JP2005330379A - 熱可塑性樹脂組成物及びこれを用いた成形体 - Google Patents
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- 0 CC*(C)*(*(c1c2ccc(*c3ccc(C)cc3)c1)=C)*2=O Chemical compound CC*(C)*(*(c1c2ccc(*c3ccc(C)cc3)c1)=C)*2=O 0.000 description 5
Abstract
【課題】 長時間高温にさらされた場合でも外見変化が少なく、耐熱性、寸法安定性も良好な熱可塑性樹脂組成物及びこれを用いて得られる成形体を提供する。
【解決手段】 (A)熱可塑性ポリイミド樹脂と(B)ポリアリールケトン樹脂の合計量100質量部に対して、(C)下記一般式(1)
RnSiX4−n (1)
(式中、Rは、炭素数5〜20の環状構造を含む炭化水素基であり、Xは、炭素数1〜6のアルコキシ基、ハロゲン原子、アセトキシ基、ないしはヒドロキシル基から選ばれる1種以上の加水分解性基である。nは1又は2である。nが2である場合、2つのRのうち一方は炭素数1〜20の環状構造を含まない炭化水素基であってよい。)
で表される有機珪素化合物により表面処理された充填材50〜5質量%を含み、200℃、350時間処理前後における、JIS K 7105−1981に規定される黄色度の差の絶対値が10以下であることを特徴とする熱可塑性樹脂組成物、及びこの熱可塑性樹脂組成物からなる成形体。
【選択図】なし
【解決手段】 (A)熱可塑性ポリイミド樹脂と(B)ポリアリールケトン樹脂の合計量100質量部に対して、(C)下記一般式(1)
RnSiX4−n (1)
(式中、Rは、炭素数5〜20の環状構造を含む炭化水素基であり、Xは、炭素数1〜6のアルコキシ基、ハロゲン原子、アセトキシ基、ないしはヒドロキシル基から選ばれる1種以上の加水分解性基である。nは1又は2である。nが2である場合、2つのRのうち一方は炭素数1〜20の環状構造を含まない炭化水素基であってよい。)
で表される有機珪素化合物により表面処理された充填材50〜5質量%を含み、200℃、350時間処理前後における、JIS K 7105−1981に規定される黄色度の差の絶対値が10以下であることを特徴とする熱可塑性樹脂組成物、及びこの熱可塑性樹脂組成物からなる成形体。
【選択図】なし
Description
本発明は、高温における色相変化が少なく、耐熱性、寸法安定性が良好で、プリント配線基板などのエレクトロニクス用部材等として好適に使用できる熱可塑性樹脂組成物及びそれを用いて得られるフィルムなどの成形体に関する。
熱可塑性樹脂の中でも、ポリエーテルイミド樹脂やポリエーテルエーテルケトン樹脂に代表されるガラス転移温度や融点が高い樹脂は、耐熱性、難燃性、耐薬品性などに優れているため、航空機部品、電気・電子部品を中心に多く採用されている。なかでも、ポリアリールケトン樹脂は原料価格が非常に高価な上、樹脂自体のガラス転移温度が約140〜170℃程度と比較的低いことから、耐熱性等の改良検討が種々行われてきた。その中でも良好な相溶性を示す系として、ポリエーテルイミド樹脂とのブレンドが注目されてきた。
これらの例として、結晶性ポリアリールケトン樹脂と非晶性ポリエーテルイミド樹脂との混合組成物が開示されている(例えば、特許文献1及び2参照)。また、これらの組成物が回路板基材に有用であることも開示されている(例えば、特許文献3参照)。さらに、上記混合組成物を用いたプリント配線基板及びその製造方法が開示されている(例えば、特許文献4及び5参照)。
これらの例として、結晶性ポリアリールケトン樹脂と非晶性ポリエーテルイミド樹脂との混合組成物が開示されている(例えば、特許文献1及び2参照)。また、これらの組成物が回路板基材に有用であることも開示されている(例えば、特許文献3参照)。さらに、上記混合組成物を用いたプリント配線基板及びその製造方法が開示されている(例えば、特許文献4及び5参照)。
しかしながら、これらの樹脂混合組成物のみでは、銅やアルミニウムなどの金属に比べて線膨張係数が大きく、これらの組成物からなるフィルムなどの成形体を貼り合せた場合、温度変化に応じて反りが生じるなどの問題点があるので、寸法安定性向上のために充填材が添加されている。しかし、充填材を単独で添加すると、樹脂中への充填材の分散不良が起こり、このため外観不良や、引っ張り伸度や衝撃強度などの機械的物性に難点が生じる場合がある。この問題を解消するために、充填材に表面処理を施して樹脂に添加するなどの処置が採られている。しかしながら、表面処理された充填材を含む組成部から得られる成形体が高温に長時間さらされると、使用する表面処理剤によっては色相変化が目立つ場合があった。
上記成形体が電子回路基板として使用される場合、色相変化すなわち外見変化が顕著であれば、電子回路基板としての性能に実質的に問題が無くとも使用者に不安を与えたり商品価値が減ずるなどの問題が生じる場合があり、その改良が必要となった。また、電子回路基材に使用される場合には、ハンダやベーキング処理などの高熱にさらされる機会が多く、高温に長時間さらされた時の外見変化が、性能変化に関連して問題視される懸念があり、外見変化を低減するための改良が待たれていた。エネルギー発生器機や自動車エンジンルーム内部品、宇宙、航空機などの用途でも同様である。
上記成形体が電子回路基板として使用される場合、色相変化すなわち外見変化が顕著であれば、電子回路基板としての性能に実質的に問題が無くとも使用者に不安を与えたり商品価値が減ずるなどの問題が生じる場合があり、その改良が必要となった。また、電子回路基材に使用される場合には、ハンダやベーキング処理などの高熱にさらされる機会が多く、高温に長時間さらされた時の外見変化が、性能変化に関連して問題視される懸念があり、外見変化を低減するための改良が待たれていた。エネルギー発生器機や自動車エンジンルーム内部品、宇宙、航空機などの用途でも同様である。
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、長時間高温にさらされた場合でも外見変化、特に色相変化が少なく耐熱性、寸法安定性も良好で、エレクトロニクス用部材等として好適な熱可塑性樹脂組成物及びこれを用いて得られる樹脂フィルムなどの成形体を提供することを目的とする。
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、熱可塑性ポリイミド樹脂とポリアリールケトン樹脂との樹脂混合物に特定の表面処理された充填材を組合わせることにより、上記課題を解決することのできる熱可塑性樹脂組成物を見いだし、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、(A)熱可塑性ポリイミド樹脂と(B)ポリアリールケトン樹脂とからなる熱可塑性樹脂組成物100質量部に対して、(C)下記一般式(1)
RnSiX4−n (1)
(式中、Rは、炭素数5〜20の環状構造を含む炭化水素基であり、Xは、炭素数1〜6の炭化水素基、アルコキシ基、ハロゲン原子、アセトキシ基、ないしはヒドロキシル基から選ばれる1種以上の加水分解性基である。nは1又は2である。nが2である場合、2つのRのうち一方は炭素数1〜20の環状構造を含まない炭化水素基であってよい。)
で表される有機珪素化合物により表面処理された充填材5〜50質量部を含み、200℃、350時間処理前後における、JIS K 7105−1981に規定される黄色度の差の絶対値が10以下であることを特徴とする熱可塑性樹脂組成物を提供するものである。また、本発明は、この熱可塑性樹脂組成物を成形してなる成形体を提供するものである。
すなわち、本発明は、(A)熱可塑性ポリイミド樹脂と(B)ポリアリールケトン樹脂とからなる熱可塑性樹脂組成物100質量部に対して、(C)下記一般式(1)
RnSiX4−n (1)
(式中、Rは、炭素数5〜20の環状構造を含む炭化水素基であり、Xは、炭素数1〜6の炭化水素基、アルコキシ基、ハロゲン原子、アセトキシ基、ないしはヒドロキシル基から選ばれる1種以上の加水分解性基である。nは1又は2である。nが2である場合、2つのRのうち一方は炭素数1〜20の環状構造を含まない炭化水素基であってよい。)
で表される有機珪素化合物により表面処理された充填材5〜50質量部を含み、200℃、350時間処理前後における、JIS K 7105−1981に規定される黄色度の差の絶対値が10以下であることを特徴とする熱可塑性樹脂組成物を提供するものである。また、本発明は、この熱可塑性樹脂組成物を成形してなる成形体を提供するものである。
