KR102305241B1

KR102305241B1 - 대전방지 중합체 조성물

Info

Publication number: KR102305241B1
Application number: KR1020167031162A
Authority: KR
Inventors: 영신 김
Original assignee: 티코나 엘엘씨
Priority date: 2014-04-09
Filing date: 2015-04-01
Publication date: 2021-09-24
Also published as: KR20160143772A; CN114989431A; CN106164153A; US10287421B2; JP2021176972A; TW201546179A; WO2015157051A1; JP2017513977A; JP2023123695A; US20150291776A1; TWI682964B

Abstract

본원에서는, 성형 작업 동안 정전하(static electric charge)가 생길 경향이 감소된 중합체 조성물이 제공된다. 더욱 특히, 상기 조성물은, 방향족 중합체를 함유하는 중합체 매트릭스 내에 분포된 이온성 액체를 포함한다. 이온성 액체는, 전기 전도성인 것에 더하여, 용융 처리 동안 액체 형태로 존재할 수 있으며, 이로써, 방향족 중합체 매트릭스 내에 더욱 균일하게 배합될 수 있다. 이는, 전기 접속을 개선하며, 이에 따라, 표면으로부터 정전하를 빠르게 소산시키는 상기 조성물의 능력을 향상시킨다.

Description

대전방지 중합체 조성물{ANTISTATIC POLYMER COMPOSITION}

본 발명은, 대전방지 중합체 조성물에 관한 것이다.

관련 출원

본원은, 2014년 4월 9일자로 출원된 미국 특허 가출원 제 61/977,215 호를 우선권으로 주장하며, 이를 전체로 본원에 참고로 인용한다.

카메라 모듈(또는 컴포넌트)은 흔히, 휴대폰, 랩탑 컴퓨터, 디지털 카메라, 디지털 비디오 카메라 등에 사용된다. 이의 예는, 예를 들어 기부 상에 장착된 렌즈통, 디지털 카메라 셔터 모듈, 디지털 카메라의 컴포넌트, 게임 카메라, 의료용 카메라, 감시 카메라 등을 포함하는 콤팩트 카메라 모듈을 포함한다. 방향족 중합체를 카메라 모듈에 사용하기 위한 다양한 시도가 있었다. 불행히도, 방향족 중합체로부터 이러한 성형 부품을 형성하고자 할 경우, 다양한 문제를 흔히 경험하게 된다. 예를 들어, 성형 부품들 간의 마찰뿐만 아니라 성형 부품과 수집 트레이 간의 마찰은 정전하를 유도할 수 있으며, 이는, (예컨대, 운송 동안) 적절히 취급되지 않으면, 먼지 입자의 형성을 유발할 수 있다. 콤팩트 카메라 모듈과 같은 특정 제품에서, 이러한 먼지 입자는 해로우며, 상당한 제품 결함을 유발할 수 있다. 따라서, 성형 작업 동안 정전하가 생길 경향이 감소된 중합체 조성물이 필요하다.

본 발명의 하나의 실시양태에 따라, 중합체 매트릭스 내에 분포된 이온성 액체를 포함하는 중합체 조성물이 개시된다. 상기 이온성 액체는 약 400℃ 이하의 융점을 가지며, 양이온 화학종 및 대응 이온을 함유하는 염이다. 상기 중합체 매트릭스는 약 100℃ 이상의 유리 전이 온도를 갖는 방향족 중합체를 포함한다.

본 발명의 또다른 실시양태에 따라, 중합체 조성물을 포함하는 성형 부품이 개시된다. 상기 중합체 조성물은, 중합체 매트릭스 내에 분포된 이온성 액체를 포함하며, 상기 중합체 매트릭스는, 약 100℃ 이상의 유리 전이 온도를 갖는 방향족 중합체를 포함한다.

본 발명의 다른 특징 및 양태는 하기에 더 자세히 개시된다.

당업자에게 있어서의 최선의 방식을 비롯한 본 발명의 충분하고 실행가능한 개시내용이, 본원의 나머지 부분(첨부된 도면의 인용 포함)에 더욱 구체적으로 개시된다.
도 1은, 본 발명에 따라 형성될 수 있는 최적(fine) 피치 전기 커넥터의 하나의 실시양태의 분해 사시도이다.
도 2는, 도 1의 최적 피치 전기 커넥터의 대향 벽의 입면도이다.
도 3은, 본 발명의 중합체 조성물을 형성하는데 사용될 수 있는 압출 스크류의 하나의 실시양태의 개략적 예시이다.
도 4 및 5는 각각, 본 발명의 하나의 실시양태에 따라 형성된 안테나 구조를 사용할 수 있는 전자 컴포넌트의 정면도 및 후면도이다.
도 6 및 7은, 본 발명의 하나의 실시양태에 따라 형성될 수 있는 콤팩트 카메라 모듈("CCM")의 투시도 및 입면도이다.

당업자는, 본 논의가 예시적인 실시양태를 설명할 뿐이고 본 발명의 더 넓은 양태를 한정하는 것으로 의도되지 않음을 이해할 것이다.

일반적으로 말하자면, 본 발명은, 성형 작업, 운송, 조립, 취급 동안 정전하가 생길 가능성이 감소된 중합체 조성물에 관한 것이다. 더욱 특히, 상기 조성물은, 방향족 중합체를 포함하는 중합체 매트릭스 내에 분포된 이온성 액체를 포함한다. 이온성 액체는, 전기 전도성인 것에 더하여, 용융 처리 동안 액체 형태로 존재할 수 있으며, 이로써, 방향족 중합체 매트릭스 내에 더욱 균일하게 배합될 수 있다. 이는, 전기 접속을 개선하며, 이에 따라, 표면으로부터 정전하를 빠르게 소산시키는 상기 조성물의 능력을 향상시킨다. 이러한 대정방지 거동은, IEC 60093에 따라 측정시 비교적 낮은 표면 및/또는 부피 저항률을 특징으로 할 수 있다. 즉, 상기 중합체 조성물로부터 형성된 성형 부품은, 약 1 x 10¹⁵ ohm 이하, 몇몇 실시양태에서 약 1 x 10¹⁴ ohm 이하, 몇몇 실시양태에서 약 1 x 10⁹ ohm 내지 약 9 x 10¹³ ohm, 몇몇 실시양태에서 약 1 x 10¹⁰ 내지 약 1 x 10¹³ ohm의 표면 저항률을 나타낼 수 있다. 마찬가지로, 상기 성형 부품은 또한 약 1 x 10¹⁵ ohm-m 이하, 몇몇 실시양태에서 약 1 x 10⁹ohm-m 내지 약 9 x 10¹⁴ ohm-m, 몇몇 실시양태에서 약 1 x 10¹⁰ 내지 약 5 x 10¹⁴ ohm-m의 부피 저항률을 나타낼 수 있다.

본 발명자는 또한, 중합체 매트릭스 내에 용이하게 분산되는 이온성 액체의 능력이, 비교적 저농도를 사용하고도 목적하는 대전방지 특성이 달성되도록 할 수 있음을 발견하였다. 그러나, 이온성 액체가 비교적 저농도로 사용되기 때문에, 상기 조성물의 열적 및 기계적 특성이 부정적인 영향을 받지는 않는다. 이와 관련하여, 이온성 액체는 전형적으로 상기 중합체 조성물의 약 0.1 중량% 내지 약 10 중량%, 몇몇 실시양태에서 약 0.3 중량% 내지 약 5 중량%, 몇몇 실시양태에서 약 0.4 중량% 내지 약 3 중량%, 몇몇 실시양태에서 약 0.5 중량% 내지 약 1.5 중량%를 구성한다. 상기 방향족 중합체의 농도는 일반적으로 다른 임의적 성분의 존재에 기초하여 변할 수 있지만, 상기 방향족 중합체는 전형적으로 약 25 중량% 내지 약 95 중량%, 몇몇 실시양태에서 약 30 중량% 내지 약 80 중량%, 몇몇 실시양태에서 약 40 중량% 내지 약 70 중량%의 양으로 존재한다.

본 발명의 다양한 실시양태가 이제 더 자세히 기술될 것이다.

I. 방향족 중합체

상기 중합체 조성물에 사용되는 방향족 중합체는 일반적으로, 상기 중합체가 비교적 높은 유리 전이 온도(이는, 생성 조성물에 상당한 정도의 내열성을 제공할 수 있음)를 갖는다는 점에서 "고성능" 중합체이다. 예를 들어, 상기 방향족 중합체는 약 100℃ 이상, 몇몇 실시양태에서 약 120℃ 이상, 몇몇 실시양태에서 약 140℃ 내지 약 350℃, 몇몇 실시양태에서 약 150℃ 내지 약 320℃의 유리 전이 온도를 가질 수 있다. 유리 전이 온도는, 예를 들어 ISO 시험 번호 11357에 의해 결정되는 시차 주사 열량계법("DSC")을 사용하여, 당분야에 널리 공지된 바와 같이 결정될 수 있다.

