KR100723278B1 - 액정 폴리에스테르 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이의성형품 - Google Patents

액정 폴리에스테르 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이의성형품 Download PDF

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Abstract

성형후 특정 수평균 섬유 직경 및 섬유 길이를 갖는 유리 섬유 5 내지 20중량부 및 특정 액정 폴리에스테르 수지 100중량부를 포함하고, 두께가 0.5㎜인 시험편을 사용하여 측정한 이의 굴곡 모듈러스가 25㎬ 이상인 액정 폴리에스테르 수지 조성물이 제공되며, 또한 이로부터 성형품을 제조하는 방법이 제공된다. 액정 폴리에스테르 수지 조성물은 비중이 낮으며, 가공성, 기계적 특성 및 내열성이 탁월하다.
액정 폴리에스테르 수지 조성물, 굴곡 모듈러스, 가공성, 기계적 특성, 내열성, 성형품, 수평균 유리 섬유 직경, 수평균 유리 섬유 길이.

Description

액정 폴리에스테르 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이의 성형품{Liquid crystal polyester resin composition, process for producing the same, and molded article thereof}
도 1은 용융 혼련 압출기의 단면도로서, 도면에 사용된 기호는 다음과 같다:
1. 노즐
2. 히터
3. 통기구
4. 실린더
5. 하부 스트림측 공급부
6. 통기구
7. 상부 스트림측 공급부
8. 모터
9. 스크류(스크류 직경: D)
10. 혼련 영역
11. 히터
12. 혼련 영역
13. 변속 기어
L: 상부 스트림측 공급부와 하부 스트림측 공급부 사이의 거리
본 발명은 액정 폴리에스테르 수지 조성물에 관한 것이다.
용융 상태에서 이들의 우수한 유동성, 즉 가공성 뿐만 아니라, 이들의 우수한 내열성 및 기계적 물리적 특성으로 인하여, 용융 상태에서 액체 결정성을 나타내는 용융 액체 결정성 폴리에스테르 수지(이후에는, 이 수지를 액정 폴리에스테르 수지로 칭함)는 정밀 성형시킬 수 있는 성형 재료로서 다양한 분야에 사용되어 왔다. 최근에, 액정 폴리에스테르 수지가 매우 종종 사용되는 전기 및 전자 분야에서, 소형화, 경량화, 고속 가공 및 에너지 절감이 휴대폰 부품 및 광학 디스크 픽업 부품으로 제시되는 제품에 더욱더 요구된다. 이에 이어서, 필요한 기계적 물리적 특성 및 가공성을 갖는 물질로서 중량이 보다 가벼운(저비중) 수지가 요구되어 왔다.
액정 폴리에스테르 수지 단독의 사출 성형품은 강한 이방성을 가지므로, 성형이 어렵고, 대개 무기 충전제(예: 유리 섬유)와 함께 부가되는 복합 물질로서 사용된다. 액정 폴리에스테르 수지 조성물을 함유하는 유리 섬유의 경우에, 예를 들면, JP-B 제1-27103호는 특정 섬유 직경 및 섬유 길이를 갖는 유리 섬유가 성형성 및 물리적 특성 사이의 밸런스에 있어서 우수하다고 기술하고 있다. JP-B 제7-68409호는 평균 섬유 길이가 상이한 두 종류의 유리 섬유를 특정비로 혼합함을 기술하고 있다. JP-A 제4-292651호는 특정 중량평균 섬유 길이 및 특정 수평균 섬유 길이를 갖는 유리 섬유를 기술하고 있다. 더욱이, JP-A 제63-101448호는 종횡비(aspect ratio)가 10 이상이고, 섬유 길이가 0.15 내지 0.6㎜인 유리 섬유의 배합 방법을 기술하고 있다. JP-A 제6-240114호는 특정 섬유 길이 분포도를 갖는 유리 섬유를 기술하고 있다.
