JP7623474B2 - フルオロポリマー及び液晶ポリマーブレンド - Google Patents

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、２０２０年９月４日付で出願された米国特許仮出願第６３／０７４，６３１号の利益を主張するものであり、その全文が参照により本出願に援用される。

本開示は概して、ポリマーブレンド、ポリマーブレンドを生成する方法、ポリマーブレンドを使用する方法、ポリマーブレンドと併用するための相容化剤組成物、及びポリマーブレンドから製造される物品に関する。

プリント回路基板（ＰＣＢ）は多くの電子部品を一体化した部材である。ＰＣＢは、導電経路で電気部品を物理的に支持しかつ電気部品を接続しており、導電経路は銅のシート層からエッチングしたものであって、非導電基板のシート層の上及び／又はその間に積層されている。ＰＣＢは、リジッドであっても、フレキシブルであっても、リジッドフレキシブルであってもよく、それぞれ熱可塑性又は熱硬化性ポリマー材料で形成された複数の積層体を有する。ＰＣＢの積層体に使用される材料は、その誘電率（Ｄｋ）及び誘電正接（Ｄｆ）の値で分類されることが多い。最も高性能な材料はＤｋ及びＤｆが最も低い。

Ｄｋ値及びＤｆ値が低いことは、自動運転及び第５世代無線通信（５Ｇ）デバイス（例えば、無線周波数部材、パワーアンプ、及びアンテナ）等、様々なエマージング・マーケットで使用される高速デジタル・高周波数ＰＣＢにおいて有用な性質である。誘電正接（Ｄｆ）が低い熱可塑性積層体を高周波数ＰＣＢで使用すると高出力用途に適用でき、信号品質を劣化させてしまうような熱生成エネルギーの損失を低減できる。また、誘電率（Ｄｋ）が低い積層体は、高速デジタルＰＣＢで高速な信号伝播を達成するのに重要である。

一般に、フルオロポリマー（ＦＰ）は耐熱性、耐薬品性、及び非粘着性に優れる。フルオロポリマーは優れた化学的性質を示すが、高性能ＰＣＢ用途で使用される液晶ポリマー（ＬＣＰ）及びポリイミド（ＰＩ）等の特殊材料と比較すると、機械的性質が比較的弱い。また、フルオロポリマーは表面エネルギーが低く熱膨張率（ＣＴＥ）が高いため、これらの材料をＰＣＢ積層体に組み込むのは困難であった。

ＦＰと他のポリマーとの相容性が低いことから、これらをブレンドしようとしても構造の一体性に劣る混合物しか得られなかった。従って、当該分野では、高速・高周波数ＰＣＢ積層体等で使用できる、機械的性質が向上したフッ素含有ポリマー組成物が依然として求められていた。

本開示は、ＬＣＰ又はＦＰより優れた性質によって上記課題に対応するＬＣＰとＦＰとのブレンドを記載する。また、このようなブレンドで使用する相容化剤組成物を記載する。ＬＣＰ／ＦＰブレンドのいくつかの実施形態では、液晶ポリマーに対して機械的性質が大きく向上し、熱膨張率が大きく低減した一方、熱的性質は保持し、電気的性質（特に誘電率及び誘電正接）が向上した熱可塑性アロイを形成する。

第１の態様において、フッ素含有モノマー及び液晶モノマーを含むコポリマーを提供する。

第２の態様において、フッ素含有モノマー及び液晶モノマーのコポリマーを含む相容化剤組成物を提供する。

第３の態様において、フルオロポリマー、液晶ポリマー、及び相容化剤組成物を含むポリマーブレンドであって、前記相容化剤組成物はフッ素化又は非フッ素化モノマー及び液晶モノマーを含むコポリマーを含むポリマーブレンドを提供する。

第４の態様において、相容化剤組成物を生成するプロセスであって、フルオロポリマーを官能基化フッ素化分子及び液晶モノマーと混合してコポリマーを生成する工程、及び完全フッ素化フルオロポリマー、フッ素化分子、及び液晶モノマーを押出機内で混合して相容化剤組成物を生成する工程を有するプロセスを提供する。

第５の態様において、相容化剤組成物を生成するプロセスであって、非フッ素化ポリマーを液晶モノマーと混合してコポリマーを生成する工程、及び上記コポリマーの成分を押出機内で混合して相容化剤組成物を生成する工程を有するプロセスを提供する。

第６の態様において、液晶ポリマー（ＬＣＰ）とフルオロポリマー（ＦＰ）との相容化ブレンドを生成するプロセスであって、上記ＬＣＰ及び上記ＦＰを、フッ素含有分子と液晶モノマーとのコポリマーを含む相容化剤組成物と化合させる工程を有するプロセスを提供する。

第７の態様において、完全フッ素化フルオロポリマーをフッ素化分子、及び液晶モノマーと混合してコポリマーを生成する工程、及びコポリマーブレンドを押出機内で混合して相容化剤組成物を生成する工程を有するプロセスの生成物である相容化剤組成物を提供する。

第８の態様において、非フッ素化フルオロポリマーを液晶モノマーと混合してコポリマーを生成する工程、及び上記コポリマーの成分を押出機内で混合して相容化剤組成物を生成する工程を有するプロセスの生成物である相容化剤組成物を提供する。

第９の態様において、液晶ポリマー（ＬＣＰ）とフルオロポリマー（ＦＰ）との相容化ブレンドであって、上記ＬＣＰ及び上記ＦＰを、フッ素含有分子と液晶モノマーとのコポリマーを含む相容化剤組成物と化合させる工程を有するプロセスの生成物である相容化ブレンドを提供する。

第１０の態様において、上記組成物のいずれかを含む製品を提供する。

上記は、特許請求した主題のいくつかの態様の基本事項を提供するために示した簡便な要約である。本要約は包括的な概略ではない。主要な又は重要な要素を特定したり、あるいは特許請求した主題の範囲を正確に示すことを意図したものではない。後述する詳細な説明への導入として、いくつかの概念を簡略化した形で示すことを唯一の目的とする。

ＦＥＰを含む相容化剤組成物又は反応性ポリマー相容化剤を製造するスキームの一例を表す。 反応性ポリマー相容化剤の一実施形態を１５００倍で撮影した走査型電子顕微鏡写真を表す。 反応性ポリマー相容化剤の一実施形態を２０００倍で撮影した走査型電子顕微鏡写真を表す。 ＦＥＰ、ＬＣＰ、及びＦＥＰとＬＣＰとをブレンドした一実施形態の引張弾性率を表す。 ＦＥＰ、ＬＣＰ、及びＦＥＰとＬＣＰとをブレンドした一実施形態の１００℃における熱膨張率（ＣＴＥ）を表す。 ＦＥＰ、ＬＣＰ、及びＦＥＰとＬＣＰとをブレンドした一実施形態の窒素中損失で測定した熱的安定性を表す。Ｙ軸は５％重量損失が観察された温度である。 ＦＥＰ、ＬＣＰ、及びＦＥＰとＬＣＰとをブレンドした一実施形態のガラス転移点を表す。 ＦＥＰ、ＬＣＰ、及びＦＥＰとＬＣＰとをブレンドした一実施形態の最大曲げ荷重での曲げ応力を表す。なお、ブレンドの最大曲げ荷重は非ブレンドＬＣＰより低い。 ＦＥＰ、ＬＣＰ、及びＦＥＰとＬＣＰとをブレンドした一実施形態の曲げ弾性率を表す。なお、ブレンドの曲げ弾性率は非ブレンドＬＣＰより低い。 ＦＥＰとＬＣＰとをブレンドした実施形態から作製した薄膜の最大引張強度をＦＥＰ単体と比較したものである。 ＦＥＰとＬＣＰとをブレンドした実施形態から作製した薄膜のヤング率をＦＥＰ単体と比較したものである。 ＦＥＰとＬＣＰとをブレンドした実施形態から作製した薄膜の最大曲げ荷重をＦＥＰ単体と比較したものである。 ＦＥＰとＬＣＰとをブレンドした実施形態から作製した薄膜の曲げ弾性率をＦＥＰ単体と比較したものである。 ＦＥＰとＬＣＰとをブレンドした実施形態から作製した薄膜の５つの温度における熱膨張率をＦＥＰ単体と比較したものである。 ＰＦＡを含む反応性ポリマー相容化剤を製造するスキームの一例を表す。 環状オレフィンコポリマーの構造の例を表す。 ある実施形態に係るＬＣＰとＦＰとのブレンドの引張強度を表す。 ある実施形態に係るＬＣＰとＦＰとのブレンドの引張弾性率を表す。 ある実施形態に係るＬＣＰとＦＰとのブレンドの破断伸びを表す。 ある実施形態に係るＬＣＰとＦＰとのブレンドのＣＴＥを表す。 ある実施形態に係るＬＣＰとＦＰとのブレンドの誘電率を表す。 ある実施形態に係るＬＣＰとＦＰとのブレンドの誘電損失を表す。 サンプル９０Ａのペレットの流れ方向を１３００倍で撮影したＳＥＭ写真を表す。 サンプル９２Ｃのペレットの流れ方向を１３００倍で撮影したＳＥＭ写真を表す。 サンプル９２Ｄのペレットの流れ方向を１３００倍で撮影したＳＥＭ写真を表す。 ある実施形態に係るＬＣＰとＦＰとのブレンドの引張強度を表す。 ある実施形態に係るＬＣＰとＦＰとのブレンドの引張弾性率を表す。 ある実施形態に係るＬＣＰとＦＰとのブレンドの破断伸びを表す。 ある実施形態に係るＬＣＰとＦＰとのブレンドのＺ方向における寸法変化を表す。 ある実施形態に係るＬＣＰとＦＰとのブレンドについて、１０～１００℃及び１００～２００℃の温度範囲におけるデータに最もフィットする直線の傾きとして測定した、射出成形部品のＺ方向におけるＣＴＥを表す。 スプリット・キャビティ（ｓｐｌｉｔ ｃａｖｉｔｙ）法で１６ＧＨｚで測定した、ある実施形態に係るＬＣＰとＦＰとのブレンドの誘電率を表す。 スプリット・キャビティ法で１６ＧＨｚで測定した、ある実施形態に係るＬＣＰとＦＰとのブレンドの誘電損失を表す。 ある実施形態に係る引張強度を表す。 ある実施形態に係る引張弾性率を表す。 ある実施形態に係る破断伸びを表す。 ある実施形態に係る曲げ弾性率を表す。 スプリット・キャビティ法で１６ＧＨｚで測定した、ある実施形態に係る誘電率を表す。 スプリット・キャビティ法で１６ＧＨｚで測定した、ある実施形態に係る誘電損失を表す。

Ａ．定義

特に定義されない限り、本明細書中で使用される用語（技術用語及び科学用語を含む）はいずれも、本開示の分野における当業者が通常理解するのと同じ意味を有する。更に、通常使用される辞書で定義される用語等は、明細書の文脈における意味と一致する意味を有するものとして解釈されるべきであり、明細書中で明示的に定義されない限り、理想化された意味や過度に形式張った意味で解釈されるべきではないことを理解されたい。簡潔かつ明確にするため、よく知られた機能や構成は詳述していない。

「約」及び「およそ」という語は、一般に、測定の性質又は精度を考慮した上で、測定した数量について許容される誤差や変動の程度を意味する。典型的な誤差又は変動の程度としては、例えば、所定の数値や数値範囲の２０パーセント（％）以内、好ましくは１０％以内、より好ましくは５％以内、更に好ましくは１％以内である。特に言及されない限り、本明細書中で与えられた数量は近似値である。すなわち、明示されていない場合、「約」又は「およそ」という語が推定される。

本明細書中で使用される専門用語は、具体的な実施形態を説明することのみを目的としており、限定することを意図したものではない。本明細書中、単数形の「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、文脈で明確に提示されない限り、複数形（すなわち、「少なくとも１つ（ａｔ ｌｅａｓｔ ｏｎｅ）」）も包含することを意図している。

