特集

エンプラの実用物性と市場展開

低融点LCPの新規開発と用途展開
石

はじめに

忍＊

津

としては，ガスバリア性，耐候性，振リオレフィンやポリエチレンテレフタ

動減衰性などが挙げられ，特にガスバレートなどの他樹脂と LCP のブレン液晶ポリマー（LCP：Liquid Crystal

リア性は酸素ガスバリア性，水蒸気バドについても，LCP の加工温度が高い

Polymer）はスーパーエンジニアリン

リア性ともに優れており，熱可塑性樹ため，他樹脂が分解してしまうことかグプラスチックの一つであり，剛直な脂ではトップクラスの性能を有する

ら困難であった．

モノマーにより構成されるその分子構（図 1）．これらの特性を活かし，LCP

当社は LCP のモノマーメーカーで造 か ら， 様 々 な 特 徴 を 有 し て い る．

を新たな用途へ展開するため，モノマもある優位性を活かし，モノマー構成

LCP の具体的な特徴としては耐薬品性

ー構成成分を工夫して新規 LCP の開を工夫することにより，全芳香族であや，リフローはんだ等に耐える耐熱性，発や新規用途開拓に注力している．

りながら低温加工性を特徴とした低融精密部品に適した寸法安定性，成形性などが挙げられ，特に流動性に優れ，本稿では，低融点 LCP の開発と用ナップしている．この A-8100 を他樹

途展開について紹介する．

実質的にバリが出ないことから，SMTコネクタや電気・電子部品，情報通信

点 LCP A-8100（融点 220℃）をライン脂に添加することで，LCP の特性であ1．低融点 LCP についてる耐熱性や強度，そしてあまり活かさ分野に多く使用されている．また，誘れていない特性でもあるガスバリア性電特性が良いことから，最近では 5G

前項で述べた通り，LCP には様々な向けの基板材料として注目されている．

特性があり，流動性の良さから射出成LCP のあまり活かされていない特性形用途に向いている材料である．一方，

低 融 点 LCP A-8100 は， 全 芳 香 族

固化が速いため，ブローフィルムやブLCP としては興味深い融点特性を持っロー容器への加工が難しく，また他樹たグレードであるが，ここから更に融脂との接着性も乏しいため，ほかの分点の低い超低融点 LCP に関する市場野への展開が困難であった．また，ポニーズも存在し，これに対しては十分水蒸気透過係数（g･25μm/m2･24hr･atm）＊ Shinobu Ishizu
上野製薬㈱ LCP 事業部 技術開発部
Tel. 079-568-7205
Fax. 079-568-7217

や耐候性，振動減衰性を付与することができる．

1,000
100

EVOH MXD6PA6PET

10PVDC

1LCP

各材料における融点と加工温度

PAN
HDPE

OPP

PCTFE

低融点LCP

A-8100超低融点LCP

AL-7000（開発品）
PET

エンプラ

PA60.1

図１

LCPのガスバリア性1）

融点
加工温度PP

汎用樹脂
10100
1,0000.11酸素ガス透過係数（cm3･25μm/m2･24hr･atm）

42

一般LCP

一般LCP

HDPE
120140160

図２180200220（℃）

240260280300320

各材料における融点と加工温度の比較

プラスチックスエージ

酸素ガス透過度（cm3/m2･24hr･atm）

147

150

160

156

100
42500

Homo-PP 一般LCP

図３A-8100

AL-7000
（開発品）

0.4
0.3
0.2
0.1
00.023Homo-PP 一般LCP

図４DTUL（℃）

2.7
1.9
1.5

1.1
02030
LCP比率（％）

図５

ブロー成形品

AL-7000の射出ブロー容器

134
110

100

87

150

131

106

ホモPP

40

パリソン

150

ブロックPP10

図６AL-7000
（開発品）

151

5.22.2A-8100200

5.51.40.017

低融点LCPの酸素ガス透過度

4.02.00.025（モコン法（JIS K7126-2）20℃，65％RH，1.5mmt）

低融点LCPの曲げ強度

6.0

弾性率（GPa）

320.5

ホモPP
ブロックPP

7750500102030
LCP比率（％）

4050（DTUL；0.45MPa）

TECROS® Pシリーズの曲げ弾性率

図７に対応できていなかった．この市場ニと LCP の 複 合 材ーズに応えるべく，更にモノマー構成で あ るEシ リ ーを工夫することで，超低融点 LCP AL-ズ，PET と LCP の7000（融点 180℃）を新たに開発した複合材である T シ（図 2，図 3，図 4）．

