JP2022157450A - 樹脂組成物、成形封止材、シートおよびフィルム - Google Patents
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Abstract
【課題】 金型離型性や耐油性に優れた樹脂組成物および成形品を提供する。【解決手段】 融点220℃以下の結晶性ポリエステル樹脂およびポリメチルペンテン樹脂を含む樹脂組成物およびそれを用いた成形品【選択図】なし
Description
本発明は、結晶性ポリエステル樹脂およびポリメチルペンテン樹脂を含む樹脂組成物に関する。より詳しくは、自動車、通信、コンピュータ、家電用途各種のコネクター、ハーネス、電子部品、スイッチ、プリント基板を有するスイッチその他、各種検知センサー等の電気電子部品に用いられる樹脂組成物およびそれを用いた成形封止体、シートおよびフィルムに関する。
自動車や電化製品などに使用されている電気電子部品の封止に用いられる絶縁性樹脂としては、二液硬化型エポキシ樹脂やシリコン樹脂が一般的に使用されてきたが、長時間の工程が必要となることや硬化時の収縮応力により電気電子部品を破壊してしまう可能性もあることから、近年、熱可塑性樹脂を用いた低圧成形による電気電子部品の封止が知られている。
電気絶縁性、耐水性、耐久性、溶融粘度の観点から、電気電子部品の封止樹脂としてポリエステル樹脂が好適な材料として使用されているが、電気電子部品へのダメージを低減するための低温、低圧成形においては電気電子部品と封止樹脂との接着性が不十分となり、目的とする電気絶縁性や防水性が十分に発揮されない場合が多い。そのため、接着性を底上げする観点から官能基を有する接着付与剤等を配合する試みが積極的に検討されている(例えば特許文献1)。
一方で、接着付与剤等を入れた場合、成形時の離型を損ね、特に連続生産時の金型離型性に課題を有していた。また、上記のような要求物性のほかに電気電子部品の封止樹脂においては、耐油性を求められることがあるが、接着付与剤を配合した熱可塑性樹脂を用いた場合、接着性は改善されるものの、耐油性が担保されないという問題があった。さらに、インサート成形においては内部の電気電子部品にダメージを与えないよう樹脂組成物を低温・低圧で加工できる必要があり、かつ封止後においても柔軟性を求められる。
本発明は、かかる従来技術の課題を背景になされたものである。すなわち、本発明の目的は、耐油性、特に長期に切削油浸漬させた場合においても物性低下させることなく、連続生産時の金型離型性に優れた樹脂組成物を提供することにある。
本発明者らは鋭意検討した結果、以下に示す手段により、上記課題を解決できることを見出し、本発明に到達した。すなわち本発明は、以下の構成からなる。
[1] 融点が220℃以下である結晶性ポリエステル樹脂(A)およびポリメチルペンテン樹脂(B)を含む樹脂組成物。
[2] 結晶性ポリエステル樹脂(A)のガラス転移温度が30℃以下である、[1]の樹脂組成物。
[3] 結晶性ポリエステル樹脂(A)がグリコール成分としてポリアルキレングリコールを含有する、[1]または[2]の樹脂組成物。
[4] 結晶性ポリエステル樹脂(A)の数平均分子量が8,000~50,000である、[1]~[3]のいずれかの樹脂組成物。
[5] 結晶性ポリエステル樹脂(A)の融点が100℃以上である、[1]~[4]のいずれかの樹脂組成物。
[6] 結晶性ポリエステル樹脂(A)とポリメチルペンテン樹脂(B)の質量比(結晶性ポリエステル樹脂(A)/ポリメチルペンテン樹脂(B))が、40~99/1~60の範囲である、[1]~[5]のいずれかの樹脂組成物。
[7] 結晶性ポリエステル樹脂(A)の融点(TmA(℃))とポリメチルペンテン樹脂(B)の融点(TmB(℃))が下記式を満たすことを特徴とする[1]~[6]のいずれかの樹脂組成物。
(式) TmB-TmA≦130
(式) TmB-TmA≦130
