「プラスチックス」誌(日本工業出版) 第 66 巻 6 号(2015 年 6 月 10 日発行)
寄稿記事「液晶ポリマー」からの抜粋
上野製薬㈱ 滝川 智博
１．はじめに
液晶ポリマー（LCP）は熱可塑性のスーパーエンジニアリングプラスチックの一つである。
リフローはんだに耐えうる耐熱性、精密部品を成形するのに適した高流動・寸法安定性、それに加えてバリが出ないという特徴で、微細なコネクタやその他の電気電子部品を中心に近年伸張してきた。
その特徴は、溶融時でも折れ曲がらない剛直な化学構造によって実現される。しかしながら、液晶ポリマーは溶融時に状態相（液晶相）を形成するポリマーの総称で、基本的にはp-ヒドロキシ安息香酸（以下 HBA と略す）を主体とした構造を持つこと以外は、メーカーごと、さらにはグレード（ベースレジン）ごとに分子骨格は異なっている(1)。上野製薬は液晶ポリマーメーカーである前に、HBA のメーカーとしても、30 年以上にわたり LCP の発展にささやかながら尽力してきたが、今後も高品質のモノマーを安定して供給し続けることで LCP 業界に寄与してきたいと考えている。
一方、末端製品の情報機器、特にスマートフォンやタブレット PC（以下タブレットと略す）の進化に伴い、構成部品となるコネクタ・スイッチ等の軽薄短小化が進み、部材となる LCPに要求される特徴や性能も年々高まってきている。
以降は最新の調査資料に基づいた LCP 市場動向、及び LCP の技術動向について上野製薬
を例に紹介する。
２．市場動向
今日では大量生産される電気製品の基板のほとんどが表面実装（SMT）でできているが、LCP は基板の表面実装化の広がりとともに成長してきた樹脂である。
特に、SMT コネクタ・スイッチ等においては、リフロー温度に耐えうる耐熱性を理由に採用が始まり、加えて高い流動性で部品の軽薄短小化を実現することで材料としての地位を確固たるものとしてきた。そのような背景から、
現在では LCP の用途の 6 割以上を SMT コネクタが占めている。
（第 1 図）
需要の推移については、2005 年頃には二桁成長した時期もあったが、2008 年に発生した世界同時不況以降大きく停滞した。その後復調の兆しがあったものの、2010 年をピーク（約 4万 5 千トン）に大きく需要が落ち込み、2013年の需要は LCP コンパウンドで 4 万トンを割り込んだ。過去の予測に比べると大きな成長は見込めていないが、2014 年以降は回復基調になるとの見方になっている（3）。当面はモバイルや車載用途での需要増加が見込まれており、伸長率としては 3～5％程度と推定されている。
（第 2 図）したがって、各メーカーの LCP ニートレジンの生産能力から考えると、足元の需給は緩んでいる状況にあると考えられる。
（表 1）SMT コネクタ・スイッチ等の主な用途であるスマートフォン・タブレットが大きく成長しているのに対してLCP の成長率が小さい理由としては以下が推測される。

① 部品あたりの LCP 使用量の減少
スマートフォンメーカーは意匠の差別化を図るため、筐体をより薄く、軽くすることを目指している。内部部品も例外ではなく、同様に軽薄短小化が必須である(6)。SMT コネクタ・スイッチ等のサイズが小さくなると、それに伴い LCP の使用量は減少する。
また、成形時に発生するスプル・ランナーのリサイクルも進んでおり、UL94（材料燃焼性試験）では 70%のリグラインド品で V-0 登録が行われているものまで見受けられる。
② LCP 使用機会の減少
パソコンの CPU・メモリーソケットは 1990 年台前半から LCP の大きな用途として需要をけん引してきた。しかしながら、近年では実装技術の向上やコストダウンの観点から CPU・メモリを基板に直接実装する例も増えている。このような変化から、LCP を使用したソケット自体が減少しており、LCP の需要減少の要因となっている。
また、スマートフォン・タブレットの需要の伸びと反比例してパソコンの需要の伸びが減少している。
（第 3 図）スマートフォン・タブレッ
トとパソコン一台当たりの LCP の使用量を比較するとパソコンの方が使用量は多いので、こちらも LCP の需要減少の要因となっている。

