KR20120112109A - 액정 폴리머 몰딩 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

용접부가 고강도를 갖고 또한 표면 특성이 만족스러운 액정 폴리머 몰딩이 제공된다. 구형 충전제를 함유하는 액정 폴리머 조성물을 사출 성형함으로써, 용접부를 포함하는 액정 폴리머 몰딩의 제조 방법으로서, 상기 구형 충전제는 60 ㎛ 이하의 중심 입자 직경을 갖고, 상기 방법은, 하기 관계: 20 ≤ [용접부의 두께/구형 충전제의 중심 입자 직경] ≤ 55 를 만족시키도록 성형하는 단계를 포함하는 액정 폴리머 몰딩의 제조 방법; 및 그러한 방법에 의해 획득되는 액정 폴리머 몰딩.

Description

액정 폴리머 몰딩 및 그 제조 방법{LIQUID CRYSTAL POLYMER MOLDING AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME}
본 발명은 액정 폴리머 몰딩 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
액정 폴리머, 특히 용융 결정도 (melt crystallinity) 를 갖는 액정 폴리머는, 단단한 분자 프레임을 포함하고 용융시에 메소모피즘 (mesomorphism) 을 나타내고 전단 유동과 신장 유동시에 분자 사슬 배향을 나타낸다는 특징을 갖는다. 그러한 특징 때문에, 액정 폴리머는 사출 성형, 압출 성형, 인플레이션 성형 또는 취입 성형과 같은 용융 처리를 거치는 경우에 우수한 유동성을 나타내고 또한 기계적 특성이 우수한 몰딩을 제공한다. 특히, 방향족 액정 폴리머는, 성형시의 우수한 유동성과 함께, 화학적 안정성 및 높은 내열성, 단단한 분자 프레임으로부터 유래하는 높은 강도와 높은 강성을 가지므로 "경량화", "박육화 (thinning)" 및 "소형화"가 요구되는 공업용 플라스틱으로서 유용한 몰딩을 제공한다. 표면 실장 단계를 거치는 얇은 벽부를 각각 포함하는 전기 및 전자 부품, 및 자동차 부재 등과 같이 사용시 높은 온도에 노출되는, 고출력 (high output) 및 고용량 (high capacity) 을 각각 갖는 전기 및 전자 부품으로서 특히 유용하다.
그러나, 액정 폴리머는, 매우 큰 이방성 (anisotropy) 및 높은 응고 속도 때문에, 획득된 몰딩의 용접부가 현저히 낮은 강도를 갖는다는 문제가 있다. 여기서, 용접부는 몰드에 유입되는 2 이상의 액정 폴리머 멜트가 사출 성형의 경우 합류 (junction) 의 결과로 용접되는 부분을 의미한다. 따라서, 이방성을 감소시키고 용접부의 강도를 증가시키기 위해 액정 폴리머가 유리 섬유와 같은 충전제와 혼합되는, 조성물을 이용한 몰딩의 제조 방법이 개시된다. 그러나, 이 제조 방법은, 용접부의 강도 향상 효과가 반드시 크게 얻어지지 않고 또 몰딩의 표면이 거칠게 되고, 그 결과 표면 특성이 저하된다는 문제가 있다.
대조적으로, JP-A-3-59067 에는, 광학적 이방성 폴리에스테르 수지 조성물, 즉 우수한 내열성, 성형성 및 유동성뿐만 아니라 높은 기계적 특성, 특히 몰딩의 용접부의 높은 강도를 갖는 액정 폴리머처럼 특정 구조, 액정 개시 온도 및 용융 점도를 갖는 광학적 이방성 폴리에스테르의 고유 비율 (specific ratio), 및 바늘형상 산화 티타늄 위스커 (whisker) 및/또는 바늘형상 붕산 알루미늄 위스커의 고유 비율로 구성된 액정 폴리머 조성물이 개시되어 있다.
JP-A-3-281656 에는, 액정 폴리에스테르의 고유 비율 및 붕산 알루미늄 위스커의 고유 비율로 구성된 액정 폴리에스테르 수지 조성물이 액정 폴리에스테르의 이방성을 감소시켜, 몰딩의 용접부의 강도를 향상시킨다고 개시되어 있다.
그러나, JP-A-3-59067 및 JP-A-3-281656 에 기재된 조성물도 또한, 용접부의 강도가 충분하지 않고 몇몇의 경우에는 균열이 발생한다는 문제가 있다. 또한, 표면 특성이 저하되는 문제, 예컨대 몰딩 표면이 거칠어지고 유동 마크 (flow mark) 가 뚜렷이 생긴다는 문제가 있다.
상기한 상황을 고려하여, 본 발명이 이루어졌으며, 본 발명의 목적은, 용접부의 강도가 높고 또한 표면 특성이 만족스러운 액정 폴리머 몰딩을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 구형 충전제를 함유하는 액정 폴리머 조성물을 사출 성형함으로써, 용접부를 포함하는 액정 폴리머 몰딩의 제조 방법으로서, 상기 구형 충전제는 60 ㎛ 이하의 중심 입자 직경을 갖고, 상기 방법은, 하기 관계: 20 ≤ [용접부의 두께/구형 충전제의 중심 입자 직경] ≤ 55 를 만족시키도록 성형하는 단계를 포함하는 액정 폴리머 몰딩의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 액정 폴리머 몰딩의 제조 방법에 있어서, 액정 폴리머는 액정 폴리에스테르인 것이 바람직하다.
본 발명의 액정 폴리머 몰딩의 제조 방법에 있어서, 액정 폴리에스테르는, 액정 폴리에스테르를 구성하는 전체 반복 단위의 총량에 기초하여, 30 몰% 이상의 비율로 p-히드록시벤조산으로부터 유도된 반복 단위를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 액정 폴리머 몰딩의 제조 방법에 있어서, 하나의 사출 성형에서, 주입 속도의 최대값을 주입 개시로부터 최대값에 도달하는데 요구되는 시간으로 나눔으로써 정의되는 주입 가속도가 1,000 ~ 25,000 ㎜/sec2 로 되고 또한 몰드 입구에서의 주입 압력의 최대값이 5 ~ 150 ㎫ 로 되는 조건 하에서, 사출 성형이 행해지는 것이 바람직하다.
본 발명의 액정 폴리머 몰딩의 제조 방법에 있어서, 주입시 액정 폴리머 조성물의 온도가 [액정 폴리머 조성물의 유동 개시 온도 + 20 ℃] 이상 [액정 폴리머 조성물의 유동 개시 온도 + 80 ℃] 이하로 조절되는 조건 하에서, 사출 성형이 행해지는 것이 바람직하다.
본 발명의 액정 폴리머 몰딩의 제조 방법에 있어서, 사출 성형시 몰드의 온도가 80 ℃ 이상 [액정 폴리머 조성물의 유동 개시 온도 - 100 ℃] 이하로 조절되는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기한 본 발명의 방법에 의해 획득되는 액정 폴리머 몰딩을 또한 제공한다.