[8] 結晶性ポリエステル樹脂(A)が多価カルボン酸成分としてテレフタル酸および2,6-ナフタレンジカルボン酸の少なくとも一方を有し、多価カルボン酸成分を100モル%としたとき、テレフタル酸および2,6-ナフタレンジカルボン酸のいずれかまたは合計が60モル%以上である[1]~[7]のいずれかの樹脂組成物。
[9] さらに接着付与剤(C)、ポリオレフィン樹脂(D)およびエラストマー(E)からなる群より選ばれる1つ以上を含有する、[1]~[8]のいずれかの樹脂組成物。
[10] JIS6251:2017に従い作製した3号ダンべル片を引張速度500mm/min、雰囲気温度25℃の条件で測定した時の引張伸度が120%以上である、[1]~[9]のいずれかの樹脂組成物。
[11] [1]~[10]のいずれかの樹脂組成物を含有する成形封止材。
[12] [1]~[10]のいずれかの樹脂組成物を含有するシート。
[13] [1]~[10]のいずれかの樹脂組成物を含有するフィルム。
本発明の樹脂組成物は優れた耐油性を示し、かつ金型離型性に優れている。また、加工性も良好であり、柔軟性も有している。そのため、特に電気電子部品封止体において封止材として用いることにより、耐油性および金型離型性を満足する電気電子部品封止体や、接着シート、ホットメルト接着フィルムを製造する事が可能となる。
以下に、発明を実施するための形態の詳細を順次説明していく。ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、記述した範囲内で種々の変形を加えた態様で実施できる。
<結晶性ポリエステル樹脂(A)>
本発明の樹脂組成物に用いられる結晶性ポリエステル樹脂(A)は、融点が220℃以下の結晶性を有するポリエステル樹脂である。融点が220℃以下であることで、ポリメチルペンテン樹脂(B)との二軸押出機での混練の際に、混練温度を下げることができる。また、本発明の樹脂組成物を用いて射出成形や押出成形などを行う場合に、低温で樹脂組成物を溶融できるため、成形温度を低くすることができ、部品、基材や基板等のインサート物へのダメージを低減させることができる。結晶性ポリエステル樹脂(A)の融点は210℃以下であることが好ましく、より好ましくは205℃以下であり、さらに好ましくは200℃以下である。また、常温での取り扱い性と耐熱性から、結晶性ポリエステル樹脂(A)の融点は100℃以上であることが好ましい。より好ましくは110℃以上であり、さらに好ましくは120℃以上であり、一層好ましくは140℃以上であり、特に好ましくは150℃以上である。
本発明に用いられる結晶性ポリエステル樹脂(A)のガラス転移温度は、30℃以下であることが好ましい。ガラス転移温度が30℃以下であることで、ポリメチルペンテン樹脂(B)を含む本発明の樹脂組成物の引張伸度が増し、柔軟性が高くなる。ガラス転移温度は好ましくは0℃以下であり、より好ましくは-15℃以下であり、さらに好ましくは-20℃以下であり、特に好ましくは-30℃以下である。下限は特に限定されないが、密着性や耐ブロッキング性を考慮すると-100℃以上が現実的である。
本発明に用いられる結晶性ポリエステル樹脂(A)には、グリコール成分として、ポリアルキレングリコール成分が含有されていることが好ましい。ポリアルキレングリコール成分は平均分子量200以上を有するものであり、例えばポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等が挙げられ、中でもポリテトラメチレングリコールが好ましい。ポリアルキレングリコール成分は、全グリコール成分を100モル%としたとき、1~60モル%含有することが好ましい。より好ましくは10モル%以上であり、さらに好ましくは15モル%以上であり、一層好ましくは20モル%以上である。また、55モル%以下であることが好ましく、より好ましくは50モル%以下であり、さらに好ましくは45モル%以下である。ポリアルキレングリコール成分を含有することで、ポリメチルペンテン樹脂(B)との相溶性を改善し、さらに共重合量を前記範囲内にすることで、冷熱サイクル耐久性を向上させ、さらにエステル基濃度が低下することにより耐加水分解性が向上する。
