KR20080098031A - 열가소성 수지 조성물 및 그 액정 디스플레이 부품 또는 정보 기록 매체 부품 - Google Patents

열가소성 수지 조성물 및 그 액정 디스플레이 부품 또는 정보 기록 매체 부품 Download PDF

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폴리플라스틱스 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 유동성이 높고, 성형 후의 변형이 없는 등의 높은 치수 안정성을 갖고, 강성, 내충격성, 내열성 등이 우수하며, 박육 성형품으로 바람직한 열가소성 수지 조성물을 제공한다. 상세하게는 특정의 용융 점도를 갖는 열가소성 수지 91 내지 99중량% 및 (B) 액정성 폴리머 1 내지 9 중량%로 이루어지는 수지 조성물 100중량부에 대하여, (C) 특정의 인옥소산모노에스터 또는 다이에스터를 0.001 내지 2중량부 배합하여 이루어지는, (B) 액정성 폴리머가 입자 분산하고, (A) 성분과 (B) 성분의 용융 점도 비율이 특정 범위 내에 있는 열가소성 수지 조성물이다. 액정 디스플레이 부품 또는 정보 기록 매체 부품도 제공한다.

Description

열가소성 수지 조성물 및 그 액정 디스플레이 부품 또는 정보 기록 매체 부품{THERMOPLASTIC RESIN COMPOSITION AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY PART OR INFORMATION RECORDING MEDIUM PART USING THE COMPOSITION}
본 발명은 이방성 용융상(熔融相)을 형성하지 않는 열가소성 수지와 이방성 용융상을 형성할 수 있는 액정성 폴리머로 이루어지는 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다. 또한, 컴퓨터, TV 및 모니터와 같은 전자 제품의 표시기기로 사용되는 액정 디스플레이 부품 또는 휴대 전화 및 컴퓨터와 같은 전자 제품에 사용되는 정보 기록 매체 부품에 관한 것이다.
최근의 휴대 전화, 디지털 카메라, 휴대 단말 등의 디지털 기기의 고기능화·고성능화는 놀랄만하다. 이들의 기기에 공통한 구조로서, 액정 디스플레이 및 정보 기록 매체를 갖고 있는 것을 들 수 있다.
일반적으로 액정 디스플레이(LCD: Liquid Crystal Display)는 유리판(glass substrate), 투명 전극(transparent electrode), 액정(liquid crystal) 및 컬러 필터(color filter)로 이루어지는 LCD 패널 부분과, 배면 광원(backlight ling)을 제공하기 위한 반사판(reflector), 형광 램프(fluorescent lamp), 도광판(light guide panel), 확산판(diffusion sheet), 프리즘(prism sheet) 및 전체를 지지하면서 반사판의 기능을 하는 배면광 프레임(backlight frame)으로 이루어지는 배면 광 유닛의 크게 2부분으로 구성되어 있다. 상기 배면광 프레임은, 그 기능상, 직사각형상면에 개구부가 마련된 형상을 갖고 있다. 이 개구부의 비율이 클수록, 액정 디스플레이 자체의 크기에 대하여, 액정면의 면적을 크게 취할 수 있게 된다. 또한, 직사각형상면의 두께가 얇을수록 액정 디스플레이 자체의 박형화가 가능해진다. 이 때문에, 개구부의 비율은 보다 크고, 또한, 직사각형상면의 두께가 얇아져 가는 것이 일반적이다.
또한, 정보 기록 매체로는, SD 카드, 콤팩트 플래시를 비롯하여, 스마트 미디어, 메모리 스틱 등 다양한 사양을 가진 것이 유통되고 있다. 이들 정보 기록 매체는 소형이며, 또한 메모리 용량도 수 MB를 초과하는 큰 기록 용량을 갖고 있다.
이들 정보 기록 매체는 현재도 콤팩트한 크기를 실현하고 있지만, 금후는 기록 매체를 사용하는 장치의 고기능화·고성능화 및 소형화에 의해, 기록 매체 장착 공간을 삭감할 수밖에 없어, 소형화·박육화가 더 필요하게 되어 있다.
이와 같이, 액정 디스플레이 부품이나 정보 기록 매체에 사용되는 재료에 대해서는, 두께가 얇으면서도 기능을 효과적으로 수행할 수 있도록, 높은 유동성과 강성, 내충격성이 요구된다. 또한, 배면광의 발열에 견딜 수 있는 내열성, 치수 안정성 및 난연성을 가져야 한다. 이러한 특성을 갖는 소재로는, 지금까지 폴리카보네이트 수지가 대표적이었다.
이러한 목적을 달성하기 위해, 즉, 두께가 얇으면서도 프레임의 기능 또는 기록 매체 기능을 효과적으로 수행할 수 있도록, 액정 디스플레이 부품용 또는 정보 기록 매체용 재료에는, 성형 후의 변형이 없는 등의 높은 치수 안정성, 높은 유동성과 강성, 내충격성이 요구된다. 또한, 배면광의 발열에 견딜 수 있는 내열성, 치수 안정성 및 난연성을 가져야 한다. 이러한 특성을 갖는 소재로는, 지금까지 폴리카보네이트 수지가 대표적이었다.
폴리카보네이트 수지는 다른 수지와 비교하여, 우수한 저온 내충격성, 자기 소화성(消火性), 전기적 특성, 투명성, 치수 안정성 및 열 안정성을 가져, 엔지니어링 플라스틱으로서, 사무 자동화 기기, 전기 및 전자 제품 등에 광범위하게 사용되어 왔다. 그러나, 폴리카보네이트 수지는 유동성이 낮기 때문에, 박육화가 진행되는 프레임이나 정보 기록 매체에는 적용할 수 없는 상황이 늘어나고 있다. 이러한 낮은 유동성을 보완하기 위해, 사출 성형 시에 고온에서의 가공이나, 고속 고압에서의 가공이 적용되고 있지만, 각각 수지의 가열에 의한 열 분해나 과도한 잔류 응력을 야기하기 때문에, 그 이용 범위는 제한되어 있다.