リーズを上市して超低融点 LCP AL-7000 もやはり全芳いる．また，2019

香 族 LCP で あ り， 融 点 を 除 い た LCP

年 5 月開催の高機の特徴をそのまま保持しているため，

能プラスチック展

A-8100 と同様，他樹脂に添加するこで は， 新 た にとで，LCP の特性を付与することがで

EVOH と LCP の複きる．更に，LCP 単独ではこれまで不合材である V シリ可能だった，射出ブロー容器の成形もー ズ，PA と LCP可能にしたことは特筆できる（図 5）．の複合材である A

酸素ガス透過度（cm3/m2･24hr･atm）

曲げ強度（MPa）

200®

TECROS Pシリーズの荷重たわみ温度

50403043

ホモPP
ブロックPP

32242016101075010
LCP比率（％）

1520（モコン法（JIS K7126-2）20℃，65％RH，1.5mmt）

図８TECROS® Pシリーズの酸素ガス透過度

シリーズ，PLA と®

2．「TECROS 」について
前記低融点 LCP の用途展開として，LCP の複合材である L シリーズを開発

ン（PP） と UENO LCP A-8100 と の 複品として発表した．以下，これら 6 種合材であり，ホモ PP とブロック PP の類の材料について紹介する．

2 種類をベースとした材料を展開して他樹脂と LCP を複合化した高機能ポリマーの開発検討を進め，2017 年 10®

月に「TECROS 」（以下 ® を省略）といる．PP に LCP を添加することによ3．PP と LCP の複合材
TECROS P シリーズして上市した．現在 TECROS は PP とLCP の 複 合 材 で あ る P シ リ ー ズ，PE

Oct. 2019

り，弾性率や耐熱性，ガスバリア性が向 上 す る（ 図 6， 図 7， 図 8）． ま た，
LCP は紫外線照射下や降雨下においてTECROS P シリーズはポリプロピレ

も 耐 候 強 度 が 保 持 さ れ る こ と か ら，43

①PP/LCP

曲げ強度（MPa）

40.0

42.6

40.0

30.0

4.0
42.4

40.6

34.9
21.5
16.8

10.0

0500

1,000
1,500
試験時間（hr）

15.3

15.0

2,000

2.9

3.0

2.0

2.5

2.5

1.0

2,500

1.1

0500

0.7

0.6

1,000
1,500
試験時間（hr）

2,000

・試

① LCP A-8100を10％添加したPP② 紫外線吸収剤を0.2％添加したPP

60150

DTUL（℃）

332320101054022161002030
LCP比率（％）

10

図104075
HDPE

3950

LLDPE

02030
LCP比率（％）

10180160160®

4．PE と LCP の複合材
TECROS E シリーズ

LLDPE

120

TECROS E シリーズはポリエチレン

10080（PE）と UENO LCP との複合材であり，602050TECROS Eシリーズの荷重たわみ温度

HDPE

1404040（DTUL；0.45MPa）

TECROS® Eシリーズの引張り強度
図11

酸素ガス透過度（cm3/m2･24hr･atm）

9950

LLDPE

01128772

HDPE

882,500

13150300.8

TECROS® Pシリーズの耐候強度

57402.2

改善

スーパーキセノンウェザーメーター（SX2D-75 スガ試験機㈱製）
放射照度180mW/cm2，ブラックパネル温度63±1℃，120分照射中18分間噴霧サイクル，最大2,500時間

料

2.42.6・試験条件

図９

引張り強度（MPa）

41.6

改善

20.0

②PP＋UV吸収材
アイゾット衝撃強度（kJ/m2）

50.02402151510LCP比率（％）

1528

HDPE と LLDPE の 2 種類をベースとし7.3た材料を展開している．PE に LCP を添20（モコン法 （JIS K7126-2） 20℃，65％RH，1.5mmt）

図12

TECROS® Eシリーズの酸素ガス透過度加することにより，強度や耐熱性，ガスバリア性が向上する（図 10，図 11，
図 12）．また，LCP は制振特性にも優れており，スピーカーやイヤホンの振動板用途として使用されているが，PEに LCP を添加した複合材においてもPP に LCP を添加した複合材において変化を伴うため，外観が重視される用も耐候強度が保持される（図 9）．た途では黒色化するなどの工夫が必要でだし，耐候強度は高いものの，色調のある．

