WO2023239103A1 - 액정 중합체 조성물 및 이로부터 제조된 성형품 - Google Patents

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WO2023239103A1
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crystal polymer
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아리핀에릭
이정헌
이봉재
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Lotte Chemical Corp
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Lotte Chemical Corp
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    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/002—Physical properties
    • C08K2201/005—Additives being defined by their particle size in general

Definitions

  • the present invention relates to liquid crystal polymer compositions and molded articles made therefrom. More specifically, the present invention relates to a liquid crystal polymer composition that has excellent weld strength, rigidity, dent resistance, etc., and generates little dust, and a molded article manufactured therefrom.
  • LCP liquid crystalline polymer
  • CMOS complementary metal oxide semiconductor
  • the background technology of the present invention is disclosed in Korean Patent Registration No. 10-1423766, etc.
  • the purpose of the present invention is to provide a liquid crystal polymer composition that has excellent weld strength, rigidity, dent resistance, etc., and generates little dust.
  • Another object of the present invention is to provide a molded article formed from the liquid crystal polymer composition.
  • the liquid crystal polymer composition includes about 100 parts by weight of a liquid crystal polymer; About 10 to about 40 parts by weight of mica; About 5 to about 30 parts by weight of wollastonite; and about 0.1 to about 2 parts by weight of potassium distearyl phosphate.
  • the liquid crystal polymer may have a crystalline melting point of 280 to 360°C.
  • the mica may have an average particle size of about 15 to about 35 ⁇ m.
  • the wollastonite may have a cross-sectional diameter of about 1 to about 10 ⁇ m and a length after processing of about 30 to about 40 ⁇ m.
  • the weight ratio of the mica and the wollastonite may be about 1:0.2 to about 1:1.5.
  • the weight ratio of the mica and the potassium distearyl phosphate may be about 1:0.01 to about 1:0.1.
  • the liquid crystal polymer composition has a weld strength of a 9 mm ⁇ 9 mm ⁇ 3 mm specimen measured by pulling at a speed of 0.5 mm/s using a push-pull device. may be from about 8.6 to about 20 N.
  • the liquid crystal polymer composition has a flexural modulus of about 120,000 to about 140,000 kgf/cm 2 days for a 1/4" thick specimen measured at a speed of 2.8 mm/min according to ASTM D790. You can.
  • the liquid crystal polymer composition was prepared by attaching a ball point tip (tungsten carbide) with a diameter of 0.65 mm to an aluminum stick (total weight 40 g) and dropping it on a 3.2 mm thick specimen from a height of 3 cm. After dropping, the surface dent depth measured with an optical profiler may be about 10 to about 20 ⁇ m.
  • the liquid crystal polymer composition is prepared by placing a 32 mm ⁇ 16 mm ⁇ 9 mm Lego block-shaped specimen with 8 protrusions in a 30 cm ⁇ 30 cm ⁇ 100 cm tumbler, 7 After evaluating the tumbler rotating 2,000 times under rpm conditions, the measured dust production amount may be about 1,000 to about 3,500 ppm according to Equation 1 below:
  • W1 is the weight of the specimen before tumbler evaluation
  • W2 is the weight of the specimen after tumbler evaluation
  • the molded article is characterized in that it is formed from the liquid crystal polymer composition according to any one of items 1 to 10 above.
  • the molded product may be a compact camera module part.
  • the present invention has the effect of providing a liquid crystal polymer composition that has excellent weld strength, rigidity, dent resistance, etc. and generates little dust, and a molded article formed therefrom.
  • the liquid crystal polymer composition according to the present invention includes (A) a liquid crystal polymer; (B) mica; (C) wollastonite; and (D) potassium distearyl phosphate.
  • Liquid crystalline polymer (LCP) exhibits an anisotropic melt phase
  • liquid crystal polyesteramide, liquid crystal polyester, etc. which are called thermotropic liquid crystal polymers
  • the anisotropic melt phase of the liquid crystal polymer can be confirmed by a conventional polarization system using a right-angle polarizer (light polarizer). For example, under a nitrogen atmosphere, a sample on a Leitz hot plate can be observed with a Leitz polarizing microscope.
  • the liquid crystal polymer is aromatic oxycarbonyl, aromatic dicarbonyl, aromatic deoxy, aromatic aminooxy, aromatic aminocarbonyl, aromatic diamino, aromatic oxydicarbonyl, aliphatic deoxy, combinations thereof, etc. May contain repeat units.
  • the liquid crystal polymer composed of the above-described repeating units may include both those that provide and those that do not provide an anisotropic melt phase, depending on the structural elements of the polymer and the ratio and arrangement distribution of the elements.
  • the liquid crystal polymer used in the present invention is one that exhibits an anisotropic melt phase.
  • examples of monomers that provide aromatic oxycarbonyl repeat units include 4-hydroxybenzoic acid, m-hydroxybenzoic acid, o-hydroxybenzoic acid, 6-hydroxy-2-naphthoic acid, 5-hydroxy- 2-naphthoic acid, 3-hydroxy-2-naphthoic acid, 4'-hydroxybiphenyl-4-carboxylic acid, 3'-hydroxybiphenyl-4-carboxylic acid, 4'-hydroxybiphenyl -3-carboxylic acids, and their alkyl-, alkoxy- or halogen-substituted derivatives, and ester forming derivatives such as acyl derivatives, ester derivatives and acyl halides thereof.
  • 4-hydroxybenzoic acid and 6-hydroxy-2-naphthoic acid are preferred for easier control of the properties and melting point of the resulting liquid crystal polymer.
  • examples of monomers providing aromatic dicarbonyl repeat units include terephthalic acid, isophthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 1,6-naphthalenedicarboxylic acid, 2,7-naphthalenedicarboxylic acid, Acids, aromatic dicarboxylic acids such as 1,4-naphthalenedicarboxylic acid, 4,4'-dicarboxybiphenyl, and their alkyl-, alkoxy or halogen-substituted derivatives, and their ester derivatives, acid halides It is an ester-forming derivative such as.
  • terephthalic acid and 2,6-naphthalenedicarboxylic acid are preferred from the viewpoint of easier control of the mechanical properties, heat resistance, melting point and molding properties of the resulting liquid crystal polymer.
  • examples of monomers that provide aromatic deoxy repeat units include hydroquinone, resorcin, 2,6-dihydroxynaphthalene, 2,7-dihydroxynaphthalene, 1,6-dihydroxynaphthalene, 1, 4-dihydroxynaphthalene, 4,4'-dihydroxybiphenyl, 3,3'-dihydroxybiphenyl, 3,4'-dihydroxybiphenyl, 4,4'-dihydroxybiphenyl aromatic diols such as ethers, and alkyl-, alkoxy- or halogen-substituted derivatives, and ester forming derivatives such as acyl derivatives thereof.
  • hydroquinone and 4,4'-dihydroxybiphenyl are preferred in view of good reactivity during the polymerization process and good properties of the resulting liquid crystal polymer blend.
  • examples of monomers providing aromatic aminooxy repeat units include p-aminophenol, m-aminophenol, N-acetyl-4-aminophenol, 4-amino-1-naphthol, 5-amino-1-naphthol. , aromatic hydroxyamines such as 8-amino-2-naphthol, 4-amino-4'-hydroxybiphenyl, and ester-forming derivatives such as alkyl-, alkoxy- or halogen-substituted derivatives and acyl derivatives thereof, and their It is an amide forming derivative such as N-acyl derivative.
  • examples of monomers that provide aromatic diamino repeat units include aromatic diamines such as p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 1,5-diaminonaphthalene, 1,8-diaminonaphthalene, and alkyl- , alkoxy- or halogen-substituted derivatives, and amide-forming derivatives such as their N-acyl derivatives.
  • examples of monomers providing aromatic aminocarbonyl repeat units include aromatic aminocarboxylic acids such as p-aminobenzoic acid, m-aminobenzoic acid, 6-amino-2-naphthoic acid, and alkyl-, alkoxy-, or halogen -substituted derivatives, and ester forming derivatives such as acyl derivatives, ester derivatives and acid halides thereof and amide forming derivatives such as N-acyl derivatives thereof.