本発明によれば、長時間高温にさらされた場合でも外見変化、特に色相変化が少なく、耐熱性、寸法安定性も良好で、エレクトロニクス用部材として好適な熱可塑性樹脂組成物、及びこの熱可塑性樹脂組成物を用いたフィルムなどの成形体を提供することができる。
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、(A)熱可塑性ポリイミド樹脂と(B)ポリアリールケトン樹脂とからなる熱可塑性樹脂組成物100質量部に対して、(C)下記一般式(1)
RnSiX4−n (1)
(式中、Rは、炭素数5〜20の環状構造を含む炭化水素基であり、Xは、炭素数1〜6のアルコキシ基、ハロゲン原子、アセトキシ基、ないしはヒドロキシル基から選ばれる1種以上の加水分解性基である。nは1又は2である。nが2である場合、2つのRのうち一方は炭素数1〜20の環状構造を含まない炭化水素基であってよい。)
で表される有機珪素化合物により表面処理された充填材5〜50質量部を含み、200℃、350時間処理前後における、JIS K 7105−1981に規定される黄色度の差の絶対値が10以下であることを特徴とする熱可塑性樹脂組成物である。
RnSiX4−n (1)
(式中、Rは、炭素数5〜20の環状構造を含む炭化水素基であり、Xは、炭素数1〜6のアルコキシ基、ハロゲン原子、アセトキシ基、ないしはヒドロキシル基から選ばれる1種以上の加水分解性基である。nは1又は2である。nが2である場合、2つのRのうち一方は炭素数1〜20の環状構造を含まない炭化水素基であってよい。)
で表される有機珪素化合物により表面処理された充填材5〜50質量部を含み、200℃、350時間処理前後における、JIS K 7105−1981に規定される黄色度の差の絶対値が10以下であることを特徴とする熱可塑性樹脂組成物である。
本発明の熱可塑性樹脂組成物における(A)成分の熱可塑性ポリイミド樹脂は、その構造単位に芳香核結合及びイミド結合を含む熱可塑性樹脂であり、特に制限されるものでない。具体的には、下記構造式(2)
で表される繰り返し単位を有するポリエーテルイミド[ゼネラルエレクトリック社製の商品名「Ultem 1000」(ガラス転移温度Tg:216℃)]、「Ultem 1010」(ガラス転移温度:216℃)]、下記構造式(3)
で表される繰り返し単位を有するポリエーテルイミド[ゼネラルエレクトリック社製の商品名「Ultem CRS5001」(ガラス転移温度Tg:226℃)]、が挙げられ、そのほかの具体例として、ゼネラルエレクトリック社製の商品名「Ultem XH6050」(ガラス転移温度Tg:247℃)]、三井化学株式会社製の商品名「オーラムPL500AM」(ガラス転移温度Tg:258℃)などが挙げられる。
これらのうちで、好ましくは、結晶性を有さないものであり、さらに好ましくは、上記構造式(2)乃至(3)で表される繰り返し単位を有するポリエーテルイミドである。
ポリエーテルイミド樹脂の製造方法は特に限定されるものではないが、通常、上記構造式(2)を有する非晶性ポリエーテルイミド樹脂は、4,4´−[イソプロピリデンビス(p−フェニレンオキシ)ジフタル酸二無水物とm−フェニレンジアミンとの重縮合物として、また上記構造式(3)を有するポリエーテルイミド樹脂は、4,4´−[イソプロピリデンビス(p−フェニレンオキシ)ジフタル酸二無水物とp−フェニレンジアミンとの重縮合物として公知の方法によって合成される。
また、本発明で使用するポリエーテルイミド樹脂には、本発明の主旨を超えない範囲でアミド基、エステル基、スルホニル基など共重合可能な他の単量体単位を含むものであってもかまわない。なお、ポリエーテルイミド樹脂は、1種類を単独で又は2種類以上を組み合わせて用いることが出来る。
これらのうちで、好ましくは、結晶性を有さないものであり、さらに好ましくは、上記構造式(2)乃至(3)で表される繰り返し単位を有するポリエーテルイミドである。
ポリエーテルイミド樹脂の製造方法は特に限定されるものではないが、通常、上記構造式(2)を有する非晶性ポリエーテルイミド樹脂は、4,4´−[イソプロピリデンビス(p−フェニレンオキシ)ジフタル酸二無水物とm−フェニレンジアミンとの重縮合物として、また上記構造式(3)を有するポリエーテルイミド樹脂は、4,4´−[イソプロピリデンビス(p−フェニレンオキシ)ジフタル酸二無水物とp−フェニレンジアミンとの重縮合物として公知の方法によって合成される。
また、本発明で使用するポリエーテルイミド樹脂には、本発明の主旨を超えない範囲でアミド基、エステル基、スルホニル基など共重合可能な他の単量体単位を含むものであってもかまわない。なお、ポリエーテルイミド樹脂は、1種類を単独で又は2種類以上を組み合わせて用いることが出来る。
(B)成分のポリアリールケトン樹脂は、その構造単位に芳香核結合、エーテル結合及びケトン結合を含む熱可塑性樹脂であり、その代表例としては、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン等があり、また、本発明の主旨を超えない範囲でビフェニル構造、スルホニル基など、共重合可能な他の単量体単位を含むものであってもかまわない。本発明においては、下記構造式(4)
で表される繰り返し単位を有するポリエーテルエーテルケトンが好適に使用される。この繰り返し単位を有するポリエーテルエーテルケトンは、VICTREX社製の商品名「PEEK151G」、「PEEK381G」、「PEEK450G」、ガラス転移温度143℃、結晶融解ピーク温度334℃、などとして市販されている。なお、ポリアリールケトン樹脂は、1種を単独で又は2種類以上を組み合わせて用いることが出来る。本発明の熱可塑性熱可塑性樹脂組成物を使用したフィルムをプリント配線基板などのエレクトロニクス用基板の基材として適用する場合には、ポリアリールケトン樹脂(B)として結晶性を有するものが好ましく、さらに、結晶融解ピーク温度が260℃以上であるものが好ましい。
本発明の熱可塑性樹脂組成物において、(A)成分の熱可塑性ポリイミド樹脂と(B)成分のポリアリールケトン樹脂の混合質量比は、通常(A)/(B)=95〜5/5〜95程度である。本発明の熱可塑性樹脂を使用したフィルムをプリント配線基板などのエレクトロニクス用基板の基材として適用する場合には、(A)成分と(B)成分との混合質量比は(A)/(B)=70〜30/30〜70であることが好ましい。
(A)成分が95質量比以下で、(B)成分が5質量比以上であると、(B)成分のポリアリールケトン樹脂が持つ、優れた耐熱性や低い吸水特性を発揮させることができる。また、(A)成分が5質量比以上で、(B)成分が95質量比以下であると、本発明の熱可塑性樹脂組成物からなるフィルムなどの成形体において、成形体と金属との接着性や、フィルム同士の熱融着などの加工性が良好である。
また、(B)成分として結晶性のポリアリールケトン樹脂を使用する場合、(A)成分が95質量比以下で、(B)成分が5質量比以上であると、熱可塑性樹脂組成物全体としての結晶性自体が高く、また結晶化速度も速く、はんだ耐熱性も良好である。また、同様の場合、(A)成分が5質量比以上で、(B)成分が95質量比以下であると、結晶性のポリアリールケトン樹脂の結晶化に伴う体積収縮(寸法変化)が大きくなることがないので、回路基板としての信頼性が得られる。これらのことから、(B)成分として、結晶性のポリアリールケトン樹脂を含有する本発明の熱可塑性樹脂フィルムエレクトロニクス用基板の基材として用いる場合には、(A)成分と(B)成分との混合質量比は(A)/(B)=65〜35/35〜65質量比とすることが好ましい。
(A)成分が95質量比以下で、(B)成分が5質量比以上であると、(B)成分のポリアリールケトン樹脂が持つ、優れた耐熱性や低い吸水特性を発揮させることができる。また、(A)成分が5質量比以上で、(B)成分が95質量比以下であると、本発明の熱可塑性樹脂組成物からなるフィルムなどの成形体において、成形体と金属との接着性や、フィルム同士の熱融着などの加工性が良好である。
また、(B)成分として結晶性のポリアリールケトン樹脂を使用する場合、(A)成分が95質量比以下で、(B)成分が5質量比以上であると、熱可塑性樹脂組成物全体としての結晶性自体が高く、また結晶化速度も速く、はんだ耐熱性も良好である。また、同様の場合、(A)成分が5質量比以上で、(B)成分が95質量比以下であると、結晶性のポリアリールケトン樹脂の結晶化に伴う体積収縮(寸法変化)が大きくなることがないので、回路基板としての信頼性が得られる。これらのことから、(B)成分として、結晶性のポリアリールケトン樹脂を含有する本発明の熱可塑性樹脂フィルムエレクトロニクス用基板の基材として用いる場合には、(A)成分と(B)成分との混合質量比は(A)/(B)=65〜35/35〜65質量比とすることが好ましい。
