゾリル、カルボリニル、フェナントリジニル、アクリジニル、フェナントロリニル、フェナジニル、フェノキサジニル、フェノチアジニル、及びフタルイミジルが挙げられるが、これらに限定されない。
【００１９】
[0024]「ヘテロアリールオキシ」は-O-ヘテロアリールをさす。
【００２０】
[0025]「複素環式」または「複素環」または「ヘテロシクロアルキル」または「ヘテロサイクリル」は、1〜14個の炭素原子と、窒素、硫黄または酸素から選択された1〜6個のヘテロ原子ともつ、飽和または部分飽和の環式基をさし、融合、橋架またはスピロ環系を含む単環及び多重環系を包含する。芳香族及び/または非芳香族環をもつ多重環系に関しては、「複素環式」、「複素環」、「ヘテロシクロアルキル」、または「ヘテロサイクリル」は、少なくとも一つの環ヘテロ原子があり、結合点が非芳香族環の一原子にあるときに適用する(たとえば、デカヒドロキノリン-6-イル)。態様によっては、複素環式基の(単数または複数の)窒素及び/または硫黄原子は、場合により酸化されて、Ｎオキシド、スルフィニル、スルホニル部分を提供する。ヘテロサイクリル基の例としては、アゼチジニル、テトラヒドロピラニル、ピペリジニル、N-メチルピペリジン-3-イル、ピペラジニル、N-メチルピロリジン-3-イル、3-ピロリジニル、2-ピロリドン-1-イル、モルホリニル、チオモルホリニル、イミダゾリジニル、及びピロリジニルが挙げられるが、これらに限定されない。
【００２１】
[0026]「ヘテロサイクリルオキシ」は、-O-ヘテロサイクル(heterocycyl)をさす。
【００２２】
[0027]「アシル」は、基H-C(O)-、アルキル-C(O)-、アルケニル-C(O)-、シクロアルキル-C(O)-、アリール-C(O)-、ヘテロアリール-C(O)-、及び複素環式-C(O)-をさす。アシルとしては、「アセチル」基CH3C(O)-が挙げられる。
【００２３】
[0028]「アシルオキシ」は、基アルキル-C(O)O-、アルケニル-C(O)O-、アリール-C(O)O-、シクロアルキル-C(O)O-、ヘテロアリール-C(O)O-、及び複素環式-C(O)O-をさす。アシルオキシとしては、「アセチルオキシ」基CH3C(O)O-が挙げられる。
【００２４】
[0029]「アシルアミノ」は、基-NHC(O)アルキル、-NHC(O)アルケニル、-NHC(O)シクロアルキル、-NHC(O)アリール、-NHC(O)ヘテロアリール、及び-NHC(O)複素環式が挙げられる。アシルアミノとしては、「アセチルアミノ」基-NHC(O)CH3が挙げられる。
【００２５】
[0030]当業界で公知のように、上記定義は、非置換基並びに、一つ以上の他の官能基で置換された基を包含するものと理解すべきである。たとえば、アリール、ヘテロアリール、シクロアルキル、またはヘテロサイクリル基は、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、アシル、アシルアミノ、アシルオキシ、アミノ、四級アミノ、アミド、イミノ、アミジノ、アミノカルボニルアミノ、アミジノカルボニルアミノ、アミノチオカルボニル、アミノカルボニルアミノ、アミノチオカルボニルアミノ、アミノカルボニルオキシ、アミノスルホニル、アミノスルホニルオキシ、アミノスルホニルアミノ、アリール、アリールオキシ、アリールチオ、アジド、カルボキシル、カルボキシエステル、(カルボキシルエステル)アミノ、(カルボキシルエステル)オキシ、シアノ、シクロアルキル、シクロアルキルオキシ、シクロアルキルチオ、グアニジノ、ハロ、ハロアルキル、ハロアルコキシ、ヒドロキシ、ヒドロキシアミノ、アルコキシアミノ、ヒドラジノ、ヘテロアリール、ヘテロアリールオキシ、ヘテロアリールチオ、ヘテロサイクリル、ヘテロサイクリルオキシ、ヘテロサイクリルチオ、ニトロ、オキソ、チオン、ホスフェート、ホスホネート、ホスフィネート、ホスホンアミデート、ホスホロジアミデート、ホスホルアミデートモノエステル、環式ホスホルアミデート、環式ホスホロジアミデート、ホスホルアミデートジエステル、サルフェート、スルホネート、スルホニル、置換スルホニル、スルホニルオキシ、チオアシル、チオシアネート、チオール、アルキルチオなど、並びにかかる置換基の組み合わせから選択される1〜8個、態様によっては1〜5個、態様によっては1〜3個、及び態様によっては1〜2個の置換基で置換されえる。
【００２６】
[0031]当業者は、本発明の開示は例示的な態様を説明するだけであって、本発明の開示のより広い側面を限定するものではないと理解すべきである。
【００２７】
[0032]一般的に言えば、本発明は、液晶ポリマーマトリックス内に分散された(ウィスカーとしても公知の)複数の鉱物繊維と官能基を含む芳香族化合物とを含むポリマー組成物に関する。特に本発明者らは、そのような組成物は、組成物の機械的特性を犠牲にすることなく低い溶融粘度を達成しえることを発見した。理論に縛られるつもりはないが、芳香族官能基を含む化合物(aromatic functional compound)がポリマー鎖と反応してその長さを短くして、溶融粘度を下げることができると考えられる。本発明の結果として、ポリマー組成物の溶融粘度は一般に、小さな寸法をもつ型のキャビティに容易に流れるできるように十分に低い。たとえば特定の一態様において、ポリマー組成物は、約0.5〜約100Pa-s、態様によっては約1〜約80Pa-s、及び態様によっては約5〜約50Pa-sの溶融粘度をもつことができる。溶融粘度は、ISO試験No.11443に従って1000秒-1の剪断速度及び、組成物の融解温度より15℃高い温度(たとえば、350℃)で測定することができる。
【００２８】
[0033]従来、そのような低粘度をもつポリマー組成物は、十分に良好な熱的及び機械的特性も、特定のタイプの用途で使用できるように十分な滑面ももたないと考えられていた。しかしながら従来の考えに反して、本発明のポリマー組成物は、優れた熱的特性と機械的特性の両方をもつことが知見された。これは、一部、特定の性質、サイズ及び相対濃度の鉱物繊維を使用することによる。そのような鉱物繊維の例としては、ケイ酸塩、たとえばネオケイ酸塩(neosilicate)、ソロケイ酸塩(sorosilicate)、イノケイ酸塩(inosilicate)(たとえばイノケイ酸カルシウム、たとえば珪灰石；イノケイ酸カルシウムマグネシウム、たとえば透角閃石；イノケイ酸カルシウムマグネシウム鉄、たとえば陽起石；イノケイ酸マグネシウム鉄、たとえば直閃石)、フィロケイ酸塩(たとえばフィロケイ酸アルミニウム、たとえばパリゴスカイト)、テクトケイ酸塩など；硫酸塩、たとえば硫酸カルシウム(たとえば無水(dehydrated)または無水(anhydrous)石膏)；ミネラルウール(たとえばロックウール若しくはスラグウール)などから誘導したものが挙げられる。特に、イノケイ酸塩、たとえばNyco Mineralsより商標名NYGLOS(登録商標)(たとえばNYGLOS(登録商標)4WまたはNYGLOS(登録商標)8)のもと入手可能な珪灰石繊維が特に好適である。
【００２９】
[0034]鉱物繊維は、約１〜約35マイクロメートル、態様によっては約2〜約20マイクロメートル、態様によっては約3〜約15マイクロメートル、態様によっては約7〜約12マイクロメートルの中央値幅(median with)(たとえば直径)をもつことができる。鉱物繊維は狭いサイズ分布ももつことができる。すなわち繊維の少なくとも約60体積%、態様によっては繊維の少なくとも約70体積%、態様によっては繊維の少なくとも約80体積%は、上記範囲のサイズを有することができる。理論に限定されるつもりはないが、上記のサイズ特性をもつ鉱物繊維は、成形装置の中をより容易に移動することができ、これによってポリマーマトリックス内の分散を促進し、且つ表面きずが生成するのを最小化する。上記のサイズ特性をもつことに加えて、得られるポリマー組成物の機械的特性及び表面品質をさらに改善し易くするために、鉱物繊維は比較的高いアスペクト比(中央値幅で割った平均長さ)ももつことができる。たとえば、鉱物繊維は約1〜約50、態様によっては約2〜約20、及び態様によっては約4〜約15のアスペクト比を有することができる。そのような鉱物繊維の体積平均長さ(volume average length)はたとえば、約1〜約200マイクロメートル、態様によっては約2〜約150マイクロメートル、態様によっては約5〜約100マイクロメートル、及び態様によっては約10〜約50マイクロメートルでありえる。
【００３０】
[0035]そのような鉱物繊維の相対量は、成形品に成形した際にその平滑度など、組成物の他の特性に悪影響を与えることなく、所望の機械的特性を達成し易くするように選択的にも制御されえる。たとえば、鉱物繊維は通常、ポリマー組成物の約5重量%〜約60重量%、態様によっては約10重量%〜約50重量%、態様によっては約20重量%〜約40重量%を構成する。同様に、官能基を含む芳香族化合物は通常、ポリマー組成物の約0.001重量％〜約5重量％、態様によっては約0.01重量％〜約1重量％、及び態様によっては約0.05重量％〜約0.5重量％を構成する。液晶ポリマーの濃度は一般に他の任意選択の成分の存在にもとづいて変動しえるが、これらは通常、約25重量％〜約95重量％、態様によっては約30重量％〜約80重量％、及び態様によっては約40重量％〜約70重量％で存在する。
【００３１】
[0036]本発明の様々な態様を以下詳細に記載する。
【００３２】
I．液晶ポリマー
[0037]サーモトロピック液晶ポリマーは通常、金型の小さな空間を効果的に充填できる高度な結晶化度(crystallinity)をもつ。好適なサーモトロピック液晶ポリマーとしては、芳香族ポリエステル、芳香族ポリ(エステルアミド)、芳香族ポリ(エステルカーボネート)、芳香族ポリアミドなどを挙げることができ、同様に、一つ以上の芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、芳香族ジオール、芳香族アミノカルボン酸、芳香族アミン、芳香族ジアミンなど並びにこれらの組み合わせから形成される繰り返し単位を含むことができる。
【００３３】
