DE102011008465A1

DE102011008465A1 - Wärmeableitungselement, umfassend Schaum einer Harzzusammensetzung

Info

Publication number: DE102011008465A1
Application number: DE102011008465A
Authority: DE
Inventors: Kenji Atarashi
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 2010-04-23
Filing date: 2011-01-13
Publication date: 2011-10-27
Also published as: US20110260096A1; CN102234443A; JP2011241375A

Abstract

Ein Wärmeableitungselement, umfassend Schaum einer Harzzusammensetzung, welche ein thermoplastisches Harz, Kohlefaser und ein modifiziertes Polyolefin enthält, das durch eine ungesättigte Carbonsäure oder ihr Derivat modifiziert wurde, wobei die Harzzusammensetzung einen Schmelzindex von 5 g/10 Minuten oder mehr aufweist und der Schaum ein Aufschäumungsverhältnis von 1,05 bis weniger als 1,70 aufweist und eine thermische Leitfähigkeit in einer horizontalen Richtung von 1 W/m·K oder mehr und in einer vertikalen Richtung von 0,6 W/m·K oder mehr aufweist, gemessen mit einem Laserblitzverfahren; und ein Teil für eine Beleuchtungsapparatur, umfassend das vorstehende Wärmeableitungselement.

Description

Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wärmeableitungselement, umfassend Schaum einer Harzzusammensetzung.
Hintergrund der Erfindung
In den letzten Jahren hat eine Beleuchtung mit LED unter einem Gesichtspunkt des Energiesparens eine Beleuchtung mit Glühlampen und Leuchtstofflampen ersetzt. Ungenügende Wärmeableitung aus einer LED-Vorrichtung führt zu Verschlechterung des Leistungsvermögens und Verkürzung der Lebensdauer der LED-Vorrichtung. Deshalb ist ein Kühlkörper, der aus einer Legierung mit hoher thermischer Leitfähigkeit hergestellt ist, wie eine Aluminiumlegierung, verwendet worden, damit Wärme, die aus einer LED-Vorrichtung erzeugt wurde, abgeleitet wird. Jedoch ist die Aluminiumlegierung viel schlechter in ihrer Bearbeitbarkeit und schwerer als ein thermoplastisches Harz, das durch ein Polyolefin dargestellt wird, auch wenn die Aluminiumlegierung in ihrem spezifischen Gewicht unter metallischen Legierungen niedrig ist. Demgemäß wurde ein leichtgewichtiges Wärmeableitungselement, das in seiner Bearbeitbarkeit ausgezeichnet ist, gewünscht.
JP 2008-69284 A offenbart eine Harzzusammensetzung, die 100 Gewichtsteile eines Matrixharzes und 100 bis 250 Gewichtsteile eines teilchenförmigen Harzes mit hoher thermischer Leitfähigkeit enthält, wobei das teilchenförmige Harz auf seiner Oberfläche eine Füllstoffschicht mit einer thermischen Leitfähigkeit von 10 W/m·K oder mehr aufweist.
JP 2007-238917 A offenbart eine thermisch leitfähige Harzzusammensetzung, die ein thermoplastisches Harz, ein Modifikationsmittel für die Schlagbeständigkeit und teilchenförmigen Graphit mit einem Seitenverhältnis von 10 bis 20, einem gewichtsgemittelten Teilchendurchmesser von 10 bis 200 μm und einem festen Kohlenstoffgehalt von 98 Gew.-% oder mehr enthält.
Zusammenfassung der Erfindung
Jedoch ist die vorstehende, in JP 2008-69284 A offenbarte Harzzusammensetzung in ihrer thermischen Leitfähigkeit unzureichend, und JP 2008-69284 A offenbart nichts über eine anisotrope Natur der thermischen Leitfähigkeit, auch wenn es eine bestimmte Menge an Überlegung über die Bearbeitbarkeit der Harzzusammensetzung offenbart. Eine große anisotrope Natur der thermischen Leitfähigkeit macht es schwierig, Wärme wirksam aus einem verhältnismäßig kompliziert geformten Wärmeableitungselement mit einer Wärme ableitenden Rippe abzuleiten. Die vorstehende, in JP 2007-238917 A offenbarte Harzzusammensetzung ist nicht ausreichend über ihre Bearbeitbarkeit untersucht, auch wenn JP 2007-238917 A eine anisotrope Natur der thermischen Leitfähigkeit offenbart.
Im Hinblick auf die vorstehenden Umstände hat die vorliegende Erfindung eine Aufgabe dahin gehend, ein Wärmeableitungselement mit guter thermischer Leitfähigkeit und einer kleinen anisotropen Natur der thermischen Leitfähigkeit bereitzustellen.
Die vorliegende Erfindung ist ein Wärmeableitungselement, umfassend Schaum einer Harzzusammensetzung, enthaltend:

– 45,0 bis 89,5 Gew.-% eines thermoplastischen Harzes;
– 10 bis 50 Gew.-% an Kohlefaser; und
– 0,5 bis 5,0 Gew.-% eines modifizierten Polyolefins, das mit einer ungesättigten Carbonsäure oder ihrem Derivat modifiziert wurde;

