KR20150137417A - Composite comprising liquid fiber and process for preparing the same - Google Patents

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KR20150137417A
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임정남
함완규
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한국생산기술연구원
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material

Abstract

Disclosed is a composite comprising: at least two thermotropic liquid crystal polymer fibers disposed in parallel with each other in one direction; and a matrix covering the outer surface of the thermotropic liquid crystal polymer fibers, and made of a thermoplastic polymer. In addition, disclosed is a production method thereof.

Description

액정섬유가 함유된 복합체 및 그의 제조방법{Composite comprising liquid fiber and process for preparing the same}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a composite material containing liquid crystal fibers,

본 발명은 액정섬유가 함유된 복합체 및 그의 제조방법에 관한 것이고, 보다 구체적으로는, 고강도 고탄성률을 가지며, 형태 안정성이 액정섬유가 함유된 복합체 및 그의 제조방법에 관한 것이다. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a composite containing liquid crystal fibers and a method for producing the same, and more specifically, to a composite having a high strength and a high modulus of elasticity and containing liquid crystal fibers in a form of stability and a method for producing the same.

섬유 강화 플라스틱(FRP, Fiber Reinforced Plastics)은 합성수지와 섬유 강화재를 복합하여, 플라스틱의 내부식성, 성형의 용이성과 같은 장점을 그대로 유지할 뿐만 아니라, 첨가되는 섬유 강화재로 인한 인장 강도, 내충격성, 내열성 등의 장점을 추가로 얻을 수 있는 복합 재료이다.Fiber Reinforced Plastics (FRP) is a combination of synthetic resins and fiber reinforcements, which not only maintains the advantages of plastic corrosion resistance and ease of molding, but also provides tensile strength, impact resistance and heat resistance Is a composite material which can be additionally advantageous.

이와 같은, 섬유 강화 플라스틱은 가격이 저렴하고 무게가 가볍기 때문에 소형 선박의 선체, 욕조, 정화조, 헬멧 등의 다양한 분야에서 사용되고 있으며, 그 사용되는 기술 분야가 점차 증가되고 있는 추세이다. Since the fiber reinforced plastic is inexpensive and light in weight, it is used in various fields such as hull, bathtub, septic tank, and helmet of a small ship, and the technology fields thereof are gradually increasing.

종래의 섬유 강화 플라스틱은 섬유 강화재로서 섬유사가 무작위로 분산 배치되어 이루어지는 섬유 매트와, 섬유 매트와 복합되어 소정 형상을 유지하도록 경화되는 합성수지를 포함한다.BACKGROUND ART [0002] Conventional fiber-reinforced plastics include a fiber mat as a fiber reinforcement material in which fiber yarns are randomly dispersed and disposed, and a synthetic resin that is cured to maintain a predetermined shape by being combined with a fiber mat.

이러한 종래의 섬유 강화 플라스틱에 있어서는, 소정 형상을 갖도록 제작하기 위해서는 그 두께를 두껍게 증가시켜야 하며 이를 위해 섬유사가 분산 배치된 섬유 매트의 두께를 증가시켜야 하는데, 생산성을 위하여 두꺼운 섬유 매트를 사용하는 경우 많은 양의 섬유사가 일관된 방향성 없이, 무작위로 분산 배치되어 있기 때문에 합성수지가 섬유 매트의 내부에 충분히 침습하지 못하여 합성수지와 섬유 매트의 결속력이 약해지고, 이를 방지하기 위해 얇은 섬유 매트를 적층해 가면서 소정의 형상으로 성형하여야 하므로 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.In such a conventional fiber-reinforced plastic, in order to have a predetermined shape, the thickness of the fiber-reinforced plastic must be increased to a large extent. For this purpose, the thickness of the fiber mat in which fiber yarns are dispersed and arranged must be increased. Since the positive fiber yarns are dispersed randomly without any consistent orientation, the synthetic resin does not sufficiently infiltrate into the inside of the fiber mat to weaken the binding force between the synthetic resin and the fiber mat. In order to prevent this, a thin fiber mat is laminated, There is a problem that the productivity is lowered.

이러한 문제점을 해결하고자 섬유 매트의 두께를 증가시키는 대신에 합성수지의 양을 증가시켜 섬유 강화 플라스틱의 두께를 증가시키려는 노력이 있지만, 사용되는 합성수지의 양이 크게 증가함에 따라, 비용이 증가되며, 합성수지의 양에 비해 섬유사의 양이 부족하여 섬유 강화 플라스틱으로서의 기능을 충분히 발휘하지 못한다는 문제점이 있었다.In order to solve such a problem, there is an effort to increase the thickness of the fiber-reinforced plastic by increasing the amount of the synthetic resin instead of increasing the thickness of the fiber mat. However, as the amount of the synthetic resin used increases greatly, The amount of the fiber yarn is insufficient as compared with the amount of the fiber reinforced plastic.

따라서, 생산성을 향상시킬 수 있으면서도, 강화 섬유 자체에 고강도 및 고탄성률을 부여할 수 있고, 또한 강화 섬유의 함량을 증가시키면서도 강화 섬유를 둘러싸는 매트릭스를 이루는 수지와의 결합력을 증대시킬 수 있는 새로운 유형의 복합체의 개발이 필요한 실정이다.Therefore, a new type capable of enhancing productivity and capable of imparting high strength and high modulus of elasticity to the reinforcing fiber itself and increasing the bonding strength with the resin forming the matrix surrounding the reinforcing fiber, while increasing the content of the reinforcing fiber It is necessary to develop a complex of

본 발명이 해결하려는 과제는 고강도 고탄성률을 가지며, 형태 안정성이 우수한 복합체를 제공하는 것이다.A problem to be solved by the present invention is to provide a composite having high strength and high modulus of elasticity and excellent in shape stability.

본 발명이 해결하려는 다른 과제는 상기 복합체의 제조 방법을 제공하는 것이다. Another object to be solved by the present invention is to provide a method for producing the composite.

이러한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, To solve these problems, according to one aspect of the present invention,

일 방향으로 서로 평행하게 배치된 2 이상의 열방성 액정 고분자 섬유: 및 상기 열방성 액정 고분자 섬유들의 외면을 함께 둘러싸고, 열가소성 고분자로 이루어진 매트릭스를 포함하는 복합체가 제공된다.There is provided a composite comprising two or more thermotropic liquid crystalline polymer fibers arranged parallel to each other in one direction and a matrix of thermoplastic polymers surrounding the outer surfaces of the thermotropic liquid crystalline polymer fibers together.

상기 열방성 액정 고분자가 전방향족 폴리에스테르일 수 있다.The thermotropic liquid crystal polymer may be a wholly aromatic polyester.