[0038]一般に液晶ポリマーは、これらが棒状構造をもち、且つその溶融状態で液晶挙動(たとえば、サーモトロピックネマチック状態)を示すことができるという点で「サーモトロピック」として分類される。そのようなポリマーは、当業界で公知のように一種以上の繰り返し単位から形成することができる。液晶ポリマーは、たとえば一つ以上の芳香族エステル繰り返し単位を、典型的にはポリマーの約60モル%〜約99.9モル%、態様によっては約70モル%〜約99.5モル%、及び態様によっては、約80モル%〜約99モル%の量で含むことができる。芳香族エステル繰り返し単位は、通常、以下の式(V)：
【００３４】
【化１】
2016510831.tif 000003
【００３５】
｛式中、環Bは、置換または非置換の6員のアリール基(たとえば1,4-フェニレン若しくは1,3-フェニレン)、置換または非置換の5または6員のアリール基に融合した置換または非置換の6員のアリール基(たとえば、2,6-ナフタレン)、あるいは置換または非置換の5員または6員のアリール基に結合した置換または非置換の6員のアリール基(たとえば4,4-ビフェニレン)である；及び
Y1及びY2は独立して、O、C(O)、NH、C(O)HN、またはNHC(O)である｝により表すことができる。
【００３６】
[0039]典型的には、Y1及びY2の少なくとも一つはC(O)である。そのような芳香族エステル繰り返し単位の例としては、芳香族ジカルボン酸繰り返し単位(式V中、Y1及びY2がC(O)である)、芳香族ヒドロキシカルボン酸繰り返し単位(式V中、Y1はOであり、Y2はC(O)である)、並びにその様々な組み合わせを挙げることができる。
【００３７】
[0040]たとえば、芳香族ジカルボン酸、たとえばテレフタル酸、イソフタル酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルエーテル-4,4'-ジカルボン酸、1,6-ナフタレンジカルボン酸、2,7-ナフタレンジカルボン酸、4,4'-ジカルボキシビフェニル、ビス(4-カルボキシフェニル)エーテル、ビス(4-カルボキシフェニル)ブタン、ビス(4-カルボキシフェニル)エタン、ビス(3-カルボキシフェニル)エーテル、ビス(3-カルボキシフェニル)エタンなど、並びそのアルキル、アルコキシ、アリール及びハロゲン置換基、並びにその組み合わせから誘導される芳香族ジカルボン酸繰り返し単位を使用することができる。特に好適な芳香族ジカルボン酸としては、テレフタル酸(TA)、イソフタル酸(IA)、及び2,6-ナフタレンジカルボン酸(NDA)が挙げられる。使用するとき、芳香族ジカルボン酸(たとえば、IA、TA及び/またはNDA)から誘導した繰り返し単位は、典型的にはポリマーの約5モル%〜約60モル%、態様によっては約10モル%〜約55モル%、態様によっては約15モル%〜約50%を構成する。
【００３８】
[0041]芳香族ヒドロキシカルボン酸、たとえば4-ヒドロキシ安息香酸；4-ヒドロキシ-4'-ビフェニルカルボン酸；2-ヒドロキシ-6-ナフトエ酸；2-ヒドロキシ-5-ナフトエ酸；3-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸；2-ヒドロキシ-3-ナフトエ酸；4'-ヒドロキシフェニル-4-安息香酸；3'-ヒドロキシフェニル-4-安息香酸；4'-ヒドロキシフェニル-3-安息香酸など、及びそのアルキル、アルコキシ、アリール及びハロゲン置換基、並びにその組み合わせから誘導される芳香族ヒドロキシカルボン酸繰り返し単位も使用することができる。特に好適な芳香族ヒドロキシカルボン酸は、4-ヒドロキシ安息香酸(HBA)及び6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸(HNA)である。使用するとき、ヒドロキシカルボン酸(たとえばHBA及び/またはHNA)由来の繰り返し単位は、通常、ポリマーの約10モル%〜約85モル%、態様によっては約20モル%〜約80モル%、及び態様によっては約25モル%〜約75%を構成する。
【００３９】
[0042]他の繰り返し単位もポリマーで使用することができる。たとえば特定の態様では、芳香族ジオール、たとえばハイドロキノン、レゾルシノール、2,6-ジヒドロキシナフタレン、2,7-ジヒドロキシナフタレン、1,6-ジヒドロキシナフタレン、4,4'-ジヒドロキシビフェニル(または4,4'-ビフェノール)、3,3'-ジヒドロキシビフェニル、3,4'-ジヒドロキシビフェニル、4,4'-ジヒドロキシビフェニルエーテル、ビス(4-ヒドロキシフェニル)エタンなど、並びにそのアルキル、アルコキシ、アリール及びハロゲン置換基及びその組み合わせから誘導される繰り返し単位を使用することができる。特に好適な芳香族ジオールとしては、たとえばハイドロキノン(HQ)及び4,4’-ビフェノール(BP)を挙げることができる。使用するとき、芳香族ジオール(たとえばHQ及び/またはBP)から誘導した繰り返し単位は通常、ポリマーの約1モル%〜約30モル%、態様によっては約2モル%〜約25モル%、態様によっては約5モル%〜約20%を構成する。芳香族アミド(たとえばアセトアミノフェン(APAP))及び/または芳香族アミン(たとえば4-アミノフェノール(AP)、3-アミノフェノール、1,4-フェニレンジアミン、1,3-フェニレンジアミンなど)から誘導されるような繰り返し単位も使用することができる。使用するとき、芳香族アミド(たとえばAPAP)及び/または芳香族アミン(たとえばAP)から誘導される繰り返し単位は、通常、ポリマーの約0.1モル%〜約20モル%、態様によっては約0.5モル%〜約15モル%、態様によっては約1モル%〜約10%を構成する。他の様々なモノマー繰り返し単位をポリマーに含めることができることも理解すべきである。たとえば特定の態様では、ポリマーは、非芳香族モノマー、たとえば脂肪族または脂環式ヒドロキシカルボン酸、ジカルボン酸、ジオール、アミド、アミンなどから誘導される一つ以上の繰り返し単位を含むことができる。もちろん他の態様では、ポリマーは、非芳香族(脂肪族または脂環式)モノマーから誘導した繰り返し単位がないという点で「全芳香族」であってもよい。
【００４０】
[0043]必ずしも必要であるとは限らないが、液晶ポリマーは、ナフテン系ヒドロキシカルボン酸及びナフテン系ジカルボン酸、たとえばナフタレン-2,6-ジカルボン酸(NDA)、6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸(HNA)、またはその組み合わせから誘導した比較的高含有量の繰り返し単位を含むという点で、「冨ナフテン系(naphthenic-rich)」ポリマーでありえる。すなわち、ナフテン系ヒドロキシカルボン酸及び/またはジカルボン酸(たとえば、NDA、HNA、またはHNA及びNDAの組み合わせ)から誘導した繰り返し単位の総量は、通常、ポリマーの約10モル%を超え、態様によっては約15モル%を超え、及び態様によっては18モル%〜約70モル%である。特別な一態様において、ナフテン酸(たとえばNDA及び/またはHNA)；4-ヒドロキシ安息香酸(HBA)、テレフタル酸(TA)及び/またはイソフタル酸(IA)、並びに様々な他の任意選択成分から誘導されるモノマー繰り返し単位を含む「冨ナフテン系」芳香族ポリエステルを形成することができる。4-ヒドロキシ安息香酸(HBA)から誘導したモノマー単位は、ポリマーの約30モル%〜約95モル%、態様によっては約35モル%〜約90モル%、及び態様によっては約40モル%〜約80%を構成するが、テレフタル酸(TA)及び/またはイソフタル酸(IA)から誘導したモノマー単位は、ポリマーの約1モル%〜約30モル%、態様によっては約2モル%〜約25モル%、及び態様によっては約3モル%〜約20%を構成する。他の可能なモノマー繰り返し単位としては、4,4’-ビフェノール(BP)、ハイドロキノン(HQ)など及び芳香族アミド、たとえばアセトアミノフェン(APAP)が挙げられる。特定の態様では、たとえばBP、HQ、及び/またはAPAPは、使用するとき、約1モル%〜約40モル%、態様によっては約10モル%〜約35モル%、及び態様によっては約20モル%〜約30モル%を構成することができる。
【００４１】
[0044]ポリマーの特定の構成成分及び性質にかかわらず、液晶ポリマーは、重縮合反応を開始するために、エステル繰り返し単位(たとえばヒドロキシカルボン酸、芳香族ジカルボン酸など)及び/または他の繰り返し単位(たとえば芳香族ジオール、芳香族アミド、芳香族アミンなど)を形成するために使用される(単数または複数種類の)芳香族モノマーを反応容器に最初に導入することによって製造することができる。そのような反応で使用される特定の条件及び段階は公知であり、米国特許第4,161,470号(Calundann)；米国特許第5,616,680号(Linstid，IIIら)；米国特許第6,114,492号(Linstid，IIIら)；米国特許第6,514,611号(Shepherdら)；及びPCT国際特許出願国際公開第WO2004/058851号(Waggoner)に詳細が記載されている。反応に使用される容器は、特に限定されないが、高粘度流体の反応で通常使用される容器を使用するのが望ましい。そのような反応容器の例としては、様々な形状の攪拌ブレード、たとえばアンカー型、多段型、螺旋-リボン型、スクリューシャフト型など、またはそれらの修正形をもつ攪拌装置をもつ攪拌タンク型装置を挙げることができる。そのような反応容器のさらなる例としては、樹脂混練で通常、使用される混合装置、たとえば混練機、ロールミル、バンバリーミキサーなどが挙げられる。
【００４２】
[0045]所望により、反応は、当業界で公知のモノマーのアセチル化により進行することができる。これは、モノマーにアセチル化剤(たとえば無水酢酸)を添加することにより達成できる。一般にアセチル化は、約90℃の温度で開始される。アセチル化の初期段階の間、酢酸副生成物と無水物とが蒸留し始める点より下の気相(vapor phase)温度を維持するために還流を使用することができる。アセチル化の間の温度は典型的には、90℃〜150℃、態様によっては約110℃〜約150℃を変動する。還流を使用する場合には、気相温度は典型的には酢酸の沸点を超えるが、残存する無水酢酸を保持するのに十分に低いままである。たとえば、無水酢酸は約140℃の温度で蒸発する。従って、約110℃〜約130℃の温度で反応器に気相還流を提供するのが特に望ましい。反応を実質的に完了させるためには、過剰量の無水酢酸を使用することができる。過剰量の無水酢酸は、還流の存在または非存在などの、使用する特定のアセチル化条件に依存して変動しえる。存在する反応体ヒドロキシル基の総モルをベースとして、約1〜約10モルパーセント過剰量の無水酢酸を使用するのはよくあることである。