本発明に用いられる結晶性ポリエステル樹脂(A)の数平均分子量は8000以上であることが好ましく、より好ましくは9000以上、さらに好ましくは10000以上である。また、数平均分子量の上限は好ましくは50000以下、より好ましくは40000以下、さらに好ましくは30000以下である。数平均分子量が8000以上であると樹脂組成物の耐加水分解性や高温高湿下での強伸度保持が向上し、特にポリメチルペンテン樹脂(B)を配合した場合であっても樹脂組成物として優れた耐久性を発現することができる。50000以下とすることで、ポリメチルペンテン樹脂(B)との相溶性を確保できるほか、成形時の射出圧力を抑えることができる。
本発明に用いられる結晶性ポリエステル樹脂(A)は酸成分とグリコール成分からなる重合体であることが好ましい。結晶性ポリエステル樹脂(A)を構成する酸成分としては、テレフタル酸および2,6-ナフタレンジカルボン酸の少なくとも一方を含有することが好ましく、全酸成分を100モル%としたときに、テレフタル酸および2,6-ナフタレンジカルボン酸のいずれかまたは合計が60モル%以上であることが好ましい。より好ましくは80モル%以上であり、90モル%以上であることがさらに好ましく、95モル%以上であることが一層好ましく、100モル%であっても差し支えない。60モル%以上であれば、十分に結晶性を発現させることができ、耐熱性を付与することができる他、成形後の固化速度を早めることができ、金型離型性を確保することができる。
その他の酸としては、イソフタル酸、オルソフタル酸等の芳香族ジカルボン酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸等の脂肪族ジカルボン酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、1,3-シクロヘキサンジカルボン酸、1,2-シクロヘキサンジカルボン酸、4-メチル-1,2-シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環族ジカルボン酸等を挙げることができる。なかでも耐熱性の観点からは芳香族ジカルボン酸を含有することが好ましく、密着性の観点からは脂肪族または脂環族ジカルボン酸が好ましい。その量としては、全酸成分を100モル%としたときに、40モル%以下であることが好ましく、より好ましくは20モル%以下であり、さらに好ましくは15モル%以下であり、一層好ましくは10モル%以下であり、特に好ましくは5モル%以下であり、0モル%であっても差し支えない。
また、結晶性ポリエステル樹脂(A)を構成するグリコール成分としては、前記のポリアルキレングリコール以外に、直鎖状の脂肪族グリコール成分を含有することが好ましい。直鎖状の脂肪族グリコールとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,9-ノナンジオール等が挙げられ、中でも1,4-ブタンジオールが好ましい。直鎖状の脂肪族グリコール成分は、全グリコール成分を100モル%としたとき、40~99モル%含有することが好ましく、より好ましくは45モル%以上であり、さらに好ましくは50モル%以上であり、一層好ましくは55モル%以上である。また、90モル%以下であることが好ましく、より好ましくは85モル%以下であり、さらに好ましくは80モル%以下である。直鎖状の脂肪族グリコールのグリコール成分の含有量を前記範囲内とすることで、結晶性ポリエステルの結晶化を促進させることができ、金型離型性が良好となる。さらに優れた耐熱性や耐久性を付与することができる。