상기 방향족 중합체는 전형적으로, 성질상 실질적으로 비결정성 또는 반결정성이다. 적합한 반결정성 방향족 중합체의 하나의 예는, 예를 들어 방향족 폴리아마이드이다. 특히 적합한 방향족 폴리아마이드는, ISO 시험 번호 11357에 따라 시차 주사 열량계법을 이용하여 측정시, 예컨대 약 200℃ 이상, 몇몇 실시양태에서 약 220℃ 이상, 몇몇 실시양태에서 약 240℃ 내지 약 320℃의 비교적 높은 융점을 갖는 것이다. 마찬가지로, 방향족 폴리아마이드의 유리 전이 온도는 일반적으로 약 110℃ 내지 약 160℃이다.

방향족 폴리아마이드 전형적으로, 아마이드 연결부(NH-CO)에 의해 함께 유지되는 반복 단위들을 포함하며, 다이카복실산(예컨대, 방향족 다이카복실산), 다이아민(예컨대, 지방족 다이아민) 등의 중축합을 통해 합성된다. 예를 들어, 상기 방향족 폴리아마이드는, 방향족 다이카복실산, 예컨대 테레프탈산, 이소프탈산, 2,6-나프탈렌다이카복실산, 2,7-나프탈렌다이카복실산, 1,4-나프탈렌다이카복실산, 1,4-페닐렌다이옥시-다이아세트산, 1,3-페닐렌다이옥시-다이아세트산, 다이펜산, 4,4'-옥시다이벤조산, 다이페닐메탄-4,4'-다이카복실산, 다이페닐설폰-4,4'-다이카복실산, 4,4'-바이페닐다이카복실산뿐만 아니라 이들의 조합물로부터 유도된 방향족 반복 단위 포함할 수 있다. 테레프탈산이 특히 적합하다. 물론, 다른 유형의 산 단위, 예컨대 지방족 다이카복실산 단위, 다작용성 카복실산 단위 등도 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 상기 방향족 폴리아마이드는 또한, 4 내지 14개의 탄소 원자를 갖는 지방족 다이아민으로부터 유도된 지방족 반복 단위를 포함할 수 있다. 상기 다이아민의 예는 선형 지방족 알킬렌다이아민, 예컨대 1,4-테트라메틸렌다이아민, 1,6-헥산다이아민, 1,7-헵탄다이아민, 1,8-옥탄다이아민, 1,9-노난다이아민, 1,10-데칸다이아민, 1,11-운데칸다이아민, 1,12-도데칸다이아민; 분지형 지방족 알킬렌다이아민, 예컨대 2-메틸-1,5-펜탄다이아민, 3-메틸-1,5 펜탄다이아민, 2,2,4-트라이메틸-1,6-헥산다이아민, 2,4,4-트라이메틸-1,6-헥산다이아민, 2,4-다이메틸-1,6-헥산다이아민, 2-메틸-1,8-옥탄다이아민, 5-메틸-1,9-노난다이아민; 및 이들의 조합물도 포함한다. 1,9-노난다이아민 및/또는 2-메틸-1,8-옥탄다이아민으로부터 유도된 반복 단위가 특히 적합하다. 물론, 다른 다이아민 단위, 예컨대 지환족 다이아민, 방향족 다이아민 등도 사용될 수 있다.

특히 적합한 폴리아마이드는 폴리(노나메틸렌 테레프탈아마이드)(PA9T), 폴리(노나메틸렌 테레프탈아마이드/노나메틸렌 데칸다이아마이드)(PA9T/910), 폴리(노나메틸렌 테레프탈아마이드/노나메틸렌 도데칸다이아마이드)(PA9T/912), 폴리(노나메틸렌 테레프탈아마이드/11-아미노운데칸아마이드)(PA9T/11), 폴리(노나메틸렌 테레프탈아마이드/12-아미노도데칸아마이드)(PA9T/12), 폴리(데카메틸렌 테레프탈아마이드/11-아미노운데칸아마이드)(PA 10T/11), 폴리(데카메틸렌 테레프탈아마이드/12-아미노도데칸아마이드)(PA10T/12), 폴리(데카메틸렌 테레프탈아마이드/데카메틸렌 데칸다이아마이드)(PA10T/1010), 폴리(데카메틸렌 테레프탈아마이드/데카메틸렌 도데칸다이아마이드)(PA10T/1012), 폴리(데카메틸렌 테레프탈아마이드/테트라메틸렌 헥산다이아마이드)(PA10T/46), 폴리(데카메틸렌 테레프탈아마이드/카프로락탐)(PA10T/6), 폴리(데카메틸렌 테레프탈아마이드/헥사메틸렌 헥산다이아마이드)(PA10T/66), 폴리(도데카메틸렌 테레프탈아마이드/도데카메틸렌 도데칸다이아마이드)(PA12T/1212), 폴리(도데카메틸렌 테레프탈아마이드/카프로락탐)(PA12T/6), 폴리(도데카메틸렌 테레프탈아마이드/헥사메틸렌 헥산다이아마이드)(PA12T/66) 등을 포함할 수 있다. 적합한 방향족 폴리아마이드의 또다른 예는 하더(Harder) 등의 미국 특허 제 8,324,307 호에 기술되어 있다.

본 발명에 사용될 수 있는 또다른 적합한 반결정성 방향족 중합체는 폴리아릴에터케톤이다. 폴리아릴에터케톤은 비교적 높은, 예컨대 약 300℃ 내지 약 400℃, 몇몇 실시양태에서 약 310℃ 내지 약 390℃, 몇몇 실시양태에서 약 330℃ 내지 약 380℃의 융점을 갖는 반결정성 중합체이다. 마찬가지로, 이의 유리 전이 온도는 약 110℃ 내지 약 200℃일 수 있다. 특히 적합한 폴리아릴에터케톤은, 케톤 및/또는 에터 잔기와 함께 페닐 잔기를 주로 포함하는 것이다. 이러한 중합체의 예는 폴리에터에터케톤("PEEK"), 폴리에터케톤("PEK"), 폴리에터케톤케톤("PEKK"), 폴리에터케톤에터케톤케톤("PEKEKK"), 폴리에터에터케톤케톤("PEEKK"), 폴리에터-다이페닐-에터-에터-다이페닐-에터-페닐-케톤-페닐 및 이들의 블렌드 및 공중합체를 포함한다.

물론, 전술된 바와 같이, 뚜렷한 융점이 없는 상기 중합체 조성물에 실질적으로 비결정성 중합체가 사용될 수도 있다. 적합한 비결정성 중합체는, 예를 들어 폴리페닐렌 옥사이드("PPO"), 방향족 폴리카보네이트, 방향족 폴리에터이미드 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 방향족 폴리카보네이트는 전형적으로 약 130℃ 내지 약 160℃의 유리 전이 온도를 가지며, 하나 이상의 방향족 다이올로부터 유도된 방향족 반복 단위를 포함한다. 특히 적합한 방향족 다이올은 비스페놀, 예컨대 2가 연결 라디칼의 단일 탄소 원자에 2개의 페놀 기가 부착된 gem-비스페놀이다. 상기 비스페놀의 예는, 예를 들어 4,4'-이소프로필리덴다이페놀("비스페놀 A"), 4,4'-에틸리덴다이페놀, 4,4'-(4-클로로-a-메틸벤질리덴)다이페놀, 4,4'사이클로헥실리덴다이페놀, 4,4-(사이클로헥실메틸렌)다이페놀뿐만 아니라 이들의 조합물을 포함할 수 있다. 상기 방향족 다이올은 포스젠과 반응될 수 있다. 예를 들어, 포스젠은 구조식 C(O)Cl₂를 갖는 카보닐 클로라이드일 수 있다. 방향족 폴리카보네이트를 합성하기 위한 대안적 경로는 방향족 다이올(예컨대, 비스페놀)과 다이페닐 카보네이트의 에스터교환을 포함할 수 있다.