【００４３】
[0046]アセチル化は別の反応容器で起きることができるか、または重合反応容器でin-situで起きることができる。別の反応容器を使用する場合には、モノマーの一つ以上をアセチル化反応器に導入し、続いて重合反応器に移すことができる。同様に、モノマーの一つ以上を、前アセチル化(pre-acetylation)を実施することなく反応容器に直接導入することもできる。
【００４４】
[0047]モノマー及び任意選択のアセチル化剤に加えて、他の成分も反応混合物に配合して、重合を促進し易くすることができる。触媒、たとえば金属塩触媒(たとえば、酢酸マグネシウム、酢酸スズ(I)、テトラブチルチタネート、酢酸鉛、酢酸ナトリウム、酢酸カリウムなど)及び有機化合物触媒(たとえば、N-メチルイミダゾール)を場合により使用することができる。そのような触媒は、典型的には、繰り返し単位前駆体の総重量をベースとして約50〜約500ppm(parts per million)の量で使用する。別の反応器を使用する場合、典型的には、重合反応器ではなくアセチル化反応器に触媒を適用するのが望ましいが、これは決して必要要件ではない。
【００４５】
[0048]一般に、重合反応容器内で反応混合物を高温に加熱して、反応体の溶融重縮合を開始する。たとえば重縮合は、約250℃〜約400℃、態様によっては約280℃〜約395℃、及び態様によっては約300℃〜約380℃の温度範囲内で生じることができる。たとえば液晶ポリマーを形成するための好適な一方法としては、前駆体モノマー及び無水酢酸を反応器に充填し、この混合物を約90℃〜約150℃の温度に加熱してモノマーのヒドロキシル基をアセチル化(たとえば、アセトキシを形成)し、次いで温度を約250℃〜約400℃に上昇させて、溶融重縮合を実施する。最終重合温度に到達するにつれて、所望の分子量が容易に達成できるように、反応の揮発性副生成物(たとえば酢酸)を除去することもできる。反応混合物は一般に、良好な熱及び物質移動、続いて良好な材料均質性を確保するために、重合の間に攪拌にかける。攪拌機の回転速度は、反応の経過の間に変動しえるが、典型的には、約10〜約100回/分(rpm)を変動し、態様によっては約20〜約80rpmを変動する。溶融物中の分子量を高めるために、重合反応を真空下で実施することもでき、真空を適用することにより、重縮合の最終段階の間に形成した揮発成分を除去し易くなる。真空は、約5〜約30ポンド/平方インチ(psi)、態様によっては約10〜約20psiの範囲内で、吸気圧力を適用することにより作り出すことができる。
【００４６】
[0049]溶融重合後、溶融ポリマーは、典型的には所望の形状のダイを備えた押出しオリフィスを通して反応器から排出し、冷却し、集めることができる。通常、溶融物は穿孔ダイを通して排出されてストランドを形成し、これを水浴中で取り出し、ペレット化し、乾燥する。態様によっては、溶融重合ポリマーは、さらにその分子量を増加させるために、続いて固相重合法にかけることもできる。固相重合は、気体(たとえば、空気、不活性ガスなど)の存在下で実施することができる。好適な不活性気体としては、窒素、ヘリウム、アルゴン、ネオン、クリプトン、キセノンなど並びにこれらの組み合わせを挙げることができる。固相重合反応容器は、ポリマーが所望の滞留時間、所望の固相重合温度に保持できるような実質的に任意のデザインでありえる。そのような容器の例としては、固定床、固定層(static bed)、移動床、流動床などをもつものが挙げられる。固相重合を実施する温度は変動しえるが、典型的には約250℃〜350℃の範囲である。もちろん重合時間は、温度及び目標とする分子量にもとづいて変動する。しかしながら、殆どの場合、固相重合は、約2〜約12時間、態様によっては約4〜約10時間である。
【００４７】
II.官能基を含む芳香族化合物
[0050]上記のように、本発明のポリマー組成物は官能基を含む芳香族化合物も含む。そのような化合物は、通常、上記のようにポリマー鎖と反応してその長さを短くすることができる一つ以上のカルボキシル及び/またはヒドロキシル官能基を含む。特定の場合では、組成物の機械的特性を維持し易くするために切断した後、その溶融粘度が下がった後でさえも、化合物はポリマーの短い鎖と混和することができる。官能基を含む芳香族化合物は、通常、式(I)：
【００４８】
【化２】
2016510831.tif 000004
【００４９】
に示される一般構造またはその金属塩を有することができる｛式中、
環Bは6員の芳香環であり、ここで１〜3個の環炭素原子は場合により窒素または酸素により置き換えられ、ここでそれぞれの窒素は場合により酸化され、環Bは、場合により5若しくは6員のアリール、ヘテロアリール、シクロアルキルまたはヘテロサイクリルに融合または結合することができる；
R4はOHまたはCOOHであり；
R5はアシル、アシルオキシ(たとえばアセチルオキシ)、アシルアミノ(たとえば、アセチルアミノ)、アルコキシ、アルケニル、アルキル、アミノ、アリール、アリールオキシ、カルボキシル、カルボキシルエステル、シクロアルキル、シクロアルキルオキシ、ヒドロキシル、ハロ、ハロアルキル、ヘテロアリール、ヘテロアリールオキシ、ヘテロサイクリル、またはヘテロシクロキシ(heterocycloxy)であり；
mは0から4であり、態様によっては0〜2であり、態様によっては0〜1であり；及び
nは1〜3であり、態様によっては1〜2である｝。化合物が金属塩の形態であるとき、好適な金属対イオンとしては、遷移金属対イオン(たとえば銅、鉄など)、アルカリ金属対イオン(たとえばカリウム、ナトリウムなど)、アルカリ土類金属対イオン(たとえばカルシウム、マグネシウムなど)及び/または主群金属対イオン(main group metal counterion)(たとえばアルミニウム)を挙げることができる。
【００５０】
[0051]一態様において、たとえばBは式(I)でフェニルであるので、得られるフェノール性化合物は、以下の式(II)：
【００５１】
【化３】
2016510831.tif 000005
【００５２】
またはその金属塩を有する｛式中、R4はOHまたはCOOHであり；
R6はアシル、アシルオキシ、アシルアミノ、アルコキシ、アルケニル、アルキル、アミノ、カルボキシル、カルボキシルエステル、ヒドロキシル、ハロ、またはハロアルキルであり；及び
qは0〜4であり、態様によっては0〜2であり、態様によっては0〜1である｝。そのようなフェノール性化合物の特別な例としては、たとえば安息香酸(qは0である)；4-ヒドロキシ安息香酸(R4はCOOHであり、R6はOHであり、及びqは1である)；フタル酸(R4はCOOHであり、R6はCOOHであり、及びqは1である)；イソフタル酸(R4はCOOHであり、R6はCOOHであり、及びqは1である)；テレフタル酸(R4はCOOHであり、R6はCOOHであり、及びqは1である)；2-メチルテレフタル酸(R4はCOOHであり、R6はCOOH、及びCH3であり、及びqは2である)；フェノール(R4はOHであり、及びqは0である)；ナトリウムフェノキシド(R4はOHであり、及びqは0である)；ハイドロキノン(R4はOHであり、R6はOHであり、及びqは1である)；レゾルシノール(R4はOHであり、R6はOHであり、及びqは1である)；4-ヒドロキシ安息香酸(R4はOHであり、R6はC(O)OHであり、及びqは1である)など並びにその組み合わせが挙げられる。
【００５３】
[0052]別の態様では、上記式(I)においてBはフェニルであり、及びR5はフェニルであるので、ジフェノール性化合物は、以下の一般式(III)：
【００５４】
【化４】
2016510831.tif 000006
【００５５】
またはその金属塩を有する｛式中、R4はCOOHまたはOHであり；
R6はアシル、アシルオキシ、アシルアミノ、アルコキシ、アルケニル、アルキル、アミノ、アリール、アリールオキシ、カルボキシル、カルボキシルエステル、シクロアルキル、シクロアルキルオキシ、ヒドロキシル、ハロ、ハロアルキル、ヘテロアリール、ヘテロアリールオキシ、ヘテロサイクリル、またはヘテロシクロキシであり；及び
qは0〜4であり、態様によっては0〜2であり、及び態様によっては0〜1である｝。そのようなジフェノール性化合物の特別な例としては、たとえば4-ヒドロキシ-4'-ビフェニルカルボン酸(R4はCOOHであり、R6はOHであり、及びqは1である)；4'-ヒドロキシフェニル-4-安息香酸(R4はCOOHであり、R6はOHであり、及びqは1である)；3'-ヒドロキシフェニル-4-安息香酸(R4はCOOHであり、R6はOHであり、及びqは1である)；4'-ヒドロキシフェニル-3-安息香酸(R4はCOOHであり、R6はOHであり、及びqは1である)；4,4'-ビ安息香酸(R4はCOOHであり、R6はCOOHであり、及びqは1である)；(R4はOHであり、R6はOHであり、及びqは1である)；3,3’-ビフェノール(R4はOHであり、R6はOHであり、及びqは1である)；3,4’-ビフェノール(R4はOHであり、R6はOHであり、及びqは1である)；4-フェニルフェノール(R4はOHであり、及びqは0である)；ビス(4-ヒドロキシフェニル)エタン(R4はOHであり、R6はC2(OH)2フェノールであり、及びqは1である)；トリス(4-ヒドロキシフェニル)エタン(R4はOHであり、R6はC(CH3)ビフェノールであり、及びqは1である)；4-ヒドロキシ-4'-ビフェニルカルボン酸(R4はOHであり、R6はCOOHであり、及びqは1である)；4'-ヒドロキシフェニル-4-安息香酸(R4はOHであり、R6はCOOHであり、及びqは1である)；3'-ヒドロキシフェニル-4-安息香酸(R4はOHであり、R6はCOOHであり、及びqは1である)；4'-ヒドロキシフェニル-3-安息香酸(R4はOHであり、R6はCOOHであり、及びqは1である)；など並びにその組み合わせが挙げられる。
【００５６】
[0053]さらに別の態様では、上記式(I)中、Bはナフテニルであるので、得られるナフテン性化合物は、以下の一般式(IV)：
【００５７】
【化５】
2016510831.tif 000007
【００５８】
またはその金属塩を有する｛式中、R4はOHまたはCOOHであり；
