JP2005194513A - 反射板用樹脂組成物および反射板 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ポリアミド樹脂(A)、無機充填材(B)および白色顔料(C)を含む特定のポリアミド樹脂組成物を成形して得られる成形物が、機械強度、耐熱性に優れ、さらに特定の紫外線吸収剤(D)または、紫外線吸収剤(D)およびヒンダートアミン系化合物(E)を添加することで、反射板として使用した際の光の反射率の低下が少ない、ポリアミド樹脂組成物、該樹脂組成物から形成される反射板を提供することができる。
【選択図】なし
Description
(1)(i)テレフタル酸から誘導されるジカルボン酸成分単位30〜100モル%、テレフタル酸以外の芳香族ジカルボン酸成分単位0〜70モル%、および/または炭素原子数4〜20の脂肪族ジカルボン酸成分単位0〜70モル%からなるジカルボン酸成分単位(a−1)(但し、これらジカルボン酸成分単位の合計量は100モル%である)と、(ii)ジアミン成分単位として、炭素原子数4〜20の直鎖脂肪族ジアミン成分単位および/または炭素原子数4〜20の側鎖を有する脂肪族ジアミン成分単位からなるジアミン成分単位(a−2)100モル%からなるポリアミド樹脂(A)30〜80質量%、無機充填材(B)10〜60質量%および白色顔料(C)5〜50質量%を含む樹脂組成物であり、該樹脂組成物を射出成形した成形物の130℃の曲げ弾性率が4500MPa〜12000MPaであるポリアミド樹脂組成物を提供する。
(3)上記ポリアミド樹脂組成物から形成される、反射板、発光ダイオード素子用反射板を提供することである。
本発明で使用するポリアミド樹脂(A)は、ジカルボン酸成分単位(a−1)とジアミン成分単位(a−2)からなる。
本発明で使用するポリアミド樹脂(A)を構成するジカルボン酸成分単位(a−1)は、テレフタル酸成分単位30〜100モル%、テレフタル酸以外の芳香族ジカルボン酸成分単位0〜70モル%、および/または炭素原子数4〜20の脂肪族ジカルボン酸成分単位0〜70モル%からなることが好ましい。このうちテレフタル酸以外の芳香族ジカルボン酸成分単位としては、例えばイソフタル酸、2−メチルテレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸およびこれらの組み合せが好ましい。
また、脂肪族ジカルボン酸成分単位は、その炭素原子数を特に制限するものではないが、炭素原子数は4〜20、好ましくは6〜12の脂肪族ジカルボン酸から誘導される。このような脂肪族ジカルボン酸成分単位を誘導するために用いられる脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸、ウンデカンジカルボン酸、ドデカンジカルボン酸などが挙げられる。これらの中でも、特にアジピン酸が好ましい。
[ジアミン成分単位(a−2)]
本発明で使用するポリアミド樹脂(A)を構成するジアミン成分単位(a−2)は、直鎖および/または側鎖を有する炭素原子数4〜20、好ましくは6〜12の脂肪族ジアミンが好ましい。
本発明で使用する無機充填材(B)としては、繊維状、粉状、粒状、板状、針状、クロス状、マット状等の形状を有する種々の無機補強材を使用することができる。さらに詳述すると、無機充填材としては、ガラス繊維、金属被覆ガラス繊維、セラミックス繊維、炭素繊維、金属炭化物繊維、金属硬化物繊維、アスベスト繊維およびホウ素繊維などの無機繊維が挙げられる。このような繊維状の充填剤としては特にガラス繊維が好ましい。ガラス繊維を使用することにより、組成物の成形性が向上すると共に、樹脂組成物から形成される成形体の引張り強度、曲げ強度、曲げ弾性率等の機械的特性および熱変形温度などの耐熱特性が向上する。上記のようなガラス繊維の平均長さは、通常0.1〜20mm、好ましくは0.3〜6mmの範囲にあり、アスペクト比(L(繊維の平均長)/D(繊維の平均外径))が、通常10〜2000、好ましくは30〜600の範囲であり、平均長さおよびアスペクト比がこのような範囲内にあるガラス繊維を使用することが好ましい。
本発明で使用する白色顔料(C)としては、酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、鉛白、硫酸亜鉛、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、酸化アルミナなどが上げられる。