本発明の熱可塑性樹脂組成物における(C)成分の表面処理された充填材(以下、充填材(C)と略記する。)を構成する充填材としては、公知のものを使用することができ、例えば、クレー、ガラス、アルミナ、シリカ、窒化アルミニウム、窒化珪素などの無機充填材、ガラス繊維やアラミド繊維、炭素繊維などの繊維、無機鱗片状(板状)粉体、例えば、合成マイカ、天然マイカ、タルク、セリサイト、イライト、カオリナイト、モンモリロナイト、バーミキュライト、スメクタイト、板状アルミナ、ベーマイト、鱗片状チタン酸塩(例えば、鱗片状チタン酸マグネシウムカリウム、鱗片状チタン酸リチウムカリウム等)などが挙げられる。これらのなかで、合成マイカ、天然マイカ、タルク、セリサイト、イライト、カオリナイト、モンモリロナイト、バーミキュライト、スメクタイト、板状アルミナなどの無機鱗片状(板状)粉体が好ましく、合成マイカ、天然マイカがより好ましい。これらの充填材は1種類を単独で又は2種類以上を組み合わせて用いることができる。
充填材(C)の形状としては、板状が好ましく、平均粒径が0.01〜50μm程度、好ましくは0.1〜20μm、より好ましくは、1〜10μm、平均アスペクト比(粒径/厚み)は20〜30程度以上、好ましくは50以上の無機充填材が好適に用いられる。ここで、表面処理される前の充填材と処理された後の充填材(C)の形状は、同じものとして取り扱う。
充填材(C)の形状としては、板状が好ましく、平均粒径が0.01〜50μm程度、好ましくは0.1〜20μm、より好ましくは、1〜10μm、平均アスペクト比(粒径/厚み)は20〜30程度以上、好ましくは50以上の無機充填材が好適に用いられる。ここで、表面処理される前の充填材と処理された後の充填材(C)の形状は、同じものとして取り扱う。
本発明において、充填材(C)を構成する表面処理剤は、下記一般式(1)
RnSiX4-n (1)
(式中、Rは、炭素数5〜20の環状構造を含む炭化水素基であり、Xは、炭素数1〜6のアルコキシ基、ハロゲン原子、アセトキシ基、ないしはヒドロキシル基から選ばれる1種以上の加水分解性基である。nは1又は2である。nが2である場合、2つのRのうち一方は炭素数1〜20の環状構造を含まない炭化水素基であってよい。)
で表される有機珪素化合物が挙げられる。上記一般式(1)においてnが2のとき、2個のRは互いに同一でも異なっていてもよい。2個のRのうち、少なくも一方のRが炭素数5〜20の環状構造を含む炭化水素基であれば、他の一方は炭素数1〜20の環状構造を含まない炭化水素基であってもよい。炭素数1〜20の環状構造を含まない炭化水素基として直鎖状ないし分岐状のアルキル基などが挙げられる。また、複数のXも互いに同一でも異なっていてもよい。また、複数のXも互いに同一でも異なっていてもよい。
この有機珪素化合物としては、Rが、炭素数6〜12の環状炭化水素基、Xが炭素数1〜4のアルコキシ基、nが1のものが好ましく、より好ましくは、Rが炭素数6〜10の芳香族炭化水素基、Xが炭素数1〜3のアルコキシ基、nが1のものである。
RnSiX4-n (1)
(式中、Rは、炭素数5〜20の環状構造を含む炭化水素基であり、Xは、炭素数1〜6のアルコキシ基、ハロゲン原子、アセトキシ基、ないしはヒドロキシル基から選ばれる1種以上の加水分解性基である。nは1又は2である。nが2である場合、2つのRのうち一方は炭素数1〜20の環状構造を含まない炭化水素基であってよい。)
で表される有機珪素化合物が挙げられる。上記一般式(1)においてnが2のとき、2個のRは互いに同一でも異なっていてもよい。2個のRのうち、少なくも一方のRが炭素数5〜20の環状構造を含む炭化水素基であれば、他の一方は炭素数1〜20の環状構造を含まない炭化水素基であってもよい。炭素数1〜20の環状構造を含まない炭化水素基として直鎖状ないし分岐状のアルキル基などが挙げられる。また、複数のXも互いに同一でも異なっていてもよい。また、複数のXも互いに同一でも異なっていてもよい。
この有機珪素化合物としては、Rが、炭素数6〜12の環状炭化水素基、Xが炭素数1〜4のアルコキシ基、nが1のものが好ましく、より好ましくは、Rが炭素数6〜10の芳香族炭化水素基、Xが炭素数1〜3のアルコキシ基、nが1のものである。
上記有機珪素化合物の具体例として、1,4−シクロペンタジエニルトリメトキシシラン、1,4−シクロペンタジエニルトリエトキシシラン、1,4−シクロペンタジエニルトリプロポキシシラン、1,4−シクロペンタジエニルトリ(2−プロポキシ)シシラン、1,4−シクロペンタジエニルトリブトキシシラン、1,4−シクロペンタジエニルトリ(sec−ブトキシ)シラン、1,4−シクロペンタジエニルトリ(t−ブトキシ)シラン、2,4−シクロペンタジエニルトリメトキシシラン、2,4−シクロペンタジエニルトリエトキシシラン、2,4−シクロペンタジエニルトリプロポキシシラン、2,4−シクロペンタジエニルトリ(2−プロポキシ)シラン、2,4−シクロペンタジエニルトリブトキシシラン、2,4−シクロペンタジエニルトリ(sec−ブトキシ)シラン、2,4−シクロペンタジエニルトリ(t−ブトキシ)シラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリプロポキシシラン、フェニルトリ(2−プロポキシ)シラン、フェニルトリブトキシシラン、フェニルトリ(sec−ブトキシ)シラン、フェニルトリ(t−ブトキシ)シラン、2−メチルフェニルトリメトキシシラン、2−メチルフェニルトリエトキシシラン、2−メチルフェニルトリプロポキシシラン、2−メチルフェニルトリ(2−プロポキシ)シラン、2−メチルフェニルトリブトキシシラン、2−メチルフェニルトリ(sec−ブトキシ)シラン、2−メチルフェニルトリ(t−ブトキシ)シラン、3−メチルフェニルトリメトキシシラン、3−メチルフェニルトリエトキシシラン、3−メチルフェニルトリプロポキシシラン、3−メチルフェニルトリ(2−プロポキシ)シラン、3−メチルフェニルトリブトキシシラン、3−メチルフェニルトリ(sec−ブトキシ)シラン、3−メチルフェニルトリ(t−ブトキシ)シラン、4−メチルフェニルトリメトキシシラン、4−メチルフェニルトリエトキシシラン、4−メチルフェニルトリプロポキシシラン、4−メチルフェニルトリ(2−プロポキシ)シラン、
4−メチルフェニルトリブトキシシラン、4−メチルフェニルトリ(sec−ブトキシ)シラン、4−メチルフェニルトリ(t−ブトキシ)シラン、2,3−、2,4−、2,5−、2,6−、3,4−、ないしは3,5−ジメチルフェニル基を有するトリメトキシシランないしはトリエトキシシラン、ペンタメチルフェニルトリメトキシシラン、ペンタメチルフェニルトリエトキシシラン、ペンタメチルフェニルトリプロポキシシラン、ペンタメチルフェニルトリ(2−プロポキシ)シラン、ペンタメチルフェニルトリブトキシシラン、ペンタメチルフェニルトリ(sec−ブトキシ)シラン、ペンタメチルフェニルトリ(t−ブトキシ)シラン、ベンジルトリメトキシシラン、ベンジルトリエトキシシラン、ベンジルトリプロポキシシラン、ベンジルトリ(2−プロポキシ)シラン、ベンジルトリブトキシシラン、ベンジシルトリ(sec−ブトキシ)シラン、ベンジルトリ(t−ブトキシ)シラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、シクロヘキシルトリエトキシシラン、シクロヘキシルトリプロポキシシラン、シクロヘキシルトリ(2−プロポキシ)シラン、シクロヘキシルトリブトキシシラン、シクロヘキシルトリ(sec−ブトキシ)シラン、シクロヘキシルトリ(t−ブトキシ)シラン、1−ナフチルトリメトキシシラン、1−ナフチルトリエトキシシラン、1−ナフチルトリプロポキシシラン、1−ナフチルトリ(2−プロポキシ)シラン、1−ナフチルトリブトキシシラン、1−ナフチルトリ(sec−ブトキシ)シラン、1−ナフチルトリ(t−ブトキシ)シラン、2−ナフチルトリメトキシシラン、2−ナフチルトリエトキシシラン、2−ナフチルトリプロポキシシラン、2−ナフチルトリ(2−プロポキシ)シラン、2−ナフチルトリブトキシシラン、2−ナフチルトリ(sec−ブトキシ)シラン、2−ナフチルトリ(t−ブトキシ)シラン、2−ビフェニルトリメトキシシラン、2−ビフェニルトリエトキシシラン、2−ビフェニルトリプロポキシシラン、2−ビフェニルトリ(2−プロポキシ)シラン、2−ビフェニルトリブトキシシラン、2−ビフェニルトリ(sec−ブトキシ)シラン、2−ビフェニルトリ(t−ブトキシ)シラン、3−ビフェニルトリメトキシシラン、3−ビフェニルトリエトキシシラン、3−ビフェニルトリプロポキシシラン、3−ビフェニルトリ(2−プロポキシ)シラン、3−ビフェニルトリブトキシシラン、3−ビフェニルトリ(sec−ブトキシ)シラン、3−ビフェニルトリ(t−ブトキシ)シラン、4−ビフェニルトリメトキシシラン、4−ビフェニルトリエトキシシラン、4−ビフェニルトリプロポキシシラン、