本明細書中、「第１」及び「第２」等の語は、さまざまな特徴又は要素を説明するために用いられるが、これらの特徴又は要素はこれらの用語によって限定されるべきものではない。これらの用語は、ある特徴又は要素を別の特徴又は要素と区別するためだけに使用される。したがって、本開示の教示から逸脱することなく、後述する第１の特徴又は要素を第２の特徴又は要素と呼ぶことができるし、同様に、後述する第２の特徴又は要素を第１の特徴又は要素と呼ぶこともできる。

「Ａ及びＢの少なくとも一方」といった語は、「Ａのみ、Ｂのみ、又はＡ及びＢの両方」を意味するものと理解されたい。より長いリスト（例えば、「Ａ、Ｂ、及びＣの少なくとも１つ」）についても同じ解釈が適用される。

「から本質的に構成されている」という語は、特許請求の対象が、記載された要素に加えて、本開示で記載したような意図された目的に対する特許請求の対象の実用可能性に悪影響を与えない他の要素（工程、構造、成分、部材等）を含んでいてもよいことを意味する。本用語は、そのような他の要素が他の何らかの目的に対して特許請求の対象の運用性を向上させ得るものであったとしても、本開示で記載したような意図された目的に対する特許請求の対象の運用性に悪影響を与えるようなものであれば当該他の要素を除外するものである。

いくつかの箇所で、これらに限定はされないが測定方法等の標準的な方法を参照している。このような標準は時々改定されるものであり、明示的に記載されない限り、本開示におけるこのような標準への参照は、出願時点の直近で発行された標準を参照するものと解釈されることを理解されたい。

本発明の開示した実施形態における所定の要素は、単一の構造、単一の工程、又は単一の物質等において実施できることが理解できるであろう。同様に、開示した実施形態における所定の要素は、複数の構造、工程、又は物質等で実施できる。

Ｂ．反応性ポリマー相容化剤コポリマー

ＦＰとＬＣＰとのブレンドを生成しやすくするコポリマーを説明する。このようなコポリマーは反応性ポリマー相容化剤（ＲＰＣ）ともいう。ＲＰＣは少なくとも２種のモノマーを含む。いくつかの実施形態において、これらのモノマーは、フッ素化分子及び非フッ素化モノマーという異なる種類のモノマーで構成されている。

いくつかの実施形態において、ＲＰＣは官能基化フルオロポリマーと非フッ素化モノマーとを押出機内で混合して生成できる。官能基はＲＰＣコポリマーを重合しやすくする。通常、官能基は酸素及び／又は窒素を有する部分である。重合を促進するのに有用な官能基としては、カルボキシル、ヒドロキシ、エポキシ、アミン、カルボキシルエステル、エステル、及びＣＯＦ等が挙げられる。

官能基化フルオロポリマーは複数の官能基化モノマーを含む。所定の官能基化モノマーは２つ以上の官能基を有していてもよく、それらは同じであっても異なっていてもよい。例えば、モノマーは２つのカルボキシル部分を含んでいてもよい。ＲＰＣコポリマーの更に別の実施形態において、フッ素含有モノマーは、カルボキシル及びヒドロキシ、カルボキシル及びエポキシ、カルボキシル及びアミン、カルボキシル及びカルボキシルエステル、カルボキシル及びエステル、並びにカルボキシル及びＣＯＦを含んでいてもよい。ＲＰＣコポリマーの更に別の実施形態において、フッ素含有モノマーは、ヒドロキシ及びエポキシ、ヒドロキシ及びアミン、ヒドロキシ及びカルボキシルエステル、ヒドロキシ及びエステル、並びにヒドロキシ及びＣＯＦを含んでいてもよい。ＲＰＣコポリマーの更に別の実施形態において、フッ素含有モノマーは、エポキシ及びアミン、エポキシ及びカルボキシルエステル、エポキシ及びエステル、並びにエポキシ及びＣＯＦを含んでいてもよい。ＲＰＣコポリマーの更に別の実施形態において、フッ素含有モノマーは、アミン及びカルボキシルエステル、アミン及びエステル、並びにアミン及びＣＯＦを含んでいてもよい。ＲＰＣコポリマーの更に別の実施形態において、フッ素含有モノマーは、カルボキシルエステル及びエステル、並びにカルボキシルエステル及びＣＯＦを含んでいてもよい。ＲＰＣコポリマーの更に別の実施形態において、フッ素含有モノマーは、エステル及びＣＯＦを含んでいてもよい。好ましい一実施形態において、フッ素含有モノマーは２つの官能基を有する。フッ素含有モノマーの更に別の実施形態は１～６個の官能基を有していてもよい。フッ素含有モノマーの具体的な実施形態は１、２、３、４、５、又は６個の官能基を有している。

いくつかの実施形態において、フッ素含有分子は、１つ又は複数の官能基を除いて完全にフッ素化している（すなわち、フッ素及び炭素で構成されている）。フッ素含有モノマーのいくつかの実施形態は、当該官能基を除いて、フッ素で飽和した炭素で構成されている。他の実施形態では、１つ又は複数の二重結合又は三重結合が存在していてもよい。好適なフルオロポリマー分子の具体例としては、フッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、官能基化ＦＥＰ、パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）、官能基化ＰＦＡ、テトラフルオロエチレン－パーフルオロアルキルビニルエーテルコポリマー、官能基化テトラフルオロエチレン－パーフルオロアルキルビニルエーテルコポリマー、エチレン－テトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、官能基化ＥＴＦＥ、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、及び官能基化ＰＣＴＦＥ等が挙げられる。一実施形態において、フッ素化分子は以下に示す構造等のジカルボキシＦＥＰである。

式中、ｍ及びｎは少なくとも１である。別の実施形態において、フッ素化分子は、以下に示す構造等のジカルボキシテトラエチレン－パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）コポリマーである。

式中、ｍ及びｎは少なくとも１である。

いくつかの実施形態において、非フッ素化モノマーは液晶ポリマーのモノマーである。このとき、液晶ポリマーのモノマーは、当該分野で知られている任意の液晶ポリマーの任意のモノマーであってもよいし、少なくとも２つの官能基を有する芳香族化合物であってもよい。芳香族化合物は、単環芳香族化合物であっても多環芳香族化合物であってもよい。非フッ素化モノマーの具体的な実施形態は、単環芳香族化合物又は二環芳香族化合物である。以下に好適な液晶モノマーの例を示すが、これらに限定されない。

液晶モノマーの更に別の実施形態において、モノマーは、ポリパラフェニレンテレフタルアミド（ＫＥＶＬＡＲ（登録商標））等の具体的なＬＣＰのモノマーである。液晶モノマーがＫＥＶＬＡＲ（登録商標）のモノマーである実施形態において、ＲＰＣコポリマーは、１，４－フェニレン－ジアミン（パラ－フェニレンジアミン）及びテレフタロイルクロリドというモノマーの一方又は両方を含んでいてもよい。コポリマーの別の実施形態は、以下の構造を有する芳香族ポリエステルＬＣＰであるＶＥＣＴＲＡＮのモノマーを含んでいてもよい。

式中、ｘ及びｙは少なくとも１である。このような実施形態において、ＲＰＣコポリマーは、４－ヒドロキシ安息香酸及び６－ヒドロキシナフタレン－２－カルボン酸というモノマーの一方又は両方を含んでいてもよい。上記した非フッ素化モノマーは、任意の組み合わせで存在できる。ＲＰＣコポリマーは、複数種の非フッ素化モノマー又はＬＣＰモノマーを含んでいてもよい。コポリマーの各種実施形態は、１～１２種の非フッ素化モノマー又はＬＣＰモノマーを含んでいてもよい。ＲＰＣコポリマーの具体的な実施形態は、１種の非フッ素化モノマー又は２種のフッ素化モノマーを含んでいる。いくつかの実施形態において、ＲＰＣコポリマーは、ＬＣＰ／ＦＰブレンド中のＬＣＰと同じ種類の液晶モノマーを含んでいる。

更に別の実施形態において、ＲＰＣコポリマーは、フッ素化分子、非フッ素化モノマー、及び結合分子という３種の分子を含んでいる。結合分子はその分子柔軟性で選択される。結合分子は、脂肪族鎖又はエーテル官能基を含むことで分子柔軟性を有していてもよい。いくつかの実施形態において、結合分子はポリマーゴムに由来する。いくつかの実施形態において、結合分子は、アミン、カルボン酸、エステル、又は無水物等の反応性官能基を含んでいる。いくつかの実施形態において、結合分子は、少なくとも２つの反応性官能基を含んでいる。ＲＰＣコポリマーのいくつかの実施形態において、非フッ素化モノマーは、本明細書中で記載したＬＣＰモノマー種から選択してもよい。

いくつかの実施形態において、ＲＰＣコポリマーは非フッ素化部分のみを含む。これらの実施形態において、コポリマー中には２種、３種、又はそれ以上の種類の非フッ素化分子が存在する。開示した実施形態において、これらの種類のモノマーのうち１つは上で記載したＬＣＰモノマーである。いくつかの実施形態では、分子柔軟性を有する結合部分を含む分子を使用してもよい。いくつかの実施形態では、非フッ素化モノマーを官能基化して、アミン、無水物、カルボン酸、又はヒドロキシ等の反応性官能基をポリマーに付加している。いくつかの実施形態において、非フッ素化ポリマー上の官能基は、柔軟な結合分子上にある官能基と容易に反応するよう選択される。

ＲＰＣコポリマーのいくつかの実施形態において、フッ素含有分子は、非フッ素化分子と比較して所定の質量比で存在することになる。例えば、フッ素含有分子が非フッ素化分子と同じ質量濃度で存在する場合、非フッ素化分子に対するフッ素含有分子の比は１：１である。コポリマーのいくつかの実施形態では、非フッ素化分子に対するフッ素含有分子の比が１：１０～１０：１である。ＲＰＣコポリマーの更に別の実施形態だと、上記比は１：１０～３：１、１：１０～１：１、１：１０～１：３、１：３～１：１、１：３～３：１、１：３～１０：１、１：１～３：１、１：１～１０：１、又は３：１～１０：１である。ＲＰＣコポリマーの具体的な実施形態だと、非フッ素化分子に対するフッ素含有分子の比は１：１０、１：３、１：１、３：１、及び１０：１である。ここで、「フッ素含有分子」は、コポリマーのフッ素含有分子部を共に構成する複数種のフッ素含有分子を指すことができる。同様に、ここでの「非フッ素化分子」は、コポリマーの非フッ素化分子部を共に構成する複数種の非フッ素化分子を指すことができる。

Ｃ．相容化剤組成物

ＬＣＰ及びＦＰを相容化するのに有用な相容化剤組成物を説明する。この組成物は、上記したＲＰＣコポリマーを含む。

好ましい一実施形態において、相容化剤組成物は、所定量のフルオロポリマーを含む相容化剤ブレンドである。フルオロポリマーは、（以下で詳述する）最終的なＦＰ／ＬＣＰブレンド中におけるフルオロポリマーの特性に基づいて選択できる。相容化剤ブレンドのいくつかの実施形態において、フルオロポリマーは最終的なＦＰ／ＬＣＰブレンド中のフルオロポリマーと同じ化合物である。相容化剤ブレンド中のフルオロポリマーは、部分的にフッ素化していても完全にフッ素化していてもよい。好ましい一実施形態では完全にフッ素化している。いくつかのそのような実施形態において、相容化剤ブレンド中のフルオロポリマーは、官能基を有していないことで、ＲＰＣコポリマーの生成中に重合反応に関与しないようになっている。ここで、「官能基」とは、ＲＰＣコポリマーのフッ素化分子に関して上記したのと同じ部分をいう。相容化剤ブレンドにおける好適な非官能基化フルオロポリマーの具体例としては、ＦＥＰ、ＰＦＡ、ＥＴＦＥ、ＰＴＦＥ、ＰＶＦ、ＰＶＤＦ、ＰＣＴＦＥ、ＥＣＴＦＥ、ＦＦＰＭ／ＦＦＫＭ、ＦＰＭ／ＦＫＭ、ＦＥＰＭ、ＰＦＰＥ、ＰＦＳＡ、及びこれらの２種以上の組み合わせが挙げられる。具体的な一実施形態において、非官能基化フルオロポリマーはＦＥＰである。更に具体的な一実施形態において、非官能基化フルオロポリマーはＰＦＡである。

