JP2010031257A5

JP2010031257A5 - ポリアミド樹脂組成物からなるペレットおよび難燃性樹脂成形品

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Publication number: JP2010031257A5
Application number: JP2009149263A
Authority: JP
Filing date: 2009-06-24
Publication date: 2012-05-17
Anticipated expiration: 2029-06-24

Description

本発明は、高い難燃性、電磁波シールド性、耐衝撃性、成形加工性を兼ね備えた樹脂組成物からなるペレットおよびその成形品に関するものである。

本発明者らは、上記の課題を解決するべく鋭意検討した結果、ポリアミド樹脂と、炭素繊維、カーボンブラック、有機リン系難燃剤を適当量配合することにより達成できることを見出した。すなわち上記課題は、
ポリアミド樹脂組成物１００重量％に対して、
（Ａ）ポリアミド樹脂、
（Ｂ）炭素繊維８〜４０重量％、
（Ｃ）カーボンブラック２〜１０重量％、
（Ｄ）有機リン系難燃剤１３〜３０重量％
（Ｆ）酸化亜鉛、ホウ酸亜鉛、硫化亜鉛、ステアリン酸亜鉛、モンタン酸亜鉛から選ばれる１種または２種以上の亜鉛化合物を０．１〜５重量％
を含有してなるポリアミド樹脂組成物からなるペレットであって、当該ペレット中の成分（Ｂ）の重量平均繊維長が３〜１５ｍｍであるペレット、
により解決される。

本発明の樹脂組成物に更に成分（Ｆ）として亜鉛化合物が含有されていると、本発明の主目的である難燃性を効果的に向上できる。その理由については判明していないが、成分（Ｆ）を成分（Ｄ）と併用することで難燃性を保持したまま成分（Ｄ）を減量することが可能となり、薄肉成形性および耐衝撃性の向上が可能となる。亜鉛化合物は、酸化亜鉛、ホウ酸亜鉛、硫化亜鉛、ステアリン酸亜鉛、モンタン酸亜鉛から選ばれる１種または２種以上の混合物である。亜鉛化合物は、樹脂組成物１００重量％に対して０．１〜５重量％の範囲で配合されていることが好ましい。０．１重量％未満では難燃性が劣ることがあり、５重量％超では耐衝撃性が劣ることがある。

本発明の樹脂組成物からなるペレット中の成分（Ｂ）は、重量平均繊維長が３〜１５ｍｍである。この繊維長を有すると、射出成形品にしたときの成形品中の成分（Ｂ）の繊維長を長く保持できるため、難燃性、電磁波シールド性、耐衝撃性の向上が可能となる。射出成形によって得られた成形品中の成分（Ｂ）の重量平均繊維長は０．３〜２ｍｍであることが好ましい。通常市販されている例えば２軸押出機でコンパウンドされた炭素繊維強化材ペレット中の繊維長はたかだか０．２〜０．３ｍｍでしかなく、この程度の繊維長では前述した特性を十分に発現することは出来ない。

本発明にかかるポリアミド樹脂組成物からなるペレットを成形して得られる成形品は、ＵＬ９４規格における燃焼性が０．８ｍｍ厚みでＶ−０であることがより好ましい。電気電子分野の一部の成形品では難燃性が要求されており、特に、パソコン、デジタルビデオカメラ、液晶プロジェクターなど発熱しうる装置を含む機器の筐体は、ＵＬ９４規格でＶ−０であることが好ましい。ここでＵＬ９４規格とは、アンダーライターズ・ラボラトリーで定められたプラスチックス材料の燃焼性試験の規格であり、世界的規格として普及され、日本でも法的な拘束力はないものの成形品材料の使用可否判断として一般的に用いられている。

本発明のポリアミド樹脂組成物からなるペレットを射出成形、押出成形、圧縮成形などの方法で成形することによって成形品を得ることができる。なかでも射出成形は、ウエルド部やヒンジ部を有する成形品やインサート成形品などの複雑な形状の成形品や薄肉成形品であっても、高い寸法精度で量産できる点で特に好適である。

［実施例１〜３、比較例１、２、４〜９、参考例１〜３］
表１に示す割合で成分（Ａ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｆ）を２軸押出機にてコンパウンドし、マスターペレットを製造する。

比較例１，４、参考例１〜３のいずれの材料も、０．８ｍｍ厚の燃焼性はＶ−０を達成した。充填下限圧も高くならず薄肉部分も寸法精度よく成形できた。また、ＥＭＩシールド性も３９ｄＢ以上と高い電磁波シールド性を発現でき、同時にＩｚｏｄ衝撃強度も高い値を発現できた。このように、高い難燃性、薄肉成形性、電磁波シールド性、耐衝撃性のいずれも高いレベルで同時に発現できることがわかった。