한편, 재료면에서 유동성을 향상시키는 수법으로서, 폴리카보네이트 수지와 ABS 수지 등의 혼합화도 검토되어 있다. 예컨대, 일본 공개특허공보 평11-293102호에서는, 폴리카보네이트 수지와, ABS 그래프트 공중합체 및 분자량 분포가 특정된 2종의 아크릴로나이트릴/스타이렌 공중합체를 특정 비율로 배합함으로써, 성형 가공성에 우수한 폴리카보네이트/ALS 혼합 조성물이 얻어지는 것을 나타내고 있지만, 그 내열성은 충분하지 않다.
또한, 일본 공개 특허 공보 제2002-249656호에 나타내는 바와 같이, 폴리카보네이트 수지에 대하여 액정성 수지를 배합한 수지 조성물은 양호한 박육 성형성을 나타내지만, 배합비를 잘 조절하지 않으면 웰드 강도의 저하에 의한 웰드부에서의 파괴, 성형품 표층의 박리 등을 야기하기 때문에, 제품으로서의 기능을 만족시킬 수 없다.
발명의 개시
본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하여, 유동성이 높고, 성형 후의 변형이 없는 등의 높은 치수 안정성을 갖고, 강성, 내충격성, 내열성 등에 우수하며, 또한 두께가 얇으면서도 액정 디스플레이 부품이나 정보 기록 매체 부품으로서의 기능을 효과적으로 수행할 수 있는 열가소성 수지 조성물을 제공한다. 또한, 직사각형상면의 개구부의 비율이 크고, 또한 두께가 얇으면서도 프레임의 기능을 효과적으로 수행할 수 있는 액정 디스플레이 부품용 재료를 제공한다. 또한, 두께가 얇으면서도 기록 매체 기능을 효과적으로 수행할 수 있는 정보 기록 매체용 재료를 제공한다.
본 발명자들은 상기 목적을 달성하기 위해, 고유동·고강성이고, 또한 고내열성인 소재에 대하여 예의 탐색, 검토를 거듭한 결과, 특정한 용융 점도를 나타내고 이방성 용융상을 형성하지 않는 열가소성 수지에 액정성 폴리머를 특정량 배합하고, 또한 특정한 인옥소산모노에스터 또는 다이에스터를 배합하며, 또한 열가소성 수지와 액정성 폴리머의 용융 점도 비율을 특정 범위로 제어함으로써, 박육화 대응이 가능해지는 것을 알아내어, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
또한, 상기 복합 수지 조성물을 액정 디스플레이 부품 또는 정보 기록 매체 부품의 재료로 함으로써, 일본 공개 특허 공보 제2002-249656호와 같은 웰드부에서의 파괴, 성형품 표층의 박리 등의 문제가 없이, 박육화에 대응할 수 있는 것을 알아내어, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
본 발명은, (A) 내경 1㎜, 길이 20㎜의 노즐을 이용한 300℃, 전단 속도 1000sec-1에서의 모세관식 레오미터 측정에 의한 용융 점도가 100 내지 300Pa·s인 이방성 용융상을 형성하지 않는 열가소성 수지 91 내지 99중량% 및
(B) 이방성 용융상을 형성할 수 있는 액정성 폴리머 1 내지 9중량%로 이루어지는 수지 조성물 100중량부에 대하여,
(C) 하기 화학식 I, II로 나타내는 인옥소산모노에스터 및 다이에스터로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 0.001 내지 2중량부 배합한, (B) 액정성 폴리머가 입자 분산되어 있는 열가소성 수지 조성물이며,
(A) 성분과 (B) 성분의, 내경 1㎜, 길이 20㎜의 노즐을 이용한 300℃, 전단 속도 1000sec-1에서의 모세관식 레오미터 측정에 의한 용융 점도 비율 (Aη)/(Bη)가 3.2 내지 4.0인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
(X)nP(=O)(OR)3-n
(X)nP(OR)3-n
[상기 식에서, n은 1 또는 2이며, X는 수소 원자, 하이드록실기, 또는 1가의 유기기이며, 복수일 경우 동일하여도 달라도 좋다. R은 1가 또는 2가의 유기기이며, 복수의 경우 동일하여도 달라도 좋다.]
본 발명은 상기 열가소성 수지 조성물인, 내경 1㎜, 길이 20㎜의 노즐을 이용한 300℃, 전단 속도 1000sec-1에서의 모세관식 레오미터 측정에 의한 용융 점도 비율 (Aη)/(Bη)가 3.2 내지 4.0인 열가소성 수지 조성물을 사출 성형함으로써 얻어지는, 직사각형상면에 원하는 개구부가 마련되고, 개구부의 비율이 직사각형상면의 전체 면적의 30 내지 95%이며, 직사각형상면의 두께가 0.3 내지 3㎜인 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 부품을 제공한다.
본 발명은 상기 열가소성 수지 조성물인, 내경 1㎜, 길이 20㎜의 노즐을 이용한 300℃, 전단 속도 1000sec-1에서의 모세관식 레오미터 측정에 의한 용융 점도 비율 (Aη)/(Bη)가 3.2 내지 4.0인 열가소성 수지 조성물을 사출 성형함으로써 얻어지는, 직사각형상면의 단변/장변 비율이 0.3 내지 1.0이며, 직사각형상면의 두께가 0.3 내지 3㎜인 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체 부품을 제공한다.
이하, 본 발명에 대하여 구체적으로 설명한다. 본 발명에 사용하는 이방성 용융상을 형성하지 않은 열가소성 수지(A)는, 300℃에서 용융 가공 가능한 열가소성 수지인 것이 필요하다. 300℃에서 용융 가공 가능하다라는 것은, 구체적으로는, 내경 1㎜, 길이 20㎜의 노즐을 이용한 300℃, 전단 속도 1000sec-1에서의 모세관식 레오미터 측정에 의한 용융 점도가 100 내지 300Pa·s의 범위를 만족하여, 열화되어 그 성질이 허용될 수 없을 정도로 변성되지 않게 가공할 수 있는 것을 의미한다.