小分子相容化剤を相容化剤組成物に添加してもよいが、ＬＣＰ／ＦＰブレンドのいくつかの実施形態では、相容化剤組成物を調製してから小分子相容化剤をブレンドに添加することになる。各種の小分子相容化剤を使用でき、例えば、ビス（オキサゾリン）化合物、カルボニルジイミダゾール化合物、及びエポキシ化合物等が挙げられるが、これらに限定されない。好ましい一実施形態において、小分子相容化剤は１，１’－カルボニルジイミダゾールである。別の好ましい一実施形態において、小分子相容化剤は１，３－フェニレン－ビス－オキサゾリンである。他の好適な小分子相容化剤を以下に示す。

小分子相容化剤は様々な濃度で存在できる。モノマー、フルオロポリマー、ＲＰＣ相容化剤、及び小分子相容化剤の質量パーセントとして測定した場合、小分子相容化剤は、ＦＰ／ＬＣＰブレンド中に０．０１～５．０％、０．０２～４．５％、０．０３～４．０％、０．０５～３．５％、０．０７～３．０％、０．１～２．５％、０．３～２．０％、０．５～１．５％、０．８～１．２％、及び１％で存在できる。

相容化剤組成物は様々な手法で調製できる。相容化剤組成物の生成方法であって、完全フッ素化フルオロポリマーを、反応基を有するフッ素化分子及び液晶モノマーと混合してＲＰＣコポリマーを生成する工程、及び当該コポリマーを押出機中で混合して相容化剤組成物を生成する工程を有する方法を説明する。フッ素化モノマーと液晶モノマーとの重合は、このようなプロセスの押出し中に発生する。ＲＰＣコポリマーのいくつかの実施形態は、後で使用するために保存しておくのに好適であるが、上記プロセスのいくつかの実施形態において、ＲＰＣコポリマーブレンドは、生成直後にＬＣＰ及びＦＰの混合物へ添加する。

ＲＰＣコポリマーは、１種以上の官能基化フッ素化モノマー及び１種以上のＬＣＰモノマーを含んでいてもよい。これらは、ＬＣＰ／ＦＰ ＲＰＣへ組み込むのに好適なものとして上記したモノマー又は分子であってもよい。いくつかの実施形態において、これらのモノマー又は分子は、ＲＰＣコポリマーで上記した相対量で存在していてもよい。

Ｄ．ポリマーブレンド

上記したＲＰＣコポリマー及び相容化剤のいくつかの実施形態は、ＬＣＰとＦＰとの相容化ブレンドにおいて有用である。こうして生成したポリマーブレンドの多くは、（純粋ＦＰと同様の）良好な耐薬品性と併せて、（純粋ＬＣＰと同様の）良好な機械的性質を有する。ブレンドで使用できる各種ＦＰとしては、ＦＥＰ、ＰＦＡ、ＥＴＦＥ、ＰＴＦＥ、ＰＶＦ、ＰＶＤＦ、ＰＣＴＦＥ、ＥＣＴＦＥ、ＦＦＰＭ／ＦＦＫＭ、ＦＰＭ／ＦＫＭ、ＦＥＰＭ、ＰＦＰＥ、ＰＦＳＡ、及びこれらの２種以上の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。具体的な一実施形態において、ＦＰはＦＥＰである。更に具体的な一実施形態において、ＦＰはＰＦＡである。ブレンドで使用できる各種ＬＣＰとしては、ポリパラフェニレンテレフタルアミド（ＫＥＶＬＡＲ（登録商標））及びＬＣＰ ＶＥＣＴＲＡＮが挙げられる。更に好適なＬＣＰは、６－ヒドロキシ－２－ナフトエ酸、４－ヒドロキシ安息香酸、アミノ安息香酸、アミノフェノール、テレフタル酸、及びイソテレフタル酸のポリマーであってもよい。更に好適なＬＣＰは、６－ヒドロキシ－２－ナフトエ酸、４－ヒドロキシ安息香酸、アミノ安息香酸、アミノフェノール、テレフタル酸、及びイソテレフタル酸の１種以上のコポリマーであってもよい。ＬＣＰ又はＦＰは、ランダムコポリマー、ホモポリマー、ブロックコポリマー、交互コポリマー、及びグラフトコポリマーから独立に選択できる。具体的な一実施形態において、ＬＣＰは６－ヒドロキシ－２－ナフトエ酸と４－ヒドロキシ安息香酸とのコポリマーである。

下記の実施例で説明する通り、ＦＰをＬＣＰに対して様々な相対的割合で使用することで、好適な性質が得られる。ポリマーブレンドのいくつかの実施形態では、ＬＣＰに対するＦＰの比が質量比で２５：７５以下である。ポリマーブレンドの別の実施形態では、ＦＰ：ＬＣＰ比が質量比で２０：８０以下である。ポリマーブレンドの別の実施形態では、ＦＰ：ＬＣＰ比が質量比で１５：８５以下である。ポリマーブレンドの別の実施形態では、ＦＰ：ＬＣＰ比が質量比で１０：９０以下である。ポリマーブレンドの更に別の実施形態では、ＦＰ：ＬＣＰ比が質量比で５：９５以下である。ポリマーブレンドの更に別の実施形態では、ＦＰ：ＬＣＰ比が１：２０～１：４である。ポリマーブレンドの更に別の実施形態では、ＦＰ：ＬＣＰ比が１：１０～１：５である。ポリマーブレンドの更に別の実施形態では、ＦＰ：ＬＣＰ比が１：１０～１：５である。ポリマーブレンドのいくつかの実施形態では、ＬＣＰに対するＦＰの比が質量比で７５：２５以下である。ポリマーブレンドの別の実施形態では、ＦＰ：ＬＣＰ比が質量比で８０：２０以下である。ポリマーブレンドの別の実施形態では、ＦＰ：ＬＣＰ比が質量比で８５：１５以下である。ポリマーブレンドの別の実施形態では、ＦＰ：ＬＣＰ比が質量比で９０：１０以下である。ポリマーブレンドの更に別の実施形態では、ＦＰ：ＬＣＰ比が質量比で５：９５以下である。ポリマーブレンドの更に別の実施形態では、ＦＰ：ＬＣＰ比が２０：１～４：１である。ポリマーブレンドの更に別の実施形態では、ＦＰ：ＬＣＰ比が１０：１～５：１である。

ポリマーブレンドは上記したいずれかのＲＰＣコポリマーを含んでいてもよい。ポリマーブレンドのいくつかの実施形態において、ＲＰＣコポリマーは相容化剤組成物の一部である。相容化剤組成物は、上記したいずれかであってもよい。相容化剤は、ポリマーブレンド中でＬＣＰをＦＰと相容化させるのに効果的な量で存在していてもよい。例えば、相容化剤はポリマーブレンドの３０質量％以下で存在していてもよい。別の例において、相容化剤はポリマーブレンドの２０質量％以下で存在していてもよい。別の例において、相容化剤はポリマーブレンドの１５質量％以下で存在していてもよい。いくつかの実施形態において、相容化剤はポリマーブレンドの１～３０質量％で存在していてもよい。いくつかの実施形態において、相容化剤はポリマーブレンドの２．５～２５質量％で存在していてもよい。いくつかの実施形態において、相容化剤はポリマーブレンドの５～１５質量％で存在していてもよい。

下記の実施例で部分的に記載する通り、ポリマーブレンドは様々な物理的特性を示す。ポリマーブレンドのいくつかの実施形態は連続相を示し、フィブリル化の形態は示さない。ポリマーブレンドのいくつかの好ましい実施形態はヤング率が高い。ポリマーブレンドの実施形態は、ヤング率が少なくとも２２０、４００、５００、６００、７００、又は９００ＭＰａであってもよい。ポリマーブレンドの好ましい実施形態のヤング率は、ポリマーブレンド中の１種以上のフルオロポリマーの純粋組成物よりも高い。ポリマーブレンドの具体的な好ましい実施形態のヤング率は、ポリマーブレンド中の１種以上のフルオロポリマーの純粋組成物の少なくとも２００％である。

下記の実施例で部分的に記載する通り、ポリマーブレンドのいくつかの実施形態は良好な最大引張強度を示す。ポリマーブレンドの実施形態は、引張強度が少なくとも２０、３０、３５、３８、又は４０ＭＰａであってもよい。好ましい一実施形態において、ポリマーブレンドの最大引張強度は、フルオロポリマーの純粋組成物より大きい。

ポリマーブレンドのいくつかの実施形態は高い伸び（破断伸び％）を示す。ポリマーブレンドのいくつかの実施形態は、伸びが少なくとも３％である。ポリマーブレンドの別の実施形態は、伸びが少なくとも５％である。ポリマーブレンドの別の実施形態は、伸びが少なくとも８％である。ポリマーブレンドの別の実施形態は、伸びが少なくとも７０％である。ポリマーブレンドの別の実施形態は、伸びが少なくとも７４％である。好ましい一実施形態において、ポリマーブレンドの伸びは、フルオロポリマーの純粋組成物と少なくとも同じである。

ポリマーブレンドのいくつかの実施形態は低い熱膨張率（ＣＴＥ）を示す。ポリマーブレンドのいくつかの実施形態は、約８０℃におけるＣＴＥが１８０、１００、９７、又は９５ｐｐｍ／℃以下である。好ましい一実施形態において、ポリマーブレンドの８０℃におけるＣＴＥは、ポリマーブレンド中の少なくとも１種のフルオロポリマーの純粋組成物より低い。ポリマーブレンドのいくつかの実施形態は、約１００℃におけるＣＴＥが２００、１９５、又は９５ｐｐｍ／℃以下である。好ましい一実施形態において、ポリマーブレンドの約１００℃におけるＣＴＥは、ポリマーブレンド中の少なくとも１種のフルオロポリマーの純粋組成物より低い。ポリマーブレンドのいくつかの実施形態は、１２０℃におけるＣＴＥが約２００又は１５０ｐｐｍ／℃以下である。好ましい一実施形態において、ポリマーブレンドの約１２０℃におけるＣＴＥは、ポリマーブレンド中の少なくとも１種のフルオロポリマーの純粋組成物より低い。ポリマーブレンドのいくつかの実施形態は、１８０℃におけるＣＴＥが２００ｐｐｍ／℃以下である。好ましい一実施形態において、ポリマーブレンドの約１８０℃におけるＣＴＥは、ポリマーブレンド中の少なくとも１種のフルオロポリマーの純粋組成物より低い。具体的な好ましい一実施形態において、ポリマーブレンドの８０、１００、１２０、１５０、及び１８０℃における熱膨張率は、ポリマーブレンド中の少なくとも１種のフルオロポリマーの純粋組成物より低い。別の具体的な一実施形態において、ポリマーブレンドはヤング率が少なくとも５００ＭＰａであり、破断伸びが少なくとも７０％であり、約１００℃における熱膨張率が１００ｐｐｍ／℃である。

ポリマーブレンドのいくつかの実施形態は高い５％重量損失温度を示す。ポリマーブレンドのいくつかの実施形態は、Ｎ_２中５％重量損失温度が４８０℃より高い。ポリマーブレンドの好ましい一実施形態のＮ_２中５％重量損失温度は、ブレンド中の少なくとも１種のフルオロポリマーの純粋組成物と同じかそれより低い。

