KR20120046067A - 액정 폴리에스테르 조성물 - Google Patents

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KR20120046067A
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Abstract

본 발명은 균열에 저항성이 있는 성형체(compact)를 산출하는 액정 폴리에스테르 조성물을 제공한다. 부피 평균 입자 크기가 14 ㎛ 이상인 판상 충전재가 액정 폴리에스테르와 조합되어 액정 폴리에스테르 조성물을 형성하게 된다. 판상 충전재와 섬유상 충전재의 총 함량은 액정 폴리에스테르 조성물의 총량에 관하여 45-55 중량%이다. 판상 충전재의 함량에 대한 섬유상 충전재의 함량의 중량비는 0.5 초과 및 0.65 이하이다.

Description

액정 폴리에스테르 조성물{LIQUID CRYSTAL POLYESTER COMPOSITION}
본 발명은 액정 폴리에스테르, 판상 충전재 및 섬유상 충전재를 포함하는 액정 폴리에스테르 조성물에 관한 것이다.
액정 폴리에스테르는 매우 우수한 용융 유동 특성 그리고 높은 내열성, 강도 및 경도를 가지므로, 전기 및 전자 부품의 제조용 사출 성형 재료로서 적절히 사용되고 있다. 그러나, 액정 폴리에스테르가 성형 동안 유동 방향으로 배향된 분자 사슬을 갖는 경향을 갖기 때문에, 결과적으로 성형체(compact)의 수축, 팽창 계수 및 기계적 특성의 비등방성을 야기하며, 이는 결과적으로 뒤틀림 및 균열(용접 균열)의 문제를 초래하는 경향이 있다. 이러한 문제를 피하기 위해서 액정 폴리에스테르에 대한 판상 충전재와 섬유상 충전재의 혼합물이 연구 개발되고 있다. 예를 들면, 일본 미심사 특허 출원 공개 번호 2002-294038에는 액정 폴리에스테르 100 중량부에 대하여 평균 입자 크기가 5-20 ㎛인 판상 무기 충전재 10-100 중량부 및 섬유상 무기 충전재 10-100 중량부를 포함하는 액정 폴리에스테르 조성물이 기술되어 있고, 여기서 판상 충전재의 함량에 대한 섬유상 충전재의 함량의 중량비는 0 초과 내지 0.5 미만이거나, 또는 1.6 초과 내지 10 미만이다. 또한, 국제 특허 공개 번호 WO 2008/023839에는 액정 폴리에스테르 조성물의 총 함량에 대하여 평균 입자 크기가 0.5-200 ㎛인 판상 충전재 30-40 중량% 및 섬유상 충전재 10-20 중량%를 포함하는 액정 폴리에스테르 조성물이 기술되어 있으며, 여기서 양자 성분에 대한 총 함량은 40-60 중량%이다. 또한, 일본 미심사 특허 출원 공개 번호 2010-003661에는 액정 폴리에스테르 조성물의 총량에 대하여 판상 무기 충전재 25-35 중량% 및 섬유상 충전재 10-25 중량%를 포함하는 액정 폴리에스테르 조성물이 기술되어 있으며, 여기서 양자 성분에 대한 총 함량은 40-50 중량%이다.
발명의 개요
상기 언급된 통상적인 액정 폴리에스테르 조성물은 성형 동안 충분히 감소된 비등방성을 항상 갖는 것이 아니므로, 성형이 얇은 섹션을 지닌 성형체 또는 복합한 형상을 지닌 성형체로 실시될 때, 그 성형체는 열 또는 압력 하에 균열되는 경향이 있다. 예를 들면, 성형이 CPU 속켓(socket)과 같은 커넥터로 실시될 때, 균열은 리플로우 마운팅(reflow mounting) 및 핀 삽입에 의해 쉽게 발생할 수 있다. 그러므로, 본 발명의 목적은 액정 폴리에스테르, 판상 충전재 및 섬유상 충전재를 포함하는 액정 폴리에스테르 조성물을 제공하는 것이며, 이 조성물은 균열에 대한 저항성이 있는 성형체를 산출하게 된다.