상기 열가소성 고분자가 폴리에스테르, 폴리올레핀, 폴리스티렌, 폴리카보네이트, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리페닐렌설파이드, 폴리페닐렌 옥사이드, 폴리설폰, 및 폴리케톤으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.The thermoplastic polymer may be at least one selected from the group consisting of polyester, polyolefin, polystyrene, polycarbonate, polyamide, polyimide, polyphenylene sulfide, polyphenylene oxide, polysulfone, and polyketone.

상기 폴리에스테르가 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌테레트탈레이트, 및 폴리부틸렌테레프탈레이트으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.The polyester may be at least one selected from the group consisting of polyethylene naphthalate, polyethylene terephthalate, and polybutylene terephthalate.

상기 열방성 액정 고분자 섬유의 함량이 복합체 전체 부피 대비 30 부피% 이상일 수 있다.The content of the thermotropic liquid crystal polymer fibers may be 30% by volume or more based on the total volume of the composite.

상기 열방성 액정 고분자 섬유 대 매트릭스의 부피비가 3:7 내지 7:3일 수 있다.The volume ratio of the thermotropic liquid crystal polymer fibers to the matrix may be 3: 7 to 7: 3.

상기 열방성 액정 고분자 섬유의 평균 단면 직경이 10 ㎛ 이하일 수 있다.The average cross-sectional diameter of the thermotropic liquid crystal polymer fibers may be 10 占 퐉 or less.

상기 일 방향으로 서로 평행하게 배치된 2 이상의 열방성 액정 고분자 섬유가 1층의 단층 구조 또는 2층 이상의 적층 구조일 수 있다.The two or more thermotropic liquid crystal polymer fibers arranged in parallel to each other in the one direction may be a single layer single layer structure or a laminate structure of two or more layers.

상기 적층 구조에서 각 층 간에는 열방성 액정 고분자 섬유가 배치된 방향이 동일하거나 상이할 수 있다.In the laminated structure, the directions in which the thermotropic liquid crystalline polymer fibers are disposed may be the same or different between the respective layers.

본 발명의 다른 측면에 따르면,According to another aspect of the present invention,

열방성 액정 고분자 및 열가소성 고분자를 용융 방사하여, 도성분인 열방성 액정 고분자 섬유 및 해성분인 열가소성 고분자를 구비하는 해도사를 제조하는 단계;Melt-spinning a thermotropic liquid crystal polymer and a thermoplastic polymer to produce a chart paper comprising thermotropic liquid crystalline polymer fibers as a component and a thermoplastic polymer as a component;

상기 해도사를 일 방향으로 배치하거나 적층하여 프리프레그를 제조하는 단계; 및Preparing preprinted sheets by arranging or laminating the chart paper in one direction; And

상기 프리프레그를 열압착하여 열가소성 고분자로 이루어진 매트릭스 내에 일 방향으로 적층되어 있는 열방성 액정 고분자 섬유를 포함하는 복합체를 제조하는 단계를 포함하는 복합체의 제조방법이 제공된다.And thermally compressing the prepreg to produce a composite comprising a thermotropic liquid crystal polymer fiber laminated in one direction in a matrix made of a thermoplastic polymer.

상기 용융 방사의 방사 노즐이 4 내지 8의 L/D(길이/직경비)를 가질 수 있다.The spinning nozzle of the melt spinning may have an L / D (length / diameter ratio) of 4 to 8.

상기 해도사를 제조하는 단계에서 용융 방사 이후에 얻어진 해도사를 추가로의 열처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include the step of further heat treating the chart paper obtained after the melt spinning in the step of manufacturing the chart paper.

상기 열압착이 상기 열방성 액정 고분자의 융점보다 10℃ 이상 낮은 온도에서 실시될 수 있다.The thermocompression bonding may be performed at a temperature lower than the melting point of the thermotropic liquid crystal polymer by at least 10 ° C.

상기 열압착이 50 내지 1,000 psi의 압력 조건에서 실시될 수 있다.The thermocompression may be performed under a pressure of 50 to 1,000 psi.

본 발명의 일 실시예에 따른 복합체는, 해도형 복합 방사에 의해 제조된 도성분으로 열방성 액정 고분자를 갖는 해도사를 일 방향으로 서로 평행하게 배치하여 성형되어 제조되는 바, 보강재로서 고강력, 고탄성률의 열방성 액정 고분자 섬유가 고함량으로 포함될 수 있어, 형태 안정성이 탁월하게 향상되어, 플렉서블 회로보드(Flexible circuit board), 전자제품의 하우징(housing) 등에 적합하게 이용될 수 있다.The composite according to an embodiment of the present invention is manufactured by arranging chart paper having a thermotropic liquid crystal polymer as a filler produced by the sea-island composite spinning in parallel in one direction. As a reinforcing material, High-modulus thermotropic liquid crystal polymer fibers can be contained in a high content, and the shape stability is remarkably improved, and can be suitably used for a flexible circuit board, a housing of an electronic product, and the like.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합체를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합체의 제조시 사용되는 해도사를 도시한 것이다.
도 3은 실시예 1에서 제조된 해도사의 단면 SEM 사진이다.
도 4는 실시예 1에서 제조된 복합체의 단면 SEM 사진이다.
도 5는 비교예 1에서 제조된 필름의 단면 SEM 사진이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the detailed description of the invention given below, serve to further the understanding of the technical idea of the invention, And should not be construed as limiting.
Figure 1 illustrates a composite according to one embodiment of the present invention.
Figure 2 illustrates charts used in the fabrication of a composite according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional SEM photograph of the chart paper produced in Example 1. Fig.
4 is a cross-sectional SEM photograph of the composite prepared in Example 1. Fig.
5 is a cross-sectional SEM photograph of the film produced in Comparative Example 1. Fig.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be interpreted in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

본 발명의 일 측면에 따르면, 일 방향으로 서로 평행하게 배치된 2 이상의 열방성 액정 고분자 섬유: 및 상기 열방성 액정 고분자 섬유들의 외면을 함께 둘러싸고, 열가소성 고분자로 이루어진 매트릭스를 포함하는 복합체가 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a composite comprising two or more thermotropic liquid crystalline polymer fibers arranged in parallel to each other in one direction and a matrix of a thermoplastic polymer surrounding the outer surfaces of the thermotropic liquid crystalline polymer fibers.

액정 고분자라 함은, 용액이나 용융상태에서 자발적 또는 외부장의 영향을 받아 정돈된 상태로 배열할 수 있는 특성을 가진 고분자를 말하고, 이러한 액정 고분자는 열에 의해 용융된 상태에서 액정현상을 보이는 열방성 액정 고분자와, 높은 온도에서도 용융되지 않고 결국 분해되기 때문에 용매에 녹았을 때 일정한 농도 이상에서 액정현상을 보이는 유방성 액정고분자의 두 종류가 있다.The term "liquid crystal polymer" refers to a polymer having properties such that it can be arranged in a state of being arranged under the influence of a voluntary or external field in a solution or a molten state. Such a liquid crystal polymer is a thermotropic liquid crystal exhibiting liquid crystal phenomenon in a state of being melted by heat There are two kinds of polymer and a liquid crystalline polymer which shows a liquid crystal phenomenon at a certain concentration or higher when dissolved in a solvent because it does not melt even at a high temperature and is finally decomposed.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합체에 포함되는 열방성 액정 고분자 섬유는 이러한 용융된 상태에서 액정현상을 보이는 열방성 액정 고분자를 용융 방사하여 얻어진 섬유를 말한다.Accordingly, the thermotropic liquid crystal polymer fiber included in the composite according to an embodiment of the present invention refers to a fiber obtained by melt-spinning a liquid crystal polymerizable liquid crystal material in a molten state.