R6はアシル、アシルオキシ、アシルアミノ、アルコキシ、アルケニル、アルキル、アミノ、アリール、アリールオキシ、カルボキシル、カルボキシルエステル、シクロアルキル、シクロアルキルオキシ、ヒドロキシル、ハロ、ハロアルキル、ヘテロアリール、ヘテロアリールオキシ、ヘテロサイクリル、またはヘテロシクロキシである；及び
qは0〜4であり、態様によっては0〜2であり、及び態様によっては0〜1である｝。そのようなナフテン系化合物の特別な例としては、たとえば1-ナフトエ酸(R4はCOOHであり、及びqは0である)；2-ナフトエ酸(R4はCOOHであり、及びqは0である)；2-ヒドロキシ-6-ナフトエ酸(R4はCOOHであり、R6はOHであり、及びqは1である)；2-ヒドロキシ-5-ナフトエ酸(R4はCOOHであり、R6はOHであり、及びqは1である)；3-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸(R4はCOOHであり、R6はOHであり、及びqは1である)；2-ヒドロキシ-3-ナフトエ酸(R4はCOOHであり、R6はOHであり、及びqは1である)；2,6-ナフタレンジカルボン酸(R4はCOOHであり、R6はCOOHであり、及びqは1である)；2,3-ナフタレンジカルボン酸(R4はCOOHであり、R6はCOOHであり、及びqは1である)；2-ヒドロキシ-ナフタレン(R4はOHであり、及びqは0である)；2-ヒドロキシ-6-ナフトエ酸(R4はOHであり、R6はCOOHであり、及びqは1である)；2-ヒドロキシ-5-ナフトエ酸(R4はOHであり、R6はCOOHであり、及びqは1である)；3-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸(R4はOHであり、R6はCOOHであり、及びqは1である)；2-ヒドロキシ-3-ナフトエ酸(R4はOHであり、R6はCOOHであり、及びqは1である)；2,6-ジヒドロキシナフタレン(R4はOHであり、R6はOHであり、及びqは1である)；2,7-ジヒドロキシナフタレン(R4はOHであり、R6はOHであり、及びqは1である)；1,6-ジヒドロキシナフタレン(R4はOHであり、R6はOHであり、及びqは1である)など並びにその組み合わせが挙げられる。
【００５９】
[0054]本発明の特定の態様では、たとえばポリマー組成物は芳香族ジオール、例えばハイドロキノン、レゾルシノール、4,4'-ビフェノールなど並びにその組み合わせを含むことができる。使用するとき、そのような芳香族ジオールは、ポリマー組成物の約0.01重量%〜約1重量%、及び態様によっては約0.05重量%〜約0.4重量%を構成することができる。特定の態様において、単独または芳香族ジオールと組み合わせて、芳香族カルボン酸を使用することもできる。芳香族カルボン酸は、ポリマー組成物の約0.001重量%〜約0.5重量%、及び態様によっては約0.005重量%〜約0.1重量%を構成することができる。特定の態様では、所望の粘度低下を達成しやすくするために、本発明において芳香族ジオール(上記式において、R4及びR6はOHである)(たとえば4,4’-ビフェノール)と芳香族ジカルボン酸(上記式において、R4及びR6はCOOHである)(たとえば2,6-ナフタレンジカルボン酸)との組み合わせを使用する。
【００６０】
III.任意選択成分
A.非芳香族官能基を含む化合物
[0055]上記のものに加えて、非芳香族官能基を含む化合物も本発明で使用することができる。そのような化合物は、さらに溶融粘度を下げるのに役立つなど、様々な目的を果たすことができる。そのような非芳香族官能基を含む化合物の一つは水である。所望により、プロセス条件下で水を生成する形態で水を添加することができる。たとえば、プロセス条件(たとえば高温)下で効率的に水を「失う」水和物として水を添加することができる。そのような水和物としては、アルミナ三水和物、硫酸銅五水和物、塩化バリウム二水和物、無水硫酸カルシウム(calcium sulfate dehydrate)など並びにその組み合わせが挙げられる。使用するとき、水和物はポリマー組成物の約0.02重量%〜約2重量%、及び態様によっては約0.05重量%〜約1重量%を構成することができる。特定の一態様では、芳香族ジオール、水和物と芳香族ジカルボン酸の混合物を組成物で使用する。そのような態様では、水和物対芳香族ジオールの重量比は典型的には、約0.5〜約8、態様によっては0.8〜約5、及び態様によっては約1〜約5である。
【００６１】
B.導電性充填材
[0056]所望により、ポリマー組成物に導電性充填材を使用して、成形操作の間に静電荷が生成する傾向を下げやすくすることができる。実際、本発明者らは、上記のように制御されたサイズと量の鉱物繊維が存在することによって、液晶ポリマーマトリックスの中に導電性充填材が分散する能力を高め、これによって比較的低い濃度の充填材を使用して、所望の帯電防止特性を達成することができることを発見した。しかしながら比較的低濃度で使用されるので、熱的特性及び機械的特性における影響は最小化することができる。この点において、使用するときに導電性充填材は、典型的にはポリマー組成物の約0.1重量%〜約25重量%、態様によっては約0.3重量%〜約10重量%、態様によっては約0.4重量%〜約3重量%、及び態様によっては、約0.5重量%〜約1.5重量%を構成する。
【００６２】
[0057]一般に、様々な種類の導電性充填材のいずれかをポリマー組成物で使用して、その帯電防止特性を改善し易くすることができる。好適な導電性充填材の例としては、金属粒子(たとえばアルミニウムフレーク)、金属繊維、炭素粒子(たとえば黒鉛(graphite)、膨張黒鉛、グラフェン、カーボンブラック、黒鉛化カーボンブラック(graphitized carbon black)など)、カーボンナノチューブ、炭素繊維などを挙げることができる。炭素繊維及び炭素粒子(たとえば黒鉛)は特に好適である。使用するとき、好適な炭素繊維としてはピッチ系炭素(たとえばタールピッチ)、ポリアクリロニトリルベースの炭素、金属コーティング化炭素などを挙げることができる。炭素繊維は、比較的高い炭素含有量、たとえば約85重量%以上、態様によっては約90重量%以上、及び態様によっては約93重量%以上の炭素含有量であるという点で高純度であるのが望ましい。たとえば、炭素含有量は、少なくとも約94重量%、たとえば少なくとも約95重量%、たとえば少なくとも約96重量%、たとえば少なくとも約97重量%、たとえば少なくとも約98重量%でさえありうる。炭素純度は一般に、100重量%未満、たとえば約99重量%未満である。炭素繊維の密度は典型的には約0.5〜約3.0g/cm3、態様によっては約1.0〜約2.5g/cm3、及び態様によっては約1.5〜約2.0g/cm3である。
【００６３】
[0058]一態様において、炭素繊維は、マトリックス中に配合され、その破壊は最小限度である。約３mmの初期長さをもつ繊維を使用するときでも、成形後の繊維の体積平均長さは一般に、約0.1mm〜約1mmでありえる。炭素繊維の平均長さ及び分布は、液晶ポリマーマトリックス内でよりよい結合及び電気経路を達成するために、最終ポリマー組成物中で選択的に制御することもできる。繊維の平均直径は約0.5〜約30マイクロメートル、態様によっては約1〜約20マイクロメートル、及び態様によっては約3〜約15マイクロメートルである。
【００６４】
[0059]ポリマーマトリックス内の分散を改善するために、炭素繊維は、炭素繊維と液晶ポリマーとの混和性を高めるサイズ剤で少なくとも部分的にコーティングすることができる。サイズ剤は安定であることができるので、液晶ポリマーを成形する温度で熱劣化しない。一態様において、サイズ剤は、芳香族ポリマーなどのポリマーを含むことができる。たとえば、芳香族ポリマーは、約300℃を超える、たとえば約350℃を超える、たとえば約400℃を超える熱分解温度を有することができる。本明細書中において、材料の熱分解温度とは、ASTM試験E 1131(またはISO試験11358)に従って測定して、熱重量分析の間にその質量の5%を失う温度である。サイズ剤は、比較的高いガラス転移温度ももつことができる。たとえばサイズ剤のガラス転移温度は、約300℃を超える、たとえば約350℃を超える、たとえば約400℃を超えることができる。サイズ剤の特定の例としては、ポリイミドポリマー、芳香族ポリエステルポリマー、たとえば全芳香族ポリエステルポリマー及び高温エポキシポリマー(high temperature epoxy polymer)が挙げられる。一態様において、サイズ剤としては液晶ポリマーを挙げることができる。サイズ剤は、少なくとも約0.1重量％、たとえば少なくとも0.2重量％、たとえば少なくとも約0.1%の量で存在することができる。サイズ剤は一般に、約5重量％未満の量、たとえば約3重量％未満の量で存在する。
【００６５】
[0060]別の好適な導電性充填材は、イオン液体(ionic liquid)である。そのような材料の利点の一つは、導電性であることに加えて、イオン液体は溶融成形の間に液状で存在することもできるので、液晶ポリマーマトリックス内でより均一にブレンドすることができるという点である。これにより、電気的接続性を改善し、それによってその表面から静電荷を迅速に消散させる能力を高める。
【００６６】
[0061]このイオン液体は一般に、液晶ポリマーと溶融加工するときに、液体の状態であるように、十分に低い融解温度をもつ塩である。たとえば、イオン液体の融解温度は約400℃以下、態様によっては約350℃以下、態様によっては約1℃〜約100℃、及び態様によっては約5℃〜約50℃でありえる。塩はカチオン種と対イオンを含む。カチオン種は「カチオン中心」として少なくとも一つのヘテロ原子(たとえば窒素またはリン)をもつ化合物を含む。そのようなヘテロ原子化合物の例としては、たとえば以下の構造をもつ四級オニウムが挙げられる：
【００６７】
【化６】
2016510831.tif 000008
【００６８】
