风扇叶轮用液晶性树脂组合物及使用其的风扇叶轮的制作方法

1.本发明涉及一种风扇叶轮用液晶性树脂组合物及使用其的风扇叶轮。


背景技术：

2.以液晶性聚酯树脂为代表的液晶性树脂平衡良好地具有优异的耐热性、耐药品性、电性质等，也具有优异的尺寸稳定性，因此被广泛用于高功能工程塑料。
3.然而，风扇通过使空气等流体强制对流，被用于电子设备的冷却等(例如专利文献1)。风扇一般具有多个叶片，由通过转动使流体的流动发生的风扇叶轮、使风扇叶轮转动的马达、收纳风扇叶轮及马达的壳体等构成。以往，作为风扇叶轮、壳体的树脂，使用聚酰胺、聚对苯二甲酸丁二醇酯等。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：日本特开2005-039253号公报


技术实现要素：

7.发明要解决的问题
8.近年来，可以实现超高速/超低延迟/多数同时连接的第5代移动通信系统(5g)的服务开始，伴随电子设备等的高功能化/高速化的发热增加，冷却系统的重要性日益提高。冷却风扇中谋求冷却能力的高效化，考虑了如下对策：使风扇叶轮的叶片的厚度变薄(薄壁化)并增加叶片的个数的方法、使风扇比以往更高速地转动的方法等。
9.然而，将以往的树脂用于风扇叶轮时，若使叶片薄壁化，则可能发生如下问题：由于树脂组合物的流动性低而无法良好地成形的问题；高速转动时，发生振动导致的噪声的问题。
10.本发明鉴于该情况而作出，其目的为提供振动衰减特性及流动性优异、能够良好地成形为噪声得到抑制的风扇叶轮的风扇叶轮用液晶性树脂组合物、由前述组合物形成的风扇叶轮、及具备前述风扇叶轮的风扇。
11.用于解决问题的方案
12.本发明人等研究代替以往的树脂的风扇叶轮材料，结果发现若使用包含规定量的特定结构单元的液晶性树脂，则可以得到特别优异的流动性及振动衰减特性。并且发现，若为将上述液晶性树脂与规定含量的纤维状填充剂组合、规定的温度及频率下测定的损耗系数在规定的范围的液晶性树脂组合物，则可以解决上述课题。具体而言，本发明提供以下所述者。
13.(1)一种液晶性树脂组合物，其为风扇叶轮用液晶性树脂组合物，包含(a)液晶性树脂和(b)纤维状填充剂，
14.前述(a)液晶性树脂为熔融时示出光学各向异性的全芳香族聚酯，其含有下述结构单元(i)、(iii)、(iv)和(v)，含有或不含有下述结构单元(ii)，
15.相对于全部结构单元，结构单元(i)的含量为35～75摩尔％，
16.相对于全部结构单元，结构单元(ii)的含量为0～8摩尔％，
17.相对于全部结构单元，结构单元(iii)的含量为4.5～30.5摩尔％，
18.相对于全部结构单元，结构单元(iv)的含量为2～8摩尔％，
19.相对于全部结构单元，结构单元(v)的含量为12.5～32.5摩尔％，
20.相对于全部结构单元，结构单元(i)～(v)的总计含量为100摩尔％，
21.相对于前述液晶性树脂组合物整体，前述(b)纤维状填充剂的含量为5～40质量％，
22.依据jis g0602测定的温度23℃、频率10000hz下的损耗系数为0.05以上。
23.(i)
24.(ii)
25.(iii)
26.(iv)
27.(v)
28.(2)根据(1)所述的液晶性树脂组合物，其中，前述(a)液晶性树脂为熔融时示出光学各向异性的全芳香族聚酯，其由结构单元(i)、(ii)、(iii)、(iv)和(v)构成，
29.相对于全部结构单元，结构单元(i)的含量为35～75摩尔％，
30.相对于全部结构单元，结构单元(ii)的含量为2～8摩尔％，
31.相对于全部结构单元，结构单元(iii)的含量为4.5～30.5摩尔％，
32.相对于全部结构单元，结构单元(iv)的含量为2～8摩尔％，
33.相对于全部结构单元，结构单元(v)的含量为12.5～32.5摩尔％，
34.相对于全部结构单元，结构单元(i)～(v)的总计含量为100摩尔％，
35.相对于前述液晶性树脂组合物整体，前述(b)纤维状填充剂的含量为5～30质量％。
36.(3)根据(1)或(2)所述的液晶性树脂组合物，其中，前述(b)纤维状填充剂为玻璃纤维和/或碳纤维。
37.(4)一种风扇叶轮，其由(1)～(3)中任一项所述的液晶性树脂组合物形成。
38.(5)根据(4)所述的风扇叶轮，其为叶片全长l(mm)与叶片厚度t(mm)的比率l/t为50以上的离心风扇叶轮。
39.(6)一种风扇，其具备(4)或(5)所述的风扇叶轮。
40.发明的效果