본 발명에 따르면, 용접부의 강도가 높고 또한 표면 특성이 만족스러운 액정 폴리머 몰딩을 제공하는 것이 가능하다.
도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 몰딩을 보여주는 사시도이다.
이하에서, 본 발명에 대해 상세하게 설명한다.
본 발명의 액정 폴리머 몰딩 (이하에서, 종종 간단히 몰딩이라고도 함) 의 제조 방법은 구형 충전제를 포함하는 액정 폴리머 조성물을 사출 성형함으로써 용접부를 포함하는 액정 폴리머 몰딩의 제조 방법을 가리키는데, 상기 구형 충전제는 60 ㎛ 이하의 중심 입자 직경을 갖고, 상기 방법은, 20 ≤ [용접부의 두께/구형 충전제의 중심 입자 직경] ≤ 55 을 만족시키도록 성형하는 단계를 포함한다. 본 발명의 액정 폴리머 몰딩은 상기한 방법에 의해 획득되는 것을 특징으로 한다.
액정 폴리머 조성물이 사출 성형을 거칠 때 몰드 내로 가압된 액정 폴리머 조성물의 2 이상의 유동이 몰드 내에서 합류되는 경우, 획득된 몰딩의 이 합류 지점이 용접에 의해 통합되는 용접부가 된다. 전형적인 예가 개구부를 포함하는 몰딩에서 관찰된다. 즉, 몰딩의 개구부는, 내부에 개구부를 형성하는 구조물을 갖는 몰드를 이용하여, 하나 (상류측) 로부터 다른 하나 (하류측) 를 향해 액정 폴리머 조성물의 멜트를 몰드 내로 가압함으로써 형성된다. 따라서, 몰드 내로 가압된 액정 폴리머 조성물이 구조물에 부딪혀서, 2 개의 유체로 분할되어 몰드 내에서 흐른다. 구조물을 지난 후, 이 두 유체가 합쳐지고, 따라서 액정 폴리머 조성물이 구조물을 둘러싼다. 따라서, 몰드로부터 제거된 몰딩은 구조물이 존재하던 부위에 개구부를 갖는다. 이때, 개구부의 하류측 부위로부터 최하류측 (즉, 외측) 을 향해 용접부가 존재한다.
용접부는 몰딩의 표면측으로부터 반드시 육안으로 확인되지는 않는다. 그렇지만, 본 발명의 몰딩에서, 용접부의 존재는 현미경 등을 사용하여 그 단면에서 구형 충전제의 분산 상태 및 배치 상태를 관찰함으로써 또는 액정 폴리머의 배향을 분석함으로써 확인될 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 몰딩을 보여주는 사시도이다.
도면에 나타낸 몰딩 (1) 은 개구부 (11) 를 갖는 얇은 판의 형상을 갖고 또한 서로 유사한 정사각형 외부 형태와 정사각형 개구부 표면을 갖는다. 개구부 (11) 는 몰딩 (1) 과 동심으로 형성되어 있다.
액정 폴리머 조성물의 멜트는 도 1 에서 화살표로 나타낸 방향으로 몰드 (도시 안 됨) 내로 가압되고, 액정 폴리머 조성물의 유체가 몰드 내에서 상류측으로부터 하류측을 향해 흘러서, 충전 및 성형되어 몰딩 (1) 이 획득된다.
개구부 (11) 의 일 부분 (액정 폴리머 조성물의 유동 방향에서 하류측의 부위) 으로부터 외측 (즉, 액정 폴리머 조성물의 유동 방향에서 최하류측) 을 향해 용접부 (12) 가 연장된다. 용접부 (12) 의 일 단부 (12a) 가 개구부 (11) 와 겹쳐진다. 용접부 (12) 의 일 단부 (12a) 의 반대편의 타 단부 (12b) 는 몰딩 (1) 의 외주부와 겹쳐진다.
몰딩 (1) 의 개방된 표면 (1a) 과 후방 표면 (1b) 의 외부 형태의 측면의 길이 (X1, Y1) 및 몰딩 (1) 의 개구부 (11) 이외의 두께 (Z1) 가 선택적으로 설정될 수 있다. 여기서, Z1 은 외주부 (1c) 의 두께를 나타낸다. 또한, 두께 Z2 뿐만 아니라 개방부 (11) 의 개방된 표면의 측면의 X2 및 Y2 가 선택적으로 설정될 수 있다. 여기서, Z1 과 Z2 는 몰딩 (1) 의 주어진 값이고, 부위에 따라 변하는 값일 수 있다. 여기서, Z1 과 Z2 는 서로 동일한데, 서로 상이할 수 있고, 목적에 따라 선택적으로 설정될 수 있다. 용접부 (12) 의 표면 (1a) (또는 후방 표면 (1b)) 을 따른 길이 (L1) 는 (X1 - X2)/2 가 된다.
용접부 (12) 의 두께는 T1 이고, 여기서 몰딩 (1) 의 주어진 값이며, 부위에 따라 변하는 값일 수 있다. 여기서, T1 은 개구부 (11) 의 두께를 나타낸다. 여기서, T1 과 Z2 는 서로 동일한데, 서로 상이할 수 있다. T1 을 구형 충전제의 중심 입자 직경 (M) 으로 나누어 얻어지는 값 (T1/M) 이 후술하는 바와 같이 20 ~ 55 이다.
몰딩 (1) 은 단지 본 발명의 액정 폴리머 몰딩의 일례로서 도시되었고, 본 발명의 액정 폴리머 몰딩은 이것으로 국한되지 않는다. 예컨대, 몰딩의 외부 형태 및 개구부 표면의 형상은 사각형이 아닐 수 있고, 서로 유사하지 않을 수 있다. 개구부는 몰딩과 동심이 아닐 수 있다. 용접부의 타 단부가 몰딩의 외주부와 겹쳐지지 않을 수 있다. 개구부와 용접부의 개수가 1 개가 아닐 수 있다. 용접부가 존재한다면, 개구부의 개수가 0 (제로) 일 수 있다.
본 발명에 있어서, 액정 폴리머에 대한 제한이 없고, 액정 폴리머가 액정 폴리머 폴리에스테르인 것이 바람직하다.
액정 폴리머 폴리에스테르는 용융 상태에서 메소모피즘을 나타내는 액정 폴리에스테르이고, 450 ℃ 이하의 온도에서 용해되는 것이 바람직하다. 또한, 액정 폴리에스테르는 액정 폴리에스테르 아미드, 액정 폴리에스테르 에테르, 액정 폴리에스테르 카보네이트, 또는 액정 폴리에스테르 이미드일 수 있다. 액정 폴리에스테르는 원료 모노머로서 단지 방향족 화합물만이 사용된 전부 (whole) 방향족 액정 폴리에스테르인 것이 바람직하다.