[0062]｛式中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、及びR8は、水素；置換若しくは非置換C1-C10アルキル基(たとえばメチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、sec-ブチル、tert-ブチル、n-ペンチルなど)；置換若しくは非置換C3-C14シクロアルキル基(たとえばアダマンチル、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロオクチル、シクロヘキセニルなど)；置換若しくは非置換C1-C10アルケニル基(たとえば、エチレン、プロピレン、2-メチプロピレン(methypropylene)、ペンチレンなど)；置換若しくは非置換C2-C10アルキニル基(たとえば、エチニル、プロピニルなど)；置換若しくは非置換C1-C10アルコキシ基(たとえば、メトキシ、エトキシ、n-プロポキシ、イソプロポキシ、n-ブトキシ、t-ブトキシ、sec-ブトキシ、n-ペントキシなど)；置換若しくは非置換アシルオキシ基(たとえば、メタクリルオキシ、メタクリルオキシエチルなど)；置換若しくは非置換アリール基(たとえば、フェニル)；置換若しくは非置換ヘテロアリール基(たとえば、ピリジル、フラニル、チエニル、チアゾリル、イソチアゾリル、トリアゾリル、イミダゾリル、イソキサゾリル、ピロリル、ピラゾリル、ピリダジニル、ピリミジニル、キノリルなど)などからなる群から独立して選択される。特定の一態様において、たとえばカチオン種は、構造：N+R1R2R3R4｛式中、R1、R2、及び/またはR3は独立してC1-C6アルキル(たとえば、メチル、エチル、ブチルなど)であり、R4は水素またはC1-C4アルキル基(たとえば、メチル若しくはエチル)である｝をもつアンモニウム化合物でありえる。たとえば、カチオン成分は、トリ-ブチルメチルアンモニウム｛式中、R1、R2、及びR3はブチルであり、R4はメチルである｝でありえる。
【００６９】
[0063]カチオン種の好適な対イオンとしては、たとえばハロゲン(たとえば塩化物、臭化物、ヨウ化物など)；サルフェートまたはスルホネート(たとえば、硫酸メチル、硫酸エチル、硫酸ブチル、硫酸ヘキシル、硫酸オクチル、硫酸水素塩、メタンスルホン酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、ドデシル硫酸塩、トリフルオロメタンスルホン酸塩、ヘプタデカフルオロオクタンスルホン酸塩、ドデシルエトキシ硫酸ナトリウムなど)；スルホスクシネート；アミド(たとえば、ジシアナミド(dicyanamide))；イミド(たとえば、ビス(ペンタフルオロエチル-スルホニル)イミド、ビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、ビス(トリフルオロメチル)イミドなど)；ボレート(たとえば、テトラフルオロボレート、テトラシアノボレート、ビス[オキサラト]ボレート、ビス[サリシラト]ボレートなど)；ホスフェート若しくはホスフィネート(たとえば、ヘキサフルオロホスフェート、ジエチルホスフェート、ビス(ペンタフルオロエチル)ホスフィネート、トリス(ペンタフルオロエチル)-トリフルオロホスフェート、トリス(ノナフルオロブチル)トリフルオロホスフェートなど)；アンチモネート(たとえば、ヘキサフルオロアンチモンナート)；アルミネート(たとえば、テトラクロロアルミネート)；脂肪酸カルボキシレート(たとえば、オレイン酸塩、イソステアリン酸塩、ペンタデカフルオロオクタネートなど)；シアネート；アセテートなど、並びにこれらの任意のものの組み合わせを挙げることができる。液晶ポリマーとの混和性を改善し易くするために、イミド、脂肪酸カルボキシレートなどの、一般に疎水性である対イオンを選択するのが望ましい。特に好適な疎水性対イオンとしては、たとえばビス(ペンタフルオロエチルスルホニル)イミド、ビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、及びビス(トリフルオロメチル)イミドを挙げることができる。
【００７０】
[0064]特定の態様において、イオン液体と炭素充填材(たとえば、黒鉛、炭素繊維など)とを組み合わせて使用することにより相乗効果を達成することができる。理論に限定されるつもりはないが、本発明者らは、イオン液体は、溶融加工の間に流動し易く、炭素充填材と液晶ポリマーマトリックスとの間によりよい接続と電気経路とを提供することによって、表面抵抗率をさらに下げることができると考える。
【００７１】
C.ガラス充填材
[0065]一般に導電性ではないガラス充填材は、強度を改善するためにポリマー組成物中で使用することもできる。たとえば、ガラス充填材は、ポリマー組成物の約2重量%〜約40重量%、態様によっては約5重量%〜約35重量%、及び態様によっては約6重量%〜約30重量%を構成することができる。ガラス繊維、たとえばE-ガラス、A-ガラス、C-ガラス、D-ガラス、AR-ガラス、R-ガラス、S1-ガラス、S2-ガラスなど及びそれらの混合物から形成されるものは本発明に特に好適である。ガラス繊維の中央値幅(median width)は、比較的小さく、たとえば約1〜約35マイクロメートル、態様によっては約2〜約20マイクロメートル、及び態様によっては約3〜約10マイクロメートルでありえる。使用するとき、そのようなガラス繊維の直径が小さいと、溶融ブレンドの間にその長さをより容易に小さくすることができるので、外観及び機械的特性をさらに改善することができる。たとえば成形品では、ガラス繊維の体積平均長さは比較的小さく、たとえば10〜約500マイクロメートル、態様によっては約100〜約400マイクロメートル、態様によっては約150〜約350マイクロメートル、及び態様によっては約200〜約325マイクロメートルでありえる。ガラス繊維は、たとえば約1〜約100、態様によっては約10〜約60、及び態様によっては約30〜約50の比較的高いアスペクト比(公称直径で割った平均長さ)をもつことができる。
【００７２】
D.粒状充填材
[0066]一般的に導電性ではない粒状充填材は、所望の特性及び/または色を達成し易くするためにポリマー組成物中でも使用することができる。使用するとき、そのような粒状充填材は典型的には、ポリマー組成物の約5重量%〜約40重量%、態様によっては約10重量%〜約35重量%、及び態様によっては約10重量%〜約30重量%を構成する。粒状粘土鉱物は、本発明での使用に特に好適でありえる。そのような粘土鉱物の例としては、タルク(Mg3Si4O10(OH)2)、ハロイサイト(Al2Si2O5(OH)4)、カオリナイト(Al2Si2O5(OH)4)、イライト((K，H3O)(Al，Mg，Fe)2(Si，Al)4O10[(OH)2，(H2O)])、モンモリロナイト(Na，Ca)0.33(Al，Mg)2Si4O10(OH)2・nH2O)、バーミキュライト((MgFe，Al)3(Al，Si)4O10(OH)2・4H2O)、パリゴルスカイト((Mg，Al)2Si4O10(OH)・4(H2O))、パイロフィライト(Al2Si4O10(OH)2)など並びにそれらの組み合わせが挙げられる。粘土鉱物の代わりに、またはこれに加えて、他の粒状充填材も使用することができる。たとえばマイカ、珪藻土などの他の好適な粒状ケイ酸塩充填材(silicate filler)も使用することができる。たとえばマイカは、本発明において特に好適でありえる。本明細書中、「マイカ(雲母)」なる用語は、一般的にたとえば白雲母(KAl2(AlSi3)O10(OH)2)、黒雲母(K(Mg，Fe)3(AlSi3)O10(OH)2)、金雲母(KMg3(AlSi3)O10(OH)2)、鱗雲母(K(Li，Al)2-3(AlSi3)O10(OH)2)、海緑石(K，Na)(Al，Mg，Fe)2(Si，Al)4O10(OH)2)など、並びにこれらの組み合わせなどのこれらの種の任意のものを包含するものとする。
【００７３】
E.他の添加剤
[0067]組成物中に配合しえるさらに他の添加剤としては、抗菌剤、顔料、酸化防止剤、安定剤、界面活性剤、蝋、固体溶剤(solid solvent)、難燃剤、ドリップ防止剤(anti-drip additive)、並びに特性及び加工性を改善するために添加される他の材料を挙げることができる。実質的に分解することなく液晶ポリマーの加工条件に耐えうる滑剤をポリマー組成物中で使用することもできる。そのような滑剤の例としては、エンジニアリングプラスチック材料の加工で滑剤として一般的に使用されるタイプの脂肪酸エステル、その塩、エステル、脂肪酸アミド、有機リン酸エステル、及び炭化水素蝋、これらの混合物が挙げられる。好適な脂肪酸は典型的には、約12個〜約60個の炭素原子をもつ幹炭素鎖をもち、たとえばミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキン酸、モンタン酸、オクタデシン酸（octadecinic acid）、パリンリック酸(parinric acid)などがある。好適なエステルとしては、脂肪酸エステル、脂肪アルコールエステル、ワックスエステル、グリセロールエステル、グリコールエステル及び複合エステルが挙げられる。脂肪酸アミドとしては、脂肪第一アミド(fatty primary amide)、脂肪第二アミド、メチレン及びエチレンビスアミド、並びにアルカノールアミド、たとえばパルミチン酸アミド、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、N,N'-エチレンビスステアラミドなどが挙げられる。脂肪酸の金属塩、たとえばステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウムなど；炭化水素蝋、たとえばパラフィン蝋、ポリオレフィン及び酸化ポリオレフィン蝋、並びに微結晶質蝋も好適である。特に好適な滑剤は、酸、ステアリン酸の塩またはアミド、たとえばペンタエリスリトールテトラステアレート、ステアリン酸カルシウム、またはN,N'-エチレンビスステアラミドである。使用するとき、(単数または複数種類の)滑剤は典型的には、ポリマー組成物の(重量の)約0.05重量％〜約1.5重量％、及び態様によっては約0.1重量％〜約0.5重量％を構成する。
【００７４】
III.形成
[0068]液晶ポリマー、鉱物繊維、官能基を含む化合物及び他の任意選択の添加剤は、ポリマー組成物を形成するために、約250℃〜約450℃、態様によっては約280℃〜約400℃、及び態様によっては約300℃〜約380℃の温度範囲で一緒に溶融加工または溶融ブレンドすることができる。たとえば、成分(たとえば、液晶ポリマー、鉱物繊維、官能基を含む化合物など)は、バレル(たとえば円筒状のバレル)内に回転可能に据え付けられ、且つ収納された少なくとも一つのスクリューを含み、供給区分と、スクリューの長さに沿って供給区分から下流に配置された溶融区分とを画定することができる押出機に、個別にまたは組み合わせて供給することができる。