II . 이온성 액체

본 발명의 이온성 액체는, 상기 방향족 중합체와 함께 용융 가공되는 경우 액체 형태일 수 있도록 충분히 낮은 융점을 갖는 염일 수 있다. 예를 들어, 이온성 액체의 융점은 약 400℃ 이하, 몇몇 실시양태에서 약 350℃ 이하, 몇몇 실시양태에서 약 1℃ 내지 약 100℃, 몇몇 실시양태에서 약 5℃ 내지 약 50℃일 수 있다. 상기 염은 양이온 화학종 및 대응 이온을 포함한다. 상기 양이온 화학종은, "양이온성 중심"으로서 하나 이상의 헤테로원자(예컨대, 질소 또는 인)를 갖는 화합물을 포함한다. 이러한 헤테로원자 화합물의 예는, 예를 들면 하기 구조를 갖는 4급 오늄을 포함한다:

상기 식들에서, R¹, R², R³, R⁴, R⁵, R⁶, R⁷, 및 R⁸은 독립적으로 수소; 치환되거나 비치환된 C₁-C₁₀ 알킬 기(예컨대, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, 2급-부틸, 3급-부틸, n-펜틸 등); 치환되거나 비치환된 C₃-C₁₄ 사이클로알킬 기(예컨대, 아다만틸, 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸, 사이클로옥틸, 사이클로헥센일 등); 치환되거나 비치환된 C₁-C₁₀ 알켄일 기(예컨대, 에틸렌, 프로필렌, 2-메틸프로필렌, 펜틸렌 등); 치환되거나 비치환된 C₂-C₁₀ 알킨일 기(예컨대, 에틴일, 프로핀일 등); 치환되거나 비치환된 C₁-C₁₀ 알콕시 기(예컨대, 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 이소프로폭시, n-부톡시, t-부톡시, 2급-부톡시, n-펜톡시 등); 치환되거나 비치환된 아실옥시 기(예컨대, 메타크릴옥시, 메타크릴옥시에틸 등); 치환되거나 비치환된 아릴 기(예컨대, 페닐); 치환되거나 비치환된 헤테로아릴 기(예컨대, 피리딜, 퓨란일, 티엔일, 티아졸릴, 이소티아졸릴, 트라이아졸릴, 이미다졸릴, 이속사졸릴, 피롤릴, 피라졸릴, 피리다진일, 피리미딘일, 퀴놀릴 등) 등으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 하나의 특정 실시양태에서, 예를 들어, 상기 양이온 화학종은, 구조식 N⁺R¹R²R³R⁴를 갖는 암모늄 화합물일 수 있으며, 이때 R¹, R², 및/또는 R³은 독립적으로 C₁-C₆ 알킬(예컨대, 메틸, 에틸, 부틸 등)이고, R⁴는 수소 또는 C₁-C₄ 알킬 기(예컨대, 메틸 또는 에틸)이다. 예를 들어, 상기 양이온성 성분은 트라이-부틸메틸암모늄일 수 있으며, 이때 R¹, R², 및 R³은 부틸이고, R⁴는 메틸이다.

상기 양이온 화학종에 적합한 대응 이온은, 예를 들어, 할로겐(예컨대, 클로라이드, 브로마이드, 요오다이드 등); 설페이트 또는 설포네이트(예컨대, 메틸 설페이트, 에틸 설페이트, 부틸 설페이트, 헥실 설페이트, 옥틸 설페이트, 수소 설페이트, 메탄 설포네이트, 도데실벤젠 설포네이트, 도데실설페이트, 트라이플루오로메탄 설포네이트, 헵타데카플루오로옥탄설포네이트, 나트륨 도데실에톡시설페이트 등); 설포석시네이트; 아마이드(예컨대, 다이시안아마이드); 이미드(예컨대, 비스(펜타플루오로에틸-설폰일)이미드, 비스(트라이플루오로메틸설폰일)이미드, 비스(트라이플루오로메틸)이미드 등); 보레이트(예컨대, 테트라플루오로보레이트, 테트라시아노보레이트, 비스[옥살레이토]보레이트, 비스[살리실레이토]보레이트 등); 포스페이트 또는 포스피네이트(예컨대, 헥사플루오로포스페이트, 다이에틸포스페이트, 비스(펜타플루오로에틸)포스피네이트, 트리스(펜타플루오로에틸)-트라이플루오로포스페이트, 트리스(노나플루오로부틸)트라이플루오로포스페이트 등); 안티모네이트(예컨대, 헥사플루오로안티모네이트); 알루미네이트(예컨대, 테트라클로로알루미네이트); 지방산 카복실레이트(예컨대, 올레이트, 이소스테아레이트, 펜타데카플루오로옥타노에이트 등); 시아네이트; 아세테이트; 및 임의의 전술된 것들의 조합을 포함할 수 있다. 상기 방향족 중합체와의 혼화성의 개선을 돕기 위해, 일반적으로 성질상 소수성인 대응 이온, 예컨대 이미드, 지방산 카복실레이트 등을 선택하는 것이 바람직할 수 있다. 특히 적합한 소수성 대응 이온은, 예를 들면, 비스(펜타플루오로에틸설폰일)이미드, 비스(트라이플루오로메틸설폰일)이미드, 및 비스(트라이플루오로메틸)이미드를 포함할 수 있다.

III . 임의적 성분

A. 전도성 충전제

이온성 액체에 더하여, 대전방지 특성의 개선을 돕기 위해 다른 전도성 충전제가 또한 상기 중합체 조성물에 사용될 수 있다. 적합한 전도성 충전제의 예는, 예를 들면, 금속 입자(예컨대, 알루미늄 박편), 금속 섬유, 탄소 입자(예컨대, 흑연, 팽창 흑연, 그라핀, 카본 블랙, 흑연화된 카본 블랙 등), 탄소 나노튜브, 탄소 섬 등을 포함할 수 있다. 탄소 섬유 및 흑연이 특히 적합하다. 특정 실시양태에서, 이온성 액체와 전도성 충전제를 조합으로 사용하여 상승효과를 달성할 수 있다. 이론에 구속되고자 하지 않으면서, 본 발명자들은, 이온성 액체가 용융 처리 동안 용이하게 유동하여, 특정 전도성 충전제(예컨대, 탄소 섬유, 흑연 등)와 상기 중합체 매트릭스 간에 더 우수한 연결 및 전기 경로를 제공하는 것을 도와서, 표면 저항률을 추가로 감소시킬 수 있다고 생각한다. 전도성 충전제는, 사용되는 경우, 전형적으로 상기 중합체 조성물의 약 0.5 중량% 내지 약 30 중량%, 몇몇 실시양태에서 약 1 중량% 내지 약 25 중량%, 몇몇 실시양태에서 약 2 중량% 내지 약 20 중량%를 구성한다.

B. 섬유성 충전제

또한, 일반적으로 전도성이 아닌 섬유성 충전제를 상기 중합체 조성물에 사용하여 강도의 개선을 도울 수 있다. 상기 섬유성 충전제의 예는, 유리, 세라믹(예컨대, 알루미나, 실리카, 티타늄 다이옥사이드 등), 광물(예컨대, 월라스토나이트, 조노틀라이트, 다우소나이트 등), 중합체, 예를 들면 아라미드(예컨대, 미국 델라웨어주 윌밍턴 소재의 이. 아이. 듀폰 디 네모아스(E.I. du Pont de Nemours)에서 시판되는 케블라(Kevlar, 등록상표)), 폴리올레핀, 폴리에스터 및 이들의 혼합물로부터 형성된 것들을 포함할 수 있다.

특히 적합한 유리 섬유는, 예를 들면, E-유리, A-유리, C-유리, D-유리, AR-유리, R-유리, S1-유리, S2-유리 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 상기 유리 섬유의 부피 평균 길이는 비교적 작을 수 있으며, 예를 들면 약 10 내지 약 500 마이크로미터, 몇몇 실시양태에서 약 100 내지 약 400 마이크로미터, 몇몇 실시양태에서 약 150 내지 약 350 마이크로미터, 몇몇 실시양태에서 약 200 내지 약 325 마이크로미터이다. 상기 유리 섬유는 또한 좁은 길이 분포를 가질 수 있다. 즉, 상기 섬유의 약 70 부피% 이상, 몇몇 실시양태에서 상기 섬유의 약 80 부피% 이상, 몇몇 실시양태에서 상기 섬유의 약 90 부피% 이상이, 전술된 범위 내의 길이를 가진다. 이러한 작은 길이 및/또는 좁은 분포는 또한, 강도, 유동성 및 표면 품질의 바람직한 조합을 달성하여, 치수 허용오차가 작은 성형 부품에 특히 적합해지도록 도울 수 있다. 전술된 길이 특성을 갖는 것에 더하여, 상기 유리 섬유는 또한 비교적 높은 종횡비(평균 길이/공칭 직경)를 가져서, 생성 중합체 조성물의 기계적 특성 및 표면 품질의 개선을 도울 수 있다. 예를 들어, 상기 섬유는 약 1 내지 약 100의 종횡비를 가질 수 있으며, 몇몇 실시양태에서는 약 10 내지 약 60, 몇몇 실시양태에서 약 30 내지 약 50의 종횡비가 특히 유리하다. 상기 섬유는, 예를 들어, 약 1 내지 약 35 마이크로미터, 몇몇 실시양태에서 약 2 내지 약 20 마이크로미터, 몇몇 실시양태에서 약 3 내지 약 10 마이크로미터의 공칭 직경을 가질 수 있다.