4−ビフェニルトリ(2−プロポキシ)シラン、4−ビフェニルトリブトキシシラン、4−ビフェニルトリ(sec−ブトキシ)シラン、4−ビフェニルトリ(t−ブトキシ)シラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ジフェニルジプロポキシシラン、ジフェニルジ(2−プロポキシ)シラン、ジフェニルジブトキシシラン、ジフェニルジ(sec−ブトキシ)シラン、ジフェニルジ(t−ブトキシ)シラン、p−スチリルトリメトキシシラン、p−スチリルトリエトキシシラン、p−スチリルトリプロポキシシラン、p−スチリルトリ(2−プロポキシ)シラン、p−スチリルトリブトキシシラン、p−スチリルトリ(sec−ブトキシ)シラン、p−スチリルトリ(t−ブトキシ)シラン、m−スチリルトリメトキシシラン、m−スチリルトリエトキシシラン、m−スチリルトリプロポキシシラン、m−スチリルトリ(2−プロポキシ)シラン、m−スチリルトリブトキシシラン、m−スチリルトリ(sec−ブトキシ)シラン、m−スチリルトリ(t−ブトキシ)シラン、o−スチリルトリメトキシシラン、o−スチリルトリエトキシシラン、o−スチリルトリプロポキシシラン、o−スチリルトリ(2−プロポキシ)シラン、o−スチリルトリブトキシシラン、o−スチリルトリ(sec−ブトキシ)シラン、o−スチリルトリ(t−ブトキシ)シラン、シクロペンチルトリメトキシシラン、シクロペンチルトリエトキシシラン、シクロペンチルトリプロポキシシラン、シクロペンチルトリ(2−プロポキシ)シラン、シクロペンチルトリブトキシシラン、シクロペンチルトリ(sec−ブトキシ)シラン、シクロペンチルトリ(t−ブトキシ)シラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、シクロヘキシルトリエトキシシラン、シクロヘキシルトリプロポキシシラン、シクロヘキシルトリ(2−プロポキシ)シラン、シクロヘキシルトリブトキシシラン、シクロヘキシルトリ(sec−ブトキシ)シラン、シクロヘキシルトリ(t−ブトキシ)シラン、シクロヘプチルトリメトキシシラン、シクロヘプチルトリエトキシシラン、シクロヘプチルトリプロポキシシラン、シクロヘプチルトリ(2−プロポキシ)シラン、シクロヘプチルトリブトキシシラン、シクロヘプチルトリ(sec−ブトキシ)シラン、シクロヘプチルトリ(t−ブトキシ)シラン、シクロオクチルトリメトキシシラン、シクロオクチルトリエトキシシラン、シクロオクチルトリプロポキシシラン、
シクロオクチルトリ(2−プロポキシ)シラン、シクロオクチルトリブトキシシラン、シクロオクチルトリ(sec−ブトキシ)シラン、シクロオクチルトリ(t−ブトキシ)シラン、フェニルメチルジメトキシシラン、フェニルメチルジエトキシシラン、フェニルメチルジプロポキシシラン、フェニルメチルジ(2−プロポキシ)シラン、フェニルメチルジブトキシシラン、フェニルメチルジ(sec−ブトキシ)シラン、フェニルメチルジ(t−ブトキシ)シラン、フェニルエチルジメトキシシラン、フェニルエチルジエトキシシラン、フェニルエチルジプロポキシシラン、フェニルエチルジ(2−プロポキシ)シラン、フェニルエチルジブトキシシラン、フェニルエチルジ(sec−ブトキシ)シラン、フェニルエチルジ(t−ブトキシ)シラン、ジシクロヘキシルジメトキシシラン、ジシクロヘキシルジエトキシシラン、ジシクロヘキシルジプロポキシシラン、ジシクロヘキシルジ(2−プロポキシ)シラン、ジシクロヘキシルジブトキシシラン、ジシクロヘキシルジ(sec−ブトキシ)シラン、ジシクロヘキシルジ(t−ブトキシ)シラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、シクロヘキシルメチルジエトキシシラン、シクロヘキシルメチルジプロポキシシラン、シクロヘキシルメチルジ(2−プロポキシ)シラン、シクロヘキシルメチルジブトキシシラン、シクロヘキシルメチルジ(sec−ブトキシ)シラン、シクロヘキシルメチルジ(t−ブトキシ)シラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、シクロヘキシルメチルジエトキシシラン、シクロヘキシルメチルジプロポキシシラン、シクロヘキシルメチルジ(2−プロポキシ)シラン、シクロヘキシルメチルジブトキシシラン、シクロヘキシルメチルジ(sec−ブトキシ)シラン、シクロヘキシルメチルジ(t−ブトキシ)シラン、シクロヘキシルエチルジメトキシシラン、シクロヘキシルエチルジエトキシシラン、シクロヘキシルエチルジプロポキシシラン、シクロヘキシルエチルジ(2−プロポキシ)シラン、シクロヘキシルエチルジブトキシシラン、シクロヘキシルエチルジ(sec−ブトキシ)シラン、シクロヘキシルエチルジ(t−ブトキシ)シラン、などが挙げられる。
これらのうちで、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、4−ビフェニルトリメトキシシラン、4−ビフェニルトリエトキシシラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、シクロヘキシルトリエトキシシランが好ましく、より好ましくは、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシランである。
なお、上記有機珪素化合物で充填材の表面処理を行った場合に、充填材(C)の表面と熱可塑性樹脂[(A)成分及び(B)成分]との親和性が向上する理由は、上記有機珪素化合物の加水分解性基が加水分解によりヒドロキシル基を生成し、加熱により充填材表面のヒドロキシル基と脱水縮合反応を生起して環状構造を含む炭化水素基を有するシリル基が充填材表面に結合することによると推定される。
本発明に使用する充填材の表面処理剤(上記有機珪素化合物)は、充填材と樹脂の双方に反応して両者を結びつける、いわゆる「カップリング剤」としての作用は必要なく、充填材表面に付着、反応してその表面状態を樹脂に対して親和性を高めるように作用し、かつ、熱可塑性樹脂組成物ないし成形体として、高温下(例えば、200℃)で長時間熱処理にさらされても、その色相を顕著に変化させない効果が高い。また、いわゆるチタネートカップリング剤は、高温下、長時間の熱処理で、本発明に係る熱可塑性樹脂と充填材の組合せにたいして、充分な効果を発揮しない。
表面処理剤の使用量は、充填材100質量部に対して、通常0.1〜8質量部、好ましくは0.5〜5質量部、より好ましくは1〜3質量部の範囲である。この使用量を0.1質量部以上とすることにより、充分な表面処理の効果が得られるため、熱可塑性樹脂組成物の機械的強度が充分となる。また、表面処理剤の効果は8質量部を超えてもさらに高まるものでもないので8質量部までで充分である。
本発明に使用する充填材の表面処理剤(上記有機珪素化合物)は、充填材と樹脂の双方に反応して両者を結びつける、いわゆる「カップリング剤」としての作用は必要なく、充填材表面に付着、反応してその表面状態を樹脂に対して親和性を高めるように作用し、かつ、熱可塑性樹脂組成物ないし成形体として、高温下(例えば、200℃)で長時間熱処理にさらされても、その色相を顕著に変化させない効果が高い。また、いわゆるチタネートカップリング剤は、高温下、長時間の熱処理で、本発明に係る熱可塑性樹脂と充填材の組合せにたいして、充分な効果を発揮しない。
表面処理剤の使用量は、充填材100質量部に対して、通常0.1〜8質量部、好ましくは0.5〜5質量部、より好ましくは1〜3質量部の範囲である。この使用量を0.1質量部以上とすることにより、充分な表面処理の効果が得られるため、熱可塑性樹脂組成物の機械的強度が充分となる。また、表面処理剤の効果は8質量部を超えてもさらに高まるものでもないので8質量部までで充分である。