  • aromatic aminocarboxylic acids such as p-aminobenzoic acid, m-aminobenzoic acid, 6-amino-2-naphthoic acid, and alkyl-, alkoxy-, or halogen -substituted derivatives
  • ester forming derivatives such as acyl derivatives, ester derivatives and acid halides thereof and amide forming derivatives such as N-acyl derivatives thereof.
  • examples of monomers that provide aromatic oxydicarbonyl repeat units include hydroxyl group such as 3-hydroxy-2,7-naphthalenedicarboxylic acid, 4-hydroxyisophthalic acid, 5-hydroxyisophthalic acid, -aromatic dicarboxylic acids, and their alkyl-, alkoxy- or halogen-substituted derivatives, and their ester-forming derivatives such as acyl derivatives, ester derivatives and acyl halides.
  • examples of monomers that provide aliphatic deoxy repeat units are ethylene glycol, aliphatic diols such as 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, and acyl derivatives thereof.
  • the liquid crystal polymer having an aliphatic deoxy repeating unit is a polyester having an aliphatic deoxy repeating unit such as polyethylene terephthalate or polybutylene terephthalate, and the aromatic oxycarboxylic acid, aromatic dicarboxylic acid, aromatic diol, aromatic It can be obtained by reacting hydroxyamine, aromatic aminocarboxylic acid, aromatic diamine or acyl derivative, its ester derivative or acid halide.
  • the liquid crystal polymer may have a thioester bond if the bond does not impair the purpose of the present invention.
  • monomers that provide thioester linkages are mercapto-aromatic carboxylic acids, aromatic dithiols, and hydroxy-aromatic thiols.
  • the proportion of these additional monomers based on the total amount of monomers providing aromatic oxycarbonyl, aromatic di-carbonyl, aromatic deoxy, aromatic aminooxy, aromatic diamino, aromatic oxy di-carbonyl and aliphatic deoxy repeat units. is preferably about 10 mol% or less.
  • the preferred liquid crystal polymer used in the present invention is one containing an aromatic oxycarbonyl repeating unit including a 4-oxybenzoyl repeating unit and/or a 6-oxy-2-naphthoyl repeating unit.
  • examples of preferred liquid crystal polymers comprising 4-oxybenzoyl and/or 6-oxy-2-naphthoyl repeat units may include:
  • copolymers of 1), 8), 9) and 13) are preferred from the viewpoint of polymer moldability and mechanical properties.
  • the liquid crystal polymer may be a polymer blend containing two or more liquid crystal polymers for the purpose of increasing the fluidity of the polymer during molding.
  • the method for producing the liquid crystal polymer is not limited, and any method known in the art can be used.
  • conventional polycondensation methods such as melt acid decomposition and slurry polymerization methods to prepare polymers to create ester and/or amide bonds in the monomer elements described above can be used.
  • the above molten acid decomposition method is preferably used for the preparation of liquid crystal polymer.
  • the monomers are heated to produce a molten solution and then the solution is reacted to produce a molten polymer.
  • the final step of this method can be performed under vacuum to facilitate removal of volatile by-products such as acetic acid or water.
  • the slurry polymerization process is characterized in that the monomers are reacted in a heat-exchange fluid to produce a solid state polymer in the form of a suspension in a heat-exchange liquid medium.
  • the monomer to be polymerized in either the melt acid decomposition method or the slurry polymerization method, may be in the form of a lower acyl derivative obtained by acylating a hydroxyl group and/or an amino group.
  • Lower acyl groups may have 2 to 5 carbon atoms, for example 2 to 3 carbon atoms.
  • acetylated monomers are used in the reaction.
  • the lower acyl derivative of the monomer may be prepared by previously acylating the monomer independently or may be produced in situ by adding an acylating agent such as acetic anhydride to the monomer during the preparation of the liquid crystal polymer.
  • an acylating agent such as acetic anhydride
  • a catalyst in either the melt acid decomposition method or the slurry polymerization method, may be used in the reaction if desired.
  • examples of catalysts include organic tin compounds such as dialkyl tin oxide (e.g., dibutyl tin oxide) and diaryl tin oxide; antimony trioxide; titanium dioxide; organic titanium compounds such as alkoxy titanium silicates and titanium alkoxides; Alkaline or alkaline earth metal salts of carboxylic acids such as potassium acetate; salts of inorganic acids (eg K 2 SO 4 ); and gaseous acid catalysts such as Lewis acids (eg, BF 3 ) and hydrogen halides (eg, HCl).
  • organic tin compounds such as dialkyl tin oxide (e.g., dibutyl tin oxide) and diaryl tin oxide
  • antimony trioxide titanium dioxide
  • organic titanium compounds such as alkoxy titanium silicates and titanium alkoxides
  • Alkaline or alkaline earth metal salts of carboxylic acids such as potassium acetate
  • salts of inorganic acids eg K 2 SO 4
  • the amount of catalyst added to the reaction based on the total amount of monomers may be from about 10 to about 1000 ppm, for example from about 20 to about 200 ppm.
  • the liquid crystal polymer may be obtained from a reaction vessel that polymerizes in a molten state and then processed to produce pellets, flakes, or powder.
  • the liquid crystal polymer in the form of pellets, flakes or powder can be heated to a substantially solid state, if desired, under vacuum or an inert gas atmosphere such as nitrogen or helium.
  • the heat treatment temperature may be about 260 to about 350°C, for example, about 280 to about 320°C.
  • the liquid crystal polymer may have a crystalline melting point (Tm) of about 280 to about 360° C. as determined by differential scanning calorimetry.
  • Tm crystalline melting point
  • DSC Differential scanning calorimetry
  • Exstar 6000 Seiko Instruments Inc., Chiba, Japan
  • the liquid crystal polymer sample to be observed is heated from room temperature at a rate of 20° C./min to measure the endothermic peak (Tm1). Thereafter, the sample is maintained at a temperature 20 to 50° C. higher than Tm1 for 10 minutes. The sample is then cooled to room temperature at a rate of 10° C./min and heated again at a rate of 10° C./min.
  • Tm crystalline melting point
  • Mica according to one embodiment of the present invention can be applied together with wollastonite and potassium distearyl phosphate to improve the weld strength, rigidity, pitting resistance, etc. of the liquid crystal polymer composition and to reduce dust generation, Conventional plate-shaped mica can be used.
  • the mica may have an average particle size of about 15 to about 35 ⁇ m, for example, about 20 to about 30 ⁇ m, as measured by a particle size measuring device (Malvern mastersizer 3000). Within the above range, the surface appearance, etc. of the liquid crystal polymer composition may be excellent.
  • the mica may be included in an amount of about 10 to about 40 parts by weight, for example, about 15 to about 30 parts by weight, based on about 100 parts by weight of the liquid crystal polymer. If the mica content is less than about 10 parts by weight based on about 100 parts by weight of the liquid crystal polymer, there is a risk that the weld strength and rigidity of the liquid crystal polymer composition (molded product) may decrease, and if it exceeds about 40 parts by weight, the liquid crystal There is a risk that a lot of dust may be generated from the polymer composition (molded product).
  • Wollastonite according to one embodiment of the present invention can be applied together with mica and potassium distearyl phosphate to improve the weld strength, rigidity, pitting resistance, etc. of the liquid crystal polymer composition and reduce dust generation, Ordinary acicular wollastonite can be used.
  • the wollastonite is a calcium-based mineral, a white needle-shaped mineral, and at least a portion of the surface may be subjected to hydrophobic surface treatment.
  • the hydrophobic surface treatment may be, for example, coating wollastonite with an olefin-based, epoxy-based, or silane-based material, but is not limited thereto.
  • the wollastonite may have a cross-sectional diameter measured with a particle size measuring device (Malvern mastersizer 3000) of about 1 to about 10 ⁇ m, for example, about 2 to about 9 ⁇ m, and a length before processing of about 50 to about 80 ⁇ m. It may be ⁇ m, and the length after processing may be about 20 to about 50 ⁇ m, for example, about 30 to about 40 ⁇ m. Within the above range, the weld strength, rigidity, etc. of the liquid crystal polymer composition may be excellent.