상기 기술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 액정 폴리에스테르, 부피 평균 입자 크기가 14 ㎛ 이상인 판상 충전재 및 섬유상 충전재를 포함하는 액정 폴리에스테르 조성물을 제공하며, 여기서 판상 충전재와 섬유상 충전재의 총 함량은 전체 액정 폴리에스테르 조성물에 대하여 45-55 중량%이고, 판상 충전재 함량(A)에 대한 섬유상 충전재 함량(B)의 중량비(B/A)는 0.5 초과 내지 0.65 이하이다. 본 발명에 따르면, 성형된 액정 폴리에스테르 조성물을 포함하는 커넥터(connector)가 추가로 제공된다.
본 발명의 액정 폴리에스테르 조성물을 사용함으로써, 균열에 저항성이 있는 성형체를 얻는 것이 가능하다.
발명의 상세한 설명
액정 폴리에스테르는 용융 상태에서 액정성(liquid crysallinity)을 나타내는 액정 폴리에스테르이며, 그리고 그것은 450℃ 이하의 온도에서 용융되는 것이 바람직하다. 액정 폴리에스테르는 액정 폴리에스테르 아미드, 액정 폴리에스테르 에테르, 액정 폴리에스테르 카르보네이트, 또는 액정 이미드이다. 액정 폴리에스테르는 출발 물질로서 단지 방향족 화합물만을 사용하는 전체 방향족 액정 폴리에스테르인 것이 바람직하다.
액정 폴리에스테르의 전형적인 예로서는 방향족 히드록시카르복실산, 방향족 디카르복실산 및 방향족 디올, 방향족 히드록시아민 및 방향족 아민으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물의 중합(중축합)에 의해 얻어진 것들, 복수의 상이한 방향족 히드록시카르복실산의 중합에 의해 얻어진 것들, 방향족 디카르복실산과 방향족 디올, 방향족 히드록시아민 및 방향족 디아민으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물과의 중합에 의해 얻어진 것들, 및 폴리에스테르, 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 방향족 히드록시카르복실산과의 중합에 의해 얻어진 것들을 들 수 있다. 여기서, 히드록시카르복실산, 방향족 디카르복실산, 방향족 디올, 방향족 히드록시아민 및 방향족 디아민은 중합가능한 그 유도체에 의해 서로 독립적으로 전부 또는 일부 대체될 수 있다.
방향족 히드록시카르복실산 및 방향족 디카르복실산과 같은 카르복실기 함유 화합물의 중합 가능한 유도체의 예로서는, 카르복실기를 알콕시카르보닐기 또는 아릴옥시카르보닐기로 변환하여 이루어지는 것(에스테르), 카르복실기를 할로포르밀기로 변환하여 이루어지는 것(산 할로겐화물), 및 카르복실기를 아실옥시카르보닐기로 변환하여 이루어지는 것(산 무수물)을 들 수 있다. 방향족 히드록시카르복실산, 방향족 디올 및 방향족 히드록시아민과 같은 히드록실기 함유 화합물의 중합 가능한 유도체의 예로서는, 히드록실기를 아실화하여 아실옥실기로 변환함으로써 이루어지는 것(아실화 유도체)을 들 수 있다. 방향족 히드록시아민 및 방향족 디아민과 같은 아미노기 함유 화합물의 중합 가능한 유도체의 예로서는, 아미노기를 아실화하여 아실아미노기로 변환함으로써 이루어지는 것(아실화 유도체)을 들 수 있다.
액정 폴리에스테르는, 하기 식 (1)로 나타내는 반복 단위(이하, 또한 「반복 단위(1)」라고 하는 경우도 있음)를 갖는 것이 바람직하고, 반복 단위(1)와, 하기 식 (2)로 나타내는 반복 단위(이하, 또한「반복 단위(2)」라고 하는 경우도 있음)와, 하기 식 (3)으로 나타내는 반복 단위(이하, 또한 「반복 단위(3)」라는 경우도 있음)를 갖는 것이 보다 바람직하다.
(1) -O-Ar1-CO-
(2) -CO-Ar2-CO-
(3) -X-Ar3-Y-
상기 식 중, Ar1은 페닐렌기, 나프틸렌기 또는 비페닐릴렌기를 나타낸다. Ar2 및 Ar3은 각각 독립적으로, 페닐렌기, 나프틸렌기, 비페닐릴렌기 또는 하기 식 (4)로 나타내는 기를 나타낸다. X 및 Y는, 각각 독립적으로, 산소 원자 또는 이미노기(-NH-)를 나타낸다. Ar1, Ar2 또는 Ar3으로 나타내는 상기 기에 있는 수소 원자는, 각각 독립적으로, 할로겐 원자, 알킬기 또는 아릴기로 치환되어 있어도 좋다.