액정 폴리에스테르의 전형적인 예에는:
(Ⅰ) 방향족 히드록시카르복실산, 방향족 디카르복실산, 및 방향족 디올, 방향족 히드록실아민과 방향족 디아민으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 한 종류의 화합물을 중합 (중축합) 함으로써 획득되는 것,
(Ⅱ) 복수 종류의 방향족 히드록시카르복실산을 중합시킴으로써 획득되는 것,
(Ⅲ) 방향족 디카르복실산을, 방향족 디올, 방향족 히드록실아민과 방향족 디아민으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 한 종류의 화합물과 중합시킴으로써 획득되는 것,
(Ⅳ) 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 같은 폴리에스테르를, 방향족 히드록시카르복실산과 중합시킴으로써 획득되는 것이 포함된다. 여기서, 방향족 히드록시카르복실산, 방향족 디카르복실산, 방향족 디올, 방향족 히드록실아민 및 방향족 디아민의 중합가능한 유도체가, 그 일부 또는 전부 대신에, 각각 독립적으로 사용될 수 있다.
방향족 히드록시카르복실산 및 방향족 디카르복실산과 같은, 카르복실기를 갖는 화합물의 중합가능한 유도체의 예에는, 카르복실기가 알콕시카르보닐기 또는 아릴옥시카르보닐기로 전환된 것 (에스테르), 카르복실기가 할로포르밀기로 전환된 것 (산 할로겐화물), 그리고 카르복실기가 아실옥시카르보닐기로 전환된 것 (산 무수물) 이 포함된다.
방향족 히드록시카르복실산, 방향족 디올 및 방향족 히드록실아민과 같은 히드록실기를 갖는 화합물의 중합가능한 유도체의 예에는, 히드록실기가 아실화에 의해 아실옥실기로 전환된 것 (아실레이트) 이 포함된다.
방향족 히드록실아민 및 방향족 디아민과 같은 아미노기를 갖는 화합물의 중합가능한 유도체의 예에는, 아미노기가 아실화에 의해 아실아미노기로 전환된 것 (아실레이트) 이 포함된다.
액정 폴리에스테르는 바람직하게는 하기 일반식 (1) 으로 표현되는 반복 단위 (repeating unit) (이하에서, 종종 "반복 단위 (1)" 라고도 함) 을 포함하고, 더 바람직하게는 반복 단위 (1), 하기 일반식 (2) 으로 표현되는 반복 단위 (이하에서, 종종 "반복 단위 (2)" 라고도 함), 및 하기 일반식 (3) 으로 표현되는 반복 단위 (이하에서, 종종 "반복 단위 (3)" 라고도 함) 를 포함한다:
(1) -O-Ar1-CO-,
(2) -CO-Ar2-CO, 및
(3) -X-Ar3-Y-
여기서, Ar1 은 페닐렌기, 나프틸렌기 또는 비페닐렌기를 나타내고; Ar2 및 Ar3 은 각각 독립적으로, 페닐렌기, 나프틸렌기, 비페닐렌기, 또는 하기 일반식 (4) 로 표현되는 기를 나타내며; X 및 Y 는 각각 독립적으로, 산소 원자 또는 이미노기를 나타내고; Ar1, Ar2 및 Ar3 의 1 이상의 수소 원자는 각각 독립적으로, 할로겐 원자, 알킬기 또는 아릴기로 치환될 수 있고,
(4) -Ar4-Z-Ar5-
여기서, Ar4 및 Ar5 는 각각 독립적으로, 페닐렌기 또는 나프틸렌기를 나타내고, Z 는 산소 원자, 황 원자, 카르보닐기, 술포닐기 또는 알킬리덴기를 나타낸다.
할로겐 원자의 예에는, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 및 요오드 원자가 포함된다.
알킬기의 예에는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기, n-헵틸기, 2-에틸헥실기, n-옥틸기, n-노닐기 및 n-데실기가 포함되고, 탄소 원자의 개수는 1 ~ 10 개인 것이 바람직하다.
아릴기의 예에는, 페닐기, o-톨릴기, m-톨릴기, p-톨릴기, 1-나프틸기 및 2-나프틸기가 포함되고, 탄소 원자의 개수는 6 ~ 20 개인 것이 바람직하다.
수소 원자가 이러한 기로 치환되는 경우, 그 개수는 바람직하게는 2 개 이하, 더 바람직하게는 1 개 이하이고, 매 기 (every group) 는 각각 독립적으로 Ar1, Ar2 또는 Ar3 로 표현된다.
알킬리덴 기의 예에는, 메틸렌기, 에틸리덴기, 이소프로필리덴기, n-부틸리덴기 및 2-에틸헥실리덴기가 포함되고, 탄소 원자의 개수는 1 ~ 10 개인 것이 바람직하다.
반복 단위 (1) 는 미리 결정된 방향족 히드록시카르복실산으로부터 유도된 반복 단위이다. 반복 단위 (1) 는 Ar1 이 p-페닐렌기인 반복 단위 (p-히드록시벤조산으로부터 유도된 반복 단위) 또는 Ar1 이 2,6-나프틸렌기인 반복 단위 (6-히드록시-2-나프토산으로부터 유도된 반복 단위) 인 것이 바람직하다.
반복 단위 (2) 는 미리 결정된 방향족 디카르복실산으로부터 유도된 반복 단위이다. 반복 단위 (2) 는 Ar2 가 p-페닐렌기인 반복 단위 (테레프탈산으로부터 유도된 반복 단위), Ar2 가 m-페닐렌기인 반복 단위 (아이소프탈산으로부터 유도된 반복 단위), Ar2 가 2,6-나프틸렌기인 반복 단위 (2,6-나프탈렌디카르복실산으로부터 유도된 반복 단위), 또는 Ar2 가 디페닐에테르-4,4'-디일기인 반복 단위 (디페닐에테르-4,4'-디카르복실산으로부터 유도된 반복 단위) 인 것이 바람직하다.
반복 단위 (3) 는 미리 결정된 방향족 디올, 방향족 히드록실 아민 또는 방향족 디아민으로부터 유도된 반복 단위이다. 반복 단위 (3) 는 Ar3 이 p-페닐렌기인 반복 단위 (히드로퀴논, p-아미노페놀 또는 p-페닐렌디아민으로부터 유도된 반복 단위) 또는 Ar3 이 4,4'-비페닐렌기인 반복 단위 (4,4'-디히드록시비페닐, 4-아미노-4'히드록시비페닐 또는 4,4'-디아미노비페닐로부터 유도된 반복 단위) 인 것이 바람직하다.
반복 단위 (1) 의 함량은, 액정 폴리에스테르를 구성하는 전체 반복 단위의 총량에 기초하여, 바람직하게는 30 몰% 이상, 더 바람직하게는 30 ~ 80 몰%, 보다 더 바람직하게는 40 ~ 70 몰%, 특히 바람직하게는 45 ~ 65 몰% 이다 (여기서의 값은, 액정 폴리에스테르를 구성하는 각 반복 단위의 질량을 각 반복 단위의 식량 (formula weight) 으로 나누어, 각 반복 단위의 물질의 양과 동등한 양 (몰) 을 구하고, 그리고 나서, 얻어진 질량을 합계한다).