41.根据本发明，可以提供振动衰减特性及流动性优异、能够良好地成形为噪声得到抑制的风扇叶轮的风扇叶轮用液晶性树脂组合物、由前述组合物形成的风扇叶轮、及具备前述风扇叶轮的风扇。
附图说明
42.图1为示意性地表示本发明的风扇的实施方式中轴流风扇的立体图。
43.图2为示意性地表示本发明的风扇的实施方式中离心风扇的立体图。
44.图3为实施例中制作的离心风扇的风扇叶轮的正面图及侧面图。
具体实施方式
45.以下，对于本发明的实施方式进行具体说明。
46.《风扇叶轮用液晶性树脂组合物》
47.本发明的风扇叶轮用液晶性树脂组合物包含特定的液晶性树脂和规定量的纤维状填充剂，损耗系数为0.05以上。本发明的液晶性树脂组合物通过将损耗系数设为0.05以上，振动衰减特性优异，可以提供噪声得到抑制的风扇叶轮。损耗系数优选为0.055以上、更优选为0.06以上。损耗系数的上限没有特别限定，例如可以为0.08。
48.本说明书中，作为损耗系数，采用依据jis g0602，在温度23℃、频率10000hz下测定的值。
49.[(a)液晶性树脂]
[0050]
本发明的液晶性树脂组合物中包含上述全芳香族聚酯即液晶性树脂。上述全芳香族聚酯由于可以得到特别优异的流动性及振动衰减特性，可以良好地成形为噪声得到抑制的风扇叶轮。液晶性树脂可以单独使用1种或组合2种以上使用。
[0051]
本发明的全芳香族聚酯含有下述结构单元(i)、下述结构单元(iii)、下述结构单元(iv)和下述结构单元(v)，含有或不含有下述结构单元(ii)。
[0052](i)[0053]
(ii)
[0054]
(iii)
[0055]
(iv)
[0056]
(v)
[0057]
结构单元(i)衍生自4-羟基苯甲酸(以下也称为“hba”。)。相对于全部结构单元，本发明的全芳香族聚酯包含35～75摩尔％的结构单元(i)。若结构单元(i)的含量小于35摩尔％、或大于75摩尔％，则振动衰减特性及流动性的至少一者容易变得不充分。出于兼顾振动衰减特性与流动性的观点，结构单元(i)的含量优选为40～65摩尔％、更优选为44～55摩尔％。
[0058]
结构单元(ii)衍生自6-羟基-2-萘甲酸(以下也称为“hna”。)。相对于全部结构单元，本发明的全芳香族聚酯包含0～8摩尔％的结构单元(ii)，换言之，不包含结构单元(ii)或相对于全部结构单元包含大于0摩尔％且8摩尔％以下的结构单元(ii)。若结构单元(ii)的含量大于8摩尔％，则振动衰减特性及流动性的至少一者容易变得不充分。出于兼顾振动衰减特性与流动性的观点，结构单元(ii)的含量优选为2～8摩尔％、更优选为2～6摩尔％。
[0059]
结构单元(iii)衍生自1,4-亚甲基二羧酸(以下也称为“ta”。)。相对于全部结构单元，本发明的全芳香族聚酯包含4.5～30.5摩尔％的结构单元(iii)。若结构单元(iii)的含量小于4.5摩尔％、或大于30.5摩尔％，则振动衰减特性及流动性的至少一者容易变得不充分。出于兼顾振动衰减特性与流动性的观点，结构单元(iii)的含量优选为11～27摩尔％、更优选为16～24摩尔％。
[0060]
结构单元(iv)衍生自1,3-亚甲基二羧酸(以下也称为“ia”。)。相对于全部结构单元，本发明的全芳香族聚酯包含2～8摩尔％的结构单元(iv)。若结构单元(iv)的含量小于2摩尔％、或8摩尔％以上，则振动衰减特性及流动性的至少一者容易变得不充分。出于兼顾振动衰减特性与流动性的观点，结构单元(iv)的含量优选为2～7摩尔％、更优选为2.5～5摩尔％。
[0061]
结构单元(v)衍生自4,4
’‑
二羟基联苯(以下也称为“bp”。)。相对于全部结构单元，本发明的全芳香族聚酯中包含12.5～32.5摩尔％的结构单元(v)。若结构单元(v)的含量小于12.5摩尔、或大于32.5摩尔％，则振动衰减特性及流动性的至少一者容易变得不充分。出于兼顾振动衰减特性与流动性的观点，结构单元(v)的含量优选为17～30摩尔％、更优选为21～28摩尔％。
[0062]
如上所述，相对于全部结构单元，本发明的全芳香族聚酯分别含有特定量的特定结构单元(i)～(v)，因此可以得到特别优异的振动衰减特性和流动性。需要说明的是，相对于全部结构单元，本发明的全芳香族聚酯总计包含100摩尔％的结构单元(i)～(v)。
[0063]
接着，对本发明的全芳香族聚酯的制造方法进行说明。本发明的全芳香族聚酯使用直接聚合法、酯交换法等聚合。聚合时使用熔融聚合法、溶液聚合法、淤浆聚合法、固相聚合法等、或它们2种以上的组合，优选使用熔融聚合法、或熔融聚合法与固相聚合法的组合。