ポリマーブレンドの実施形態は低いガラス転移点を示す。ポリマーブレンドのいくつかの実施形態は、ガラス転移点が１００℃未満である。ポリマーブレンドの好ましい一実施形態のガラス転移点は、ポリマーブレンド中の少なくとも１種のフルオロポリマーの純粋組成物と同じである。

ポリマーブレンドの実施形態は良好な曲げ荷重特性を示す。ポリマーブレンドのいくつかの実施形態の最大曲げ荷重における曲げ応力は、ブレンド中の少なくとも１種のフルオロポリマーの純粋組成物と略同じである。ポリマーブレンドの別の実施形態は、曲げ弾性率が６００ＭＰａより高い。ポリマーブレンドの別の実施形態は、曲げ弾性率が１０００ＭＰａより高い。ポリマーブレンドの別の実施形態の曲げ弾性率は、ブレンド中の少なくとも１種の純粋フルオロポリマーに対して少なくとも１２０％である。ポリマーブレンドの更に別の実施形態の曲げ弾性率は、ブレンド中の少なくとも１種の純粋フルオロポリマーに対して少なくとも２００％である。ポリマーブレンドのいくつかの実施形態の曲げ弾性率は、ブレンド中の少なくとも１種の純粋フルオロポリマーに対して少なくとも８００％、少なくとも１０００％、少なくとも１２００％、又は少なくとも１４００％である。

ポリマーブレンドの実施形態を観察したところ、電子部品用途で使用するのに特に好適な誘電性を有していた。ポリマーブレンドのいくつかの実施形態は、１０ＧＨｚにおける誘電率が２～３である。ポリマーブレンドの別の実施形態は、１０ＧＨｚにおける誘電率が約２．１である。ポリマーブレンドの実施形態を観察したところ、誘電損失も低かった。ポリマーブレンドのいくつかの実施形態は、１０ＧＨｚにおける誘電損失が０．００５０未満であってもよい。ポリマーブレンドの別の実施形態は、１０ＧＨｚにおける誘電損失が０．０００３～０．００５０であってもよい。ポリマーブレンドの更に別の実施形態は、１０ＧＨｚにおける誘電損失が０．００１０であってもよい。ポリマーブレンドの好ましい一実施形態の１０ＧＨｚにおける誘電損失は、ブレンド中の少なくとも１種のＬＣＰの純粋組成物より低い。ポリマーブレンドの別の好ましい一実施形態の１０ＧＨｚにおける誘電損失は、ブレンド中の少なくとも１種のＬＣＰの純粋組成物の２０％である。

ポリマーブレンドの各種実施形態を用いて、多くの種類の製造品を製造できる。このような物品としては、ポリマーブレンドを含む押出し繊維が挙げられる。このような押出し繊維の実施形態は、ポリマーブレンドを５０質量％超、少なくとも７５質量％、少なくとも８０質量％、少なくとも８５質量％、少なくとも９０質量％、少なくとも９５質量％、少なくとも９６質量％、少なくとも９７質量％、少なくとも９８質量％、少なくとも９９質量％、又は１００質量％含んでいてもよい。また、ポリマーの用途として薄膜も見出された。このような薄膜の実施形態は、ポリマーブレンドを５０質量％超、少なくとも７５質量％、少なくとも８０質量％、少なくとも８５質量％、少なくとも９０質量％、少なくとも９５質量％、少なくとも９６質量％、少なくとも９７質量％、少なくとも９８質量％、少なくとも９９質量％、又は１００質量％含んでいてもよい。別の製造品としては、通信ケーブル用絶縁材、プリント回路基板、テープ、自動車用ツイストペア高速ケーブル、高温キャパシタ用薄膜、ダウンホール石油・ガス掘削用コーティング、３Ｄプリント製品用繊維、織布又は不織布ろ過基材用単繊維又は多繊維、プロトン交換膜及びプリント回路基板、プリント回路基板用の１～１０００ミクロン薄膜基板、ダウンホールケーブル用の電線及びケーブル、電気絶縁用テープ被覆材、テープ用無機フィラー（水酸化アルミニウム、セラミックガラス、ＳｉＯ_２、フルオロシリケートガラス）、熱伝導添加剤、電線及びケーブル用発泡材、これらのいずれかを有する自動車、これらのいずれかを有する電気自動車、並びにこれらのいずれかを有する飛行機が挙げられる。

１．実施例１：ＦＥＰ／ＬＣＰ反応性ポリマー相容化剤の調製
本実施例１で記載するＦＥＰ／ＬＣＰ ＲＰＣを作製するため、完全フッ素化ＦＥＰ、カルボキシル化ＦＥＰ、６－ヒドロキシ－２－ナフトエ酸、及び４－ヒドロキシ安息香酸を１つの袋に全て加えて均一に混合した。ＲＰＣで使用した各物質の量を表１に示す。ＬＣＰモノマーである６－ヒドロキシ－２－ナフトエ酸及び４－ヒドロキシ安息香酸の両方を１：１モル当量で添加し、いずれの配合でも総量は５質量％であった。サンプル２～５中、カルボキシル化ＦＥＰはサンプル毎に１０～７５質量％で変化させた。

サンプルを完全に混合したら、混合物を４．０～６．０ｋｇ／ｈｒで二軸押出機（Ｌｅｉｓｔｒｉｔｚ社製 ＺＳＥ １８ ＨＰ）に供給した。サンプル１の場合、ゾーン１～８を３１０℃～３４０℃に加熱した。サンプル２～５の場合、ゾーン１～８を３００℃～３１０℃に加熱して、熱による劣化を抑制した。スクリュー速度は２５０ｒｐｍの一定に保持した。いずれのＲＰＣサンプルも茶色のペレットとして得られた。

図１は、ＦＥＰ／ＬＣＰ ＲＰＣを製造するスキームの一例を表す。図１に表す通り、ＦＥＰ／ＬＣＰ ＲＰＣは二軸押出機内での重縮合により調製される。段階成長重縮合は押出機の熱で進行し、完全フッ素化ＦＥＰ及び／又はカルボキシル化ＦＥＰから生成されたＨＦはルイス酸として作用して反応を進行させる。芳香族モノマーである６－ヒドロキシ－２－ナフトエ酸及び４－ヒドロキシ安息香酸は、完全フッ素化ＦＥＰとＬＣＰとの界面張力を低減させるのに有効である。６－ヒドロキシ－２－ナフトエ酸及び４－ヒドロキシ安息香酸がＡ－Ｂ型官能性モノマーであることから、いずれのモノマーもサンプル分子構造の他の分子又は他のモノマーと重合できる。対応するランダムコポリマー、モノマー、及びオリゴマーが、カルボキシル化ＦＥＰの末端基とのみ反応して、ＡＢ又はＡＢＡ型ランダムブロックコポリマーを生成できる。

ＦＥＰ／ＬＣＰ ＲＰＣの全てのサンプルを押し出したら、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）でサンプル１（Ｏｌｉｇｏ－ＬＣＰ１）及びサンプル５（７５％ＥＧ－Ｏｌｉｇｏ－ＬＣＰ５）の形態を比較した。これら２つのサンプルは、カルボキシル化ＦＥＰの含有量が異なることから比較対象として選択した。ＳＥＭ画像はＪｏｅｌ ＪＳＭ－６０１０Ｐｌｕｓ ＳＥＭで得た。サンプルの断面を用意し、作動距離１０ｍｍ及び５ｋＶで画像化した。いずれの画像も１．０ｋ～２．０ｋで撮影した。

図２は、サンプル１（Ｏｌｉｇｏ－ＬＣＰ１）を１５００倍で撮影したＳＥＭ画像である。図２の画像からフィブリル形態が存在することが分かる。図３は、サンプル５（７５％ＥＧ－Ｏｌｉｇｏ－ＬＣＰ５）を２０００倍で撮影したＳＥＭ画像である。図３の画像から、サンプル全体に連続層があり、フィブリル化形態は存在しないことが分かる。これは、サンプル５（７５％ＥＧ－Ｏｌｉｇｏ－ＬＣＰ５）がＡＢ及びＡＢＡ連続ブロックコポリマーであることを示している。

２．実施例２：ＦＥＰ／ＬＣＰ相容化ブレンドの調製
ＦＥＰ／ＬＣＰ ＲＰＣサンプルを作製したあと、二軸押出機内でブロックコポリマーをＶｅｃｔｒａ ＬＣＰ Ａ９５０、７５％ＥＧ－Ｏｌｉｇｏ－ＬＣＰ５、完全フッ素化ＦＥＰ、及び１，１’－カルボニルジイミダゾール（ＣＤＩ）とブレンドした。各種サンプルで使用した各成分の量を以下の表２に示す。

いずれのサンプルでも、７５％ＥＧ－Ｏｌｉｇｏ－ＬＣＰ４成分は、Ｖｅｃｔｒａ ＬＣＰ Ａ９５０と完全フッ素化ＦＥＰとの界面張力を低減し、かつＶｅｃｔｒａ ＬＣＰ Ａ９５０と完全フッ素化ＦＥＰとの分子接着を増大させることで相容化剤として作用し、均質なブレンドを生成した。ブロックコポリマーを用いてＶｅｃｔｒａ ＬＣＰ Ａ９５０と完全フッ素化ＦＥＰとの相溶性が増大することに加え、これらの配合ではＣＤＩを反応性相容化剤として採用した。アルコール末端基と反応して新たなエステル結合を形成できるとともに、カルボン酸末端基と反応して新たな無水結合を形成できるからである。

３．実施例３：ＦＥＰ／ＬＣＰ相容化ブレンドの機械的性質及び熱的性質
サンプル６～９及びＴＰＬ４０００（上記表２）の機械的性質及び熱的性質を試験し、完全フッ素化ＦＥＰ及びＶｅｃｔｒａ ＬＣＰ Ａ９５０と比較した。サンプルを住友社製ＳＥ７５ＤＵ射出成形機に自重供給した。供給ゾーンを４９℃で保持した。ゾーン１～５を３０４℃～３２７℃に加熱した。充填時間は５．００秒とし、充填圧力は１０．００ｋｐｓｉとした。スクリューは、０．２インチ／秒の速度で０．３インチ引き戻した。サンプルを引張試験用のＡＳＴＭ Ｄ６３８ Ｖ型、動的機械分析（ＤＭＡ）用のＡＳＴＭ Ｄ７９０曲げバー、及び熱機械分析（ＴＭＡ）試験用の６１ｍｍ×６１ｍｍプレートに成形した。

引張試験は、ＡＳＴＭ Ｄ６３８に従い、Ｖ型引張りバー及びＩｎｓｔｒｏｎ社製３３６５式装置を用いて完了させた。いずれのサンプルも１０ｍｍ／ｍｉｎで破断するまで引っ張った。Ｉｎｓｔｒｏｎコンピュータプログラムを用いて、ヤング率（引張弾性率としても知られている）、引張強度、及び伸びを算出した。引張試験の結果を以下の表３に示す。データは４本の引張りバーの平均で表す。

表３から分かる通り、大半のサンプルは、ヤング率（ＹＭ）が完全フッ素化ＦＥＰのヤング率（ＹＭ）と比較して少なくとも２～３倍に増加していることが分かった。また、サンプルは完全フッ素化ＦＥＰと比較して最大引張応力が上昇していた。Ｖｅｃｔｒａ ＬＣＰ Ａ９５０の剛性により、いずれのサンプルも完全フッ素化ＦＥＰと比較して伸びが低下していた。ＣＴＥ値に関しては、８０℃及び１００℃の両方で試験サンプルのＣＴＥ値が完全フッ素化ＦＥＰより低かった。１００℃では、サンプル７～９及びＴＰＬ４００のＣＴＥ値が完全フッ素化ＦＥＰ又はＶｅｃｔｒａ ＬＣＰ Ａ９５０のいずれかより低かった。