일반적으로, 이방성을 감소시키기 위하여 이러한 유리 섬유를 다량 가하는 것이 보다 유리하고, 사출 성형용으로 시판되는 액정 폴리에스테르 수지 조성물은 20 내지 50중량% 함유한다. 그러나, 다량의 유리 섬유를 함유하는 경우에, 액정 폴리에스테르 수지 조성물로서의 비중은 커지고, 경량 특성이 요구되는 분야에 이미 이를 사용하기가 어려워진다.
본 발명의 목적은 상기 언급한 문제점을 해결하고, 비중이 낮으며, 가공성, 기계적 특성 및 내열성이 우수한 액정 폴리에스테르 수지 조성물; 이의 제조방법 및 이를 사용하는 성형품을 제공하는 것이다.
광범위한 연구 결과, 본 발명자들은 비중이 낮고 가공성 및 기계적 특성이 우수한 특정의 액정 폴리에스테르 수지는 특정 수평균 섬유 직경 및 특정 수평균 섬유 길이를 갖는 특정량의 유리 섬유를 배합함으로써 수득될 수 있음을 밝혀내고, 이에 따라, 본 발명을 완성하였다.
즉, 본 발명은 성형후 수평균 섬유 직경이 2 내지 20㎛이고, 성형후 수평균 섬유 길이가 210 내지 500㎛인 유리 섬유 5 내지 20중량부 및 화학식 1, 2 및 3의 구조 단위 또는 화학식 1, 2, 3 및 4의 구조 단위를 화학식 1, 2, 3 및 4의 구조 단위의 합이 95mol% 이상이 되도록 함유하는 액정 폴리에스테르 수지 100중량부를 포함하고, 두께가 0.5㎜인 시험편을 사용하여 측정한 굴곡 모듈러스가 25㎬ 이상인 액정 폴리에스테르 수지 조성물[1]에 관한 것이다.
Figure 112001007517533-pat00001
Figure 112001007517533-pat00002
Figure 112001007517533-pat00003
Figure 112001007517533-pat00004
본 발명은 또한 상기 액정 폴리에스테르 수지 조성물[1]을 사용하여 수득된 성형품[2]에 관한 것이기도 하다.
또한, 본 발명은, 스크류가 장착된 용융 혼련 압출기를 사용하고, 압출기가 압출 방향의 상부 스트림 부분에 상부 스트림측 공급부를 가지고, 상부 스트림측 공급부로부터 하부 스트림 부분에 하부 스트림측 공급부를 가지며, 상부 스트림측 공급부 및 하부 스트림측 공급부 사이의 거리(L) 대 스크류의 직경(D)의 비(L/D)가 4 내지 30(여기서, L 및 D는 동일한 스케일의 단위이다)이며, 스크류 회전하에, 전체 액정 폴리에스테르 수지 공급량의 90% 이상 및 전체 유리 섬유 공급량의 5% 미만을 상부 스트림측 공급부로부터 공급하고, 전체 액정 폴리에스테르 수지 공급량의 10% 미만 및 전체 유리 섬유 공급량의 95% 이상을 하부 스트림측 공급부로부터 공급함을 포함하는 폴리에스테르 수지 조성물[1]의 제조방법[3]에 관한 것이다.
본 발명에 사용되는 액정 폴리에스테르 수지는 상기한 화학식 1, 2 및 3의 구조 단위 또는 상기한 화학식 1, 2, 3 및 4의 구조 단위를 함유하며, 화학식 1, 2, 3 및 4의 구조 단위의 합은 95mol% 이상이다. 내열성 및 가공성 사이의 밸런스 면에서, 다른 구조 단위를 5mol%를 초과하지 않는 범위로 가할 수도 있지만, 5mol% 미만으로 이를 유지해야 할 필요가 있다. 다른 구조 단위로서, 이들은 (1) 방향족 하이드록시카복실산, (2) 방향족 디카복실산 및 (3) 방향족 디올로부터 적절히 선택된다.
