KR20110096062A

KR20110096062A - 액정성 수지 조성물

Info

Publication number: KR20110096062A
Application number: KR1020117015619A
Authority: KR
Inventors: 노부아키 사사키; 히로카즈 오시바; 카즈후미 와타나베
Original assignee: 포리프라스틱 가부시키가이샤
Priority date: 2008-12-11
Filing date: 2009-12-04
Publication date: 2011-08-26
Also published as: TW201030073A; CN102245709A; KR101737036B1; CN102245709B; JPWO2010067561A1; TWI457385B; WO2010067561A1; JP5727229B2

Abstract

유리섬유를 포함하는 액정성 수지 조성물의 양호한 물성을 유지한 채, 계량 시간을 짧게 안정시키고 쿠션량을 적게 안정시키는 기술을 제공한다.
액정성 수지와 유리섬유를 포함하는 혼합물에 대하여, 글래스비즈를 액정성 수지 조성물 전체량 중 4질량％ 내지 7질량％가 되도록 배합한다. 특히, 상기 유리섬유를 상기 액정성 수지 조성물 전체량 중 20질량％ 내지 40질량％ 배합하는 것이 바람직하다. 본 발명에 따르면, 융점이 높고 점도가 낮은 액정성 수지재료를 이용한 사출성형 시에도, 유리섬유를 포함하는 액정성 수지 조성물의 양호한 물성을 유지한 채, 계량 시간을 짧게 안정시키고 쿠션량을 적게 안정시킬 수 있다.

Description

액정성 수지 조성물{LIQUID CRYSTALLINE RESIN COMPOSITION}

본 발명은, 유리섬유를 포함하는 액정성 수지 조성물을 사출성형 할 때의 계량 시간을 안정시키는 기술에 관한 것이다．

액정성 폴리에스테르 수지로 대표되는 액정성 수지는 우수한 기계적 강도, 내열성, 내약품성, 전기적 성질 등을 균형 있게 구비하므로 고기능 엔지니어링 플라스틱으로서 널리 이용되고 있다. 특히 액정성 수지의 대부분은 사출성형에 사용되고 있다.

액정성 수지에 유리섬유나 탄소섬유로 대표되는 섬유상 보강재나, 실리카, 운모, 클레이, 글래스비즈 등의 무기 분립체 등을 충전(充塡)한 액정성 수지는, 유동성과 기계적 강도의 균형이 양호하기 때문에 박육부(薄肉部) 또는 복잡한 형상을 가지는 전기ㆍ전자부품에 적합한 재료가 된다. 예를 들면 릴레이 부품, 코일 보빈, 커넥터, 볼륨 부품, 정류자나 세퍼레이터 등의 모터 부품 또는 코일, 수정 진동자, IC 칩 등의 소자 등의 seal재 등에 사용되고 있다.

상기와 같은 유리섬유 등의 무기충전제를 포함하는 박육부의 기계적 특성이 우수하고, 치수안정성, 내열성이 우수한 액정성 수지 조성물로서, 2종류 이상의 유리섬유를 포함하는 액정성 수지 조성물이 개시되어 있다 (특허문헌1: 일본공개특허 2008-13702호 공보).

또한, 무기충전제의 하나인 글래스비즈도 유리섬유와 동일한 목적으로 액정성 수지 조성물에 배합되는 것이 알려져 있다. 유리섬유 등의 무기 필러를 배합한 액정 폴리머로서 지금까지 알려져 있는 것은 액정 폴리머의 내열성이나 기계적 강도나 이방성은 어느 정도 개량되었으나, 성형시의 유동성이나 치수정밀도, 성형품의 외관이 반드시 충분한 것은 아니었다. 그래서, 액정성 수지 100질량부와, 글래스비즈 5질량부 내지 200질량부로 이루어지는 액정성 수지 조성물이 개시되어 있다(특허문헌2: 일본공개특허 평성 08-325446호 공보).

그런데, 상기 특허문헌에 기재되어 있는 것과 같은 액정성 수지 조성물로 이루어진 성형품의 대부분은 사출성형으로 성형되었다. 사출성형법은 복잡한 형상의 수지 성형품일 경우에도 용이하게 성형할 수 있기 때문이다．

1. 일본공개특허 2008-13702호 공보 2. 일본공개특허 평성 08-325446호 공보

액정성 수지는 점도가 낮다는 특징을 가지며, 점도가 낮기 때문에 용융된 액정성 수지 조성물이 스크루 선단에 설치된 역류 방지 밸브를 빠져나가 역류되어버려 계량 시간이 안정적이지 않다는 것이 문제가 되고 있다.