해당하는 열가소성 수지(A)로는, 예컨대, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리4-메틸-1-펜텐 등의 폴리올레핀계 (공)중합체, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리뷰틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리카보네이트 수지 등의 폴리에스터계 수지, 폴리아마이드계 수지, ABS수지, 폴리아릴렌설파이드 수지, 폴리아크릴레이트 및 이들의 수지를 주체로 하는 수지 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리뷰틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리카보네이트 수지 등의 폴리에스터계 수지가 바람직하고, 성형 수축률과 선팽창율이 비교적 낮은 폴리카보네이트 수지가 특히 바람직하다.
본 발명에 있어서, 열가소성 수지(A)로서 바람직하게 사용되는 폴리카보네이트 수지란, 카보네이트 구조를 갖고, 방향족 2가 페놀계 화합물과 포스겐 또는 탄산다이에스터 등을 반응시킴으로써 얻어지는 방향족 호모 또는 폴리카보네이트를 들 수 있다. 여기서, 방향족 2가 페놀계 화합물로는, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로페인, 2,2-비스(4-하이드록시-3,5-다이메틸페닐)프로페인, 비스(4-하이드록시페닐)뷰테인, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)에테인, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)뷰테인, 2,2-비스(4-하이드록시-3,5-다이페닐)뷰테인, 2,2-비스(4-하이드록시-3,5-다이에틸페닐)프로페인, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)사이클로헥세인, 1-페닐-1,1-비스(4-하이드록시페닐)에테인 등을 사용할 수 있고, 이들 단독 또는 혼합물로서 사용할 수 있다. 상기 중, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로페인이 바람직하다.
본 발명에서 사용하는 액정성 폴리머(B)란, 광학 이방성 용융상을 형성할 수 있는 성질을 갖는 용융 가공성 폴리머를 가리키고, 용융 상태로 전단 응력을 받는 것에 의해 폴리머 분자 사슬이 규칙적인 평행 배열을 취하는 성질을 갖고 있다. 이러한 폴리머 분자는, 일반적으로 가늘고 길고, 편평하며, 분자의 장축을 따라 상당히 강성이 높고, 보통은 동축 또는 평행의 어느 하나의 관계에 있는 복수의 연쇄 신장 결합을 갖고 있는 폴리머이다. 이방성 용융상의 성질은 직교 편광자를 이용한 관용의 편광 검사법에 의해 확인할 수 있다. 보다 구체적으로는, 이방성 용융상의 확인은 Leitz 편광 현미경을 사용하여, Leitz 핫 스테이지에 얹은 용융 시료를 질소 분위기 하에서 40배의 배율로 관찰함으로써 실시할 수 있다. 본 발명을 적용할 수 있는 액정성 폴리머는 직교 편광자 사이에서 검사했을 때에, 가령 용융 정지 상태이더라도 편광은 통상 투과하고, 광학적으로 이방성을 나타낸다.
상기한 바와 같은 액정성 폴리머(B)로는 특별히 한정되지 않지만, 방향족 폴리에스터 또는 방향족 폴리에스터아마이드인 것이 바람직하고, 방향족 폴리에스터 또는 방향족 폴리에스터아마이드를 동일 분자 사슬 중에 부분적으로 포함하는 폴리에스터도 그 범위에 있다. 이들은 60℃에서 펜타플루오로페놀에 농도 0.1중량%로 용해했을 때에, 바람직하게는 적어도 약 2.0dl/g, 더 바람직하게는 2.0 내지 10.0dl/g의 대수 점도(I.V.)를 갖는 것이 사용된다.
본 발명에 적용할 수 있는 액정성 폴리머(B)로서의 방향족 폴리에스터 또는 방향족 폴리에스터아마이드로서 특히 바람직하게는, 방향족 하이드록시카복실산, 방향족 하이드록시아민, 방향족 다이아민의 군으로부터 선택된 적어도 1종 이상의 화합물을 구성 성분으로서 갖는 방향족 폴리에스터, 방향족 폴리에스터아마이드이다.
보다 구체적으로는,
(1) 주로 방향족 하이드록시카복실산 및 그 유도체의 1종 또는 2종 이상으로 이루어지는 폴리에스터;
(2) 주로 (a) 방향족 하이드록시카복실산 및 그 유도체의 1종 또는 2종 이상과, (b) 방향족 다이카복실산, 지환족 다이카복실산 및 그 유도체의 1종 또는 2종 이상과, (c) 방향족 다이올, 지환족 다이올, 지방족 다이올 및 그 유도체의 1종 이상 또는 2종 이상으로 이루어지는 폴리에스터;
(3) 주로 (a) 방향족 하이드록시카복실산 및 그 유도체의 1종 또는 2종 이상과, (b) 방향족 하이드록시아민, 방향족 다이아민 및 그 유도체의 1종 또는 2종 이상과, (c) 방향족 다이카복실산, 지환족 다이카복실산 및 그 유도체의 1종 또는 2종 이상으로 이루어지는 폴리에스터아마이드;
(4) 주로 (a) 방향족 하이드록시카복실산 및 그 유도체의 1종 또는 2종 이상과, (b) 방향족 하이드록시아민, 방향족 다이아민 및 그 유도체의 1종 또는 2종 이상과, (c) 방향족 다이카복실산, 지환족 다이카복실산 및 그 유도체의 1종 또는 2종 이상과, (d) 방향족 다이올, 지환족 다이올, 지방족 다이올 및 그 유도체의 1종 이상 또는 2종 이상으로 이루어지는 폴리에스터아마이드 등을 들 수 있다. 또한 상기한 구성 성분에 필요에 따라 분자량 조정제를 병용할 수도 있다.