광물 섬유("위스커(whisker)"로도 공지됨)가 또한 본 발명에 사용되기에 적합하다. 무수 칼슘 설페이트 및 왈라스토나이트 섬유, 예컨대 니코 미네랄스(Nyco Minerals)로부터 상표명 니글로스(NYGLOS, 등록상표)(예컨대, 니글로스(등록상표) 4W 또는 NYGLOS(등록상표) 8) 하에 입수가능한 것들이 특히 적합하다. 광물 섬유의 부피 평균 길이는 비교적 작을 수 있으며, 예컨대 약 1 내지 약 200 마이크로미터, 몇몇 실시양태에서 약 2 내지 약 150 마이크로미터, 몇몇 실시양태에서 약 5 내지 약 100 마이크로미터, 몇몇 실시양태에서 약 10 내지 약 50 마이크로미터이다. 전술된 길이 특성을 갖는 것에 더하여, 상기 광물 섬유는 비교적 높은 종횡비(평균 길이/공칭 직경)를 가져서, 생성 중합체 조성물의 기계적 특성 및 표면 품질의 추가적 개선을 도울 수 있다. 예를 들어, 상기 광물 섬유는 약 1 내지 약 50, 몇몇 실시양태에서 약 2 내지 약 20, 몇몇 실시양태에서 약 4 내지 약 15의 종횡비를 가질 수 있다. 상기 위스커는, 예를 들어, 약 1 내지 약 35 마이크로미터, 몇몇 실시양태에서 약 2 내지 약 20 마이크로미터, 몇몇 실시양태에서 약 3 내지 약 15 마이크로미터의 공칭 직경을 가진다.

사용되는 특정 유형에 관계 없이, 상기 중합체 조성물 중의 섬유성 충전제의 상대량은, 상기 조성물의 다른 특성(예컨대, 이의 유동성)에 부정적인 영향을 주지 않으면서 목적하는 기계적 특성을 달성하는 것을 돕도록 선택적으로 제어될 수 있다. 예를 들어, 섬유성 충전제(예컨대, 유리 섬유, 광물 섬유뿐만 아니라 이들의 조합물)는 전형적으로 상기 중합체 조성물의 약 2 중량% 내지 약 40 중량%, 몇몇 실시양태에서 약 5 중량% 내지 약 35 중량%, 몇몇 실시양태에서 약 6 중량% 내지 약 30 중량%를 구성한다. 상기 섬유는 전술된 범위 내에서 사용될 수 있지만, 본 발명의 특히 유리한 하나의 양태는, 적은 충전제 함량을 사용하고도 여전히 목적하는 기계적 특성을 달성할 수 있는 것이다. 이론에 구속되고자 하지 않으면서, 상기 섬유의 좁은 길이 분포는 탁월한 기계적 특성을 달성하는 것을 도움으로써, 소량의 상기 섬유를 사용하는 것이 가능하도록 할 수 있는 것으로 생각된다.

C. 미립자 충전제

또한, 일반적으로 전도성이 아닌 미립자 충전제가 상기 중합체 조성물에 사용되어, 목적하는 특성 및/또는 색상의 달성을 도울 수 있다. 상기 미립자 충전제는, 사용되는 경우, 전형적으로 상기 중합체 조성물 약 5 중량% 내지 약 40 중량%, 몇몇 실시양태에서 약 10 중량% 내지 약 35 중량%, 몇몇 실시양태에서 약 10 중량% 내지 약 30 중량%를 구성한다. 점토 광물이 본 발명에 사용하기에 특히 적합할 수 있다. 상기 점토 광물의 예는, 예를 들면, 활석(Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂), 할로이사이트(Al₂Si₂O₅(OH)₄), 카올리나이트(Al₂Si₂O₅(OH)₄), 일라이트((K,H₃O)(Al,Mg,Fe)₂₍Si,Al)₄O₁₀[(OH)₂·(H₂O)]), 몬모릴로나이트((Na,Ca)_0.33(Al,Mg)₂Si₄O₁₀(OH)₂·nH₂O), 버미큘라이트((MgFe,Al)₃(Al,Si)₄O₁₀(OH)₂·4H₂O), 팔리고르스카이트((Mg,Al)₂Si₄O₁₀(OH)·4(H₂O)), 파이로필라이트((Al₂Si₄O₁₀(OH)₂)뿐만 아니라 이들의 조합물을 포함한다. 점토 광물 대신에 또는 이에 더하여, 또다른 미립자 충전제가 또한 사용될 수 있다. 예를 들어, 다른 적합한 실리케이트 충전제, 예컨대 칼슘 실리케이트, 알루미늄 실리케이트, 운모, 규조토, 왈라스토나이트 등이 또한 사용될 수 있다. 예를 들면, 운모가 본 발명에 사용하기에 특히 적합한 광물일 수 있다. 지질학적 발생에 있어서는 상당한 차이가 있지만 모두 본질적으로 동일한 결정 구조를 갖는, 몇가지 화학적으로 상이한 운모 화학종이 존재한다. 본원에서 용어 "운모"는, 임의의 이러한 화학종, 예컨대 무스코바이트(KAl₂(AlSi₃)O₁₀(OH)₂), 바이오타이트(K(Mg,Fe)₃(AlSi₃)O₁₀(OH)₂), 플로고파이트(KMg₃(AlSi₃)O₁₀(OH)₂), 레피돌라이트(K(Li,Al)_2-3(AlSi₃)O₁₀(OH)₂), 글라우코나이트(K,Na)(Al,Mg,Fe)₂(Si,Al)₄O₁₀(OH)₂)뿐만 아니라 이들의 조합물을 포괄적으로 포함하는 것을 의미한다.

D. 다른 첨가제

상기 조성물에 포함될 수 있는 또다른 첨가제는, 예를 들면, 항미생물제, 안료, 산화방지제, 안정화제, 계면활성제, 왁스, 고형 용매, 난연제, 적하-방지(anti-drip) 첨가제, 및 특성 및 공정성을 개선하기 위해 첨가되는 다른 물질을 포함할 수 있다. 실질적인 분해 없이 상기 방향족 중합체의 처리 조건을 견딜 수 있는 윤활제가 또한 상기 중합체 조성물에 사용될 수 있다. 상기 윤활제의 예는 지방산 에스터 및 이의 염; 에스터; 지방산 아마이드; 유기 포스페이트 에스터; 및 공업용 플라스틱 물질 중의 윤활제로서 통상적으로 사용되는 유형의 탄화수소 왁스(이들의 혼합물 포함)를 포함한다. 적합한 지방산은 전형적으로 약 12 내지 약 60개의 탄소 원자의 골격 탄소 쇄를 가지며, 예를 들면 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산, 아라키산, 몬탄산, 옥타데신산, 파리나르산 등이다. 적합한 에스터는 지방산 에스터, 지방 알코올 에스터, 왁스 에스터, 글리세롤 에스터, 글리콜 에스터 및 복합(complex) 에스터를 포함한다. 지방산 아마이드는 지방산 1급 아마이드, 지방산 2급 아마이드, 메틸렌 및 에틸렌 비스아마이드 및 알칸올아마이드, 예컨대, 팔미트산 아마이드, 스테아르산 아마이드, 올레산 아마이드, N,N'-에틸렌비스스테아르아마이드 등을 포함한다. 또한, 지방산의 금속 염, 예컨대 칼슘 스테아레이트, 아연 스테아레이트, 마그네슘 스테아레이트; 탄화수소 왁스, 예컨대 파라핀 왁스, 폴리올레핀 및 산화된 폴리올레핀 왁스 및 미세결정성 왁스가 적합하다. 특히 적합한 윤활제는 스테아르산의 산, 염, 또는 아마이드, 예컨대 펜타에리트리톨 테트라스테아레이트, 칼슘 스테아레이트, 또는 N,N'-에틸렌비스스테아르아마이드이다. 윤활제는 전형적으로, 사용되는 경우, 상기 중합체 조성물의 약 0.05 중량% 내지 약 1.5 중량%, 몇몇 실시양태에서 약 0.1 중량% 내지 약 0.5 중량%를 구성한다.

IV . 형성

상기 방향족 중합체, 이온성 액체, 및 다른 임의적 첨가제는 약 250℃ 내지 약 450℃, 몇몇 실시양태에서 약 280℃ 내지 약 400℃, 몇몇 실시양태에서 약 300℃ 내지 약 380℃의 온도 범위 내에서 용융 가공되거나 함께 배합되어, 상기 중합체 조성물을 형성한다. 임의의 다양한 용융 처리 기술이 일반적으로 본 발명에 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 성분들(예컨대, 방향족 중합체, 이온성 액체 등)은 개별적으로 또는 조합으로 압출기에 공급될 수 있으며, 이때 상기 압출기는, 회전가능하게 장착되고 통(barrel)(예컨대, 원통형 통) 내에 수용된 하나 이상의 스크류를 포함하고, 공급 구역, 및 상기 스크류의 길이를 따라 상기 공급 구역의 하류에 위치하는 용융 구역을 한정할 수 있다.