이들 중에서, 액정 폴리에스테르 수지 중의 화학식 1, 2, 3 및 4의 구조 단위의 합을 기준으로 하는 구조 단위의 양에 있어서, 화학식 1의 구조 단위의 양이 40 내지 80mol%이고, 화학식 2의 구조 단위의 양이 10 내지 30mol%이며, 화학식 2의 구조 단위/(화학식 3의 구조 단위 + 화학식 4의 구조 단위)가 0.9 내지 1.1이고, 화학식 4의 구조 단위/(화학식 3의 구조 단위 + 화학식 4의 구조 단위)가 0 내지 0.5인 것이 바람직하다.
액정 폴리에스테르 수지가 화학식 1의 구조 단위를 40mol% 미만으로 함유하는 경우에는 내열성이 충분치 않을 수 있고, 80mol%를 초과하는 경우에는 가공성이 불량할 수 있다. 적절히, 화학식 1의 구조 단위는 45 내지 65mol%이고, 보다 적합하게는 45 내지 55mol%이다. 액정 폴리에스테르 수지가 화학식 2의 구조 단위를 10mol% 미만으로 함유하는 경우에는 가공성은 불량할 수 있으며, 30mol%를 초과하는 경우에는 내열성이 충분치 않을 수 있다.
화학식 2의 구조 단위/(화학식 3의 구조 단위 + 화학식 4의 구조 단위)가 0.9 미만 또는 1.1을 초과할 경우에는 액정 폴리에스테르 수지의 중합도가 불충분할 수 있고, 물리적 특성이 저하될 수 있다. 화학식 4의 구조 단위/(화학식 3의 구조 단위 + 화학식 4의 구조 단위)가 0.5를 초과하는 액정 폴리에스테르 수지는 내열성이 충분치 않을 수 있다.
본 발명에 의해 사용되는 액정 폴리에스테르 수지의 제조방법으로서는 익히 공지된 방법이 채택될 수 있다. 예를 들면, 상기한 JP-B 제47-47870호, JP-B 제63-3888호 등에 기술되어 있다.
가공성 및 내열성 사이의 밸런스에 비추어, 하기 정의되는 액정 폴리에스테르 수지의 유동 온도는 적합하게는 320 내지 400℃이고, 보다 적합하게는 360 내지 390℃이다. 유동 온도가 320℃ 미만이면, 내열성은 불충분할 수 있다.
유동 온도: 가열된 수지를 100kgf/㎠(9.81㎫)의 하중하에 4℃/min의 온도 상승 속도로 내경이 1㎜이고 길이가 10㎜인 노즐을 통해 압출시키는 경우, 코카형(Koka type) 유동 시험기 CFT-500(제조원: 시마드즈 코포레이션(Shimadzu Corporation))을 사용하여 측정한 용융 점도가 48000poise를 나타내는 온도.
본 발명에 사용되는 유리 섬유는 주성분으로서 섬유상 형태로 가공된 실리케이트로 이루어진 유리를 의미한다. 유리의 예로는 일반적인 알칼리 유리(A-유리), 화학적 내산성 유리(C-유리), 저밀도 유리(D-유리) 및 보로실리케이트 유리(E-유리)가 포함된다. E-유리가 본 발명에 적절히 사용된다. 유리 섬유의 제조시, 용융 상태(1300℃ 이상)로 유리를 방사하는 방법이 일반적으로 사용된다.
유리 섬유는 실란형 커플링제 또는 티탄형 커플링제 등의 표면 처리제를 사용하여 필요에 따라 가공하여 사용될 수 있다. 또한, 이의 표면의 일부 또는 전부가 경화되거나 경화되지 않은 열경화성 수지로 피복된 유리 섬유가 필요에 따라 사용될 수 있다.
유리 섬유의 수평균 섬유 직경은 2 내지 20㎛, 적절하게는 5 내지 14㎛이다. 수평균 섬유 직경이 2㎛ 미만인 경우에는 취급하기가 어렵고, 20㎛를 초과하면, 액정 폴리에스테르 수지 조성물로서의 만족스러운 성능이 수득될 수 없다.
