JP2000007914A - 樹脂組成物、それを用いた成型品およびｉｃトレ― - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の樹脂組成物は帯電防止性と高い耐熱
性を具備し、かつ反りなどの変形の少ない成形品を得る
こと。 【解決手段】 成分（Ａ）１００重量部、成分（Ｂ）１
〜７０重量部及び成分（Ｃ）を０〜１００重量部を含有
してなる樹脂組成物であって、成分（Ａ）は、熱可塑性
ポリイミド樹脂を含有するポリマーであり、成分（Ｂ）
は、繊維長が０．０１〜２.５ｍｍの炭素繊維であり、
成分（Ｃ）は、フレーク状フィラーである樹脂組成物、
それを用いた成形物及びＩＣトレーの提供。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は帯電防止性と高い耐
熱性を具備し、かつ反りなどの変形の少ない成形品を与
える樹脂組成物に関する。さらに本発明は該樹脂組成物
を成形して得られる成形物、特にＩＣトレーに関する。

【０００２】

【従来の技術】熱可塑性ポリイミド樹脂は耐熱性・機械
特性・耐薬品性などの点で通常の汎用エンジニアリング
プラスチックより大幅に優れていることにより、スーパ
ーエンジニアリングプラスチックのひとつに数えられ、
種々の分野に使用されている。しかしこの熱可塑性ポリ
イミド樹脂も単独では、使用目的によっては特性が不十
分な場合があり、種々の改良を施すことがある。

【０００３】例えば電機・電子分野では、ＩＣ熱処理工
程用のトレーとして従来ポリフェニレンエーテルやポリ
スルホン樹脂を主体とする組成物を成形したものが用い
られてきたが、昨今はより高い熱処理温度に耐えるトレ
ーが要求されるようになった。そこで熱可塑性ポリイミ
ド樹脂の応用が考えられているが、通常このような用途
では成形品の表面抵抗値を制御し帯電防止性を付与する
必要が多く、この点の改良が重要視される。

【０００４】一般に熱可塑性樹脂の表面抵抗を制御する
場合、導電性カーボンを練り込む手法が採られる。しか
しこの手法では成形品と電子部品の接触部分の擦れによ
るカーボンの脱落が生じる場合があり、その脱落カーボ
ンが電子部品本体中の絶縁部分を導通するなど、用途に
よっては問題となることがある。

【０００５】他方、繊維長が６ｍｍ程度の炭素繊維を熱
可塑性樹脂に練り込む手法では上記の問題が避けられる
が、成形品中で炭素繊維の配向が起こると収縮率に異方
性を生じ、反りの原因となる問題があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記課題に関
し、帯電防止性と高い耐熱性を具備し、かつ反りなどの
変形の少ない成形品を与える樹脂組成物及びそれから得
られる成形物の提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上述の課題
を達成するため鋭意検討した結果、所望の性能を有する
新規な樹脂組成物を見いだし、本発明を完成するに至っ
た。

【０００８】すなわち本発明は、下記の発明及び実施態
様を包含する。

【０００９】（ａ） 成分（Ａ）１００重量部、成分
（Ｂ）１〜７０重量部および（Ｃ）０〜１００重量部を
含有してなる樹脂組成物であって、成分（Ａ）は、熱可
塑性ポリイミド樹脂を含有するポリマーであり、成分
（Ｂ）は、平均繊維長が０.０１〜２.５ｍｍの炭素繊維
であり、成分（Ｃ）はフレーク状フィラーである樹脂組
成物。

【００１０】（ｂ） 成分（Ａ）が、熱可塑性ポリイミ
ド樹脂以外に、さらにポリスルホン樹脂及び／又はポリ
エーテルイミド樹脂を、熱可塑性ポリイミド樹脂の重量
を基準として、５０重量パーセント以下含有するもので
ある（ａ）に記載した樹脂組成物。

【００１１】（ｃ） さらに成分（Ｃ）をフレーク状フ
ィラーを０．５〜１００重量部含有する（ａ）または
（ｂ）に記載の樹脂組成物。

【００１２】（ｄ） 熱可塑性ポリイミド樹脂が、式
（１）（化３）のくり返し構造単位を有するものである
請求項１乃至３の何れかに記載した樹脂組成物。

【００１３】

【化３】 （ただし式（１）中、Ｘは直接結合、−ＳＯ₂−、−Ｃ
Ｏ−、−Ｃ（ＣＨ₃)₂ −、−Ｃ（ＣＦ₃)₂ −または−Ｓ
−である。Ｒ₁ 、Ｒ₂ 、Ｒ₃ 、Ｒ₄ はそれぞれ水素、ア
ルキル基、アルコキシ基、ハロゲン化アルキル基、ハロ
ゲン化アルコキシ基またはハロゲン基である。