반복 단위 (2) 의 함량은, 액정 폴리에스테르를 구성하는 전체 반복 단위의 총량에 기초하여, 바람직하게는 35 몰% 이하, 더 바람직하게는 10 ~ 35 몰%, 보다 더 바람직하게는 15 ~ 30 몰%, 특히 바람직하게는 17.5 ~ 27.5 몰% 이다.
반복 단위 (3) 의 함량은, 액정 폴리에스테르를 구성하는 전체 반복 단위의 총량에 기초하여, 바람직하게는 35 몰% 이하, 더 바람직하게는 10 ~ 35 몰%, 보다 더 바람직하게는 15 ~ 30 몰%, 특히 바람직하게는 17.5 ~ 27.5 몰% 이다.
반복 단위 (1) 의 함량이 증가함에 따라, 멜트 유동성, 내열성, 강도 및 강성이 향상되는 것 같다. 그러나, 함량이 너무 크면, 용융 온도 및 용융 점도가 증가하는 것 같고, 몰딩에 요구되는 온도가 증가하는 것 같다.
액정 폴리에스테르는, 액정 폴리에스테르를 구성하는 전체 반복 단위의 총량에 기초하여, p-히드록시벤조산으로부터 유도된 반복 단위를 30 몰% 이상의 비율로 포함하는 것이 바람직하다.
반복 단위 (3) 의 함량에 대한 반복 단위 (2) 의 함량의 비는, [반복 단위 (2) 의 함량]/[반복 단위 (3) 의 함량] (몰/몰) 으로, 바람직하게는 0.9/1 ~ 1/0.9, 더 바람직하게는 0.95/1 ~ 1/0.95, 보다 더 바람직하게는 0.98/1 ~ 1/0.98 이다.
액정 폴리에스테르는 2 이상의 종류의 반복 단위 (1) ~ (3) 를 각각 독립적으로 포함할 수 있다. 액정 폴리에스테르는 반복 단위 (1) ~ (3) 이외의 반복 단위를 포함할 수 있고, 그 함량은, 액정 폴리에스테르를 구성하는 전체 반복 단위의 총량에 기초하여, 바람직하게는 10 몰% 이하, 더 바람직하게는 5 몰% 이하이다.
액정 폴리에스테르는 반복 단위 (3) 로서, X 및 Y 가 각각 산소 원자인 것, 즉 미리 결정된 방향족 디올로부터 유도된 반복 단위를 포함하는 것이 바람직하고, 반복 단위 (3) 로서, X 및 Y 가 각각 산소 원자인 것만을 포함하는 것이 더 바람직하다. 그 결과, 액정 폴리에스테르의 용융 점도가 감소하는 것 같다.
액정 폴리에스테르는, 액정 폴리에스테르를 구성하는 반복 단위에 해당하는 원료 모노머를 용융 중합시킨 후, 획득된 폴리머 (프리폴리머) 를 고체상 중합시킴으로써, 제조되는 것이 바람직하다. 이로써, 만족스러운 조작성 (operability) 과 함께 높은 강도 및 강성은 물론 내열성을 갖는 고분자량 액정 폴리에스테르를 제조할 수 있다. 용융 중합은 촉매의 존재 하에서 행해질 수 있다. 이 경우, 촉매의 예에는, 마그네슘 아세테이트, 주석 아세테이트, 테트라부틸 티타네이트, 납 아세테이트, 나트륨 아세테이트, 칼륨 아세테이트 및 안티몬 3산화물과 같은 금속 화합물; 및 4-(디메틸아미노)피리딘 및 1-메틸이미다졸과 같은 질소함유 헤테로고리 화합물이 포함된다. 이 촉매들 중에서, 질소함유 헤테로고리 화합물이 사용되는 것이 바람직하다.
액정 폴리에스테르의 유동 개시 온도는 바람직하게는 270 ℃ 이상, 더 바람직하게는 270 ℃ ~ 400 ℃, 보다 더 바람직하게는 280 ℃ ~ 380 ℃ 이다. 유동 개시 온도가 증가함에 따라, 강도 및 강성뿐만 아니라 내열성이 향상되는 것 같다. 유동 개시 온도가 너무 높은 경우, 용융 온도 및 용융 점도가 증가하는 것 같고, 몰딩에 요구되는 온도가 증가하는 것 같다.
유동 개시 온도는 유동 온도라고도 불리며, 액정 폴리에스테르가 9.8 ㎫ (100 ㎏/㎠) 의 하중 (load) 하에서 4 ℃/분의 가열 속도로 가열되면서 용해된 후, 모세관 레오미터 (capillary rheometer) 를 이용하여 1 ㎜ 의 내부 직경 및 10 ㎜ 의 길이를 갖는 노즐을 통해 압출되는 때, 용융 점도가 4,800 ㎩?s (48,000 poise) 가 되는 온도를 의미하고, 유동 개시 온도는 액정 폴리에스테르의 분자량을 나타내는 지수로서 역할한다 ("액정 폴리머 합성, 몰딩 및 응용 (Liquid Crystalline polymer-Synthesis, Molding, and Application)" (Naoyuki Koide 편집, 95 페이지, 1987년 6월 5일 CMC 출판) 참조).
액정 폴리에스테르 대신에 다른 액정 폴리머 또는 액정 폴리머 조성물이 사용되는 때, 이 유동 개시 온도는 전술한 것과 동일한 방식으로 측정될 수 있다.
액정 폴리머의 준비에 사용되는 구형 충전제는 섬유형상 충전제, 판형상 충전제 및 스트립형상 충전제와 같은, 특정 방향으로 연장되지 않은 입자형상 (particle-shaped) 충전제이고, 그의 평균 구형도는 바람직하게는 3 이하, 더 바람직하게는 1 ~ 2, 보다 더 바람직하게는 1 ~ 1.5, 특히 바람직하게는 1 ~ 1.2 이다. 여기서 사용되는 평균 구형도는, 많은 충전제로부터 30 개의 충전제를 무작위로 선택하여, 그 충전제를 관찰하고, 각 충전제의 최대 길이 (D1) 와 최소 길이 (D2) 를 측정한 후, 구형도로서 D1/D2 의 값을 결정함으로써 획득되는 구형도의 평균을 의미한다. 관찰은 예컨대 윤곽 투영기를 이용한 투영에 의해 또는 고배울 입체 현미경을 이용하여 행해질 수 있다.
구형 충전제의 중심 입자 직경은 60 ㎛ 이하이고, 구형 충전제의 중심 입자 직경이 60 ㎛ 보다 큰 때에는, 몰딩의 표면이 거칠어지고, 따라서 표면 특성이 악화된다. 구형 충전제의 중심 입자 직경은 바람직하게는 0.01 ㎛ 이상이고, 이로써 몰딩의 용접부의 강도가 더 향상된다. 용접부의 강도 및 표면 특성을 더 향상시킨다는 관점에서, 구형 충전제의 중심 입자 직경은 더 바람직하게는 1 ~ 60 ㎛, 보다 더 바람직하게는 10 ~ 60 ㎛ 이다.