이들은 대개 섬유 길이가 수 ㎜인 형태로 시판되지만, 과립화 또는 성형 공 정시 절단된다. 성형후, 수평균 섬유 길이는 210 내지 500㎛, 적절하게는 250 내지 400㎛, 보다 적절하게는 300 내지 350㎛로 조절되어야 한다. 210㎛보다 짧으면, 본 발명에서 목적하는 강성이 높고 이방성이 낮은 조성물을 수득하기가 어렵다. 500㎛보다 길면, 화합물은 유동성 및 가공성 측면에서 열등하다.
성형후 수평균 섬유 길이를 상기한 범위로 유지하기 위하여, 성형전의 수지 조성물 중의 유리 섬유의 수평균 섬유 길이는 적합하게는 성형후 예상되는 수평균 섬유 길이보다 대략 50㎛가 더 길다.
유리 섬유의 함유량은 액정 폴리에스테르 수지 100중량부를 기준으로 하여 5 내지 20중량부이다. 이것이 5중량부 미만인 경우에는 액정 폴리에스테르 수지 조성물의 이방성을 감소시키기 어렵고, 20중량부를 초과할 경우에는 저비중 조성물로 언급되는 본 발명의 의미를 벗어나게 된다.
본 발명의 액정 폴리에스테르 수지 조성물을 성형하여 수득한 두께가 0.5㎜인 시험편을 사용하여 측정한 굴곡 모듈러스는 25㎬ 이상이다.
본 발명의 액정 폴리에스테르 수지 조성물을 수득하기 위한 원료의 배합 장치는 제한되지 않는다. 일반적으로, 액정 폴리에스테르 수지, 유리 섬유 및, 필요에 따라, 무기 충전제, 이형 개질제, 열 안정화제 등은 헨쉘 혼합기(Henschel mixer), 텀블링 혼합기(tumbling mixer) 등을 사용하여 혼합된다.
본 발명에 있어서, 유리 섬유 외에 소량의 다른 충전제를 필요에 따라 액정 폴리에스테르 수지에 가할 수 있다. 이러한 충전제의 예로는 섬유상 형태 또는 침상형 보강제(예: 실리카 알루미나 섬유, 볼라스토나이트(wollastonite), 탄소 섬 유, 티탄산칼륨 위스커, 붕산알루미늄 위스커 및 산화티탄 위스커) 및 무기 충전제(예: 탄산칼슘, 돌로마이트, 활석, 운모, 점토, 유리 비이드 등)가 포함된다. 이들은 단독으로 또는 둘 이상의 혼합물로 사용될 수 있다.
본 발명의 액정 폴리에스테르 수지에 착색제(예: 염료 및 안료), 산화방지제, 열 안정화제, 자외선 흡수제, 대전 방지제 및 계면활성제를 포함하는 통상의 부가제를 본 발명의 목적을 손상시키지 않는 범위내로 단독으로 또는 둘 이상의 혼합물로 가할 수 있다.
또한, 본 발명의 액정 폴리에스테르 수지에 소량의 다른 열가소성 수지(예: 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리에테르 케톤, 폴리카보네이트, 폴리페닐렌 에테르 및 이의 개질된 생성물, 폴리설폰, 폴리에테르 설폰 및 폴리에테르 이미드 등) 및 소량의 열경화성 수지(예: 페놀 수지, 에폭시 수지, 폴리이미드 수지 등)를 단독으로 또는 둘 이상의 혼합물로 가할 수 있다.
본 발명의 액정 폴리에스테르 수지 조성물을 수득하기 위하여, 통상의 과립화기 또는 성형기를 사용할 수 있지만, 스크류가 장착되고, 압출 방향의 상부 스트림 부분에 상부 스트림측 공급부를 가지고, 상부 스트림측 공급부로부터 하부 스트림 부분에 하부 스트림측 공급부를 가지며, 상부 스트림측 공급부 및 하부 스트림측 공급부 사이의 거리(L) 대 스크류의 직경(D)의 비(L/D)가 4 내지 30(여기서, L 및 D는 동일한 스케일의 단위이다)인 용융 혼련 압출기를 적합하게 사용할 수 있다. 상기 압출기를 사용하여, 스크류 회전하에, 전체 액정 폴리에스테르 수지 공급량의 90% 이상 및 전체 유리 섬유 공급량의 5% 미만을 상부 스트림측 공급부로부 터 공급하고, 전체 액정 폴리에스테르 수지 공급량의 10% 미만 및 전체 유리 섬유 공급량의 95% 이상을 하부 스트림측 공급부로부터 공급하는 것이 바람직하다.