サンプル７及び８並びにＴＰＬ４０００については、曲げ弾性率、最大曲げ荷重、及び曲げ応力を算出する試験も実施した。３点曲げ試験はいずれも、ＡＳＴＭ Ｄ７９０－０３に従い、校正済みＩｎｓｔｒｏｎ試験機及びＡＳＴＭ Ｄ７９０射出成形曲げバーを用いて実施した。Ｉｎｓｔｒｏｎ試験機内で５０ｍｍ離して配置した２本の金属ローラー上にサンプルを配置した。ロッドを用いて１．３５ｍｍ／ｍｉｎで負荷をかけた。Ｉｎｓｔｒｏｎコンピュータプログラムを用いて、弾性率、最大曲げ荷重、及び最大曲げ荷重での曲げ応力を算出した。これらの試験結果を以下の表４に示す。いずれのデータも１本の曲げバーの値で表す。

更に、サンプル７及び８については、熱膨張率（ＣＴＥ）を算出する試験も実施した。ＣＴＥは、６１ｍｍ×６１ｍｍ射出成形プレートから切り出した２．０～３．０μｍサンプルを用いてＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製ＴＭＡ Ｑ４００で測定した。ミツトヨ社製２９３型マイクロメーターを用いてサンプルの初期寸法を測定した。本実施例３のいずれのサンプルも以下の方法で測定した。
１．Ｆｏｒｃｅ ０．１００Ｎ
２．Ｅｑｕｉｌｉｂｒａｔｅ ａｔ ４５．００℃
３．Ｍａｒｋ ｅｎｄ ｏｆ ｃｙｃｌｅ ０
４．Ｒａｍｐ １０．００℃／ｍｉｎ ｔｏ １００．００℃
５．Ｉｓｏｔｈｅｒｍａｌ ｆｏｒ ５．００ｍｉｎ
６．Ｍａｒｋ ｅｎｄ ｏｆ ｃｙｃｌｅ １
７．Ｒａｍｐ １０．００℃／ｍｉｎ ｔｏ ５５．００℃
８．Ｍａｒｋ ｅｎｄ ｏｆ ｃｙｃｌｅ ２
９．Ｒａｍｐ ５．００℃／ｍｉｎ ｔｏ １９０．００℃
１０．Ｍａｒｋ ｅｎｄ ｏｆ ｃｙｃｌｅ ３
１１．Ｊｕｍｐ ｔｏ ３０．００℃
１２．Ｅｎｄ ｏｆ ｍｅｔｈｏｄ
ＣＴＥ（α）は下記式を用いて算出した。

式中、Ｌ_０は２５℃での初期サンプル高さを表す。ΔＬはミクロンによる長さ変化（μｍｓ）を表す。ΔＴは摂氏による温度変化（℃）を表す。いずれのサンプルも、変化（ΔＴ）を５℃として測定した。ＣＴＥ試験の結果を以下の表４に示す。報告値はいずれも射出成形サンプルの流れ方向に垂直な方向（Ｚ方向）のものである。

表４に示す通り、サンプル７及び８は完全フッ素化ＦＥＰと比較してＣＴＥ値が向上し、サンプル８は８０℃、１００℃、１２０℃、１５０℃、及び１８０℃で向上した。３点曲げ試験を用いて、完全フッ素化ＦＥＰにおけるＬＣＰの相容性を測定した。対照はＲＰＣコポリマーを添加しないで試験した。ＬＣＰ対照サンプルは、最大曲げ荷重が１６６であり、弾性率が１１７４Ｍｐａであった。対照をサンプル７と比較したところ、サンプル７の最大曲げ荷重及び弾性率は対照よりかなり低かった。これらの値は、相容性が上昇したことを示す。サンプル８はサンプル７よりＣＴＥが低いが、完全フッ素化ＦＥＰの柔軟性を保持している。

４．実施例４：他のＦＥＰ／ＬＣＰ相容化ブレンドの機械的性質、電気的性質、及び熱的性質
実施例２で記載した手順に従い、Ｖｅｃｔｒａ ＬＣＰ Ａ９５０を７．５質量％含むＦＥＰ／ＬＣＰ相容化ブレンドであるＴＰＬ４０００を調製した。得られたＦＥＰ／ＬＣＰ相容化ブレンド（ＴＰＬ４０００）の機械的性質、電気的性質、及び熱的性質を試験し、ＦＥＰ及びＬＣＰと比較した。実施例３で概説した手順を用いて、引張試験、曲げ試験、及びＣＴＥ試験を実施した。

ＣＴＥは、６１ｍｍ×６１ｍｍ射出成形プレートから切り出した２．０～３．０μｍサンプルを用いてＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製ＴＭＡ Ｑ４００で測定した。ミツトヨ社製２９３型マイクロメーターを用いてサンプルの初期寸法を測定した。いずれのサンプルも以下の方法で測定した。
１．Ｆｏｒｃｅ ０．１００Ｎ
２．Ｅｑｕｉｌｉｂｒａｔｅ ａｔ ４５．００℃
３．Ｍａｒｋ ｅｎｄ ｏｆ ｃｙｃｌｅ ０
４．Ｒａｍｐ １０．００℃／ｍｉｎ ｔｏ １００．００℃
５．Ｉｓｏｔｈｅｒｍａｌ ｆｏｒ ５．００ｍｉｎ
６．Ｍａｒｋ ｅｎｄ ｏｆ ｃｙｃｌｅ １
７．Ｒａｍｐ １０．００℃／ｍｉｎ ｔｏ ５５．００℃
８．Ｍａｒｋ ｅｎｄ ｏｆ ｃｙｃｌｅ ２
９．Ｒａｍｐ ５．００℃／ｍｉｎ ｔｏ １９０．００℃
１０．Ｍａｒｋ ｅｎｄ ｏｆ ｃｙｃｌｅ ３
１１．Ｊｕｍｐ ｔｏ ３０．００℃
１２．Ｅｎｄ ｏｆ ｍｅｔｈｏｄ
ＣＴＥ（α）は下記式を用いて算出した。

式中、Ｌ_０は２５℃での初期サンプル高さを表す。ΔＬはミクロンによる長さ変化（μｍ）を表す。ΔＴは摂氏による温度変化（℃）を表す。いずれのサンプルも、変化（ΔＴ）を５℃として測定した。ＣＴＥ試験の結果を上記表４に示す。報告値はいずれも射出成形サンプルの流れ方向に垂直な方向（Ｚ方向）のものである。

１０～２０ｍｇの押出しペレットを用いて、ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製ＴＧＡ Ｑ５００で重量損失を測定した。いずれのサンプルも以下の方法で測定した。
Ｓｔｅｐ １：Ｅｑｕｉｌｉｂｒａｔｅ ａｔ ４５℃
Ｓｔｅｐ ２：Ｒａｍｐ １０℃／ｍｉｎ ｔｏ ８００℃
結果から、１％重量損失温度及び５％重量損失温度を算出した。
図４は、ＦＥＰ／ＬＣＰ相容化ブレンドの引張弾性率をＦＥＰ及びＬＣＰと比較したグラフである。図４に表す通り、ＦＥＰ／ＬＣＰ相容化ブレンドは、ＦＥＰと比較した場合、引張弾性率がおよそ３倍に増加している。

図５は、ＦＥＰ、ＬＣＰ、及びＦＥＰ／ＬＣＰ相容化ブレンドの１００℃におけるＣＴＥを表すグラフである。図５に表す通り、ＦＥＰ／ＬＣＰ相容化ブレンドのＣＴＥは、両方の非ブレンドポリマー（すなわち、ＦＥＰ及びＬＣＰ）より低い。具体的にいうと、ＦＥＰ／ＬＣＰ相容化ブレンドのＣＴＥは、両方の非ブレンドポリマー（すなわち、ＦＥＰ及びＬＣＰ）の半分近くである。

機械的性質及び熱機械的性質が向上したことで、ＦＥＰ／ＬＣＰ相容化ブレンドは良好な熱的安定性を保持している。例えば、図６は、ＦＥＰ、ＬＣＰ、及びＦＥＰ／ＬＣＰ相容化ブレンドの窒素中損失として測定した熱的安定性を表すグラフである。Ｙ軸は、５％重量損失が観察された温度である。図６に表す通り、ＦＥＰ／ＬＣＰ相容化ブレンドは、ＦＥＰと比較した場合、重量損失がわずかに低下しただけである。加えて、図７は、ＦＥＰ、ＬＣＰ、及びＦＥＰ／ＬＣＰ相容化ブレンドのガラス転移点を表すグラフである。図７に表す通り、ＦＥＰ／ＬＣＰ相容化ブレンドのガラス転移点はＦＥＰと同等である。

図８及び図９は曲げ試験の結果を表す。図８は、ＦＥＰ、ＬＣＰ、及びＦＥＰ／ＬＣＰ相容化ブレンドの最大曲げ荷重における曲げ応力を表すグラフである。図８に表す通り、ＦＥＰ／ＬＣＰ相容化ブレンドの最大曲げ荷重は、非ブレンドＬＣＰより低い。図９は、ＦＥＰ、ＬＣＰ、及びＦＥＰ／ＬＣＰ相容化ブレンドの曲げ弾性率を表すグラフである。ＦＥＰ／ＬＣＰ相容化ブレンドの曲げ弾性率は非ブレンドＬＣＰより低い。

５．実施例５：他のＦＥＰ／ＬＣＰ相容化ブレンドの機械的性質及び熱的性質
実施例２で記載した手順に従い、２種のＦＥＰ／ＬＣＰ相容化ブレンドを調製した。Ｖｅｃｔｒａ ＬＣＰ Ａ９５０をそれぞれ７．５質量％及び１５．０質量％含むＦＥＰ／ＬＣＰ相容化ブレンドであるＴＧ１０００及びＴＧ２０００を調製した。得られたＦＥＰ／ＬＣＰ相容化ブレンドの機械的性質及び熱的性質を試験し、ＦＥＰと比較した。実施例３で概説した手順を用いて、引張試験、曲げ試験、及びＣＴＥ試験を実施した。

機械的引張試験の結果を図１０及び図１１に表す。図１０は、各ＦＥＰ／ＬＣＰ相容化ブレンドから作製した薄膜の最大引張強度をＦＥＰ単体と比較したグラフである。図１０に表す通り、第２のＦＥＰ／ＬＣＰ相容化ブレンド（ＴＧ２０００）は、ＦＥＰ単体と比較した場合、最大引張強度が上昇している。図１１は、各ＦＥＰ／ＬＣＰ相容化ブレンドから作製した薄膜のヤング率をＦＥＰ単体と比較したグラフである。図１１に表す通り、ＦＥＰ／ＬＣＰ相容化ブレンドのヤング率はＦＥＰ単体の約３倍である。

曲げ試験の結果を図１２及び図１３に表す。図１２は、各ＦＥＰ／ＬＣＰ相容化ブレンドから作製した薄膜の最大曲げ荷重をＦＥＰ単体と比較したグラフである。図１２に表す通り、第１のＦＥＰ／ＬＣＰ相容化ブレンド（ＴＧ１０００）の最大曲げ荷重はＦＥＰとほぼ同じであった。図１３は、各ＦＥＰ／ＬＣＰ相容化ブレンドから作製した薄膜の曲げ弾性率をＦＥＰ単体と比較したグラフである。図１３に表す通り、第２のＦＥＰ／ＬＣＰ相容化ブレンド（ＴＧ２０００）の曲げ弾性率が最も高く、ＦＥＰの曲げ弾性率の２～３倍である。