  • a particle size measuring device Malvern mastersizer 3000
  • the wollastonite may be included in an amount of about 5 to about 30 parts by weight, for example, about 8 to about 23 parts by weight, based on about 100 parts by weight of the liquid crystal polymer. If the content of wollastonite is less than about 5 parts by weight based on about 100 parts by weight of the liquid crystal polymer, there is a risk that the rigidity, etc. of the liquid crystal polymer composition (molded product) may decrease, and if it exceeds about 30 parts by weight, the liquid crystal polymer composition ( There is a risk that a lot of dust will be generated from molded products.
  • the weight ratio (B:C) of the mica (B) and the wollastonite (C) may be about 1:0.2 to about 1:1.5, for example, about 1:0.25 to about 1:1.4.
  • the mechanical strength, etc. of the liquid crystal polymer composition (molded article) may be superior, and dust generation may be reduced.
  • Potassium distearyl phosphate according to one embodiment of the present invention can be applied together with mica and wollastonite to improve the weld strength, rigidity, pitting resistance, etc. of the liquid crystal polymer composition and reduce dust generation. will be.
  • the potassium distearyl phosphate may be included in an amount of about 0.1 to about 2 parts by weight, for example, about 0.2 to about 1 part by weight, based on about 100 parts by weight of the liquid crystal polymer. If the content of the potassium distearyl phosphate is less than about 0.1 parts by weight based on about 100 parts by weight of the liquid crystal polymer, there is a risk that the weld strength, rigidity, dent resistance, etc. of the liquid crystal polymer composition (molded product) may be reduced, and about 2 If it exceeds parts by weight, there is a risk that the rigidity, etc. of the liquid crystal polymer composition (molded product) may decrease.
  • the weight ratio (B:D) of the mica (B) and the potassium distearyl phosphate (D) is from about 1:0.01 to about 1:0.1, for example from about 1:0.01 to about 1:0.05. You can. Within the above range, the weld strength, rigidity, dent resistance, etc. of the liquid crystal polymer composition (molded product) may be superior.
  • the liquid crystal polymer composition according to one embodiment of the present invention may further include additives included in conventional liquid crystal polymer compositions.
  • the additive include, but are not limited to, antioxidants, anti-dripping agents, lubricants, mold release agents, nucleating agents, antistatic agents, stabilizers, pigments, dyes, and mixtures thereof.
  • its content may be about 0.001 to about 40 parts by weight, for example, about 0.1 to about 10 parts by weight, based on about 100 parts by weight of the liquid crystal polymer.
  • the liquid crystal polymer composition is applied to a weld line using push-pull equipment (manufacturer: IMADA, device name: MX-500N, push-pull gauge: IMADA DST500N).
  • the weld strength of a 9 mm ⁇ 9 mm ⁇ 3 mm specimen measured by pulling at a speed of 0.5 mm/s in the direction in which this occurs may be about 8.6 to about 20 N, for example, about 8.8 to about 15 N.
  • the liquid crystal polymer composition has a flexural modulus of about 120,000 to about 140,000 kgf/cm 2 for a 1/4" thick specimen measured at a rate of 2.8 mm/min, for example, about 123,000 to about 123,000 according to ASTM D790. It may be about 139,000 kgf/cm 2 .
  • the liquid crystal polymer composition is prepared by attaching a ball point tip (tungsten carbide) with a diameter of 0.65 mm to an aluminum stick (total weight 40 g) and dropping it on a 3.2 mm thick specimen from a height of 3 cm.
  • the surface dent depth measured with an optical profiler may be about 10 to about 20 ⁇ m, for example, about 11 to about 19 ⁇ m.
  • the liquid crystal polymer composition is prepared by placing a 32 mm ⁇ 16 mm ⁇ 9 mm Lego block-shaped specimen with 8 protrusions in a 30 cm ⁇ 30 cm ⁇ 100 cm tumbler, After evaluating the tumbler rotating 2,000 times at 7 rpm, the measured amount of dust generated may be about 1,000 to about 3,500 ppm, for example, about 1,100 to about 3,300 ppm, according to Equation 1 below.
  • W1 is the weight of the specimen before tumbler evaluation
  • W2 is the weight of the specimen after tumbler evaluation
  • a molded article according to the present invention is formed from the above liquid crystal polymer composition.
  • the liquid crystal polymer composition can be manufactured in the form of pellets, and the manufactured pellets can be manufactured into various molded articles (products) through various molding methods such as injection molding, extrusion molding, vacuum molding, and casting molding. This forming method is well known to those skilled in the art.
  • the molded product has excellent weld strength, rigidity, dent resistance, etc., generates little dust, and includes surface-mounted electronic devices including switches, relays, connectors, concentrators, coils, transformers, camera modules, antennas, and chip antenna switches; It is useful for manufacturing devices that are mounted using lead-free solders processed at higher temperatures.
  • the molded product may be a compact camera module part, etc.
  • Weld strength (unit: N): Using push-pull equipment (manufacturer: IMADA, device name: MX-500N, push-pull gauge: IMADA DST500N), A specimen measuring 9 mm ⁇ 9 mm ⁇ 3 mm was pulled at a speed of 0.5 mm/s in the direction in which the weld line occurs, and its peak force (weld strength) was measured.
  • W1 is the weight of the specimen before tumbler evaluation
  • W2 is the weight of the specimen after tumbler evaluation
  • Comparative example 6 7 8 9 (A) (parts by weight) 100 100 100 100 100 (B1) (part by weight) 23 23 23 23 23 (B2) (parts by weight) - - - - (C1) (parts by weight) - 15 15 15 (C2) (parts by weight) 15 - - - (D1) (parts by weight) 0.6 0.05 3 - (D2) (parts by weight) - - - 0.6 Weld strength (N) 9.5 7.5 8.4 5.0 Flexural modulus (kgf/cm 2 ) 138,000 112,000 125,000 95,000 Surface dent depth ( ⁇ m) 16 22 18 25 Dust generation (ppm) 4,200 2,600 2,500 2,500
  • liquid crystal polymer composition of the present invention has excellent weld strength, rigidity (flexural modulus), dent resistance (surface dent depth), etc., and generates little dust.

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Abstract

본 발명의 액정 중합체 조성물은 액정 중합체 약 100 중량부; 마이카 약 10 내지 약 40 중량부; 규회석 약 5 내지 약 30 중량부; 및 포타슘 디스테아릴 포스페이트 약 0.1 내지 약 2 중량부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 액정 중합체 조성물은 웰드 강도, 강성, 내패임성 등이 우수하고, 분진 발생이 적다.

Description

액정 중합체 조성물 및 이로부터 제조된 성형품
본 발명은 액정 중합체 조성물 및 이로부터 제조된 성형품에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 웰드 강도, 강성, 내패임성 등이 우수하고, 분진 발생이 적은 액정 중합체 조성물 및 이로부터 제조된 성형품에 관한 것이다.
최근 전자 및 통신 분야의 발전으로 인해 고도로 통합된 복잡한 구조와 얇은 벽 부품을 갖춘 모바일 장치가 생산되고 있다. 이러한 모발일 장치 중, 콤팩트 카메라 모듈 부품(compact camera module application)은 내열성, 치수 안정성이 우수하고 얇은 벽 성형이 가능한 액정 중합체(liquid crystalline polymer, LCP) 기반 소재를 사용하여 제작되고 있다.
그러나, 액정 중합체 기반 소재로 제조된 콤팩트 카메라 모듈 부품 등의 모바일 장치는 CMOS(complementary metal oxide semiconductor) 센서에 소재로부터 생성된 입자 및/또는 먼지가 닿아, 이미지 결함이 발생하거나, 자동 초점 및 광학 손떨림 보정이 오작동할 우려가 있으며, 낮은 웰드 강도(weld strength)로 인해 전체 장치에 오류가 발생될 우려가 있다.