상기 압출기는 단축 또는 쌍축 압출기일 수 있다. 예를 들어, 도 3을 참조하면, 하우징 또는 통(114), 및 적합한 드라이브(124)(전형적으로, 모터 및 기어박스 포함)에 의해 하나의 말단 상에서 회전가능하게 구동되는 스크류(120)를 포함하는 단축 압출기(80)의 하나의 실시양태가 도시된다. 필요한 경우, 2개의 별도의 스크류를 포함하는 쌍축 압출기를 사용할 수 있다. 스크류의 구성은 본 발명에 그다지 중요하지 않으며, 이는, 당분야에 공지된 바와 같은 임의의 개수 및/또는 방향의 나사산(thread) 및 채널을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 스크류(120)는, 일반적으로 스크류(120)의 코어 둘레에서 방사상으로 연장되는 나선 채널을 형성하는 나사산을 포함한다. 호퍼(40)는, 통(114)의 개구부를 통해 공급 구역(132)으로 상기 중합체 및/또는 다른 물질(예컨대, 무기 입자)을 공급하기 위해 드라이브(124)에 인접하여 위치한다. 대향 드라이브(124)는 압출기(80)의 배출 말단(144)이며, 여기서 압출된 플라스틱은 다른 처리를 위한 배출물이다.

공급 구역(132) 및 용융 구역(134)은 스크류(120)의 길이를 따라 정의된다. 공급 구역(132)은 통(114)의 주입 부분이며, 여기서 상기 방향족 중합체 및/또는 이온성 액체가 첨가된다. 용융 구역(134)은 상 전환 구역이며, 여기서 상기 방향족 중합체는 고체에서 액체로 전환된다. 압출기가 제조될 경우의 이러한 구역의 자세히 정의된 묘사가 존재하지는 않지만, 공급 구역(132) 및 용융 구역(134)(여기서, 고체에서 액체로의 상 전환이 일어남)을 확실히 확인하는 것은 당분야의 통상적인 기술 이내이다. 반드시 필요한 것은 아니지만, 압출기(80)는 또한, 용융 구역(134)의 하류에서 통(114)의 배출 말단에 인접하여 위치하는 혼합 구역(136)을 가질 수 있다. 필요한 경우, 상기 압출기의 혼합 및/또는 용융 구역 내에 하나 이상의 분배 및/또는 분산 혼합 부재를 사용할 수 있다. 단축 압출기에 적합한 분배 혼합기는, 예를 들면, 삭손(Saxon), 둘마지(Dulmage), 캐버티 트랜스퍼(Cavity Transfer) 혼합기 등을 포함할 수 있다. 마찬가지로, 적합한 분산 혼합기는 블리스터 링(Blister ring), 레로이(Leroy)/매독(Maddock), CRD 혼합기 등을 포함할 수 있다. 당분야에 널리 공지된 바와 같이, 중합체 용융물의 폴딩(folding) 및 재배향을 생성하는 통, 예컨대 부스 니더(Buss Kneader) 압출기, 캐버티 트랜스퍼(Cavity Transfer) 혼합기 및 볼텍스 인터메싱 핀(Vortex Intermeshing Pin) 혼합기 내에 핀을 사용함으로써 혼합이 추가로 개선될 수 있다.

섬유(예컨대, 전도성 충전제, 예컨대 탄소 섬유, 및/또는 섬유성 충전제, 예컨대 유리 섬유)가 사용되는 경우, 이는 또한 호퍼(40)에 첨가되거나, 이의 하류 위치에서 첨가될 수 있다. 하나의 특정 실시양태에서, 섬유는, 상기 방향족 중합체가 공급되는 지점의 하류 위치에서, 용융 구역 이전에 첨가될 수 있다. 예를 들면, 도 3에서는, 압출기(80)의 공급 구역(132)의 대역 내에 위치한 호퍼(42)가 도시된다. 호퍼(42)에 공급되는 섬유는 초기에 비교적 길 수 있으며, 예컨대 약 1,000 내지 약 5,000 마이크로미터, 몇몇 실시양태에서 약 2,000 내지 약 4,500 마이크로미터, 몇몇 실시양태에서 약 3,000 내지 약 4,000 마이크로미터의 부피 평균 길이를 가진다. 그럼에도 불구하고, 상기 방향족 중합체가 여전히 고체 상태인 위치에서 상기 긴 섬유를 공급함으로써, 상기 중합체는, 상기 섬유의 크기를 전술된 부피 평균 길이 및 길이 분포로 감소시키기 위한 연마재로서 작용할 수 있다. 그러나, 임의의 임의적 섬유가, 목적하는 길이로 압출기에 단순 공급될 수 있음을 이해해야 한다. 이러한 실시양태에서, 상기 섬유는 압출기의 혼합 및/또는 용융 구역에서, 또는 심지어 상기 방향족 중합체와 함께 공급 구역에서 공급될 수 있다. 또다른 실시양태에서, 섬유가 전혀 사용되지 않을 수 있다.

본 발명자들은, 생성 중합체 조성물이, 이것이 형성되는 특정 방식에 관계 없이, 탁월한 열적 특성을 보유할 수 있음을 발견하였다. 예를 들어, 상기 중합체 조성물의 용융 점도는, 작은 치수를 갖는 몰드의 공동 내로 용이하게 유동할 수 있을 정도로 충분히 낮을 수 있다. 하나의 특정 실시양태에서, 상기 중합체 조성물은 1000 초^-1의 전단 속도에서 결정시 약 0.1 내지 약 80 Pa-s, 몇몇 실시양태에서 약 0.5 내지 약 50 Pa-s, 몇몇 실시양태에서 약 1 내지 약 30 Pa-s의 용융 점도를 가질 수 있다. 용융 점도는, ISO 시험 번호 11443에 따라, 상기 조성물의 융점(예컨대, 350℃)보다 15℃ 더 높은 온도에서 결정될 수 있다. 상기 조성물은 또한 비교적 높은 융점를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 중합체의 융점은 약 250℃ 내지 약 400℃, 몇몇 실시양태에서 약 280℃ 내지 약 395℃, 몇몇 실시양태에서 약 300℃ 내지 약 380℃일 수 있다.

V. 성형 부품

상기 중합체 조성물이 형성되면, 이는, 당분야에 공지된 바와 같은 기술을 이용하여 각종 상이한 형태의 부품으로 성형될 수 있다. 예를 들어, 성형된 부품은 1성분 사출 성형 공정을 이용하여 성형될 수 있으며, 여기서는 건조되고 예열된 플라스틱 과립이 몰드 내로 주입된다. 우수한 대전방지 특성, 높은 유동성 및 우수한 기계적 특성의 특별한 조합을 갖는 본 발명의 중합체 조성물은, 사용되는 성형 기술에 관계 없이, 치수 허용오차가 작은 전자 부품에 특히 적합한 것으로 밝혀졌다. 예를 들어, 이러한 부품은 일반적으로 1 마이크로미터 크기 이상, 예컨대 약 500 마이크로미터 이하, 몇몇 실시양태에서 약 50 내지 약 450 마이크로미터, 몇몇 실시양태에서 약 100 내지 약 400 마이크로미터의 치수(예컨대, 두께, 폭, 높이 등)를 포함한다.

이러한 하나의 부품은 최적 피치 전기 커넥터이다. 더욱 특히, 상기 전기 커넥터는 흔히, 중앙 처리 장치("CPU")를 인쇄 회로 기판에 탈착가능하게 장착하기 위해 사용된다. 상기 커넥터는, 접촉 핀을 수용하도록 구성되는 삽입 통로를 포함할 수 있다. 상기 통로는, 열가소성 수지로부터 형성될 수 있는 대향 벽에 의해 한정된다. 목적하는 전기적 성능의 달성을 돕기 위해, 상기 핀의 피치는 일반적으로, 요구되는 다수의 접촉 핀이 제시된 공간 내에 수용되도록 작다. 이는, 다시, 핀 삽입 통로의 피치, 및 상기 통로를 분할하는 대향 벽의 폭이 또한 작을 것을 요구한다. 예를 들어, 상기 벽은 약 500 마이크로미터 이하, 몇몇 실시양태에서 약 50 내지 약 450 마이크로미터, 몇몇 실시양태에서 약 100 내지 약 400 마이크로미터의 폭을 가질 수 있다. 과거에는, 흔히, 이러한 얇은 폭의 몰드를 열가소성 수지로 적절히 채우는 것이 어려웠다. 그러나, 본 발명의 중합체 조성물은 이의 독특한 특성으로 인해, 최적 피치 커넥터의 벽을 형성하기에 매우 적합하다.