[0064]
本发明中，聚合时可以使用对聚合单体以酰基化剂、酰氯化物衍生物将末端活化的单体。作为酰基化剂，可以举出乙酸酐等脂肪酸酸酐等。
[0065]
这些聚合时可以使用多种催化剂，作为代表性的催化剂，可以举出乙酸钾、乙酸镁、乙酸亚锡、钛酸四丁酯、乙酸铅、乙酸钠、三氧化锑、三(2,4-戊二酮)钴(iii)等金属盐系催化剂、1-甲基咪唑、4-二甲基氨基吡啶等有机化合物系催化剂。
[0066]
作为反应条件，例如为反应温度200～380℃、最终到达压力0.1～760torr(即13～101,080pa)。特别是熔融反应中，例如为反应温度260～380℃，优选为300～360℃、最终到达压力1～100torr(即133～13,300pa)，优选为1～50torr(即133～6,670pa)。
[0067]
对于反应，可以将全部原料单体(hba、hna、ta、ia及bp)、酰基化剂及催化剂投入同一反应容器中并使反应开始(一阶段方式)，也可以将原料单体hba、hna及bp的羟基使用酰基化剂酰基化后，使其与ta及ia的羧基反应(二阶段方式)。
[0068]
对于熔融聚合，在反应体系内达到规定温度后，开始减压至规定的减压度从而进行。搅拌机的转矩达到规定值后，导入非活性气体，从减压状态经常压至规定的加压状态，由此从反应体系中排出液晶性树脂。
[0069]
通过上述聚合方法制造的全芳香族聚酯，进而可以通过在常压或减压下、非活性气体中加热的固相聚合实现分子量的增加。固相聚合反应的优选条件是：反应温度为230～350℃，优选为260～330℃、最终到达压力为10～760torr(即1,330～101,080pa)。
[0070]
接着，对全芳香族聚酯的性质进行说明。本发明的全芳香族聚酯在熔融时示出光学各向异性。在熔融时示出光学各向异性意味着本发明的全芳香族聚酯为液晶性树脂。
[0071]
本发明中，全芳香族聚酯为液晶性树脂这一点是全芳香族聚酯兼具良好的振动衰减特性与流动性不可或缺的要素。对于上述结构单元(i)～(v)构成的全芳香族聚酯，根据构成成分及聚合物中的序列分布，也存在不形成各向异性熔融相者，但本发明的液晶性树脂仅限于熔融时示出光学各向异性的全芳香族聚酯。
[0072]
熔融各向异性的性质可以通过利用正交偏振片的惯用的偏振检查方法确认。更具体而言，对于熔融各向异性的确认，可以使用奥林巴斯株式会社制偏振显微镜，将载置于linkam scientific instruments制热载台的试样熔融，在氮气气氛下以150倍的倍率观察，从而实施。液晶性树脂为光学各向异性，在正交偏振片间插入时使光透射。试样若为光学各向异性，例如即使为熔融静止液体状态偏振光也透射。
[0073]
向列型液晶性树脂在熔点以上发生显著的粘性降低，因此通常在熔点或其以上的温度下示出液晶性为加工性的指标。对于熔点，出于耐热性的观点优选尽可能高，但考虑到液晶性树脂的熔融加工时的热劣化、成形机的加热能力等，360℃以下为优选的目标。需要说明的是，更优选为300～360℃，进一步更优选为340～358℃。
[0074]
在比本发明的液晶性树脂的熔点高10～30℃的温度下、并且在剪切速率1000/秒下的前述液晶性树脂的熔融粘度优选为500pa
·
s以下，更优选为0.5～300pa
·
s，进一步更优选为1～100pa
·
s。若上述熔融粘度在上述范围内，则前述液晶性树脂自身、或含有前述液晶性树脂的组合物在其成形时，容易确保流动性，填充压力难以变得过度。需要说明的是，本说明书中，作为熔融粘度采用依据iso 11443的测定方法得到的值。
[0075]
对于本发明的液晶性树脂组合物，相对于液晶性树脂组合物整体，优选包含60～95质量％的上述液晶性树脂，更优选为65～95质量％、进一步优选为70～95质量％、特别优选为75～92质量％。若相对于液晶性树脂组合物整体，液晶性树脂的含量小于60质量％，则液晶性树脂组合物的振动衰减特性及流动性可能容易恶化，并且，由液晶性树脂组合物得
到的风扇叶轮的噪声可能恶化。若相对于液晶性树脂组合物整体，液晶性树脂的含量大于95质量％，则由液晶性树脂组合物得到的风扇叶轮的强度、刚性可能降低。
[0076]
[(b)纤维状填充剂]
[0077]
本发明的液晶性树脂组合物通过含有(b)纤维状填充剂，可以向由该液晶性树脂组合物形成的风扇叶轮提供充分的机械强度。(b)纤维状填充剂可以单独使用1种或组合2种以上使用。