44

制振特性が発揮される（図 13）．
ガスバリア性を活かした包装材料用
途や制振特性を活かした用途を想定

プラスチックスエージ

543210－1－2－3－4－51・試料

1211780 5310

図143220① HDPE② A-8100を30％添加したHDPE180

TECROS® Eシリーズの制振特性

3040

TECROS® Tシリーズの引張り強度

205
194

ホモPET

1401204013598100847488787254706101020LCP比率（％）

30

図150.84

40（DTUL；0.45MPa）

ホモPET

0.93

0.72

TECROS® Tシリーズの荷重たわみ温度

0.57
0.7

0.4

0.47

0.2

1.2510LCP比率（％）

1520（モコン法（JIS K7126-2）20℃，65％RH，1.5mmt）

図1620LCP比率（％）

低融点PET160

低融点PET

1.20

ホモPET

共重合PET

200共重合PET

1.20.80.6

低融点PET時間（s）

TECROS® Tシリーズの酸素ガス透過度し，さらなる開発を進めている．

水蒸気透過度（g/（m2･day））

酸素ガス透過度（cm3/m2･24hr･atm）

1.0共重合PET7259060

1.281654880

1.4675160

0.8mm厚みの短冊状試験片を，片持ち梁法で測定．
（制振性が優れるほど速やかに収束）．

図131059810040

変位（mm）

・試験条件

3時間（s）

54
32
10－1－2－3－4－5② HDPE/A-8100

2131120DTUL（℃）① HDPE

引張り強度（MPa）

変位（mm）

140

1.0共重合PET

1.07

低融点PET

0.88

0.6

ホモPET

0.8

0.8

0.56

0.69

0.76

0.47

0.40.420.20510LCP比率（％）

1520（モコン法（JIS K7129-B）40℃，90％RH，1.5mmt）

5．PET と LCP の複合材
TECROS T シリーズ

図17

TECROS® Tシリーズの水蒸気透過度

TECROS T シリーズはポリエチレンテレフタレート（PET）と UENO LCP

ア性が良いため，PET に LCP を添加しとの複合材であり，PET はホモ PET（融た場合においても，PET のガスバリア

点 250℃），共重合 PET（融点 230℃），性が向上する（図 16，図 17）．

6．EVOH と LCP の複合材
TECROS V シリーズ

低 融 点 PET（190 ℃） の 3 種 類 を 使 用

ガスバリア性や耐熱性を活かしたボ

TECROS V シリーズはエチレン - ビしたグレードを展開している．PET にトルや包装材料への展開を想定しておニルアルコール共重合体（EVOH）とLCP を添加することによって，強度やり，添加剤検討などによるさらなる開UENO LCP との複合材であり，EVOH耐熱性が向上する（図 14，図 15）．また，発を進めている．

はエチレン比率が 44％と 32％の 2 種類

LCP は酸素ガスバリア性や水蒸気バリ

Oct. 2019を使用したグレードを展開している．

45

108

1.8
10.10
8.70
7.19

EVOH（44）/LCP

1.6

EVOH（32）/LCP

1.4

5.58

64

2.15

20.64
01020
LCP比率（％）

3040

吸水率（％）

水蒸気透過度（g/（m2･day））

121.56

EVOH（44）/LCPEVOH（32）/LCP

1.2
1.0
0.8

1.09
0.72

0.57

0.56

0.6
0.4
0.2

0.09

0.31
1000.0720
LCP比率（％）

3040（モコン法 （JIS K7129-B） 40℃，90％RH，100μmt）

図18TECROS Vシリーズの水蒸気透過度120

図1910080606169705540200PA6/LCP PA6/LCP PA6/LCP＝90/10＝80/20＝60/40

図20®

TECROS Vシリーズの吸水率

2.0104

PA6PA66

吸水率（％）

引張り強度（MPa）

JIS K7209®

1.51.881.05

1.00.55

0.50

TECROS® Aシリーズの引張り強度

1.31

1.25

PA6/LCP PA6/LCP PA6/LCP＝90/10＝80/20＝60/40

図21PA6PA66

TECROS® Aシリーズの吸水率

EVOH に LCP を添加することで，強度高い材料であるが，LCP の添加により，ー成形グレードを用いた場合の方が大や耐熱性が向上する．少量添加時は，吸水率を抑えることが可能である（図きくなっている．相溶化剤を用いて，引張り伸びの低下が小さい．これは，21）．PA 少量添加の場合，引張り伸びさらなる物性改善検討を進めている．