JIS K-7210

Ebenso ist die vorliegende Erfindung ein Teil für eine Beleuchtungsapparatur, umfassend das vorstehende Wärmeableitungselement.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt (1) ein Teststück [rechte Seite: mit einer Größe von 1 mm (Dicke: eine durch die mit einem Pfeil versehene Linie angegebene Richtung) × 12 mm (Höhe) × 10 mm (Breite)], das zum Messen der thermischen Leitfähigkeit in einer horizontalen Richtung verwendet wird, wobei die horizontale Richtung durch die mit einem Pfeil versehene Linie angegeben wird, und (2) ein Laminat, bestehend aus drei Platten (linke Seite), das zur Herstellung des vorstehenden Teststücks durch Schneidarbeit entlang der zwei gepunkteten Linien verwendet wird, wobei (2-1) diese drei Platten gut aneinander haften, (2-2) diese drei Platten durch ein Spritzgussverfahren hergestellt werden, (2-3) diese drei Platten in ihrer Größe gleich sind, 80 mm (Länge = Tiefe) × 10 mm (Breite, die der Breite einer Angussöffnung beim Spritzgießen entspricht) × 4 mm (Dicke), und (2-4) die vorstehende, durch die mit einem Pfeil versehene Linie angegebene horizontale Richtung (1, rechts) eine Maschinenrichtung beim Spritzgießen bedeutet.
2 zeigt (1) ein Teststück (rechte Seite), das zum Messen der thermischen Leitfähigkeit in einer vertikalen Richtung verwendet wird, wobei die vertikale Richtung durch die mit einem Pfeil versehene Linie angegeben wird, und (2) die Platte (linke Seite: vollständig dieselbe wie die Platte in 1), die zur Herstellung des vorstehenden Teststücks durch Schneidarbeit verwendet wird. Deshalb bedeutet die vorstehende, durch die mit einem Pfeil versehene Linie angegebene vertikale Richtung (2, rechts) eine Richtung vertikal zu der vorstehenden Maschinenrichtung.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Thermoplastisches Harz
Das thermoplastische Harz in der vorliegenden Erfindung bedeutet ein Harz, das bei 200 bis 450°C formbar ist. Beispiele dafür sind ein Polyolefinharz, ein Polystyrolharz, ein Polyamidharz, ein halogeniertes Vinylharz, ein Polyacetalharz, ein Polyesterharz, ein Polycarbonatharz, ein Polyarylsulfonharz, ein Polyarylketonharz, ein Polyphenylenetherharz, ein Polyphenylensulfidharz, ein Polyaryletherketonharz, ein Polyethersulfonharz, ein Polyphenylensulfidsulfonharz, ein Polyallylatharz, ein flüssigkristallines Polyesterharz, ein Fluorharz und eine Kombination von zwei oder mehreren davon. Unter diesen wird ein Polyolefinharz oder ein Polystyrolharz unter einem Gesichtspunkt der Bearbeitbarkeit für ein verhältnismäßig kompliziert geformtes Teil, wie ein elektrisches oder elektronisches Teil, bevorzugt.
Bevorzugte Beispiele für das vorstehende Polyolefinharz sind (1) ein Polypropylenharz, das eine Propyleneinheit als eine Hauptmonomereinheit enthält, (2) ein Polyethylenharz, das eine Ethyleneinheit als eine Hauptmonomereinheit enthält, (3) ein α-Olefinharz, das eine α-Olefineinheit als eine Hauptmonomereinheit enthält, wobei das α-Olefin 4 oder mehr Kohlenstoffatome aufweist, wobei die vorstehende „Monomereinheit”, wie die „Propyleneinheit” und die „Ethyleneinheit”, eine Einheit eines polymerisierten Monomers bedeutet.
Beispiele für das vorstehende Polypropylenharz sind ein Propylenhomopolymer, ein statistisches Propylen-Ethylen-Copolymer und ein Propylen-Ethylen-Blockcopolymer, das mit einem Herstellungsverfahren, umfassend die Schritte (i) Polymerisieren von Propylen, wodurch ein Propylenhomopolymer erzeugt wird, und (ii) Copolymerisieren von Propylen mit Ethylen in Gegenwart des Propylenhomopolymers, wodurch ein Propylen-Ethylen-Copolymer erzeugt wird, wobei das vorstehende Blockcopolymer im Wesentlichen ein Gemisch aus dem Propylenhomopolymer mit dem Propylen-Ethylen-Copolymer ist, hergestellt wird. Unter diesen wird das Propylen-Ethylen-Blockcopolymer bevorzugt.
Beispiele für das vorstehende Ethylenharz sind ein Ethylenhomopolymer und ein statistisches Ethylen-α-Olefin-Copolymer, wobei das α-Olefin 4 oder mehr Kohlenstoffatome aufweist.
Ein Beispiel für das vorstehende α-Olefinharz ist ein statistisches α-Olefin-Propylen-Copolymer.
Beispiele für das α-Olefin mit 4 oder mehr Kohlenstoffatomen sind 1-Buten, 2-Methyl-1-propen, 2-Methyl-1-buten, 3-Methyl-1-buten, 1-Hexen, 2-Ethyl-1-buten, 2,3-Dimethyl-1-buten, 1-Penten, 2-Methyl-1-penten, 3-Methyl-1-penten, 4-Methyl-1-penten, 3,3-Dimethyl-1-buten, 1-Hepten, Methyl-1-hexen, Dimethyl-1-penten, Ethyl-1-penten, Trimethyl-1-buten, Methylethyl-1-buten, 1-Octen, Methyl-1-penten, Ethyl-1-hexen, Dimethyl-1-hexen, Propyl-1-hepten, Methylethyl-1-hepten, Trimethyl-1-penten, Propyl-1-penten, Diethyl-1-buten, 1-Nonen, 1-Decen, 1-Undecen und 1-Dodecen. Unter ihnen wird 1-Buten, 1-Penten, 1-Hexen oder 1-Octen bevorzugt.
Beispiele für ein Polymerisationsverfahren eines Olefins sind (1) ein Massepolymerisationsverfahren, das in einem Medium aus einem Olefin durchgeführt wird, welches bei der Polymerisationstemperatur flüssig ist, (2) ein Lösungs- oder Aufschlämmungspolymerisationsverfahren, das in einem inerten Kohlenwasserstofflösungsmittel durchgeführt wird, wie Propan, Butan, Isobutan, Pentan, Hexan, Heptan und Octan, und (3) ein Gasphasenpolymerisationsverfahren, das in einem Medium aus einem gasförmigen Olefin durchgeführt wird. Diese Polymerisationsverfahren werden auf eine chargenweise Art oder auf eine stufenweise Art unter Verwendung mehrerer Polymerisationsreaktoren, die miteinander in Reihe verbunden sind, oder auf eine kombinierte Art davon durchgeführt. Unter einem industriellen und ökonomischen Gesichtspunkt wird ein kontinuierliches Gasphasenpolymerisationsverfahren oder ein Masse-Gasphasenpolymerisationsverfahren, das kontinuierlich sowohl ein Massepolymerisationsverfahren als auch ein Gasphasenpolymerisationsverfahren durchführt, bevorzugt. Die Polymerisationsbedingungen, wie Polymerisationstemperatur, Polymerisationsdruck, Polymerisationsdauer, eine Monomerkonzentration, eine verwendete Katalysatormenge, werden willkürlich bestimmt.
Beispiele für einen Katalysator, der für die vorstehende Olefinpolymerisation verwendet wird, sind ein Katalysator mit mehreren aktiven Zentren, der unter Verwendung einer festen Katalysatorkomponente, die ein Titanatom, ein Magnesiumatom und ein Halogenatom enthält, erzeugt wird, und ein Katalysator mit einem einzigen aktiven Zentrum, wie ein Metallocenkatalysator. Der erstere Katalysator mit mehreren aktiven Zentren wird für die Herstellung des vorstehenden Polypropylenharzes bevorzugt.
Ein Anteil der isotaktischen Pentade des vorstehenden Propylenhomopolymers beträgt vorzugsweise 0,95 oder mehr und ferner vorzugsweise 0,98 oder mehr, gemessen mit einem ¹³C-NMR-Verfahren. Der Anteil der isotaktischen Pentade bedeutet einen Anteil einer Propyleneinheit, die im Zentrum einer isotaktischen Kette auf Basis einer Pentade vorliegt, die in einer molekularen Kette des Propylenhomopolymers enthalten ist; mit anderen Worten, ein Anteil der isotaktischen Pentade ist ein Anteil einer Propyleneinheit, der in einer Kette vorliegt, die aus einer sequenziellen meso-Bindung von fünf Propyleneinheiten besteht, wobei die „Kette, die aus einer sequenziellen meso-Bindung von fünf Propyleneinheiten besteht” nachstehend als „mmmm” bezeichnet wird. Der Anteil der isotaktischen Pentade wird mit einem ¹³C-NMR-Verfahren gemessen, das in Macromolecules, 6, 925 (1973), verfasst von A. Zambelli et al., offenbart wird, wobei der Anteil der isotaktischen Pentade ein Verhältnis einer mmmm-Peakfläche zu einer Absorptionspeakfläche in einem Methylkohlenstoffbereich ist.
Das vorstehende thermoplastische Harz weist einen Schmelzindex (MFR) von vorzugsweise 30 bis 200 g/10 Minuten und stärker bevorzugt 50 bis 100 g/10 Minuten auf, gemessen bei 230°C unter einer Last von 2,16 kg gemäß JIS K-7210.
Das thermoplastische Harz ist in der Harzzusammensetzung in einer Menge von 45,0 bis 89,5 Gew.-%, vorzugsweise 55,0 bis 79,5 Gew.-% und stärker bevorzugt 60,0 bis 74,5 Gew.-% enthalten. Wenn seine Menge kleiner als 45,0 Gew.-% ist, kann Formschäumen der Harzzusammensetzung schwierig sein, was zu einer großen anisotropen Natur der thermischen Leitfähigkeit des geformten Schaums führt. Wenn seine Menge größer als 89,5 Gew.-%, kann der geformte Schaum in seiner thermischen Leitfähigkeit unzureichend sein.
Kohlefaser
Die Kohlefaser in der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise eine Pechkohlefaser mit einer thermischen Leitfähigkeit von mehr als 200 W/m·K. Beispiele dafür sind DIALEAD (Handelsname), hergestellt von Mitsubishi Plastics, Inc., und RAHEAMA (Handelsname), hergestellt von Teijin Limited.
Die Kohlefaser kann an ihrer Oberfläche mit einem Bindemittel behandelt sein. Beispiele für das Bindemittel sind das vorstehende Polyolefinharz, ein Polyurethanharz, ein Polyesterharz, ein Acrylharz, ein Epoxidharz, Stärke und Pflanzenöl. Diese Bindemittel können mit einem mit Säure modifizierten Polyolefin, einem Oberflächenvorbehandlungsmittel, wie ein Silan-Kupplungsmittel, oder einem Schmiermittel, wie Paraffinwachs, kombiniert werden.
Beispiele für ein Verfahren zur Behandlung der Kohlefaser mit einem Bindemittel sind (1) ein Verfahren, umfassend einen Schritt des Eintauchens der Kohlefaser in eine wässrige Lösung eines Bindemittels, und (2) ein Verfahren, umfassend einen Schritt des Sprühens einer wässrigen Lösung eines Bindemittels auf die Kohlefaser.
Die Kohlefaser, die in der Harzzusammensetzung enthalten ist, weist ein Zahlenmittel der Faserlänge von vorzugsweise 0,5 mm oder länger und stärker bevorzugt 0,7 mm oder länger auf und weist einen Faserdurchmesser von vorzugsweise 5 μm oder größer auf, wobei die Länge zu einer kleinen anisotropen Natur der thermischen Leitfähigkeit führt. Das vorstehende Zahlenmittel der Faserlänge (Einheit: mm) kann mit einem Verfahren gemessen werden, umfassend die Schritte (i) Entfernen eines Harzes aus der Harzzusammensetzung mit einem Soxhlet-Extraktor (Lösungsmittel: Xylol), wodurch die Faser zurückgewonnen wird, und (ii) Messen ihres Zahlenmittels der Faserlänge mit einem Verfahren, das in JP 2002-5924 A offenbart wird.
Die Kohlefaser ist in der Harzzusammensetzung in einer Menge von 10 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 40 Gew.-% und stärker bevorzugt 25 bis 35 Gew.-% enthalten. Wenn ihre Menge kleiner als 10 Gew.-% ist, kann der erhaltene Schaum in seiner thermischen Leitfähigkeit unzureichend sein. Wenn ihre Menge größer als 50 Gew.-% ist, kann die Harzzusammensetzung in ihrer Schäumbarkeit unterlegen sein.
Modifiziertes Polyolefin
Auch wenn das modifizierte Polyolefin in der vorliegenden Erfindung eine Art von thermoplastischem Harz ist, ist das modifizierte Polyolefin in der vorliegenden Erfindung von dem vorstehenden thermoplastischen Harz verschieden; das vorstehende thermoplastische Harz umfasst nämlich nicht das modifizierte Polyolefin in der vorliegenden Erfindung. Beispiele für das modifizierte Polyolefin in der vorliegenden Erfindung sind die folgenden (a), (b), (c) und (d) und eine Kombination von zwei oder mehreren davon:

(a) ein modifiziertes Polyolefin, erhalten mit einem Verfahren, umfassend einen Schritt des Pfropfens von einer oder mehreren Verbindungen, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einer ungesättigten Carbonsäure und ihrem Derivat, auf ein Olefinhomopolymer;
(b) ein modifiziertes Polyolefin, erhalten mit einem Verfahren, umfassend einen Schritt des Pfropfens von einer oder mehreren Verbindungen, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einer ungesättigten Carbonsäure und ihrem Derivat, auf ein Olefincopolymer aus zwei oder mehreren Olefinen;
(c) ein modifiziertes Polyolefin, erhalten mit einem Verfahren, umfassend einen Schritt des Pfropfens von einer oder mehreren Verbindungen, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einer ungesättigten Carbonsäure und ihrem Derivat, auf ein Olefinblockcopolymer, das mit einem Verfahren hergestellt wurde, umfassend die Schritte (i) Polymerisieren eines Olefins, wodurch ein Olefinhomopolymer erzeugt wird, und (ii) Copolymerisieren von zwei oder mehreren Olefinen in Gegenwart des Olefinhomopolymers; und
(d) ein modifiziertes Polyolefin, erhalten mit einem Verfahren, umfassend einen Schritt des Copolymerisierens von einem oder mehreren Olefinen mit einer oder mehreren Verbindungen, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einer ungesättigten Carbonsäure und ihrem Derivat.