본 발명에 적용할 수 있는 상기 액정성 폴리머(B)를 구성하는 구체적 화합물의 바람직한 예로는, p-하이드록시벤조산, 6-하이드록시-2-나프토산 등의 방향족 하이드록시카복실산, 2,6-다이하이드록시나프탈렌, 1,4-다이하이드록시나프탈렌, 4,4'-다이하이드록시바이페닐, 하이드로퀴논, 레조신, 하기 화학식 V 및 하기 화학식 VI으로 표시되는 화합물 등의 방향족 다이올; 테레프탈산, 아이소프탈산, 4,4'-다이페닐다이카복실산, 2,6-나프탈렌다이카복실산 및 하기 화학식 VII로 표시되는 화합물 등의 방향족 다이카복실산; p-아미노페놀, p-페닐렌다이아민 등의 방향족 아민류를 들 수 있다.
Figure 112008057713656-PCT00001
Figure 112008057713656-PCT00002
Figure 112008057713656-PCT00003
(단, X: 알킬렌(C1 내지 C4), 알킬리덴, -O-, -SO-, -SO2-, -S-, -CO-로부터 선택되는 기, Y: -(CH2)n-(n=1 내지 4), -0(CH2)nO-(n=1 내지 4)로부터 선택되는 기)
본 발명이 적용되는 특히 바람직한 액정성 폴리머(B)로는, p-하이드록시벤조산 및 6-하이드록시-2-나프토산을 주요 구성 단위 성분으로 하는 방향족 폴리에스터이다.
액정성 폴리머(B)가 열가소성 수지(A)의 매트릭스 상(相)에 섬유상 또는 침상으로 마이크로 분산된 성형품은, 보통의 압출 장치에 의해 양자를 혼련하고, 액정성 폴리머(B)가 열가소성 수지(A)의 매트릭스 상 중에 입자 분산된 열가소성 수지 조성물을 사출 성형하면, 그 때의 전단력으로 얻을 수 있지만, 액정성 폴리머(B)의 비율이 열가소성 수지(A)보다 많은 경우에는 매트릭스 상이 반전되고, 매트릭스 상이 반전되지 않은 경우에도, 액정성 폴리머(B)의 양이 많으면, 성형품의 웰드부에 존재하는 액정성 폴리머의 양이 증가하는 것에 의해 웰드 강도의 저하를 야기하기 때문에 바람직하지 못하다. 또한, 상기한 바와 같이 액정성 폴리머(B)가 열가소성 수지(A) 중에 섬유상으로 분산되는 것은, 열가소성 수지(A)의 보강의 목적을 위해서는 중요하지만, 성형품의 표층 부근에서 액정성 폴리머(B)가 섬유상 구조를 취하고 있으면, 표층 박리를 야기하기 때문에 바람직하지 못하다.
이 문제를 해결하기 위해서는, 액정성 폴리머(B)는 성형품 표층 부근에서는 입자상의 분산 상태를 갖고, 성형품 내부에서는 섬유상의 분산 상태를 나타내는 것이 필요해진다. 이와 같이, 박육 유동성·강성·웰드 강도·표층 박리의 모두를 만족시키기 위해서는, 열가소성 수지(A)의 용융 점도와 액정성 폴리머(B)의 첨가량 을 매우 엄밀히 제어해야 한다. 그 때문에, 본 발명에 있어서는, 열가소성 수지(A)의 용융 점도가, 내경 1㎜, 길이 20㎜인 노즐을 이용한 300℃, 전단 속도 1000sec-1에서의 모세관식 레오미터 측정에서 100 내지 300Pa·s, 바람직하게는 160 내지 180Pa·s인 것이 필요하고, 또한 액정성 폴리머(B)의 배합량이 열가소성 수지(A) 91 내지 99중량%에 대하여 1 내지 9중량%인 것이 필요하다. 열가소성 수지(A)의 용융 점도가 100Pa·s 미만에서는 웰드 강도가 약해지고, 300Pa·s를 초과하면 표층 박리가 생기는 경우가 있다. 또한, 액정성 폴리머(B)의 배합량이 1중량% 미만에서는 목적으로 하는 박육 유동성이 얻어지지 않고, 9중량%을 초과하면 웰드 강도, 표층 박리에 문제가 생긴다.
본 발명의 액정 디스플레이 부품 또는 정보 기록 매체 부품에 있어서도 상기와 마찬가지의 조성물이 사용된다.
열가소성 수지(A)가 폴리카보네이트 수지인 경우, 그 바람직한 점도 평균 분자량은 17500 내지 18900로 된다.
또한, (A) 성분과 (B) 성분의 용융 점도 비율도 중요하고, 각각, 내경 1㎜, 길이 20㎜의 노즐을 이용한 300℃, 전단 속도 1000sec-1에서의 모세관식 레오미터 측정에 의한 (A) 성분의 용융 점도(Aη)와 (B) 성분의 용융 점도(Bη)의 용융 점도 비율 (Aη)/(Bη)이 3.2 내지 4.0의 범위 내에 있는 경우, 박육 유동성과 웰드 강도, 표층 박리를 양립시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서는, 상기한 바와 같이, 성형 시에 액정성 폴리머(B) 를 섬유화하기 위해서는, 인 화합물을 첨가하는 것이 필요하다. 특히, 이방성 용융상을 형성하지 않는 열가소성 수지(A)가 폴리카보네이트 수지인 경우, 액정성 폴리머와 폴리카보네이트 수지가 섬 형상으로 분산되지 않고, 사출 성형하여도 섬유화되지 않는 경우가 있어, 그 효과가 현저하다. 이러한 인 화합물로는, 인옥소산 모노에스터 및 다이에스터(C)가 있으며, 하기 화학식 I, II로 나타내어지는 것과 같은 물질이다.
화학식 I
(X)nP(=O)(OR)3-n
화학식 II
(X)nP(OR)3-n
[상기 식에서, n은 1 또는 2이며, X는 수소 원자, 하이드록실기, 또는 1가의 유기기이며, 복수의 경우 동일하여도 달라도 좋다. R은 1가 또는 2가의 유기기이며, 복수의 경우 동일하여도 달라도 좋다.]