또한, 통상의 사출성형에서는 호퍼에서 투입된 수지재료가 스크루의 회전에 의해 녹으면서 스크루의 앞부분으로 보내지는데, 액정성 수지를 포함하는 수지재료는 융점이 높은 것이 많아 원활하게 수지재료가 녹지 않고 수지재료끼리 용착(溶着)되어 계량 시간이 길어지는 문제가 발생되고 있다.

더욱이 융점이 높고 점도가 낮은 액정성 수지재료일 경우, 스크루의 회전에 의해 원활하게 스크루 앞부분으로 용융 수지재료를 보내지 못하고, 용융 수지재료가 공기를 내포한 상태로 스크루 앞부분으로 보내진다는 문제가 발생되고 있다. 공기를 내포한 상태로 용융 수지재료가 스크루 앞부분으로 보내지면, 내포된 공기만큼 충전 밀도가 작아져 성형품의 품질이 불균일해지는 등의 불량이 발생되기 때문이다．

또한, 보압(保壓)을 유효하게 하기 위해서 사출시에 스크루 선단부의 용융 수지를 소량 남긴다. 이와 같이 선단에 남는 수지량을 쿠션량이라 하는데 이러한 쿠션량이 샷마다 불균일하면 고품질의 성형품을 안정적으로 성형할 수 없다. 또한, 이와 같이 선단에 남는 수지는 다음 성형에 사용되기 때문에, 쿠션량이 많아지면 다음 성형에서 사출되는 많은 수지가 고온 상태에서 장시간 놓여지게 되므로 성형품의 물성 저하로 이어진다.

상기한 바와 같이 계량 시간을 짧게 안정시키고 쿠션량을 적게 안정시키는 것이 요구되나, 상기한 점을 개량하려고 하면 다른 물성의 저하를 초래하므로 양호한 물성을 유지한 채 계량 시간을 짧게 안정시키고 쿠션량을 적게 안정 시키기는 어렵다.

본 발명은 이상과 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 그 목적은 유리섬유를 포함하는 액정성 수지 조성물의 양호한 물성을 유지한 채 계량 시간을 짧게 안정시키고 쿠션량을 적게 안정시키는 기술을 제공하는 것이다.

본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위하여 예의 연구를 거듭하였다. 그 결과, 액정성 수지와 유리섬유와의 혼합물에 대하여 글래스비즈를 4질량％ 내지 7질량％ 배합함으로써 상기 과제를 해결할 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 보다 구체적으로 본 발명은 이하의 것을 제공한다.

(1) 액정성 수지, 유리섬유 및 글래스비즈를 포함하고, 상기 글래스비즈의 배합량이 4질량％ 내지 7질량％인 것을 특징으로 하는 사출성형용 액정성 수지 조성물.

(2) 상기 유리섬유가 상기 사출성형용 액정성 수지 조성물 전체량중 20질량％ 내지 40질량％ 배합 되는 것을 특징으로 하는 (1)에 기재된 사출성형용 액정성 수지 조성물.

(3) 상기 액정성 수지는 융점이 320℃ 이상이고, 380℃에서 전단속도 1000sec^-1에서의 점도가 55Paㆍsec 이하인 것을 특징으로 하는 (1) 또는 (2)에 기재된 사출성형용 액정성 수지 조성물.

(4) 380℃에서 전단속도 1000sec^-1에서의 용융 점도가 35Paㆍsec 이상인 청구항 1 내지 3항의 어느 한 항에 기재된 사출성형용 액정성 수지 조성물을 성형하여 이루어지고, ISO 75-1, 2에 준거하는 방법으로 측정한 1.8MPa에서의 하중 처짐 온도가 300℃ 이상인 성형체.

본 발명에 따르면, 액정성 수지, 유리섬유 및 글래스비즈를 포함하는 사출성형용 액정성 수지 조성물 중에, 상기 글래스비즈가 4질량％ 내지 7질량％ 배합됨으로써 유리섬유를 포함하는 액정성 수지 조성물의 양호한 물성을 유지한 채 계량 시간을 짧게 안정시키고 쿠션량을 적게 안정 시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 일 실시형태에 대하여 상세하게 설명하나, 본 발명이 이하의 실시형태로 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 목적으로 하는 범위 내에서 적절히 변경을 가하여 실시할 수 있다.