4) -Ar4-Z-Ar5-
여기서, Ar4 및 Ar5는, 각각 독립적으로, 페닐렌기 또는 나프틸렌기를 나타낸다. Z는 산소 원자, 황 원자, 카르보닐기, 술포닐기 또는 알킬리덴기를 나타낸다.
상기 할로겐 원자로서는, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 및 요오드 원자를 들 수 있다. 상기 알킬기의 예로서는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, s-부틸기, t-부틸기, n-헥실기, 2-에틸헥실기, n-옥틸기 및 n-데실기를 들 수 있고, 바람직하게는 그 탄소수는 1?10이다. 상기 아릴기의 예로서는, 페닐기, o-톨릴기, m-톨릴기, p-톨릴기, 1-나프틸기 및 2-나프틸기를 들 수 있고, 바람직하게는 그 탄소수는 6?20이다. Ar1, Ar2 또는 Ar3으로 나타내는 기의 수소 원자가 그러한 기로 치환되어 있는 경우, 그 수는, Ar1, Ar2 또는 Ar3으로 나타내는 각각의 기에 대하여, 각각 독립적으로, 2개 이하인 것이 바람직하고, 바람직하게는 1개 이하인 것이 보다 바람직하다.
상기 알킬리덴기의 예로서는, 메틸렌기, 에틸리덴기, 이소프로필리덴기, n-부틸리덴기 및 2-에틸헥실리덴기를 들 수 있고, 바람직하게는 그 탄소수는 1?10이다.
반복 단위(1)는, 소정의 방향족 히드록시카르복실산으로부터 유래된 반복 단위이다. 반복 단위(1)로서는, Ar1이 p-페닐렌기인 것(p-히드록시벤조산으로부터 유래된 반복 단위), 및 Ar1이 2,6-나프틸렌기인 것(6-히드록시-2-나프토에산으로부터 유래된 반복 단위)이 바람직하다.
반복 단위(2)는, 소정의 방향족 디카르복실산으로부터 유래된 반복 단위이다. 반복 단위(2)로서는 Ar2가 p-페닐렌기인 것(테레프탈산으로부터 유래된 반복 단위), Ar2이 m-페닐렌기인 것(이소프탈산으로부터 유래된 반복 단위), Ar2가 2,6-나프틸렌기인 것(2,6-나프탈렌디카르복실산으로부터 유래된 반복 단위), 및 Ar2이 디페닐에테르-4,4'-디일기인 것(디페닐에테르-4,4'-디카르복실산으로부터 유래된 반복 단위)이 바람직하다.
반복 단위(3)는, 소정의 방향족 디올, 방향족 히드록실아민 또는 방향족 디아민으로부터 유래된 반복 단위이다. 반복 단위(3)로서는, Ar3이 p-페닐렌기인 것(히드로퀴논, p-아미노페놀 또는 p-페닐렌디아민으로부터 유래된 반복 단위), 및 Ar3이 4,4'-비페닐릴렌기인 것(4,4'-디히드록시비페닐, 4-아미노-4'-히드록시비페닐 또는 4,4'-디아미노비페닐로부터 유래된 반복 단위)가 바람직하다.
반복 단위(1)의 함량은, 전체 반복 단위의 합계량[액정 폴리에스테르를 구성하는 각 반복 단위의 질량을 그 각 반복 단위의 식량으로 나누어 각 반복 단위의 물질 당량(몰)을 구하며, 그리고 이들을 합계한 값]에 대하여, 바람직하게는 30 몰% 이상, 보다 바람직하게는 30 몰%?80 몰%, 보다 더 바람직하게는 40 몰%?70 몰%, 훨씬 보다 더 바람직하게는 45 몰%?65 몰%이다. 반복 단위(2)의 함량은, 전체 반복 단위의 합계량에 대하여, 바람직하게는 35 몰% 이하, 보다 바람직하게는 10 몰%?35 몰%, 보다 더 바람직하게는 15 몰%?30 몰%, 휠씬 보다 더 바람직하게는 17.5 몰%?27.5 몰%이다. 반복 단위(3)의 함량은, 전체 반복 단위의 합계량에 대하여, 바람직하게는 35 몰% 이하, 보다 바람직하게는 10 몰%?35 몰%, 보다 더 바람직하게는 15 몰%?30 몰%, 훨씬 보다 더 바람직하게는 17.5 몰%?27.5 몰%이다. 반복 단위(1)의 함량이 많을수록, 용융 유동 특성, 내열성 및 강도/강성이 향상되는 경향이 있지만, 그것이 너무 많으면, 용융 온도 및 용융 점도가 상승하는 경향이 있으며, 이는 성형에 보다 높은 온도를 요구한다.