상기 열방성 액정 고분자로는 전방향족 폴리에스테르가 사용될 수 있고, 이러한 전방향족 폴리에스테르는 다음 성분들 중 적어도 1종 이상을 포함한다: As the thermotropic liquid crystal polymer, wholly aromatic polyester may be used, and such wholly aromatic polyester includes at least one or more of the following components:

a) 옥시그룹 또는 카르복실그룹을 함유하는 방향족 단위a) an aromatic group containing an oxy group or a carboxyl group

b) 양쪽에 옥시그룹으로 이루어진 방향족 단위b) an aromatic group consisting of oxy groups on both sides

c) 양말단이 카르복실기로 되어 있는 방향족 단위c) an aromatic unit whose terminal end is a carboxyl group

예를 들어, R이 방향족 탄화수소라는 조건하에, a) -O-R-CO-, b) -O-R-O-, c) -OC-R-CO-, d)-NH-R-CO- 및 e) -NH-R-O-로 구성되는 군에서 선택되는 1종 이상의 성분을 함유할 수 있다. A) -OR-CO-, b) -OR0-, c) -OC-R-CO-, d) -NH-R-CO- and e) -NH -R < - >, and the like.

이러한 전방향족 폴리에스테르는 방향족 옥시카르복실산(HO-R-COOH), 방향족 디올(HO-R-OH), 및 방향족 디카르복실산(HOOC-R-COOH)로 구성되는 군에서 선택되는 1종 이상의 단량체를 중합하여 얻어지고, 이러한 중합으로는 공중합, 블록중합, 그라프트 중합 등을 모두 포함할 수 있다.These wholly aromatic polyesters may be selected from the group consisting of aromatic oxycarboxylic acids (HO-R-COOH), aromatic diols (HO-R-OH), and aromatic dicarboxylic acids (HOOC-R-COOH) These monomers can be obtained by copolymerization, block polymerization, graft polymerization, and the like.

상기 방향족 탄화수소(R)는 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들어, 하기에서 선택될 수 있다.The aromatic hydrocarbon (R) is not particularly limited, but may be selected, for example, from the following.

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 방향족 탄화수소 고리 내의 적어도 1개 이상의 수소는 알킬기나 알콕시기로 치환될 수 있으며 불소, 염소, 브롬 및 요오드 등의 할로겐 원소로도 치환될 수 있고, 또한 페닐그룹이나 이들의 복합적인 원소로 치환되거나 할로겐 및 알콕시기 또는 알킬기로 치환되어있는 페닐기등으로 바꿀 수도 있다.At least one hydrogen in the aromatic hydrocarbon ring may be substituted with an alkyl group or an alkoxy group and may be substituted with a halogen element such as fluorine, chlorine, bromine and iodine, and may be substituted with a phenyl group or a complex element thereof, And a phenyl group substituted with an alkoxy group or an alkyl group.

구체적으로, 상기 방향족 옥시카르복실산으로서는, 하이드록시 벤조산, 하이드록시나프토에이트산 등, 또는 상기 방향족 옥시카르복실산의 알킬, 알콕시, 할로겐 치환체등을 들 수 있다. Specifically, examples of the aromatic oxycarboxylic acid include hydroxybenzoic acid, hydroxynaphtooic acid, etc., and alkyl, alkoxy, and halogen substituents of the aromatic oxycarboxylic acid.

상기 방향족 디카르복실산으로서는 테레프탈산, 이소프탈산, 디페닐디카르복실산, 나프탈렌디카르복실산, 디페닐에테르 디카르복실산, 디페녹시에탄 디카르복실산, 디페닐 에탄 디카르복실산 등, 또는 상기 방향족 디카르복실산의 알킬, 알콕시, 할로겐 치환체등을 들 수 있다. Examples of the aromatic dicarboxylic acid include terephthalic acid, isophthalic acid, diphenyldicarboxylic acid, naphthalene dicarboxylic acid, diphenyl ether dicarboxylic acid, diphenoxyethanedicarboxylic acid, diphenylethanedicarboxylic acid, etc. , And alkyl, alkoxy, and halogen substituents of the aromatic dicarboxylic acid.

상기 방향족 디올로서는, 하이드로 퀴논, 레졸신, 디옥시디페닐, 나프탈렌 디올 등, 또는 상기 방향족 알킬, 알콕시, 할로겐 치환체등을 들 수 있다.Examples of the aromatic diol include hydroquinone, resorcin, dioxydiphenyl, naphthalenediol, and aromatic alkyl, alkoxy, and halogen substituents.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 전방향족 폴리에스테르로는, 상기의 모노머 등을 중합한 폴리에스테르를 이용할 수 있다. 그 바람직한 예로서 p-하이드록시 벤조산 성분과 에틸렌 테레프탈레이트 성분이 공중합된 것, p-하이드록시 벤조산 성분과 4,4-디하이드록시비페닐과 테레프탈산 또는 이소프탈산이 공중합된 것, p-하이드록시 벤조산 성분과 6-하이드록시2-나프토에산 성분이 공중합된 것, p-하이드록시 벤조산 성분과 6-하이드록시2-나프토에산 성분과 하이드로퀴논과 테레프탈산이 공중합된 것 등을 이용할 수 있으나, 여기에 제한되는 것은 아니다.Therefore, according to one embodiment of the present invention, as the wholly aromatic polyester, polyester obtained by polymerizing the above-mentioned monomers and the like can be used. Preferred examples thereof include copolymers of p-hydroxybenzoic acid component and ethylene terephthalate component, copolymers of p-hydroxybenzoic acid component and 4,4-dihydroxybiphenyl and terephthalic acid or isophthalic acid, p-hydroxy A copolymer of a benzoic acid component and an acid component of 6-hydroxy-2-naphtho, a copolymer of a p-hydroxybenzoic acid component and an acid component of 6-hydroxy-2-naphtho with hydroquinone and terephthalic acid But are not limited thereto.

상기 열방성 액정 고분자는, 융점이 220 내지 360℃의 범위의 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 융점이 250 내지 350℃의 것이다. 이러한 융점은 시차주사 열량계(DSC)로 관찰되는 주요 흡열 피크의 피크 온도로서 측정될 수 있다.The thermotropic liquid crystal polymer preferably has a melting point in a range of 220 to 360 ° C, more preferably a melting point of 250 to 350 ° C. This melting point can be measured as the peak temperature of the main endothermic peak observed with a differential scanning calorimeter (DSC).