【００７５】
[0069]押出機は一軸または二軸押出機でありえる。たとえば図３を参照して、好適なドライブ124(典型的には、モーター及びギアボックスを含む)によりその一端で回転可能に駆動されるスクリュー120とハウジングまたはバレル114とを含む、一軸押出機80の一態様が示されている。所望により、二つの個別スクリューを含む二軸押出機を使用することができる。スクリューの配列は、本発明にとって特に重要ではなく、当業界で公知のように任意の数及び/または向きの繊条(thread)及びチャネルを含むことができる。たとえば図３に示されているように、スクリュー120は、スクリュー120のコアの周りに放射状に伸長している通常、螺旋チャネル(helical channel)を形成する繊条を含む。ホッパー40は、バレル114の開口部を通って供給区分132へ液晶ポリマー及び/または他の材料(たとえば鉱物繊維及び/または官能基を含む化合物)を供給するために、ドライブ124に隣接して配置される。ドライブ124の反対は、押出機80の出口端部144であり、ここで押し出されたプラスチックはさらに加工するための押出物(output)である。
【００７６】
[0070]供給区分132及び溶融区分134は、スクリュー120の長さに沿って画定される。供給区分132はバレル114の投入部分であり、ここで液晶ポリマー、鉱物繊維及び/または官能基を含む化合物を添加する。溶融区分134は相転移区分(phase change section)であり、ここで液晶ポリマーは固体から液体に変化する。押出機を製造するときに、これらの区分には正確に画定された表示(delineation)はないが、供給区分132と、固体から液体への相変化が起きている溶融区分134とを確実に識別することは、当業者には十分に可能である。必ずしも必要ではないが、押出機80は、バレル114の出口端部に隣接し、且つ溶融区分134の下流に配置される混合区分136ももつことができる。所望により、一つ以上の分配的及び/または分散的混合部材を、押出機の混合及び/または溶融区分内で使用することができる。一軸押出機の好適な分散ミキサーとしては、たとえばサキソン(Saxon)、ダルメージ(Dulmage)、キャビティトランスファーミキサー(Cavity Transfer mixer)などが挙げられる。同様に、好適な分散ミキサーとしては、ブリスターリング(Blister ring)、レオニー/マドック(Leroy/Maddock)、CRDミキサーなどが挙げられる。当業者には公知のように、バス混練押出機(Buss Kneader extruder)、キャビティトランスファーミキサー、及びボルテックスインターメッシング・ピンミキサー(Vortex Intermeshing Pin mixer)などで使用されているものなど、ポリマー溶融物の折り畳み及び再配向をつくりだすピンをバレル中で使用することにより、さらに混合を改善することができる。
【００７７】
[0071]鉱物繊維は、ホッパー40にまたはそれより下流の位置で添加することもできる。特別な一態様において、液晶ポリマーを供給する点から下流の位置で鉱物繊維を添加することができる。このようにして、超極細繊維の長さを短くする程度を最小化することができるので、所望のアスペクト比を維持しやすくなる。所望により、スクリューの長さ(L)対直径(D)の比は、押出し量と鉱物繊維アスペクト比の維持との間の最適バランスを達成するように選択することができる。たとえばL/D値は、約15〜約50、態様によっては約20〜約45、及び態様によっては約25〜約40を変動しえる。スクリューの長さはたとえば、約0.1〜約5メートル、態様によっては約0.4〜約4メートル、及び態様によっては約0.5〜約2メートルを変動しえる。スクリューの直径も、約5〜約150ミリメートル、態様によっては約10〜約120ミリメートル、及び態様によっては約20〜約80ミリメートルを変動しえる。鉱物繊維が供給される地点の後のスクリューのL/D比も、特定の範囲内で制御することができる。たとえば、スクリューは、繊維が押出機に供給される地点からスクリューの端部までを画定するブレンド長さ(blending length：LB)をもち、このブレンド長さは、スクリューの全長よりも短い。鉱物繊維が供給される地点より後のスクリューのLB/D比は、通常、約4〜約20、態様によっては約5〜約15、及び態様によっては約6〜約10である。
【００７８】
[0072]長さ及び直径に加えて、押出機の他の側面も制御することができる。たとえばスクリュー速度は、所望の滞留時間、剪断速度、溶融加工温度等を達成するために選択することができる。たとえば、スクリュー速度は、約50〜約800回転/分(rpm)、態様によっては約70〜約150rpm、及び態様によっては約80〜約120rpmを変動しえる。溶融ブレンドの間の見かけの剪断速度(apparent shear rate)は、約100秒-1〜約10,000秒-1、態様によっては約500秒-1〜約5000秒-1、及び態様によっては約800秒-1〜約1200秒-1を変動しえる。見かけの剪断速度は、4Q/πR3に等しく、式中、Qはポリマー溶融物の体積流量(volumetric flow rate)(m3/s)であり、Rは、溶融ポリマーが流れるキャピラリー(たとえば押出機ダイ)の半径(m)である。
【００７９】
[0073]ポリマー組成物が形成される特定の様式にかかわらず、本発明者らは、得られるポリマー組成物が非常に優れた熱的特性をもつことができることを発見した。たとえば上記のようにポリマー組成物の溶融粘度は、ポリマー組成物が小さな寸法をもつ型のキャビティ内に容易に流れることができるように十分に低くてもよい。それにもかかわらず、組成物はいまだ比較的高い融解温度を示す。たとえばポリマーの融解温度は約250℃〜約400℃、態様によっては約280℃〜約395℃、及び態様によっては約300℃〜約380℃でありえる。
【００８０】
IV.成形品
[0074]一度成形したら、ポリマー組成物を、様々な用途のための成形品に成形することができる。たとえば、成形品は、一成分射出成形プロセスを使用して成形することができ、ここで乾燥され、予熱されたプラスチック粒子は金型の中に射出される。使用する成形技術にかかわらず、高い流動性と良好な機械的特性の独特の組み合わせをもつ、本発明のポリマー組成物は、寸法許容差が小さい電子部品に特に適していることが知見された。たとえばそのような部品は一般に、約500マイクロメートル以下、態様によっては約50〜約450マイクロメートル、及び態様によっては約100〜約400マイクロメートルの少なくとも一つの微小寸法(たとえば、厚さ、幅、高さなど)を含む。
【００８１】
[0075]そのような部品の一つは、ファインピッチ電気コネクタである。特にそのような電気コネクタは、プリント基板に中央処理装置(CPU)を取り外し可能に据え付けるのに使用されることが多い。コネクタは接続ピンを受けるように構成される挿入通路(insersion passageway)を含むことができる。これらの通路は向かい合う壁によって確定され、これは熱可塑性樹脂から成形することができる。所望の電気性能を達成し易くするために、これらのピンのピッチは通常、所与の空間で必要とされる大量の接触ピンと適合するように小さい。これは順に、これらの通路を仕切るピンの挿入通路のピッチと向かい合う壁の幅も小さいことが必要である。たとえば、壁は約500マイクロメートル以下の幅、態様によっては約50〜約450マイクロメートル、及び態様によっては約100〜約400マイクロメートルの幅をもつことができる。従来は、熱可塑性樹脂でそのように小さな幅の型を十分に充填することは困難なことが多かった。しかしながらその独特の特徴により、本発明のポリマー組成物は、ファインピッチコネクタの壁を成形するのに特に適している。
【００８２】
[0076]特に好適なファインピッチ電気コネクタが図１に示されている。ボード側部分(board-side portion)C2を回路基板P上に据え付けることができる電気コネクタ200が示されている。コネクタ200は、ボード側コネクタC2に結合することによって個別のワイヤ3を回路基板Pに接続するように構造化された配線材料側部分(wiring material-side portion)C1も含むことができる。ボード側部分C2は、配線材料側コネクタC1が嵌合する、嵌合凹部(fitting recess)10aと、前記ハウジング10の幅方向に細長い構造とをもつ第一のハウジング10を含むことができる。配線材料側部分C１は同様に、ハウジング20の幅方向に細長い第二のハウジング20を含むことができる。第二のハウジング20には、上下の端子を受けるキャビティ22を含む二重アレー(two-tier array)をつくりだすために、複数の端子を受けるキャビティ22を幅方向に平行に配置することができる。個別のワイヤ3の遠位端部に据え付けられている端子5は、端子を受けるキャビティ22のそれぞれの内部に受けることができる。所望により、係止部(locking portion)28(噛合部：engaging portion)を、ボード側コネクタC2の結合部材(示されていない)に対応するハウジング20に提供することもできる。
【００８３】
[0077]上記のように、第一のハウジング10及び/または第二のハウジング20の内部壁は、比較的小さな幅の寸法を持つことができ、本発明のポリマー組成物から形成することができる。この壁は、たとえば図２により詳細が示されている。図示したように、挿入通路または空間225は、接触ピンを収容できる向かい合う壁224の間に画定される。壁224は、上記範囲内である幅“w”をもつ。壁224は鉱物繊維(たとえば、部材400)を含むポリマー組成物から形成することができる。壁に加えて、または壁の代わりに、ハウジングの任意の他の部分を本発明のポリマー組成物から成形することもできると理解すべきである。たとえばコネクタは、ハウジングを取り囲むシールドも含むことができる。シールドの幾らかまたは全ては、本発明のポリマー組成物から形成することができる。たとえば、ハウジング及びシールドはそれぞれ、ポリマー組成物から一元的に成形される一体構造(one-piece structure)でありえる。同様に、シールドは第一のシェルと第二のシェルとを含む二部式構造(two-piece structure)でありえ、そのそれぞれは、本発明のポリマー組成物から形成することができる。