[0078]
(b)纤维状填充剂的重均纤维长没有特别限定，例如可以为200μm以上，优选为300～600μm，更优选为400～500μm。若上述重均纤维长为600μm以下，则液晶性树脂组合物的流动性容易变得充分。若上述重均纤维长为200μm以上，则由本发明的液晶性树脂组合物得到的成形体的机械强度及耐热性容易提高。需要说明的是，本说明书中，作为液晶性树脂组合物中的(b)纤维状填充剂的重均纤维长，采用如下值：对于将液晶性树脂组合物在600℃下加热2小时而灰化并残存的纤维状填充剂的实体显微镜图像从ccd相机导入pc中，通过图像测定机使用图像处理方法测定该纤维状填充剂的纤维长的值的平均值。
[0079]
(b)纤维状填充剂的平均纤维径没有特别限定，例如为20μm以下，优选为5～15μm。若上述平均纤维径为20μm以下，则容易抑制成形体表面的起毛。需要说明的是，本说明书中，作为液晶性树脂组合物中的(b)纤维状填充剂的平均纤维径，采用如下值：对于将液晶性树脂组合物在600℃下加热2小时而灰化并残存的纤维状填充剂的纤维径使用电子显微镜(sem)观察而测定的值的平均值。
[0080]
若为满足以上形状的纤维状填充剂，则任意的纤维均可使用，但作为(b)纤维状填充剂，例如可以举出玻璃纤维、碳纤维、磨碎纤维、石棉纤维、二氧化硅纤维、二氧化硅/氧化铝纤维、氧化锆纤维、氮化硼纤维、氮化硅纤维、硼纤维、钛酸钾纤维、进而可以举出不锈钢、铝、钛、铜、黄铜等金属纤维状物等无机质纤维状物质。本发明中，出于机械强度的观点，优选使用玻璃纤维和/或碳纤维作为(b)成分。
[0081]
作为玻璃纤维没有特别限定，公知的玻璃纤维均可优选使用。并且，玻璃纤维的圆筒、茧形、椭圆截面等形状、或者短切原丝、粗纱等用于制造时的长度、玻璃切割的方法没有特别限定。本发明中，玻璃的种类也没有限定，品质上优选使用e玻璃、组成中有锆元素的耐腐蚀玻璃。
[0082]
作为碳纤维没有特别限定，可以举出以聚丙烯腈为原料的pan系碳纤维、以沥青为原料的沥青系碳纤维。
[0083]
本发明的液晶性树脂组合物中，(b)纤维状填充剂的含量为5～40质量％，优选为5～35质量％，更优选为5～30质量％，特别优选为8～25质量％。若(b)纤维状填充剂的含量在上述范围内，则液晶性树脂组合物的流动性得到充分确保，并且可以得到良好的振动衰减特性，容易提高由液晶性树脂组合物得到的风扇叶轮的机械强度，容易抑制噪声。
[0084]
[其他成分]
[0085]
在不损害本发明的效果的范围内，本发明的液晶性树脂组合物也可以根据要求的性能适宜添加其他聚合物、其他填充剂、通常添加于合成树脂中的公知的物质，即抗氧化剂、紫外线吸收等稳定剂、抗静电剂、阻燃剂、染料、颜料等着色剂、润滑剂、脱模剂、结晶促进剂、结晶成核剂等其他成分。其他成分可以单独使用1种也可以将2种以上组合使用。
[0086]
作为其他聚合物，例如可以举出(a)液晶性树脂以外的液晶性树脂。但是，出于成
形体的振动衰减特性等观点，本发明的液晶性树脂组合物优选不包含(a)液晶性树脂以外的液晶性树脂。作为其他聚合物，例如可以举出含有环氧基的共聚物。但是，由于含有环氧基的共聚物的加热分解导致气体产生，起因于此的风扇叶轮等成形体难以发生膨胀，由此本发明的液晶性树脂组合物优选不包含含有环氧基的共聚物。
[0087]
其他填充剂是指纤维状填充剂以外的填充剂，例如可以举出板状填充剂(例如滑石、云母)等。
[0088]
对于本发明的液晶性树脂组合物的制造方法，只要可以将液晶性树脂组合物中的成分均一地混合就没有特别限定，可以从以往已知的树脂组合物的制造方法中适当选择。例如，使用单螺杆或双螺杆挤出机等熔融混炼装置，将各成分熔融混炼而挤出后，将得到的液晶性树脂组合物加工为粉末、片状、粒料等期望形态的方法。
[0089]
本发明的液晶性树脂组合物的流动性优异，因此可以容易地成形为使叶片薄壁化的风扇叶轮。
[0090]
出于在风扇叶轮的成形时容易确保液晶性树脂组合物的流动性、使叶片薄壁化的风扇叶轮的成形容易的角度，在比液晶性树脂的熔点高10～30℃的温度下，以剪切速率1000/秒，依据iso11443测得的液晶性树脂组合物的熔融粘度为500pa
·
s以下(更优选为5pa
·
s以上且100pa
·
s以下)是优选的。
[0091]
《风扇叶轮及风扇》
[0092]
通过将本发明的液晶性树脂组合物成形，可以得到本发明的风扇叶轮。另外，本发明的风扇具备上述风扇叶轮。由此，本发明的风扇叶轮及风扇的振动衰减特性优异，噪声得到抑制。