EVOH と LCP の相溶性が良いためと推の低下も小さいが，この理由としては定している（図 24 の SEM 写真参照）．

図 24 の SEM 写真に示すように，PA とEVOH は，酸素ガス透過度は小さいが，LCP の相溶性が良好なことが挙げられ

水蒸気透過度や吸水率が大きいため，る．
TECROS は LCP と 他 樹 脂 と の 複 合

LCP を添加することで，水蒸気透過度や吸水率を抑えることができる（図18， 図 19）． ま た，V シ リ ー ズ は

8．PLA と LCP の複合材
TECROS L シリーズ

いる．

7．PA と LCP の複合材
TECROS A シリーズ

材であるが，基本的に配合比率の多い他樹脂が海，配合比率の少ない LCPが島の海島構造となっている．T ダイ

EVOH 単体ではほとんど使用されない
射出成形用途への展開も有望と考えて

9．TECROS の LCP 分散状態について

TECROS L シ リ ー ズ は ポ リ 乳 酸で押出した 100 μ m 厚みフィルム断面（PLA）と UENO LCP との複合材であの SEM に よ る 観 察 画 像 を 図 24 に 示

り，PLA は射出成形用と射出ブロー成す．どのシリーズにおいても，LCP が形用の 2 種類を使用したグレードを展島として繊維状に分散している様子が開している．PLA は近年，生分解性プ確認できる．スキン層ではせん断の影

ラスチックやバイオベースプラスチッ

響もあり長繊維状に分散するが，コアTECROS A シリーズはポリアミド 6クといった環境配慮型材料として注目層ではせん断が緩和され，短繊維状に（PA6）と UENO LCP との複合材であを集めている．
PLA に LCP を添加する分散する傾向となっている．このようる．PA に LCP を添加することにより，ことで，ガスバリア性や耐熱性を向上に LCP が長繊維状に分散することにPA の流動性や強度を改良することがさせることが可能である（図 22，図

よって，他樹脂の機械強度や耐熱性，できる（図 20）．また，PA は吸水率の23）．また，耐熱性向上効果は射出ブロ

ガスバリア性を改善されていると考え

46

プラスチックスエージ

120120120
100778060

DTUL（℃）

酸素ガス透過度（cm3/m2･24hr･atm）

140

140

40806040118806054566158

射出成形グレード

20200510LCP比率（％）

1520（モコン法（JIS K7126-2）20℃，65％RH，100μmt）

図22

100

TECROS® Lシリーズ（射出ブロー成形グレード）の酸素ガス透過度

シリーズ

Aシリーズ
PA/LCP複合材

Tシリーズ
PET/LCP複合材

Vシリーズ
EVOH/LCP複合材

射出ブロー成形グレード

01020LCP比率（％）

3040（DTUL；0.45MPa）

図23®

TECROS

Lシリーズ
PLA/LCP複合材

Lシリーズの荷重たわみ温度

Eシリーズ
PE/LCP複合材

Pシリーズ
PP/LCP複合材

スキン層

コア層

倍率：×2,00020μm

MD方向＜LCPの分散性＞
優 PA6＞PET≧EVOH＞PLA≧PE≒PP

裁断箇所

劣観察方向

図24

TECROS® 各シリーズLCP20%添加品のSEM画像（100μm厚みフィルム）

られる．
SEM 画像から確認できるように，T分散性が向上する知見も得られてい用 途 向 け に 適 し て い る と 考 え る が，る．

LCP を複合化することによるメリットシリーズ（PET/LCP 複合材）や A シリーズ（PA/LCP 複合材）は LCP の分散を効果的に出せるような材料開発を更おわりに性が良く，P シリーズ（PP/LCP 複合材）に進めていき，シーズとニーズの両面から UENO LCP の用途開発に取り組や E シ リ ー ズ（PE/LCP 複 合 材 ） はLCP と複合化することで機械物性やLCP の長繊維が目立っている．これら

ガスバリア性が向上するというメリッの理由としては，PET や PA はポリオレ

トがある一方，LCP は不透明で価格もフィンである PP や PE と比較して LCP比較的高価であるため，透明性が損なと親和性の高いエステル結合やアミドわれたり，価格が高くなってしまうと結合を含有しているためと考えられ，いうデメリットもある．しかしながら，

EVOH は水酸基を持つために，PP やLCP 単独では困難だったフィルム製膜PE を用いる場合よりも LCP の分散性やブロー成形が可能となり，用途範囲が良くなっていると考えられる．逆にが拡げられることがわかったため，ユ

PLA は LCP 同様ポリエステルであるーザーから多数の引合いもいただいてにも関わらず，分散性があまりよくなおり，各種評価も進行中である．価格

いが，相溶化剤を加えることによって，面を考慮すると，汎用用途よりも特殊Oct. 2019

100μmのフィルムを凍結裁断し，断面をTD方向から観察んでいく所存である．
参考文献１）井上俊英ほか，液晶便覧，p.524（丸善，2000）．

47