Beispiele für ein Olefinhomopolymer oder -copolymer, das zur Herstellung des vorstehenden modifizierten Polyolefins (a) oder (b) verwendet wird, sind Polypropylen, Polyethylen und ein Poly-α-olefin, das eine α-Olefineinheit mit vier oder mehr Kohlenstoffatomen als eine Hauptmonomereinheit enthält.
Beispiele für die vorstehende ungesättigte Carbonsäure sind Maleinsäure, Fumarsäure, Itaconsäure, Acrylsäure und Methacrylsäure.
Beispiele für das vorstehende Derivat einer ungesättigten Carbonsäure sind ein Säureanhydrid der vorstehenden ungesättigten Carbonsäure, ein Ester davon, ein Amid davon, ein Imid davon und ein Metallsalz davon. Spezifische Beispiele dafür sind Maleinsäureanhydrid, Itaconsäureanhydrid, Methylacrylat, Ethylacrylat, Butylacrylat, Glycidylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Butylmethacrylat, Glycidylmethacrylat, 2-Hydroxyethylmethacrylat, Monoethylmaleat, Diethylmaleat, Monomethylfumarat, Dimethylfumarat, Acrylamid, Methacrylamid, ein Monoamid von Maleinsäure, ein Diamid von Maleinsäure, ein Monoamid von Fumarsäure, Maleimid, N-Butylmaleimid und Natriummethacrylat. Die ungesättigte Carbonsäure oder ihr Derivat in der vorliegenden Erfindung bedeutet eine Verbindung, wie Zitronensäure und Äpfelsäure, welche durch eine Reaktion, die bei einem Modifizierungsschritt auftritt, wie eine Dehydratationsreaktion, in eine ungesättigte Carbonsäure oder ihr Derivat umgewandelt werden kann.
Die ungesättigte Carbonsäure oder ihr Derivat ist vorzugsweise Glycidylacrylat, Glycidylmethacrylat, Maleinsäureanhydrid Oder 2-Hydroxyethylmethacrylat.
Beispiele für ein Verfahren zur Herstellung des vorstehenden modifizierten Polymers sind ein Lösungsverfahren, ein Masseverfahren, ein Schmelzknetverfahren und ein kombiniertes Verfahren von zwei oder mehreren davon, wobei diese Verfahren in einem Dokument, wie „Practical Polymer Alloy Designing", verfasst von Humio IDE, veröffentlicht von Kogyo Chosakai Publishing Co., Ltd. (1996); Prog. Polym. Sci., 24, 81–142 (1999); JP 2002-308947 A ; JP 2004-292581 A ; JP 2004-217753 A ; und JP 2004-217754 A , offenbart werden.
Das vorstehende modifizierte Polyolefin kann ein im Handel erhältliches modifiziertes Polyolefin, wie MODIPER (Handelsname), hergestellt von NOF Corporation; BLEMMER CP (Handelsname), hergestellt von NOF Corporation; BONDFAST (Handelsname), hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.; BONDINE (Handelsname), hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.; REXPEARL (Handelsname), hergestellt von Japan Polyethylene Corporation; ADMER (Handelsname), hergestellt von Mitsui Chemicals, Inc.; MODIC AP (Handelsname), hergestellt von Mitsubishi Chemical Corporation; POLYBOND (Handelsname), hergestellt von Chemtura Corporation; und YUMEX (Handelsname), hergestellt von Sanyo Chemical Industries, Ltd., sein.
Das modifizierte Polyolefin ist in der Harzzusammensetzung in einer Menge von 0,5 bis 5,0 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 3,0 Gew.-% und stärker bevorzugt 0,5 bis 2,0 Gew.-% enthalten. Wenn seine Menge kleiner als 0,5 Gew.-% ist, kann (i) das Wärmeableitungselement in seiner Bindungsfähigkeit an ein Metallteil unterlegen sein oder kann (ii) das Wärmeableitungselement unzureichende Haftung an eine LED-Vorrichtung ergeben, wodurch sich eine Lücke bildet. Eine solche unzureichende Haftung führt zu einem Einströmen von Luft in die LED durch die Lücke, und so verhindert die Luft die Wärmeleitung von der LED zu dem Wärmeableitungselement, was zu unzureichender Wärmeableitung führt. Wenn seine Menge größer als 5,0 Gew.-% ist, kann der erhaltene Schaum in seiner thermischen Leitfähigkeit unzureichend sein.
Organische Faser
Beispiele für die organische Faser in der vorliegenden Erfindung sind synthetische Faser, wie Polyesterfaser, Polyamidfaser, Polyurethanfaser, eine Polyimidfaser, Polyolefinfaser und Polyacrylnitrilfaser; und Pflanzenfaser, wie Kenaffaser. Unter diesen wird Polyesterfaser bevorzugt.
Die organische Faser wird vorzugsweise in einer Kombination davon mit einem Polymer verwendet, wie das vorstehende thermoplastische Harz, das vorstehende modifizierte Polyolefin, Polyesterelastomer und Styrol-Butadien-Elastomer; es wird nämlich vorzugsweise als eine organische Faser enthaltende Harzzusammensetzung verwendet. Ein Beispiel für ein Verfahren zur Herstellung der organische Faser enthaltenden Harzzusammensetzung ist dasjenige, das in JP 2006-8995 A offenbart wird. Die organische Faser enthaltende Harzzusammensetzung enthält die organische Faser in einer Menge von üblicherweise 10 bis 60 Gew.-%, mit der Maßgabe, dass das Gesamtgewicht der organischen Faser und des Polymers 100 Gew.-% beträgt. Wenn die organische Faser enthaltende Harzzusammensetzung unter Verwendung des thermoplastischen Harzes oder modifizierten Polyolefins in der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, wird seine verwendete Menge in der vorstehend definierten Menge des thermoplastischen Harzes oder modifizierten Polyolefins in der vorliegenden Erfindung, 45,0 bis 89,5 Gew.-% oder 0,5 bis 3,0 Gew.-%, gezählt.
Die Harzzusammensetzung in der vorliegenden Erfindung enthält die organische Faser als eine optionale Komponente in einer Menge von üblicherweise 3 bis 10 Gewichtsteilen und vorzugsweise 3 bis 5 Gewichtsteilen, mit der Maßgabe, dass das Gesamtgewicht des thermoplastischen Harzes (beispielsweise ein Polyolefinharz), der Kohlefaser und des modifizierten Polyolefins 100 Gewichtsteile beträgt.
Füllstoff und Zusatzstoff
Die Harzzusammensetzung in der vorliegenden Erfindung kann einen beliebigen Füllstoff enthalten, wie Glasfaser, Talkum, Wollastonit und Glasplättchen. Die Harzzusammensetzung kann auch einen beliebigen Zusatzstoff enthalten, wie ein Neutralisationsmittel, ein Weichmacher, ein Schmiermittel, ein Formentrennmittel, ein Klebstoffschutzmittel, ein Antioxidans, ein thermischer Stabilisator, ein Lichtschutzmittel, ein Flammenhemmstoff, ein Pigment und ein Farbstoff, damit die Verarbeitung, mechanische, elektrische, thermische oder Oberflächenmerkmale oder die Lichtbeständigkeit der Harzzusammensetzung verbessert werden.
Harzzusammensetzung
Die Harzzusammensetzung in der vorliegenden Erfindung ist in ihrem Herstellungsverfahren nicht begrenzt. Ein Beispiel dafür ist ein Verfahren, umfassend die Schritte (i) homogenes Mischen von vorstehendem thermoplastischem Harz, Kohlefaser und modifiziertem Polyolefin und der vorstehend gegebenenfalls verwendeten organischen Faser, Füllstoff oder Zusatzstoff miteinander unter Verwendung eines Henschel-Mischers oder eines Freifallmischers und (ii) Schmelzkneten des resultierenden Gemischs mit einem Plastifiziergerät. Das Plastifiziergerät ist vorzugsweise in seiner Temperatur und Rührbedingung reguliert, um Abschneiden der Kohlefaser während des Schmelzknetens zu verhindern, wodurch die Bildung von kurzer Kohlefaser unterdrückt wird.
Das vorstehende thermoplastische Harz, Kohlefaser und modifizierte, Polyolefin und gegebenenfalls verwendete organische Faser, Füllstoff oder Zusatzstoff und ferner gegebenenfalls verwendeter Kautschuk, wie Polyolefinelastomer, Polyesterelastomer, Polyurethanelastomer und Polyvinylchloridelastomer, werden in ein Plastifiziergerät durch einen Einlass des Plastifiziergeräts oder durch mehrere Einlässe davon getrennt voneinander zugeführt. Das Plastifiziergerät erhitzt das thermoplastische Harz bis zu einer höheren Temperatur als seine Schmelztemperatur und knetet das resultierende geschmolzene thermoplastische Harz. Beispiele für das Plastifiziergerät sind ein Banbury-Mischer, ein Einschneckenextruder, ein gleichläufiger Doppelschneckenextruder (beispielsweise TEM (Handelsname), hergestellt von Toshiba Machine Co., Ltd., und TEX (Handelsname), hergestellt von The Japan Steel Works, Ltd.) und ein gegenläufiger Doppelschneckenextruder (beispielsweise FCM (Handelsname), hergestellt von Kobe Steel, Ltd., und CMP (Handelsname), hergestellt von The Japan Steel Works, Ltd.).
Schaum
Der Schaum in der vorliegenden Erfindung kann mit einem Verfahren hergestellt werden, umfassend die Schritte (i) Zugeben eines Treibmittels zu der vorstehenden Harzzusammensetzung und (ii) Formschäumen. Beispiele für das Treibmittel sind ein chemisches Treibmittel und ein physikalisches Treibmittel. Das Treibmittel wird in einer Menge von vorzugsweise 0,1 bis 10 Gewichtsteilen und stärker bevorzugt 0,2 bis 8 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen der Harzzusammensetzung verwendet. Das Formschäumen bringt eine Ausrichtung der Kohlefaser durcheinander, was zu einem Schaum mit einer kleinen anisotropen Natur der thermischen Leitfähigkeit führt und insbesondere zu einem Schaum mit verbesserter thermischer Leitfähigkeit in seiner vertikalen Richtung.
Das vorstehende Treibmittel ist eine anorganische oder organische Verbindung und wird einzeln oder in Kombination von zwei oder mehreren dieser Verbindungen verwendet. Ein Beispiel für das anorganische Treibmittel ist ein Hydrogencarbonat, wie Natriumhydrogencarbonat. Beispiele für das organische Treibmittel sind eine Polycarbonsäure, wie Zitronensäure, und eine Azoverbindung, wie Azodicarbonamid (ADCA).
Beispiele für das vorstehende physikalische Treibmittel sind ein inertes Gas, wie Stickstoff und Kohlendioxid, und eine flüchtige organische Verbindung. Unter diesen wird Kohlendioxid in einem überkritischen Zustand, Stickstoff oder eine Kombination davon bevorzugt. Gleich wie das vorstehende chemische Treibmittel wird das physikalische Treibmittel einzeln oder in Kombination von zwei oder mehreren davon verwendet. Das physikalische Treibmittel kann in Kombination mit dem chemischen Treibmittel verwendet werden. Das physikalische Treibmittel wird vorzugsweise mit der geschmolzenen Harzzusammensetzung in seinem überkritischen Zustand gemischt. Da das physikalische Treibmittel in einem überkritischen Zustand eine hohe Löslichkeit für ein Harz aufweist, kann es homogen in die geschmolzene Harzzusammensetzung in einer kurzen Zeit eindiffundieren, was zu einem Schaum mit einem hohen Aufschäumungsverhältnis und einer homogenen Schaumzellenstruktur führt. Ein Beispiel für ein Verfahren zum Mischen eines physikalischen Treibmittels mit der geschmolzenen Harzzusammensetzung ist ein Verfahren, umfassend einen Schritt des Eintreten Lassens des physikalischen Treibmittels in eine Düse oder einen Zylinder eines Spritzgießgeräts.
Beispiele für ein Formschäumverfahren einer Harzzusammensetzung sind ein Spritzguss-Formschäumverfahren, ein Press-Formschäumverfahren, ein Extrusions-Formschäumverfahren und ein Präge-Formschäumverfahren. Unter diesen wird ein Spritzguss-Formschäumverfahren oder ein Press-Formschäumverfahren bevorzugt.
Der Schaum in der vorliegenden Erfindung weist ein Aufschäumungsverhältnis von 1,05 bis weniger als 1,70 und vorzugsweise 1,05 bis weniger als 1,50 auf. Wenn das Aufschäumungsverhältnis 1,70 oder mehr beträgt, ist eine absolute Menge der Kohlefaser, die in einer Volumeneinheit des Schaums enthalten ist, zu klein, was zu einem Wärmeableitungselement mit unzureichender thermischer Leitfähigkeit führt.
Das Aufschäumungsverhältnis kann erhalten werden, indem eine Dichte der Harzzusammensetzung durch eine Dichte des Schaums dividiert wird, wobei die Dichte gemäß ASTM D792 gemessen wird.
Damit die thermische Leitfähigkeit in der vertikalen Richtung des Schaums verbessert wird, ist mindestens eine Oberfläche des Schaums aus dem folgenden Grund vorzugsweise eine ebene und glatte Hautschicht, die zur Zeit des Formschäumens erzeugt wird. Wenn eine Metalldünnschicht (beispielsweise Aluminiumdünnschicht) mit einem Schaum ohne ebene und glatte Hautschicht verbunden wird, kann ein solcher Schaum unzureichende Haftung an der Metalldünnschicht ergeben, wodurch sich eine Lücke bildet. Eine solche unzureichende Haftung führt zu einem Einströmen von Luft zwischen die Metalldünnschicht und den Schaum durch die Lücke, und so verhindert die Luft die Wärmeleitung in der vertikalen Richtung.
Der Schaum in der vorliegenden Erfindung kann ein Oberhautmaterial aufweisen, das an seiner Teiloberfläche befestigt ist, damit die thermische Leitfähigkeit in einer horizontalen Richtung des Schaums weiter verbessert wird. Das Oberhautmaterial kann ein Material sein, das auf dem Fachgebiet bekannt ist, und ein Beispiel dafür ist eine Dünnschicht eines Metalls mit hoher thermischer Leitfähigkeit, wie Aluminium.
Da das Wärmeableitungselement der vorliegenden Erfindung leichtgewichtig ist und gute thermische Leitfähigkeit und eine kleine anisotrope Natur der thermischen Leitfähigkeit aufweist, kann es vorzugsweise für ein Wärme erzeugendes elektrisches oder elektronisches Teil, wie ein Teil für eine Beleuchtungsapparatur (beispielsweise LED-Beleuchtung), verwendet werden, selbst wenn das elektrische oder elektronische Teil eine verhältnismäßig komplizierte Form aufweist.
Beispiel
Die vorliegende Erfindung wird ausführlicher unter Bezug auf die folgenden Beispiele erläutert, welche die vorliegende Erfindung nicht begrenzen.
Die verwendeten Komponenten (Ausgangsmaterialien) waren wie folgt:
1. Thermoplastisches Harz
NOBLENE AU161C (Handelsname der Sumitomo Chemical Co., Ltd.):
Ein Propylen-Ethylen-Blockcopolymer, hergestellt mit dem vorstehend erwähnten Verfahren, wobei ein Anteil der isotaktischen Pentade seines Propylenhomopolymerteils 0,98 beträgt und ein Anteil seines Propylen-Ethylen-Copolymerteils 12 Gew.-% beträgt und sein MFR 90 g/10 Minuten beträgt.
Der vorstehende Anteil „12 Gew.-%” wurde aus der folgenden Formel erhalten: X = 1 – (ΔHf)T/(ΔHf)P wobei X ein Anteil eines Propylen-Ethylen-Copolymerteils ist; (ΔHf)T eine Schmelzwärme eines Propylen-Ethylen-Blockcopolymers, gemessen durch Differentialscanningkalorimetrie (DSC) ist; und (ΔHf)P eine Schmelzwärme eines Propylenhomopolymerteils, dadurch gemessen, ist.
2. Kohlefaser
DIALEAD K223HE (Handelsname der Mitsubishi Plastics, Inc.):
Ihre Faserlänge, Faserdurchmesser bzw. thermische Leitfähigkeit, die in ihrem Katalog aufgeführt sind, betragen 6 mm, 11 μm bzw. 550 W/m·K.
3. Modifiziertes Polyolefin
Mit Maleinsäureanhydrid modifiziertes Polypropylen:
Dieses modifizierte Polyolefin wurde mit einem Verfahren hergestellt, das in Beispiel 1 von JP 2004-197068 A offenbart wird, und von ihm wurde gefunden, dass es einen MFR von 70 g/10 Minuten und eine Pfropfmenge an Maleinsäureanhydrid von 0,6 Gew.-% aufwies, wobei die Gesamtsumme an dem modifizierten Polyolefin 100 Gew.-% betrug, gemessen auf der Basis eines Absorptionspeaks von Maleinsäureanhydrid in einem IR-Spektrum des modifizierten Polyolefins.
4. Organische Faser enthaltende Harzzusammensetzung
Eine organische Faser enthaltende Harzzusammensetzung wurde mit einem Verfahren hergestellt, umfassend die Schritte:

(1) Tränken von Polyethylen-2,6-naphthalat-Faser mit einem Durchmesser von 35 μm mit einem geschmolzenen Harz bei etwa 200°C gemäß einem in JP 3-121146 A offenbarten Verfahren, worin (1-1) die Polyethylen-2,6-naphthalat-Faser von Teijin Fibers Limited durch Schmelzspinnen von Chips aus Polyethylen-2,6-naphthalat mit einer Grenzviskosität von 0,62 du dL/g hergestellt wurde, wobei die Polyethylennaphthalat-Faser auf ihrer Oberfläche 2,0 Gew.-% eines Polyurethanharzes hatte, (1-2) die Polyethylen-2,6-naphthalat-Faser kontinuierlich durch eine mit einem Extruder verbundene Kreuzkopfdüse gezogen wurde, (1-3) das geschmolzene Harz kontinuierlich aus dem Extruder zugeführt wurde, (1-4) das geschmolzene Harz ein Gemisch war aus 95 Gewichtsteilen eines Propylenhomopolymers NOBLENE U501E-1 mit einem Schmelzindex von 120 g/10 Minuten, hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd., mit 5 Gewichtsteilen eines mit Maleinsäureanhydrid modifizierten Polyolefins, das einen Schmelzindex von 70 g/10 Minuten aufwies und 0,6 Gew.-% an gepfropftem Maleinsäureanhydrid enthielt, hergestellt gemäß Beispiel 1 aus JP 2004-197068 A ;
(2) Durchleiten der getränkten Faser durch eine Kreuzkopfdüse, um einen Strang zu erzeugen;
(3) Ziehen des Strangs mit einer Zuggeschwindigkeit von 13 Meter/Minute; und
(4) Schneiden des Strangs, wodurch eine organische Faser enthaltende Harzzusammensetzung in einer Form eines Pellets mit einer Länge von 11 mm erhalten wurde, wobei die organische Faser enthaltende Harzzusammensetzung 30,0 Gew.-% der organischen Faser, 66,5 Gew.-% des thermoplastischen Harzes und 3,5 Gew.-% des modifizierten Polyolefins enthielt, wobei das Gesamtgewicht dieser drei Komponenten 100 Gew.-% betrug.