ＣＴＥ試験の結果を図１４に表す。図１４は、各ＦＥＰ／ＬＣＰ相容化ブレンドから作製した薄膜の８０℃、１００℃、１２０℃、１５０℃、及び１８０℃という５つの温度におけるＣＴＥをＦＥＰ単体と比較したグラフである。図１４に表す通り、第１のＦＥＰ／ＬＣＰ相容化ブレンド（ＴＧ１０００）のＣＴＥは、いずれの温度でもＦＥＰより低い。第２のＦＥＰ／ＬＣＰ相容化ブレンド（ＴＧ２０００）のＣＴＥは、１８０℃を除くいずれの温度でもＦＥＰより低い。

６．実施例６：ＰＦＡ／ＬＣＰ繊維の調製
せん断パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）をヒドロキシ－１－ナフトエ酸モノマー、ヒドロキシ安息香酸モノマー、及び液晶ポリマー（ＬＣＰ）とブレンドして、反応性ポリマー相容化剤を生成した。各物質の百分率を以下の表５に示す。サンプルを完全に混合したら、混合物を４．０～６．０ｋｇ／ｈｒでＬｅｉｓｔｒｉｔｚ社製ＺＳＥ－１８ＨＰ－ＰＨ二軸押出機に供給し、ペレット状に押し出した。サンプル２２０Ｅの場合、ゾーン１～８を３４０℃～３６０℃に加熱した。スクリューは２５０ＲＰＭの一定に保持した。相容化剤ブレンドのペレットブレンドはやや灰色がかっている。

ＰＦＡ及びＬＣＰで相容化するためのブレンド配合を以下の表６及び表７に示す。上で作製した反応性ポリマー相容化剤（サンプル２２０Ｅ）、ＰＦＡ、ＬＣＰ、１，１’－カルボニルジイミダゾール、及びｓｉｌｏｃｙｍ－Ａナノ粒子を１つの袋に全て加えて均質になるまで混合した。表６に示す通り、サンプル２２０Ｆではナノ粒子を使用しなかった。混合物を４．０～６．０ｋｇ／ｈｒでＬｅｉｓｔｒｉｔｚ社製ＺＳＥ－１８ＨＰ－ＰＨ二軸押出機に供給し、化合物をペレット状に押し出した。ゾーン１～８を３４０℃～３６０℃に加熱し、スクリュー速度を２５０ＲＰＭの一定で保持した。ＰＦＡ／ＬＣＰブレンドは灰色のペレットとして得られた。

穴径０．７ｍｍの１２穴ブロックダイを備えたＬｅｉｓｔｒｉｚ社製ＺＳＥ２７ＨＰ二軸押出機でＰＦＡ／ＬＣＰ繊維を製造した。スクリュー速度は１００ｒｐｍの一定に保持し、供給速度は３．０ｋｇ／ｈｒの一定で保持した。溶融圧力は３２５～５００ＰＳＩとした。ゾーン１～１２の温度は３２５℃～３５０℃とした。１００ｆｔ／ｍｉｎのピックアップ速度で繊維を空冷した。得られた繊維の直径を測定したところ、０．０９ｍｍ～０．２ｍｍであった。

７．実施例７：ＰＦＡ／ＬＣＰ繊維の機械的性質
ＡＳＴＭ Ｄ３３７９－７５に従い、Ｓｔａｐｌｅｓ Ｇｌｕｅ Ｔａｐｅ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔを用いてゲージ長３０ｍｍで各繊維を紙製マウントに取り付けた。Ｓｔａｐｌｅｓ Ｇｌｕｅ Ｔａｐｅ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔの二次ライン及び紙片を用いて繊維を所定の位置に固定し、Ｉｎｓｔｒｏｎのグリップが繊維と直接擦れないようにした。各サンプルについて、Ｚｉｅｓｓ ＳｔｅＲＥＯ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｖ．１２顕微鏡を用いて繊維の直径を測定した。Ｉｎｓｔｒｏｎ５５８２万能試験機を用いて、フルオロポリマー繊維及びフルオロポリマーアロイ繊維の機械的性質を測定した。Ｉｎｓｔｒｏｎは１ｋＮロードセル及びくさび型グリップを備えていた。各サンプルをくさび型グリップに設置したら、ハサミで繊維マウントを切断した。伸長速度５０ｍｍ／ｍｉｎで破断するまで引張試験を実施した。ＢｌｕｅＨｉｌｌ ２ソフトウェアを用いて、引張強度、引張弾性率、及び伸びを算出した。

表７は、室温で純粋ＰＦＡ及びＰＦＡ／ＬＣＰ相容化ブレンド（表６Ａ参照）から製造した繊維の機械的性質を示す。以下の表７に示す通り、７．５質量％のＬＣＰを添加すると、引張強度及び引張弾性率が劇的に上昇した。サンプル２２０Ｆの引張強度はＰＦＡより３．２倍高く、ヤング率はＰＦＡの９．４倍高かった。ＰＦＡ／ＬＣＰブレンドの伸びは純粋ＰＦＡと比較して低下していた。これは、ＬＣＰの結晶性が高いことでブレンドの弾性が低下したためと考えられる。しかしながら、サンプル２２０Ｇに少量のナノ粒子を添加したところ、ブレンド中のＬＣＰポリマーの結晶領域が壊れ、ナノ粒子を含まないサンプル２２０Ｆと比較して伸びが上昇した。

８．実施例８：ＰＦＡ／ＬＣＰ相容化ブレンドの電気的性質
本実施例では、下記サンプル：純粋ＰＦＡのサンプル、サンプル２２０Ｆ及び２２０Ｇ（その配合は表６Ａを参照）、１４１Ｄ、１４３Ｂ、１４７Ｄ、及び１４９Ｅ（その配合は表６Ｂを参照）の電気的性質を試験した。各サンプルについて、デジタルノギスを用いて４～５地点でサンプル厚さを測定し、平均した。次いで、サンプルをキャビティに挿入した。測定はＫｅｙｓｉｇｈｔ Ｐ９３７４Ａ ＰＮＡ及びＮＩＳＴ ＳｐｌｉｔＣソフトウェアを用いて実施した。欠陥のあるサンプルでは、最も良好な領域を用いてキャビティ開口部を被覆した。

各サンプルの電気的性質を以下の表８に示す。より具体的にいうと、表８は、純粋ＰＦＡ及びＰＦＡ／ＬＣＰ相容化ブレンド（サンプル２２０Ｆ及び２２０Ｇ）の１７ＧＨｚにおける誘電率及び誘電損失を示す。表８に示す通り、ＰＦＡ／ＬＣＰ相容化ブレンドの誘電率は純粋ＰＦＡの誘電率より高い。また、ＰＦＡ／ＬＣＰ相容化ブレンドの誘電損失も純粋ＰＦＡより高い。

９．実施例９：他のＰＦＡ／ＬＣＰ相容化ブレンドの調製
ＰＦＡ／ＬＣＰ ＲＰＣコポリマーを調製した。せん断ＰＦＡ、Ｖｅｃｔｒａ ＬＣＰ Ａ９５０、６－ヒドロキシ－２－ナフトエ酸、及び４－ヒドロキシ安息香酸を１つの袋に全て加えて均一に混合した。各物質の量を以下の表９に示す。ＬＣＰモノマーである６－ヒドロキシ－２－ナフトエ酸及び４－ヒドロキシ安息香酸の両方を１：１モル当量で添加し、いずれの配合でも総量は５質量％であった。サンプルを完全に混合したら、混合物を４．０～６．０ｋｇ／ｈｒでＬｅｉｓｔｒｉｔｚ社製ＺＳＥ１８ＨＰに供給した。各サンプルについて、ゾーン１～８を３１０℃～３４０℃に加熱した。スクリュー速度は２５０ｒｐｍの一定に保持した。また、ＰＦＡの存在下又は非存在下でＰＦＡ／ＬＣＰ ＲＰＣコポリマーを調製した。いずれのＲＰＣコポリマーも茶色のペレットとして得られた。

図１５は、ＰＦＡ／ＬＣＰ ＲＰＣコポリマーを製造するスキームの一例を表す。図１５に表す通り、ＰＦＡ／ＬＣＰ ＲＰＣコポリマーは二軸押出機内での重縮合により調製される。段階成長重縮合は押出機の熱で進行する。ＰＦＡ及び／又はせん断ＰＦＡから生成されたＨＦはルイス酸として作用して反応を進行させる。芳香族モノマーである６－ヒドロキシ－２－ナフトエ酸及び４－ヒドロキシ安息香酸は一般的なＬＣＰモノマーであり、ＰＦＡとＬＣＰとの界面張力を低減させるのに有効である。６－ヒドロキシ－２－ナフトエ酸及び４－ヒドロキシ安息香酸がＡ－Ｂ型官能性モノマーであることから、いずれのモノマーもサンプル分子構造の他の分子又は他のモノマーと重合できる。対応するランダムコポリマー、モノマー、及びオリゴマーが、せん断ＰＦＡ及びＶｅｃｔｒａ ＬＣＰ Ａ９５０の末端基と反応してランダムブロックコポリマーを生成できる。

ＰＦＡ／ＬＣＰ相容化ブレンドを調製するため、カルボニルジイミダゾール（ＣＤＩ）、Ｖｅｃｔｒａ ＬＣＰ Ａ９５０、ＲＰＣコポリマー、及び純粋ＰＦＡを１つの袋に全て加えて均質になるまで混合した。各サンプルで用いたＣＤＩ、Ｖｅｃｔｒａ ＬＣＰ Ａ９５０、ＲＰＣコポリマー、及び純粋ＰＦＡの量を以下の表１０に示す。次いで、混合物を４．０～６．０ｋｇ／ｈｒでＬｅｉｓｔｒｉｔｚ社製ＺＳＥ１８ＨＰに供給した。ゾーン１～８を３１０℃～３４０℃に加熱した。スクリュー速度は２５０ｒｐｍの一定に保持した。ＰＦＡ／ＬＣＰブレンドはオフホワイト色のペレットとして得られた。

１０．実施例１０：ＰＦＡ／ＬＣＰ相容化ブレンドの機械的性質
実施例９で得られたサンプルを住友社製ＳＥ７５ＤＵ射出成形機に自重供給した。供給ゾーンを４９℃で保持した。回転スクリュー内のゾーン１～５を３１０～３４０℃に加熱した。充填時間は５．００秒とし、充填圧力は１０．００ｋｐｓｉとした。スクリューは、０．２インチ／秒の速度で０．３インチ引き戻した。サンプルを引張試験用のＡＳＴＭ Ｄ６３８ Ｖ型、動的機械分析（ＤＭＡ）用のＡＳＴＭ Ｄ７９０曲げバー、及び熱機械分析（ＴＭＡ）試験用の６１ｍｍ×６１ｍｍプレートに成形した。

引張試験について、射出成形サンプルの機械的試験はいずれもＶ型引張りバーを用いて実施した。引張試験はいずれも、ＡＳＴＭ Ｄ６３８に従い、Ｖ型引張りバー及びＩｎｓｔｒｏｎ社製３３６５式装置を用いて完了させた。いずれのサンプルも１０ｍｍ／ｍｉｎで破断するまで引っ張った。Ｉｎｓｔｒｏｎコンピュータプログラムを用いて、ヤング率（ＹＭ）、引張強度、及び伸びを算出した。いずれのデータも４本の引張りバーの平均で表す。