상기 열가소성 고분자로서는, 예를 들면 폴리에스테르, 폴리올레핀이나 폴리스티렌 등의 비닐계 중합체, 폴리아릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리페닐렌설파이드, 폴리페닐렌 옥사이드, 폴리 설폰, 방향족 폴리케톤, 지방족 폴리케톤, 반방향족 폴리에스테르 아미드, 폴리에스테르 에테르 케톤, 불소수지등을 들 수 있다. Examples of the thermoplastic polymer include vinyl polymers such as polyesters, polyolefins and polystyrene, polyarylates, polycarbonates, polyamides, polyimides, polyphenylene sulfides, polyphenylene oxides, polysulfones, aromatic polyketones, Aliphatic polyketones, semi-aromatic polyester amides, polyester ether ketones, and fluororesins.

이때, 상기 폴리에스테르로는 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌테레트탈레이트, 및 폴리부틸렌테레프탈레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다. 특히, 단면 형성 안정성이나 내화학성 등의 측면에서 폴리에틸렌나프탈레이트가 더 바람직하다.At this time, the polyester may be at least one selected from the group consisting of polyethylene naphthalate, polyethylene terephthalate, and polybutylene terephthalate. Particularly, polyethylene naphthalate is more preferable from the viewpoints of stability of section formation and chemical resistance.

본 발명의 일 실시예에 따른 복합체에는, 본 발명의 효과를 해치지 않는 범위 내에서, 각종 금속 산화물, 카올린, 실리카등의 무기물이나, 착색제, 무광제, 난연제, 산화방지제, 자외선 흡수제, 적외선 흡수제, 결정핵제, 형광증백제, 말단기 밀봉제 등의 첨가제를 소량 함유할 수 있다.The composite according to an embodiment of the present invention may contain an inorganic substance such as various metal oxides, kaolin and silica, a colorant, a matting agent, a flame retardant, an antioxidant, an ultraviolet absorber, A small amount of additives such as a crystal nucleating agent, a fluorescent whitening agent, and an end-group sealing agent may be contained.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합체(10)는 일 방향으로 서로 평행하게 배치된 2 이상의 열방성 액정 고분자 섬유(11), 및 상기 열방성 액정 고분자 섬유들(11)의 외면을 모두 함께 둘러싸고, 열가소성 고분자로 이루어진 매트릭스(12)를 포함하고 있다.Referring to FIG. 1, a composite 10 according to an embodiment of the present invention includes two or more thermotropic liquid crystal polymer fibers 11 disposed in parallel to each other in one direction, and two or more thermotropic liquid crystal polymer fibers 11 And a matrix 12 made of a thermoplastic polymer.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합체는 이하 후술한 바와 같이, 열방성 액정 고분자 섬유를 도성분으로 하고, 매트릭스를 해성분으로 해서 해도사를 얻은 후, 이를 일 방향으로 배치하거나 적층한 후 열압착하여 제조된다. 그 결과, 해성분은 도성분들을 모두 둘러싸면서 매트릭스가 되고, 도성분은 이러한 매트릭스 내에서 보강재 역할을 하게 된다.That is, as described below, the composite according to an embodiment of the present invention can be obtained by obtaining a graphite sheet by using a thermotropic liquid crystalline polymer fiber as a matrix component and a matrix as a sea component, And is manufactured by thermocompression bonding. As a result, the sea component becomes a matrix by surrounding all of the components, and the component serves as a reinforcement in this matrix.

이때, 상기 해도사가 일 방향으로 배치되거나, 또는 이렇게 일 방향으로 배치된 해도사의 층이 2 이상의 층으로 적층됨으로써, 매트릭스 내에 둘러싸여 있는 도성분인 열방성 액정 고분자 섬유도 서로 일 방향으로 서로 평행하게 배치되어, 구체적으로 서로 이격되거나 또는 접하여 있을 수도 있다, 그 결과, 상기 일 방향으로 서로 평행하게 배치된 2 이상의 열방성 액정 고분자 섬유가 1층의 단층 구조일 수 있고, 또는 2층 이상의 적층 구조로도 형성될 수 있다. At this time, the chart paper is arranged in one direction, or the layer of sea water is arranged in one direction so as to be laminated in two or more layers, so that the thermotropic liquid crystal polymer fibers which are the components surrounded by the matrix are arranged parallel to each other in one direction As a result, the two or more thermotropic liquid crystalline polymer fibers arranged in parallel with each other in the one direction may be a single-layer structure or may be a laminate structure of two or more layers .

상기 적층 구조의 경우, 각 층 간에는 열방성 액정 고분자 섬유가 배치된 방향이 동일할 수도 있고, 또는 그 배치된 방향이 상이하여 서로 각도를 이룰 수 있으며, 예를 들면, 적층 구조에서 서로 90도로 엇갈리게 형성될 수도 있다.
In the case of the laminated structure, the directions in which the thermotropic liquid crystal polymer fibers are arranged may be the same among the respective layers, or the directions in which the thermotropic liquid crystal polymer fibers are arranged may be different from each other. For example, .

상기 열방성 액정 고분자 섬유의 함량은 복합체 전체 부피 대비하여 30 부피% 이상일 수 있다. 나아가, 상기 열방성 액정 고분자 섬유 대 매트릭스의 부피비는 3:7 내지 7:3, 더 바람직하게는 5:5 내지 7:3일 수 있다. 이때, 상기 열방성 액정 고분자 섬유의 함량이 이러한 범위를 만족하는 경우, 고강도 및 고탄성율을 가질 수 있다.The content of the thermotropic liquid crystal polymer fibers may be 30 vol% or more relative to the total volume of the composite. Furthermore, the volume ratio of the thermotropic liquid crystal polymer fibers to the matrix may be 3: 7 to 7: 3, more preferably 5: 5 to 7: 3. At this time, when the content of the thermotropic liquid crystal polymer fiber satisfies this range, it can have high strength and high modulus of elasticity.