【００８４】
[0078]もちろん、ポリマー組成物は、他の広範な部品で使用することもできる。たとえばポリマー組成物は、電子部品で使用するための平面基板に成形することができる。基板は、たとえば約500マイクロメートル以下、態様によっては約50〜約450マイクロメートル、及び態様によっては約100〜約400マイクロメートルの厚さをもつなど、薄くてもよい。一態様において、たとえば平面基板には、様々な公知方法(たとえばレーザーダイレクトストラクチャリング(laser direct structuring)、電気メッキなど)を使用して、一つ以上の導電素子を適用することができる。導電素子は、様々な目的を果たすことができる。一態様において、たとえば導電素子は、SIMカードで使用されるような集積回路を形成する。別の態様では、導電素子は、パッチアンテナ構造体、逆-Fアンテナ構造体、クローズドアンドオープン・スロットアンテナ構造体、ループアンテナ構造体、モノポール、ダイポール、平面逆-Fアンテナ構造体から形成される共振素子をもつアンテナ、これらのデザインのハイブリッドなどの様々なタイプのアンテナを形成する。得られるアンテナ構造体は、上記のような比較的コンパクトな携帯用電子部品のハウジングに組み込むことができ、利用可能な内部空間は比較的小さい。
【００８５】
[0079]アンテナ構造体を含む特に好適な一電子部品を図４〜５に示し、これは携帯電話機能を備えた携帯端末410である。図４に示されているように、デバイス410は、プラスチック、金属、他の好適な誘電材料、他の好適な導電材料、またはこれらの組み合わせから形成されるハウジング412を有することができる。ディスプレイ414は、タッチスクリーンディスプレイなど、デバイス410の前面に提供することができる。デバイス410は、スピーカーポート440及び他の入力-出力ポートももつことができる。一つ以上のボタン438及び他のユーザー入力装置を使用して、ユーザー入力を集めることができる。図５に示されているように、アンテナ構造体426がデバイス410の背面442上にも備えられているが、アンテナ構造体は一般に、デバイスの任意の所望の位置に配置できることは理解すべきである。上記のように、アンテナ構造体426は、本発明のポリマー組成物から形成される平面基板を含むことができる。アンテナ構造体は、様々な公知技術のいずれかを使用して電子デバイス内で他の部品と電気的に接続することができる。たとえば、ハウジング412またはハウジング412の一部は、アンテナ構造体426用の導電性接地板として機能することができる。
【００８６】
[0080]本発明のポリマー組成物から形成される平面基板は、他の用途でも使用することができる。たとえば一態様において、平面基板は、ワイヤレスコミュニケーションデバイス(たとえば携帯電話)で一般的に使用される、コンパクトカメラモジュール(compact camera module：CCM)の基部を形成するために使用することができる。図６〜７を参照して、たとえばコンパクトカメラモジュール500の特別な一態様がより詳細に示されている。示されているように、コンパクトカメラモジュール500は、基部506の上を覆うレンズアセンブリ504を含む。順に、基部506は、任意選択のメインボード508の上を覆う。これらは比較的薄いため、基部506及び/またはメインボード508は、上記のように本発明のポリマー組成物から形成するのに特に適している。レンズアセンブリ504は当業界で公知の様々な構造のいずれかを有することができ、固定焦点型レンズ及び/または自動焦点型レンズを含むことができる。一態様において、たとえばレンズアセンブリ504は、レンズ604を収納する中空バレルの形状であり、これはメインボード508上に配置され、且つ回路601により制御される画像センサ602と連通している。バレルは、長方形、円筒などの様々な形状のいずれかを有することができる。特定の態様では、バレルは本発明のポリマー組成物から形成することもでき、上記の範囲内の壁厚を有する。カメラモジュールの他の部品も、本発明のポリマー組成物から形成することもできると理解すべきである。たとえば示されているように、ポリマーフィルム510(たとえば、ポリエステルフィルム)及び/または絶縁キャップ(insulating cap)502は、レンズアセンブリ504を覆うことができる。態様によっては、フィルム510及び/またはキャップ502も、本発明のポリマー組成物から形成することができる。
【００８７】
[0081]ポリマー組成物を使用しえるさらに他の可能な電子部品としては、たとえば、携帯電話、ラップトップコンピューター、小さなポータブルコンピューター(たとえば超軽量コンピューター、ネットブックコンピューター、及びタブレットコンピューター)、腕時計型デバイス(wrist-watch device)、ペンダント型デバイス、ヘッドフォン及びイヤホン型デバイス、無線通信機能の付いたメディアプレイヤー、ハンドヘルドコンピューター(携帯情報端末とも呼ばれることがある)、リモートコントローラー、全地球測位(GPS)装置、携帯用ゲーム機、バッテリーカバー、スピーカー、カメラモジュール、集積回路(たとえばSIMカード)、電子機器用のハウジング、電気制御、回路遮断器、スイッチ、電子工学(power electronics)、プリンタ部品などが挙げられる。
【００８８】
[0082]使用される特定の用途にかかわらず、成形品は優れた機械的特性及び熱的特性をもつことができる。たとえば部品は、ISO試験No.179-1(ASTM D256、方法Bと技術的に同等)に従って23℃で測定して、約3kJ/m2を超える、約4kJ/m2を超える、態様によっては約5〜約40kJ/m2、及び態様によっては約6〜約30kJ/m2のシャルピーノッチ付き衝撃強さももつことができる。引張及び曲げの機械的特性も優れている。たとえば、部品は約20〜約500MPa、態様によっては約50〜約400MPa、及び態様によっては約100〜約350MPaの引張強さ；約0.5%以上、態様によっては約0.6%〜約10%、及び態様によっては約0.8%〜約3.5%の引張破断歪み；及び/または約5,000MPa〜約20,000MPa、態様によっては約8,000MPa〜約20,000MPa、及び態様によっては約10,000MPa〜約15,000MPaの引張弾性率を示すことができる。引張特性は、23℃、ISO試験No.527(ASTM D638と技術的に同等)に従って測定することができる。部品は、約20〜約500MPa、態様によっては約50〜約400MPa、及び態様によっては約100〜約350MPaの曲げ強さ；約0.5%以上、態様によっては約0.6％〜約10％、及び態様によっては約0.8%〜約3.5%の曲げ破断歪み(flexural break strain)；及び/または約5,000MPa〜約20,000MPa、態様によっては約8,000MPa〜約20,000MPa、及び態様によっては約10,000MPa〜約15,000MPaの曲げ弾性率も示すことができる。曲げ特性は、23℃でISO試験No.178(技術的にASTM D790と同等)に従って測定することができる。成形品は、ASTM D648-07(ISO試験No.75-2と技術的に同等)に従って、規定荷重1.8MPaで測定して、約200℃以上、態様によっては約200℃〜約280℃の荷重撓み温度(DTUL)を示すこともできる。
【００８９】
[0083]さらに成形品は、特にポリマー組成物中に導電性充填材を配合したときに非常に優れた帯電防止挙動も示すことができる。そのような帯電防止挙動は、IEC 60093に従って測定して比較的低い表面抵抗率及び/または体積抵抗率を特徴とすることができる。たとえば成形品は、約1×1015オーム以下、態様によっては約1×1014オーム以下、態様によっては約1×1010オーム〜約9×1013オーム、及び態様によっては約1×1011〜約1×1013オームの表面抵抗率を示すことができる。同様に成形品は、約1×1015-mオーム以下、態様によっては約1×1010オーム-m〜約9×1014オーム-m、及び態様によっては約1×1011〜約5×1014オーム-mの体積抵抗率を示すことができる。もちろん、そのような帯電防止挙動は、決して必要ではない。たとえば態様によっては、成形品は比較的高い表面抵抗率、たとえば約1×1015オーム以上、態様によっては約1×1016オーム以上、態様によっては約1×1017オーム〜約9×1030オーム、及び態様によっては約1×1018〜約1×1026オームを示すことができる。
【００９０】
[0084]本組成物は、慣用の難燃剤の非存在下でさえも、改善された耐燃性(flame resistance)をもつことも知見した。本組成物の耐燃性は、たとえば「Tests for Flammability of Plastic Materials、UL94」なる表題のUnderwriter's Laboratory Bulletin 94の手順に従って測定することができる。消えるのに要した時間(全フレーム時間：total flame time)及び以下詳細に記載される滴下物に耐える能力(ability to resist dripping)をベースとして幾つかの評価を適用することができる。この手順に従って、たとえば本発明の組成物から形成した成形品は、V0評価を達成することができ、これはこの部品が所定の部品厚さ(たとえば、0.25mmまたは0.8mm)で測定して、約50秒以下の全フレーム時間であることを意味する。V0評価を達成するためには、部品は、綿を発火させる燃焼粒子の滴の総数は0個もつことができる。たとえば、裸火に暴露されると、本発明の組成物から形成した成形品は、約50秒以下、態様によっては約45秒以下、態様によっては約1〜約40秒の全フレーム時間を示すことができる。さらにUL94の試験の間にできた燃焼粒子(burning particle)の滴の総数は、3個以下、態様によっては2個以下、態様によっては1個以下(たとえば0個)でありえる。そのような試験は、23℃及び50％相対湿度で48時間調整した後に実施することができる。
【００９１】