반복 단위(2)의 함량과 반복 단위(3)의 함량의 비율은, [반복 단위(2)의 함량]/[반복 단위(3)의 함량](몰/몰)로 나타내고, 바람직하게는 0.9/1?1/0.9, 보다 바람직하게는 0.95/1?1/0.95, 보다 더 바람직하게는 0.98/1?1/0.98이다.
또한, 액정 폴리에스테르는, 각각 독립적으로, 반복 단위(1)?(3) 중 2종 이상 가질 수 있다. 또한 액정 폴리에스테르는, 반복 단위 (1)?(3) 이외의 반복 단위를 가질 수도 있다. 그 함량은, 전체 반복 단위의 합계량에 대하여, 바람직하게는 10몰% 이하, 보다 바람직하게는 5 몰% 이하이다.
액정 폴리에스테르는, 반복 단위(3)로서, X 및/또는 Y가 각각 산소 원자인 것, 바꾸어 말하면 소정의 방향족 디올로부터 유래된 반복 단위를 갖는 것이 바람직한데, 이는 용융 점도를 저하시키는 경향이 있기 때문이다. 액정 폴리에스테르는 X 및 Y가 각각 산소 원자인 반복 단위(3)만을 지닌 것이 보다 바람직하다.
액정 폴리에스테르는, 구성하는 반복 단위에 대응하는 출발 단량체를 용융 중합시키며, 그리고 얻어진 중합체(예비중합체)를 고상 중합시킴으로써 제조하는 것이 바람직하다. 이는 내열성 및 강도/강성이 높은 고분자량의 액정 폴리에스테르의 고도한 조작성 제조를 허용한다. 용융 중합은, 촉매의 존재 하에 행하여도 좋다. 촉매의 예로서는, 아세트산마그네슘, 아세트산 제1주석, 테트라부틸티타네이트, 아세트산납, 아세트산나트륨, 아세트산칼륨, 삼산화안티몬 등의 금속 화합물, 및 4-(디메틸아미노)피리딘, 1-메틸이미다졸 등의 질소 함유 복소환 화합물을 들 수 있고, 질소 함유 복소환 화합물이 바람직하게 사용된다.
액정 폴리에스테르는, 그 유동 개시 온도가, 바람직하게는 270℃ 이상, 보다 바람직하게는 270℃?400℃, 보다 더 바람직하게는 280℃?380℃이다. 유동 개시 온도가 높을수록, 내열성 및 강도/강성이 향상되는 경향이 있지만, 너무 높으면, 용융 온도 및 용융 점도가 상승하는데, 이는 성형을 위한 보다 높은 온도를 필요로 한다.
또한, 유동 개시 온도는, 유동 온도 또는 유동점이라고도 칭하며, 그것은 모세관 레오미터를 사용하여, 9.8 MPa(100 ㎏/㎠)의 하중 하에, 4℃/분의 속도로 승온하면서, 액정 폴리에스테르를 용융시켜서, 내경 1 ㎜ 및 길이 10 ㎜의 노즐로부터 압출할 때, 4800 Pa?s(48000 포아즈)의 점도를 나타내는 온도이며, 액정 폴리에스테르의 분자량의 기준이 되는 것이다("Liquid Crystal Polymers - Synthesis, Molding and Applications", ed. by N. koide, CMC Publishing Co., Ltd., June 5, 1987, p.95).