グリコール成分として、前記直鎖状の脂肪族のグリコール成分とポリアルキレングリコールの合計量が60モル%以上であることが好ましく、より好ましくは80モル%以上であり、さらに好ましくは90モル%以上であり、一層好ましくは95モル%以上であり、特に好ましくは99モル%以上であり、100モル%であっても差し支えない。
その他のグリコール成分としては、例えば、1,2-プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、ジプロピレングリコール、2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオール、シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメタノール、ネオペンチルグリコールヒドロキシピバリン酸エステル、2-メチルオクタンジオール、1,10-ドデカンジオール、2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオール等の脂肪族または脂環族グリコールを適宜含有することができる。含有量としては、全グリコール成分を100モル%としたとき、40モル%以下であることが好ましく、35モル%以下であることがより好ましく、30モル%以下であることがさらに好ましく、25モル%以下であることが特に好ましく、0モル%であっても差し支えない。40モル%以下とすることで、結晶性ポリエステルの結晶化を促進させることができ、金型離型性が良好となる。さらに優れた耐熱性や耐久性を付与することができる。
また、本発明に用いられる結晶性ポリエステル樹脂(A)は、必要に応じて無水トリメリット酸、トリメチロールプロパン等の三官能以上のポリカルボン酸やポリオールを共重合し、分岐を有するポリエステルとしても差し支えない。
本発明に用いられる結晶性ポリエステル樹脂(A)は不飽和基を含有していない飽和ポリエステル樹脂であることが望ましい。飽和ポリエステル樹脂であることで、溶融時に架橋が生じることなく、溶融安定性に優れる。
本発明に用いられる結晶性ポリエステル樹脂(A)の製造方法としては、公知の方法をとることができる。例えば、上記の酸成分及びグリコール成分を150~250℃でエステル化反応後、減圧しながら230~300℃で重縮合することにより、目的の結晶性ポリエステル樹脂を得ることができる。あるいは、上記の酸成分のジメチルエステル等の誘導体とグリコール成分を用いて150℃~250℃でエステル交換反応後、減圧しながら230℃~300℃で重縮合することにより、目的の結晶性ポリエステル樹脂を得ることができる。
本発明に用いられる結晶性ポリエステル樹脂(A)を製造する際に使用する触媒としては、特に限定されないが、Ge、Sb、Ti、Al、MnまたはMgの化合物から選ばれる少なくとも一種の化合物が用いられることが好ましい。これらの化合物は、例えば、粉体、水溶液、エチレングリコール溶液、エチレングリコールのスラリー等として反応系に添加される。
また、本願発明の効果を損ねない範囲で本発明に用いられる結晶性ポリエステル樹脂(A)に安定剤を配合することができる。安定剤として、ポリ燐酸やトリメチルフォスフェート等の燐酸エステル類、ホスホン酸系化合物、ホスフィン酸系化合物、ホスフィンオキサイド系化合物、亜ホスホン酸系化合物、亜ホスフィン酸系化合物、ホスフィン系化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種のリン化合物を使用するのが好ましい。
本発明に用いられる結晶性ポリエステル樹脂(A)の酸価としては、1~40eq/tonであることが好ましく、2~30eq/tonであることがより好ましく、3~20eq/tonであることがさらに好ましい。酸価が40eq/tonを超えると、耐光性が低下する傾向にある。また、酸価が1eq/ton未満では、重縮合反応性が低下して生産性が悪くなる傾向にある。