하나의 특히 적합한 최적 피치 전기 커넥터가 도 1에 도시된다. 회로 기판(P)의 표면 상에 장착될 수 있는 기판쪽 부분(C2)인 전기 커넥터(200)가 도시된다. 커넥터(200)는 또한, 기판쪽 커넥터(C2)에 커플링됨으로써 개별적인 와이어(3)를 회로 기판(P)에 연결하도록 구조화된 와이어링 물질쪽 부분(C1)을 포함할 수 있다. 기판쪽 부분(C2)은, 와이어링 물질쪽 커넥터(C1)가 내부로 정합되는 정합 오목부(10a)를 갖는 제1 하우징(10), 및 얇고 상기 하우징(10)의 폭방향으로 긴 구성을 포함할 수 있다. 마찬가지로, 와이어링 물질쪽 부분(C1)은, 얇고 하우징(20)의 폭방향으로 긴 제 2 하우징(20)을 포함할 수 있다. 제 2 하우징(20)에서, 다수의 말단-수용 공동(22)이 폭방향에 평행하게 제공되어, 상부 및 하부 말단-수용 공동(22)을 포함하는 2-티어(tier) 배열을 생성할 수 있다. 개별적인 와이어(3)의 원위 말단에 장착된 말단(5)은, 각각의 말단-수용 공동(22) 내에 수용될 수 있다. 또한, 필요한 경우, 기판쪽 커넥터(C2) 상의 연결 일원(미도시)에 대응하는 고정(locking) 부분(28)(맞물림(engaging) 부분)이 하우징(20) 상에 제공될 수 있다.

상기 논의된 바와 같이, 제 1 하우징(10) 및/또는 제 2 하우징(20)의 내부 벽은 비교적 작은 폭 치수를 가질 수 있으며, 본 발명의 중합체 조성물로부터 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 벽은 도 2에 더 자세히 도시된다. 도시된 바와 같이, 삽입 통로 또는 공간(225)은, 접촉 핀을 수용할 수 있는 대향 벽(224)들 사이에서 한정된다. 벽(224)은, 전술된 범위 내의 폭("w")을 가진다. 벽(224)은, 섬유(예컨대, 부재(element)(400))를 함유하는 중합체 조성물로부터 형성되며, 상기 섬유는 상기 벽의 폭에 가장 잘 정합되는 특정 범위 내의 부피 평균 길이 및 좁은 길이 분포를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 섬유의 부피 평균 길이에 대한, 상기 벽들 중 적어도 하나의 폭의 비는 약 0.8 내지 약 3.2, 몇몇 실시양태에서 약 1.0 내지 약 3.0, 몇몇 실시양태에서 약 1.2 내지 약 2.9이다.

상기 벽들에 더하여 또는 이들 대신에, 하우징의 임의의 다른 부분이 또한 본 발명의 중합체 조성물로부터 형성될 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 상기 커넥터는 또한, 상기 하우징을 둘러싸는 쉴드(shield)를 포함할 수 있다. 상기 쉴드의 일부 또는 전부가 본 발명의 중합체 조성물로부터 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 하우징 및 상기 쉴드는 각각, 상기 중합체 조성물로부터 단일 성형된 1-부품 구조일 수 있다. 마찬가지로, 상기 쉴드는, 각각 본 발명의 중합체 조성물로부터 형성될 수 있는 제 1 쉘 및 제 2 쉘을 포함하는 2-부품 구조일 수 있다.

물론, 상기 중합체 조성물은 또한 각종 다양한 다른 컴포넌트에 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 중합체 조성물은 전기 컴포넌트에 사용하기 위한 평면 기판 내로 성형될 수 있다. 상기 기판은 박형일 수 있으며, 예컨대 약 500 마이크로미터 이하, 몇몇 실시양태에서 약 50 내지 약 450 마이크로미터, 몇몇 실시양태에서 약 100 내지 약 400 마이크로미터의 두께를 가진다. 하나의 실시양태에서, 예를 들어, 상기 평면 기판은 다양한 공지된 기술(예컨대, 레이저 직접 구조화, 전기 도금 등)을 사용하여 하나 이상의 전도성 부재와 함께 적용될 수 있다. 상기 전도성 부재는 다양하고 상이한 목적으로 기능할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 예를 들어, 상기 전도성 부재는 집적 회로, 예컨대 SIM 카드에 사용되는 것을 형성한다. 또다른 실시양태에서, 상기 전도성 부재는, 다양하고 상이한 유형의 안테나, 예를 들면, 패치 안테나 구조, 역 F형(inverted-F) 안테나 구조, 폐쇄 및 개방 슬롯 안테나 구조, 루프 안테나 구조, 모노폴(monopole), 다이폴(dipole), 평면 역 F형 안테나 구조 및 이러한 설계들의 하이브리드로부터 형성되는 공명 부재를 갖는 안테나를 형성한다. 결과적인 안테나 구조는, 비교적 콤팩트한 휴대용 전자 컴포넌트(예컨대, 이용가능한 내부 공간이 비교적 작은 전술된 컴포넌트들)의 하우징 내로 혼입될 수 있다.

안테나 구조를 포함하는 하나의 특히 적합한 전자 컴포넌트가 도 4 및 5에 도시되어 있으며, 이는, 휴대폰 능력을 갖는 핸드헬드(handheld) 장치(410)이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 장치(410)는, 플라스틱, 금속, 다른 적합한 유전체 물질, 다른 적합한 전도성 물질, 또는 이들 물질의 조합물로부터 형성된 하우징(412)을 가질 수 있다. 디스플레이(414)는 상기 장치(410), 예컨대 터치 스크린 디스플레이의 전면 상에 제공될 수 있다. 상기 장치(410)는 또한 스피커 포트(440) 및 다른 입출력 포트를 가질 수 있다. 하나 이상의 버튼(438) 및 다른 사용자 입력 장치를 사용하여 사용자 입력을 모을 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 안테나 구조(426)가 또한 상기 장치(410)의 후면(442) 상에 제공되지만, 상기 안테나가 일반적으로 상기 장치의 임의의 목적하는 위치에 배치될 수 있음을 이해해야 한다. 전술된 바와 같이, 안테나 구조(426)는, 본 발명의 중합체 조성물로부터 형성된 평면 기판을 포함할 수 있다. 상기 안테나 구조는 임의의 다양한 공지된 기술을 이용하여 상기 전자 장치 내의 다른 컴포넌트에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 하우징(412) 또는 하우징(412)의 일부가 안테나 구조(426)를 위한 전도성 접지판으로서 기능할 수 있다.

본 발명의 중합체 조성물로부터 형성된 평면 기판은 다른 용도에도 사용될 수 있다. 예를 들어, 하나의 실시양태에서, 상기 평면 기판을 사용하여, 무선 통신 장치(예컨대, 휴대폰)에 통상적으로 사용되는 콤팩트 카메라 모듈("CCM")의 기부를 형성할 수 있다. 예를 들어, 도 6 및 7을 참조하면, 콤팩트 카메라 모듈(500)의 하나의 특정 실시양태가 더 자세히 도시된다. 도시된 바와 같이, 콤팩트 카메라 모듈(500)은, 기부(506) 위에 놓인 렌즈 어셈블리(504)를 포함한다. 기부(506)는 다시, 임의적 메인 보드(508) 위에 놓인다. 기부(506) 및/또는 메인 보드(508)는, 이들의 비교적 박형인 성질로 인해, 전술된 바와 같은 본 발명의 중합체 조성물로부터 형성되기에 특히 적합하다. 렌즈 어셈블리(504)는, 당분야에 공지된 바와 같은 임의의 다양한 구성을 가질 수 있으며, 고정 초점 유형 렌즈 및/또는 자동 초점 유형 렌즈를 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 예를 들어, 렌즈 어셈블리(504)는, 메인 보드(508) 상에 배치되고 회로(601)에 의해 제어되는 이미지 센서(602)와 통신하는 렌즈(604)를 수용하는 속이 빈 통(barrel) 형태이다. 상기 통은 임의의 다양한 형태, 예컨대 직사각형, 원통형 등을 가질 수 있다. 특정 실시양태에서, 상기 통은 또한 본 발명의 중합체 조성물로부터 형성될 수 있으며, 전술된 범위 내의 벽 두께를 가진다. 카메라 모듈의 다른 부분도 본 발명의 중합체 조성물로부터 형성될 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 중합체 필름(510)(예컨대, 폴리에스터 필름) 및/또는 단열(thermal insulating) 캡(502)이 렌즈 어셈블리(504)를 덮을 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 상기 필름(510) 및/또는 캡(502)도 본 발명의 중합체 조성물로부터 형성될 수 있다.