중심 입자 직경은 평균 직경 (D50) 을 의미하고, 입자 직경이 양극화 (bipolarize) 되는 때, 큰 입자 직경을 갖는 입자의 양이 작은 입자 직경을 갖는 입자의 양과 동일하게 되는 수치를 의미한다.
구형 충전제의 구체적인 예에는, 유리 비드, 유리 파우더 및 중공 유리와 같은 유리로 이루어진 것; 그리고 재료, 예컨대 고령토, 점토, 질석; 규산칼슘, 규산알루미늄, 장석 파우더, 산성 점토, 연납석 점토, 견운모, 규선석, 벤토나이트, 슬레이트 파우더와 실란과 같은 규산염; 탄산칼슘, 화이트워시 (whitewash), 탄산바륨, 탄산마그네슘 및 백운석과 같은 탄산염; 바리타 (baryta) 파우더, 침강 황산바륨 (blanc fixe), 침전된 항산칼슘, 소석고 및 황산바륨과 같은 황산염; 수화 알루미나와 같은 수산화물; 알루미나, 산화안티몬, 마그네시아, 산화티타늄, 산화아연, 실리카, 규사, 석영, 미분규산 (white carbon) 및 규조토와 같은 산화물; 이황화몰리브덴과 같은 황화물; 금속 미립자 물질 (metal particulate matters); 불소 수지와 같은 유기 폴리머; 및 브롬화 디페닐에테르와 같은 유기 저분자량 결정으로 이루어진 것이 포함되고, 작은 어스팩트비 (aspect ratio) 를 갖는 미립자 물질이 또한 포함된다. 이러한 구형 충전제는 단독으로 사용되거나 또는 2 이상의 종류가 조합되어 사용될 수 있다. 이 충전제들 중에서, 유리 비드 및 중공 유리가 전형적인 구형 충전제이다.
액정 폴리머 조성물의 구형 충전제의 함량에 특별한 제한은 없다. 몰딩의 강도와 치수 안정성과 같은 특징의 악화를 야기함이 없이 액정 폴리머 조성물의 유동성을 유지하면서 표면 특성 및 용접부의 강도를 향상시키기 위해, 함량은 1 ~ 70 질량% 인 것이 바람직하다. 함량이 하한 이상으로 조절되는 때, 표면 특성 및 용접부의 강도가 더 향상된다. 함량이 상한 이하로 조절되는 때, 액정 폴리머 조성물의 유동성이 향상되고, 성형성이 더 만족스럽게 되고, 또한 몰딩의 기계적 특성이 향상된다. 만족스러운 성형성을 유지하면서 표면 특성과 용접부의 강도를 효과적으로 향상시킨다는 관점에서, 구형 충전제의 함량은 더 바람직하게는 20 ~ 60 질량%, 보다 더 바람직하게는 25 ~ 50 질량% 이다.
액정 폴리머 조성물은, 본 발명의 목적이 손상되지 않는 한, 구형 충전제 이외의 충전제, 첨가제 및 액정 폴리머 이외의 수지와 같은 1 이상의 다른 성분을 함유할 수 있다.
구형 충전제 이외의 충전제는 섬유형상 충전제, 판형상 충전제, 또는 섬유형상 및 판 형상 충전제 이외의 입자형상 충전제일 수 있다. 충전제는 무기 충전제 또는 유기 충전제일 수 있다.
섬유형상 무기 충전제의 예에는, 유리 섬유; PAN계 탄소 섬유 및 피치계 (pitch-based) 탄소 섬유와 같은 탄소 섬유; 실리카 섬유, 알루미나 섬유 및 실리카 알루미나 섬유와 같은 세라믹 섬유; 및 스테인리스강 섬유와 같은 금속 섬유가 포함된다. 또한, 그 예에는, 티탄산칼륨 위스커, 티탄산바륨 위스커, 규회석 위스커, 붕산알루미늄 위스커, 질화규소 위스커 및 탄화규소 위스커와 같은 위스커가 포함된다.
섬유형상 유기 충전제의 예는 폴리에스테르 섬유 및 아라미드 섬유를 포함한다.
판형상 무기 충전제의 예는 활석, 운모, 흑연, 규회석, 유리 플레이크, 황산바륨 및 탄산칼슘을 포함한다. 운모는 백운모, 금운모, 플루오르플로고파이트 (fluorphlogopite) 또는 4규소 운모 (tetrasilicic mica) 일 수 있다.
입자형상 무기 충전제의 예는 실리카, 알루미나, 산화티타늄, 질화붕소, 탄화규소 및 탄산칼슘을 포함한다.
충전제의 함량은, 액정 폴리머의 100 질량부에 기초하여, 0 ~ 100 질량부인 것이 바람직하다.
첨가제의 예는 산화방지제, 열 안정화제 (heat stabilizer), 자외선 흡수제, 대전 방지제, 계면활성제, 내연제 (flame retardant), 윤활제, 이형제 (releasant) 및 냉각제를 포함한다.
첨가제의 함량은, 액정 폴리머의 100 질량부에 기초하여, 0 ~ 5 질량부인 것이 바람직하다.
액정 폴리머 이외의 수지의 예는, 폴리프로필렌, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리술폰, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리에테르케톤, 폴리카보네이트, 폴리페닐렌 에테르 및 폴리에테르이미드와 같은 열가소성 수지; 및 페놀 수지, 에폭시 수지, 폴리이미드 수지 및 시아네이트 수지와 같은, 액정 폴리머에 해당하지 않는 열경화성 수지를 포함한다.
액정 폴리머 이외의 수지의 함량은, 액정 폴리머의 100 질량부에 기초하여, 0 ~ 20 질량부인 것이 바람직하다.
액정 폴리머 조성물은, 압출기를 이용하여 액정 폴리머, 구형 충전제, 및 선택적으로 이용가능한 다른 성분을 멜트니딩 (melt-kneading) 한 후, 멜트니딩된 혼합물을 펠릿으로 압출함으로써, 준비되는 것이 바람직하다. 압출기로서, 실린더, 실린더 내에 배치된 1 이상의 스크류, 및 실린더에 제공된 1 이상의 공급 포트를 포함하는 압출기가 사용되는 것이 바람직하고, 실린더에 제공된 1 이상의 벤트부 (vent portion) 를 더 포함하는 압출기가 사용되는 것이 더 바람직하다.
본 발명의 몰딩은 다음의 관계: 20 ≤ [용접부의 두께/구형 충전제의 중심 입자 직경] ≤ 55, 바람직하게는 다음의 관계: 21.5 ≤ [용접부의 두께/구형 충전제의 중심 입자 직경] ≤ 53.5, 더 바람직하게는 다음의 관계: 23 ≤ [용접부의 두께/구형 충전제의 중심 입자 직경] ≤ 52 를 만족시킨다. 상기 값을 하한 이상으로 조절함으로써, 용접부의 강도가 향상된다. 또한, 성형시 액정 폴리머 조성물의 유동성이 향상되고, 성형성이 만족스러워지며, 또한 몰딩의 기계적 특성이 향상된다. 상기 값을 상한 이하로 조절함으로써, 용접부의 강도가 향상된다.