さらに、スマートフォン・タブレットは電話、ゲーム、カメラ、音楽などの機能を備えているため、携帯ゲーム機、デジタルスチルカメラ、携帯オーディオなどの出荷台数が減少していることも LCP の需要減少に拍車をかけている。
この様に、LCP を取り巻く環境は決して易しいものではないことが伺える。当然その環境は各メーカーが一番理解しており、電気電子分野に次ぐ新しい市場を開拓しようと日々模索していると考えられる。その中で、自動車産業は樹脂メーカーにとって欠かせない市場の一つであり、実際、電装部品などで LCP が採用される例が増え始めている(8)。
自動車の動力も内燃機関から電気モータへの変革期を迎えており、LCP にとっては追い風になることは間違いなく、各メーカーの動向が注目される。
（第 4 図）第 4 図 動力源別自動車の販売台数予測
３．技術動向＜スマートフォン・タブレット用コネクタ向けグレード＞
スマートフォン・タブレットは今後も LCP の需要を支える大きな用途であり、各 LCP メーカーは引き続き技術の開発を進めている。上野製薬がスマートフォン・タブレット用コネクタ向けグレードとして 2011 年に上市した UX101 は、流動性・低反り性・成形安定性において高いレベルでのバランスを持つ LCP として市場から高い評価を得てきた。しかし、コネクタの軽薄短小・多芯数化の傾向は未だ止まらず、市場からは LCP の更なる高流動化の要求が寄せられている。そこで、この度 UX101 の低反り性・成形安定性を維持し、流動性を向上させた UX207 を開発した。
元来、流動性を向上させるためには、より短い、あるいはより小さいフィラーを使用するが、強度が低くなるというデメ

リットがある。UX207 は形状の特殊なフィラーを使用することで、UX101 より強度を高めることにも成功した。
（表 2、第 5 図、第 6 図）既に一部ユーザーで高い評価を得ており、今後のスマートフォン・タブレット用コネクタの進化に寄与できればと考えている。
測定法
ASTM