5. Füllstoff

Ruß ENSACO 350G (Handelsname von TIMCAL Graphite & Carbon).

6. Zusatzstoff

6-1: Sumilizer GA80 (Handelsname von Sumitomo Chemical Co., Ltd.) mit einem chemischen Namen von 3,9-Bis[2-(3-(3-tert-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl)propionyloxy)-1,1-dimethylethyl]-2,4,8,10-tetraoxaspiro[5·5]undecan (Antioxidans).
6-2: Ultranox 626 (Markenhandelsname von GE Specialty Chemicals Inc.) mit einem chemischen Namen von Bis(2,4-di-tert-butylphenyl)pentaerythrit-diphosphit (Antioxidans).

Beispiele 1 bis 4 und Vergleichsbeispiele 1 bis 3
Die vorstehenden Ausgangsmaterialien wurden verwendet, um die Harzzusammensetzungen 1 bis 5 herzustellen, wie in Tabelle 1 aufgeführt. Diese Harzzusammensetzungen wurden mit einem Verfahren hergestellt, umfassend die Schritte (i) Abwiegen der Ausgangsmaterialien in ihren Mengen, wie in Tabelle 1 aufgeführt, mit der Maßgabe, dass die Gesamtmenge des thermoplastischen Harzes, der Kohlefaser und des modifizierten Polyolefins 100 Gew.-% und auch 100 Gewichtsteile betrug, (ii) Verbringen dieser in einen Kunststoffbeutel und heftiges Schwenken davon, wodurch sie homogen gemischt werden, (iii) Schmelzkneten des resultierenden Gemischs mit einem 20-mm-Einschneckenextruder VS 20-26, hergestellt von TANABE PLASTICS MACHINERY CO., LTD., bei einer Zylindertemperatur von 180°C und (iv) Schneiden der resultierenden schmelzgekneteten Harzzusammensetzung zu 3 mm Pellets.
Die vorstehenden Pellets wurden mit einem chemischen Treibmittel Celmike C-1, hergestellt von Sankyo Kasei Co., Ltd., in ihren Mengen, wie in Tabelle 2 aufgeführt, gemischt und das resultierende Gemisch wurde bei einer Zylindertemperatur von 220°C mit einer Spritzgussmaschine TOYO SI-30III, hergestellt von Toyo Seiki Seisaku-sho, LTD., bei einer Formentemperatur von 50°C und einer Einspritzgeschwindigkeit von 20 mm/s spritzgegossen, während der Druck von 25 MPa gehalten wurde, wodurch ein geschäumtes Teststück mit einer Größe von 80 mm × 10 mm × 4 mm (Dicke) hergestellt wurde.
Vergleichsbeispiel 1, das kein Treibmittel verwendete, wurde in ähnlicher Weise wie das vorstehende durchgeführt, wodurch ein nicht geschäumtes dichtes Teststück mit einer Größe von 80 mm × 10 mm × 4 mm (Dicke) hergestellt wurde.
Im Hinblick auf eine Menge an einem Material, das einem Zylinder einer Spritzgussmaschine zugeführt wurde, betrug ein „Abgabewert” in Vergleichsbeispiel 1 (Aufschäumungsverhältnis = 1,00) 53 mm; betrug der in den Beispielen 1 bis 4 44 mm; betrug der in Vergleichsbeispiel 2 35 mm; und betrug der in Vergleichsbeispiel 3 46 mm. Der Begriff „Abgabewert” wird im Allgemeinen in einem technischen Gebiet des Spritzgießens verwendet und entspricht einer Position eines Zylinders einer Spritzgussmaschine und entspricht deshalb einer Menge eines Materials, das einem Zylinder davon zugeführt wird. Je größer der Abgabewert ist, desto größer ist die Menge an einem zugeführten Material.
Der vorstehende Schmelzindex wurde bei 230°C unter einer Last von 2,16 kg gemäß JIS K7210 gemessen.
Das vorstehende Zahlenmittel der Faserlänge der Kohlefaser, die in dem Teststück enthalten war, wurde gemäß einem Verfahren gemessen, umfassend die Schritte:

(i) Entfernen des Harzes aus dem Teststück mit einem Soxhlet-Extraktor (Lösungsmittel: Xylol), wodurch die Kohlefaser zurückgewonnen wird; und
(ii) Messen ihres Zahlenmittels der Faserlänge mit einem in JP 2002-5924 A offenbarten Verfahren.