상기 열방성 액정 고분자 섬유의 평균 단면 직경은 10 ㎛ 이하, 더 바람직하게는 5 ㎛ 이하, 더욱더 바람직하게는 1 ㎛ 이하일 수 있다. 이때, 상기 열방성 액정 고분자 섬유의 평균 단면 직경이 이러한 범위를 만족하는 경우, 고강도 및 고탄성율을 가질 수 있다.The average cross-sectional diameter of the thermotropic liquid crystal polymer fibers may be 10 占 퐉 or less, more preferably 5 占 퐉 or less, and still more preferably 1 占 퐉 or less. At this time, when the average cross-sectional diameter of the thermotropic liquid crystal polymer fibers satisfies this range, it can have high strength and high modulus of elasticity.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 열방성 액정 고분자 및 열가소성 고분자를 용융 방사하여, 도성분인 열방성 액정 고분자 섬유 및 해성분인 열가소성 고분자를 구비하는 해도사를 제조하는 단계; 상기 해도사를 일 방향으로 배치하거나 적층하여 프리프레그를 제조하는 단계; 및 상기 프리프레그를 열압착하여 열가소성 고분자로 이루어진 매트릭스 내에 일 방향으로 배치되거나 적층되어 있는 열방성 액정 고분자 섬유를 포함하는 복합체를 제조하는 단계를 포함하는 복합체의 제조방법이 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for preparing a liquid crystal composition, comprising the steps of: melt spinning a thermotropic liquid crystal polymer and a thermoplastic polymer to produce chart paper comprising thermotropic liquid crystalline polymer fibers as a component and a thermoplastic polymer as a component; Preparing preprinted sheets by arranging or laminating the chart paper in one direction; And thermo-compressing the prepreg to produce a composite comprising thermotropic liquid crystalline polymer fibers arranged or laminated in one direction in a matrix made of a thermoplastic polymer.

먼저, 해도사를 제조하는 단계는 열방성 액정 고분자 및 열가소성 고분자를 각각 준비하고, 이때 예를 들어 펠릿 형태로 준비할 수 있으며, 이를 해도사의 방사 장치에 투입하여 용융 방사를 진행하게 된다. 이때 상기 방사 장치는, 예를 들면, 여러 층으로 이루어진 분배판 각각의 내부에 상하로 뻗은 복수개의 유로관과 상기 유로관과 연결된 방사 노즐을 구비한 구조로 되어 있다. 이와 같은 각각의 분배판과 방사 노즐 구조로 인하여, 각각의 분배판에 따라 만나는 도성분인 열방성 액정 고분자와 해성분인 열가소성 고분자는 서로 합쳐져 마지막 분배판의 내부에 위치한 방사 노즐로 흘러 들어가서 방사하게 된다.First, in the step of preparing sea chart, a thermotropic liquid crystal polymer and a thermoplastic polymer may be prepared, and then, for example, pellets may be prepared. At this time, for example, the radiating device has a structure including a plurality of flow pipes vertically extending in the interior of each of a plurality of distribution plates, and a spinneret connected to the flow pipe. Due to the respective distribution plates and the spinning nozzle structure, the thermotropic liquid crystal polymer and the thermoplastic polymer as the components meeting each other according to the respective distribution plates are combined with each other and flowed into the spinning nozzle located inside the final distribution plate, do.

그 결과, 도 2에 도시된 바와 같이, 해도사(20)는 해성분(22)에 의해 각각 모두 둘러싸여서 복수의 도성분(21)이 일 방향으로 서로 평행하게 배치되어 있는 구조를 갖는다.As a result, as shown in Fig. 2, the chart sheet 20 is surrounded by the sea component 22, so that a plurality of the planar components 21 are arranged parallel to each other in one direction.

상기 해도사의 도성분인 열방성 액정 고분자는 분자사슬의 길이방향이 액정의 배향방향과 평행한 네마틱(nematic)구조이어서 용융상태에서 평행하게 배열된 분자사슬들이 영역을 형성하여 각각의 분자는 자유로운 회전이 어려운 이방성 상태가 된다. The thermotropic liquid crystal polymer as a component of the sea chart has a nematic structure in which the longitudinal direction of the molecular chain is parallel to the alignment direction of the liquid crystal so that the molecular chains arranged in parallel in the molten state form a region, The anisotropic state becomes difficult to rotate.

이러한 이방성의 열방성 액정 고분자는 용융상태에서 전단응력에 의해 흐름의 방향으로 쉽게 배향하므로, 분자사슬들이 엉키지 않고, 잘 미끄러져 전단속도의 증가에 따라 유동성이 커지게 된다.Such anisotropic thermotropic liquid crystalline polymers are easily oriented in the direction of flow by shear stress in the molten state, so that the molecular chains are not tangled and slip smoothly, resulting in increased fluidity as the shear rate increases.

또한, 상기 열방성 액정 고분자는 일단 배향된 이후에, 배향의 완화 시간이 길어서, 방사노즐을 통과할 때 분자사슬들이 고도로 배향이 되고, 섬유가 냉각될 때에도 배향구조가 유지된 상태로 고화되므로, 고강도, 고탄성률 섬유를 제공할 수 있다.Further, since the thermotropic liquid crystal polymer has a long orientation relaxation time after being once oriented, the molecular chains are highly oriented when passing through the spinning nozzle, and the orientation structure is solidified even when the fibers are cooled, Strength, high modulus fiber can be provided.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 용융 방사시 방사 노즐의 L/D(길이/직경비)는 4 내지 8, 더 바람직하게는 5 내지 7과 같이 통상의 멀티필라트 융융방사의 L/D 보다는 큰 값으로 조절될 수 있다. Thus, according to one embodiment of the present invention, the L / D (length / diameter ratio) of the spinning nozzle during the melt spinning is 4 to 8, more preferably 5 to 7, / D. ≪ / RTI >

즉, 상기 방사 노즐의 L/D비가 상기 범위를 만족하는 경우에, 해도사의 도성분을 이루는 열방성 액정 고분자 섬유가 배향할 수 있는 시간이 충분히 확보되어, 열방성 액정 고분자 섬유의 배향각이 작아지고, 용융 상태에서 배향이 용이하게 증가하게 되며, 또한, 방사시 노즐에 걸리는 압력이 지나치게 증가하는 것을 방지할 수 있어, 이후 이러한 열방성 액정 고분자 섬유가 복합체의 보강재로 사용되는 경우, 고강도, 고탄성률의 복합체를 제공할 수 있다.That is, when the L / D ratio of the spinning nozzle satisfies the above range, the time for orienting the thermotropic liquid crystal polymer fibers constituting the island component of the sea chart can be sufficiently secured, and the orientation angle of the liquid- It is possible to prevent the pressure applied to the nozzle from excessively increasing during spinning. When such a thermotropic liquid crystalline polymer fiber is used as a reinforcing material of the composite, A composite of elastic modulus can be provided.

이때 해성분인 열가소성 수지는, 열방성 액정 고분자 섬유들의 충분한 배향을 위해서 증가된 L/D비 조건의 방사시 도성분의 열방성 액정 고분자 섬유들을 함께 둘러싸고 서로간에 견고한 결착력을 가지면서 복합 방사될 수 있어야 한다. In this case, the thermoplastic resin, which is a sea component, can be combined with the thermotropic liquid crystal polymer fibers surrounding the thermocomponent liquid crystalline polymer fibers to have a firm binding force with each other during the irradiation at an increased L / D ratio for sufficient orientation of the thermotropic liquid crystalline polymer fibers .