본 발명은 액정성 수지, 유리섬유 및 글래스비즈를 포함하는 사출성형용 액정성 수지 조성물 중에 글래스비즈가 4질량％ 내지 7질량％ 배합되는 것을 특징으로 한다.

<액정성 수지 조성물>

본 발명에 사용되는 액정성 수지 조성물은, 액정성 수지, 유리섬유 및 글래스비즈를 포함한다. 이하 액정성 수지, 유리섬유, 글래스비즈의 순서로 액정성 수지 조성물에 대하여 설명한다.

[액정성 수지]

본 발명에서 사용하는 액정성 수지란 광학이방성 용융상을 형성할 수 있는 성질을 가지는 용융 가공성 폴리머를 가리킨다. 이방성 용융상의 성질은 직교 편광자를 이용한 관용의 편광검사법에 의해 확인할 수 있다. 보다 구체적으로 이방성 용융상의 확인은, Leitz 편광현미경을 사용하여 Leitz 핫 스테이지 위에 올린 용융 시료를 질소분위기 하에서 40배의 배율로 관찰함으로써 실시할 수 있다. 본 발명에 적용할 수 있은 액정성 수지는 직교 편광자 사이에서 검사했을 때, 가령 용융 정지 상태라 하더라도 편광은 통상 투과하고 광학적으로 이방성을 나타낸다.

상기와 같은 액정성 수지로는 특별히 한정되지 않으나, 방향족 폴리에스테르 또는 방향족 폴리에스테르 아미드인 것이 바람직하고, 방향족 폴리에스테르 또는 방향족 폴리에스테르 아미드를 동일 분자쇄 중에 부분적으로 포함하는 폴리에스테르도 그 범위에 있다. 이들은 60℃에서 펜타플루오로페놀에 농도 0.1 중량％로 용해했을 때, 바람직하게는 적어도 약 2.0dl/g, 보다 바람직하게는 2.0 내지 10.0dl/g의 대수점도(I.V.)를 가지는 것이 사용된다.

본 발명에 적용할 수 있는 액정성 수지의 방향족 폴리에스테르 또는 방향족 폴리에스테르 아미드로서 특히 바람직하게는 방향족 히드록시 카르복실산, 방향족 히드록시 아민, 방향족 디아민의 군에서 선택된 적어도 1종 이상의 화합물을 구성 성분으로 포함하는 방향족 폴리에스테르, 방향족 폴리에스테르 아미드이다.

보다 구체적으로는,

(1) 주로 방향족 히드록시 카르복실산 및 그 유도체의 1종 또는 2종 이상으로 이루어지는 폴리에스테르;

(2) 주로 (a) 방향족 히드록시 카르복실산 및 그 유도체의 1종 또는 2종 이상, (b) 방향족 디카르복실산, 지환족 디카르복실산 및 그 유도체의 1종 또는 2종 이상, 및 (c) 방향족 디올, 지환족 디올, 지방족 디올 및 그 유도체의 적어도 1종 또는 2종 이상, 으로 이루어지는 폴리에스테르;

(3) 주로 (a) 방향족 히드록시 카르복실산 및 그 유도체의 1종 또는 2종 이상, (b) 방향족 히드록시 아민, 방향족 디아민 및 그 유도체의 1종 또는 2종 이상, 및 (c) 방향족 디카르복실산, 지환족 디카르복실산 및 그 유도체의 1종 또는 2종 이상, 으로 이루어지는 폴리에스테르아미드;

(4) 주로 (a) 방향족 히드록시 카르복실산 및 그 유도체의 1종 또는 2종 이상, (b) 방향족 히드록시 아민, 방향족 디아민 및 그 유도체의 1종 또는 2종 이상, (c) 방향족 디카르복실산, 지환족 디카르복실산 및 그 유도체의 1종 또는 2종 이상, 및 (d) 방향족 디올, 지환족 디올, 지방족 디올 및 그 유도체의 적어도 1종 또는 2종 이상, 으로 이루어지는 폴리에스테르아미드 등을 들 수 있다. 그리고 상기의 구성 성분에, 필요에 따라서 분자량 조정제를 병용할 수 있다.