これらの白色顔料は、単独で用いてもよく、二種以上組み合わせて用いてもよい。また、これらの白色顔料はシランカップリング剤あるいはチタンカップリング剤などで処理して使用することもできる。たとえばビニルトリエトキシシラン、2−アミノプロピルトリエトキシシラン、2−グリシドキシプロピルトリエトキシシランなどのシラン系化合物で表面処理されていてもよい。白色顔料としては特に酸化チタンが好ましく、酸化チタンを使用することにより反射率、隠蔽性といった光学特性が向上する。また酸化チタンはルチル型が好ましい。また酸化チタンの粒子径は0.05〜2.0μm、好ましくは0.05〜0.7μmである。
本発明のポリアミド樹脂組成物は、特定の紫外線吸収剤(D)または、紫外線吸収剤(D)およびヒンダートアミン系化合物(E)を添加することにより、ポリアミド樹脂組成物を成形して得られる反射板の変色の防止、および反射率の低下を少なくできる。
本発明では、上記の紫外線吸収剤(D)とヒンダートアミン系化合物(E)を併用することで、より高い光安定性を得ることができる。
本発明におけるヒンダートアミン系化合物(E)は、窒素雰囲気下で温度25℃から340℃まで20℃/分で昇温した後に、温度340℃で10分間保持したときのヒンダートアミン系化合物(E)の加熱質量減少率が0〜50質量%、好ましくは0〜40質量%,さらに0〜30質量%であることが好ましい。
本発明では、発明の効果を損なわない範囲で、用途に応じて、以下の添加剤、すなわち、酸化防止剤(フェノール類、アミン類、イオウ類、リン類等)、熱安定剤(ラクトン化合物、ビタミンE類、ハイドロキノン類、ハロゲン化銅、ヨウ素化合物等)、光安定剤(ベンゾトリアゾール類、トリアジン類、ベンゾフェノン類、ベンゾエート類、ヒンダードアミン類、オギザニリド類等)、他の重合体(オレフィン類、変性ポリオレフィン類、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・1−ブテン共重合体等のオレフィン共重合体、プロピレン・1−ブテン共重合体等のオレフィン共重合体、ポリスチレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリスルフォン、ポリフェニレンオキシド、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、LCP等)、難燃剤(臭素系、塩素系、リン系、アンチモン系、無機系等)蛍光増白剤、可塑剤、増粘剤、帯電防止剤、離型剤、顔料、核剤等の、種々公知の配合剤を添加することができる。
本発明のポリアミド樹脂組成物は、上記の各成分を、公知の方法、例えばヘンシェルミキサー、Vブレンダー、リボンブレンダー、タンブラーブレンダーなどで混合する方法、あるいは混合後さらに一軸押出機、多軸押出機、ニーダー、バンバリーミキサーなどで溶融混練後、造粒あるいは粉砕する方法により製造することができる。
さらに、該ポリアミド樹脂組成物を射出成形して得た、長さ64mm、幅6mm、厚さ0.8mmの成形物を、温度130℃のエアーオーブン中に20分間放置した後、スパン26mm、曲げ速度5mm/分で、温度130℃の雰囲気中で測定して得られた曲げ弾性率は、4500MPa〜12000MPa、好ましくは4500MPa〜10000MPaであり、インサート成形時に十分な剛性が得られることから、インサート成形したものに、剥離等の使用上の問題が生じない。
本出願明細書において使用する「反射板」なる語には、「板」なる漢字を使用しているが、この語の概念は「板」状の形状を有するのみに限定されず、少なくとも光を放射する方向の面が開放された、または開放されていないケーシングやハウジング一般を包括し、より具体的には、箱状または函状の形状を有するもの、漏斗状の形状を有するもの、お椀状の形状を有するもの、パラボナ状の形状を有するもの、円柱状の形状を有するもの、円錐状の形状を有するもの、ハニカム状の形状を有するもの等、板(平面、球面、曲面等の面)を光を反射する面として有する三次元形状一般をも包含する。
[極限粘度[η]]