L/D가 4 미만일 경우에는 액정 폴리에스테르 수지의 혼련성이 불충분해지고, 유리 섬유의 수평균 섬유 길이가 짧아질 수 있다. L/D가 30을 초과할 경우에는 액정 폴리에스테르 수지는 열등해질 수 있고, 물리적 특성이 저하될 수 있다.
상부 스트림측 공급부로부터 액정 폴리에스테르 수지의 공급량이 전체 액정 폴리에스테르 수지 공급량의 90% 미만일 경우에는 유리 섬유의 수평균 섬유 길이가 짧아질 수 있다. 유리 섬유의 공급량이 전체 유리 섬유 공급량의 5%를 초과하면, 안정하게 제조하기가 어려워질 수 있다.
여기서, 상부 스트림측 공급부와 하부 스트림측 공급부 사이의 거리(L)는 각 공급부 구멍의 중심 사이에서 측정한 스크류의 축에 평행한 거리이다.
L/D는 10 내지 20이 보다 적합하다.
상부 스트림측 공급부로부터 액정 폴리에스테르 수지의 공급량은 유리 섬유의 수평균 섬유 길이를 조절한다는 측면에서 전체 액정 폴리에스테르 수지 공급량의 95% 이상이 보다 적합하다.
유리 섬유의 공급량은 제조 안정성 면에서 전체 유리 섬유 공급량의 0%가 보다 적합하다.
따라서, 액정 폴리에스테르 수지의 고온 용융시 유리 섬유의 절단이 억제될 수 있고, 목적하는 섬유 길이로 조절하기가 보다 용이해진다.
본 발명에 있어서, 상부 스트림측 공급부는 대개 압출 방향에 역으로 실린더 의 말단측에 설치되지만, 이로써 제한되지는 않는다.
또한, 충전제, 부가제 등은 압출기의 적절한 위치에 배치된 공급구로부터 압출기로 공급될 수 있다.
또는, 이들은 열가소성 수지 및/또는 유리 섬유와 함께 사전에 혼합될 수 있고, 상부 스트림측 공급부 또는 하부 스트림측 공급부로부터 공급될 수 있다.
용융 혼련 압출기로서, 단일 스크류 압출기 및 쌍 스크류 압출기가 예시된다. 쌍 스크류 압출기로서, 동일 방향 회전형, 역 방향 회전형 및 불완전 결합형 압출기가 예시된다. 동일 방향 회전형 쌍 스크류 압출기가 적합하게 사용된다. 동일 방향 회전형 압출기의 예로는 단일 트레드(single-thread) 스크류 형, 이중 트레드 스크류 형 및 삼중 트레드 스크류 형 압출기가 포함된다. 역 방향 회전형 압출기의 예로는 평행축 형 및 경사축 형 압출기가 포함된다.
이후에, 본 발명의 제조방법의 양태는 도면을 참조로 설명한다.
도 1은 본 발명에 관한 용융 혼련 압출기(쌍 스크류)의 양태를 도시한 단면도이다.
실린더(4)를 압출기 내에 설치하며, 스크류(9)를 회전 속도를 변속 기어(13)로 느리게 변화시키면서 (구동) 모터(8)로 회전시킨다. 실린더(4)는 (외부) 히터(11)로 가열시킨다.
스크류(9)는 액정 폴리에스테르 수지를 혼련시키거나, 유리 섬유 및 액정 폴리에스테르 수지를 혼련시키기 위한 혼련 영역(10, 12)을 갖는다.