본 발명에 적용할 수 있는 상기 액정성 수지를 구성하는 구체적 화합물의 바람직한 예로는, p-히드록시 벤조산, 6-히드록시-2-나프토산 등의 방향족 히드록시 카르복실산, 2,6-디히드록시 나프탈렌, 1,4-디히드록시 나프탈렌, 4,4'-디히드록시비페닐, 하이드로퀴논, 레조르신, 하기 화학식(I) 및 하기 화학식(II)로 표시되는 화합물 등의 방향족 디올; 테레프탈산, 이소프탈산, 4,4'-디페닐 디카르복실산, 2,6-나프탈렌 디카르복실산 및 하기 화학식(III)으로 표시되는 화합물 등의 방향족 디카르복실산; p-아미노 페놀, p-페닐렌 디아민 등의 방향족 아민류를 들 수 있다.

(X:알킬렌(C1~ C4), 알킬리덴, -O-, -SO-, -SO₂-, -S-, -CO-에서 선택되는 기이다.)

(Y:- (CH₂)_n- (n=1~4), -O (CH₂)_nO- (n=1~4)에서 선택되는 기이다.)

본 발명은 계량 시간을 짧게 안정시키고 쿠션량을 작게 안정시키는 것이 특징이다. 융점이 높은 액정성 수지를 이용한 경우에는 수지 펠렛 등의 수지재료를 스크루 앞부분으로 원활하게 보내지 못하는 경향이 있다. 이것은, 융점이 높은 액정성 수지를 포함하는 수지 펠렛은 녹기 어렵고, 펠렛끼리 용착되어버려 계량 시간이 길어지기 때문이다． 상기 문제가 발생되기 쉬운 액정성 수지의 융점은 320℃ 이상의 것이다. 본 발명과 같이 액정성 수지 조성물에 특정량의 글래스비즈를 배합함으로써, 상기 융점 이상의 액정성 수지를 포함하는 수지재료라 하더라도 원활하게 수지재료를 스크루 앞부분으로 보낼 수 있어 계량 시간을 짧게 안정 시킬 수 있다.

또한, 점도가 낮은 액정성 수지를 이용한 경우에는 스크루 앞부분으로 보내진 용융 수지가 역류 방지밸브를 빠져나가서 역류하거나, 쿠션량이 안정되지 않거나 하는 경향이 있다. 이러한 문제가 발생되기 쉬운 액정성 수지의 점도는 55Paㆍsec이하이다. 본 발명과 같이 액정성 수지 조성물에 특정한 양의 글래스비즈를 배합함으로써, 상기와 같은 점도를 갖는 액정성 수지라 하더라도 용융 수지의 역류나 쿠션량의 불안정을 용이하게 해소할 수 있다.

[유리섬유]

본 발명의 액정성 수지 조성물에 포함되는 유리섬유로는 섬유길이, 섬유지름 등은 특별히 한정되지 않으며 종래 공지의 것을 사용할 수 있다. 유리섬유의 섬유길이, 섬유지름은 원하는 물성에 따라서 적절히 변경할 수 있다.

섬유지름 5㎛ 내지 15㎛, 섬유길이 3mm의 촙트 스트랜드(chopped strand)의 유리섬유 혹은 밀드 파이버(milled fiber)를 이용하면, 통상 중량 평균 섬유길이가 50㎛ 내지 700㎛의 유리섬유가 되고, 이러한 유리섬유를 포함하는 액정성 수지재료를 수지 펠렛 등으로 만들어 원료로 이용하면, 계량 시간이 길어지거나, 계량 시간이 불안정해지거나, 쿠션량이 불안정해지거나 하기 쉽다. 본 발명과 같이 특정량의 글래스비즈를 액정성 수지와 유리섬유의 혼합물에 배합하여 액정성 수지 조성물을 만듦으로써, 상기와 같은 유리섬유를 포함하는 액정성 수지재료의 문제도 용이하게 해소할 수 있다.

액정성 수지 조성물에 포함되는 유리섬유의 함유량은 특별히 한정되지 않으나, 액정성 수지 조성물 중에 20질량％ 내지 40질량％ 함유하게 되면 계량 시간이 길어지거나, 계량 시간이 불안정해지거나, 쿠션량이 불안정해지거나 하기 쉽다. 또한, 유리섬유의 함유량이 20질량％ 내지 40질량％인 액정성 수지 조성물을 성형하여 이루어지는 성형품은 기계적 특성 등의 여러 가지 특성을 균형 있게 구비하여 다양한 용도로 사용되고 있기 때문에 계량 시간 등의 개선이 요구되고 있었는데, 글래스비즈를 특정량 배합함으로써 상기 문제를 용이하게 해소할 수 있다.