本発明に用いられる結晶性ポリエステル樹脂(A)には結晶核剤を添加しても良い。結晶性ポリエステル樹脂(A)100質量部に対して、結晶核剤0.01~5質量部を添加することで透明性を高めることができる。結晶核剤は結晶性ポリエステル樹脂(A)の結晶化速度を速め、速やかに結晶化を完了させると共に、結晶核の数を調節することにより球晶の大きさもコントロールできる効果がある。結晶核剤の具体例としてはタルク、シリカ、グラファイト、炭素粉、ピロフェライト、石膏、中性粘土等の無機質微粒子や、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、二酸化チタン等の金属酸化物、ヘキサン酸塩、ラウリン酸塩、ステアリン酸塩、モンタン酸塩、硫酸塩、リン酸塩、ケイ酸塩、シュウ酸塩、ステアリン酸塩、安息香酸塩、サリチル酸塩、酒石酸塩、スルホン酸塩、モンタン酸ワックス塩、モンタン酸ワックスエステル塩、テレフタル酸塩、カルボン酸塩、α-オレフィンとα,β-不飽和カルボン酸とからなるイオン性共重合体等が挙げられる。それらの中でも特にヘキサン酸、ラウリン酸、ステアリン酸、モンタン酸等脂肪酸の亜鉛塩、カルシウム塩、マグネシウム塩、ナトリウム塩、リチウム塩等の金属塩は結晶化速度の調節がしやすく、好ましい。さらには特に脂肪酸のナトリウム塩を使用すると球晶サイズのコントロールが容易となり、透明な成形体を得やすい。
本発明に用いられる結晶性ポリエステル樹脂(A)の組成及び組成比を決定する方法としては、例えば結晶性ポリエステル樹脂を重クロロホルム等の溶媒に溶解して測定する1H-NMR(核磁気共鳴分光法)や13C-NMR、結晶性ポリエステル樹脂のメタノリシス後に測定するガスクロマトグラフィーによる定量(以下、メタノリシス-GC法と略記する場合がある)等が挙げられる。本発明においては、結晶性ポリエステル樹脂(A)を溶解でき、なおかつ1H-NMR測定に適する溶剤がある場合には、1H-NMRで組成及び組成比を決定することとする。適当な溶剤がない場合や1H-NMR測定だけでは組成比が特定できない場合には、13C-NMRやメタノリシス-GC法を採用または併用することとする。
本発明でいう結晶性とは、示差走査熱量分析計(DSC)を用いて、一度250℃で5分ホールドした後、液体窒素で急冷して、その後-150℃から250℃まで、20℃/minの昇温速度で測定した際に、明確な吸収ピーク(融解ピーク)を示すものをいう。
<ポリメチルペンテン樹脂(B)>
本発明の樹脂組成物においては融点220℃以下の結晶性ポリエステル樹脂(A)に加え、ポリメチルペンテン樹脂(B)を含むことが必須となる。ポリメチルペンテン樹脂(B)は、4-メチル-1-ペンテンを含むモノマーからなる重合体であり、4-メチル-1-ペンテンの単独重合体、あるいは4-メチル-1-ペンテンと他のモノマーとの共重合体でもよい。
本発明の樹脂組成物においては融点220℃以下の結晶性ポリエステル樹脂(A)に加え、ポリメチルペンテン樹脂(B)を含むことが必須となる。ポリメチルペンテン樹脂(B)は、4-メチル-1-ペンテンを含むモノマーからなる重合体であり、4-メチル-1-ペンテンの単独重合体、あるいは4-メチル-1-ペンテンと他のモノマーとの共重合体でもよい。
他のモノマーとしては、エチレン、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-オクテン、1-デセン、1-ドデセン、1-テトラデセン、1-ヘキサデセン、1-オクタデセン、1-エイコセン、3-メチル-1-ブテン、3-メチル-1-ペンテン、3-エチル-1-ペンテン、3-エチル-1-ヘキセンなどが挙げられ、一種単独または二種以上組み合わせて用いることができる。
本発明に用いられるポリメチルペンテン樹脂(B)の融点は特に制限されないが、耐熱性に優れるという観点で、180℃以上であることが好ましく、190℃以上であることがさらに好ましく、200℃以上であることが特に好ましい。混練時の結晶性ポリエステル樹脂(A)との溶融粘度差を小さくするという観点においては、240℃以下が好ましい。