熱機械分析（ＴＭＡ）について、熱膨張率（ＣＴＥ）は、６１ｍｍ×６１ｍｍ射出成形プレートから切り出した２．０～３．０μｍサンプルを用いてＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製ＴＭＡ Ｑ４００で測定した。ミツトヨ社製２９３型マイクロメーターを用いてサンプルの初期寸法を測定した。いずれのサンプルも以下の方法で測定した。
１．Ｆｏｒｃｅ ０．１００Ｎ
２．Ｅｑｕｉｌｉｂｒａｔｅ ａｔ ４５．００℃
３．Ｍａｒｋ ｅｎｄ ｏｆ ｃｙｃｌｅ ０
４．Ｒａｍｐ １０．００℃／ｍｉｎ ｔｏ １００．００℃
５．Ｉｓｏｔｈｅｒｍａｌ ｆｏｒ ５．００ｍｉｎ
６．Ｍａｒｋ ｅｎｄ ｏｆ ｃｙｃｌｅ １
７．Ｒａｍｐ １０．００℃／ｍｉｎ ｔｏ ５５．００℃
８．Ｍａｒｋ ｅｎｄ ｏｆ ｃｙｃｌｅ ２
９．Ｒａｍｐ ５．００℃／ｍｉｎ ｔｏ １９０．００℃
１０．Ｍａｒｋ ｅｎｄ ｏｆ ｃｙｃｌｅ ３
１１．Ｊｕｍｐ ｔｏ ３０．００℃
１２．Ｅｎｄ ｏｆ ｍｅｔｈｏｄ
ＣＴＥ（α）は下記式を用いて算出した。

式中、Ｌ_０は２５℃での初期サンプル高さを表す。ΔＬはミクロンによる長さ変化（μｍｓ）を表す。ΔＴは摂氏による温度変化（℃）を表す。いずれのサンプルも、変化（ΔＴ）を５℃として測定した。

表１１は、ＰＦＡ／ＬＣＰ相容化ブレンドの引張性を示す。サンプル８９７Ａ～Ｃの各配合を上記表１０に示す。以下の表１１に示す通り、サンプル８９７Ａの最大引張が２１ＭＰａで最も高かった。サンプル８９７Ｂはヤング率（ＹＭ）が８２６ＭＰａで最も高かったが、サンプル８９７ＣのＰＦＡ／ＬＣＰ配合と比較して伸びの向上はわずかであった。いずれの配合も、純粋ＰＦＡと比較してＹＭが上昇していた。サンプル８９７Ａ及び８９７Ｂは、純粋ＰＦＡと比較した場合、最大引張がわずかに向上した。

以下の表１２は、サンプル８９７Ａ～Ｃ、純粋ＰＦＡ、及びＬＣＰ Ｖｅｃｔｒａ Ａ９５０の熱膨張率（ＣＴＥ）の値を示す。サンプル８９７Ａ及び８９７Ｂの８０℃及び１００℃におけるＣＴＥ値は、サンプル８９７Ｃ、純粋ＰＦＡ、及びＬＣＰ Ｖｅｃｔｒａ Ａ９５０と比較して高かった。サンプル８９７ＣのＣＴＥ値は１００℃及び１２０℃でそれぞれ１３８ｐｐｍ／℃及び１４１ｐｐｍ／℃であり、より高い温度（１５０℃及び１８０℃）ではＣＴＥ値が上昇した。１８０℃において、サンプル８９７ＢはＣＴＥ値が１１７ｐｐｍ／℃であり、これは１８０℃におけるＬＣＰ Ｖｅｃｔｒａ Ａ９５０のＣＴＥ値より低い。

以下の表１３及び表１４は、ＰＦＡ及びＰＦＡ／ＬＣＰ相容化ブレンドの貯蔵弾性率及びガラス転移点を示す。表１３に示す通り、ＰＦＡ／ＬＣＰ相容化ブレンドは純粋ＰＦＡより高い貯蔵弾性率の値を示した。加えて、表１４に示す通り、ＰＦＡ／ＬＣＰ相容化ブレンドのガラス転移点は純粋ＰＦＡより低かった。

実施例１１：他の相容化剤配合
上記実施例１～１０では、いずれの反応性ポリマー相容化剤もフッ素化ポリマー及び非フッ素化モノマーを用いていた。これらの分類の材料に加え、モノマー又はポリマーを添加してＲＰＣコポリマーに分子柔軟性を付与することができる。これらの結合分子は、脂肪族鎖又はエーテル官能基等の柔軟な部分を有していてもよい。また、これらの結合分子は、アミン等の反応性官能基を含んでいてもよい。結合分子を用いて、ＬＣＰモノマーをポリマー主鎖に化学結合させる。これにより、メソゲンといわれる分子的に剛直な重合ＬＣＰ単位に柔軟性を与えて互いに整列させることができ、機械的強度と、ＬＣＰポリマーと相容できる局在ドメインとが得られる。

いくつかの実施形態において、フッ素非含有ＲＰＣコポリマーを用いてＬＣＰ／ＦＰブレンドを相容化してもよい。フッ素非含有ＲＰＣコポリマーを生成するため、非フッ素化ポリマーを非フッ素化モノマーと組み合わせる。いくつかの実施形態では、フッ素非含有結合分子を使用してもよい。いくつかの好ましい実施形態において、非フッ素化ポリマーは、カルボン酸、ヒドロキシ、エステル、及び無水物等の反応性官能基を含み、非フッ素化モノマーは、６－ヒドロキシ－２－ナフトエ酸及び４－ヒドロキシ安息香酸等のＬＣＰモノマーから選択することが好ましい。本目的に好適な非フッ素化ポリマーとしては、図１６に表す環状オレフィン（ＣＯＣ）のコポリマーが挙げられるが、これらに限定されない。

ＲＰＣコポリマー配合の例を表１５に示す。値は初期混合物の質量％で表す。本実施例１１において、各ポリマーは、カルボン酸、ヒドロキシ、エステル、ＣＯＦ、又は無水物等の反応性官能基を含む。このような官能基は末端基として、すなわち、ポリマー鎖の末端にのみ存在してもよく、ポリマー鎖全体に存在してもよい。本実施例１１において、結合分子は、アミン反応性基で官能基化したＳＥＢＳ（スチレン－エチレン－ブタジエン－スチレン）熱可塑性エラストマーゴムと２，２－ビス［４－（４－アミノフェノキシフェニル）］ヘキサフルオロプロパンとを有する。本実施例において、ＬＣＰモノマーである６－ヒドロキシ－２－ナフトエ酸及び４－ヒドロキシ安息香酸は１：１のモル比で使用する。

本実施例の各サンプルについて成分を混合し、表１６に示した温度プロファイルの同方向二軸押出機に供給した。ゾーン１はフィーダーに近く、ゾーン８はダイである。材料は５．５ｋｇ／ｈｒで押出機に供給し、押出機のモーターは３００ＲＰＭで回転させた。押出物を水浴中で冷却し、ペレット化した。

実施例１２：相容化剤を用いたＬＣＰとフルオロポリマーとのブレンド
実施例１１で記載したＲＰＣコポリマーを用いて、液晶ポリマーとフルオロポリマーとのブレンドを相容化できる。加えて、官能基化ＳＥＢＳゴム等の結合分子をＬＣＰ／ＦＰブレンドに添加できる。いくつかの実施形態では、ＲＰＣコポリマーに加えて他の分子を用いることで、ＬＣＰとフルオロポリマーとの相容性を向上できる。いくつかの実施形態において、この分子は１，３－ビス（４，５－ジヒドロ－２－オキサゾリル）ベンゼンであるが、各種の官能基を有する分子も効果的である。表１７は、ＬＣＰ／ＦＰブレンドのいくつかの組成例を示す。これらのブレンドにおいて、フルオロポリマーは反応性官能基を有していてもいなくてもよい。

押出機のモーターを３００ＲＰＭで回転させ、表１７の全ての材料を５．５ｋｇ／ｈｒで同方向二軸押出機に供給した。押出機の温度は表１８に示す。押出物を水浴中で冷却し、ペレット化してから射出成形した。いずれのサンプルも、バレル温度６００～６２６°Ｆで射出成形した。

図１７～１９に表す通り、これらのブレンドの射出成形品の引張強度、引張弾性率、及び伸び性を測定した。分かりやすくするため、ＰＦＡの破断伸び（４８５．６％±８．９２％）は省略した。Ｖ型曲げバーを射出成形し、Ｉｎｓｔｒｏｎ万能試験機を用いてひずみ速度１０インチ／ｍｉｎで試験した。特に注記しない限り、いずれの結果も５つのサンプルの平均として報告し、エラーバーは標準偏差１つ分を表す。加えて、熱機械分析装置（ＴＭＡ）を用いて、これらのサンプルのＣＴＥ（Ｚ方向）を測定した。ＣＴＥは、所定の温度範囲におけるデータに最もフィットする直線の傾きとして測定した。これらの結果を図２０に表す。

また、スプリット・キャビティ誘電測定を実施して、１６ＧＨｚでこれらの材料のＤｋ及びＤｆを測定した。これらの結果を図２１及び図２２に表す。本実施例及び以下の実施例で報告するＰＦＡサンプルは純粋ＰＦＡであり、７２５～７７０°Ｆで射出成形した。サンプル９２Ｆは押し出してもストランドを形成せず、ペレット化又は射出成形できなかったため、その結果も報告していない。

本実施例１２のサンプルはいずれもＰＦＡ単体より引張強度及び引張弾性率が高かった。また、いずれのサンプルもＰＦＡ単体より伸びが低かった。９０Ａ～９２Ｅを比較したところ、９０Ａの配合の引張強度が高いことが分かった。９２Ａの伸びが９０Ａと比較して低いことから分かる通り、最終ブレンドに官能基化ＳＥＢＳゴムを添加してもこれらの性質は向上しなかった。本実施例１２で検討した実施形態は、いずれも１００～２００℃におけるＣＴＥがＰＦＡ単体より低かった。

サンプル９０Ａは性質が最も向上していた。既に述べた通り、９０Ａは９２Ｅより機械的性質に優れ、サンプル９２Ａより１０～１００℃におけるＣＴＥが低い。加えて、選択したサンプルのＳＥＭ写真を撮影した。これらの結果を図２３～２５に表す。これらの顕微鏡写真から、ＲＰＣ８２Ａが存在するとＬＣＰ／ＦＰブレンドの相容性が向上することが分かる。９２Ｃ及び９２Ｄの微細構造には、９０Ａよりもかなり大きな組織が見られる。このことから、サンプル９０ＡではＬＣＰとＰＦＡとの表面張力が低く、ＬＣＰドメイン及びＰＦＡドメインがより小さくなったことが分かる。表面張力が低いのはＲＰＣによると考えられる。加えて、図２１に見られる通り、ＲＰＣが存在していないと誘電率が高くなる。サンプル９２Ｃで示される通り、小分子相容化剤を単体で使用しても、ＰＦＡとＬＣＰとの表面張力が低下したようには見えない。

実施例１３：ＬＣＰ／フルオロポリマーブレンドにおける各種反応性ポリマー相容化剤の使用
反応性ポリマー相容化剤はＬＣＰとフルオロポリマーとの効果的なブレンドに有用なので、実施例１１で検討した各反応性ポリマー相容化剤を用いてフルオロポリマー／ＬＣＰブレンドの例を作製した。表１９は、実施例１１で検討したＲＰＣを用いて相容化したＬＣＰとフルオロポリマーとのブレンドのいくつかの組成を示す。

表１９の全ての材料を混合し、押出機のモーターを３００ＲＰＭで回転させ、５．５ｋｇ／ｈｒで同方向二軸押出機に供給した。押出機の温度は表２０に示す。押出し物を水浴中で冷却し、ペレット化した。次いで、サンプルを射出成形した。いずれのサンプルも、バレル温度６００～６２６°Ｆで射出成形した。

図２６～２８に表す通り、これらのブレンドの射出成形品の引張性を測定した。Ｖ型曲げバーを射出成形し、Ｉｎｓｔｒｏｎ万能試験機を用いてひずみ速度１０インチ／ｍｉｎで試験した。加えて、熱機械分析装置（ＴＭＡ）を用いて、これらのサンプルのＣＴＥ（Ｚ方向）を測定した。これらの結果を図２９及び図３０に表す。図２９では、全ての曲線が２５℃周辺に配列して分かりやすくなるよう、寸法変化を垂直にシフトさせた。各曲線の傾きは、その温度範囲における熱膨張率（ＣＴＥ）に対応する。また、スプリット・キャビティ誘電測定を実施して、これらの材料のＤｋ及びＤｆを測定した。これらの結果を図３１及び図３２に表す。