【００１４】またＹは式（２）（化４）からなる群より
選ばれた１種または２種以上の基である）。

【００１５】

【化４】 （ｅ） フレーク状フィラーの含有量が５〜５０重量部
である、請求項１乃至５の何れかに記載した樹脂組成
物。

【００１６】（ｆ） フレーク状フィラーの重量平均ア
スペクト比が２０〜２００のものである （ａ）乃至
（ｅ）の何れかに記載した樹脂組成物。

【００１７】（ｇ） フレーク状フィラーが、雲母であ
る（ａ）乃至（ｆ）の何れかに記載した樹脂組成物。

【００１８】（ｈ） （ａ）乃至（ｇ）の何れかに記
載した樹脂組成物を成形して得られる帯電防止性のある
成形物。

【００１９】（ｉ） 成形物がＩＣトレーである
（ｈ）または（ｉ）記載の成形物。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明における成分（Ａ）のう
ち、熱可塑性ポリイミド樹脂は式（１）で表される繰り
返し単位を持つものであり、次式（３）（化５）のエー
テルジアミンと次式（４）（化５）のテトラカルボン酸
二無水物とを有機溶媒の存在下または非存在下で反応さ
せ、得られたポリアミド酸を化学的にまたは熱的にイミ
ド化して製造できる。

【００２１】

【化５】 （式中、ＸおよびＲ₁、Ｒ₂、Ｒ₃、Ｒ₄は前記に同じ）。

【００２２】

【化６】 （式中、Ｙは前記に同じ）。

【００２３】これらのエーテルジアミンやテトラカルボ
ン酸無水物は一種または複数を組み合わせて用いること
ができ、本発明の目的を害さない範囲で他の共重合成分
を含むことができる。また異なるモノマーから得られた
複数の熱可塑性ポリイミド樹脂をポリマーブレンドして
用いても良い。

【００２４】本発明に於いては式（５）（化７）で表さ
れる熱可塑性ポリイミド樹脂（三井化学（株）製：商品
名オーラム）が最適である。

【００２５】

【化７】

【００２６】また本発明では（Ａ）成分として熱可塑性
ポリイミド樹脂を単体で用いても良いが、流動性改良な
どの目的に応じてポリスルホン樹脂、ポリエーテルイミ
ド樹脂などを添加した、いわゆるポリマーアロイとして
も良い。ともに市販のものを問題なく使用できる。

【００２７】ポリスルホン樹脂の極めて代表的な例とし
て例えば式（６）（化８）〜式（９）（化１１）の様な
構造単位を有するポリマーが挙げられ、単独あるいは二
種以上を混合して用いられる。

【００２８】

【化８】

【００２９】

【化９】

【００３０】

【化１０】

【００３１】

【化１１】

【００３２】本発明では式（６）に示される構造単位の
みから成るもの、または式（７）の構造単位のみから成
るもの、あるいは両者を含むものが特に好ましく用いら
れる。両者を含むという意味は、ジフェニルスルホン残
基に対するビスフェノールＡ残基の量が０〜５０モル％
の範囲で変動しても差し支えないことを指す。

【００３３】これらはＰＥＳ（三井化学（株）製）、ス
ミカエクセル（住友化学（株）製）、ウルトラゾーン
（ＢＡＳＦ社製）、レーデル（アモコ社製）、ユーデル
（アモコ社製）などの名称で上市されている。

【００３４】ポリエーテルイミド樹脂は下記の式（１
０）（化１２）で表されるウルテム（ジェネラル・エレ
クトリック社製）が好ましく用いられる。

【００３５】

【化１２】

【００３６】ポリスルホン樹脂、ポリエーテルイミド樹
脂は一方あるいは両方を成分（Ａ）に対して１００重量
部まで加えることができる。好ましくは２０重量部〜７
０重量部、特に好ましくは２０重量部〜５０重量部を添
加すると溶融樹脂の流動性が向上して成形加工が容易に
なる。１００重量部を超えると耐熱性に劣る場合があり
好ましくない。