表面処理の方法としては、既知の種々の方法が適用できる。例えば、表面処理剤を溶解させた溶媒中で、充填材と表面処理剤を接触させた後に溶媒を除去する湿式法、表面処理剤を溶解した溶液と充填材とを噴霧、撹拌等の方法により接触させて、充填材表面に表面処理剤をまぶした後、溶媒を除去する半湿式法、樹脂、充填材及び表面処理剤又は少量の溶媒に溶解させた表面処理剤を混合撹拌するインテグラルブレンド法などが挙げられる。これらの表面処理方法のうち、充填材表面に効率よく表面処理剤を付着させるという観点から、湿式法、半湿式法が好ましい。
溶媒中の表面処理剤(上記有機珪素化合物)の濃度は、0.1〜80質量%程度とすることができる。溶媒としては、例えば、イソプロピルアルコール、エタノール、メタノール、ヘキサン等の除去しやすいものが好ましい。この溶媒は、少量の水や、加水分解を促進する少量の酸成分を含むものであってもよい。
上記表面処理方法により、充填材と、溶媒で希釈した表面処理剤を接触混合した後、数時間から数日間空気中に放置し、空気中の水分と接触させて加水分解を起こさせるとともに、使用した溶媒を蒸発除去することが推奨される。
この蒸発除去の処理は、アルコキシシリル基の加水分解反応や生成したヒドロキシルシリル基を充填材表面のヒドロキシル基と脱水縮合反応させ、かつ、発生したアルコールや使用した溶媒除去のため、常圧下ないし減圧下に、通常、温度80〜150℃程度、好ましくは100〜130℃に行なう。処理時間は通常4〜200時間程度であり、好ましくは24〜100時間である。
溶媒中の表面処理剤(上記有機珪素化合物)の濃度は、0.1〜80質量%程度とすることができる。溶媒としては、例えば、イソプロピルアルコール、エタノール、メタノール、ヘキサン等の除去しやすいものが好ましい。この溶媒は、少量の水や、加水分解を促進する少量の酸成分を含むものであってもよい。
上記表面処理方法により、充填材と、溶媒で希釈した表面処理剤を接触混合した後、数時間から数日間空気中に放置し、空気中の水分と接触させて加水分解を起こさせるとともに、使用した溶媒を蒸発除去することが推奨される。
この蒸発除去の処理は、アルコキシシリル基の加水分解反応や生成したヒドロキシルシリル基を充填材表面のヒドロキシル基と脱水縮合反応させ、かつ、発生したアルコールや使用した溶媒除去のため、常圧下ないし減圧下に、通常、温度80〜150℃程度、好ましくは100〜130℃に行なう。処理時間は通常4〜200時間程度であり、好ましくは24〜100時間である。
本発明の熱可塑性樹脂組成物に使用する充填材(C)の量は、上述した(A)成分の熱可塑性ポリイミド樹脂と(B)成分のポリアリールケトン樹脂との合計量100質量部に対して5〜50質量部の範囲である。混合する充填材が50質量部以下であると、フィルムの可とう性、端裂抵抗値(JIS C2151の端裂抵抗試験準拠)が良好である。一方、5質量部以上であると、線膨張係数の低減効果が充分なものとなるため、寸法安定性を向上させる効果が高くなる。このことから好適な充填材の混合量は、(A)成分と(B)成分との合計量100重量部に対して10〜40質量部であり、さらにフィルムの寸法安定性と可とう性あるいは端裂抵抗値とのバランスを重視する場合には、20〜35質量部の範囲で制御することが好ましい。
本発明の熱可塑性樹脂組成物には、その性質を損なわない程度に、(A)成分、(B)成分以外の樹脂や充填材(C)以外の各種添加剤、例えば、熱安定剤、紫外線吸収剤、光安定剤、核剤、着色剤、滑剤、難燃剤等を適宜配合しても良い。また、充填材(C)を含めた各種添加剤の混合方法は、公知の方法を用いることができる。混合の組合せの例として、
(I)(A)成分、(B)成分と(C)成分の3成分を同時に混合・分散させる方法、
(II)(A)成分と(B)成分をあらかじめ混合し、この混合物に(C)を混合・分散させる方法、
(III)(A)成分又は(B)成分に、充填材(C)成分をあらかじめ混合分散させて、(A)成分と(C)成分の混合物又は(B)成分と(C)成分の混合物を調製し、次いで(A)成分と(C)成分の混合物に(B)成分を混合するか、あるいは(B)成分と(C)成分の混合物に(A)成分を混合する方法、
(IV)(A)成分及び(B)成分それぞれに(C)成分を混合分散させた混合物を調製し、これらの混合物を混合する方法[この場合、(A)成分に対する(C)成分の比率と(B)に対する(C)成分の比率は同じでも異なっていてもよい]、
(V)複数種の(A)成分及び/又は複数種の(B)成分を使用する場合、これらのうちの少なくとも1種に、高濃度に(C)を混合分散させた混合物と、配合すべき他の(A)成分及び/又は(B)成分を混合するか、あるいは上記混合物と、配合すべき他の(A)成分及び/又は(B)成分に低濃度に(C)成分を混合分散させた混合物を混合分散させる方法、
などが挙げられる。
(I)(A)成分、(B)成分と(C)成分の3成分を同時に混合・分散させる方法、
(II)(A)成分と(B)成分をあらかじめ混合し、この混合物に(C)を混合・分散させる方法、
(III)(A)成分又は(B)成分に、充填材(C)成分をあらかじめ混合分散させて、(A)成分と(C)成分の混合物又は(B)成分と(C)成分の混合物を調製し、次いで(A)成分と(C)成分の混合物に(B)成分を混合するか、あるいは(B)成分と(C)成分の混合物に(A)成分を混合する方法、
(IV)(A)成分及び(B)成分それぞれに(C)成分を混合分散させた混合物を調製し、これらの混合物を混合する方法[この場合、(A)成分に対する(C)成分の比率と(B)に対する(C)成分の比率は同じでも異なっていてもよい]、
(V)複数種の(A)成分及び/又は複数種の(B)成分を使用する場合、これらのうちの少なくとも1種に、高濃度に(C)を混合分散させた混合物と、配合すべき他の(A)成分及び/又は(B)成分を混合するか、あるいは上記混合物と、配合すべき他の(A)成分及び/又は(B)成分に低濃度に(C)成分を混合分散させた混合物を混合分散させる方法、
などが挙げられる。
混合、分散の方法としては、(A)成分と(B)成分と(C)成分を所望により用いられる各種添加剤をそれぞれ別々に単軸溶融混練機や二軸溶融混練機に供給して混合することもでき、複数の供給部を有する溶融混練機を用いて各成文を逐次的に溶融混練機に供給することもできる。また、あらかじめヘンシェルミキサー、スーパーミキサー、リボンブレンダー、タンブラーなどの混合機を利用してそれらを予備混合した後、溶融混練機に供給して、たとえば、300℃〜430℃の温度で溶融混練する事もできる。また、目的により、水性媒体や有機溶媒に分散せしめて湿式法により混合することも可能である。さらに、充填材(C)や各種添加剤を、(A)成分及び/又は(B)成分をベース樹脂として高濃度(代表的な含有量としては10〜60質量%程度)に混合したマスターバッチを別途作製しておき、これを使用する樹脂に濃度を調整して混合し、ニーダーや押出機等を用いて機械的にブレンドする方法、などが挙げられる。上記混合方法の中では、マスターバッチを作製し、混合する方法が分散性や作業性の点から好ましい。
混合された熱可塑性樹脂組成物は、成分の溶融混合分散に続いて直接フィルム状に成形しても良く、また、一旦ストランドないしはシート状に押し出され、カッティングされてペレット、顆粒、粉体等の成形加工に適した形態で得られる。
混合された熱可塑性樹脂組成物は、成分の溶融混合分散に続いて直接フィルム状に成形しても良く、また、一旦ストランドないしはシート状に押し出され、カッティングされてペレット、顆粒、粉体等の成形加工に適した形態で得られる。
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、射出成型法、押出成型法、圧縮成型法等の成型法により所望の成形品に成形することができる。なかでも、フィルム、シート等の形態に押し出すことに適している。また、溶融混練機の後段にTダイを用いる押出しキャストやカレンダー成形機、パイプ等種々の形態の成形装置を付設して、溶融混練に引き続いて直接に成形体とすることもできる。
成形体のうちのフィルムの製膜方法としては、公知の方法、例えばTダイを用いる押出キャスト法やカレンダー法等を採用することができ、特に限定されるものではないが、フィルムの製膜性や安定生産性等の面から、Tダイを用いる押出キャスト法が好ましい。Tダイを用いる押出キャスト法での成形温度は、組成物の流動特性や製膜性等によって適宜調整されるが、概ね流出開始温度、ガラス転移温度ないしは融点以上、430℃以下、好ましくは340〜400℃である。また、本発明のフィルムの厚みは、特に制限されるものではないが、通常10〜800μm程度である。
