JP2013234309A - 黒鉛が充填されたポリエステル組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】a)3〜40重量パーセント、好ましくは3〜30重量パーセントの、少なくとも1種類のポリエステル、好ましくはポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリ(エチレン2,6−ナフトエート)、およびポリ(1,4−シクロヘキシルジメチレンテレフタレート)と;b)25〜50重量パーセントの非繊維状黒鉛、好ましくは板状または粒子状の黒鉛と;c)ウォラストナイト、ガラス繊維、アラミド繊維、セラミック繊維、チタン酸カリウムウィスカ、またはそれらの組み合わせからなる群から選択される10〜40重量パーセントの無機フィラーと;d)3〜10重量パーセントのコポリエーテルエステルエラストマーとを含むポリエステル組成物であって;a+b+c+dの量は、組成物の100重量パーセントであり;b+cの量は、組成物の少なくとも50重量パーセントであり、コポリエーテルエステルエラストマーのポリエステルに対する重量比が0.3〜0.4であり;少なくとも0.2パーセントの伸び、少なくとも3WmKの熱伝導率、および少なくとも25MPaの引張強度を有する、ポリエステル組成物。
【選択図】なし
Description
以下の定義および略語は、本明細書の説明で論じられ特許請求の範囲に列挙される用語の意味を説明するために用いられる。
明確に記載されない限り、本明細書に明記されるあらゆる範囲は、その端点を含む。量、濃度、あるいはその他の値またはパラメーターがある範囲であるという記載は、あらゆる範囲上限とあらゆる範囲下限とのあらゆる組から形成されるあらゆる範囲を明確に開示しており、そのような組が別に本明細書で開示されているかとは無関係である。本明細書に記載の方法および物品は、説明における範囲の定義で開示される特定の値に限定されるものではない。
材料、方法、ステップ、値、および/または範囲などに関するあらゆる変形の本明細書における開示は(本明細書に記載の方法、組成物、および物品の好ましい変形として特定されていてもいなくても)、そのような材料、方法、ステップ、値、範囲などのありとあらゆる組み合わせを含んだあらゆる方法および物品を開示することを特に意図している。特許請求の範囲に対する明確で十分な裏付けを提供する目的で、そのように開示されるあらゆる組み合わせが、本明細書に記載の方法、組成物、および物品の好ましい変形となることを特に意図している。
少なくとも1種類のポリエステルと、非繊維状黒鉛と、少なくとも1種類の無機フィラーとを含む組成物が本明細書において開示される。本発明の組成物は、
a)3〜40重量パーセント、好ましくは3〜30重量パーセントの、少なくとも1種類のポリエステル、好ましくはポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリ(エチレン2,6−ナフトエート)、およびポリ(1,4−シクロヘキシルジメチレンテレフタレート)と;
b)30〜50重量パーセントの非繊維状黒鉛、好ましくは板状または粒子状の黒鉛と;
c)ウォラストナイト、ガラス繊維、アラミド繊維、セラミック繊維、チタン酸カリウムウィスカ、またはそれらの組み合わせからなる群から選択される10〜40重量パーセントの無機フィラーと;
d)3〜10重量パーセントのコポリエーテルエステルエラストマーと
を含み;
ここで:
a+b+c+dの量は、組成物の100重量パーセントであり;
b+cの量は、組成物の少なくとも50重量パーセントであり
コポリエーテルエステルエラストマーのポリエステルに対する重量比は0.3〜0.4であり;
本発明の組成物は、少なくとも0.2パーセントの伸び、少なくとも3WmKの熱伝導率、および少なくとも25MPaの引張強度を有する。
非繊維状黒鉛の量は、好ましくは組成物の全重量の30〜45、より好ましくは32〜42重量パーセントであり;
非繊維状黒鉛は、好ましくは板状または粒子状の黒鉛であり;
コポリエーテルエステルエラストマーの量は、組成物の全重量5〜10重量パーセントの範囲であり;