【００３７】本発明における（Ｂ）成分の炭素繊維はセ
ルロースやポリアクリロニトリルなどの繊維を焼成して
製造する方法、石油系・石炭系ピッチを溶融紡糸して得
る方法などで製造されるものである。本発明では上記の
いずれも使用することができ、ザイラス（大阪ガス
（株）製）、トレカ（東レ（株）製）、クレカ（呉羽化
学（株）製）などの商品名で市場より容易に入手可能で
ある。これらは単独または二種以上を組み合わせて用い
ることが出来る。

【００３８】本発明における重要な要件は原料として用
いる炭素繊維の平均繊維長であり、０.０１〜２.５ｍｍ
の範囲が好ましく、さらに０.１〜１．５ｍｍの範囲が
好適である。０.０１ｍｍ未満では帯電防止性が得られ
ない場合があり、また２.５ｍｍ）を越えると反りなど
の変形が大きくなる場合があり好ましくない。また、繊
維の径としては３〜２０μｍ程度の炭素繊維が用いられ
る。

【００３９】本発明における炭素繊維の含有量は成分
（Ａ）１００重量部に対して１〜７０重量部、好ましく
は５〜５０重量部の範囲である。１重量部未満では帯電
防止性が得られない場合があり、また７０重量部を越え
ると反りなどの変形が大きくなるため好ましくない。

【００４０】本発明における（Ｃ）成分のフレーク状フ
ィラーは二次元的な平板状の広がりを持つものであり、
粒状・針状・繊維状の物とは異なる。このようなものと
して、雲母、ガラスフレーク、タルク、セリサイト、カ
オリナイト、窒化ほう素、黒鉛、金属フレークなどが挙
げられるが、いずれも市場より容易に入手でき、単独あ
るいは二種以上を組み合わせて用いることができる。こ
の中でもとりわけ雲母が好適である。

【００４１】フレーク状フィラーの粒径と厚みの比（ア
スペクト比）は、その重量平均値が２０〜２００の範囲
のものが好ましく、さらに５０〜２００の範囲のものが
好適である。

【００４２】本発明におけるフレーク状フィラーの含有
量は成分（Ａ）１００重量部に対して、０〜１００重量
部の範囲であり、より好ましくは５〜５０重量部の範囲
である。１００重量部を超えると機械的物性を害する場
合があり好ましくない。

【００４３】本発明の目的を損なわない範囲で、他の熱
可塑性樹脂を目的に応じて適当量配合することも可能で
ある。配合することのできる熱可塑性樹脂としては、ポ
リエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリカー
ボネート、ポリエステル、ポリアミド、ポリアミドイミ
ド、ポリフェニレンエーテル、ポリアセタール、ポリア
リレート、ポリエーテルニトリル及びポリエーテルケト
ンなどが挙げられる。

【００４４】さらに、熱硬化性樹脂やフレーク状ではな
いフィラー類も発明の目的を損なわない程度ならば充填
可能である。熱硬化性樹脂としてはフェノール樹脂、エ
ポキシ樹脂等が挙げられる。フィラー類としては、ケイ
石粉、二硫化モリブデン等の耐摩耗性向上材、ガラス繊
維、芳香族ポリアミド繊維、アルミナ繊維、ボロン繊
維、炭化ケイ素繊維、チタン酸カリウムウィスカー、ほ
う酸アルミニウムウィスカー、カーボンウィスカー、金
属繊維、セラミック繊維等の補強材、三酸化アンチモ
ン、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム等の難燃性向上
材、アスベスト、シリカなどの耐トラッキング向上材、
硫酸バリウム、シリカ、メタケイ酸カルシウム等の耐酸
性向上材、鉄粉、亜鉛粉、アルミニウム粉、銅粉等の熱
伝導度向上材、その他、ガラスビーズ、ケイ藻土、アル
ミナ、シラスバルン、水和アルミナ、ハイドロタルサイ
ト、ゼオライト、各種の金属酸化物等が挙げられる。

【００４５】着色料、各種安定剤、可塑剤、なども本発
明の効果を害さない範囲で添加可能である。

【００４６】本発明の樹脂組成物は成分（Ａ）、
（Ｂ）、必要により（Ｃ）およびその他必要とする成分
を均一混合した後、通常公知な方法、例えば一軸あるい
は多軸の押出機を用いた連続生産が可能である。

【００４７】本発明の樹脂組成物は、射出成形法、押出
成形法、圧縮成形法、トランスファー成形法などの公知
の成形法により成形され実用に供される。本願発明の方
法で得られる成形物は耐熱性、帯電防止及び寸法安定性
の必要な製品として使用できる。