ポリアミド樹脂0.5gを96.5%硫酸溶液50mlに溶解し、ウベローデ粘度計を使用し、25℃±0.05℃の条件下で試料溶液の流下秒数を測定し、以下の式に基づき算出した。
[η]=ηSP/[C(1+0.205ηSP)、ηSP=(t−t0)/t0
[η]:極限粘度(dl/g)、ηSP:比粘度、C:試料濃度(g/dl)、t:試料溶液の流下秒数(秒)、t0:ブランク硫酸の流下秒数(秒)
[融点]
PerkinElemer社製DSC7を用いて、一旦330℃で5分間保持し、次いで10℃/分の速度で23℃まで降温せしめた後、10℃/分で昇温した。このときの融解に基づく吸熱ピークを融点とした。
射出成形で調製した長さ64mm、幅6mm、厚さ0.8mmの試験片を用いて、スパン26mm、曲げ速度5mm/分、温度130℃雰囲気中で曲げ試験を行い、曲げ弾性率を測定した。
成形機:(株)ソディック プラステック社製、ツパールTR40S3A
シリンダー温度:335℃
金型温度:120℃
曲げ試験機:INTESCO社製 205
[反射率]
射出成形にて作成した、厚み2mmの試験片を用いて470nm、520nm、650nmの波長の反射率を測定した。評価は反射率85%以上を:○、85未満を:×とした。
成形機:東芝機械(株)製IS−55EPN(シリンダー温度335℃、金型温度120℃)
反射率測定器:ミノルタ(株)CM3500d
長さ3mm、幅2.5mm、高さ2mmのカップ状の成形品をフープ成形し、フープ材とカップ状成形品の接触部位に水性インクを垂らし、毛細管現象による水性インクのカップ状成形品とフープ材の接触面への浸入の有無を調べた。評価は染込みなし:○、染込みあり:×とした。
[加熱質量減少率]
紫外線吸収剤(D)およびヒンダートアミン系化合物(E)の加熱質量減少率は、熱重量分析法(TG)で、窒素雰囲気下において温度25℃から340℃まで昇温速度20℃/分で昇温した後、340℃で10分間保持したときのTG曲線を調べ、以下の式の基づき紫外線吸収剤(D)およびヒンダートアミン系化合物(E)それぞれについて、加熱前後での質量の減少率を算出した。
加熱質量減少率(%)=(W1−W2)/W1×100
W1:加熱前の質量
W2:加熱後の質量
厚さ2mmの試験片を射出成形機で作成し、該試験片に、メタルハライドランプにて40mW/cm2で、48時間の光を照射した前後の、波長470nmの光の反射率を測定し、光照射前の反射率に対する照射後の値の比率を、以下の式に基づき算出した。
反射保持率(%)=(R1−R2)/R1×100
R1:メタルハライドランプによる光照射前の、波長470nmの光の反射率
R2:メタルハライドランプによる光照射後の、波長470nmの光の反射率
成形機:東芝機械(株)製IS−55EPN(シリンダー温度335℃、金型温度120℃)
光照射装置:大日本プラスチック(株)製、アイ・スーパーUVテスター(40mW/cm2,48h)
反射率測定器:ミノルタ(株)CM3500d
ポリアミド樹脂(A1)、無機充填材(B)および白色顔料(C)を表1に示す割合でタンブラーブレンダーを用いて混合し、二軸ベント付押出し機((株)プラスチック工学研究所製BT−40)に装入し、設定温度320℃で溶融混練してペレット状の樹脂組成物を得た。次いで、得られた樹脂組成物について各物性を評価した結果を表1に示す。
ポリアミド樹脂(A1)
組成:ジカルボン酸成分単位(テレフタル酸/62.5モル%、アジピン酸/37.5モル%)、ジアミン成分単位(1,6−ジアミノヘキサン/100モル%)
極限粘度[η]:0.8dl/g
融点:320℃
無機充填材(B):ガラス繊維(長さ3mm、アスペクト比300)
白色顔料(C):酸化チタン(粉末状、平均粒径0.21μm)
ポリアミド樹脂(A1)を(A2)に変えた以外は実施例1と同様に行って、ペレット状樹脂組成物を得た。次いで、得られた樹脂組成物について各物性を評価した結果を表1に示す。
ポリアミド樹脂(A2)
組成:ジカルボン酸成分単位(テレフタル酸/62.5モル%、アジピン酸/37.5モル%)、ジアミン成分(1,6−ジアミノヘキサン/100モル%)
極限粘度[η]:1.0dl/g
融点:320℃
ポリアミド樹脂(A1)100質量部に対して、紫外線吸収剤(D1)および(D2)、ヒンダートアミン系化合物(D3)および(D4)を、表1に記載の割合で加えた以外は、実施例2と同様に行って、ペレット状の樹脂組成物を得た。