無機フィラーの量は、組成物の全重量の15〜30重量パーセントの範囲である。端的に言えば、特定の成分に関して開示される範囲内のあらゆる重量パーセントを、本明細書に記載のあらゆる組成物に使用できることを意図している。
本明細書に記載の組成物は、3〜40重量パーセントのポリエステルと、30〜50重量パーセントの非繊維状黒鉛と、10〜40重量パーセントの無機フィラーと、3〜10重量パーセントのコポリエステルエーテルとを含有し、重量パーセントは組成物の全重量を基準としている。これらの組成物は、延性、特に引張伸び、および熱伝導率が良好である。本明細書に記載の組成物は、少なくとも0.2パーセントの伸び、少なくとも3WmKの熱伝導率、および少なくとも25MPaの引張強度を有する。
本明細書に記載の組成物は、1種類以上のジカルボン酸と、3個以上の炭素原子を有する1種類以上のジオールとから誘導されるポリエステルを含むことができる。これらの組成物中のポリエステルの量は、組成物の全重量を基準として3〜40重量パーセント、より好ましくは3〜30重量パーセントの範囲である。
本明細書に記載の非繊維状黒鉛としては、繊維形態ではない黒鉛粒子が挙げられ、黒鉛粉末、黒鉛粒子、および黒鉛フレークが挙げられる。非繊維状黒鉛は天然黒鉛または合成黒鉛であってよい。
本明細書に記載の無機フィラーは、炭酸カルシウム、炭素繊維、タルク、マイカ、ウォラストナイト、焼成クレー、カオリン、硫酸マグネシウム、ケイ酸マグネシウム、硫酸バリウム、二酸化チタン、炭酸ナトリウムアルミニウム、バリウムフェライト、ならびにチタン酸カリウムの繊維またはウィスカなどのあらゆる無機フィラーであってよい。好ましくは、無機フィラーは、ウォラストナイト、ガラス繊維、アラミド繊維、セラミック繊維、チタン酸カリウムウィスカ、およびそれらの組み合わせであってもよい。
本明細書に記載の組成物中の好適なコポリエーテルエステルエラストマーは、エステル結合によって頭尾結合した複数の繰り返し長鎖エステル単位および短鎖エステル単位を有し、前記長鎖エステル単位は式(A):
で表され、前記短鎖エステル単位は式(B):
で表され、
式中、Gは、約400〜約6000の間、または好ましくは約400〜約3000の間の数平均分子量を有するポリ(アルキレンオキシド)グリコールから末端ヒドロキシル基が除去された後に残る二価の基であり;Rは、約300未満の分子量を有するジカルボン酸からカルボキシル基が除去された後に残る二価の基であり;Dは、約250未満の分子量を有するジオールからヒドロキシル基が除去された後に残る二価の基である。
本明細書に記載の組成物は、1種類以上の熱安定剤、1種類以上の酸化安定剤、1種類以上の紫外光安定剤、1種類以上の難燃剤、またはそれらの混合物、およびその他の構成要素をさらに含むことができる。
本明細書に記載の組成物から製造され、良好な伸び、高い熱伝導率、および良好な引張強度を有するLEDハウジングも本明細書に記載される。このようなLEDハウジングは、一般に知られているポリマー製造方法を使用して容易に製造することができ、それによって軽量のLEDアセンブリが得られる。特に、本明細書に記載の組成物は、LEDハウジングに良好な延性と少なくとも3WmKの熱伝導率との両方を付与し、また種々のLEDハウジング形状に容易に成形可能である。
本明細書に記載のポリエステル組成物は、溶融混合されたブレンドであり、そのすべてのポリマー成分が互いに十分に分散しており、すべての非ポリマー構成要素は十分分散しており、そのためブレンドは一体となった全体を形成する。これらは、あらゆる順序または組み合わせで、ポリマー構成要素が溶融または融解状態となる限りあらゆる好都合な温度において、成分をブレンドすることによって形成される。ブレンドまたは混合の温度は、当業者によって容易に決定される。
PBT−Chang Chun Petrochemical Co. LTD.より1200 211Eとして入手可能な固有粘度が0.68であるポリ(ブチレンテレフタレート)ポリエステル。
PTT −E.I.DuPontより入手可能な固有粘度が1.02であるポリ(トリメチレンテレフタレート)ポリエステル