본 발명의 몰딩의 전체 두께가 반드시 동일할 필요는 없고, 몰딩은 바람직하게는 다음의 관계: 20 ≤ [몰딩의 두께/구형 충전제의 중심 입자 직경] ≤ 55, 더 바람직하게는 다음의 관계: 21.5 ≤ [몰딩의 두께/구형 충전제의 중심 입자 직경] ≤ 53.5, 보다 더 바람직하게는 다음의 관계: 23 ≤ [몰딩의 두께/구형 충전제의 중심 입자 직경] ≤ 52 를 만족시킨다. 상기 값을 하한 이상으로 조절함으로써, 성형시의 액정 폴리머 조성물의 유동성이 향상되고, 성형성이 만족스러워지며, 또한 몰딩의 기계적 강도와 같은 특성이 더욱 향상된다. 상기 값을 상한 이하로 조절함으로써, 몰딩의 기계적 강도가 더욱 향상된다.
액정 폴리머 조성물을 사출 성형하는 경우, 성형은 희망하는 형상을 갖는 선택된 몰드를 이용하여 행해질 수 있고, 상기 몰드는 [용접부의 두께/구형 충전제의 중심 입자 직경] 의 값이 구형 충전제의 중심 입자 직경에 따라 상기 범위 내에 들도록 용접부의 두께를 제어할 수 있다.
액정 폴리머 조성물을 사출 성형하는 경우, 주입 속도의 최대값 (Vmax) 을 주입 개시로부터 최대값에 도달하는데 요구되는 시간 (t1) 으로 나눔으로써 정의되는 주입 가속도 (Vmax/t1) 가, 하나의 사출 성형에서, 1,000 ~ 25,000 ㎜/sec2 의 범위 내로 조절되는 것이 바람직하다. 주입 속도는 예컨대 파형 모니터에 의해 관찰될 수 있다.
몰딩의 표면 특성 및 용접부의 강도는 주입 가속도를 하한 이상으로 조절함으로써 더욱 향상된다. 주입 가속도를 상한 이하로 조절함으로써, 사출 성형기와 같은 특수 기계가 불필요하게 되고, 따라서 융통성 (versatility) 이 향상된다.
액정 폴리머 조성물을 사출 성형하는 경우, 몰드 입구에서의 주입 압력의 최대값이 하나의 사출 성형에서 5 ~ 150 ㎫ 의 범위 내로 조절되는 것이 바람직하다. 주입 압력은 예컨대 압력 파형으로부터 판독될 수 있다.
몰딩의 표면 특성 및 용접부의 강도는 주입 압력을 하한 이상으로 조절함으로써 더 향상된다. 주입 압력을 상한 이하로 조절함으로써, 몰딩에서의 버 (burr) 의 발생이 억제되고, 또한 몰드로부터 몰딩의 제거가 용이해진다. 그러므로, 몰드 제거시 몰딩의 변형과 연관된 용접부의 크래킹이 억제된다.
본 발명에 있어서, 액정 폴리머 조성물이 사출 성형되는 때, 주입 가속도 및 주입 압력 모두가 상기 범위 내의 수치로 조절되는 것이 바람직하다.
액정 폴리머 조성물이 사출 성형되는 때, 먼저 액정 폴리머 조성물의 유동 개시 온도가 후술하는 방법에 의해 결정되고, 그리고 나서 주입시 액정 폴리머 조성물의 온도 (용융 상태에서의 액정 폴리머 조성물의 실제 온도) 가 [액정 폴리머 조성물의 유동 개시 온도 + 20 ℃] 이상 [액정 폴리머 조성물의 유동 개시 온도 + 80 ℃] 이하로 조절되는 것이 바람직하다.
상기 온도를 하한값 이상으로 조절함으로써, 획득되는 몰딩의 표면이 거칠어지는 것이 억제되고, 따라서 표면 특성이 더 향상된다. 더욱이, 용접부의 크래킹 억제 효과가 더 향상된다. 상기 온도를 상한 이하로 조절함으로써, 성형기 내에 유지되는 액정 폴리머의 분해 (decomposition) 가 억제되고, 따라서 몰딩의 표면 특성이 더 향상된다. 더욱이, 몰딩이 억제된 후 몰드로부터 몰딩을 제거할 때, 노즐을 통한 용융 수지의 유출이 억제되고, 따라서 몰딩의 생산성이 더 향상된다.
용접부의 강도 및 성형성을 더 향상시킨다는 관점에서, 주입시 액정 폴리머 조성물의 온도는 [액정 폴리머 조성물의 유동 개시 온도 + 30 ℃] 이상 [액정 폴리머 조성물의 유동 개시 온도 + 60 ℃] 이하로 조절되는 것이 바람직하다.
액정 폴리머 조성물이 사출 성형되는 때, 몰드의 온도가 80 ℃ 이상으로 조절되는 것이 바람직하다. 그 결과, 획득되는 몰딩의 표면 특성이 더 향상된다.
액정 폴리머 조성물이 사출 성형되는 때, 몰드의 온도의 상한값은 액정 폴리머 조성물의 분해를 방지하도록 액정 폴리머 조성물의 종류에 따라 적절히 조절되는 것이 바람직하고, [액정 폴리머 조성물의 유동 개시 온도 - 50 ℃] 로 조절되는 것이 더 바람직하다. 그 결과, 성형 후 몰드의 냉각 시간이 단축될 수 있고, 따라서 생산성이 향상된다. 더욱이, 몰드로부터 몰딩의 제거가 용이해지고, 따라서 몰딩의 변형이 억제된다. 더욱이, 몰드의 상호 맞물림이 향상되므로, 몰드의 개방 및 폐쇄시 몰딩의 파괴가 억제된다.
상기한 효과가 더 현저하게 가해지므로, 몰드의 온도는 바람직하게는 80 ℃ 이상 [액정 폴리머 조성물의 유동 개시 온도 - 100 ℃} 이하, 더 바람직하게는 100 ℃ 이상 [액정 폴리머 조성물의 유동 개시 온도 - 100 ℃] 이하, 보다 더 바람직하게는 130 ℃ 이상 [액정 폴리머 조성물의 유동 개시 온도 - 100 ℃] 이하로 조절된다.