액정 폴리에스테르 조성물은 액정 폴리에스테르, 부피 평균 입자 크기가 14 ㎛ 이상인 판상 충전재 및 섬유상 충전재를 포함한다. 판상 충전재와 섬유상 충전재의 총 함량은 액정 결정 폴리에스테르 조성물의 총량에 대하여 45-55 중량%이고, 판상 충전재 함량(A)에 대한 섬유상 충전재 함량(B)의 중량비(B/A)는 0.5 초과 내지 0.65 이하이다. 이와 같이 소정의 판상 충전재 및 섬유상 충전재를 액정 폴리에스테르에 소정의 비율로 첨가함으로써, 수축, 팽창 계수 및 기계적 특성의 충분히 감소된 비등방성을 지닌 액정 폴리에스테르 조성물을 얻는 것이 가능하며, 이는 균열에 대한 저항성이 있는 성형체를 산출하게 된다.
사용된 판상 충전재는 무기 충전재인 것이 바람직하다. 판상 무기 충전재의 예로서는 탈크, 마이카, 흑연, 규회석, 유리 플레이크, 황산바륨 및 탄산칼슘을 들 수 있다. 이들 중에서도 특히 탈크 및 마이카가 바람직하며, 탈크가 보다 더 바람직하다. 마이카는 모스코바이트(muscovite), 브론즈 마이카, 플루오린 브론즈 마이카 또는 테트라실리콘 마이카일 수 있다.
판상 충전재의 부피 평균 입자 크기는 상기 언급한 바와 같이 14 ㎛ 이상이고, 그 크기가 보다 작을 경우에는 균열 방지 효과가 불충분하게 된다. 판상 충전재의 부피 평균 입자 크기가 14.2 ㎛ 이상인 것이 바람직하다. 판상 충전재의 부피 평균 입자 크기는 또한 바람직하게는 100 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 50 ㎛ 이하, 보다 더 바람직하게는 30 ㎛ 이하이다. 판상 충전재의 부피 평균 입자 크기는 레이저 회절 방법으로 측정할 수 있다.
섬유상 충전재는 무기 충전재 또는 유기 충전재일 수 있다. 섬유상 무기 충전재의 예로는 유리 섬유; 탄소 섬유, 예컨대 PAN 탄소 섬유 및 피치 탄소 섬유; 세라믹 섬유, 예컨대 실리카 섬유, 알루미나 섬유 및 실리카-알루미나 섬유; 및 금속 섬유, 예컨대 스레인레스강 섬유를 들 수 있다. 다른 예로는 위스커(whisker), 예컨대 티탄산칼륨 위스커, 티탄산바륨 위스커, 규회석 위스커, 붕산알루미늄 위스커, 질화규소 위스커 및 탄화규소 위스커를 들 수 있다. 섬유상 유기 섬유의 예로는 폴리에스테르 섬유 및 아라미드 섬유를 들 수 있다. 이들 중에서도 특히 유리 섬유가 바람직하다.
섬유상 충전재의 수 평균 섬유 크기는 5-20 ㎛인 것이 바람직하고, 섬유상 충전재의 수 평균 섬유 길이는 100-500 ㎛인 것이 바람직하며, 섬유상 충전재의 수 평균 종횡비(수 평균 섬유 길이/수 평균 섬유 길이)는 10-100인 것이 바람직하다. 섬유상 충전재의 수 평균 섬유 길이 및 수 평균 섬유 길이는 전자 현미경을 사용한 관찰에 의해 측정될 수 있다.
판상 충전재와 섬유상 충전재의 총 함량은 상기 언급된 바와 같이 45-55 중량%이고, 이 범위의 값보다 더 작거나 더 큰 경우에는 균열 방지 효과가 불충분해진다. 판상 충전재와 섬유상 충전재의 총 함량은 50-55 중량%인 것이 바람직하다. 또한, 판상 충전재의 함량(A)과 섬유상 충전재의 함량(B)의 중량비(B/A)는 상기 언급된 바와 같이 0.5 초과 및 0.65 이하이고, 그 중량비는 0.5 초과 및 0.6 이하인 것이 바람직하고, 0.55-0.6인 것이 보다 더 바람직하다.
액정 폴리에스테르 조성물은 판상 충전재 및 섬유상 충전재 이외의 충전재, 첨가제, 또는 액정 폴리에스테르 이외의 수지와 같은 하나 이상의 다른 성분을 함유할 수 있다.