[글래스비즈]

본 발명의 액정성 수지 조성물은, 글래스비즈를 조성물 전체량 100질량％에 대하여 4질량％ 내지 7질량％ 포함하는 것이 특징이다. 액정성 수지 조성물 중에 글래스비즈가 상기 범위로 포함됨으로써, 유리섬유를 포함하는 액정성 수지 조성물의 양호한 물성을 유지한 채 계량 시간을 짧게 안정시키고 쿠션량을 적게 안정 시킬 수 있다. 글래스비즈의 함유량이 4질량％ 미만이 되면 계량 시간, 쿠션량의 편차가 커지기 때문에 바람직하지 못하다. 또한, 글래스비즈의 함유량이 7질량％보다 많아지면 용융 점도 증가로 인한 성형성의 악화, 액정성 수지 조성물을 성형하여 이루어지는 성형체의 물성 저하 등의 문제가 발생하기 때문에 바람직하지 못하다. 바람직하게는 380℃에서 전단속도 1000sec^-1에서의 용융 점도는 55Paㆍs이하이다.

글래스비즈의 평균 입경(粒徑)은 특별히 한정되지 않으나, 5㎛ 내지 30㎛인 것이 바람직하다. 글래스비즈의 평균 입경은 통상 5㎛ 이상이며, 글래스비즈의 평균 입경이 30㎛ 이하이면 박육 유동성의 관점에서 바람직하다.

[액정성 수지 조성물]

본 발명의 액정성 수지 조성물은 상술한 액정성 수지, 유리섬유 및 글래스비즈를 포함한다. 액정성 수지와 유리섬유를 포함하는 혼합물에 대하여, 글래스비즈를 조성물 전체량 100질량％에 대하여 4질량％ 내지 7질량％ 배합한 액정성 수지 조성물을 만듦으로써, 유리섬유를 포함하는 액정성 수지 조성물의 양호한 물성을 유지한 채 계량 시간을 짧게 안정시키고 쿠션량을 적게 안정 시킬 수 있다.

상기와 같은 효과를 얻을 수 있는 것은, 글래스비즈를 배합함으로써 액정성 수지 조성물이 연화된 후 용융될 때까지의 온도 폭이 좁아지기 때문이라고 추측된다. 이상과 같은 특성을 나타내는 「적절한 용융 점도」로서 바람직한 용융 점도는, 380℃에서 전단속도 1000sec^-1에서의 용융 점도가 35Paㆍsec 이상, 보다 바람직하게는 40Paㆍsec 이상이며, 가장 바람직하게는 50Paㆍsec이상이다.

종래부터 수득되는 성형체의 물성의 향상을 목적으로 하여 다양한 무기충전제가 배합되고 있다. 액정성 수지에 첨가 가능한 무기충전제로는 예를 들면 섬유상 충전제로서 유리섬유, 아스베스토 섬유, 실리카 섬유, 실리카ㆍ알루미나섬유, 알루미나섬유, 지르코니아 섬유, 질화붕소섬유, 질화규소섬유, 붕소섬유, 티탄산칼륨섬유, 그리고 스테인레스, 알루미늄, 티탄, 동, 놋쇠 등의 금속 섬유상 물질 등의 무기질 섬유상 물질을 들 수 있다. 분립(粉粒)상 충전제로는, 카본 블랙, 흑연, 실리카, 석영분말, 글래스비즈, 밀드글래스파이버, 글래스 벌룬(glass balloon), 유리가루, 규산칼슘, 규산알루미늄, 카올린, 활석, 클레이, 규조토, 규회석와 같은 규산염, 산화철, 산화티탄, 산화아연, 삼산화안티몬, 알루미나와 같은 금속의 산화물, 탄산칼슘, 탄산마그네슘과 같은 금속의 탄산염, 황산칼슘, 황산바륨과 같은 금속의 황산염, 기타 페라이트, 탄화규소, 질화규소, 질화붕소, 각종 금속분말 등을 들 수 있다. 또한, 판상 충전제로는, 운모, 글래스 플레이크, 각종 금속박 등을 들 수 있다. 본 발명은, 유리섬유와 글래스비즈와의 조합에 의해 실현할 수 있다. 그 밖의 조합으로는 액정성 수지 조성물이 연화된 후 용융될 때까지의 온도 폭이 충분히 좁아지지 않기 때문에 본 발명과 동일한 효과를 얻을 수 없다고 추측된다.