[0093]
作为本发明的风扇没有特别限定，可以为通常的风扇，其具有多个叶片，具备通过转动使空气等气体的流动发生的风扇叶轮、使风扇叶轮转动的马达、和收纳风扇叶轮及马达的壳体。另外，除风扇叶轮、马达及壳体外，也可以具备通常的风扇具有的其他构成。对于本发明的风扇叶轮，其一部分或者全部由本发明的液晶性树脂组合物形成。
[0094]
根据气体的流动方式，风扇可分类为：气体以轴向通过风扇叶轮的轴流风扇(标准的轴流风扇、双重反转风扇等)；气体以径向通过风扇叶轮的离心风扇(后向风扇、径流式风扇、多翼风扇等)；气体相对于轴向倾斜通过风扇叶轮的斜流风扇；等。作为本发明的风扇没有特别限定，可以为任意风扇，特别优选为轴流风扇和/或离心风扇，更优选为离心风扇。
[0095]
作为风扇通常的用途，可以举出换气、制冷、机械/电气设备的冷却等，其中作为本发明的风扇的用途，优选为机械/电气设备的冷却风扇、更优选为笔记本电脑、服务器等电子设备中的冷却风扇。
[0096]
作为本发明的风扇的形状，例如可以举出图1所示的轴流风扇1、图2所示的离心风扇2。图1的轴流风扇1具备风扇叶轮11、使风扇叶轮11转动的马达、和收纳风扇叶轮11及马达的壳体12。驱动马达，使具有多个叶片111的风扇叶轮11转动，从而使气体以轴向通过风扇叶轮11，向后方送风。图2的离心风扇2具备风扇叶轮21、使风扇叶轮21转动的马达、和收纳风扇叶轮21及马达的壳体22。驱动马达，使具有多个叶片211的风扇叶轮21转动，从而使由吸入口23流入的气体以径向通过风扇叶轮21，向排气口24送风。
[0097]
风扇叶轮的叶片厚度t没有特别限定，优选为0.1～0.5mm，更优选为0.1～0.2mm。风扇叶轮的叶片全长l没有特别限定，优选为5～50mm，更优选为10～30mm。叶片全长l与叶
片厚度t的比率l/t没有特别限定，优选为50以上，更优选为50～200。若在上述数值范围内，则使用本发明的液晶性树脂组合物时容易发挥本发明的效果。需要说明的是，本说明书中，叶片厚度t是指最小厚度，叶片全长l是指连接叶片的半径方向的基部与前端的直线的长度。
[0098]
风扇叶轮的直径没有特别限定，优选为10～100mm，更优选为20～60mm。风扇叶轮的叶片的个数没有特别限定，优选为30～80个，更优选为40～60个。若在上述数值范围内，则使用本发明的液晶性树脂组合物时容易发挥本发明的效果。
[0099]
实施例
[0100]
以下，通过实施例对本发明进行具体说明，但本发明不受到它们的限定。
[0101]
《实施例1～5、比较例1～4》
[0102]
下述实施例及比较例中，液晶性树脂lcp1～lcp5如下制造。制造时，粒料的熔点及熔融粘度的测定分别以下述条件进行。
[0103]
[熔点的测定]
[0104]
使用ta instruments制dsc，在将液晶性树脂从室温以20℃/分钟的升温条件加热时观测到的吸热峰温度(tm1)的观测后，以(tm1+40)℃的温度保持2分钟后，以20℃/分钟的降温条件一旦冷却至室温后，测定再次以20℃/分钟的升温条件测定时观测到的吸热峰的温度。
[0105]
[熔融粘度的测定]
[0106]
使用株式会社东洋精机制作所制capilograph1b型，在比液晶性树脂的熔点高10～20℃的温度下，使用内径1mm、长度20mm的节流孔，以剪切速率1000/秒，依据iso11443测定液晶性树脂的熔融粘度。需要说明的是，测定温度对于lcp1为380℃、对于lcp2为350℃、对于lcp3为300℃、对于lcp4为380℃、对于lcp5为340℃。
[0107]
(lcp1的制造方法)
[0108]
向具备搅拌机、回流柱、单体投入口、氮气导入口、减压/流出管线的聚合容器中投入以下的原料单体、脂肪酸金属盐催化剂、酰基化剂，开始氮气置换。
[0109]
(i)4-羟基苯甲酸:1040g(48摩尔％)(hba)
[0110]
(ii)6-羟基-2-萘甲酸:89g(3摩尔％)(hna)
[0111]
(iii)对苯二甲酸:547g(21摩尔％)(ta)
[0112]
(iv)间苯二甲酸:91g(3.5摩尔％)(ia)
[0113]
(v)4,4
’‑
二羟基联苯:716g(24.5摩尔％)(bp)
[0114]
乙酸钾催化剂:110mg
[0115]
乙酸酐:1644g
[0116]