일반적으로 포스포네이트 화합물, 포스피네이트 화합물, 포스포나이트 화합물, 포스피나이트 화합물 및 이들의 구조 요소를 분자 내에 포함하는 유기 화합물이 해당된다.
포스포네이트 화합물의 구체예로는, 예컨대, 다이메틸포스포네이트, 다이에틸포스포네이트, 다이뷰틸포스포네이트, 다이(에틸헥실)포스포네이트, 다이데실포스포네이트, 다이팔미틸포스포네이트, 다이스테아릴포스포네이트, 다이라우릴포스 포네이트, 다이페닐포스포네이트, 다이벤질포스포네이트, 다이톨루일포스포네이트, 다이(노닐페닐)포스포네이트, 다이올레일포스포네이트, 다이메틸메틸포스포네이트, 다이에틸메틸포스포네이트, 다이(에틸헥실)메틸포스포네이트, 다이팔미틸메틸포스포네이트, 다이스테아릴메틸포스포네이트, 다이라우릴메틸포스포네이트, 다이페닐메틸포스포네이트, 다이메틸페닐포스포네이트, 다이에틸페닐포스포네이트, 다이(에틸헥실)페닐포스포네이트, 다이팔미틸페닐포스포네이트, 다이스테아릴페닐포스포네이트, 다이라우릴페닐포스포네이트, 다이페닐페닐포스포네이트, 다이벤질페닐포스포네이트 등을 들 수 있다.
포스피네이트 화합물의 구체예로는, 예컨대, 메틸포스피네이트, 에틸포스피네이트, 뷰틸포스피네이트, 에틸헥실포스피네이트, 팔미틸포스피네이트, 스테아릴포스피네이트, 라우릴포스피네이트, 페닐포스피네이트, 벤질포스피네이트, 톨루일포스피네이트, 노닐페닐포스피네이트, 올레일포스피네이트, 에틸메틸포스피네이트, 에틸다이메틸포스피네이트, (에틸헥실)메틸포스피네이트, (에틸헥실)다이메틸포스피네이트, 팔미틸메틸포스피네이트, 팔미틸다이메틸포스피네이트, 스테아릴메틸포스피네이트, 스테아릴다이메틸포스피네이트, 라우릴메틸포스피네이트, 라우릴다이메틸포스피네이트, 페닐메틸포스피네이트, 에틸페닐포스피네이트, (에틸헥실)페닐포스피네이트, 팔미틸페닐포스피네이트, 스테아릴페닐포스피네이트, 스테아릴다이페닐포스피네이트, 라우릴페닐포스피네이트, 라우릴다이페닐포스피네이트, 페닐페닐포스피네이트, 벤질페닐포스피네이트 등을 들 수 있다.
포스포나이트 화합물의 구체예로는, 예컨대, 다이메틸포스포나이트, 다이에 틸포스포나이트, 다이뷰틸포스포나이트, 다이(에틸헥실)포스포나이트, 다이데실포스포나이트, 다이팔미틸포스포나이트, 다이스테아릴포스포나이트, 다이라우릴포스포나이트, 다이페닐포스포나이트, 다이벤질포스포나이트, 다이톨루일포스포나이트, 다이(노닐페닐)포스포나이트, 다이올레일포스포나이트, 다이메틸메틸포스포나이트, 다이에틸메틸포스포나이트, 다이(에틸헥실)메틸포스포나이트, 다이팔미틸메틸포스포나이트, 다이스테아릴메틸포스포나이트, 다이라우릴메틸포스포나이트, 다이페닐메틸포스포나이트, 다이메틸페닐포스포나이트, 다이에틸페닐포스포나이트, 다이(에틸헥실)페닐포스포나이트, 다이팔미틸페닐포스포나이트, 다이스테아릴페닐포스포나이트, 다이라우릴페닐포스포나이트, 다이페닐페닐포스포나이트, 다이벤질페닐포스포나이트 등을 들 수 있다.
포스피나이트 화합물의 구체예로는, 예컨대, 메틸포스피나이트, 에틸포스피나이트, 뷰틸포스피나이트, 에틸헥실포스피나이트, 팔미틸포스피나이트, 스테아릴포스피나이트, 라우릴포스피나이트, 페닐포스피나이트, 벤질포스피나이트, 톨루일포스피나이트, 노닐페닐포스피나이트, 올레일포스피나이트, 에틸메틸포스피나이트, 에틸다이메틸포스피나이트, (에틸헥실)메틸포스피나이트, (에틸헥실)다이메틸포스피나이트, 팔미틸메틸포스피나이트, 팔미틸다이메틸포스피나이트, 스테아릴메틸포스피나이트, 스테아릴다이메틸포스피나이트, 라우릴메틸포스피나이트, 라우릴다이메틸포스피나이트, 페닐메틸포스피나이트, 에틸페닐포스피나이트, (에틸헥실)페닐포스피나이트, 팔미틸페닐포스피나이트, 스테아릴페닐포스피나이트, 스테아릴다이페닐포스피나이트, 라우릴페닐포스피나이트, 라우릴다이페닐포스피나이트, 페닐페 닐포스피나이트, 벤질페닐포스피나이트 등을 들 수 있다. 이들 중에, 특히 화학식 III으로 표시되는 포스폰산에스터가 바람직하게 사용된다.
H(OH)mP(=O)(OR')2-m
[상기 식에서, m은 0 또는 1이며, R'는 1가의 유기기이다.]
또한, (C)의 인 화합물로서, 상술한 포스포네이트, 포스피네이트, 포스포나이트, 포스피나이트 구조 요소를 분자 내에 포함하는 유기 인 화합물도 사용할 수 있다. 그 구체예로서 이하와 같은 화합물을 들 수 있다.