따라서, 웰드 강도, 강성, 내패임성 등이 우수하고, 분진 발생이 적은 액정 중합체 조성물의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허 10-1423766호 등에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 웰드 강도, 강성, 내패임성 등이 우수하고, 분진 발생이 적은 액정 중합체 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 액정 중합체 조성물로부터 형성된 성형품을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
1. 본 발명의 하나의 관점은 액정 중합체 조성물에 관한 것이다. 상기 액정 중합체 조성물은 액정 중합체 약 100 중량부; 마이카 약 10 내지 약 40 중량부; 규회석 약 5 내지 약 30 중량부; 및 포타슘 디스테아릴 포스페이트 약 0.1 내지 약 2 중량부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
2. 상기 1 구체예에서, 상기 액정 중합체는 결정성 융점이 280 내지 360℃일 수 있다.
3. 상기 1 또는 2 구체예에서, 상기 마이카는 평균 입자 크기가 약 15 내지 약 35 ㎛일 수 있다.
4. 상기 1 내지 3 구체예에서, 상기 규회석은 단면 직경이 약 1 내지 약 10 ㎛이고, 가공 후 길이가 약 30 내지 약 40 ㎛일 수 있다.
5. 상기 1 내지 4 구체예에서, 상기 마이카 및 상기 규회석의 중량비는 약 1 : 0.2 내지 약 1 : 1.5일 수 있다.
6. 상기 1 내지 5 구체예에서, 상기 마이카 및 상기 포타슘 디스테아릴 포스페이트의 중량비는 약 1 : 0.01 내지 약 1 : 0.1일 수 있다.
7. 상기 1 내지 6 구체예에서, 상기 액정 중합체 조성물은 푸쉬-풀(Push-Pull) 장비를 이용하여, 0.5 mm/s 속도로 당겨 측정한 9 mm × 9 mm × 3 mm 크기 시편의 웰드 강도가 약 8.6 내지 약 20 N일 수 있다.
8. 상기 1 내지 7 구체예에서, 상기 액정 중합체 조성물은 ASTM D790에 의거하여, 2.8 mm/min의 속도로 측정한 두께 1/4" 시편의 굴곡탄성률이 약 120,000 내지 약 140,000 kgf/cm2일 수 있다.
9. 상기 1 내지 8 구체예에서, 상기 액정 중합체 조성물은 직경 0.65 mm의 볼 포인트 팁(텅스텐 카바이드)을 알루미늄 스틱에 부착(총 중량 40 g)하고, 이를 3 cm 높이에서 3.2 mm 두께 시편에 떨어뜨린 다음, 광학 프로파일러로 측정한 표면 덴트 깊이(surface dent depth)가 약 10 내지 약 20 ㎛일 수 있다.
10. 상기 1 내지 8 구체예에서, 상기 액정 중합체 조성물은 돌기가 8개 있는 32 mm × 16 mm × 9 mm 크기의 레고 블록 모양 시편을 30 cm × 30 ㎝ × 100 cm 크기의 텀블러에 넣고, 7 rpm의 조건에서 2,000회 회전시키는 텀블러 평가 후, 하기 식 1에 따라, 측정한 분진 생성량이 약 1,000 내지 약 3,500 ppm일 수 있다:
[식 1]
분진 생성량 = (W1 - W2) / W1
상기 식 1에서, W1은 텀블러 평가 전 시편의 무게이고, W2는 텀블러 평가 후 시편의 무게이다.
11. 본 발명의 다른 관점은 성형품에 관한 것이다. 상기 성형품은 상기 1 내지 10 중 어느 하나에 따른 액정 중합체 조성물로부터 형성되는 것을 특징으로 한다.
12. 상기 11 구체예에서, 상기 성형품은 콤팩트 카메라 모듈 부품일 수 있다.
본 발명은 웰드 강도, 강성, 내패임성 등이 우수하고, 분진 발생이 적은 액정 중합체 조성물 및 이로부터 형성된 성형품을 제공하는 발명의 효과를 갖는다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면, 다음과 같다.
본 발명에 따른 액정 중합체 조성물은 (A) 액정 중합체; (B) 마이카; (C) 규회석; 및 (D) 포타슘 디스테아릴 포스페이트;를 포함한다.
본 명세서에서, 수치범위를 나타내는 "a 내지 b"는 "≥a 이고 ≤b"으로 정의한다.
(A) 액정 중합체
본 발명의 일 구체예에 따른 액정 중합체(liquid crystalline polymer, LCP)는 이방성 용융상을 나타내는 것으로서, 열방성(thermotropic) 액정 중합체로 불리는 액정 폴리에스테르아미드, 액정 폴리에스테르 등을 사용할 수 있다. 여기서, 액정 중합체의 이방성 용융상은 직각 편광자(light polarizer)를 이용하는 통상적인 편광 시스템의 방법으로 확인될 수 있다. 예를 들면, 질소 대기 하에서, Leitz 가열판 위의 시료는 Leitz 편광 현미경으로 관찰될 수 있다.
구체예에서, 상기 액정 중합체는 방향족 옥시카르보닐, 방향족 디카르보닐, 방향족 디옥시, 방향족 아미노옥시, 방향족 아미노카르보닐, 방향족 디아미노, 방향족 옥시디카르보닐, 지방족 디옥시, 이들의 조합 등의 반복 단위를 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 기재된 반복 단위로 구성되는 액정 중합체는 중합체의 구조적 소자 및 소자의 비율 및 배열 분포에 따라, 이방성 용융상을 제공하는 것 및 제공하지 않는 것 모두를 포함할 수 있다. 본 발명에서 사용되는 액정 중합체 는 이방성 용융상을 나타내는 것이다.
구체예에서, 방향족 옥시카르보닐 반복 단위를 제공하는 단량체의 예는 4-히드록시벤조산, m-히드록시벤조산, o-히드록시벤조산, 6-히드록시-2-나프토산, 5-히드록시-2-나프토산, 3-히드록시-2-나프토산, 4'-히드록시비페닐-4-카르복실산, 3'-히드록시비페닐-4-카르복실산, 4'-히드록시비페닐-3-카르복실산, 및 그의 알킬-, 알콕시- 또는 할로겐-치환된 유도체, 그리고 그의 아실 유도체, 에스테르 유도체 및 아실 할로겐화물과 같은 에스테르 형성 유도체이다. 상기 중에서, 4-히드록시벤조산 및 6-히드록시-2-나프토산은 생성된 액정 중합체의 성질 및 융점의 보다 용이한 조절의 관해서 바람직하다.
구체예에서, 방향족 디카르보닐 반복 단위를 제공하는 단량체의 예는 테레프탈산, 이소프탈산, 2,6-나프탈렌디카르복실산, 1,6-나프탈렌디카르복실산, 2,7-나프탈렌디카르복실산, 1,4-나프탈렌디카르복실산, 4,4'-디카르복시비페닐과 같은 방향족 디카르복실산, 및 그의 알킬-, 알콕시 또는 할로겐-치환된 유도체, 그리고 그의 에스테르 유도체, 산 할로겐화물과 같은 에스테르 형성 유도체이다. 상기 중에서, 테레프탈산 및 2,6-나프탈렌디카르복실산은 생성된 액정 중합체의 기계적 성질, 내열성, 융점 및 성형 성질의 보다 용이한 조절의 관점에서 바람직하다.
구체예에서, 방향족 디옥시 반복 단위를 제공하는 단량체의 예는 히드로퀴논, 레조르신, 2,6-디히드록시나프탈렌, 2,7-디히드록시나프탈렌, 1,6-디히드록시나프탈렌, 1,4-디히드록시나프탈렌, 4,4'-디히드록시비페닐, 3,3'-디히드록시비페닐, 3,4'-디히드록시비페닐, 4,4'-디히드록시비페닐 에테르와 같은 방향족 디올, 및 알킬-, 알콕시- 또는 할로겐-치환된 유도체, 그리고 그의 아실 유도체와 같은 에스테르 형성 유도체이다. 상기 중에서, 히드로퀴논 및 4,4'-디히드록시비페닐은 중합 공정 동안의 양호한 반응성 및 생성된 액정 중합체 배합물의 양호한 성질의 관점에서 바람직하다.