본 발명의 특징의 하나는, 상기한 바와 같이 유리섬유를 포함하는 액정성 수지 조성물의 양호한 물성을 유지할 수 있다는 것이다. 「양호한 물성을 유지」한다는 것은, 글래스비즈를 배합함으로써 전혀 물성이 저하되지 않는 것이 바람직하다. 저하되기 쉬운 물성으로는, 예를 들면 액정성 수지 조성물을 성형하여 이루어지는 성형체의 하중 처짐 온도나 굽힘 강도로 대표되는 기계적 특성 등을 들 수 있다.

<사출성형>

본 발명의 액정성 수지 조성물을 재료로 사용하여 사출성형법으로 성형하여 성형체를 제작한다. 사출성형은, 예를 들면 계량 공정, 사출 공정, 보압ㆍ냉각 공정으로 나눌 수 있다. 그리고 사용되는 성형 장치는 종래 공지된 일반적인 사출성형장치를 사용할 수 있다.

[계량 공정]

계량 공정은 수지를 가소화하는 동시에 계량하는 공정이다. 상술한 액정성 수지 조성물로 이루어지는 수지 펠렛이, 스크루의 회전에 의해 호퍼측에서 노즐 방향 측으로 이송된다. 그리고 용융된 액정성 수지 조성물이 스크루 앞부분에 모인다.

종래의 액정성 수지 조성물은 점도가 낮기 때문에 용융 수지가 공기를 내포한 채 이송되는 경우가 있어 충전 부족이나 휨이 발생하는 등의 불량이 발생하였으나, 본 발명에서는 액정성 수지 조성물 중에 글래스비즈를 4질량％ 내지 7질량％ 배합함으로써, 용융된 액정성 수지 조성물에 상술한 바와 같이 적절한 점도가 부여되어 공기가 내포되는 것을 막을 수 있다.

상기한 바와 같이 용융 수지가 공기를 내포한 채 스크루 앞부분으로 보내졌을 경우에는 배압에 의해 공기를 빼낸다. 「배압」이란, 선단으로 보내지는 용융 수지로 인해 스크루가 후퇴될 때 스크루의 후퇴 방향과는 반대로 사출 방향으로 움직이게 하여 수지를 가압하는 압력을 말한다. 스크루 앞부분에는 용융된 수지가 역류되지 않도록 역류 방지밸브가 설치되어 있으나, 용융된 액정성 수지 조성물은 통상 점도가 낮기 때문에 역류 방지밸브를 빠져나가 버린다는 문제가 있다. 그러나, 본 발명에서는 상기한 바와 같이 용융된 액정성 수지 조성물에 대하여 적절한 점도가 부여되기 때문에 역류를 방지할 수 있다. 본 발명의 액정성 수지 조성물을 재료로 하여 사출성형을 할 경우에는, 배압은 1MPa 내지 5MPa인 것이 바람직하다.

또한, 액정성 수지 조성물을 사출성형할 경우에는 복수의 수지 펠렛끼리 이송 도중에 용착되기 쉬운 경향이 있다. 용착에 의해 생기는 수지 펠렛 덩어리의 크기에 비해서 스크루의 홈이 얕으면 성형 재료의 이송이 원활하게 이루어지지 않는다. 이송이 원활하게 이루어지지 않으면 계량 시간이 길어져 사출성형품의 생산성이 저하된다. 또한, 이송이 원활하게 이루어지지 않으므로 샷 마다의 계량 시간의 차가 커진다. 계량 시간이 불균일함으로 인해 수득되는 사출성형품의 품질에 영향을 미친다. 본 발명에서는 액정성 수지와 유리섬유와의 혼합물에 대하여 글래스비즈를 조성물 전체량 100질량％에 대하여 4질량％ 내지 7질량％가 되도록 배합하여 액정성 수지 조성물을 만듦으로써 상기의 문제를 해소하고 계량 시간을 안정시킬 수 있다.