これらのサンプルのうち、サンプル８５Ａの引張強度及び破断伸びが最も高かった。ＦＥＰ系サンプルのうち、サンプル８８Ａの引張強度及び破断伸びが最も低く、８８Ｂ及び８８Ｃは互いに同じような挙動であった。サンプル８５Ｃ及び８８Ａは１００℃超で大きく収縮した。このことから、８２Ｃ反応性ポリマー相容化剤が存在すると高温で収縮が起こるようである。各実施形態の１００～２００℃におけるＣＴＥは、対応するフルオロポリマー単体のものより低い。それでも、Ｚ方向のＣＴＥは依然として相対的に高い。誘電性に関しては、ＰＦＡ系サンプルのうちサンプル８５ＡのＤｋ及びＤｆが最も低い。ＦＥＰ系サンプルはいずれも誘電損失がＰＦＡ系サンプルより低い。

実施例１４：フルオロポリマーに対するＬＣＰの比
実施例１３では、ＬＣＰ及びフルオロポリマーを相容化できる多くのＲＰＣが存在することが分かった。しかしながら、実施例１３では、ＬＣＰに対するフルオロポリマーの比として１つしか検討しなかった。ＲＰＣは幅広い範囲のＬＣＰ／フルオロポリマー組成を相容化できる。本実施例１４におけるサンプルの組成を表２１に示す。なお、サンプル９０Ａはサンプル８５Ａと同じ組成及び処理条件だが、処理回数が異なる。本実施例１４のサンプルをそれぞれ混合し、５．５ｋｇ／ｈｒで二軸押出機に供給した。押出機は３００ＲＰＭで作動させた。使用した温度は、サンプル８５Ａ～Ｃの表２０に示したものである。

また、実施例１３に記載の条件下でこれらのサンプルを射出成形し、その引張性を同様に測定した。これらの材料の引張性を図３３～３５に表す。サンプル８５Ｄは滑りが良すぎてＩｎｓｔｒｏｎ万能試験機の引張グリップを滑り抜けてしまうため、その引張性は報告していない。８５Ｄ及びＬＣＰ単体を含む全てのサンプルの曲げ性を測定し、図３６に報告している。材料の曲げ弾性率及び引張弾性率は概して線形に相関することが分かっているため、曲げ弾性率から引張弾性率や他の機械的性質について推測できる。

ＰＦＡの曲げ弾性率は事前に測定しており、３９９ＭＰａであった。これと、ＬＣＰの曲げ弾性率測定値（６６０２）とを考慮し、曲げ弾性率がＬＣＰ成分及びＰＦＡ成分のみの加重平均に比例するとしたら、ＬＣＰ／ＰＦＡブレンドの曲げ弾性率がどのようになるかを予測できる。これらの実施形態の曲げ弾性率予測値を表２２に示す。なお、本計算で使用したＰＦＡ量には反応性ポリマー相容化剤中のＰＦＡを含むが、他の相容化成分（合計でブレンドの２質量％）は計算に含まない。これらのデータを図３６と比較したところ、各ブレンドの実際の曲げ弾性率は、ＰＦＡ及びＬＣＰのみを考慮した場合の予測値より高いことが分かった。従って、相容化剤はＬＣＰ／ＰＦＡブレンドの機械的強度に大きく貢献することが証明された。

スプリット・キャビティ法を用いて、１６ＧＨｚでこれらの実施形態の誘電性を測定した。これらの実施形態の誘電率及び誘電損失を、それぞれ図３７及び図３８に表す。サンプルのＬＣＰ含量が多いほど当該サンプルのＤｆが高いという傾向が見られた。従って、最も望ましいサンプルは、それが使用される用途によって異なる。曲げ用途の場合はサンプル９０Ａが望ましいと考えられ、機械的強度が必要な用途の場合はサンプル８５Ｄの方が望ましいと考えられる。

Ｅ．結論

液晶ポリマーとフルオロポリマーとのブレンドの組成物及びその生成方法を開示する。開示した、これらのポリマーをブレンドする方法の実施形態は、反応性ポリマー相容化剤と、いくつかの実施形態では小分子相容化剤とを合成及び／又は使用する工程を有する。反応性ポリマー相容化剤の実施形態は、少なくとも１種のポリマーを少なくとも１種のモノマーと組み合わせて作製する。いくつかの実施形態において、ポリマーの１種はフルオロポリマーであり、反応基を含む官能基化フルオロポリマーであってもよい。しかしながら、いくつかの実施形態において、このポリマーは環状オレフィンコポリマー等の非フッ素化ポリマーであってもよい。反応性ポリマー相容化剤の実施形態の他の成分は非フッ素化モノマーである。いくつかの実施形態において、これらの非フッ素化モノマーはＬＣＰモノマーである。いくつかの実施形態では、結合分子を添加して反応性ポリマー相容化剤の分子柔軟性を向上させることで、構成したＬＣＰメソゲンが容易に配列するようにしてもよい。

本発明に係る開示した実施形態における所定の要素は、単一の構造、単一の工程、又は単一の物質等において実施できることが理解できるであろう。同様に、開示した実施形態における所定の要素は、複数の構造、工程、又は物質等で実施できる。

上述の説明は、本開示の方法、装置、製品、組成物、及びその他の教示を図示及び記載するものである。加えて、本開示では、開示した方法、装置、製造、組成物、及びその他の教示について一定の実施形態しか提示及び記載していない。しかしながら、上記の通り、本開示の教示は、他の様々な組み合わせ、変形形態、及び環境で使用でき、且つ当業者の技術及び／又は知識に対応して、本明細書に記載した教示の範囲内で変更及び変形させられることが理解できるであろう。更に、本明細書中で上記した実施形態は、本開示の方法、装置、製品、組成物、及びその他の教示を実施するためのものとして知られている一定の最良形態を説明すること、及び他の当業者が、そのような実施形態又は別の実施形態において本開示の教示を利用し、且つ具体的な用途に必要とされる各種変形と共に本開示の教示を利用できるようにすることを意図したものである。従って、本開示の方法、装置、製品、組成物、及びその他の教示は、本明細書中で開示した厳密な実施形態及び実施例に限定することを意図したものではない。本明細書中の表題は３７Ｃ．Ｆ．Ｒ．§１．７７の提案と対応させること、又は組織的な待ち行列（ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎａｌ ｑｕｅｕｅｓ）を提供することを意図したにすぎない。これらの表題は、本明細書中に記載した発明を限定及び特徴付けするものではない。

Claims (18)

1. フルオロポリマー、液晶ポリマー、及び相容化剤組成物、並びに、小分子相容化剤及び結合分子からなる群より選択される少なくとも１種を含むポリマーブレンドであって、
   前記相容化剤組成物はフッ素含有分子及び液晶モノマーを含むコポリマーを含み、
   前記液晶モノマーは、ヒドロキシナフトエ酸及びヒドロキシ安息香酸からなる群より選択される少なくとも１種であり、
   前記小分子相容化剤は、ビス（オキサゾリン）化合物、カルボニルジイミダゾール化合物及びエポキシ化合物からなる群より選択される少なくとも１種であり、
   前記結合分子は、アミン反応性基で官能基化したＳＥＢＳ（スチレン－エチレン－ブタジエン－スチレン）熱可塑性エラストマーゴム及び２，２－ビス［４－（４－アミノフェノキシフェニル）］ヘキサフルオロプロパンからなる群より選択される少なくとも１種であるポリマーブレンド。
2. 前記結合分子はスチレン－エチレン－ブタジエン－スチレンゴムである、請求項１に記載のポリマーブレンド。
3. 前記結合分子は前記フッ素含有分子及び前記液晶モノマーの両方に結合している、請求項１に記載のポリマーブレンド。
4. 前記相容化剤組成物は、フッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）及びパーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）から選択される完全フッ素化フルオロポリマーを更に含む、請求項１に記載のポリマーブレンド。
5. 前記ポリマーブレンドは前記液晶ポリマーを少なくとも１５質量％含む、請求項１に記載のポリマーブレンド。
6. 前記フルオロポリマーはフッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）である、請求項１に記載のポリマーブレンド。
7. 前記フルオロポリマーはパーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）である、請求項１に記載のポリマーブレンド。
8. 前記ポリマーブレンドは、前記ＰＦＡを少なくとも６５質量％、前記液晶ポリマーを少なくとも１５質量％含む、請求項７に記載のポリマーブレンド。
9. 前記ポリマーブレンドは、前記ＰＦＡを約６８～７２質量％、前記液晶ポリマーを約１７～２０質量％、前記相容化剤組成物を約８～１２質量％含む、請求項７に記載のポリマーブレンド。
10. 前記液晶ポリマーは、前記相容化剤組成物の前記液晶モノマーと同じ種類である、請求項１に記載のポリマーブレンド。
11. 前記ポリマーブレンドは、曲げ弾性率が前記フルオロポリマー単体の曲げ弾性率の少なくとも８００％である、請求項１に記載のポリマーブレンド。
12. フルオロポリマー、液晶ポリマー、及び相容化剤組成物、並びに、小分子相容化剤及び結合分子からなる群より選択される少なくとも１種を含むポリマーブレンドであって、
    前記相容化剤組成物は、パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）分子及び少なくとも２種の異なる液晶モノマーを含むコポリマーを含み、
    前記液晶モノマーは、ヒドロキシナフトエ酸及びヒドロキシ安息香酸からなる群より選択される少なくとも１種であり、
    前記小分子相容化剤は、ビス（オキサゾリン）化合物、カルボニルジイミダゾール化合物及びエポキシ化合物からなる群より選択される少なくとも１種であり、
    前記結合分子は、アミン反応性基で官能基化したＳＥＢＳ（スチレン－エチレン－ブタジエン－スチレン）熱可塑性エラストマーゴム及び２，２－ビス［４－（４－アミノフェノキシフェニル）］ヘキサフルオロプロパンからなる群より選択される少なくとも１種であるポリマーブレンド。
13. 前記液晶モノマーは６－ヒドロキシ－２－ナフトエ酸及び４－ヒドロキシ安息香酸を含む、請求項１２に記載のポリマーブレンド。
14. 前記相容化剤組成物はスチレン－エチレン－ブタジエン－スチレン熱可塑性エラストマーゴムを更に含む、請求項１２に記載のポリマーブレンド。
15. 前記ポリマーブレンドは、最大引張強度がＰＦＡの純粋組成物より大きい、請求項１２に記載のポリマーブレンド。
16. 前記ポリマーブレンドは、１００～２００℃における熱膨張率がＰＦＡの純粋組成物より低い、請求項１２に記載のポリマーブレンド。
17. 前記ポリマーブレンドは、破断伸び（％）が少なくとも１５％である、請求項１２に記載のポリマーブレンド。
18. フルオロポリマー、液晶ポリマー、及び反応性ポリマー相容化剤コポリマーを含むポリマーブレンドであって、
    前記反応性ポリマー相容化剤コポリマーは、官能基化フルオロポリマー、結合分子、及び少なくとも１種のＬＣＰモノマーの反応で生成され、
    前記ＬＣＰモノマーは、ヒドロキシナフトエ酸及びヒドロキシ安息香酸からなる群より選択される少なくとも１種であり、
    前記結合分子は、アミン反応性基で官能基化したＳＥＢＳ（スチレン－エチレン－ブタジエン－スチレン）熱可塑性エラストマーゴム及び２，２－ビス［４－（４－アミノフェノキシフェニル）］ヘキサフルオロプロパンからなる群より選択される少なくとも１種であるポリマーブレンド。
    

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