向聚合容器中投入原料后，将反应体系的温度升高至140℃，在140℃下反应1小时。之后，进一步用5.5小时升温至360℃，然后用20分钟减压至5torr(即667pa)，边使乙酸、过量的乙酸酐、其他低沸成分馏出边进行熔融聚合。搅拌转矩达到规定的值后，导入氮气并从减压状态经常压而成为加压状态，从聚合容器的下部排出聚合物，将线料造粒而粒料化。得到的粒料的熔点为355℃，熔融粘度为10pa
·
s。
[0117]
(lcp2的制造方法)
[0118]
向具备搅拌机、回流柱、单体投入口、氮气导入口、减压/流出管线的聚合容器中投
入以下的原料单体、脂肪酸金属盐催化剂、酰基化剂，开始氮气置换。
[0119]
(i)4-羟基苯甲酸1380g(60摩尔％)(hba)
[0120]
(ii)6-羟基-2-萘甲酸157g(5摩尔％)(hna)
[0121]
(iii)对苯二甲酸484g(17.5摩尔％)(ta)
[0122]
(v)4,4
’‑
二羟基联苯388g(12.5摩尔％)(bp)
[0123]
(vi)n-乙酰基-对氨基苯酚126g(5摩尔％)(apap)
[0124]
乙酸钾催化剂110mg
[0125]
乙酸酐1659g
[0126]
向聚合容器中投入原料后，将反应体系的温度升高至140℃，在140℃下反应1小时。之后，进一步用4.5小时升温至340℃，然后用15分钟减压至10torr(即1330pa)，边使乙酸、过量的乙酸酐、其他低沸成分馏出边进行熔融聚合。搅拌转矩达到规定的值后，导入氮气并从减压状态经常压而成为加压状态，从聚合容器的下部排出聚合物，将线料造粒而粒料化。得到的粒料的熔点为336℃，熔融粘度为20pa
·
s。
[0127]
(lcp3的制造方法)
[0128]
向具备搅拌机、回流柱、单体投入口、氮气导入口、减压/流出管线的聚合容器中投入以下的原料单体、脂肪酸金属盐催化剂、酰基化剂，开始氮气置换。
[0129]
(i)4-羟基苯甲酸:1660g(73摩尔％)(hba)
[0130]
(ii)6-羟基-2-萘甲酸:837g(27摩尔％)(hna)
[0131]
乙酸钾催化剂:165mg
[0132]
乙酸酐:1714g
[0133]
向聚合容器中投入原料后，将反应体系的温度升高至140℃，在140℃下反应1小时。之后，进一步用3.5小时升温至325℃，然后用20分钟减压至5torr(即667pa)，边使乙酸、过量的乙酸酐、其他低沸成分馏出边进行熔融聚合。搅拌转矩达到规定的值后，导入氮气并从减压状态经常压而成为加压状态，从聚合容器的下部排出聚合物，将线料造粒而粒料化。得到的粒料的熔点为280℃，熔融粘度为44.0pa
·
s。
[0134]
(lcp4的制造方法)
[0135]
向具备搅拌机、回流柱、单体投入口、氮气导入口、减压/流出管线的聚合容器中投入以下的原料单体、脂肪酸金属盐催化剂、酰基化剂，开始氮气置换。
[0136]
(i)4-羟基苯甲酸:37g(2摩尔％)(hba)
[0137]
(ii)6-羟基-2-萘甲酸:1218g(48摩尔％)(hna)
[0138]
(iii)对苯二甲酸:560g(25摩尔％)(ta)
[0139]
(v)4,4
’‑
二羟基联苯:628g(25摩尔％)(bp)
[0140]
乙酸钾催化剂:165mg
[0141]
乙酸酐:1432g
[0142]
向聚合容器中投入原料后，将反应体系的温度升高至140℃，在140℃下反应1小时。之后，进一步用5.5小时升温至360℃，然后用30分钟减压至5torr(即667pa)，边使乙酸、过量的乙酸酐、其他低沸成分馏出边进行熔融聚合。搅拌转矩达到规定的值后，导入氮气并从减压状态经常压而成为加压状态，从聚合容器的下部排出聚合物，将线料造粒而粒料化。对于得到的粒料，在氮气气流下、在300℃下进行3小时热处理。粒料的熔点为348℃，熔融粘
度为9pa
·
s。
[0143]
(lcp5的制造方法)
[0144]
向具备搅拌机、回流柱、单体投入口、氮气导入口、减压/流出管线的聚合容器中投入以下的原料单体、脂肪酸金属盐催化剂、酰基化剂，开始氮气置换。
[0145]
(i)4-羟基苯甲酸:1347g(60摩尔％)(hba)
[0146]
(iii)对苯二甲酸:378g(14摩尔％)(ta)
[0147]
(iv)间苯二甲酸:162g(6摩尔％)(ia)
[0148]
(v)4,4
’‑
二羟基联苯:605g(20摩尔％)(bp)
[0149]
乙酸钾催化剂:110mg
[0150]
乙酸酐:1704g
[0151]