따라서, 이러한 도성분인 열방성 액정 고분자 섬유와 해성분인 열가소성 수지의 조합 및 방사 조건 등은 이들 상호간의 용융상태에서의 열적 성질들을 고려하여 적절하게 선택될 수 있다. Therefore, the combination of the thermotropic liquid crystalline polymer fibers as the conductive component and the thermoplastic resin as the sea component, and the spinning conditions can be appropriately selected in consideration of the thermal properties in the mutual melting state.

또한, 상기 열방성 액정 고분자는 통상의 융융 방사시와 같이 미연신사를 연신하여 역학적 성질을 개선하는 것이 어려운 바, 고온에서 장시간 열처리함으로써 강도, 탄성률, 내열성 등을 향상시킬 수 있다. 이러한 열처리에 의한 역학적 성질의 개선을 열처리 과정에서 고상중합이 일부 진행되어, 결정의 크기 및 결정의 완전성이 증가하기 때문으로 알려져 있다.Further, it is difficult to improve the mechanical properties of the thermotropic liquid crystal polymer by stretching the unstretched fiber as in the case of ordinary melt spinning, and the strength, elastic modulus, heat resistance and the like can be improved by heat treatment for a long time at a high temperature. It is known that the improvement of the mechanical properties by the heat treatment is due to the progress of the solid phase polymerization and the completeness of the crystal size and crystallinity during the heat treatment process.

그 결과, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 용융 방사로 해도사를 제조한 이후에, 추가로 열처리를 행할 수 있다. 이러한 열처리는 무장력 상태로 건조공기 또는 불활성 기체 분위기에서 1 내지 10℃/시간의 속도로 서서히 승온시켜 섬유간에 점착이 일어나지 않을 정도로 열처리전의 열방성 액정 고분자 섬유의 융점 보다는 20 내지 60℃ 낮은 온도까지 승온시키면서 행해질 수 있다. As a result, according to the embodiment of the present invention, the heat treatment can be further performed after preparing the chart paper by the melt spinning. The heat treatment is carried out in an atmosphere of dry air or in an inert gas atmosphere at a rate of 1 to 10 ° C / hour to gradually increase the temperature to 20 to 60 ° C lower than the melting point of the thermotropic liquid crystalline polymer fiber before heat treatment . ≪ / RTI >

이후, 상기 제조된 해도사를 일 방향으로 배치하거나 적층하여 프리프레그(prepreg)를 제조한다. 상기 프리프레그는 이후 복합체를 제조하기 위한 중간 기재로서, 2 이상의 열방성 액정 고분자 섬유가 도성분으로 하고, 열가소성 수지가 이들 도성분들을 둘러싼 해성분으로 이루어진 해도사들을 2개 이상 일 방향으로 서로 평행하게 배치하거나 또는 적층하여 얻어진다. 즉, 해도사의 개수에 따라서 단층으로 서로 평행하게 배치될 수도 있고, 이러한 층이 2개 이상 적층된 적층 구조일 수도 있다. 이렇게 적층 구조에서는, 각 층에 있는 해도사가 좌우 또는 상하로도 서로 평행하게 배치될 수도 있고, 해도사가 단층으로 서로 평행하게 배치된 층이 각 층 간에 해도사가 배치된 방향이 서로 상이하여 다른 배향 각도를 갖도록 적층될 수도 있다. 예를 들면, 상기 적층 구조에서 서로 평행하게 배치된 해도사의 단층이 각 층간 서로 90도로 엇갈리게 형성될 수도 있다.Thereafter, the prepared chart paper is arranged or laminated in one direction to prepare a prepreg. Wherein at least two thermotropic liquid crystalline polymer fibers are made of a conductive component and the thermoplastic resin comprises two or more charts made of a sea component surrounding these conductive components in parallel in parallel in one direction Or by lamination. That is, they may be arranged as a single layer in parallel with each other depending on the number of sea chart yarns, or may be a laminated structure in which two or more such layers are laminated. In such a laminated structure, charts in each layer may be arranged parallel to each other in left or right or up and down directions, and layers in which charts are arranged in parallel with each other with a single layer of charts are different from each other, As shown in Fig. For example, a monolayer of sea water strands arranged in parallel to each other in the laminated structure may be formed to be offset from each other by 90 degrees.

다음으로, 상기 준비된 프리프레그를 열압착하여 열가소성 고분자로 이루어진 매트릭스 내에 일 방향으로 배치되어 있는 열방성 액정 고분자 섬유를 포함하는 복합체를 제조하는 단계를 거치게 된다.Next, the prepared prepreg is subjected to thermocompression bonding to produce a composite comprising thermotropic liquid crystalline polymer fibers arranged in one direction in a matrix made of a thermoplastic polymer.

상기 열압착은 프리프레그에서 일 방향으로 배치된 해도사에서 열방성 액정 고분자 섬유인 도성분을 둘러싸고 있는 열가소성 수지로 이루어진 해성분만을 선택적으로 용융시켜서, 상기 열가소성 수지를 일 방향으로 배치된 열방성 액정 고분자 섬유를 내부에 포함하는 매트릭스로 성형시키는 단계이다.The thermocompression bonding selectively melts a harmful component consisting of a thermoplastic resin surrounding a component that is a thermotropic liquid crystal polymer fiber in a chart paper arranged in one direction in a prepreg so as to melt the thermoplastic resin in a thermotropic liquid crystal Molding the polymer fibers into a matrix containing the polymer fibers.

그 결과, 이러한 열압착은, 도성분인 열방성 액정 고분자의 융점보다는 낮고,해성분인 열가소성 수지 보다는 높은 온도에서 실시되어야 하며, 예를 들어, 10℃ 이상 낮은 온도, 더 바람직하게는 20 내지 40℃ 낮은 온도에서 실시될 수 있다.As a result, such thermocompression should be performed at a temperature lower than the melting point of the thermotropic liquid crystal polymer as a component and higher than that of the thermoplastic resin as the sea component, for example, a temperature lower than 10 캜, more preferably 20 to 40 Lt; 0 > C.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 열압착은 50 내지 1,000 psi, 더 바람직하게는 100 내지 500 psi 의 압력 조건에서 실시될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the thermocompression bonding may be performed under a pressure of 50 to 1,000 psi, more preferably 100 to 500 psi.

이렇게 얻어진 본 발명의 일 실시예에 따른 복합체는 매트릭스 내에 일 방향으로 서로 평행하게 배치되고, 고배향, 고탄성률 및 고강도를 지닌 열방성 액정 고분자 섬유를 보강재로서 포함하고 있으므로, 1 내지 4 GPa의 인장강도, 및 40 내지 120 GPa의 탄성률의 고강도 고탄성률을 역학적 성질을 가지게 된다.Since the composite according to one embodiment of the present invention thus obtained includes the thermotropic liquid crystal polymer fibers arranged in parallel in one direction in the matrix and having a high orientation, a high elastic modulus and a high strength as a reinforcing material, a tensile strength of 1 to 4 GPa Strength, and a high strength and a high modulus of elasticity of 40 to 120 GPa.