「계량 시간의 안정」이란, 샷 마다의 계량 시간이 완전히 동일한 경우 외에, 30샷내의 최대계량 시간과 최소계량 시간과의 편차가 5초 이내인 것을 말한다. 계량 시간의 편차가 상기 범위내이면, 생산성의 저하를 충분히 해소할 수 있고, 또한 수득되는 성형품의 품질에도 거의 영향을 미치지 않기 때문이다．

[사출 공정]

사출 공정이란, 용융된 수지를 실린더로부터 금형내로 압출하는 공정이다. 사출 속도나 사출 압력은, 이용하는 성형 재료에 의해 바람직한 사출 속도로 사출한다.

사출 후, 보압을 유효하게 하기 위하여 스크루 선단부에 용융 수지를 소량 남긴다. 이와 같이 선단에 남는 수지량을 쿠션량이라 한다. 쿠션량이 많아지면, 이와 같이 선단에 남는 수지는 다음 성형에 사용되므로 수지가 고온상태에서 장시간 놓여지게 되어 물성 저하로 이어진다. 또한, 쿠션량의 편차는 성형품의 품질에 영향을 미친다. 본 발명의 액정성 수지 조성물을 이용함으로써 다른 물성을 양호하게 유지하면서 쿠션량의 편차를 1.0mm이하로 억제할 수 있다. 상기 바람직한 쿠션량의 편차는 30샷을 측정해 최대값과 최소값의 차를 가리킨다.

[보압ㆍ냉각 공정]

보압 공정이란, 사출 공정 후로부터 냉각 공정의 처음에, 사출성형기로부터 금형내의 수지에의 가압을 계속하고, 냉각에 따르는 수축 분량의 수지를 보충하는 공정이다. 특히 본 발명의 액정성 수지 조성물을 이용하면, 상기한 바와 같이 쿠션량이 안정되기 때문에 보압을 유효하게 할 수 있다.

사출성형에서는 성형품의 생산성을 높이기 위하여 냉각 공정에서 금형내의 수지를 냉각하는 사이에, 스크루를 후퇴시켜서 수지의 계량을 실시한다. 냉각에 시간이 걸리는 수지이면, 계량 시간이 다소 길어도 생산성에 미치는 영향은 적으나, 액정성 수지는 냉각 시간이 짧기 때문에 계량 시간을 짧게 안정시킬 필요가 있다. 본 발명의 액정성 수지 조성물을 사용함으로써 계량 시간을 안정시킬 수 있다.

이하에, 실시예를 들어서 본 발명을 더욱 상세하게 설명하나, 본 발명은 이들의 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

<재료>

액정성 수지: 벡트라 T950(폴리프라스틱스사 제조) 용융 점도 48Paㆍsec

촙트 스트랜드 글래스 섬유: ECS03T-786H (일본전기유리사 제조) 섬유지름 10㎛, 섬유길이 3mm

글래스비즈: EGB731(포터즈 발로티니사 제조) 평균 입경 18㎛

구상(球狀) 실리카: SC2000-ZD(애드마텍스사 제조) 평균 입경 0.55㎛

활석: 크라운 활석 PP(마츠무라산업사 제조) 평균 입경 2.3㎛

<실시예>

표 １에 나타낸 재료를 표 １에 나타낸 비율로 드라이 블랜드한 후, 2축 압출기 (「TEX30α형」 일본제강소 제조)를 이용하여 혼련 펠렛을 제작하였다. 이 실시예의 액정성 수지 조성물을 이용하여 이하의 평가를 실시하였다.

[용융 점도의 측정]

캐필러리식 레오미터 (토요세이키사 제조 「캐피로 그래프 1B: 피스톤 지름 10mm」)에 의해, 온도 380℃, 전단속도 1000sec^-1의 조건에서의 겉보기 용융 점도를 ISO 11443에 준거하여 측정하였다. 측정에는 내경 1mm, 길이 20mm의 오리피스를 이용하였다. 측정 결과를 표 １에 나타내었다.

[하중 처짐 온도의 측정]

실시예의 혼련 펠렛, 성형기(스미토모중기계공업사 제조, 「SE100DU」)를 이용하여, 이하의 성형 조건으로 측정용 시험편(4mm×0mm×0mm)을 성형하였다. 다음에, ISO 75-1, 2에 준거한 방법으로 하중 처짐 온도를 측정하였다. 하중 처짐 온도의 측정 결과를 표 １에 나타내었다.