실린더(4)의 압출 방향에 반대되는 말단측에, 전체 액정 폴리에스테르 수지 공급량의 90% 이상 및 전체 유리 섬유 공급량의 5% 미만을 공급하기 위한 상부 스트림측 공급부(7)를 설치한다. 상부 스트림측 공급부(7)의 하부 스트림 부분에, 전체 액정 폴리에스테르 수지 공급량의 10% 미만 및 전체 유리 섬유 공급량의 95% 이상을 공급하기 위한 하부 스트림측 공급부(5)를 설치한다. 상부 스트림측 공급부(7) 및/또는 하부 스트림측 공급부(5)에 일정한 전달 공급기(도시되지 않음)를 설치하여 액정 폴리에스테르 수지 및/또는 유리 섬유를 정량적으로 공급한다.
또한, 진공 펌프를 사용하여 진공 탈기를 수행하기 위하여, 통기구(3 및 6)를 대기 방출용 실린더(4)에 설치한다. 실린더(4)내에, 용융 혼련된 액정 폴리에스테르 수지 조성물을 압출시키기 위한 노즐(1)을 설치한다. 또한, 압출기의 크기에 따라, 노즐은 일반적으로 직경이 2 내지 5㎜인 구멍을 다수 갖는다.
본 발명의 수지 조성물을 사용하여 수득한 성형품은 유리 섬유를 30중량% 이상 함유하는 통상의 액정 폴리에스테르 수지 조성물에 비해, 유리 섬유의 양을 감소시킴으로써 비중이 낮고, 높은 유동성을 갖는다. 한편, 섬유 길이를 길게 조절함으로써, 두께가 얇은 성형품의 굴곡 모듈러스를 그대로 유지시키고, 이방성은 낮게 감소시킨다.
본 발명의 수지 조성물로부터 성형된 부품 또는 재료 부재의 사용은 특별히 제한되지 않는다. 이의 예로는 전기 및 전자 부품(예: 커넥터, 소켓, 계전기 부품, 코일 보빈, 광학 픽업, 진동자, 인쇄 배선판 및 컴퓨터 관련 부품); 반도체 관련 부품(예: IC 트레이 및 웨이퍼 캐리어); 가정용 전기 용품(예: VTR, 텔레비젼, 다리미, 공기 청정기, 스테레오, 청소기, 냉장고, 밥솥 및 조명 기구); 조명 기구 부품(예: 램프 반사기 및 소켓); 음향 제품(예: 컴팩트 디스크, 레이저 디스크 및 스피커); 통신 장치(예: 광케이블용 페루울, 전화기 부품, 팩시밀리 부품 및 모뎀); 복사기 관련 부품(예; 스트라이핑 핑거(stripping finger) 및 히터 홀더); 기계 부품(예: 임펠러, 팬 기어, 기어, 베어링, 모터 부품 및 케이스); 자동차 부품(예: 차량용 기계 부품, 엔진 부품, 엔진실 부품, 전자 부품 및 인테리어 부품); 조리 용품(예: 전자 레인지용 팬 및 내열성 식탁용 식기류); 단열재 또는 방음재(예: 바닥재 및 벽재); 지지성 재료(예: 비임 및 기둥); 조립재 및/또는 건축재(예: 지붕 재료); 항공기, 우주 기기 및 우주용 기계 부품; 방사 용품(예: 핵 반응기), 선박 용품, 세정용 지그, 광학 기구 부품, 벌브, 파이프, 노즐, 필터, 필름, 의료용 장비 부품 및 의료용 재료, 센서 부품, 위생 용품, 스포츠 용품 및 레저 용품 등이 포함된다.
실시예
이후에, 본 발명의 실시예를 기술하지만, 본 발명은 이들로 제한되지는 않는다. 실시예의 물리적 특성은 다음의 방법으로 측정하였다.
(1) 유동 온도: 가열된 수지를 100kgf/㎠(9.81㎫)의 하중하에 4℃/min의 온도 상승 속도로 내경이 1㎜이고 길이가 10㎜인 노즐을 통해 압출시키는 경우, 코카형 유동 시험기 CFT-500(제조원: 시마드즈 코포레이션)을 사용하여 측정한 용융 점도가 48000poise를 나타내는 온도를 측정하였다.