판상 충전재 또는 섬유상 충전재 이외의 충전재의 예로는 실리카, 알루미나, 티탄 산화물, 유리 비드, 유리 밸룬, 질화붕소, 탄화규소, 탄산칼슘 등과 같은 구상 또는 다른 미립자 충전재를 들 수 있다. 이러한 충전재의 함량은 전체 액정 폴리에스테르 조성물을 기준으로 하여 0-10 중량%인 것이 바람직하다.
첨가제의 예로는 항산화제, 열 안정화제, 광 안정화제, 예컨대 자외선 흡수제, 정전기 방지제, 계면활성제, 난연제, 안료 및 염료를 들 수 있다. 이러한 첨가제의 함량은 전체 액정 폴리에스테르 조성물을 기준으로 하여 0-3 중량%인 것이 바람직하다.
액정 폴리에스테르 이외의 수지의 예로는 액정 폴리에스테르 이외의 열가소성 수지, 예컨대 폴리프로필렌, 폴리아미드, 액정 폴리에스테르 이외의 폴리에스테르, 폴리설폰, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리에테르 케톤, 폴리카르보네이트, 폴리페닐렌 에테르 및 폴리에테르이미드; 및 열경화성 수지, 예컨대 페놀 수지, 에폭시 수지, 폴리이미드 수지 및 시아네이트 수지를 들 수 있다. 그 수지의 함량은 액정 폴리에스테르 100 중량부에 대하여 0-10 중량부인 것이 바람직하다.
액정 폴리에스테르 조성물은 액정 폴리에스테르, 판상 충전재, 섬유상 충전재 및 필요에 따라 사용된 다른 성분을 압출기를 사용하여 용융 혼련하고 그 혼합물을 펠릿 형태로 압출함으로써 제조되는 것이 바람직하다. 사용된 압출기는 실린더, 실린더 내에 위치한 하나 이상의 스크류, 및 실린더 내에 제공된 하나 이상의 공급 입구를 갖는 것이 바람직하고, 실린더 내에 제공된 하나 이상의 벤트를 갖는 것이 보다 바람직하다.
이러한 방식으로 얻어지는 액정 폴리에스테르 조성물을 성형함으로써, 균열에 저항성이 있는 성형체를 얻는 것이 가능하다. 액정 폴리에스테르 조성물의 성형 방법은 용융 성형 방법인 것이 바람직하다. 그 예로는 T-다이 방법 또는 인플레이션 방법과 같은 압출 방법, 압축 성형 방법, 블로우 성형 방법, 진공 형성 방법 및 프레스 성형 방법을 들 수 있다. 이들 중에서도 특히 사출 성형 방법이 바람직하다.
상기 설명된 바와 같이 얻어진 성형체인 제품 및 부품의 예로는 보빈, 예컨대 광 픽업 보빈(optical pick-up bobbin) 및 변압기 코일 보빈; 릴레이 부품(relay part), 예컨대 릴레이 케이스, 릴레이 베이스, 릴레이 스프루 및 릴레이 아마츄어(relay amature); 커넥터, 예컨대 RIMM, DDR, CPU 속켓, S/O, DIMM, 보드 투 보드 커넥터, FPC 커넥터 및 카드 커넥터; 리플렉터, 예컨대 램프 리플렉터 및 LED 리플렉터; 호울더, 예컨대 램프 호울더 및 히터 호울더; 다이어프램, 예컨대 스피커 다이어프램; 세퍼레이터, 예컨대 커피 머신 종이 전달 추출기 및 프린터 페이퍼 전달 추출기; 카메라 모듈 부품; 스위치 부품; 모터 부품; 센서 부품; 하드 디스크 드라이브 부품; 요리 기구, 예컨대 오븐웨어; 차량 부품; 항공기 부품; 및 밀봉 부재, 예컨대 반도체 소자 밀봉 부재 및 코일 밀봉 부재를 들 수 있다.
특히, 바람직한 실시양태에 따른 액정 폴리에스테르 조성물은 수축, 팽창 계수 및 기계적 특성의 충분히 감소된 비등방성을 가지며, 그리고 박막 세션을 갖는 성형체 또는 복잡한 형상을 갖는 성형체로 성형될 때, 균열에 대한 저항성이 있으며, 그것은 CPU 속켓과 같은 커넥터용 재료로서 적합하게 사용될 수 있으며, 따라서 리플로우 마운팅 및 핀 삽입에 의해 야기된 균열을 방지하는데 도움을 주게 된다.