구체예에서, 방향족 아미노옥시 반복 단위를 제공하는 단량체의 예는 p-아미노페놀, m-아미노페놀, N-아세틸-4-아미노페놀, 4-아미노-1-나프톨, 5-아미노-1-나프톨, 8-아미노-2-나프톨, 4-아미노-4'-히드록시비페닐과 같은 방향족 히드록시아민, 및 알킬-, 알콕시- 또는 할로겐-치환된 유도체 그리고 그의 아실 유도체와 같은 에스테르 형성 유도체 및 그의 N-아실 유도체 와 같은 아미드 형성 유도체이다.
구체예에서, 방향족 디아미노 반복 단위를 제공하는 단량체의 예는 p-페닐렌디아민, m-페닐렌디아민, 1,5-디아미노나프탈렌, 1,8-디아미노나프탈렌과 같은 방향족 디아민 및 알킬-, 알콕시- 또는 할로겐-치환된 유도체, 그리고 그의 N-아실 유도체와 같은 아미드 형성 유도체이다.
구체예에서, 방향족 아미노카르보닐 반복 단위를 제공하는 단량체의 예는 p-아미노벤조산, m-아미노벤조산, 6-아미노-2-나프토산과 같은 방향족 아미노카르복실산 및 알킬-, 알콕시- 또는 할로겐-치환된 유도체, 그리고 그의 아실 유도체, 에스테르 유도체 및 산 할로겐화물과 같은 에스테르 형성 유도체 및 그의 N-아실 유도체와 같은 아미드 형성 유도체이다.
구체예에서, 방향족 옥시디카르보닐 반복 단위를 제공하는 단량체의 예는 3-히드록시-2,7-나프탈렌디카르복실산, 4-히드록시이소프탈산, 5-히드록시이소프탈산과 같은 히드록시-방향족 디카르복실산, 및 그의 알킬-, 알콕시- 또는 할로겐-치환된 유도체, 그리고 그의 아실 유도체, 에스테르 유도체 및 아실 할로겐화물과 같은 에스테르 형성 유도체이다.
구체예에서, 지방족 디옥시 반복 단위를 제공하는 단량체의 예는 에틸렌 글리콜, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올과 같은 지방족 디올, 및 그의 아실 유도체이다. 또한, 지방족 디옥시 반복 단위를 갖는 액정 중합체는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리부틸렌 테레프탈레이트와 같은 지방족 디옥시 반복 단위를 갖는 폴리에스테르와 상기 방향족 옥시카르복실산, 방향족 디카르복실산, 방향족 디올, 방향족 히드록시아민, 방향족 아미노카르복실산, 방향족 디아민 또는 아실 유도체, 그의 에스테르 유도체 또는 산 할로겐화물을 반응시킴으로써, 수득될 수 있다.
구체예에서, 상기 액정 중합체는 결합이 본 발명의 목적을 손상시키지 않는 경우에서 티오에스테르 결합을 가질 수 있다. 티오에스테르 결합을 제공하는 단량체의 예는 메르캅토-방향족 카르복실산, 방향족 디티올 및 히드록시-방향족 티올이다. 방향족 옥시카르보닐, 방향족 디-카르보닐, 방향족 디옥시, 방향족 아미노옥시, 방향족 디아미노, 방향족 옥시 디-카르보닐 및 지방족 디옥시 반복 단위를 제공하는 단량체의 총량을 기초로 하는 이러한 추가 단량체의 비율은 바람직하게는 약 10 몰% 이하이다.
상기 중에서, 본 발명에서 사용되는 바람직한 액정 중합체는 4-옥시벤조일 반복 단위 및/또는 6-옥시-2-나프토일 반복 단위를 포함하는 방향족 옥시카르보닐 반복 단위를 포함하는 것이다.
구체예에서, 4-옥시벤조일 및/또는 6-옥시-2-나프토일 반복 단위를 포함하는 바람직한 액정 중합체의 예는 하기를 포함할 수 있다:
1) 4-히드록시벤조산/6-히드록시-2-나프토산 공중합체,
2) 4-히드록시벤조산/테레프탈산/4,4'-디히드록시비페닐 공중합체,
3) 4-히드록시벤조산/테레프탈산/이소프탈산/4,4'-디히드록시비페닐 공중합체,
4) 4-히드록시벤조산/테레프탈산/이소프탈산/4,4'-디히드록시비페닐/히드로퀴논 공중합체,
5) 4-히드록시벤조산/테레프탈산/히드로퀴논 공중합체,
6) 6-히드록시-2-나프토산/테레프탈산/히드로퀴논 공중합체,
7) 4-히드록시벤조산/6-히드록시-2-나프토산/테레프탈산/4,4'-디히드록시비페닐 공중합체,
8) 4-히드록시벤조산/6-히드록시-2-나프토산/테레프탈산/4,4'-디히드록시비페닐/N-아세틸-4-아미노페놀 공중합체
9) 6-히드록시-2-나프토산/테레프탈산/4,4'-디히드록시비페닐 공중합체,
10) 4-히드록시벤조산/6-히드록시-2-나프토산/테레프탈산/히드로퀴논 공중합체,
11) 4-히드록시벤조산/2,6-나프탈렌 디카르복실산/4,4'-디히드록시비페닐 공중합체,
12) 4-히드록시벤조산/테레프탈산/2,6-나프탈렌 디카르복실산/히드로퀴논 공중합체,
13)4-히드록시벤조산/2,6-나프탈렌 디카르복실산/히드로퀴논 공중합체,
14) 4-히드록시벤조산/6-히드록시-2-나프토산/2,6-나프탈렌 디카르복실산/히드로퀴논 공중합체,
15) 4-히드록시벤조산/테레프탈산/2,6-나프탈렌 디카르복실산/히드로퀴논/4,4'-디히드록시비페닐 공중합체,
16) 4-히드록시벤조산/테레프탈산/4-아미노페놀 공중합체,
17) 6-히드록시-2-나프토산/테레프탈산/4-아미노페놀 공중합체,
18) 4-히드록시벤조산/6-히드록시-2-나프토산/테레프탈산/4-아미노페놀 공중합체,
19) 4-히드록시벤조산/테레프탈산/4,4'-디히드록시비페닐/4-아미노페놀 공중합체,
20) 4-히드록시벤조산/테레프탈산/에틸렌 글리콜 공중합체,
21) 4-히드록시벤조산/테레프탈산/4,4'-디히드록시비페닐/에틸렌 글리콜 공중합체,
22) 4-히드록시벤조산/6-히드록시-2-나프토산/테레프탈산/에틸렌 글리콜 공중합체, 및
23) 4-히드록시벤조산/6-히드록시-2-나프토산/테레프탈산/4,4'-디히드록시비페닐/에틸렌 글리콜 공중합체.
상기 중에서, 1), 8), 9) 및 13)의 공중합체는 중합체의 성형성 및 기계적 성질의 관점에서 바람직하다.
구체예에서, 상기 액정 중합체는 성형 시 중합체의 유동성을 증가시키기 위한 목적으로 두 개 이상의 액정 중합체를 포함하는 중합체 배합물일 수 있다.
구체예에서, 상기 액정 중합체를 제조하는 방법은 제한되지 않고, 당업계에 공지되는 임의의 방법이 이용될 수 있다. 예를 들어, 중합체를 제조하여 상기 기재된 단량체 소자 중에 에스테르 및/또는 아미드 결합을 생성하는 슬러리 중합 방법 및 용융 산분해와 같은 통상적인 중축합 방법이 이용될 수 있다.
구체예에서, 상기 용융 산분해 방법은 바람직하게는 액정 중합체의 제조를 위해 사용된다. 이러한 방법에서는, 상기 단량체는 가열되어 용융 용액을 생성한 후 그 용액을 반응시켜서 용융 중합체를 생성한다. 이러한 방법의 최종 단계는 진공 하에 수행되어 아세트산 또는 물과 같은 휘발성 부산물의 제거를 촉진할 수 있다.