Das vorstehende Aufschäumungsverhältnis wurde gemessen, indem das spezifische Gewicht der Harzzusammensetzung durch das spezifische Gewicht des Teststücks dividiert wurde, wobei das spezifische Gewicht gemäß ASTM D792 gemessen wurde.
Die vorstehende thermische Leitfähigkeit wurde mit einem Laserblitzverfahren mit einem Gerät zur Messung von thermischen Konstanten TC-7000, hergestellt von ULVAC RICO Inc., wie folgt gemessen:

(1) die thermische Leitfähigkeit in einer horizontalen Richtung wurde unter Verwendung des Teststücks gemessen, wie in 1 (rechte Seite) gezeigt, dessen mit einem Pfeil versehene Linie die horizontale Richtung angibt; und
(2) die thermische Leitfähigkeit in einer vertikalen Richtung wurde unter Verwendung des Teststücks gemessen, wie in 2 (rechte Seite) gezeigt, dessen mit einem Pfeil versehene Linie die vertikale Richtung angibt.

Der vorstehende Biegemodul wurde gemäß JIS K7171 unter den folgenden Bedingungen gemessen:

– Messtemperatur von 23°C;
– Spannweite von 64 mm;
– Breite von 10 mm; und
– Belastungsgeschwindigkeit von 2,0 mm/Minute.

Die vorstehende Izod-Kerbschlagzähigkeit (gekerbt) wurde bei 23°C gemäß JIS K7110 gemessen.
Tabelle 2 zeigt das Folgende:

– die Beispiele 1 bis 4 stellten ein Teststück (Wärmeableitungselement) mit kleinem spezifischen Gewicht, hoher thermischer Leitfähigkeit sowohl in einer horizontalen Richtung als auch in einer vertikalen Richtung bereit;
– das Vergleichsbeispiel 2 stellte ein Teststück (geschäumtes Material) mit zu großem Aufschäumungsverhältnis und kleiner thermischer Leitfähigkeit in einer vertikalen Richtung bereit;
– beim Vergleich von Beispiel 1 mit Vergleichsbeispiel 1 (wobei beide dieselbe Harzzusammensetzung 3 wie das jeweils andere verwendeten und sich voneinander in ihrem Aufschäumungsverhältnis unterschieden) stellte Beispiel 1 ein Teststück (Wärmeableitungselement) mit höherer thermischer Leitfähigkeit in einer vertikalen Richtung als dasjenige in Vergleichsbeispiel 1 bereit;
– beim Vergleich von Beispiel 2 mit Vergleichsbeispiel 3 (wobei beide dieselbe Harzzusammensetzung 5 wie das jeweils andere verwendeten und sich voneinander in ihrem Aufschäumungsverhältnis unterschieden) stellte Beispiel 2 ein Teststück (Wärmeableitungselement) mit höherer thermischer Leitfähigkeit in einer vertikalen Richtung als dasjenige in Vergleichsbeispiel 3 bereit;
– die organische Faser, die in den Harzzusammensetzungen 2, 4 und 5 enthalten ist, trug zur Verbesserung der Izod-Kerbschlagzähigkeit bei; und
– das Beispiel 2 stellte ein Teststück (Wärmeableitungselement) mit kleinerer anisotroper Natur der thermischen Leitfähigkeit als dasjenige in Vergleichsbeispiel 3 bereit, wobei die anisotrope Natur davon als ein Wert definiert ist, der durch Dividieren der thermischen Leitfähigkeit in einer horizontalen Richtung durch die thermische Leitfähigkeit in einer vertikalen Richtung erhalten wird, wie in der folgenden Tabelle aufgeführt.

	Beispiel 2	Vgl.-Beispiel 3
Anisotrope Natur	3,3	5,5
Aufschäumungsverhältnis	1,07	1,04
Verwendete Harzzusammensetzung	Harzzusammensetzung 5

Beispiel 5 und Vergleichsbeispiele 4 bis 7
Die vorstehenden Ausgangsmaterialien wurden verwendet, um die Harzzusammensetzungen 6 bis 8 herzustellen, wie in Tabelle 3 aufgeführt. Diese Harzzusammensetzungen wurden mit einem Verfahren hergestellt, umfassend die Schritte (i) Abwiegen der Ausgangsmaterialien in ihren Mengen, wie in Tabelle 3 aufgeführt, mit der Maßgabe, dass die Gesamtmenge des thermoplastischen Harzes, der Kohlefaser, des modifizierten Polyolefins und des Füllstoffs 100 Gew.-% und auch 100 Gewichtsteile betrug, (ii) Verbringen dieser in einen Kunststoffbeutel und heftiges Schwenken davon, wodurch sie homogen gemischt werden, (iii) Schmelzkneten des resultierenden Gemischs bei 180°C mit einer Testwalzenmaschine Typ HR-20F, hergestellt von Nisshin Kagaku K. K., und (iv) Schneiden der resultierenden schmelzgekneteten Harzzusammensetzung zu Flocken, 10 mm im Quadrat.
Die vorstehenden Flocken wurden mit einem chemischen Treibmittel Celmike C-1 in ihren Mengen, wie in Tabelle 4 aufgeführt, gemischt und das resultierende Gemisch wurde mit einer Pressformungsmaschine F-37, hergestellt von Shinto Kinzoku Kogyosho, bei 230°C pressgeformt, wodurch ein geschäumtes Teststück mit einer Größe von 80 mm × 10 mm × 5 mm (Dicke) hergestellt wurde. Die Vergleichsbeispiele 4 bis 6 wurden in ähnlicher Weise, wobei kein Treibmittel verwendet wurde, durchgeführt, wodurch ein nicht geschäumtes dichtes Teststück mit einer Größe von 80 mm × 10 mm × 5 mm (Dicke) hergestellt wurde.
Der vorstehende Schmelzindex, Zahlenmittel der Faserlänge der Kohlefaser, spezifisches Gewicht und Aufschäumungsverhältnis wurden mit denselben Verfahren wie die vorstehend erwähnten gemessen.
Die vorstehende Reihenfolge der Temperaturerhöhung wurde gemessen, um die Abhängigkeit der Wärmeleitung des Teststücks von seiner Zusammensetzung und Schäumungsbedingung zu untersuchen. Die Temperaturerhöhung der Oberfläche des Teststücks wurde unter Verwendung eines Photoapparats für Wärmebilder THERMOTRACER TH 5104, hergestellt von NEC Avio Infrared Technologies Co., Ltd., mit dem folgenden Verfahren beobachtet, umfassend die Schritte:

(i) Abschneiden eines Testprobenkörpers (20 mm × 20 mm × 5 mm (Dicke)) von dem vorstehenden Teststück mit einer Größe von 80 mm × 80 mm × 5 mm (Dicke);
(ii) Legen des Testprobenkörpers auf eine Glas-Petrischale;
(iii) eine Stunde lang Stehen Lassen der den Testprobenkörper tragenden Glas-Petrischale in einem temperaturkontrollierten Raum bei 23°C;
(iv) Legen der den Testprobenkörper tragenden Glas-Petrischale auf eine Heizplatte, die bei 75°C gehalten wurde; und
(v) alle 5 Sekunden Photographieren ihres Wärmebildes.