向聚合容器中投入原料后，将反应体系的温度升高至140℃，在140℃下反应3小时。之后，进一步用4.5小时升温至360℃、然后用15分钟减压至10torr(即1330pa)，边使乙酸、过量的乙酸酐、其他低沸成分馏出边进行熔融聚合。搅拌转矩达到规定的值后，导入氮气并从减压状态经常压而成为加压状态，从聚合容器的下部排出聚合物，将线料造粒而粒料化。得到的粒料的熔点为320℃，熔融粘度为20pa
·
s。
[0152]
(液晶性树脂以外的成分)
[0153]
·
纤维状填充剂
[0154]
玻璃纤维:日本电气硝子株式会社制ecs03t-786h(平均纤维径10μm、纤维长3mm的短切原丝)
[0155]
碳纤维:东邦特耐克丝株式会社制htc432(pan系碳纤维、平均纤维径10μm、纤维长6mm的短切原丝)
[0156]
将通过上述得到的各液晶性树脂、与上述的液晶性树脂以外的成分使用双螺杆挤出机混合，得到液晶性树脂组合物。各成分的配混量如表1所示。需要说明的是，以下表中关于配混量的“％”表示质量％。另外，得到液晶性树脂组合物时的挤出条件如下所述。通过本说明书中记载的测定方法测定的结果，得到的液晶性树脂组合物中的玻璃纤维与碳纤维的重均纤维长均为450μm。
[0157]
[挤出条件]
[0158]
将主进料口处设置的机筒的温度设为250℃，其他机筒温度全部如下所述设定。液晶性树脂全部由主进料口供给。另外，填充剂由侧进料口供给。其他机筒温度:
[0159]
370℃(实施例1～4、比较例3及4)
[0160]
340℃(实施例5)
[0161]
350℃(比较例1)
[0162]
300℃(比较例2)
[0163]
(液晶性树脂组合物的熔融粘度的测定)
[0164]
使用株式会社东洋精机制作所制capilograph1b型，在比液晶性树脂的熔点高10～20℃的温度下，使用内径1mm、长度20mm的节流孔，以剪切速率1000/秒，依据iso11443测定液晶性树脂组合物的熔融粘度。需要说明的是，对于测定温度，对于使用lcp1的液晶性树脂组合物为380℃，对于使用lcp2的液晶性树脂组合物为350℃，对于使用lcp3的液晶性树脂组合物为300℃，对于使用lcp4的液晶性树脂组合物为380℃，对于使用lcp5的液晶性树
脂组合物为340℃。将结果示于表1。
[0165]
基于下述方法，测定由液晶性树脂组合物成形的成形体的物性。将各评价结果示于表1。
[0166]
(弯曲试验)
[0167]
以下述成形条件，将液晶性树脂组合物注射成形，得到iso试验片a形。将该试验片切割，得到测定用试验片(80mm
×
10mm
×
4mm)。使用该测定用试验片，依据iso 178测定弯曲强度及弯曲弹性模量。
[0168]
[成形条件]
[0169]
成形机:住友重机械工业株式会社、se100du
[0170]
机筒温度:
[0171]
370℃(实施例1～4、比较例3及4)
[0172]
340℃(实施例5)
[0173]
350℃(比较例1)
[0174]
300℃(比较例2)
[0175]
模具温度:90℃
[0176]
注射速度:33mm/sec
[0177]
(损耗系数(振动衰减特性))
[0178]
以下述成形条件，将液晶性树脂组合物注射成形，得到200mm
×
10mm
×
1.6mm的试验片。然后，将该试验片以中央得到支撑的方式安装于emic corporation制的加速器“512-d”，依据jis g0602，以半值宽度法测定在温度23℃、频率10000hz下的损耗系数(振动衰减特性)。将结果示于表1。
[0179]
[成形条件]
[0180]
成形机:住友重机械工业株式会社、se100du
[0181]
机筒温度:
[0182]
370℃(实施例1～4、比较例3及4)
[0183]
340℃(实施例5)
[0184]
350℃(比较例1)
[0185]
300℃(比较例2)
[0186]
模具温度:90℃
[0187]
注射速度:33mm/sec
[0188]
(薄壁流动性)
[0189]
以下述成形条件，成形出宽度5mm、厚度0.2mm的棒状成形品，测定流动距离。以5次试验中的平均值作为流动距离。将结果示于表1。
[0190]
[成形条件]
[0191]
成形机:住友重机械工业株式会社、se30duz
[0192]
机筒温度:
[0193]
370℃(实施例1～4、比较例3及4)
[0194]
340℃(实施例5)
[0195]
350℃(比较例1)
[0196]
300℃(比较例2)