구체예에서, 상기 슬러리 중합 방법은 단량체가 열-교환 유동체 중에 반응되어서 열-교환 액체 매질 중 현탁액 형태의 고체 상태 중합체를 생성하는 것을 특징으로 한다.
구체예에서, 용융 산분해 방법 또는 슬러리 중합 방법의 어느 경우에서도, 중합하는 단량체는 히드록실기 및/또는 아미노기를 아실화함으로써 수득되는 저급 아실 유도체의 형태일 수 있다. 저급 아실기는 2 내지 5개, 예를 들면 2 내지 3개의 탄소 원자를 가질 수 있다. 바람직하게는, 아세틸화된 단량체가 상기 반응에 이용된다.
구체예에서, 단량체의 저급 아실 유도체는 이전에 단량체를 독립적으로 아실화함으로써 제조될 수 있거나 또는 액정 중합체 제조 시 단량체에 아세트산 무수물과 같은 아실화제를 첨가함으로써 반응계에서 생성될 수 있다.
구체예에서, 용융 산분해 방법 또는 슬러리 중합 방법의 어느 한 경우에도, 촉매는 원한다면 상기 반응에서 이용될 수 있다.
구체예에서, 촉매의 예는 디알킬 산화 주석 (예를 들어, 디부틸 산화 주석) 및 디아릴 산화 주석과 같은 유기 주석 화합물; 삼산화안티몬; 이산화티탄; 알콕시 티타늄 실리케이트 및 티타늄 알콕시드와 같은 유기 티타늄 화합물; 아세트산 칼륨과 같은 카르복실산의 알칼리 또는 알칼리토 금속염; 무기산의 염(예를 들어, K2SO4); 루이스산(예를 들어, BF3) 및 할로겐화 수소(예를 들어, HCl)와 같은 기체 산 촉매를 포함한다.
구체예에서, 촉매가 사용되는 경우, 단량체의 총량을 기준으로 하여 상기 반응에 첨가되는 촉매의 양은 약 10 내지 약 1000 ppm, 예를 들면 약 20 내지 약 200 ppm일 수 있다.
구체예에서, 상기 액정 중합체는 용융 상태에서 중합하는 반응 용기로부터 수득된 후, 공정 처리하여 펠릿 (pellet), 프레이크 (flake) 또는 분말을 생성할 수 있다.
구체예에서, 펠릿, 프레이크 또는 분말의 형태의 액정 중합체는 원한다면, 진공 또는 질소 또는 헬륨과 같은 불활성 기체 대기 하에 실질적으로 고체 상태로 가열될 수 있다. 상기 열처리 온도는 약 260 내지 약 350℃, 예를 들면 약 280 내지 약 320℃일 수 있다.
구체예에서, 상기 액정 중합체는 시차주사열량계에 의해 결정되는 약 280 내지 약 360℃의 결정성 융점(Tm)을 가질 수 있다. 결정성 융점을 결정하는 방법은 다음과 같다:
시차주사열량계 (DSC) Exstar 6000 (Seiko Instruments Inc., Chiba, Japan) 또는 동일한 유형의 DSC 장치가 사용된다. 관측될 액정 중합체 시료를 실온으로부터 20℃/분의 속도로 가열하여 흡열 피크 (Tm1)을 측정한다. 이후, 상기 시료를 Tm1 보다 20 내지 50℃ 높은 온도에서 10분 동안 유지한다. 이어서, 상기 시료를 실온으로 10℃/분의 속도로 냉각하고 10℃/분의 속도로 다시 가열한다. 최종 단계에서 발견되는 흡열 피크가 시료 액정 중합체의 결정성 융점 (Tm)으로서 기록된다.
(B) 마이카
본 발명의 일 구체예에 따른 마이카(mica)는 규회석 및 포타슘 디스테아릴 포스페이트와 함께 적용되어, 액정 중합체 조성물의 웰드 강도, 강성, 내패임성 등을 향상시키고, 분진 발생을 저감할 수 있는 것으로서, 통상적인 판상형의 마이카를 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 마이카는 입도 측정 장치(Malvern mastersizer 3000)로 측정한 평균 입자 크기가 약 15 내지 약 35 ㎛, 예를 들면 약 20 내지 약 30 ㎛일 수 있다. 상기 범위에서, 액정 중합체 조성물의 표면 외관 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 마이카는 액정 중합체 약 100 중량부에 대하여, 약 10 내지 약 40 중량부, 예를 들면 약 15 내지 약 30 중량부로 포함될 수 있다. 상기 마이카의 함량이 상기 액정 중합체 약 100 중량부에 대하여, 약 10 중량부 미만일 경우, 액정 중합체 조성물(성형품)의 웰드 강도, 강성 등이 저하될 우려가 있고, 약 40 중량부를 초과할 경우, 액정 중합체 조성물(성형품)에서 분진이 많이 발생할 우려가 있다.
(C) 규회석
본 발명의 일 구체예에 따른 규회석(wollastonite)는 마이카 및 포타슘 디스테아릴 포스페이트와 함께 적용되어, 액정 중합체 조성물의 웰드 강도, 강성, 내패임성 등을 향상시키고, 분진 발생을 저감할 수 있는 것으로서, 통상적인 침상형의 규회석을 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 규회석은 칼슘(calcium) 계열의 미네랄(mineral)이며, 백색의 침상형 광물로서, 표면의 적어도 일부가 소수성 표면 처리된 것을 사용할 수 있다. 여기서, 소수성 표면 처리는 예를 들면, 규회석을 올레핀계, 에폭시계, 실란계 물질 등으로 코팅한 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
구체예에서, 상기 규회석은 입도 측정 장치(Malvern mastersizer 3000)로 측정한 단면 직경이 약 1 내지 약 10 ㎛, 예를 들면 약 2 내지 약 9 ㎛일 수 있고, 가공 전 길이가 약 50 내지 약 80 ㎛일 수 있으며, 가공 후 길이가 약 20 내지 약 50 ㎛, 예를 들면 약 30 내지 약 40 ㎛일 수 있다. 상기 범위에서, 액정 중합체 조성물의 웰드 강도, 강성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 규회석은 액정 중합체 약 100 중량부에 대하여, 약 5 내지 약 30 중량부, 예를 들면 약 8 내지 약 23 중량부로 포함될 수 있다. 상기 규회석의 함량이 상기 액정 중합체 약 100 중량부에 대하여, 약 5 중량부 미만일 경우, 액정 중합체 조성물(성형품)의 강성 등이 저하될 우려가 있고, 약 30 중량부를 초과할 경우, 액정 중합체 조성물(성형품)에서 분진이 많이 발생할 우려가 있다.
구체예에서, 상기 마이카(B) 및 상기 규회석(C)의 중량비(B:C)는 약 1 : 0.2 내지 약 1 : 1.5, 예를 들면 약 1 : 0.25 내지 약 1 : 1.4일 수 있다. 상기 범위에서, 액정 중합체 조성물(성형품)의 기계적 강도 등이 더 우수할 수 있고, 분진 발생을 저감할 수 있다.
(E) 포타슘 디스테아릴 포스페이트
본 발명의 일 구체예에 따른 포타슘 디스테아릴 포스페이트(potassium distearyl phosphate)는 마이카 및 규회석과 함께 적용되어, 액정 중합체 조성물의 웰드 강도, 강성, 내패임성 등을 향상시키고, 분진 발생을 저감할 수 있는 것이다.
구체예에서, 상기 포타슘 디스테아릴 포스페이트는 액정 중합체 약 100 중량부에 대하여, 약 0.1 내지 약 2 중량부, 예를 들면 약 0.2 내지 약 1 중량부로 포함될 수 있다. 상기 포타슘 디스테아릴 포스페이트의 함량이 상기 액정 중합체 약 100 중량부에 대하여, 약 0.1 중량부 미만일 경우, 액정 중합체 조성물(성형품)의 웰드 강도, 강성, 내패임성 등이 저하될 우려가 있고, 약 2 중량부를 초과할 경우, 액정 중합체 조성물(성형품)의 강성 등이 저하될 우려가 있다.