(성형 조건)

실린더 온도: 380℃

금형온도: 90℃

배압: 1.0MPa

사출 속도: 33m/sec

[계량 안정성]

실시예의 혼련 펠렛, 성형기(일본제강소 제조, 「J110-AD 성형기 (스크루 지름 φ35)」)를 이용하여 하기의 성형 조건으로 80mm×0mm×5t (계량 스트로크 50mm)의 평판 시험편을 성형할 때의 계량 시간과 쿠션량의 변동을 측정하였다. 30샷을 실시하여 평균 계량 시간, 평균 쿠션량, 최대계량 시간과 최소계량 시간과의 차, 기준이 되는 계량 위치로부터 벗어나는 최대값과 최소값의 차를 산출하였다. 결과를 표 １에 나타내었다.

(성형 조건)

실린더 온도: 380℃

금형온도: 80℃

스크루 회전수: 220rpm

배압: 4MPa

[굽힘 강도]

하중 처짐 온도의 측정에 이용한 시험편과 동일한 시험편을 이용하여, ISO 178에 준거한 방법으로 굽힘 강도를 측정하였다. 측정 결과를 표 １에 나타내었다.

<비교예>

표 １에 나타낸 재료를 표 １에 나타낸 비율로 드라이 블랜드한 후, 실시예 1과 동일한 방법으로 혼련 펠렛을 제작하였다. 이 비교예의 혼련 펠렛을 이용하여 실시예와 동일하게 용융 점도, 하중 처짐 온도, 계량 안정성 등의 평가를 실시하였다. 이들의 평가 결과를 표 １에 나타내었다.

표 １에서 명확히 알 수 있는 바와 같이, 글래스비즈의 배합량이 전체 조성물 중 4질량％ 내지 7질량％의 범위내에 있는 실시예 1, 2에서는, 액정성 수지 조성물의 용융 점도가 35Paㆍsec 이상의 범위이며, 하중 처짐 온도의 저하가 없음에도 불구하고 평균 계량 시간은 12초 이내로 짧고, 또한 계량 시간의 편차도 4초 이내로 적다. 또한 쿠션량도 3.4mm이내로 많지 않고, 또한 쿠션량의 편차도 0.4초 이내로 적다. 글래스비즈를 전혀 배합하지 않은 비교예 1에서는, 계량 시간은 길고 편차도 크다, 또한 쿠션량의 편차도 크다. 또한, 글래스비즈의 배합량이 7질량％를 넘으면, 비교예 3, 4로부터 분명하게 알 수 있는 바와 같이 용융 점도가 나빠져 하중 처짐 온도가 저하되기 시작하고, 물성의 저하가 보인다.

실시예 2, 비교예 5, 6의 결과로부터 명확히 알 수 있는 바와 같이, 글래스비즈 대신에 구상 실리카를 이용한 비교예 5, 활석을 이용한 비교예 6은, 실시예 2와 비교해서 평균 계량시간의 편차, 평균 쿠션량의 편차가 크다는 것이 확인되었다.

이상의 결과로부터, 유리섬유를 포함하는 액정성 수지 조성물에 대하여, 그리고 글래스비즈를 조성물 전체량 100질량％에 대하여 4질량％ 내지 7질량％가 되도록 배합함으로써, 유리섬유를 포함하는 액정성 수지 조성물의 양호한 물성을 유지한 채 계량 시간을 짧게 안정시키고 쿠션량을 적게 안정시킬 수 있음이 확인되었다.

Claims

액정성 수지, 유리섬유 및 글래스비즈를 포함하고,
상기 글래스비즈의 배합량이 4질량％ 내지 7질량％인 것을 특징으로 하는 사출성형용 액정성 수지 조성물.
제 1항에 있어서,
상기 유리섬유가, 상기 사출성형용 액정성 수지 조성물 전체량 중 20질량％ 내지 40질량％ 배합되는 것을 특징으로 하는 사출성형용 액정성 수지 조성물.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 액정성 수지는, 융점이 320℃ 이상이며, 380℃에서 전단속도 1000sec^-1에서의 점도가 55Paㆍsec 이하인 것을 특징으로 하는 사출성형용 액정성 수지 조성물.
380℃에서 전단속도 1000sec^-1에서의 용융 점도가 35Paㆍsec 이상인 청구항 1 내지 3항의 어느 한 항에 기재된 사출성형용 액정성 수지 조성물을 성형하여 이루어지고,
ISO 75-1, 2에 준거하는 방법으로 측정한 1.8MPa에서의 하중 처짐 온도가 300℃ 이상인 성형체.