상기 중합체 조성물을 사용할 수 있는 또다른 가능한 전자 컴포넌트는, 예를 들면, 휴대폰, 랩탑 컴퓨터, 소형 휴대형 컴퓨터(예컨대, 울트라포터블 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 및 태블릿 컴퓨터), 손목시계 장치, 펜던트 장치, 헤드폰 및 이어폰 장치, 무선 통신 능력을 갖는 미디어 플레이어, 핸드헬드 컴퓨터(종종, PDA(personal digital assistant)로도 지칭됨), 리모컨, GPS(global positioning system) 장치, 핸드헬드 게임 장치, 배터리 커버, 스피커, 카메라 모듈, 집적 회로(예컨대, SIM 카드), 전자 장치용 하우징, 전자 제어, 회로 차단기, 스위치, 파워 일렉트로닉스, 프린터 부품 등을 포함한다.

본 발명자들은, 본 발명의 중합체 조성물로부터 형성된 성형 부품이, 이것이 사용되는 특정 방식에 상관 없이, 탁월한 기계적 및 열적 특성을 가질 수 있음을 발견하였다. 전술된 바와 같이, 이는 부분적으로는, 상기 중합체 매트릭스 내에서 균일하게 배합되고 분산되는 이온성 액체의 독특한 능력 때문이다. 상기 성형 부품은, 예를 들면 23℃에서 ISO 시험 번호 179-1(ASTM D256, 방법 B와 기술적으로 동등함)에 따라 측정시 비교적 높은, 예컨대 약 4 kJ/m² 이상, 몇몇 실시양태에서 약 2 내지 약 60 kJ/m², 몇몇 실시양태에서 약 2 내지 약 40 kJ/m², 몇몇 실시양태에서 약 3 내지 약 30 kJ/m²의 충격 강도(샤르피 노취(Charpy notched) 충격 강도)를 가질 수 있다. 상기 부품의 인장 및 굴곡 기계적 특성이 또한 우수할 수 있다. 예를 들어, 상기 부품은, 약 20 내지 약 500 MPa, 몇몇 실시양태에서 약 50 내지 약 400 MPa, 몇몇 실시양태에서 약 80 내지 약 350 MPa의 인장 강도; 약 0.5% 이상, 몇몇 실시양태에서 약 0.6% 내지 약 20%, 몇몇 실시양태에서 약 0.8% 내지 약 3.5%의 인장 파단 변형; 및/또는 약 5,000 MPa 내지 약 30,000 MPa, 몇몇 실시양태에서 약 6,000 MPa 내지 약 20,000 MPa, 몇몇 실시양태에서 약 7,000 MPa 내지 약 15,000 MPa의 인장 모듈러스를 나타낼 수 있다. 상기 인장 특성은 23℃에서 ISO 시험 번호 527(ASTM D638과 기술적으로 동등함)에 따라 결정될 수 있다. 상기 성형 부품은 또한, 약 20 내지 약 500 MPa, 몇몇 실시양태에서 약 50 내지 약 400 MPa, 몇몇 실시양태에서 약 100 내지 약 350 MPa의 굴곡 강도; 약 0.5% 이상, 몇몇 실시양태에서 약 0.6% 내지 약 20%, 몇몇 실시양태에서 약 0.8% 내지 약 3.5%의 굴곡 파단 변형; 및/또는 약 5,000 MPa 내지 약 30,000 MPa, 몇몇 실시양태에서 약 6,000 MPa 내지 약 20,000 MPa, 몇몇 실시양태에서 약 7,000 MPa 내지 약 15,000 MPa의 굴곡 모듀러스를 나타낼 수 있다. 상기 굴곡 특성은 23℃에서 ISO 시험 번호 178(ASTM D790과 기술적으로 동등함)에 따라 결정될 수 있다. 상기 성형 부품은 또한, 1.8 MPa의 특정 하중에서 ASTM D648-07(ISO 시험 번호 75-2와 기술적으로 동등함)에 따라 측정시 약 200℃ 이상, 몇몇 실시양태에서 약 220℃ 내지 약 280℃의 하중 하 변형 온도(deflection temperature under load, DTUL)를 나타낼 수 있다.

상기 성형 부품은 또한, 심지어 통상적인 난연제의 부재 하에서도 개선된 난연 성능을 가질 수 있다. 상기 조성물의 난연성은, 예를 들면 UL94(Underwriter's Laboratory Bulletin 94 entitled "Tests for Flammability of Plastic Materials")의 절차에 따라 결정될 수 있다. 진화(extinguish) 시간(총 화염 시간) 및 하기 더 자세히 기술되는 바와 같은 적하 저항 능력에 기초하여 몇가지 등급을 적용할 수 있다. 상기 절차에 따르면, 예를 들어, 본 발명의 조성물로부터 형성된 성형 제품은 V0 등급을 달성할 수 있으며, 이는, 제시된 부품 두께(예컨대, 0.25 또는 0.8 mm)에서 결정시, 상기 부품이 50 초 이하의 총 화염 시간을 갖고, 솜을 태우는 연소 입자의 적하의 총 개수가 0개임을 의미한다. 예를 들어, 개방 화염에 노출시, 본 발명의 조성물로부터의 성형 부품은 약 50 초 이하, 몇몇 실시양태에서 약 45 초 이하, 몇몇 실시양태에서 약 1 내지 약 40 초의 총 화염 시간을 나타낼 수 있다. 또한, UL94 시험 동안 생성된 연소 입자의 적하의 총 개수는 3 이하, 몇몇 실시양태에서 2 이하, 몇몇 실시양태에서, 1 이하(예컨대, 0)일 수 있다. 상기 시험은 23℃ 및 50% 상대 습도에서 48시간 동안 조건화(conditioning)한 후 수행될 수 있다.

본 발명은 하기 실시예를 참조하여 더 잘 이해될 수 있다.

시험 방법

대전방지 시험: 대전방지 거동을 시험하기 위해, 성형된 디스크/플라크(plaque)를 종이에 대고 부드럽게 러빙하여, 상기 성형 부품 표면 상에 정전하를 생성한다. 이어서, 상기 부품을 작은 종이 조각 근처로 가져간다. 상기 부품 표면 상에 정전하가 생성된 경우에는, 상기 부품과 상기 종이 간에 인력이 생성된다. 마찬가지로, 정전하가 생성되지 않은 경우에는, 상기 부품을 상기 종이 가까이로 움직이면, 상기 종이에 대한 움직임이 일어나지 않는다. 종이에서 움직임이 존재하는 경우, 이를 "대전방지 안됨(no)"으로서 기록하고, 종이에서 움직임이 없는 경우, 이를 "대전방지됨(yes)"으로서 기록한다.

용융 점도: 용융 점도(Pa-s)는, 1000 s^-1의 전단 속도 및 융점보다 15℃ 더 높은 온도(예컨대, 350℃)에서 다이니스코(Dynisco) LCR7001 모세관 유동계를 사용하여 ISO 시험 번호 11443에 따라 결정할 수 있다. 유동계의 오리피스(다이)는 1 mm의 직경, 20 mm의 길이, 20.1의 L/D 비, 및 180°의 도입 각을 가졌다. 상기 통의 직경은 9.55 mm + 0.005 mm였고, 막대기의 길이는 233.4 mm였다.

융점: 중합체 또는 조성물의 융점("Tm")은, 당분야에 공지된 바와 같은 시차 주사 열량계법("DSC")으로 결정할 수 있다. 융점은, ISO 시험 번호 11357로 결정되는 시차 주사 열량계법(DSC)의 피크 융점이다. DSC 절차 하에, TA Q2000 장치 상에서 수행되는 DSC 측정을 이용하여, ISO 표준 10350에서 언급된 바와 같이 시료를 20℃/min으로 가열 및 냉각하였다.

하중 하 변형 온도("DTUL"): 하중 하 변형 온도는 ISO 시험 번호 75-2(ASTM D648-07과 기술적으로 동등함)에 따라 결정할 수 있다. 더욱 구체적으로, 80 mm의 길이, 10 mm의 두께, 및 4 mm의 폭을 갖는 시험 스트립 시료를 모서리를 따라 3점 굽힙(bending) 시험으로 처리할 수 있으며, 이때, 지정된 하중(최대 외부 섬유 응력)은 1.8 MPa이었다. 시편을 실리콘 오일 욕 내로 낮출 수 있으며, 여기서, 상기 시편이 0.25 mm(ISO 시험 번호 75-2의 경우 0.32 mm) 변형될 때까지 온도를 2℃/min으로 올렸다.

인장 모듈러스, 인장 응력 및 인장 신도: 인장 특성은 ISO 시험 번호 527(ASTM D638과 기술적으로 동등함)에 따라 시험할 수 있다. 동일한 80 mm의 길이, 10 mm의 두께, 및 4 mm의 폭을 갖는 시험 스트립 시료에 대해 모듈러스 및 강도를 측정하였다. 시험 온도는 23℃일 수 있으며, 시험 속도는 1 또는 5 mm/min일 수 있다.