더 실용적인 사출 성형 조건을 결정하는 방법에 대해 후술한다. 본 방법에 있어서, 임의로 선택되는 평판형상 몰딩이 표준 몰딩으로서 간주된다. 표준 몰딩은 성형 조건을 변화시키면서 사출 성형에 의해 생성되고, 사출 성형 조건은 용접부의 굽힘 강도 시험을 행함으로써 최적화된다. 예를 들면, 먼저, 주입시 액정 폴리머 조성물의 온도는 적절한 범위 (예컨대, [액정 폴리머 조성물의 유동 개시 온도 + 20 ℃] 이상 [액정 폴리머 조성물의 유동 개시 온도 + 80 ℃] 이하) 로 조절되고, 주입 가속도는 적절한 범위 (예컨대, 1,000 ~ 25,000 ㎜/sec2) 로 조절되고, 몰드 입구에서의 주입 압력의 최대값은 적절한 범위 (예컨대, 5 ~ 150 ㎫) 로 조절되고, 몰드의 온도는 80 ℃ 로 조절되고, 그리고 나서 사출 성형이 행하여 표준 몰딩을 생성한다. 용접부를 포함하는 시험편 (test piece) 을 잘라, 획득되는 표준 몰딩을 형성하고, 그리고 나서 용접부의 굽힘 강도 시험을 행하고, 그 강도를 측정한다. 또한, 예컨대, 표면 거철기 미터를 이용하여 거칠기를 측정함으로써, 몰딩의 표면 특성을 평가한다. 그리고 나서, 몰드의 온도를 80 ℃ 이상의 미리 결정된 온도로 설정하고, 전술한 것과 동일한 방식으로 표준 몰딩을 생성한다. 용접부의 강도의 측정 및 몰딩의 표면 특성의 평가를 행하고, 이러한 작업을 다양한 온도에서 반복한다. 몰드의 온도를 80 ℃ 이하의 미리 결정된 온도로 설정하고, 동일한 작업을 반복한다. 전술한 바와 같이, 몰드의 온도는 용접부의 강도의 측정 및 몰딩의 표면 특성의 평가의 결과로부터 최적화될 수 있다. 여기서 몰드의 온도를 최적화하는 방법을 설명하였지만, 액정 폴리머 조성물의 온도, 주입 가속도, 및 주입시 몰드 입구에서의 주입 압력의 최대값이 전술한 것과 동일한 방식으로 용이하게 최적화될 수 있다. 용접부의 굽힘 강도는 바람직하게는 15 ㎫ 이상, 더 바람직하게는 20 ㎫ 이상, 보다 더 바람직하게는 25 ㎫ 이상이다.
상기한 방법에 의해 실용적인 사출 성형 조건을 결정한 후, 몰드를 목표하는 몰딩을 획득하기 위한 몰드로 대체한 후 성형을 수행할 수 있다.
여기서 표준 몰딩을 이용하는 방법에 대해 설명하였지만, 용접부의 강도의 측정 및 몰딩의 표면 특성의 평가가 목표하는 몰딩에서 행해질 수 있다면, 이 몰딩을 이용하여 실용적인 사출 성형 조건이 결정될 수 있다.
본 발명의 몰딩은 높은 내열성, 높은 강도와 높은 강성을 갖는 것이 요구되는 다양한 제품 또는 부품, 예컨대 옵티컬 픽업 보빈 (optical pickup bobbin) 및 트랜스 보빈 (trans bobbin) 과 같은 보빈; 계전기 케이스, 계전기 베이스, 계전기 스프루 및 계전기 접극자와 같은 계전기 부품; 램프 반사기 및 LED 반사기와 같은 반사기; 히터 홀더와 같은 홀더; 스피커 진동판과 같은 진동판 (diaphragm); 복사기용 분리 클로 (separation claw) 및 프린터용 분리 클로와 같은 분리 클로; 콤팩트 카메라를 포함하는 카메라의 모듈 부품; 스위치 부품; 모터 부품; 센서 부품; 하드 디스크 드라이브 부품; 오븐용 그릇과 같은 식기; 차량 부품; 항공기 부품; 및 반도체 장치용 밀봉 부재 및 코일용 밀봉 부재와 같은 밀봉 부재에 적합하다.
본 발명의 몰딩에서, 구형 충전제가 사용되므로, 표면의 거칠어짐 및 유동 마크의 발생이 억제되고, 표면 특성이 우수하다. 용접부의 두께에 따라 제한되는 특정 범위 내로 구형 충전제의 중심 입자 직경을 제한함으로써, 용접부의 강도가 높다. 전술한 바와 같이, 본 발명의 몰딩은, 표면 특성의 악화를 야기함이 없이 용접부의 강도의 향상이 달성되었다는 점에서 종래 몰딩과 상이하다.
예
특정 예를 통해 본 발명을 더 상세하게 설명한다. 그렇지만, 본 발명이 하기 예로 제한되는 것은 아니다. 하기 방법에 의해, 액정 폴리에스테르의 유동 개시 온도 및 액정 폴리에스테르 조성물의 유동 개시 온도를 측정하였다.
(액정 폴리에스테르의 유동 개시 온도 및 액정 폴리에스테르 조성물의 유동 개시 온도의 측정)
유동 시험기 (모델 CFT-500, Shimadzu Corporation 제조) 를 이용하여, 약 2 g 의 액정 폴리에스테르 또는 액정 폴리에스테르 조성물을, 1 ㎜ 의 내부 직경 및 10 ㎜ 의 길이를 갖는 노즐이 부착되어 있는 다이로 실린더에 채우고, 9.8 ㎫ (100 ㎏/㎠) 의 하중 하에서 4 ℃/분의 속도로 온도를 올리면서, 액정 폴리에스테르 또는 액정 폴리에스테르 조성물을 용해시키고 노즐을 통해 압출한 후, 압출물이 4,800 ㎩?s (48,000 poise) 의 점도를 나타내는 온도를 측정하였다.
<액정 폴리에스테르의 제조>
[제조예 1]
교반기, 토크계, 질소 가스 도입관, 온도계 및 환류 응축기를 구비한 반응기에, 994.5 g (7.2 mol) 의 p-히드록시벤조산, 299.0 g (1.8 mol) 의 테레프탈산, 99.7 g (0.6 mol) 의 이소프탈산, 446.9 g (2.4 mol) 의 4,4'-디히드록시비페닐, 1347.6 g (13.2 mol) 의 무수 아세트산 및 0.194 g 의 1-메틸이미다졸을 충전하였다. 질소 가스 유동 하에서 교반하면서, 30 분에 걸쳐 온도를 실온으로부터 145 ℃ 까지 상승시킨 후, 1 시간 동안 145 ℃ 에서 혼합물을 환류시켰다. 그리고 나서, 부산물인 (by-produced) 아세트산 및 비반응 무수 아세트산을 증류 제거하면서, 2 시간 50 분에 걸쳐 온도를 145 ℃ 로부터 320 ℃ 까지 상승시켰다. 320 ℃ 에서 1 시간 동안 유지한 후, 반응기로부터 내용물을 꺼낸 후 실온까지 냉각시켰다. 획득된 고체 물질을 그라인더로 분쇄하여, 분말의 프리폴리머를 획득하였다. 프리폴리머는 261 ℃ 의 유동 개시 온도를 가졌다. 그리고 나서, 질소 가스 분위기 하에서 1 시간에 걸쳐 실온으로부터 250 ℃ 까지 온도를 상승시키고, 5 시간에 걸쳐 250 ℃ 로부터 285 ℃ 까지 온도를 상승시키고, 285 ℃ 에서 3 시간 동안 유지한 후 냉각시킴으로써, 프리폴리머에 고체상 중합을 가하여, 분말의 액정 폴리에스테르 (LCP1) 를 획득하였다. 액정 폴리에스테르는 327 ℃ 의 유동 개시 온도를 가졌다.