UX101耐熱高流動1.691112.81358.6

UX207耐熱超高流動1.62120314093040GM
耐熱
汎用1.741101.5140106130GM
高流動/高ｳｪﾙﾄﾞ

D256110170D648254288250285

項目

単位

比重
引張強さ
引張伸び
曲げ強さ
曲げ弾性率－MPa％
MPa
GPa

D792

Izod衝撃値<ﾉｯﾁ付き>

J/m

荷重たわみ 1.8MPa
温度0.4MPa℃

D638
D790

2140GM

1.63150
1.7184116040GM
耐熱
汎用
1.74
1271.7156
1150

794434265288277>295280>295240
284

汎用
1.74
98
1.514211

表1 次世代コネクタ用 高流動・低反りグレードの一般物性＊１ 本表記載のデータは、代表値であり保証値ではありません。

＜高熱伝導率グレード＞
パソコンやスマートフォンの高性能・小型化により、発熱対策の要求が一段と高まってきている。また、各種モータ（自動車駆動用等）においても温度上昇は電気抵抗の増大を招くため、効率の悪化や焼損の原因となる。そこで、優れた流動性を持つ LCP に高い熱伝導性を付与することで、封止材、絶縁材、構造材などの形で放熱ニーズに寄与すべく研究が進んでいる。
LCP をベースレジンに使用した高熱伝導率グレードの熱伝導率は、高いもので 10W/m・K程度のものが上市されている。しかし、フィラーとしてファインセラミックスを添加した場合、成形機のシリンダ・スクリューの摩耗が大きいことや、成形加工性が悪いという課題がある。
そこで上野製薬はベースレジンの改良と、加工性に優れた特殊フィラーを組み合わせることで LCP の優れた特徴をできる限り損なわず、熱伝導性を付与するという開発を行っている。
現在開発中の製品（TC1）は、標準品に比べて約 2 倍の熱伝導率を有しているが、強度を一定レベルに保持し、リフローはんだに耐えうる耐熱性を維持している。
（表 3）今後サンプルワークを通じて市場の評価を確認し、新たな分野を開拓したいと考えている。
単位
熱伝導率 流れ方向
W/m･K
厚み方向
体積抵抗率
Ω･m
絶縁破壊強さ
kV/mm
－
比重
曲げ強さ
MPa
曲げ弾性率
GPa
Izod衝撃値<ﾉｯﾁなし>
J/m
荷 重 た わ み 温 度℃

(1.8MPa)

D257
D149
D792
D790
D790
D256TC1(開発品番)
2.20.610＾14351.91
9512115D648253

測定法（ASTM）
ﾚｰｻﾞﾌﾗｯｼｭ法

3040GM(標準)10.3

10＾14501.74
14010295265

燃焼性－UL94

V-0相当

V-0

流動性
(射出圧力：50MPa)

mm－80120

表3 高熱伝導LCPグレードの物性＊１＊１ 本表記載のデータは、代表値であり保証値ではありません。
＊２ 射出圧力：50MPa、厚み0.5㎜

４．今後の新たな用途
LCP にはその特徴を活かした、射出成型用途以外の様々な用途が期待されている。
① 高速通信用途：情報量の増大に伴い、通信機器の伝送速度もさらに速くなると予想される。LCP は低吸水性に優れており、高温多湿条件でも絶縁性・電気的特性の保持が可能なことから、誘電率及び誘電正接を小さくすることができれば、基板の材料として通信機器の性能向上に大きく貢献できると考えられる。
② 他樹脂とのアロイ：LCP を他樹脂とのアロイ成分として用いることで、他樹脂にはな
い LCP の優れた特徴を付与できると考えられる。LCP の耐薬品性や制振性といった性能は広く知られているが、例として上野製薬では低融点の LCP（UENO LCP®
A-8100）を PP（ポリプロピレン）に添加した結果、耐候性を改善することができた(9)。
今後、LCP 以外の樹脂に対する機能付与といった用途にも期待が持てる。
５．おわりに今後のLCPの需要の伸び率は過去のように大きいものではないものの、スマートフォンやタブレットなどの電気電子部品分野に支えられ堅調に推移していくと思われる。ここから更に大きな成長を見込むためには新たな分野の開拓が必要である。幸いなことに、自動車分野では変革期を迎えており、パワートレインの電動化、装備品の電装化など自動車に占める電子部品の割合はさらに増えると予想される。(10)また、フィルム・繊維など電気電子部品分野以外でも採用の広がりが期待される。

＜参考文献＞(1)「成形・設計のための液晶ポリマー」シグマ出版 （1995）(2)「2015 年 エンプラ市場の展望とグローバル戦略」富士経済（2015）(3) 石油化学新聞（2015 年 1 月 19 日）(4)「2015 年 エンプラ市場の展望とグローバル戦略」富士経済（2015）(5)「2015 年 エンプラ市場の展望とグローバル戦略」富士経済（2015）(6)「スマートフォン技術 2013」p.8 日経 BP 社 (2012)(7)「スマートフォンを中心とする携帯電話市場の現況と中期展望」(2014)及び「パソコンの市場展望」（2015）EM データサービス を元に作成(8) 工業材料（2015 年 3 月号 p.90、91）(9) プラスチックス （2013 年 6 月号 p.63）(10) みずほ銀行 Mizuho Industry Focus vol.153 （2014）