한편, 종래의 섬유 강화 플라스틱(Fiber Reinforced Plastic)의 경우에 매트릭스를 이루는 수지가 강화 섬유를 충분히 함침하여 결합하도록 하기 위해서, 매트릭스 내에 강화 섬유의 함량을 증가시키는데 어려움이 있어, 통상 섬유 강화 플라스틱 전체 부피 대비하여 단섬유의 경우 30%, 연속섬유 60% 정도까지 포함시키는 수준이었다.On the other hand, in the case of the conventional fiber reinforced plastic, it is difficult to increase the content of the reinforcing fibers in the matrix in order to sufficiently impregnate and bind the reinforcing fibers in the matrix resin, In comparison, it was 30% for short fibers and 60% for continuous fibers.

하지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합체는 전술한 바와 같이 해도사를 이용하여 프리프레그를 제조한 이후에 열압착 단계를 거쳐서 제조되는 바, 복합체 전체 부피 대비하여 30% 이상, 더 바람직하게는 50% 이상, 더욱더 바람직하게는 50 내지 70%의 열방성 액정 고분자 섬유를 보강재로서 매트릭스 내에 포함킬 수 있다. However, the composite according to one embodiment of the present invention is manufactured through the thermocompression step after preparing the prepreg using the chart paper as described above, and it is preferable that the composite body has a volume of 30% or more, 50% or more, and more preferably 50 to 70% of the thermotropic liquid crystal polymer fibers can be contained in the matrix as a reinforcing material.

그 결과, 상기 복합체는 보강재로서 고강력, 고탄성률의 열방성 액정 고분자 섬유가 고함량으로 포함되는 바, 형태 안정성이 탁월하게 향상되어, 플렉서블 회로보드(Flexible circuit board), 전자제품의 하우징(housing) 등에 적합하게 이용될 수 있다.As a result, the composite contains a high-strength, high-modulus, high-elasticity, thermotropic liquid crystalline polymer fiber as a reinforcing material, and the shape stability is remarkably improved. Thus, the composite has a flexible circuit board, ) Can be suitably used.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the following examples. However, the embodiments according to the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the following embodiments. Embodiments of the invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art.

실시예 1Example 1

열방성 액정 고분자로 전방향족 액정 폴리에스테르(융점: 280℃, 상품명: Vectra A950)를 도성분으로, 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN)를 해성분으로 하고, 도성분과 해성분의 비율을 5:5 (부피비)로 용융 방사하여 해도사를 제조하였다. 이때 제조된 해도사의 인장강도 1.3GPa이고, 탄성률은 58.7GPa이었다. 상기 해도사의 단면 SEM 사진을 도 3에 나타내었다.(Manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.) as a thermotropic liquid crystal polymer, a wholly aromatic liquid crystal polyester (melting point: 280 ° C, trade name: Vectra A950) as a conductive component, polyethylene naphthalate (PEN) ) To prepare chart marks. At this time, the tensile strength of the sea water sheet was 1.3 GPa and the elastic modulus was 58.7 GPa. A cross-sectional SEM photograph of the sea chart yarn is shown in Fig.

이후, 상기 제조된 해도사를 일 방향으로 적층한 후 핫 프레스(hot press)를 이용하여 250℃, 및 100 psi의 조건으로 열압착을 실시하여 복합체를 제조하였다. 상기 복합체의 단면 SEM 사진을 도 4에 나타내었다.
Thereafter, the prepared chart paper was laminated in one direction, and hot pressed at 250 DEG C and 100 psi using a hot press to prepare a composite. A cross-sectional SEM photograph of the composite is shown in FIG.

실시예 2Example 2

폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 대신에 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 해성분으로 한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다. 이때 제조된 해도사의 인장강도는 1.3GPa이고, 탄성률은 58.7GPa이었다. Except that polyethylene terephthalate (PET) was used as a sea component instead of polyethylene naphthalate (PEN). At this time, the sea water had a tensile strength of 1.3 GPa and an elastic modulus of 58.7 GPa.

상기 제조한 해도사를 일 방향으로 적층한 후 핫 프레스를 이용하여 265℃, 500 psi의 조건으로 열압착을 실시하여 복합체를 제조하였다.
The chart paper thus prepared was laminated in one direction, and hot pressed under the conditions of 265 DEG C and 500 psi to prepare a composite.

비교예 1Comparative Example 1

열방성 액정 고분자로 전방향족 액정 폴리에스테르(융점: 280℃, 상품명: Vectran A950)을 도성분으로, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 매트릭스 성분으로 하고, 도성분과 매트릭스 성분의 비율을 5:5 (부피비)가 되도록 슬릿 다이(slit die)를 통해 필름을 제조하였다. 상기 제조된 필름의 단면 SEM 사진을 도 5에 나타내었다.
(Vectran A950, trade name: Vectran A950) as a matrix component, polyethylene terephthalate (PET) as a matrix component, and a ratio of a matrix component to a matrix component of 5: 5 (volume ratio ) Through a slit die. A sectional SEM photograph of the prepared film is shown in Fig.

특성 평가Character rating

단면 분석Section analysis

도 4 및 5를 참조하여, 실시예 1에서 제조된 복합체의 단면과 비교예 1에서와 같이 T-다이를 통해 필름 형태로 제조한 경우의 단면을 비교하면, 매트릭스 성분에 섬유상이 도성분처럼 분산된 전체 형태는 일부 유사한 점이 있었다. 4 and 5, the cross section of the composite prepared in Example 1 and the cross section in the case of being produced in the form of a film through a T-die as in Comparative Example 1 are compared with each other, There were some similarities in the overall shape.

하지만, 실시예 1의 경우는 균일한 단면 직경의 섬유가 일방향으로 서로 평행하게 분포 및 적층되도록 배치되어 있으나, 비교예 1의 경우는 T-다이를 통해 용출되는 동안 열방성 액정 고분자 성분끼리 서로 융착되거나 단면 직경의 크기가 불균해지는 현상이 용이하게 발생하였음을 알 수 있다.
However, in the case of Example 1, the fibers having uniform cross-sectional diameters were arranged so as to be distributed and laminated in parallel in one direction, but in the case of Comparative Example 1, the thermotropic liquid crystal polymer components were melt- Or the size of the cross-sectional diameter becomes uneven.

인장특성 평가Evaluation of tensile properties

실시예 1 및 2에서 제조된 복합체 및 비교예 1에서 제조된 필름의 인장강도 및 탄성률을 인장시험기(Universal testing machine; Instron 3343) 장치를 이용하여 파지 거리 100 mm, 인장 속도 100 mm/min의 조건에서 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The tensile strength and the elastic modulus of the composite prepared in Examples 1 and 2 and the film prepared in Comparative Example 1 were measured using a universal testing machine (Instron 3343) apparatus under the conditions of a holding distance of 100 mm and a tensile speed of 100 mm / min And the results are shown in Table 1 below.