Figure 112008057713656-PCT00004
Figure 112008057713656-PCT00005
Figure 112008057713656-PCT00006
Figure 112008057713656-PCT00007
이 특정의 인 화합물(C)의 배합량은, (A) 열가소성 수지 91 내지 99중량% 및 (B) 액정성 폴리머 1 내지 9중량%로 이루어지는 수지 조성물 100중량부에 대하여 0.001 내지 2중량부, 특히 바람직하게는 0.01 내지 0.5중량부이다. 배합량이 0.001중량부 미만이면 성형 중인 액정성 폴리머를 섬유화하는 효과가 적고, 2중량부를 초과하여 배합하면 오히려 재료 물성을 저하시킨다.
한편, 열가소성 수지 조성물에 대하여, 핵제, 카본 블랙 등의 안료, 산화방지제, 안정제, 가소제, 윤활제, 이형제 및 난연제 등의 첨가제를 첨가하여, 원하는 특성을 부여한 조성물도 본 발명에서 말하는 열가소성 수지 조성물에 포함된다.
이러한 열가소성 수지 조성물을 제조하기 위해서는, 각 성분을 상기 조성비로 배합하고, 혼련하면 좋다. 통상, 압출기로 혼련하고, 펠렛 형상으로 압출하며, 사출 성형 등에 이용하지만, 이러한 압출기에 의한 압출에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 정보 기록 매체 부품은 상기 복합 수지 조성물로부터 통상의 성형 방법, 예컨대, 사출 성형에 의해 용이하게 성형된다.
본 발명의 액정 디스플레이 부품 또는 정보 기록 매체 부품은 상기 열가소성 수지 조성물로부터 통상의 성형 방법, 예컨대, 사출 성형에 의해 용이하게 성형된다.
이와 같이 하여 얻어지는 성형품은, (A) 열가소성 수지 중에 (B) 액정성 폴리머가 섬 형상으로 분산되어 있는 성형품이며, 특별히 성형품 표면으로부터 50㎛ 이내의 표층 부분의 (B) 액정성 폴리머 입자의 평균 장경(長徑)이 30㎛ 이하로 되어, 박육에서도 충분히 금형 충전 가능한 유동성을 갖는 것에 더하여, 높은 탄성률 을 갖기 때문에, 극박의 성형품에서도 성형품 표면에서의 수지 스킨층의 박리를 일으키지 않고 문제 없이 성형할 수 있으며, 또한, 비틀림 변형을 일으키지 않는다. 또한, 그 우수한 성형성을 살려, 종래의 제품보다 게이트 개수를 삭감할 수 있으므로, 런너의 중량 덜기가 가능해져, 매우 경제적이라고 할 수 있다.
높은 형상(치수) 안정성을 갖기 때문에, 두께가 3㎜ 이하이고, 게다가 개구부의 비율이 직사각형상면의 전체 면적의 30 내지 95%를 갖는 액정 디스플레이 부품에 있어서도 성형품 표면에서의 수지 스킨층의 박리를 일으키지 않고 성형할 수 있고, 또한, 양호한 웰드 강도를 나타내며, 비틀림 변형을 일으키지 않는다. 또한, 그 우수한 성형성을 살려, 종래 제품보다 게이트 개수를 삭감할 수 있기 때문에, 런너의 중량 덜기가 가능해져, 매우 경제적이라고 할 수 있다.
높은 형상(치수) 안정성을 갖고 있기 때문에, 극박의 성형품, 특히 직사각형상면의 단변/장변 비율이 0.3 내지 1.0이며, 직사각형상면의 두께가 0.3 내지 3㎜를 갖는 정보 기록 매체 부품에서도 성형품 표면에서의 수지 스킨층의 박리를 일으키지 않고 성형할 수 있고, 또한, 양호한 웰드 강도를 나타내며, 아울러, 비틀림 변형을 일으키지 않는다. 또한, 그 우수한 성형성을 살려, 종래의 제품보다 게이트 개수를 삭감할 수 있기 때문에, 런너의 중량 덜기가 가능해져, 매우 경제적이라 할 수 있다.
이 때문에, 최근 점점더 박육화가 진행되는 액정 디스플레이 부품 또는 정보 기록 매체 부품의 재료로서 최적이며, TV용 모니터를 비롯하여, 예컨대, 디지털 카메라, 카메라 일체형 VTR, 휴대 전화, PDA, 노트북 등의 휴대 정보 단말 등에 효과 적이다.
이하, 실시예에 의해 본 발명을 더 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 내지 5
우선, 2종의 폴리카보네이트 수지(데이진 화성(주)제, 판라이트 L1225L; 300℃, 전단 속도 1000sec-1에서의 용융 점도 225Pa·s, 점도 평균 분자량 19700과 판라이트 CM1000; 300℃, 전단 속도 1000sec-1에서의 용융 점도 90Pa·s, 점도 평균 분자량 16000)를 펠렛 블렌딩하여, 표 1에 기재한 용융 점도를 갖는 폴리카보네이트 수지를 조제했다. 이 폴리카보네이트 수지에 액정성 폴리머(폴리플라스틱스(주)제, A950)와 다이스테아릴하이드로젠포스파이트(죠호쿠 화학 공업(주)제, JP218SS)를 표 1에 나타내는 양 첨가하고, 30㎜의 2축 압출기에 의해 수지 온도 300℃에서 용융 혼련하고, 펠렛화해서 원하는 수지 조성물을 수득했다.
압출 공정은, 압출 중, 혼련물에 공기가 혼입되어 산화 조건으로 되지 않도록 주의를 기울여, 벤트로부터 감압 조작에 의해 휘발 성분을 제거하면서 목적 수지 조성물의 조제를 행했다.
이어서, 수득된 수지 조성물을 이용하여, 이하에 나타내는 평가를 했다.
(용융 점도)
내경 1㎜, 길이 20㎜의 노즐을 갖는 모세관식 레오미터를 이용하여, 300℃, 전단 속도 1000sec-1로 측정했다.