次いで、得られた反射板用樹脂組成物について各物性を評価した結果を表1に示す。
チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、商品名:TINUVIN 1577FF(加熱質量減少率 20%)
チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、商品名:TINUVIN312(加熱質量減少率100%)
コハク酸ジメチルと4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチル−1−ピペリジンエタノールの重合物(B)との混合物
チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、商品名:CHIMASSORB119FL(加熱質量減少率 10%)
チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)社製、商品名:CHIMASSORB944FDL(加熱質量減少率 4%)
Claims (10)
- (i)テレフタル酸から誘導されるジカルボン酸成分単位30〜100モル%、テレフタル酸以外の芳香族ジカルボン酸成分単位0〜70モル%、および/または炭素原子数4〜20の脂肪族ジカルボン酸成分単位0〜70モル%からなるジカルボン酸成分単位(a−1)(但し、これらジカルボン酸成分単位の合計量は100モル%である)と、(ii)ジアミン成分単位として、炭素原子数4〜20の直鎖脂肪族ジアミン成分単位および/または炭素原子数4〜20の側鎖を有する脂肪族ジアミン成分単位からなるジアミン成分単位(a−2)100モル%からなるポリアミド樹脂(A)30〜80質量%、無機充填材(B)10〜60質量%、および白色顔料(C)5〜50質量%を含む樹脂組成物であり、該樹脂組成物を射出成形した成形物の温度130℃の曲げ弾性率が4500MPa〜12000MPaであるポリアミド樹脂組成物。
- (i)テレフタル酸から誘導されるジカルボン酸成分単位30〜100モル%、テレフタル酸以外の芳香族ジカルボン酸成分単位0〜70モル%、および/または炭素原子数4〜20の脂肪族ジカルボン酸成分単位0〜70モル%からなるジカルボン酸成分単位(a−1)(但し、これらジカルボン酸成分単位の合計量は100モル%である)と、(ii)ジアミン成分単位として、炭素原子数4〜20の直鎖脂肪族ジアミン成分単位および/または炭素原子数4〜20の側鎖を有する脂肪族ジアミン成分単位からなるジアミン成分単位(a−2)100モル%からなるポリアミド樹脂(A)30〜80質量%、無機充填材(B)10〜60質量%および白色顔料(C)5〜50質量%を含む樹脂組成物であり、該樹脂組成物が窒素雰囲気下、温度340℃で10分間保持した場合の加熱質量減少率が50質量%以下である紫外線吸収剤(D)または、紫外線吸収剤(D)およびヒンダートアミン系化合物(E)を含むことを特徴とするポリアミド樹脂組成物。
- 紫外線吸収剤(D)が、ベンゾトリアゾール系化合物、トリアジン系化合物またはベンゾフェノン系化合物から選ばれる少なくとも1種以上であることを特徴とする、請求項2に記載のポリアミド樹脂組成物。
- ポリアミド樹脂(A)の極限粘度[η]が0.5〜0.9dl/gの範囲にあり、融点が260〜350℃である請求項1乃至請求項3に記載のポリアミド樹脂組成物。
- ポリアミド樹脂(A)のジアミン成分単位(a−2)が、1,6−ジアミノヘキサン、1,10−ジアミノデカン、1,11−ジアミノウンデカン、1,12−ジアミノドデカンから選ばれる少なくとも1種以上を含んでなる請求項1乃至請求項3に記載のポリアミド樹脂組成物。
- 無機充填材(B)が、ガラス繊維である請求項1乃至請求項3に記載のポリアミド樹脂組成物。
- 白色顔料(C)が、酸化チタンである請求項1乃至請求項3に記載のポリアミド樹脂組成物。
- 請求項1乃至請求項3に記載のポリアミド樹脂組成物から形成される反射板。
- 請求項1乃至請求項3に記載のポリアミド樹脂組成物から形成される発光ダイオード素子用反射板。
- 反射保持率が80%以上であることを特徴とする、請求項9に記載の発光ダイオード素子用反射板。
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