인장강도The tensile strength 탄성률Elastic modulus 실시예 1Example 1 1.1 GPa1.1 GPa 47.6 GPa47.6 GPa 실시예 2Example 2 0.8 GPa0.8 GPa 80.3 GPa80.3 GPa 비교예 1Comparative Example 1 18.4 MPa18.4 MPa 2.3 GPa2.3 GPa

상기 표 1을 참조하면, 실시예 1 및 2의 복합체는 열방성 액정 고분자 섬유가 충분히 배향되어 고강력, 고탄성률을 갖는 해도사를 제조한 후, 이를 열압착 공정을 통해서 이러한 열방성 액정 고분자 섬유가 보강재로서 일 방향으로 균일하게 배치되어 포함되고 있어, 열방성 액정 고분자가 충분히 배향되지 못한 채 서로 불균일하게 융착되어 있는 비교예 1의 필름에 비해서, 인장강도 및 탄성률면에서 현저하게 우수한 특성을 가지고 있음을 알 수 있었다. Referring to Table 1, the complexes of Examples 1 and 2 were prepared by preparing a chart paper having a high strength and a high elastic modulus by sufficiently orienting the thermotropic liquid crystal polymer fibers, Are uniformly arranged in one direction as a reinforcing material and have a remarkably excellent property in terms of tensile strength and elasticity as compared with the film of Comparative Example 1 in which the liquid crystalline polymer is not uniformly fused to each other .

Claims (14)

일 방향으로 서로 평행하게 배치된 2 이상의 열방성 액정 고분자 섬유: 및 상기 열방성 액정 고분자 섬유들의 외면을 함께 둘러싸고, 열가소성 고분자로 이루어진 매트릭스를 포함하는 복합체.At least two thermotropic liquid crystalline polymer fibers arranged parallel to each other in one direction and a matrix comprising a thermoplastic polymer and surrounding the outer surfaces of the thermotropic liquid crystalline polymer fibers. 제1항에 있어서,
상기 열방성 액정 고분자가 전방향족 폴리에스테르인 것을 특징으로 하는 복합체.
The method according to claim 1,
Wherein the thermotropic liquid crystal polymer is a wholly aromatic polyester.
제1항에 있어서,
상기 열가소성 고분자가 폴리에스테르, 폴리올레핀, 폴리스티렌, 폴리카보네이트, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리페닐렌설파이드, 폴리페닐렌 옥사이드, 폴리설폰, 및 폴리케톤으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 복합체.
The method according to claim 1,
Wherein the thermoplastic polymer is at least one selected from the group consisting of polyester, polyolefin, polystyrene, polycarbonate, polyamide, polyimide, polyphenylene sulfide, polyphenylene oxide, polysulfone, and polyketone.
제3항에 있어서,
상기 폴리에스테르가 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌테레트탈레이트, 및 폴리부틸렌테레프탈레이트으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 복합체.
The method of claim 3,
Wherein the polyester is at least one selected from the group consisting of polyethylene naphthalate, polyethylene terephthalate, and polybutylene terephthalate.
제1항에 있어서,
상기 열방성 액정 고분자 섬유의 함량이 복합체 전체 부피 대비 30 부피% 이상인 것을 특징으로 하는 복합체.
The method according to claim 1,
Wherein the content of the thermotropic liquid crystal polymer fibers is 30% by volume or more based on the total volume of the composite.
제1항에 있어서,
상기 열방성 액정 고분자 섬유 대 매트릭스의 부피비가 3:7 내지 7:3인 것을 특징으로 하는 복합체.
The method according to claim 1,
Wherein the volume ratio of the thermotropic liquid crystal polymer fibers to the matrix is 3: 7 to 7: 3.
제1항에 있어서,
상기 열방성 액정 고분자 섬유의 평균 단면 직경이 10 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 복합체.
The method according to claim 1,
Wherein the average cross-sectional diameter of the thermotropic liquid crystal polymer fibers is 10 占 퐉 or less.
제1항에 있어서,
상기 일 방향으로 서로 평행하게 배치된 2 이상의 열방성 액정 고분자 섬유가 1층의 단층 구조 또는 2층 이상의 적층 구조인 것을 특징으로 하는 복합체.
The method according to claim 1,
Wherein at least two liquid crystal polymer fibers arranged parallel to each other in the one direction are a single-layered structure or a laminated structure of two or more layers.
제8항에 있어서,
상기 적층 구조에서 각 층 간에는 열방성 액정 고분자 섬유가 배치된 방향이 동일하거나 상이한 것을 특징으로 하는 복합체.
9. The method of claim 8,
Wherein the thermotropic liquid crystal polymer fibers are arranged in the same direction or different directions between the respective layers in the laminated structure.
열방성 액정 고분자 및 열가소성 고분자를 용융 방사하여, 도성분인 열방성 액정 고분자 섬유 및 해성분인 열가소성 고분자를 구비하는 해도사를 제조하는 단계;
상기 해도사를 일 방향으로 배치하거나 적층하여 프리프레그를 제조하는 단계; 및
상기 프리프레그를 열압착하여 열가소성 고분자로 이루어진 매트릭스 내에 일 방향으로 적층되어 있는 열방성 액정 고분자 섬유를 포함하는 복합체를 제조하는 단계를 포함하는 복합체의 제조방법.
Melt-spinning a thermotropic liquid crystal polymer and a thermoplastic polymer to produce a chart paper comprising thermotropic liquid crystalline polymer fibers as a component and a thermoplastic polymer as a component;
Preparing preprinted sheets by arranging or laminating the chart paper in one direction; And
And thermally compressing the prepreg to produce a composite comprising a thermotropic liquid crystal polymer fiber laminated in one direction in a matrix made of a thermoplastic polymer.
제10항에 있어서,
상기 용융 방사의 방사 노즐이 4 내지 8의 L/D(길이/직경비)를 가지는 것을 특징으로 하는 복합체의 제조방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the spinning nozzle of said melt spinning has an L / D (length / diameter ratio) of 4 to 8. < Desc / Clms Page number 13 >
제10항에 있어서,
상기 해도사를 제조하는 단계에서 용융 방사 이후에 얻어진 해도사를 추가로의 열처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합체의 제조방법.
11. The method of claim 10,
Further comprising the step of heat treating the chart paper obtained after the melt spinning in the step of producing the chart paper.
제10항에 있어서,
상기 열압착이 상기 열방성 액정 고분자의 융점보다 10℃ 이상 낮은 온도에서 실시되는 것을 특징으로 하는 복합체의 제조방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the thermocompression bonding is performed at a temperature lower than the melting point of the thermotropic liquid crystal polymer by at least 10 ° C.
제10항에 있어서,
상기 열압착이 50 내지 1,000 psi의 압력 조건에서 실시되는 것을 특징으로 하는 복합체의 제조방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the thermocompression bonding is performed at a pressure of 50 to 1,000 psi.
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