(박리 시험)
상기 펠렛으로부터, 수지 온도 300℃의 사출 성형기에 의해 두께 0.8㎜의 시험편을 성형했다. 그 후, 시험편 표면에 점착 테이프를 부착한 후에 박리를 행하는 박리 시험을 행하였다. 박리 시험 후, 화상 처리 측정기(니레코제 LUZEX-FS)를 이용하여, 박리한 부분의 면적을 측정하고, (박리 부분의 면적/시험편의 면적)을 계산했다. 이 값이 작을수록, 박리 부분의 면적이 적고, 박리 특성이 우수하다고 할 수 있다.
(웰드 강도)
상기 펠렛으로부터, 수지 온도 300℃의 사출 성형기에 의해 두께 0.8㎜의 웰드 조각을 성형하고, ISO178에 준거하여, 굽힘의 웰드 강도 측정을 행했다.
(막대 유동 길이)
폭 5㎜, 두께 0.3㎜의 바플로우형을, 수지 온도 300℃, 사출압 200Mpa에서 성형하여, 유동 길이를 측정했다.
(굽힘 탄성률)
상기 펠렛으로부터, 수지 온도 300℃의 사출 성형기에 의해 두께 0.8㎜의 시험편을 성형하고, ISO178 D 790에 따라 굽힘 탄성률을 측정했다.
(액정성 폴리머의 입경)
두께 0.8㎜의 웰딩된 시험편으로부터, 유동 방향으로 두께 0.5㎛의 박편을 잘라내어, 편광 현미경으로 액정성 폴리머 입자를 관찰했다. 입경은 화상 처리 측정기(니레코제 LUZEX-FS)를 이용하여, 평균 장경을 측정했다.
비교예 1 내지 5
표 1에 나타내는 바와 같이, 액정성 폴리머의 첨가량이 본 발명 규정을 초과하는 경우(비교예 1), 폴리카보네이트 수지와 액정성 폴리머의 용융 점도 비율이 본 발명 규정을 만족하지 않는 경우(비교예 2, 3, 5(한편, 비교예 5에서 사용된 폴리카보네이트 수지는 일본 공개 특허 공보 제2002-249656호의 실시예에서 사용된 제너럴 일렉트로닉사제 렉산 141이다)), 액정성 폴리머를 첨가하지 않은 경우(비교예 4) 등에 대하여, 수지 조성물을 조제하고, 평가했다.
Figure 112008057713656-PCT00008
실시예 6 내지 10
실시예 1 내지 5의 수지 조성물을 이용하여, 이하에 나타내는 평가를 했다.
(용융 점도)
실시예 1과 마찬가지로 하여 측정했다.
(성형 피크압)
세로 65㎜, 가로 45㎜, 두께 0.3㎜의 직사각형면의 중앙부에 세로 61㎜, 가로 41㎜의 같은 직사각형상의 개구부를 갖는 성형품(1점 핀 게이트)을, 사출 성형기(스미토모 중기계제 SE30D)를 이용하여, 수지 온도 300℃, 금형 온도 80℃, 사출 속도 200㎜/sec에서 성형했을 때의 성형 피크압을 측정했다. 이 성형 피크압이 낮을수록 성형성이 우수하다고 할 수 있다.
(웰드 인열 시험)
상기 직사각형상의 개구부를 갖는 성형품을 이용하여, 웰드 인열 시험을 행하였다. 성형품의 1단변(短邊)를 지그로 고정하고, 반대측의 단변을 후크로 건 후, 5㎜/min의 속도로 인장시킨 경우의 웰드부에서의 파괴(균열)의 유무를 평가하였다. 평가기기로는 오리엔테크제 텐실론 UTA-KN을 사용했다.
(박리 시험)
상기 직사각형상의 개구부를 갖는 성형품을 200㎖의 증류수 속에 넣고, 혼다 전자제 초음파 세정기 W-115를 이용하여, 45㎑, 300W의 조건으로 1분간 초음파 세정을 행했다. 세정 후, 성형품의 표층 박리에 의한 보풀 일어남의 유무를 관찰했다.
(굽힘 탄성률)
실시예 1과 마찬가지로 하여 측정했다.
(비교예 6 내지 11)
표 2에 나타내는 비율로 실시예 1과 마찬가지로 하여 목적 수지 조성물을 조제하고, 수득된 수지 조성물을 이용하여, 실시예 6과 마찬가지로 하여, 성형품을 작성하여, 평가했다.
이들 결과를 표 2에 나타낸다.
Figure 112008057713656-PCT00009
실시예 11 내지 20
실시예 1 내지 5의 수지 조성물을 이용하여, 이하에 나타내는 두 가지의 성형품을 작성하고, 성형 피크압, 웰드 인열 시험, 박리 시험을 행했다.
· 성형품 A(실시예 11 내지 15, 표 3)
세로 40㎜, 가로 25㎜, 두께 0.18㎜의 직사각형상 성형품(사이드 게이트)을, 사출 성형기(FANUC제 ROBOSHOTS-2000i 30A)를 이용하여, 1개 취하여 수지 온도300℃, 금형 온도 80℃, 사출 속도 400㎜/sec로 성형했을 때의 성형 피크압을 측정했다. 이 성형 피크압이 낮을수록 성형성이 우수하다고 할 수 있다.
·성형품 B(실시예 16 내지 20, 표 4)
세로 21㎜, 가로 18㎜, 두께 0.15㎜의 직사각형상 성형품(사이드 게이트)를, 사출 성형기(스미토모 중기계제 SE130D-HP-C360M)를 이용해, 8개 취하여 수지 온도 300℃, 금형 온도 80℃, 사출 속도 600㎜/sec로 성형했을 때의 성형 피크압을 측정했다.
(용융 점도)
실시예 1과 마찬가지로 측정했다.
(웰드 인열 시험)
상기 직사각형상의 개구부를 갖는 성형품을 이용하여, 웰드 인열 시험을 행했다. 성형품의 1단변을 지그로 고정하고, 반대쪽 단변를 후크로 건 후, 5㎜/min의 속도로 잡아당긴 경우의 웰드부에서의 파괴(균열)의 유무를 평가했다. 평가 기기로는 오리엔테크제 텐실론 UTA-KN을 사용했다.