本発明に用いられるポリメチルペンテン樹脂(B)としては例えば、三井化学社製のTPXシリーズが挙げられる。具体的にはDX845、DX231、DX820、MX004、MX002、MX002O、DX310、MBZ230(A)、DX560Mなどが挙げられるが、結晶性ポリエステル樹脂(A)との融点の差が小さいという観点においては、MX002、DX310、DX560Mが特に好ましい。上記のポリメチルペンテン樹脂(B)を含むことで、混練時の結晶性ポリエステル樹脂(A)との溶融粘度差を小さくすることができるため、均一に混練、分散することができ、その結果、樹脂組成物の表面およびその成形品の表面も平滑となるため、油の浸透を妨げることができて耐油性の向上につながる他、表面が平滑となるため金型離型性も向上する。
<樹脂組成物>
本発明の樹脂組成物は、融点220℃以下の結晶性ポリエステル樹脂(A)とポリメチルペンテン樹脂(B)を含有する。樹脂組成物中の結晶性ポリエステル樹脂(A)の質量部/ポリメチルペンテン樹脂(B)の質量部の比は40~99/1~60あることが好ましく42~97/3~58であることがより好ましく、44~95/5~56の比であることがさらに好ましい。上記範囲内とすることで、金型離型性、耐油性、引張伸度、成形性などを満足させることができる。
本発明の樹脂組成物は、融点220℃以下の結晶性ポリエステル樹脂(A)とポリメチルペンテン樹脂(B)を含有する。樹脂組成物中の結晶性ポリエステル樹脂(A)の質量部/ポリメチルペンテン樹脂(B)の質量部の比は40~99/1~60あることが好ましく42~97/3~58であることがより好ましく、44~95/5~56の比であることがさらに好ましい。上記範囲内とすることで、金型離型性、耐油性、引張伸度、成形性などを満足させることができる。
本発明の樹脂組成物においては、結晶性ポリエステル樹脂(A)の融点(TmA(℃))とポリメチルペンテン樹脂の融点(TmB(℃))が下記式を満たすことが好ましい。
(式) TmB-TmA≦130
TmB-TmAが上記範囲を超えると融点の差が大きく、二軸押出機等で混練する場合に溶融粘度差が生じ、均一に混練、分散できない場合がある。上記の式で表される融点の差は、より好ましくは120℃以下、さらに好ましくは110℃、特に好ましくは105℃以下である。上記範囲内とすることで、溶融混練時の粘度差を低減させることができ、均一に混練・分散することができ、その結果、樹脂組成物の表面およびその成形品の表面も平滑となるため、油の浸透を妨げることができて耐油性の向上につながる他、表面が平滑となるため金型離型性も向上する。
(式) TmB-TmA≦130
TmB-TmAが上記範囲を超えると融点の差が大きく、二軸押出機等で混練する場合に溶融粘度差が生じ、均一に混練、分散できない場合がある。上記の式で表される融点の差は、より好ましくは120℃以下、さらに好ましくは110℃、特に好ましくは105℃以下である。上記範囲内とすることで、溶融混練時の粘度差を低減させることができ、均一に混練・分散することができ、その結果、樹脂組成物の表面およびその成形品の表面も平滑となるため、油の浸透を妨げることができて耐油性の向上につながる他、表面が平滑となるため金型離型性も向上する。
本発明の樹脂組成物は、接着付与剤(C)、ポリオレフィン樹脂(D)およびエラストマー(E)からなる群より選ばれる1つ以上を有することが好ましい。これらの成分を含有すると、結晶性ポリエステル樹脂(A)とポリメチルペンテン樹脂(B)との相溶化を促進することで加工性や引張伸度が向上したり、耐油性、金型離型性の向上にも寄与する場合がある。接着付与剤(C)、ポリオレフィン樹脂(D)およびエラストマー(E)は、樹脂組成物中にいずれか1つを有すればよいが、接着付与剤(C)、ポリオレフィン樹脂(D)およびエラストマー(E)の2以上を含有してもよく、すべて含有することで相乗効果的に前記の効果をさらに向上させることもできる。
<接着付与剤(C)>