Tabelle 4 zeigt die Reihenfolge (1, 2, 3 und 4) der Temperaturerhöhung in der Reihenfolge von der schnellsten Erhöhung (Rang 1) zur langsamsten Erhöhung (Rang 4).
Die vorstehende Bindungsfähigkeit an Metall wurde mit dem folgenden Verfahren bewertet, umfassend die Schritte:

(i) Durchführen des Pressformens in ähnlicher Weise wie das vorstehende mit der Pressformungsmaschine F-37, mit der Maßgabe, dass zuvor eine Aluminiumfolie in das Innere der Pressformungsmaschine gelegt wurde, wodurch ein Teststück mit einer Größe von 80 mm × 80 mm × 5 mm (Dicke) hergestellt wurde;
(ii) Entnehmen eines Teststücks, das an die Aluminiumfolie gebunden ist;
(iii) Ablösen der Aluminiumfolienschicht an ihrer Kante in einer Länge von 5 mm mit einem Schneidmesser;
(iv) sorgfältiges Fassen der abgelösten Kante und weiteres Ablösen aller verbleibenden Teile der Aluminiumfolie; und
(v) Einstufen der Bindungsfähigkeit („gut” oder „schlecht”) des Teststücks an Aluminium (Metall).

Tabelle 4 zeigt das Folgende:

– das Beispiel 5 stellte ein Teststück (Wärmeableitungselement) mit kleinem spezifischen Gewicht, einer hohen Temperaturerhöhungsgeschwindigkeit und guter Bindungsfähigkeit an ein Metall bereit;
– das Vergleichsbeispiel 4 stellte ein Teststück (nicht geschäumtes Material) mit größerem spezifischem Gewicht und einer niedrigeren Temperaturerhöhungsgeschwindigkeit als dasjenige, das in Beispiel 5 erhalten wurde, bereit;
– die Vergleichsbeispiele 5, 6 und 7, welche kein modifiziertes Polyolefin verwendeten, stellten ein Teststück mit schlechter Bindungsfähigkeit an ein Metall bereit und die Vergleichsbeispiele 6 und 7, welche keine Kohlefaser verwendeten, stellten ein Teststück mit einer niedrigen Temperaturerhöhungsgeschwindigkeit bereit; und
– beim Vergleich der Vergleichsbeispiele 6 und 7 miteinander (wobei (i) beide keine Kohlefaser verwendeten, (ii) Vergleichsbeispiel 6 kein Treibmittel verwendete und (iii) Vergleichsbeispiel 7 ein Treibmittel verwendete) stellte Vergleichsbeispiel 7 ein Teststück (geschäumtes Material) mit einer niedrigeren Temperaturerhöhungsgeschwindigkeit als ein Teststück (nicht geschäumtes Material), das in Vergleichsbeispiel 6 erhalten wurde, bereit, was mit einer wärmeisolierenden Wirkung auf Grund von Schäumen im Einklang steht, die im Allgemeinen auf dem Fachgebiet bekannt ist, und im Gegensatz zu einem Vergleich von Beispiel 5 mit Vergleichsbeispiel 4 steht, wobei (i) beide Kohlefaser verwendeten, (ii) Beispiel 5 ein Treibmittel verwendete, (iii) Vergleichsbeispiel 4 kein Treibmittel verwendete und (iv) Beispiel 5 ein Teststück (Wärmeableitungselement) mit einer höheren Temperaturerhöhungsgeschwindigkeit als ein Teststück (nicht geschäumtes Material) bereitstellte, das in Vergleichsbeispiel 4 erhalten wurde.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2008-69284 A [0003, 0005]
JP 2007-238917 A [0004, 0005]
JP 2002-5924 A [0025, 0062]
JP 2002-308947 A [0032]
JP 2004-292581 A [0032]
JP 2004-217753 A [0032]
JP 2004-217754 A [0032]
JP 2006-8995 A [0036]
JP 2004-197068 A [0055, 0056]
JP 3-121146 A [0056]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

JIS K-7210 [0007]
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JIS K-7210 [0020]
„Practical Polymer Alloy Designing”, verfasst von Humio IDE, veröffentlicht von Kogyo Chosakai Publishing Co., Ltd. (1996) [0032]
Prog. Polym. Sci., 24, 81–142 (1999) [0032]
ASTM D792 [0046]
JIS K7210 [0061]
ASTM D792 [0063]
JIS K7171 [0065]
JIS K7110 [0066]

Claims

Ein Wärmeableitungselement, umfassend Schaum einer Harzzusammensetzung, enthaltend: – 45,0 bis 89,5 Gew.-% eines thermoplastischen Harzes; – 10 bis 50 Gew.-% an Kohlefaser; und – 0,5 bis 5,0 Gew.-% eines modifizierten Polyolefins, das mit einer ungesättigten Carbonsäure oder ihrem Derivat modifiziert wurde; wobei die Harzzusammensetzung einen Schmelzindex von 5 g/10 Minuten oder mehr, gemessen bei 230°C unter einer Last von 2,16 kg gemäß JIS K-7210, aufweist und der Schaum ein Aufschäumungsverhältnis von 1,05 bis weniger als 1,70 aufweist und eine thermische Leitfähigkeit in einer horizontalen Richtung von 1 W/m·K oder mehr, gemessen mit einem Laserblitzverfahren, und eine thermische Leitfähigkeit in einer vertikalen Richtung von 0,6 W/m·K oder mehr, gemessen mit einem Laserblitzverfahren, aufweist, mit der Maßgabe, dass das Gesamtgewicht des thermoplastischen Harzes, der Kohlefaser und des modifizierten Polyolefins 100 Gew.-% beträgt.
Das Wärmeableitungselement nach Anspruch 1, wobei das thermoplastische Harz ein Polyolefinharz ist.
Das Wärmeableitungselement nach Anspruch 1, wobei der Schaum ein Aufschäumungsverhältnis von 1,05 bis weniger als 1,50 aufweist.
Das Wärmeableitungselement nach Anspruch 1, wobei die Kohlefaser, die in der Harzzusammensetzung enthalten ist, ein Zahlenmittel der Faserlänge von 0,5 mm oder länger aufweist.
Das Wärmeableitungselement nach Anspruch 2, wobei die Harzzusammensetzung ferner 3 bis 10 Gewichtsteile an organischer Faser enthält, mit der Maßgabe, dass das Gesamtgewicht des Polyolefinharzes, der Kohlefaser und des modifizierten Polyolefins 100 Gewichtsteile beträgt.
Ein Teil für eine Beleuchtungsapparatur, umfassend das Wärmeableitungselement nach Anspruch 1.