(박리 시험)
상기 직사각형상 성형품의 표면에 점착 테이프를 부착한 후에 박리하는 박리 시험을 했다. 박리 시험 후, 화상 처리 측정기(니레코제 LUZEX-FS)를 이용하여, 박리된 부분의 면적을 측정하고, (박리 부분의 면적/시험편의 면적)을 계산했다. 이 값이 작을수록, 박리 부분의 면적이 적고, 박리 특성이 우수하다고 할 수 있다.
(굽힘 탄성률)
실시예 1과 마찬가지로 측정했다.
비교예 12 내지 17
표 3에 나타내는 비율로 목적 수지 조성물을 실시예 1과 마찬가지로 하여 조제하고, 이어서 수득된 수지 조성물을 이용하여, 실시예 11과 마찬가지로 하여 성형품 A를 작성하여, 평가했다.
비교예 18 내지 23
비교예 12 내지 17에서 조제한 수지 조성물을 이용하여, 실시예 16과 마찬가지로 하여 성형품 B를 작성한 경우에 대하여 평가했다.
이들 결과를 표 3 내지 4에 나타낸다.
Figure 112008057713656-PCT00010
Figure 112008057713656-PCT00011

Claims (10)

  1. (A) 내경 1㎜, 길이 20㎜의 노즐을 이용한 300℃, 전단 속도 1000sec-1에서의 모세관식 레오미터 측정에 의한 용융 점도가 100 내지 300Pa·s의 이방성 용융상을 형성하지 않는 열가소성 수지 91 내지 99중량% 및
    (B) 이방성 용융상을 형성할 수 있는 액정성 폴리머 1 내지 9중량%으로 이루어지는 수지 조성물 100중량부에 대하여,
    (C) 하기 화학식 I, II로 나타내는 인옥소산모노에스터 및 다이에스터로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 0.001 내지 2중량부 배합한, (B) 액정성 폴리머가 입자 분산되어 있는 열가소성 수지 조성물이며,
    (A) 성분과 (B) 성분의, 내경 1㎜, 길이 20㎜의 노즐을 이용하고, 300℃, 전단 속도 1000sec-1에서의 모세관식 레오미터 측정에 의한 용융 점도 비율 (Aη)/(Bη)가 3.2 내지 4.0인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 조성물.
    화학식 I
    (X)nP(=O)(OR)3-n
    화학식 II
    (X)nP(OR)3-n
    [상기 식에서, n은 1 또는 2이며, X는 수소 원자, 하이드록실기, 또는 1가의 유기기이며, 복수일 경우 동일하여도 달라도 좋다. R은 1가 또는 2가의 유기기 이며, 복수의 경우 동일하여도 달라도 좋다.]
  2. 제 1 항에 있어서,
    (A) 이방성 용융상을 형성하지 않는 열가소성 수지가 폴리카보네이트 수지인 열가소성 수지 조성물.
  3. 제 2 항에 있어서,
    (A) 폴리카보네이트 수지의 점도 평균 분자량은 17500 내지 18900인 열가소성 수지 조성물.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    (C) 인옥소산모노에스터 및 다이에스터가 하기 화학식 III으로 표시되는 포스폰산에스터인 열가소성 수지 조성물.
    화학식 III
    H(OH)mP(=O)(OR')2-m
    [상기 식에서, m은 0 또는 1이며, R'는 1가의 유기기이다.]
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    (C) 인옥소산모노에스터 및 다이에스터가 하기 화학식 IV로 표시되는 포스폰산에스터인 열가소성 수지 조성물.
    Figure 112008057713656-PCT00012
    [상기 식에서, Y는 2가의 α, ω-다이옥시유기기이다.]
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 열가소성 수지 조성물을 성형함으로써 얻어지는, (A) 열가소성 수지 중에 (B) 액정성 폴리머가 섬 형상으로 분산되어 있는 성형품이며, 성형품 표면으로부터 50㎛ 이내의 표층 부분의 (B) 액정성 폴리머 입자의 평균 장경(長徑)이 30㎛ 이하인 성형품.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 열가소성 수지 조성물이며,
    (A) 성분과 (B) 성분의, 내경 1㎜, 길이 20㎜의 노즐을 이용한 300℃, 전단 속도 1000sec-1에서의 모세관식 레오미터 측정에 의한 용융 점도 비율 (Aη)/(Bη)가 3.2 내지 4.0인 열가소성 수지 조성물을 사출 성형함으로써 얻어지는, 직사각형상면에 원하는 개구부가 마련되고, 개구부의 비율이 직사각형상면의 전체 면적의 30 내지 95%이며, 직사각형상면의 두께가 0.3 내지 3㎜인 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 부품.
  8. 제 7 항에 있어서,
    (A) 열가소성 수지 중에 (B) 액정성 폴리머가 섬 형상으로 분산되어 있는 성형품이며, 성형품 표면으로부터 50㎛ 이내의 표층 부분의 (B) 액정성 폴리머 입자의 평균 장경이 30㎛ 이하인 액정 디스플레이 부품.
  9. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재한 열가소성 수지 조성물이며, (A) 성분과 (B) 성분의, 내경 1㎜, 길이 20㎜의 노즐을 이용한 300℃, 전단 속도 1000sec-1에서의 모세관식 레오미터 측정에 의한 용융 점도 비율 (Aη)/(Bη)가 3.2 내지 4.0인 열가소성 수지 조성물을 사출 성형함으로써 얻어지는, 직사각형상면의 단변/장변 비율이 0.3 내지 1.0이며, 직사각형상면의 두께가 0.3 내지 3㎜인 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체 부품.
  10. 제 9 항에 있어서,
    (A) 열가소성 수지 중에 (B) 액정성 폴리머가 섬 형상으로 분산되어 있는 성형품이며, 성형품 표면으로부터 50㎛ 이내의 표층 부분의 (B) 액정성 폴리머 입자의 평균 장경이 30㎛ 이하인 정보 기록 매체 부품.
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