本発明の樹脂組成物においては、接着付与剤(C)を含有することができる。接着付与剤とは、具体的には極性基を有する分子量の低い化合物のことを指し、代表的なものとして、エポキシ樹脂が挙げられる。エポキシ樹脂の具体例としてはビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールSジグリシジルエーテル、ノボラックグリシジルエーテル、ブロム化ビスフェノールAジグリシジルエーテル等のグリシジルエーテルタイプ、ヘキサヒドロフタル酸グリシジルエステル、ダイマー酸グリシジルエステル等のグリシジルエステルタイプ、トリグリシジルイソシアヌレート、グリシジルヒンダントイン、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、トリグリシジルパラアミノフェノール、トリグリシジルメタアミノフェノール、ジグリシジルアニリン、ジグリシジルトルイジン、テトラグリシジルメタキシリレンジアミン、ジグリシジルトリブロムアニリン、テトラグリシジルビスアミノメチルシクロヘキサン等のグリシジルアミンタイプ、あるいは3,4-エポキシシクロヘキシルメチルカルボキシレート、エポキシ化ポリブタジエン、エポキシ化大豆油等の脂環族あるいは脂肪族エポキサイドタイプなどが挙げられる。エポキシ樹脂以外としては、テルペンフェノール樹脂、テルペン樹脂(α-ピネン、β-ピネン、リモネンなどの重合体)、芳香族炭化水素変性テルペン樹脂、ロジン系樹脂(ガムロジン、トール油ロジン、ウッドロジン、水添ロジン、不均化ロジン、重合ロジン、マレイン化ロジン、ロジンエステル等)、石油樹脂(脂肪族系、脂環族系、芳香族系等)、クマロン・インデン樹脂、スチレン系樹脂、フェノール樹脂(アルキルフェノール、フェノールキシレンホルムアルデヒド、ロジン変性フェノール樹脂等)、キシレン樹脂などが挙げられる。これらは単独で、または2種以上を併せて用いることができる。これらのうち、特に、高い接着力を発揮させるためには結晶性ポリエステル樹脂(A)とポリメチルペンテン樹脂(B)に対して相溶性が良いものが好ましい。具体的には、エポキシ樹脂、テルペンフェノール樹脂、テルペン樹脂、芳香族炭化水素変性テルペン樹脂、石油樹脂、ロジン系樹脂、水添石油樹脂が特に好ましい。
本発明の樹脂組成物においては、接着付与剤(C)を含有することができる。接着付与剤とは、具体的には極性基を有する分子量の低い化合物のことを指し、代表的なものとして、エポキシ樹脂が挙げられる。エポキシ樹脂の具体例としてはビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールSジグリシジルエーテル、ノボラックグリシジルエーテル、ブロム化ビスフェノールAジグリシジルエーテル等のグリシジルエーテルタイプ、ヘキサヒドロフタル酸グリシジルエステル、ダイマー酸グリシジルエステル等のグリシジルエステルタイプ、トリグリシジルイソシアヌレート、グリシジルヒンダントイン、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、トリグリシジルパラアミノフェノール、トリグリシジルメタアミノフェノール、ジグリシジルアニリン、ジグリシジルトルイジン、テトラグリシジルメタキシリレンジアミン、ジグリシジルトリブロムアニリン、テトラグリシジルビスアミノメチルシクロヘキサン等のグリシジルアミンタイプ、あるいは3,4-エポキシシクロヘキシルメチルカルボキシレート、エポキシ化ポリブタジエン、エポキシ化大豆油等の脂環族あるいは脂肪族エポキサイドタイプなどが挙げられる。エポキシ樹脂以外としては、テルペンフェノール樹脂、テルペン樹脂(α-ピネン、β-ピネン、リモネンなどの重合体)、芳香族炭化水素変性テルペン樹脂、ロジン系樹脂(ガムロジン、トール油ロジン、ウッドロジン、水添ロジン、不均化ロジン、重合ロジン、マレイン化ロジン、ロジンエステル等)、石油樹脂(脂肪族系、脂環族系、芳香族系等)、クマロン・インデン樹脂、スチレン系樹脂、フェノール樹脂(アルキルフェノール、フェノールキシレンホルムアルデヒド、ロジン変性フェノール樹脂等)、キシレン樹脂などが挙げられる。これらは単独で、または2種以上を併せて用いることができる。これらのうち、特に、高い接着力を発揮させるためには結晶性ポリエステル樹脂(A)とポリメチルペンテン樹脂(B)に対して相溶性が良いものが好ましい。具体的には、エポキシ樹脂、テルペンフェノール樹脂、テルペン樹脂、芳香族炭化水素変性テルペン樹脂、石油樹脂、ロジン系樹脂、水添石油樹脂が特に好ましい。