PEEE−E.I.du Pont de Nemours and Company,Inc,Delaware,USAより入手可能な、融点が150℃、メルトフローレートが5.3g/10分(ASTM D1238 2.16kg)であるコポリエーテルエステルエラストマー
黒鉛−伊藤黒鉛工業株式会社よりPC99−300Mとして入手可能な平均粒度が41ミクロンである黒鉛粉末
ガラス繊維−日本電気硝子株式会社よりECS03T−187Hとして入手可能な平均長さが3mmであるチョップドガラス繊維
ウォラストナイト−NycoよりNYAD Gとして入手可能であり40ミクロンの平均粒度を有する。
FR−1は、阪本薬品工業株式会社よりSR−T 5000として入手可能な平均分子量10,000の顆粒状臭素化エポキシ難燃剤である
FR−2は、川崎三興化成株式会社より入手可能な三酸化アンチモン/ポリエチレン(80/20の重量比)マスターバッチPE/FR−80である。
MgO−宇部マテリアルズ株式会社より入手可能な酸化マグネシウムである
GCF−帝人株式会社より入手可能なアスペクト比が20の黒鉛化炭素繊維である。
追加の構成要素として、熱安定剤、潤滑剤、および流動助剤の中の1つまたはすべてを含むことができる。これらの構成要素は、本明細書に記載の組成物の物理的性質に実質的に影響を与えない。
本明細書に記載の成形組成物の性質
熱伝導率は、ASTM E1461に記載のレーザーフラッシュ法を使用して面内方向で測定した。
実施例および比較例に用いた組成物は、表1中に示される構成要素を、CTE Co.Ltd.製造のHTM−50二軸スクリュー連続混練押出機中、約240〜280℃の温度で溶融ブレンドすることによって調製した。押出機を出た後、組成物を冷却し、ペレット化した。得られた組成物は、機械的性質の測定用には射出成形機上でISO試験片に成形し、熱伝導率測定用には1mm×16mm×16mmの寸法の板に成形した。
表1は、本明細書に記載の組成物で得られる性質の組み合わせを示している。E1およびE2は、ポリエステルのコポリエーテルエステルエラストマーに対する比(PEEE/PBT比)が0.3〜0.4であることによって、少なくとも0.2パーセントの伸び、少なくとも3WmKの熱伝導率、および少なくとも25MPaの引張強度が得られることを示している。
Claims (5)
- a)3〜40重量パーセント、好ましくは3〜30重量パーセントの、少なくとも1種類のポリエステル、好ましくはポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリ(エチレン2,6−ナフトエート)、およびポリ(1,4−シクロヘキシルジメチレンテレフタレート)と;
b)25〜50重量パーセントの非繊維状黒鉛、好ましくは板状または粒子状の黒鉛と;
c)ウォラストナイト、ガラス繊維、アラミド繊維、セラミック繊維、チタン酸カリウムウィスカ、またはそれらの組み合わせからなる群から選択される10〜40重量パーセントの無機フィラーと;
d)3〜10重量パーセントのコポリエーテルエステルエラストマーと
を含むポリエステル組成物であって;
ここで:
a+b+c+dの量は、前記組成物の100重量パーセントであり;
b+cの量は、前記組成物の少なくとも50重量パーセントであり、
コポリエーテルエステルエラストマーのポリエステルに対する重量比が0.3〜0.4であり;
少なくとも0.2パーセントの伸び、少なくとも3WmKの熱伝導率、および少なくとも25MPaの引張強度を有する、ポリエステル組成物。 - 非繊維状黒鉛の量が、前記組成物の32〜42重量パーセントである、請求項1に記載のポリエステル組成物。
- コポリエーテルエステルエラストマーの量が、前記組成物の5〜10重量パーセントである、請求項1または2に記載のポリエステル組成物。
- 無機フィラーの量が、前記組成物の15〜30重量パーセントである、請求項1〜3のいずれか1項に記載のポリエステル組成物。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載のポリエステル組成物を含む少なくとも1つの構成要素を含む発光ダイオードハウジング。
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