(2) 성형후 유리 섬유의 수평균 섬유 길이 및 수평균 섬유 직경: ASTM 제4번 시험편(성형품 두께: 2.5㎜)을 사용하고, 전기노를 사용하여 600℃에서 2시간 동안 트레딩(treading)하여 재로 만들었다. 생성된 유리 섬유를 다이어스코프(수평균 섬유 길이를 위해 50 또는 20배 확대 및 수평균 섬유 직경을 위해 100배 확대)를 사용하여 확대하고, 사진을 찍었다. 이어서, 섬유 길이 및 섬유 직경을 약 500개의 유리 섬유에 대해 측정하였다.
(3) 비중: ASTM 제4번 덤벨을 사용하여 ASTM D792(23℃)에 따라 측정하였다.
(4) 굴곡 강도: 길이가 127㎜이고 너비가 12.7㎜이며 두께가 6.4㎜인 시험편을 사용하여 ASTM D790에 따라 측정하였다.
(5) 굴곡 모듈러스: 20㎜의 스팬 길이에 의해 J1S K7113(1/2)의 덤벨 시험편(두께: 0.5㎜)을 사용하여 ASTM D790에 따라 측정하였다.
(6) 하중하의 열변형 온도: 1.85㎫의 하중하에 길이가 127㎜이고 너비가 12.7㎜이며 두께가 6.4㎜인 성형 시험편을 사용하여 ASTM D648에 따라 측정하였다.
실시예 1 및 2 및 비교 실시예 1 내지 5
표 1에 제시된 조성물 중 각각의 다음 성분을 380℃의 실린더 온도에서 동일 방향 회전 쌍 스크류 혼련 압출기(PMT47; 제조원: 아이케이지 코포레이션(IKG Corporation))를 사용하여 150rpm의 스크류 속도로 펠릿화하고, 액정 폴리에스테르 수지 조성물의 펠릿을 수득하였다.
·액정 폴리에스테르 수지:
상기한 화학식 1, 2, 3 및 4의 구조 단위를 50:25:23.75:1.25의 몰 비로 포 함하고, 유동 온도가 380℃인 액정 폴리에스테르 수지[비중: 1.38].
· 유리 섬유: 절단된 유리 섬유(상표명: CS03JAPX-1, 제조원: 아사히 파이버 글래스(Asahi fiber glass)).
· 유리 섬유: 분쇄된 유리 섬유(상표명: REV-8; 제조원: 닛폰 시트 글래스(Nippon Sheet Glass)).
상기한 쌍 스크류 압출기에서, 공급 영역은 두 부분으로 만들어지며, 하나는 스크류의 상부 스트림 부분에 존재하고, 다른 하나는 상부 스트림 부분의 공급 영역으로부터 스크류의 거리 L만큼 하부 스트림 부분에 존재한다. L/D(여기서, D는 스크류의 직경을 나타내고, D 및 L은 동일한 스케일 단위이다)는 14이다.
실시예 1 및 2와 비교 실시예 1 내지 5에서, 액정 폴리에스테르 수지의 전체량은 상부 스트림 부분 공급 영역으로부터 공급하고, 유리 섬유의 전체량은 하부 스트림 부분 공급 영역으로부터 공급하였다.
생성된 펠릿을 사용하여, 400℃의 실린더 온도 및 130℃의 금형 온도에서 사출 성형기(PS40E5ASE 형, 제조원: 니세이 플라스틱 인더스트리얼(Nissei Plastic Industrial))를 사용하여 사출 성형을 수행한다. 시험편을 수득하고, 상기한 측정을 수행하였다. 결과는 표 1에 제시되어 있다.