[0085]成形品は比較的高い耐熱性ももつことができる。たとえば成形品は、約240℃以上、態様によっては約250℃以上、態様によっては約260℃〜約320℃、及び態様によっては約270℃〜約300℃の「ブリスターフリー温度(blister free temperature)を有することができる。以下詳細に記載するように、「ブリスターフリー温度」は、たとえば、加熱したシリコーン油浴中に置いたときに、成形品がブリスター形成を示さない最大温度である。そのようなブリスターは通常、トラップされた水分の蒸気圧が部品の強度を超えると形成し、これによって層間剥離及び表面欠陥につながる。
【００９２】
[0086]本発明は、以下の実施例を参照してより良く理解されるだろう。
【００９３】
試験法
[0087]溶融粘度：溶融粘度(Pa-s)は、Dynisco LCR7001キャピラリーレオメーターを使用して、融解温度を15℃超える温度(たとえば350℃)及び剪断速度1000s-1で、ISO試験No.11443に従って測定することができる。レオメーターオリフィス(ダイ)は、直径1mm、長さ20mm、L/D比20.1、及び入口角180°を有していた。バレルの直径は9.55mm±0.005mmで、ロッド長さは233.4mmであった。
【００９４】
[0088]融解温度：融解温度(Tm)は、当業界で公知のように示差走査熱量計(DSC)により測定した。融解温度は、ISO試験No.11357により測定するように、示差走査熱量計(DSC)のピーク融解温度である。DSC手順のもとでは、サンプルは、TA Q2000装置上で実施したDSC測定を利用して、ISO標準10350に述べられているように、20℃/分で加熱及び冷却した。
【００９５】
[0089]荷重撓み温度(Deflection Temperature Under Load：DTUL)：荷重撓み温度は、ISO試験No.75-2(技術的にASTM D648-07と同等)に従って測定した。より具体的には、長さ80mm、厚さ10mm、及び幅4mmの試験ストリップサンプルを、指定荷重(最大外部繊維応力(maximum outer fibers stress))が1.8メガパスカルであるエッジワイズ三点曲げ試験(edgewise three-point bending test)にかけた。試験片をシリコーン湯浴中に下げ、試験片が0.25mm(ISO試験No.75-2に関しては0.32mm)撓むまで、温度を2℃/分で上昇させる。
【００９６】
[0090]引張弾性率、引張応力及び引張伸び：引張特性は、ISO試験No.527(技術的にASTM D638と同等)に従って試験する。弾性率及び強さの測定は、長さ80mm、厚さ10mm、及び幅4mmをもつ同一試験ストリップサンプルで行う。試験温度は23℃であり、試験速度は1または5mm/分である。
【００９７】
[0091]曲げ弾性率、曲げ応力及び曲げ歪み：曲げ特性は、ISO試験No.178(技術的にASTM D790と同等)に従って試験する。この試験は、64mmサポートスパン上で実施する。試験は、切断していないISO 3167マルチパーパスバー(multi-purpose bar)で実施する。試験温度は23℃であり、試験速度は2mm/分である。
【００９８】
[0092]ノッチ付きシャルピー衝撃強さ：ノッチ付きシャルピー特性は、ISO試験No.ISO179-1(技術的にASTM D256、方法Bと同等)に従って試験する。この試験は、タイプAノッチ(0.25mmベース半径)及びタイプ1試験片サイズ(長さ80mm、幅10mm、及び厚さ4mm)を使用して実施する。試験片は、一本歯フライス盤(single tooth milling machine)を使用してマルチパーパスバーの中心から切り出す。試験温度は23℃である。
【００９９】
[0093]溶接強度：溶接強度は、当業界で公知のように、ポリマー組成物サンプルから射出成形したライングリッドアレー(line grid array：LGA)コネクタ(49mm×39mm×1mmサイズ)を最初に成形することによって測定することができる。成形したら、LGAコネクタをサンプルホルダーに置くことができる。コネクタの中心は、5.08ミリメートル/分の速度でロッド移動により張力にかけることができる。ピーク応力は、溶接強度の推定として記録することができる。
【０１００】
[0094]ブリスターフリー温度(Blister Free Temperature)：ブリスター耐性を試験するために、127×12.7×0.8mm試験バーを、DSCで測定するようにポリマー樹脂の融解温度より5℃〜10℃高い温度で成形する。十(10)個のバーを所定の温度で3分間シリコーン油に浸漬し、続いて取り出し、周囲条件に冷却し、次いで形成したかもしれないブリスター(即ち、表面変形)について検査する。シリコーン油の試験温度は250℃で開始し、一つ以上の試験バー上でブリスターが知見されるまで、10℃の増加量で上昇させる。試験した材料の「ブリスターフリー温度」は、十(10)個すべての試験したバーが全くブリスターを示さない最高温度として定義される。ブリスターフリー温度がより高いということは、より高度な耐熱性を示唆する。
【０１０１】
[0095]UL94：試験片は垂直位置に支持し、炎は試験片底部に適用する。炎は十(10)秒間適用し、次いで火炎燃焼(flaming)が止むまで外し、その時点で炎をさらに十(10)秒間再び適用してから、外す。五つ(5)一組の試験片の二つ(2)のセットを試験する。サンプルサイズは、長さ125mm、幅13mm、及び厚さ0.8mmである。エージングの前後で二つのセットを調整する。エージングなしの試験に関しては、それぞれの厚さで、23℃及び50％相対湿度で48時間調整した後に試験する。エージングした試験に関しては、それぞれの厚さの五つ(5)のサンプルを、70℃で7日間調整した後に試験する。
【０１０２】
【表１】
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【０１０３】
実施例１
[0096]サンプル１〜５は、以下の表１に示されているように、様々な割合の液晶ポリマー、珪灰石(Nyglos(登録商標)4Wまたは8)、無水硫酸カルシウム、滑剤(Glycolube(商標)P)、導電性充填材、及び黒色マスターバッチから形成する。黒色マスターバッチは、80重量%液晶ポリマー及び20重量%カーボンブラックを含む。サンプル１〜５では、導電性充填材は炭素繊維を含む。サンプル６では、導電性充填材は黒鉛も含む。最後にサンプル７では、導電性充填材は、イオン液体−すなわち、トリ-n-ブチルメチルアンモニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)-イミド(FC-4400、3M製)である。各サンプル中の液晶ポリマーは、HBA、HNA、TA、BP及びAPAP、たとえば米国特許第5,508,374号(Leeら)に記載のものから成形する。また比較サンプル(比較サンプル１)は、珪灰石を使用せずに成形する。コンパウンディングは、18-mm一軸押出機を使用して実施する。部品は、サンプルをプラーク(60mm×60mm)に射出成形する。
【０１０４】
【表２】
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【０１０５】
[0097]成形品の幾つかは熱的特性及び機械的特性に関しても試験する。結果を表２に示す。
【０１０６】
【表３】
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【０１０７】
実施例２
[0098]サンプル８〜９は、以下の表３に示されているように、様々な割合の液晶ポリマー、珪灰石(Nyglos(登録商標)4W)、滑剤(Glycolube(商標)P)、マイカ、水和アルミナ(ATH)、4,4’-ビフェノール(BP)、及び2,6-ナフタレンジカルボン酸(NDA)から成形する。各サンプル中の液晶ポリマーは、4-ヒドロキシ安息香酸(HBA)、2,6-ヒドロキシナフトエ酸(HNA)、テレフタル酸(TA)、及びハイドロキノン(HQ)、たとえば米国特許第5,969,083号(Longら)に記載のものから成形する。NDAは、ポリマー中、20モル％の量で使用する。比較サンプル(比較サンプル2及び3)も珪灰石を使用せずに成形する。コンパウンディングは、18-mm一軸押出機を使用して実施する。部品は、サンプルをプラーク(60mm×60mm)に射出成形する。
【０１０８】
【表４】
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【０１０９】
[0099]成形品の幾つかは熱的特性及び機械的特性に関しても試験する。結果を表４に示す。
【０１１０】
【表５】
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【０１１１】
実施例３
[00100]サンプル10は、以下の表５に示されているように、液晶ポリマー、珪灰石(Nyglos(登録商標)4W)、滑剤(Glycolube(商標)P)、タルク、水和アルミナ(ATH)、4,4’-ビフェノール(BP)、2,6-ナフタレンジカルボン酸(NDA)、及び黒色マスターバッチから成形する。各サンプル中の液晶ポリマーは、4-ヒドロキシ安息香酸(HBA)、2,6-ヒドロキシナフトエ酸(HNA)、テレフタル酸、及び4,4’-ビフェノール(BP)から形成する。HNAは、ポリマー中、20モル%の量で使用する。コンパウンディングは、18-mm一軸押出機を使用して実施する。部品は、サンプルをプラーク(60mm×60mm)に射出成形する。
【０１１２】
【表６】
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【０１１３】
[00101]成形品の幾つかは熱的特性及び機械的特性に関しても試験する。結果を表６に示す。
【０１１４】
【表７】
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【０１１５】
[00102]本発明のこれら及び他の変更及び変形は、本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく当業者によって実施しえると理解すべきである。さらに、様々な態様の側面は、全体または一部を交換できると理解すべきである。さらに、当業者は、上記説明は単なる例示であって、請求の範囲に記載されている本発明を限定するものではないことを理解するだろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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