本発明のフィルムの表面にはハンドリング性の改良等のために、エンボス加工やコロナ処理等を適宜施してもかまわない。また、上述したフィルムの少なくとも片面に接着層を介して、あるいは接着層を介することなく、金属体を加熱、加圧により熱融着させて金属積層体とすることもでき、さらに、エッチング処理、メッキ処理、印刷などにより、フィルム表面に導電性回路を形成し、さらに積層することもできる。
成形体のうちのフィルムの製膜方法としては、公知の方法、例えばTダイを用いる押出キャスト法やカレンダー法等を採用することができ、特に限定されるものではないが、フィルムの製膜性や安定生産性等の面から、Tダイを用いる押出キャスト法が好ましい。Tダイを用いる押出キャスト法での成形温度は、組成物の流動特性や製膜性等によって適宜調整されるが、概ね流出開始温度、ガラス転移温度ないしは融点以上、430℃以下、好ましくは340〜400℃である。また、本発明のフィルムの厚みは、特に制限されるものではないが、通常10〜800μm程度である。
本発明のフィルムの表面にはハンドリング性の改良等のために、エンボス加工やコロナ処理等を適宜施してもかまわない。また、上述したフィルムの少なくとも片面に接着層を介して、あるいは接着層を介することなく、金属体を加熱、加圧により熱融着させて金属積層体とすることもでき、さらに、エッチング処理、メッキ処理、印刷などにより、フィルム表面に導電性回路を形成し、さらに積層することもできる。
本発明の成形体が、(A)成分の熱可塑ポリイミド及び/又は(B)成分のポリアリールケトン樹脂として結晶性を有するものを含む熱可塑性樹脂組成物からなるものである場合、成形体を結晶化させることにより、耐熱性、寸法安定性を向上させることができる。しかし、通常の溶融と冷却過程を伴う成形加工においては、成形中に充分に結晶化させることが困難である場合があり、耐熱性や寸法安定性の向上のために本発明の熱可塑性樹脂組成物あるいは成形体を、ガラス転移温度以上、結晶融解温度以下の範囲で適宜選択される温度にて結晶化処理することが必要となる。
ここで結晶化処理の方式や時間は、特に限定されるものではないが、例えば、押出キャスト時に結晶化させる方法(キャスト結晶化法)や製膜ライン内で、熱処理ロールや熱風炉等により結晶化させる方法(インライン結晶化法)および製膜ライン外で、恒温槽や熱プレス等により結晶化させる方法(アウトライン結晶化法)などを挙げることができる。本発明においては、生産の安定性および物性の均一性から、アウトライン結晶化法が好適に用いられる。また、熱処理時間については、上記した式の関係を満足すればよく、通常2秒〜200時間程度、好適には5分から50時間程度の範囲が適用できる。
ここで結晶化処理の方式や時間は、特に限定されるものではないが、例えば、押出キャスト時に結晶化させる方法(キャスト結晶化法)や製膜ライン内で、熱処理ロールや熱風炉等により結晶化させる方法(インライン結晶化法)および製膜ライン外で、恒温槽や熱プレス等により結晶化させる方法(アウトライン結晶化法)などを挙げることができる。本発明においては、生産の安定性および物性の均一性から、アウトライン結晶化法が好適に用いられる。また、熱処理時間については、上記した式の関係を満足すればよく、通常2秒〜200時間程度、好適には5分から50時間程度の範囲が適用できる。
本発明の熱可塑性樹脂組成物及びそれを用いてなる成形体は、そのものが200℃の空気中で350時間熱処理された場合に、処理される前との黄色度(YIと略記する。)の差の絶対値(ΔYIと略記する。)が10以下のものである。ΔYIが10以下であると、使用中の製品の色相面の外見と使用前の製品との外見上の差異が少なくなる。この観点から、ΔYIは好ましくは8以下、さらに好ましくは6以下である。
黄色度は、JIS K 7105−1981「プラスチックの光学的特性試験方法」、に示された方法により市販の装置を使用して測定される。市販の測定器の一例として、スガ試験機株式会社製の分光測色計、型式SC−Tなどが挙げられる。測定される3刺激値X、Y、Zより、JIS K 7105−1981記載されている計算式[YI=100(1.28X−1.06Z)/Y]を用いてYIが算出される。
また、上述したように、成形体が、(A)成分の熱可塑ポリイミド及び/又は(B)成分のポリアリールケトン樹脂として結晶性を有するものを含む熱可塑性樹脂組成物からなるものである場合、通常の溶融と冷却過程を伴う成形加工においては、成形中に充分に結晶化させることが困難である場合がある。本発明の熱可塑性樹脂組成物あるいは成形体を200℃で熱処理する場合に、その処理の初期には結晶化による色相変化の影響が大きいので、これを差し引くため、200℃処理において、48時間の熱処理による結晶化処理後を起点として、350時間を処理時間とする。すなわち398時間処理後のYIと48時間処理との差、(ΔYI−48と略記する。)を求める。ただし、充分に結晶化された成形体については、200℃での熱処理を行う前の状態を起点とする。
黄色度は、JIS K 7105−1981「プラスチックの光学的特性試験方法」、に示された方法により市販の装置を使用して測定される。市販の測定器の一例として、スガ試験機株式会社製の分光測色計、型式SC−Tなどが挙げられる。測定される3刺激値X、Y、Zより、JIS K 7105−1981記載されている計算式[YI=100(1.28X−1.06Z)/Y]を用いてYIが算出される。
また、上述したように、成形体が、(A)成分の熱可塑ポリイミド及び/又は(B)成分のポリアリールケトン樹脂として結晶性を有するものを含む熱可塑性樹脂組成物からなるものである場合、通常の溶融と冷却過程を伴う成形加工においては、成形中に充分に結晶化させることが困難である場合がある。本発明の熱可塑性樹脂組成物あるいは成形体を200℃で熱処理する場合に、その処理の初期には結晶化による色相変化の影響が大きいので、これを差し引くため、200℃処理において、48時間の熱処理による結晶化処理後を起点として、350時間を処理時間とする。すなわち398時間処理後のYIと48時間処理との差、(ΔYI−48と略記する。)を求める。ただし、充分に結晶化された成形体については、200℃での熱処理を行う前の状態を起点とする。
また、本発明の熱可塑性樹脂組成物及びフィルムなどの成形体の用途としては、配線基板、リジッドフレックス基板、ビルドアップ多層基板、一括多層基板、金属ベース基板などのエレクトロニクス用基板の基材、フレキシブルプリント基板の保護板、熱遮蔽板、サーモフォーミングや真空成形によるトレー、各種電子機器の筐体、自動車エンジンルーム内部品や隔壁などが挙げられる。また、銅、銀、金、鉄、亜鉛、アルミニウム、マグネシウム、ニッケルなど、またはこれらの合金類の箔、板、線などの金属体と貼り合わせたもの、あるいは、エッチングやメッキにより回路や図柄を付着させたものも挙げられる。
以下に、本発明を実施例でよりさらに詳しく説明するが、これらにより本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。なお、本明細書中に表示されるフィルムについての種々の測定値および評価は次のようにして行った。ここで、フィルムの押出機からの流れ方向を縦方向、その直交方向を横方向とよぶ。
(1)色相測定
スガ試験機株式会社製の分光測色計、型式SC−Tを用い、JIS K 7105−1981に準じて上記フィルムの色の3刺激値(X、Y、Z)を測定し、YIを算出した。
(2)ΔYI
上記フィルムを、タバイエスペック株式会社製オーブン(型式:HPS−212)を使用し、温度200℃にて熱処理を行った。開始から48時間までは、フィルムの初期変形による波打ちやフィルム同士の融着を防止するため、厚さ125μmのポリイミドフィルム(東レ・デュポン株式会社製、商品名 カプトン、品番:500H)、2枚の間に挟んで1組とし、5組を横置きに積み上げて熱処理を行った。48時間以降は上記ポリイミドフィルムには挟まずオーブン中につるした。
実施例表中に示した時間にオーブンより取り出し、上記(1)に示した方法により色相を測定し、48時間以後には各時間のYIと48時間目のYIの差(ΔYI−48)を算出した。各時間の色相測定後に、フィルムサンプルを上記オーブンに戻し、引き続いて熱処理を行った。オーブンより取り出して色相を測定したのちオーブンに戻すまでの操作に要した時間は、熱処理時間には算入しなかった。
(3)外見の目視判定