액정 폴리에스테르 수지 (부) 유리 섬유 수평균 유리 섬유 길이 (㎛) 수평균 유리 섬유 직경 (㎛) 굴곡 모듈러스 (0.5t) (GPa) 비중 굴곡 강도 (MPa) 하중하의 열 변형 온도(℃)
GF의 종류 양(부)
실시예 1 100 절단된 GF 11.1 348 10 29.7 1.45 127 354
비교 실시예 1 100 절단된 GF 25.0 305 10 30.1 1.52 140 354
비교 실시예 2 100 절단된 GF 42.8 310 10 30.3 1.60 152 355
비교 실시예 3 100 절단된 GF 66.7 116 10 31.0 1.69 127 339
비교 실시예 4 100 분쇄된 GF 11.1 89 10 24.5 1.45 126 338
비교 실시예 5 100 분쇄된 GF 25.0 85 10 24.2 1.52 128 337
비교 실시예 6 100 분쇄된 GF 42.8 83 10 23.8 1.69 127 335

본 발명의 액정 폴리에스테르 수지 조성물은 가공성이 탁월하다. 수득된 성형품은 비중이 낮고, 기계적 특성 및 내열성이 우수하며, 전기 및 전자 부품 등의 재료로서 유용하다.

Claims (5)

  1. 성형후 수평균 섬유 직경이 2 내지 20㎛이고, 성형후 수평균 섬유 길이가 210 내지 500㎛인 유리 섬유 5 내지 20중량부 및 화학식 1, 2 및 3의 구조 단위 또는 화학식 1, 2, 3 및 4의 구조 단위를 화학식 1, 2, 3 및 4의 구조 단위의 합이 95mol% 이상이 되도록 함유하는 액정 폴리에스테르 수지 100중량부를 포함하고, 두께가 0.5㎜인 시험편을 사용하여 측정한 굴곡 모듈러스가 25㎬ 이상인 액정 폴리에스테르 수지 조성물.
    화학식 1
    Figure 112006022801766-pat00005
    화학식 2
    Figure 112006022801766-pat00006
    화학식 3
    Figure 112006022801766-pat00007
    화학식 4
    Figure 112006022801766-pat00008
  2. 제1항에 있어서, 액정 폴리에스테르 수지 중의 화학식 1, 2, 3 및 4의 구조 단위의 합을 기준으로 하는 구조 단위의 양에 있어서, 화학식 1의 구조 단위의 양이 40 내지 80mol%이며, 화학식 2의 구조 단위의 양이 10 내지 30mol%이고, 화학식 2의 구조 단위/(화학식 3의 구조 단위 + 화학식 4의 구조 단위)가 0.9 내지 1.1이며, 화학식 4의 구조 단위/(화학식 3의 구조 단위 + 화학식 4의 구조 단위)가 0 내지 0.5인 액정 폴리에스테르 수지 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 가열된 수지를 100kgf/㎠(9.81㎫)의 하중하에 4℃/min의 온도 상승 속도로 내경이 1㎜이고 길이가 10㎜인 노즐을 통해 압출시키는 경우, 코카형 유동 시험기 CFT-500(제조원: 시마드즈 코포레이션(Shimadzu Corporation))을 사용하여 측정한 용융 점도가 48000poise를 나타내는 온도인, 액정 폴리에스테르 수지의 유동 온도가 320℃ 이상인 액정 폴리에스테르 수지 조성물.
  4. 제1항 또는 제2항에 따르는 액정 폴리에스테르 수지 조성물을 사용하여 수득된 성형품.
  5. 스크류가 장착된 용융 혼련 압출기를 사용하며, 압출기가 압출 방향의 상부 스트림 부분에 상부 스트림측 공급부를 가지고, 상부 스트림측 공급부로부터 하부 스트림 부분에 하부 스트림측 공급부를 가지며, 상부 스트림측 공급부 및 하부 스트림측 공급부 사이의 거리(L) 대 스크류의 직경(D)의 비(L/D)가 4 내지 30이고, 여기서, L 및 D가 동일한 스케일의 단위이고, 스크류 회전하에, 전체 액정 폴리에스테르 수지 공급량의 90% 이상 및 전체 유리 섬유 공급량의 5% 미만을 상부 스트림측 공급부로부터 공급하고, 전체 액정 폴리에스테르 수지 공급량의 10% 미만 및 전체 유리 섬유 공급량의 95% 이상을 하부 스트림측 공급부로부터 공급함을 포함하는, 제1항에 따르는 폴리에스테르 수지 조성물의 제조방법.
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