구체예에서, 상기 마이카(B) 및 상기 포타슘 디스테아릴 포스페이트(D)의 중량비(B:D)는 약 1 : 0.01 내지 약 1 : 0.1, 예를 들면 약 1 : 0.01 내지 약 1 : 0.05일 수 있다. 상기 범위에서, 액정 중합체 조성물(성형품)의 웰드 강도, 강성, 내패임성 등이 더 우수할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따른 액정 중합체 조성물은 통상의 액정 중합체 조성물에 포함되는 첨가제를 더욱 포함할 수 있다. 상기 첨가제로는 산화 방지제, 적하 방지제, 활제, 이형제, 핵제, 대전방지제, 안정제, 안료, 염료, 이들의 혼합물 등을 예시할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 첨가제 사용 시, 그 함량은 상기 액정 중합체 약 100 중량부에 대하여, 약 0.001 내지 약 40 중량부, 예를 들면 약 0.1 내지 약 10 중량부일 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따른 액정 중합체 조성물은 상기 구성 성분을 혼합하고, 통상의 이축 압출기를 사용하여, 약 330 내지 약 360℃, 예를 들면 약 340 내지 약 350℃에서 용융 압출한 펠렛 형태일 수 있다.
구체예에서, 상기 액정 중합체 조성물은 푸쉬-풀(Push-Pull) 장비(제조사: IMADA社, 장치명: MX-500N, 푸쉬-풀 게이지(Push-Pull Gauge): IMADA DST500N)를 이용하여, 웰드 라인이 발생하는 방향으로 0.5 mm/s 속도로 당겨 측정한 9 mm × 9 mm × 3 mm 시편의 웰드 강도가 약 8.6 내지 약 20 N, 예를 들면 약 8.8 내지 약 15 N일 수 있다.
구체예에서, 상기 액정 중합체 조성물은 ASTM D790에 의거하여, 2.8 mm/min의 속도로 측정한 두께 1/4" 시편의 굴곡탄성률이 약 120,000 내지 약 140,000 kgf/cm2, 예를 들면 약 123,000 내지 약 139,000 kgf/cm2일 수 있다.
구체예에서, 상기 액정 중합체 조성물은 상기 액정 중합체 조성물은 직경 0.65 mm의 볼 포인트 팁(텅스텐 카바이드)을 알루미늄 스틱에 부착(총 중량 40 g)하고, 이를 3 cm 높이에서 3.2 mm 두께 시편에 떨어뜨린 다음, 광학 프로파일러로 측정한 표면 덴트 깊이(surface dent depth)가 약 10 내지 약 20 ㎛, 예를 들면 약 11 내지 약 19 ㎛일 수 있다.
구체예에서, 상기 액정 중합체 조성물은 돌기가 8개 있는 32 mm × 16 mm × 9 mm 크기의 레고 블록(Lego block) 모양 시편을 30 cm × 30 ㎝ × 100 cm 크기의 텀블러(tumbler)에 넣고, 7 rpm의 조건에서 2,000회 회전시키는 텀블러 평가 후, 하기 식 1에 따라, 측정한 분진 생성량이 약 1,000 내지 약 3,500 ppm, 예를 들면 약 1,100 내지 약 3,300 ppm일 수 있다.
[식 1]
분진 생성량 = (W1 - W2) / W1
상기 식 1에서, W1은 텀블러 평가 전 시편의 무게이고, W2는 텀블러 평가 후 시편의 무게이다.
본 발명에 따른 성형품은 상기 액정 중합체 조성물로부터 형성된다. 상기 액정 중합체 조성물은 펠렛 형태로 제조될 수 있으며, 제조된 펠렛은 사출성형, 압출성형, 진공성형, 캐스팅성형 등의 다양한 성형방법을 통해 다양한 성형품(제품)으로 제조될 수 있다. 이러한 성형방법은 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 잘 알려져 있다. 상기 성형품은 웰드 강도, 강성, 내패임성 등이 우수하고, 분진 발생이 적은 것으로, 스위치, 계전기, 커넥터, 집광기, 코일, 트랜스, 카메라 모듈, 안테나 및 칩 안테나 스위치를 포함하는 표면 실장형 전자 소자, 보다 높은 온도에서 처리되는 무연 땜납을 사용하여 실장되는 소자를 제조하는데 유용하다. 예를 들면, 상기 성형품은 콤팩트 카메라 모듈 부품 등일 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 하나, 이러한 실시예들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로, 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
실시예
이하, 실시예 및 비교예에서 사용된 각 성분의 사양은 다음과 같다.
(A) 액정 중합체
4-히드록시벤조산/6-히드록시-2-나프토산/테레프탈산/4,4'-디히드록시비페닐/N-아세틸-4-아미노페놀 공중합체(cas no. 147310-94-9, 제조사: Seyang Polymer, 제품명: SEYANG LCP G600BB)를 사용하였다.
(B) 판상 무기 충진제
(B1) 마이카(제조사: Yamaguchi Mica, 제품명: AB25S, 평균 입자 크기: 25 ㎛)를 사용하였다.
(B2) 탈크(제조사: KOCH, 제품명: KCEP-400, 평균 입자 크기: 12 ㎛)를 사용하였다.
(C) 침상 무기 충진제
(C1) 규회석(제조사: FJS, 제품명: WFC5-4101, 단면 직경: 6 ㎛, 가공 후 길이: 40 ㎛)을 사용하였다.
(C2) 유리 섬유(제조사: NITTOBO, 제품명: CSG 3PA-832, 단면: 직사각형(a=28 ㎛, b=7 ㎛), 가공 후 길이: 350 ㎛)를 사용하였다.
(D) 인계 화합물
(D1) 포타슘 디스테아릴 포스페이트(potassium distearyl phosphate, 제조사: ADEKA, 제품명: ADK STAB AX-71)를 사용하였다.
(D2) 산성피로인산나트륨(sodium acid pyrophosphate, 제조사: Innophos, 제품명: SAPP)를 사용하였다.
실시예 1 내지 9 및 비교예 1 내지 9
상기 각 구성 성분을 하기 표 1, 2, 3 및 4에 기재된 바와 같은 함량으로 첨가한 후, 350℃에서 압출하여 펠렛을 제조하였다. 압출은 L/D=44, 직경 45 mm인 이축 압출기를 사용하였으며, 제조된 펠렛은 80℃에서 4시간 이상 건조 후, 150T 사출기(성형 온도: 340℃, 금형 온도: 100℃)에서 사출성형하여 시편을 제조하였다. 제조된 시편에 대하여 하기의 방법으로 물성을 평가하고, 그 결과를 하기 표 1, 2, 3 및 4에 나타내었다.
물성 측정 방법
(1) 웰드 강도(단위: N): 푸쉬-풀(Push-Pull) 장비(제조사: IMADA社, 장치명: MX-500N, 푸쉬-풀 게이지(Push-Pull Gauge): IMADA DST500N)를 이용하여, 9 mm × 9 mm × 3 mm 크기 시편을 웰드 라인(weld line)이 발생하는 방향으로 0.5 mm/s 속도로 당긴 후, 이의 피크 포스(peak force, 웰드 강도(weld strength))를 측정하였다.
(2) 굴곡탄성률(단위: kgf/cm2): ASTM D790에 의거하여, 2.8 mm/min의 속도로 두께 1/4" 시편의 굴곡탄성률(flexural modulus)을 측정하였다.
(3) 표면 덴트 깊이(단위: ㎛): 직경 0.65 mm의 볼 포인트 팁(텅스텐 카바이드)을 알루미늄 스틱에 부착(총 중량 40 g)하고, 이를 3 cm 높이에서 3.2 mm 두께 시편에 떨어뜨린 다음, 광학 프로파일러(optical profiler, 제조사: VEECO, 장치명: Veeco Wyko NT1100 Optical Profiling System)로 표면 덴트 깊이(surface dent depth)를 측정하였다.