上記、200℃、48時間熱処理したフィルムの一部を室温下で保存し、目視判定の基準サンプルとした。このものを引き続いて398時間目まで処理したサンプルと比較し、目視にて、外見の変化を判定した。外見変化の判定基準として、色目の変化を感じないもしくはあるがさほど目立たないものを1、色目の変化がはっきりわかるが、激しくはないものを2、色目の変化が激しいものを3とした。
スガ試験機株式会社製の分光測色計、型式SC−Tを用い、JIS K 7105−1981に準じて上記フィルムの色の3刺激値(X、Y、Z)を測定し、YIを算出した。
(2)ΔYI
上記フィルムを、タバイエスペック株式会社製オーブン(型式:HPS−212)を使用し、温度200℃にて熱処理を行った。開始から48時間までは、フィルムの初期変形による波打ちやフィルム同士の融着を防止するため、厚さ125μmのポリイミドフィルム(東レ・デュポン株式会社製、商品名 カプトン、品番:500H)、2枚の間に挟んで1組とし、5組を横置きに積み上げて熱処理を行った。48時間以降は上記ポリイミドフィルムには挟まずオーブン中につるした。
実施例表中に示した時間にオーブンより取り出し、上記(1)に示した方法により色相を測定し、48時間以後には各時間のYIと48時間目のYIの差(ΔYI−48)を算出した。各時間の色相測定後に、フィルムサンプルを上記オーブンに戻し、引き続いて熱処理を行った。オーブンより取り出して色相を測定したのちオーブンに戻すまでの操作に要した時間は、熱処理時間には算入しなかった。
(3)外見の目視判定
上記、200℃、48時間熱処理したフィルムの一部を室温下で保存し、目視判定の基準サンプルとした。このものを引き続いて398時間目まで処理したサンプルと比較し、目視にて、外見の変化を判定した。外見変化の判定基準として、色目の変化を感じないもしくはあるがさほど目立たないものを1、色目の変化がはっきりわかるが、激しくはないものを2、色目の変化が激しいものを3とした。
(実施例1)
(1)表面処理されたマイカの作製
ヘンシェルミキサーに、トピー工業株式会社製の合成マイカPDM−5B(平均粒子径6μm、アスペクト比25)2kgを入れた。その上から、表面処理剤フェニルトリメトキシシラン(東京化成工業株式会社製、試薬グレード、表中1において略号SP1)40g(マイカ100質量部に対して2質量部)を水分約5質量%のイソプロピルアルコール160gに溶解して得た20%溶液200gを振りかけ、ミキサー上部に蓋をした。窒素を供給しながらミキサーを10分間作動させて撹拌混合した。
このものを、ステンレス製のバットに広げ、室内にて4日間放置したのち、120℃のオーブン中で48時間加熱処理し、室温まで冷却して表面処理された合成マイカ(略号FPとする)を得た。
(1)表面処理されたマイカの作製
ヘンシェルミキサーに、トピー工業株式会社製の合成マイカPDM−5B(平均粒子径6μm、アスペクト比25)2kgを入れた。その上から、表面処理剤フェニルトリメトキシシラン(東京化成工業株式会社製、試薬グレード、表中1において略号SP1)40g(マイカ100質量部に対して2質量部)を水分約5質量%のイソプロピルアルコール160gに溶解して得た20%溶液200gを振りかけ、ミキサー上部に蓋をした。窒素を供給しながらミキサーを10分間作動させて撹拌混合した。
このものを、ステンレス製のバットに広げ、室内にて4日間放置したのち、120℃のオーブン中で48時間加熱処理し、室温まで冷却して表面処理された合成マイカ(略号FPとする)を得た。
(2)フィルムの作製
表1に示すようにポリエーテルイミド樹脂[ゼネラルエレクトリック社製、Ultem1000、ガラス転移温度Tg:216℃](以下、単にPEI−1と略記することがある。)1.856kg(29質量部)、[ゼネラルエレクトリック社製、Ultem−CRS5001、Tg:226℃](以下、単にPEI−2と略記することがある。)1.856kg(29質量部)ポリエーテルエーテルケトン樹脂[ビクトレックス社製、PEEK450G、Tg:143℃、融点Tm:334℃](以下、単にPEEKと略記することがある。)2.688kg(42質量部)、及び上記充填材(FP)1.6kg(樹脂成分合計6.4kgを100質量部とし、これに対して25質量部)を、二軸混練機にて、設定温度380℃で溶融混練し、Tダイよりシート状に押し出し、155℃のキャストロールで急冷製膜することにより厚さ100μmの非晶状態のフィルム(以下、非晶フィルムと略記する。)を得た。この非晶フィルムの色相を測定した。
また、この非晶フィルムを2枚の厚さ125μmのポリイミドフィルム(東レ・デュポン株式会社製、商品名 カプトン、品番 500H)、2枚の間に挟んで1組とし、5組を横置きに積み上げて、タバイエスペック株式会社製オーブン(型式 HPS−212)内で、温度200℃にて48時間結晶化処理を行うことにより結晶化フィルムを得た。
この結晶化フィルムをポリイミドフィルム間より取り出し、色相を測定したのち、オーブン中に吊し、温度200℃にて熱処理を行った。
実施例表中に示した時間にオーブンより取り出し、上記(1)に示した方法により色相を測定した。
48時間以後については各時間のΔYI−48を算出した。各時間の色相測定後に、フィルムサンプルを上記オーブンに戻し、引き続いて熱処理を行った。オーブンより取り出して色相を測定したのちオーブンに戻すまでの操作に要した時間は、熱処理時間には算入しなかった。
得られた非晶フィルム又は結晶化フィルムのYI、結晶化フィルムの外見上の目視評価結果、各処理時間におけるYI、ΔYI―48、ΔYI、および色の3刺激値(X、Y、Z)の評価結果を表1〜表7に示した。
表1に示すようにポリエーテルイミド樹脂[ゼネラルエレクトリック社製、Ultem1000、ガラス転移温度Tg:216℃](以下、単にPEI−1と略記することがある。)1.856kg(29質量部)、[ゼネラルエレクトリック社製、Ultem−CRS5001、Tg:226℃](以下、単にPEI−2と略記することがある。)1.856kg(29質量部)ポリエーテルエーテルケトン樹脂[ビクトレックス社製、PEEK450G、Tg:143℃、融点Tm:334℃](以下、単にPEEKと略記することがある。)2.688kg(42質量部)、及び上記充填材(FP)1.6kg(樹脂成分合計6.4kgを100質量部とし、これに対して25質量部)を、二軸混練機にて、設定温度380℃で溶融混練し、Tダイよりシート状に押し出し、155℃のキャストロールで急冷製膜することにより厚さ100μmの非晶状態のフィルム(以下、非晶フィルムと略記する。)を得た。この非晶フィルムの色相を測定した。
また、この非晶フィルムを2枚の厚さ125μmのポリイミドフィルム(東レ・デュポン株式会社製、商品名 カプトン、品番 500H)、2枚の間に挟んで1組とし、5組を横置きに積み上げて、タバイエスペック株式会社製オーブン(型式 HPS−212)内で、温度200℃にて48時間結晶化処理を行うことにより結晶化フィルムを得た。
この結晶化フィルムをポリイミドフィルム間より取り出し、色相を測定したのち、オーブン中に吊し、温度200℃にて熱処理を行った。
実施例表中に示した時間にオーブンより取り出し、上記(1)に示した方法により色相を測定した。
48時間以後については各時間のΔYI−48を算出した。各時間の色相測定後に、フィルムサンプルを上記オーブンに戻し、引き続いて熱処理を行った。オーブンより取り出して色相を測定したのちオーブンに戻すまでの操作に要した時間は、熱処理時間には算入しなかった。
得られた非晶フィルム又は結晶化フィルムのYI、結晶化フィルムの外見上の目視評価結果、各処理時間におけるYI、ΔYI―48、ΔYI、および色の3刺激値(X、Y、Z)の評価結果を表1〜表7に示した。
(実施例2)
実施例1において、充填材の表面処理に使用するSP1を36g(合成マイカ100質量部に対して1.8質量部)、水分約5質量%を含むイソプロピルアルコールの量を108gに変更し、使用する樹脂成分6.4kg(100質量部)に占めるPEI−1、PEI−2とPEEKの混合量をそれぞれ55質量部、0質量部、及び45質量部に変更した以外は実施例1と同様の操作を行い、非晶フィルムを得た。また、実施例1と同様にして結晶化フィルムを得た。実施例1と同様の評価を行った結果を各表に示した。
実施例1において、充填材の表面処理に使用するSP1を36g(合成マイカ100質量部に対して1.8質量部)、水分約5質量%を含むイソプロピルアルコールの量を108gに変更し、使用する樹脂成分6.4kg(100質量部)に占めるPEI−1、PEI−2とPEEKの混合量をそれぞれ55質量部、0質量部、及び45質量部に変更した以外は実施例1と同様の操作を行い、非晶フィルムを得た。また、実施例1と同様にして結晶化フィルムを得た。実施例1と同様の評価を行った結果を各表に示した。