<액정 폴리에스테르 조성물의 제조>
[제조예 2]
제조예 1 에서 획득한 액정 폴리에스테르 (LCP1) 를, 표 1 에 나타낸 조성에 따른 하기 충전제와 혼합한 후, 그 혼합물을, 트윈 스크류 압출기 (PCM-30, Ikegai Iron Works, Ltd. 제조) 를 이용하여 340 ℃ 의 실린더 온도에서 과립화시켜, 액정 폴리에스테르 조성물의 펠릿을 획득하였다. 획득된 펠릿의 유동 개시 온도 (FT: flow temperature) 의 측정 결과를 표 1 에 나타내었다.
(구형 충전제)
유리 비드 (GB1): Potters-Ballotini Co., Ltd. 제조의 EGB731-PN (제조사에 의해 공개된 크기: 20 ㎛ 의 중심 입자 직경),
유리 비드 (GB2): Potters-Ballotini Co., Ltd. 제조의 EGB210 (제조사에 의해 공개된 크기: 18 ㎛ 의 중심 입자 직경),
유리 비드 (GB3): Potters-Ballotini Co., Ltd. 제조의 EMB20 (제조사에 의해 공개된 크기: 10 ㎛ 의 중심 입자 직경),
유리 비드 (GB4): Potters-Ballotini Co., Ltd. 제조의 EMB10 (제조사에 의해 공개된 크기: 5 ㎛ 의 중심 입자 직경),
유리 비드 (GB5): Unitika Limited 제조의 UB26E (제조사에 의해 공개된 크기: 75 ㎛ 의 중심 입자 직경).
<액정 폴리에스테르 몰딩의 제조>
[예 1 ~ 3 및 비교예 1 ~ 2]
획득된 액정 폴리에스테르 조성물의 펠릿을 120 ℃ 이상에서 3 시간 동안 건조한 후, 표 1 에 나타낸 조건 하에서, Nissei Resin Industry Co. Ltd. 제조의 사출 성형기 (모델 UH-1,000) 를 이용하여, 도 1 에 나타낸 액정 폴리에스테르 몰딩 (용접부의 평가를 위한 시험편) 을 제조하였다. 도 1 에서 각각의 몰딩의 크기는 다음과 같다: X1 = Y1 = 64 ㎜, Z1 = 0.5 ㎜, X2 = Y2 = 38 ㎜ 및 Z2 = T1 = 0.5 ㎜. 이때, 주입 속도의 최대값, 어택 타임 (attack time) 및 충격 압력 (shock pressure) (몰드 입구에서의 주입 압력의 최대값) 을 파형 모니터로써 측정하여, 주입 가속도를 결정하였다. 획득된 몰딩에 대하여, 하기 절차에 의해, 몰딩의 표면 특성을 평가하고, 용접부의 굽힘 강도를 측정하였다. 결과를 표 1 에 나타내었다. 또한, 몰딩의 용접부의 두께, 구형 충전제의 중심 입자 직경, 및 [용접부의 두께/구형 충전제의 중심 입자 직경] 의 값을 각각 표 1 에 나타내었다 ("두께", "구형 충전제의 중심 입자 직경", 및 "두께/중심 입자 직경" 참조).
(액정 폴리에스테르 몰딩의 표면 특성의 평가)
몰딩 표면을 육안으로 관찰하여, 거칠어짐 및 유동 마크의 존재 또는 부존재를 평가하였다.
(용접부의 굽힘 강도의 측정)
개구부의 하류측에 있는 용접부 (크기 13 ㎜ × 64 ㎜ × 0.5 ㎜ 의 구획) 를 포함하는 영역을 몰딩으로부터 절단하고, 만능 시험기를 이용하여, 40 ㎜ 의 스푼 (spun) 및 2 ㎜/분의 굽힘 속도의 조건 하에서, 3점 굽힘 시험을 행한 후, 파괴 강도를 측정하였다.
Figure pat00001
상기 결과로부터 분명한 것처럼, 예 1 ~ 3 의 몰딩의 용접부는 충분한 강도를 가졌다. 표면에서 뚜렷한 거칠어짐이나 유동 마크가 관찰되지 않았고, 따라서 표면 특성이 만족스러웠다. 대조적으로, 예 1 ~ 2 의 몰딩의 용접부는 충분하지 않은 강도를 가졌다. 표면에서 육안으로 유동 마크가 관찰되었고, 또한 유동 마크 부분에서 종종 표면 거칠어짐이 관찰되었다.
본 발명은 얇은 벽부를 각각 포함하는 전기 및 전자 부품, 및 자동차 부재 등과 같이 사용시 높은 온도에 노출되는, 고출력 및 고용량을 각각 포함하는 전기 및 전자 부품에 이용될 수 있다.

Claims (7)

  1. 구형 충전제를 함유하는 액정 폴리머 조성물을 사출 성형함으로써, 용접부를 포함하는 액정 폴리머 몰딩의 제조 방법으로서,
    상기 구형 충전제는 60 ㎛ 이하의 중심 입자 직경을 갖고, 상기 방법은, 하기 관계:
    20 ≤ [용접부의 두께/구형 충전제의 중심 입자 직경] ≤ 55
    를 만족시키도록 성형하는 단계를 포함하는 액정 폴리머 몰딩의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 액정 폴리머는 액정 폴리에스테르인 액정 폴리머 몰딩의 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 액정 폴리에스테르는, 액정 폴리에스테르를 구성하는 전체 반복 단위의 총량에 기초하여, 30 몰% 이상의 비율로 p-히드록시벤조산으로부터 유도된 반복 단위를 포함하는 액정 폴리머 몰딩의 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 하나의 사출 성형에서, 주입 속도의 최대값을 주입 개시로부터 최대값에 도달하는데 요구되는 시간으로 나눔으로써 정의되는 주입 가속도가 1,000 ~ 25,000 ㎜/sec2 로 조절되고 또한 몰드 입구에서의 주입 압력의 최대값이 5 ~ 150 ㎫ 로 조절되는 조건 하에서, 사출 성형이 행해지는 액정 폴리머 몰딩의 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 주입시 액정 폴리머 조성물의 온도가 [액정 폴리머 조성물의 유동 개시 온도 + 20 ℃] 이상 [액정 폴리머 조성물의 유동 개시 온도 + 80 ℃] 이하로 조절되는 조건 하에서, 사출 성형이 행해지는 액정 폴리머 몰딩의 제조 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 사출 성형시 몰드의 온도가 80 ℃ 이상 [액정 폴리머 조성물의 유동 개시 온도 - 100 ℃] 이하로 조절되는 액정 폴리머 몰딩의 제조 방법.
  7. 제 1 항에 따른 액정 폴리머 몰딩의 제조 방법에 의해 획득되는 액정 폴리머 몰딩.
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