실시예
[액정 폴리에스테르의 유동 개시 온도의 측정]
플로우 테스터("Model CFT-500", Shimadzu Corp.)를 이용하여, 액정 폴리에스테르 대략 2g을, 내경 1 ㎜ 및 길이 10 ㎜의 노즐을 갖는 다이를 구비한 실린더에 충전하고, 9.8 MPa(100 kg/㎠)의 하중 하에, 4℃/분의 속도로 승온하면서, 액정 폴리에스테르를 용융시키고, 노즐로부터 압출하며, 4800 Pa?s(48000 P)의 점도를 나타내는 온도를 측정하였다.
[액정 폴리에스테르(1)의 제조]
교반 장치, 토크 모터, 질소 가스 도입관, 온도계 및 환류 냉각기를 구비한 반응기에, p-히드록시벤조산 994.5 g(7.2 몰), 테레프탈산 299.0 g(1.8 몰), 이소프탈산 99.7 g(2.4 몰), 4,4'-디히드록시바이페닐 446.9 g(2.4 몰) 및 아세트산 무수물 1347.6 g(13.2 몰)을 넣고, 반응기 내부 가스를 질소 가스로 치환한 후, 1-메틸이미다졸 0.18 g을 첨가하고, 질소 가스 기류 하에 교반하면서, 실온에서 150℃로 30 분간에 걸쳐 승온하고, 혼합물을 150℃에서 30 분 환류시켰다. 이어서, 1-메틸이미다졸 2.4 g을 첨가하고, 아세트산 부산물 및 미반응의 아세트산 무수물을 증류 제거하면서, 150℃에서 300℃로 2시간 50 분간에 걸쳐 승온하고, 토크의 상승이 관찰되었을 때, 반응기의 내용물을 회수하고, 그 혼합물을 실온으로 냉각하였다. 이 얻어진 고형물을 분쇄기로 분쇄하고, 실온에서 250℃로 질소 대기 하에 1 시간에 걸쳐 승온하고, 이어서 250℃에서 295℃로 5 시간에 걸쳐 승온하며, 고체상 중합을 위해서 295℃에서 3 시간 동안 유지하고, 이후에는 냉각하여 분말상 액정 폴리에스테르(1)를 얻었다. 이 액정 폴리에스테르(1)의 유동 개시 온도는 327℃이었다.
[액정 폴리에스테르(2)의 제조]
교반 장치, 토크 미터, 질소 가스 도입관, 온도계 및 환류 냉각기를 구비한 반응기에, p-히드록시벤조산 994.5 g(7.2 몰), 테레프탈산 239.2 g(1.44 몰), 이소프탈산 159.5 g(0.96 몰), 4,4'-디히드록시바이페닐 446.9 g(2.4 몰) 및 아세트산 무수물 1347.6 g(13.2 몰)을 넣고, 반응기 내부 가스를 질소 가스로 치환한 후, 1-메틸이미다졸 0.18 g을 첨가하고, 질소 가스 기류 하에 교반하면서, 실온에서 150℃로 30 분간에 걸쳐 승온하고, 혼합물을 150℃에서 30 분 환류시켰다. 이어서, 1-메틸이미다졸 2.4 g을 첨가하고, 아세트산 부산물 및 미반응의 아세트산 무수물을 증류 제거하면서, 150℃에서 320℃로 2시간 50 분간에 걸쳐 승온하고, 토크의 상승이 관찰되었을 때, 반응기의 내용물을 회수하고, 그 혼합물을 실온으로 냉각하였다. 이 얻어진 고형물을 분쇄기로 분쇄하고, 실온에서 220℃로 질소 대기 하에 30 분에 걸쳐 승온하고, 이어서 220℃에서 240℃로 30분에 걸쳐 승온하며, 고체상 중합을 위해서 240℃에서 10 시간 동안 유지하고, 이후에는 냉각하여 분말상 액정 폴리에스테르(2)를 얻었다. 이 액정 폴리에스테르(2)의 유동 개시 온도는 286℃이었다.
[ 판상 충전재]
하기 나타낸 재료를 판상 충전재로서 사용하였다. 부피 평균 입자 크기는 하기 조건 하에 레이저 회절로 측정함으로써 측정된 D50 값이다.