굴곡 모듈러스, 굴곡 응력, 및 굴곡 변형: 굴곡 특성은 ISO 시험 번호 178(ASTM D790과 기술적으로 동등함)에 따라 시험할 수 있다. 64 mm 지지 스팬(span)에 대해 이 시험을 수행할 수 있다. 이 시험은, 절단되지 않은 ISO 3167 다용도 바(bar)의 중심 부분에서 수행할 수 있다. 시험 온도는 23℃일 수 있으며, 시험 속도는 2 mm/min일 수 있다.

노취 샤르피 충격 강도: 노취 샤르피 특성은 ISO 시험 번호 ISO 179-1(ASTM D256, 방법 B와 기술적으로 동등함)에 따라 시험할 수 있다. 이 시험은, 유형 A 노취(0.25 mm 기부 반지름) 및 유형 1 시편 크기(80 mm의 길이, 10 mm의 두께, 및 4 mm의 폭)를 사용하여 수행할 수 있다. 단일 톱니(tooth) 밀링 기계를 사용하여, 다목적 바의 중심으로부터 시편을 절단할 수 있다. 시험 온도는 23℃일 수 있다.

표면 저항률 및 부피 저항률: 표면 및 부피 저항률 값은, IEC 60093(ASTM D257-07과 유사)에 따라 결정할 수 있다. 이 시험은 60 x 60 mm 플레이크를 사용하여 수행할 수 있다. 이 시험은, 전위계(키슬리(Keithley) K8009 또는 ETS 823)를 사용하는 전압-전류계법을 사용할 수 있다. 키슬리 K-8009를 사용하여 시험하는 경우, 4분 방전 시간 및 1분 전화(electrification)를 사용할 수 있다. ETS-823 프로브를 사용하여 시험하는 경우, 안정화되는 즉시 판독값을 취할 수 있다.

UL94: 시편을 수직 위치에 지지시키고, 시편의 하부에 화염을 적용한다. 화염을 10초 동안 적용하고, 이어서, 타는 것이 멈출 때까지 화염을 제거하고, 타는 것이 멈추었을 때 또다시 10초 동안 화염을 다시 적용하고, 이어서 제거한다. 5개의 시편의 2개의 세트를 시험한다. 시료 크기는 125 mm의 길이, 13 mm의 폭, 및 0.8 mm의 두께이다. 상기 2개의 세트를 에이징 전/후에 조건화한다. 에이징되지 않은 시험의 경우, 23℃ 및 50% 상대 습도에서 48시간 동안 조건화한 후에 시험한다. 에이징된 시험의 경우, 각각의 두께의 5개의 시료를, 70℃에서 7일 동안 조건화한 후 시험한다.

실시예

69.2 중량% PA9T(제네터(Geneter, 상표명) G1300H), 0.8 중량%의 이온성 액체, 및 30 중량% 유리 섬유를 함유하는 중합체 조성물을 형성하였다. 이온성 액체는 트라이-n-부틸메틸암모늄 비스-(트라이플루오로메탄설폰일)이미드(쓰리엠(3M)으로부터의 FC-4400)였다. 이온성 액체가 없는 대조군 시료를 또한 형성하였다. 배랍은 18-mm 단축 압출기를 사용하여 수행하였다. 시료를 플라크(60 mm x 60 mm) 내로 사출 성형하고, 열적 및 기계적 특성을 시험하였다. 결과를 하기 표에 개시한다.

당업자는 본 발명의 진의 및 범주로부터 벗어나지 않으면서 본 발명의 상기 변화 및 변형 및 다른 변화 및 변형을 수행할 수 있다. 또한, 다양한 실시양태의 양태는 전체적으로 또는 부분적으로 상호 교환될 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 당업자는 전술된 기재가 단지 예시하기 위한 것일 뿐이며, 첨부된 특허청구범위에 추가로 기술되는 본 발명을 한정하고자 하는 것이 아님을 이해할 것이다.

Claims

성형 부품(molded part)을 포함하는 카메라 모듈로서,
상기 성형 부품은, 중합체 매트릭스 내에 분포된 이온성 액체를 포함하는 중합체 조성물을 포함하고,
상기 이온성 액체는 400℃ 이하의 융점을 갖고, 양이온 화학종 및 대응 이온(counterion)을 함유하는 염이고,
상기 중합체 매트릭스는, 100℃ 이상의 유리 전이 온도를 갖는 방향족 중합체를 포함하는, 카메라 모듈.
제 1 항에 있어서,
상기 이온성 액체가 상기 조성물의 0.1 중량% 내지 10 중량%를 구성하는, 카메라 모듈.
제 1 항에 있어서,
상기 방향족 중합체가 상기 조성물의 25 중량% 내지 95 중량%를 구성하는, 카메라 모듈.
제 1 항에 있어서,
상기 양이온 화학종이 4급 오늄(onium)인, 카메라 모듈.
제 4 항에 있어서,
상기 4급 오늄이, 구조식 N⁺R¹R²R³R⁴를 갖는 암모늄 화합물이고, 이때 R¹, R², 및/또는 R³은 독립적으로 C₁-C₆ 알킬이고, R⁴는 수소 또는 C₁-C₄ 알킬 기인, 카메라 모듈.
제 5 항에 있어서,
상기 암모늄 화합물이 트라이-부틸메틸암모늄인, 카메라 모듈.
제 1 항에 있어서,
상기 대응 이온이 할로겐, 설페이트, 설포네이트, 설포석시네이트, 아마이드, 이미드, 보레이트, 포스페이트, 포스피네이트, 안티모네이트, 알루미네이트, 지방산 카복실레이트, 시아네이트, 아세테이트, 또는 이들의 조합물인, 카메라 모듈.
제 1 항 또는 제 7 항에 있어서,
상기 대응 이온이 비스(펜타플루오로에틸설폰일)이미드, 비스(트라이플루오로메틸설폰일)이미드, 또는 비스(트라이-플루오로메틸)이미드인, 카메라 모듈.
제 1 항에 있어서,
상기 방향족 중합체가 반결정성인, 카메라 모듈.
제 9 항에 있어서,
상기 방향족 중합체가 폴리아마이드인, 카메라 모듈.
제 10 항에 있어서,
상기 폴리아마이드가 200℃ 이상의 융점을 갖는, 카메라 모듈.
제 10 항에 있어서,
상기 폴리아마이드가, 방향족 다이카복실산으로부터 유도된 방향족 반복 단위, 및 탄소수 4 내지 14의 지방족 다이아민으로부터 유도된 지방족 반복 단위를 포함하는, 카메라 모듈.
제 12 항에 있어서,
상기 방향족 다이카복실산이 테레프탈산인, 카메라 모듈.
제 12 항에 있어서,
상기 지방족 다이아민이 1,9-노난다이아민, 2-메틸-1,8-옥탄다이아민, 또는 이들의 조합물인, 카메라 모듈.
제 9 항에 있어서,
상기 방향족 중합체가 폴리아릴에터케톤인, 카메라 모듈.
제 1 항에 있어서,
상기 방향족 중합체가 비결정성(amorphous)인, 카메라 모듈.
제 16 항에 있어서,
상기 방향족 중합체가 폴리페닐렌 옥사이드인, 카메라 모듈.
제 16 항에 있어서,
상기 방향족 중합체가 폴리에터이미드인, 카메라 모듈.
제 16 항에 있어서,
상기 방향족 중합체가 폴리카보네이트인, 카메라 모듈.
제 19 항에 있어서,
상기 폴리카보네이트가, 비스페놀로부터 유도된 방향족 반복 단위를 포함하는, 카메라 모듈.
제 20 항에 있어서,
상기 비스페놀이 4,4'-이소프로필리덴다이페놀인, 카메라 모듈.
제 1 항에 있어서,
탄소 섬유, 흑연, 카본 블랙, 또는 이들의 조합물을 추가로 포함하는, 카메라 모듈.
제 1 항에 있어서,
광물 섬유, 유리 섬유, 또는 이들의 조합물을 추가로 포함하는, 카메라 모듈.
제 1 항에 있어서,
상기 성형 부품이, IEC 60093에 따라 측정시 1 x 10¹⁵ ohm 이하의 표면 저항률(surface resistivity) 및/또는 IEC 60093에 따라 측정시 1 x 10¹⁵ ohm·m 이하의 부피 저항률을 나타내는, 카메라 모듈.
제 1 항에 있어서,
상기 이온성 액체가 트라이부틸메틸암모늄 비스-(트라이플루오로메틸설폰일)이미드를 포함하는, 카메라 모듈.
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