[0197]
模具温度:80℃
[0198]
注射速度:300mm/sec
[0199]
注射压力:100mpa
[0200]
以下述成形条件将液晶性树脂组合物注射成形，得到如图3所示的离心风扇的风扇叶轮(叶片厚度t:0.2mm、叶片全长l:15mm、叶片个数:45个、风扇叶轮径:46mm)。
[0201]
[成形条件]
[0202]
成形机:住友重机械工业株式会社、se100du
[0203]
机筒温度:
[0204]
370℃(实施例1～4、比较例3及4)
[0205]
340℃(实施例5)
[0206]
350℃(比较例1)
[0207]
300℃(比较例2)
[0208]
模具温度:90℃
[0209]
注射速度:33mm/sec
[0210]
(噪声抑制)
[0211]
将组装有上述中得到的风扇叶轮的离心风扇安装于笔记本电脑内，在无响箱内，使用精密噪声计(rion株式会社制“na-60”)与fft分析仪(株式会社小野测器制“cf5220”)，以下述条件测定噪声。将结果示于表1。
[0212]
转动速率:15,000rpm
[0213]
测定距离:100mm(轴中心上方)
[0214]
转动方向:正向转动
[0215]
[表1]
[0216][0217]
如表1所示，实施例中，振动衰减特性、薄壁流动性、噪声抑制的评价均为良好。因此，确认到本发明的液晶性树脂组合物的振动衰减特性及流动性优异，由该液晶性树脂组合物得到的风扇叶轮的衰减振动特性优异，噪声得到抑制。因此，上述液晶性树脂组合物可以适宜地用于风扇叶轮的制造。

技术特征：
1.一种液晶性树脂组合物，其为风扇叶轮用液晶性树脂组合物，包含(a)液晶性树脂和(b)纤维状填充剂，所述(a)液晶性树脂为熔融时示出光学各向异性的全芳香族聚酯，其含有下述结构单元(i)、(iii)、(iv)和(v)，含有或不含有下述结构单元(ii)，相对于全部结构单元，结构单元(i)的含量为35～75摩尔％，相对于全部结构单元，结构单元(ii)的含量为0～8摩尔％，相对于全部结构单元，结构单元(iii)的含量为4.5～30.5摩尔％，相对于全部结构单元，结构单元(iv)的含量为2～8摩尔％，相对于全部结构单元，结构单元(v)的含量为12.5～32.5摩尔％，相对于全部结构单元，结构单元(i)～(v)的总计含量为100摩尔％，相对于所述液晶性树脂组合物整体，所述(b)纤维状填充剂的含量为5～40质量％，依据jis g0602测定的温度23℃、频率10000hz下的损耗系数为0.05以上，(i)(ii)(iii)(iv)(v)2.根据权利要求1所述的液晶性树脂组合物，其中，所述(a)液晶性树脂为熔融时示出光学各向异性的全芳香族聚酯，其由结构单元(i)、(ii)、(iii)、(iv)和(v)构成，相对于全部结构单元，结构单元(i)的含量为35～75摩尔％，相对于全部结构单元，结构单元(ii)的含量为2～8摩尔％，相对于全部结构单元，结构单元(iii)的含量为4.5～30.5摩尔％，相对于全部结构单元，结构单元(iv)的含量为2～8摩尔％，相对于全部结构单元，结构单元(v)的含量为12.5～32.5摩尔％，相对于全部结构单元，结构单元(i)～(v)的总计含量为100摩尔％，相对于所述液晶性树脂组合物整体，所述(b)纤维状填充剂的含量为5～30质量％。3.根据权利要求1或2所述的液晶性树脂组合物，其中，所述(b)纤维状填充剂为玻璃纤维和/或碳纤维。4.一种风扇叶轮，其由权利要求1～3中任一项所述的液晶性树脂组合物形成。
5.根据权利要求4所述的风扇叶轮，其为叶片全长l(mm)与叶片厚度t(mm)的比率l/t为50以上的离心风扇叶轮。6.一种风扇，其具备权利要求4或5所述的风扇叶轮。

技术总结
本发明的目的在于提供振动衰减特性及流动性优异，可以良好地成形为噪声得到抑制的风扇叶轮的风扇叶轮用液晶性树脂组合物、由前述组合物形成的风扇叶轮、及具备前述风扇叶轮的风扇。本发明的目的通过如下液晶性树脂组合物达成：一种风扇叶轮用液晶性树脂组合物，其包含(A)特定的液晶性树脂和(B)纤维状填充剂，相对于前述液晶性树脂组合物整体，前述(B)纤维状填充剂的含量为5～40质量％，依据JIS G0602测定的温度23℃、频率10000Hz下的损耗系数为0.05以上。0.05以上。0.05以上。


技术研发人员：望月光博 长永昭宏 青藤宏光
受保护的技术使用者：宝理塑料株式会社
技术研发日：2022.01.26
技术公布日：2023/9/26