(D50 측정 조건)
장치: Mastersizer 2000(Malvern Instruments Ltd)
소프트: Master 2000 Version 4.00
입자 굴절율: 1.65-0.11
분산 매질: 물
분산 매질 굴절율: 1.33
분석 모델: Generic Mode
산란 강도: 5-7%
탈크(1): "MS-KY"(부피 평균 입자 크기: 14.2 ㎛)(Nippon Talc Co., Ltd.)
탈크(2) "X-50"(부피 평균 입자 크기: 13.2 ㎛)(Nippon Talc Co., Ltd.)
탈크(3) "X-1B"(부피 평균 입자 크기: 6.5 ㎛)(Nippon Talc Co., Ltd.)
탈크(4) "CROWN TALC CPP"(부피 평균 입자 크기: 10.8 ㎛)(Mstsuura Sangyo Co., Ltd.)
실시예 1 및 2, 비교예 1-4
[액정 폴리에스테르 조성물의 제조]
액정 폴리에스테르 100 중량부, 하기 표 1에 열거된 유형 및 양의 판상 충전재 및 표 1에 열거된 양의 유리 섬유("CS03 JAPX-1", Owens Corning Manufacturing Ltd.)를 혼합한 후, 트윈 스크류 압출기("PCM-30", Ikegai Tekko, KK.)를 340℃의 실린더 온도에서 과립화에 사용하여 펠릿화된 액정 폴리에스테르 조성물을 얻었다.
[균열 저항성의 평가]
얻어진 액정 폴리에스테르 조성물은, 사출 성형 기기("R0BOSHOT S-2000i 30B", Fanauc Coporation)을 사용하여, 실린더 온도 350℃, 모울드 온도 70℃ 및 사출 속도 200 mm/sec에서 CPU 속켓(외부 프레임의 내부 사이드 상에 격자 구조, 격자 섹션의 내부 사이드 상에 내부 프레임, 내부 프레임의 내부 사이드 상의 개방부, 외부 프레임의 치수 42 mm × 42 mm, 외부 프레임 두께 4 mm, 내부 프레임 내부 치수 14 mm × 14 mm, 격자 섹션 피치 1 mm 및 핀 삽입 홀 치수 0.7 × 0.7 mm)으로 성형하였다. 그 CPU 속켓은 고온 공기 순환 오븐(Espec Corp.)을 사용하여 290℃에서 5 분 동안 열 처리하였고, 균열의 존재 여부는 외부 관찰에 의해 확인되었다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 표 1에서, "+"는 균열이 관찰되었음을 의미하고, "-"는 균열이 관찰되지 않았음을 의미한다.
실시예1 실시예2 비교예1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5 비교예 6
액정 폴리에스테르 (1) (중량%) 25 27.5 30 30 22 27.5 27.5 27.5
(2) (중량%) 20 22.5 25 25 18 22.5 22.5 22.5
탈크
 (1) (중량%) 35 32 30 22.5 37.5 - - -
(2) (중량%) - - - - - 32 - -
(3) (중량%) - - - - - - 32 -
(4) (중량%) - - - - - - - 32
유리 섬유 (중량%) 20 18 15 22.5 22.5 18 18 18
탈크+유리 섬유 (중량%) 55 50 45 45 60 50 50 50
유리 섬유/탈크 (중량비) 0.57 0.56 0.5 1 0.6 0.56 0.56 0.56
균열 - - + + + + + +

Claims (5)

  1. 액정 폴리에스테르, 부피 평균 입자 크기가 14 ㎛ 이상인 판상 충전재 및 섬유상 충전재를 포함하는 액정 폴리에스테르 조성물로서, 여기서 판상 충전재와 섬유상 충전재의 총 함량은 전체 액정 폴리에스테르 조성물에 대하여 45-55 중량%이고, 판상 충전재의 함량(A)에 대한 섬유상 충전재의 함량(B)의 중량비(B/A)는 0.5 초과 내지 0.65 이하인 것인 액정 폴리에스테르 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 판상 충전재가 탈크인 액정 폴리에스테르 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 판상 충전재의 함량(A)에 대한 섬유상 충전재의 함량(B)의 중량비(B/A)가 0.55-0.6인 액정 폴리에스테르 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 섬유성 충전재가 유리 섬유인 액정 폴리에스테르 조성물.
  5. 제1항에 따른 액정 폴리에스테르 조성물을 성형함으로써 얻어지는 커넥터(connector).
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