【００４８】特に以下の実施例に記載するＩＣトレーの
ような大面積・平板上の成型品に有効であり、ＱＦＰ(Q
uad Flat L-Leaded Package)、ＳＯＰ(Small Outline L
-Leaded Package)、ＰＧＡ(Pin Grid Array Package)、
ＢＧＡ(Ball Grid Array Package)、その他の形式のＩ
Ｃの熱処理用トレーとして広く用いることができる。

【００４９】ＩＣトレーは、例えばＪＥＤＥＣ規格、Ｍ
ＱＦＰ１４ｘ１４の形状トレー等に好ましく使用でき
る。

【００５０】

【実施例】以下実施例によって本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれらの実施例によって限定されるもの
ではない。なお、実施例、比較例における樹脂の物性測
定、評価は以下の要領で実施した。 （１）アイゾット衝撃強度 ＪＩＳ Ｋ−７１１０に準拠した。試験片の厚み：６．
４ｍｍ。 （２）熱変形温度 ＪＩＳ Ｋ−７２０７に準拠し、２３０℃以上を合格と
した。曲げ応力：１８．６ｋｇｆ／ｃｍ²。 （３）成型品の表面抵抗 本樹脂組成物の射出成型品（３００ｍｍ×１５０ｍｍ×
２ｍｍのＩＣトレー。）の表面抵抗を表面高抵抗計（三
菱油化（株）製、商品名ハイレスタ）を用いて、２３
℃、相対湿度５０％の条件下で測定した。印可電圧：５
００Ｖ、端子間距離：２０ｍｍ。表面抵抗値が１０¹²オ
ーム以下を合格とした。 （４）成形品の反り 上記（３）で用いた成形品を２３０℃で３時間アニール
し、十分冷却後に定板に乗せ、ハイトメーターで反りを
測定した。最大の反りが１ｍｍ以下のものを合格とし
た。

【００５１】実施例１ 成分（Ａ）として式（３）の構造を持つ熱可塑性ポリイ
ミド樹脂（三井化学（株）製、商品名オーラムＰＤ４５
０）、成分（Ｂ）として炭素繊維（呉羽化学(株)製、商
品名クレカＭ１０７）、成分（Ｃ）のフレーク状フィラ
ーとしてマイカ（レプコ（株）製、商品名Ｓ−６０）を
表１に示す割合で配合したのちタンブラーミキサーで十
分に混合して、スクリュー径３７ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝３２の
二軸押出機にて４２０℃、スクリュー回転数８０ｒｐｍ
として溶融混合し、押出してペレット化した。このペレ
ットを用いて先述のＩＣトレーを成形し、評価を行っ
た。結果を表１に示す。

【００５２】実施例２ 実施例１の炭素繊維を替え（大阪ガス(株)製、商品名ザ
イラスＧＭ３００Ｊ）、その他の条件は実施例１と同様
として評価を行った。結果を表１に示す。

【００５３】実施例３ 実施例１の炭素繊維を替え（東レ（株）製、商品名ＭＬ
Ｄ３０）、その他の条件は実施例１と同様として評価を
行った。結果を表１に示す。

【００５４】実施例４ 実施例１のフレーク状フィラーを別のマイカ（レプコ
（株）製、商品名Ｓ−２００ＨＧ）とし、その他の条件
は実施例１と同様として評価を行った。結果を表２に示
す。

【００５５】実施例５ 実施例１のフレーク状フィラーをガラスフレーク（日本
板硝子（株）製、商品名ＲＥＦ−１４０Ａ）とし、その
他の条件は実施例１と同様として評価を行った。結果を
表２に示す。

【００５６】実施例６ 実施例１の成分（Ａ）を、実施例１で使用の熱可塑性ポ
リイミド樹脂とポリスルホン樹脂（三井化学（株）製、
商品名Ｅ−２０１０）のアロイとし、その他の条件は実
施例１と同様として評価を行った。結果を表２に示す。

【００５７】実施例７ 実施例１の成分（Ａ）を、実施例１で使用の熱可塑性ポ
リイミド樹脂とポリエーテルイミド樹脂（ジェネラル・
エレクトリック社製、商品名ウルテム１０００）のアロ
イとし、その他の条件は実施例１と同様として評価を行
った。結果を表２に示す。