一方、比較例２、３、６、８は、燃焼性が難燃レベルＶ−０を達成できなかった。難燃性は主には成分（Ｄ−１）と成分（Ｄ−２ａ）が寄与するものの、成分（Ｄ−１）と成分（Ｄ−２ａ）のみを増やしても難燃レベルを満足することはできない。比較例２と参考例１、また比較例８と参考例１とをそれぞれ比較すると、成分（Ｃ）の存在や、成分（Ｂ）の適正範囲の存在によって、難燃レベルを向上させることができたといえる。また、比較例３から、成分（Ｂ）の平均繊維長も燃焼性に寄与することが確認できた。

一方、比較例５、７は、流動性とＩｚｏｄ衝撃強度に劣っていた。これらの比較例は、成分（Ａ）、成分（Ｂ）といった長繊維強化熱可塑性樹脂組成物の主成分以外の添加剤を増量したものであり、繊維強化樹脂が求められる基本的な特性、すなわち流動性や耐衝撃性が十分発現できない条件となった。

また成分（Ｆ）を配合した実施例１、２は、参考例２に比べて、少量の成分（Ｄ−１）配合で難燃レベルを満足できるので、その他の流動性および耐衝撃性は向上させることが可能となり、本発明における最良の組み合わせであることがわかった。

［比較例３］
溶融樹脂が含浸された成分（Ｂ）の炭素繊維束を含有した樹脂ストランドを、カッターで２．５ｍｍの長さに切断した以外は、実施例２と同じ方法で作製、評価を行った。Ｖ−０不合格の他に、ＥＭＩシールド性、Ｉｚｏｄ衝撃強度が大きく劣っていた。

次に、比較例４のペレットを射出成形し、幅３００ｍｍ、長さ１８０ｍｍ、高さ１０ｍｍの箱形成形品を得た。平均厚みは１．２ｍｍであり、ＫＥＣ法における電界シールド性は１ＧＨｚ帯において４０ｄＢであった。また、この筐体は、手に持った感触から軽量かつ高剛性であった。また、得られた成形品中の炭素繊維の平均繊維長は０．６ｍｍであった。

［実施例４］
マスターペレット製造に際し、樹脂組成物１００重量％に対して成分（Ｇ）を０．２重量％配合した以外は、実施例２と同様の方法で長繊維ペレットを作製、評価を行った。燃焼性、流動性、電波シールド性、耐衝撃性はいずれも実施例２と同等の値であった。また、この長繊維ペレット５０ｇと５×１０ｍｍの銀端子を２００ｍｌのガラス容器に入れ密封し、２８０℃で１０分間熱処理した後の銀端子の抵抗値（未処理時の抵抗値は０．７ｍΩ）を測定することで金属腐食テストを行った結果、５ｍΩであったが、実施例２の長繊維ペレットを用いた場合は２０ｍΩであった。このように成分（Ｇ）を配合することで金属腐食を抑制する効果が確認された。

Claims

ポリアミド樹脂組成物１００重量％に対して、
（Ａ）ポリアミド樹脂、
（Ｂ）炭素繊維８〜４０重量％、
（Ｃ）カーボンブラック２〜１０重量％、
（Ｄ）有機リン系難燃剤１３〜３０重量％、
（Ｆ）酸化亜鉛、ホウ酸亜鉛、硫化亜鉛、ステアリン酸亜鉛、モンタン酸亜鉛から選ばれる１種または２種以上の亜鉛化合物を０．１〜５重量％
を含有してなるポリアミド樹脂組成物からなるペレットであって、当該ペレット中の成分（Ｂ）の重量平均繊維長が３〜１５ｍｍであるペレット。
ポリアミド樹脂組成物が、さらに（Ｅ）フェノール系重合体を１．６〜８重量％を含有する請求項１に記載のペレット。
成分（Ｄ）がメラミンフォスフェート化合物および／またはフォスフィン酸金属塩化合物を含有する難燃剤である請求項１〜２のいずれかに記載のペレット。
請求項１〜３のいずれかに記載のペレットを射出成形してなる難燃性樹脂成形品。
成形品中の炭素繊維の重量平均繊維長が０．３〜２ｍｍである請求項４に記載の難燃性樹脂成形品。
ＵＬ９４規格における燃焼性が０．８ｍｍ厚みでＶ−０である請求項４または５記載の難燃性樹脂成形品。