(4) 분진 생성량(단위: ppm): 돌기가 8개 있는 32 mm × 16 mm × 9 mm 크기의 레고 블록(Lego block) 모양 시편을 30 cm × 30 ㎝ × 100 cm 크기의 텀블러(tumbler)에 넣고, 7 rpm의 조건에서 2,000회 회전시킨 다음, 하기 식 1에 따라, 시편의 분진 생성량을 산출하였다.
[식 1]
분진 생성량 = (W1 - W2) / W1
상기 식 1에서, W1은 텀블러 평가 전 시편의 무게이고, W2는 텀블러 평가 후 시편의 무게이다.
실시예
1 2 3 4 5
(A) (중량부) 100 100 100 100 100
(B1) (중량부) 30 16 23 16 30
(B2) (중량부) - - - - -
(C1) (중량부) 8.3 22 15 15 15
(C2) (중량부) - - - - -
(D1) (중량부) 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6
(D2) (중량부) - - - - -
웰드 강도 (N) 9.1 9.2 9.2 9.0 9.1
굴곡탄성률 (kgf/cm2) 131,000 130,000 130,000 123,000 133,000
표면 덴트 깊이 (㎛) 17 18 18 16 17
분진 생성량 (ppm) 3,000 2,000 2,400 2,200 2,700
실시예
6 7 8 9
(A) (중량부) 100 100 100 100
(B1) (중량부) 23 23 23 23
(B2) (중량부) - - - -
(C1) (중량부) 8.3 22 15 15
(C2) (중량부) - - - -
(D1) (중량부) 0.6 0.6 0.3 0.9
(D2) (중량부) - - - -
웰드 강도 (N) 9.0 9.1 8.8 8.9
굴곡탄성률 (kgf/cm2) 130,000 135,000 129,000 130,000
표면 덴트 깊이 (㎛) 18 17 16 16
분진 생성량 (ppm) 2,500 2,600 2,400 2,300
비교예
1 2 3 4 5
(A) (중량부) 100 100 100 100 100
(B1) (중량부) 5 45 - 23 23
(B2) (중량부) - - 23 - -
(C1) (중량부) 15 15 15 1 35
(C2) (중량부) - - - - -
(D1) (중량부) 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6
(D2) (중량부) - - - - -
웰드 강도 (N) 8.4 9.5 6.5 9.0 9.1
굴곡탄성률 (kgf/cm2) 90,000 148,000 88,000 118,000 138,000
표면 덴트 깊이 (㎛) 19 16 24 18 17
분진 생성량 (ppm) 1,500 6,000 4,200 2,800 3,800
비교예
6 7 8 9
(A) (중량부) 100 100 100 100
(B1) (중량부) 23 23 23 23
(B2) (중량부) - - - -
(C1) (중량부) - 15 15 15
(C2) (중량부) 15 - - -
(D1) (중량부) 0.6 0.05 3 -
(D2) (중량부) - - - 0.6
웰드 강도 (N) 9.5 7.5 8.4 5.0
굴곡탄성률 (kgf/cm2) 138,000 112,000 125,000 95,000
표면 덴트 깊이 (㎛) 16 22 18 25
분진 생성량 (ppm) 4,200 2,600 2,500 2,500
상기 결과로부터, 본 발명의 액정 중합체 조성물은 웰드 강도, 강성(굴곡탄성률), 내패임성(표면 덴트 깊이) 등이 우수하고, 분진 발생이 적음을 알 수 있다.
반면, 마이카를 소량 적용한 비교예 1의 경우, 웰드 강도, 강성 등이 저하되었음을 알 수 있고, 마이카를 과량 적용한 비교예 2의 경우, 분진이 많이 발생하였음을 알 수 있으며, 본 발명의 마이카 대신에, 탈크 (B2)를 적용할 경우(비교예 3), 웰드 강도, 강성, 내패임성 등이 저하되고, 분진이 많이 발생하였음을 알 수 있다. 규회석을 소량 적용한 비교예 4의 경우, 강성 등이 저하되었음을 알 수 있고, 규회석을 과량 적용한 비교예 5의 경우, 분진이 많이 발생하였음을 알 수 있으며, 본 발명의 규회석 대신에, 유리 섬유 (C2)를 적용할 경우(비교예 6), 분진이 많이 발생하였음을 알 수 있다. 또한, 포타슘 디스테아릴 포스페이트를 소량 적용한 비교예 7의 경우, 웰드 강도, 강성, 내패임성 등이 저하되었음을 알 수 있고, 포타슘 디스테아릴 포스페이트를 과량 적용한 비교예 8의 경우, 강성 등이 저하되었음을 알 수 있고, 외관 특성이 저하됨을 확인하였으며, 본 발명의 포타슘 디스테아릴 포스페이트 대신에, 산성피로인산나트륨 (D2)를 적용할 경우(비교예 9), 웰드 강도, 강성, 내패임성 등이 저하되었음을 알 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (12)

  1. 액정 중합체 약 100 중량부;
    마이카 약 10 내지 약 40 중량부;
    규회석 약 5 내지 약 30 중량부; 및
    포타슘 디스테아릴 포스페이트 약 0.1 내지 약 2 중량부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 중합체 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 액정 중합체는 결정성 융점이 280 내지 360℃인 것을 특징으로 하는 액정 중합체 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 마이카는 평균 입자 크기가 약 15 내지 약 35 ㎛인 것을 특징으로 하는 액정 중합체 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 규회석은 단면 직경이 약 1 내지 약 10 ㎛이고, 가공 후 길이가 약 30 내지 약 40 ㎛인 것을 특징으로 하는 액정 중합체 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마이카 및 상기 규회석의 중량비는 약 1 : 0.2 내지 약 1 : 1.5인 것을 특징으로 하는 액정 중합체 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마이카 및 상기 포타슘 디스테아릴 포스페이트의 중량비는 약 1 : 0.01 내지 약 1 : 0.1인 것을 특징으로 하는 액정 중합체 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액정 중합체 조성물은 푸쉬-풀(Push-Pull) 장비를 이용하여, 0.5 mm/s 속도로 당겨 측정한 9 mm × 9 mm × 3 mm 크기 시편의 웰드 강도가 약 8.6 내지 약 20 N인 것을 특징으로 하는 액정 중합체 조성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액정 중합체 조성물은 ASTM D790에 의거하여, 2.8 mm/min의 속도로 측정한 두께 1/4" 시편의 굴곡탄성률이 약 120,000 내지 약 140,000 kgf/cm2인 것을 특징으로 하는 액정 중합체 조성물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액정 중합체 조성물은 직경 0.65 mm의 볼 포인트 팁(텅스텐 카바이드)을 알루미늄 스틱에 부착(총 중량 40 g)하고, 이를 3 cm 높이에서 3.2 mm 두께 시편에 떨어뜨린 다음, 광학 프로파일러로 측정한 표면 덴트 깊이(surface dent depth)가 약 10 내지 약 20 ㎛인 것을 특징으로 하는 액정 중합체 조성물.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액정 중합체 조성물은 돌기가 8개 있는 32 mm × 16 mm × 9 mm 크기의 레고 블록 모양 시편을 30 cm × 30 ㎝ × 100 cm 크기의 텀블러에 넣고, 7 rpm의 조건에서 2,000회 회전시키는 텀블러 평가 후, 하기 식 1에 따라, 측정한 분진 생성량이 약 1,000 내지 약 3,500 ppm인 것을 특징으로 하는 액정 중합체 조성물:
    [식 1]
    분진 생성량 = (W1 - W2) / W1
    상기 식 1에서, W1은 텀블러 평가 전 시편의 무게이고, W2는 텀블러 평가 후 시편의 무게이다.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 액정 중합체 조성물로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 성형품.
  12. 제11항에 있어서, 상기 성형품은 콤팩트 카메라 모듈 부품인 것을 특징으로 하는 성형품.
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