【００５８】実施例８〜９ 実施例１の炭素繊維の添加量を変え、その他の条件は実
施例１と同様として評価を行った。結果を表３に示す。

【００５９】実施例１０ 実施例１のフレーク状フィラーの添加量を変え、その他
の条件は実施例１と同様として評価を行った。結果を表
３に示す。

【００６０】比較例１〜２ 実施例１の炭素繊維の量を好適ではない範囲とし、その
他の条件は実施例１と同様として評価を行った。結果を
表４に示す。

【００６１】比較例３ 実施例１のフレーク状フィラーの添加量を好適ではない
範囲とし、その他の条件は実施例１と同様として評価を
行った。結果を表４に示す。衝撃強度に劣り好ましくな
い。

【００６２】比較例４ 実施例１において炭素繊維の繊維長を好適ではないもの
（大阪ガス（株）製、商品名ザイラスＧＣ０３Ｊ）と
し、他の条件は実施例１と同様として評価を行った。結
果を表５に示す。

【００６３】比較例５ 実施例１において炭素繊維を予めボールミルにかけて粉
砕したものを用いた。その他の条件は実施例１と同様と
して評価を行った。結果を表５に示す。

【００６４】比較例６ 実施例６のポリスルホン樹脂の含有量を好適な範囲外と
し、その他の条件は実施例６と同様として評価を行っ
た。結果を表６に示す。

【００６５】比較例７ 実施例７のポリエーテルイミド樹脂の含有量を好適な範
囲外とし、その他の条件は実施例７と同様として評価を
行った。結果を表６に示す。

【００６６】

【表１】

【００６７】

【表２】

【００６８】

【表３】

【００６９】

【表４】

【００７０】

【表５】

【００７１】

【表６】

【００７２】

【発明の効果】本発明の樹脂組成物は帯電防止性と高い
耐熱性を具備し、かつ反りなどの変形の少ない成形品を
与える。幅広い用途に応用でき産業上の価値が高く、特
に電機・電子分野に有用である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木戸 敬恭 神奈川県横浜市栄区笠間町1190番地 三井 化学株式会社内 (72)発明者 佐藤 友章 神奈川県横浜市栄区笠間町1190番地 三井 化学株式会社内 (72)発明者 佐野 弘一 神奈川県横浜市栄区笠間町1190番地 三井 化学株式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 成分（Ａ）１００重量部、成分（Ｂ）１
   〜７０重量部および（Ｃ）０〜１００重量部を含有して
   なる樹脂組成物であって、成分（Ａ）は、熱可塑性ポリ
   イミド樹脂を含有するポリマーであり、成分（Ｂ）は、
   平均繊維長が０.０１〜２.５ｍｍの炭素繊維であり、成
   分（Ｃ）はフレーク状フィラーである樹脂組成物。
2. 【請求項２】 成分（Ａ）が、熱可塑性ポリイミド樹脂
   以外に、ポリスルホン樹脂及び／又はポリエーテルイミ
   ド樹脂を、熱可塑性ポリイミド樹脂の重量基準として、
   ５０重量パーセント以下含有するものである請求項１に
   記載した樹脂組成物。
3. 【請求項３】 成分（Ｃ）のフレーク状フィラーを０．
   ５〜１００重量部含有する請求項１または２に記載の樹
   脂組成物。
4. 【請求項４】 熱可塑性ポリイミド樹脂が、式（１）
   （化１）のくり返し構造単位を有するものである請求項
   １乃至３の何れかに記載した樹脂組成物。 【化１】 （ただし式（１）中、Ｘは直接結合、−ＳＯ₂−、−Ｃ
   Ｏ−、−Ｃ（ＣＨ₃)₂ −、−Ｃ（ＣＦ₃)₂ −または−Ｓ
   −である。Ｒ₁ 、Ｒ₂ 、Ｒ₃ 、Ｒ₄ はそれぞれ水素、ア
   ルキル基、アルコキシ基、ハロゲン化アルキル基、ハロ
   ゲン化アルコキシ基またはハロゲン基である。またＹは
   式（２）（化２）からなる群より選ばれた１種または２
   種以上の基である）。 【化２】
5. 【請求項５】 フレーク状フィラーの含有量が５〜５０
   重量部である、請求項１乃至４の何れかに記載した樹脂
   組成物。
6. 【請求項６】 フレーク状フィラーの重量平均アスペク
   ト比が２０〜２００のものである請求項１乃至５の何れ
   かに記載した樹脂組成物。
7. 【請求項７】 フレーク状フィラーが、雲母である請求
   項１乃至６の何れかに記載した樹脂組成物。
8. 【請求項８】 請求項１乃至７に何れかに記載した樹脂
   組成物を成形して得られる帯電防止性のある成形物。
9. 【請求項９】 成形物がＩＣトレーである請求項８に記
   載の成形物。