(実施例3)
実施例1において、充填材の表面処理に使用するSP1を24g(合成マイカ100質量部に対して1.2質量部)、水分約5質量%を含むイソプロピルアルコールの量を96gに変更し、使用する樹脂成分6.4kg(100質量部)に占めるPEI−1を28質量部、PEI−2を28質量部、およびPEEKの混合比を44質量部に変更した以外は実施例1と同様の操作を行い、非晶フィルムを得た。また、実施例1と同様にして結晶化フィルムを得た。実施例1と同様の評価を行った結果を各表に示した。
実施例1において、充填材の表面処理に使用するSP1を24g(合成マイカ100質量部に対して1.2質量部)、水分約5質量%を含むイソプロピルアルコールの量を96gに変更し、使用する樹脂成分6.4kg(100質量部)に占めるPEI−1を28質量部、PEI−2を28質量部、およびPEEKの混合比を44質量部に変更した以外は実施例1と同様の操作を行い、非晶フィルムを得た。また、実施例1と同様にして結晶化フィルムを得た。実施例1と同様の評価を行った結果を各表に示した。
(実施例4)
実施例1において、充填材の表面処理に使用するSP1をフェニルトリエトキシシラン(東京化成工業株式会社製、試薬グレード、表1において略号SP2)に変更し、使用する樹脂成分6.4kg(100質量部)に占めるPEI−1、PEI−2とPEEKの混合比をそれぞれ22質量部、40質量部、及び38質量部に変更した以外は実施例1と同様の操作を行い、非晶フィルムを得た。また、実施例1と同様にして結晶化フィルムを得た。実施例1と同様の評価を行った結果を各表に示した。
実施例1において、充填材の表面処理に使用するSP1をフェニルトリエトキシシラン(東京化成工業株式会社製、試薬グレード、表1において略号SP2)に変更し、使用する樹脂成分6.4kg(100質量部)に占めるPEI−1、PEI−2とPEEKの混合比をそれぞれ22質量部、40質量部、及び38質量部に変更した以外は実施例1と同様の操作を行い、非晶フィルムを得た。また、実施例1と同様にして結晶化フィルムを得た。実施例1と同様の評価を行った結果を各表に示した。
(比較例1)
実施例1において充填材の表面処理に使用する表面処理剤をSP1にかえてイソプロピルトリ(ドデシルベンゼンスホニル)チタネート(味の素ファインテクノ株式会社製、商品名:プレンアクト9SA、表1において略号T1)を使用した以外は実施例1と同様の操作を行い、非晶フィルムを得た。また、実施例1と同様にして結晶化フィルムを得た。実施例1と同様の評価を行った結果を各表に示した。
実施例1において充填材の表面処理に使用する表面処理剤をSP1にかえてイソプロピルトリ(ドデシルベンゼンスホニル)チタネート(味の素ファインテクノ株式会社製、商品名:プレンアクト9SA、表1において略号T1)を使用した以外は実施例1と同様の操作を行い、非晶フィルムを得た。また、実施例1と同様にして結晶化フィルムを得た。実施例1と同様の評価を行った結果を各表に示した。
(比較例2)
表1に示すように、実施例1において充填材の表面処理に使用した表面処理剤をSP1にかえてイソプロピルトリステアロイルチタネート(味の素ファインテクノ株式会社製、商品名:プレンアクトTTS、表1において略号T2)を使用した以外は実施例1と同様の操作を行い、非晶フィルムを得た。また、実施例1と同様にして結晶化フィルムを得た。実施例1と同様の評価を行った結果を各表に示した。
表1に示すように、実施例1において充填材の表面処理に使用した表面処理剤をSP1にかえてイソプロピルトリステアロイルチタネート(味の素ファインテクノ株式会社製、商品名:プレンアクトTTS、表1において略号T2)を使用した以外は実施例1と同様の操作を行い、非晶フィルムを得た。また、実施例1と同様にして結晶化フィルムを得た。実施例1と同様の評価を行った結果を各表に示した。
表1より、本発明の熱可塑性樹脂組成物を使用して成形された実施例1〜4の結晶化フィルムは、200℃、48時間熱処理時点を基点として200℃、350時間の熱処理後(すなわち合計398時間後)のΔYI−48が4.7〜5.0で10以下であり、目視による外見変化、すなわち色目の変化がはっきりわかるが、激しいレベルではない。これに対して、ΔYI−48が10を超える比較例1及び比較例2の結晶化フィルムは、目視による外見変化が顕著なものと認められる。
また、本発明に係る表面処理剤で表面処理された充填材を含有する実施例1〜4の結晶化フィルムは、200℃にて熱処理された場合、24時間以後のいずれの処理時間においてもΔYI及びΔYI−48の値が、本発明に係る表面処理剤以外の表面処理剤で表面処理された充填材を含有する比較例1及び比較例2の結晶化フィルムの値より低く、本発明に係る表面処理剤により、熱可塑性樹脂組成物が熱処理された場合の色相変化を少なくするという効果が得られることが明らかである。
また、本発明に係る表面処理剤で表面処理された充填材を含有する実施例1〜4の結晶化フィルムは、200℃にて熱処理された場合、24時間以後のいずれの処理時間においてもΔYI及びΔYI−48の値が、本発明に係る表面処理剤以外の表面処理剤で表面処理された充填材を含有する比較例1及び比較例2の結晶化フィルムの値より低く、本発明に係る表面処理剤により、熱可塑性樹脂組成物が熱処理された場合の色相変化を少なくするという効果が得られることが明らかである。
本発明の熱可塑性樹脂組成物及び成形体は、長時間高温にさらされた場合の色相変化が少なく、耐熱性、寸法安定性等に優れることから、その用途としては、プリント配線基板、リジッドフレックス基板、ビルドアップ多層基板、一括多層基板、金属ベース基板などのエレクトロニクス用基板の基材、フレキシブルプリント基板の保護板、熱遮蔽板、サーモフォーミングや真空成形によるトレー、各種電子機器の筐体、自動車エンジンルーム内部品や隔壁、航空宇宙機器の保護板、高温にさらされるエネルギー発生器機の部品などが挙げられる。また、銅やアルミニウムなどの金属箔と積層、接着する事により電磁波遮蔽板などの用途も挙げられる。
Claims (10)
- (A)熱可塑性ポリイミド樹脂と(B)ポリアリールケトン樹脂の合計量100質量部に対して、(C)下記一般式(1)
RnSiX4−n (1)
(式中、Rは、炭素数5〜20の環状構造を含む炭化水素基であり、Xは、炭素数1〜6のアルコキシ基、ハロゲン原子、アセトキシ基、ないしはヒドロキシル基から選ばれる1種以上の加水分解性基である。nは1又は2である。nが2である場合、2つのRのうち一方は炭素数1〜20の環状構造を含まない炭化水素基であってよい。)
で表される有機珪素化合物により表面処理された充填材5〜50質量部を含み、200℃、350時間処理前後における、JIS K 7105−1981に規定される黄色度の差の絶対値が10以下であることを特徴とする熱可塑性樹脂組成物。 - (A)成分と(B)成分との混合質量比が、A/B=95〜5/5〜95であることを特徴とする請求項1記載の熱可塑性樹脂組成物。
- (C)成分の表面処理された充填材において、充填材が無機系のものである請求項1〜3のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
- (C)成分の表面処理された充填材において、充填材が板状である請求項4記載の熱可塑性樹脂組成物。
- (C)成分の表面処理された充填材において、充填材がマイカである請求項5記載の熱可塑性樹脂組成物。
- (C)成分の表面処理された充填材の平均粒子径が0.01〜50μmである請求項1〜6のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
- (C)成分の表面処理された充填材が、充填材100質量部に対して0.1〜8質量部の一般式(1)で表される有機珪素化合物で表面処理されたものである請求項1〜7のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
- 請求項1〜8のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物を成形してなる成形体。
- 成形体が結晶化処理されてなる請求項9記載の成形体。
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