本発明の樹脂組成物における接着付与剤(C)の含有量は、結晶性ポリエステル樹脂(A)とポリメチルペンテン樹脂(B)の合計量を100質量部とした時に、1~400質量部が好ましく、5~380質量部がより好ましく、10~360質量部以上がさらに好ましく、15~340質量部が特に好ましい。接着付与剤(C)の配合量を1質量部以上とすることで、接着性の向上や結晶性ポリエステル樹脂とポリメチルペンテン樹脂との相溶化剤として作用し、混練状態が良好となり加工性向上や引張伸度向上の効果が期待できる。また、400質量部以下とすることで、成形機を用いて連続成形しても接着付与剤同士が凝集することを防ぎ、成形機のメンテナンス頻度を低減することができる。さらに結晶性ポリエステル樹脂(A)およびポリメチルペンテン樹脂(B)の有する耐水性、耐久性、耐油性、金型離型性を損なうことがない。
<ポリオレフィン樹脂(D)>
本発明の樹脂組成物においては、さらにポリメチルペンテン樹脂(B)とは異なるポリオレフィン樹脂(D)を配合しても良い。ポリオレフィン樹脂(D)を配合することで、結晶性ポリエステル樹脂(A)とポリメチルペンテン樹脂(B)との相溶性が向上するため混練状態が良好となり、加工性や引張伸度が向上する他、さらに冷熱サイクルや高温高湿環境負荷時の応力を分散することにより、接着性やさらに引張伸度を向上できる。
本発明の樹脂組成物においては、さらにポリメチルペンテン樹脂(B)とは異なるポリオレフィン樹脂(D)を配合しても良い。ポリオレフィン樹脂(D)を配合することで、結晶性ポリエステル樹脂(A)とポリメチルペンテン樹脂(B)との相溶性が向上するため混練状態が良好となり、加工性や引張伸度が向上する他、さらに冷熱サイクルや高温高湿環境負荷時の応力を分散することにより、接着性やさらに引張伸度を向上できる。
本発明に用いるポリオレフィン樹脂(D)は、密度が0.75g/cm3以上0.91g/cm3未満であることが好ましい。このような超低密度のポリオレフィン樹脂を使用することによって、元来非相溶の結晶性ポリエステル樹脂(A)に対して、ポリオレフィン樹脂を容易に微分散・混合することができ、特別な混練設備を必要とせず、均質な樹脂組成物を得ることができる。また、低密度で結晶性も低いことで、結晶性ポリエステル樹脂に生じた射出成形時の残存応力の経時的な緩和にも適切に作用し、封止用樹脂組成物として用いた場合に、長期密着耐久性付与や環境負荷による発生応力の軽減といった好ましい特性を発揮する。このような特性を有するポリオレフィン樹脂(D)としては、ポリエチレンおよびエチレン共重合体が、入手容易、安価、金属やフィルムへの接着性に悪影響しない点で、特に好ましい。具体的には低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、エチレンプロピレンエラストマー、エチレン-酢酸ビニル共重合体、エチレン-アクリル酸エチル共重合体、エチレン-酢酸ビニル-無水マレイン酸三元共重合体、エチレン-アクリル酸エチル-無水マレイン酸三元共重合体、エチレン-メタクリル酸グリシジル共重合体、エチレン-酢酸ビニル-メタクリル酸グリシジル三元共重合体、エチレン-アクリル酸メチル-メタクリル酸グリシジル三元共重合体が挙げられる。ポリオレフィン樹脂(D)にはカルボキシル基、グリシジル基等の極性基を含んでいても何ら問題はない。
ポリオレフィン樹脂(D)の配合量は、結晶性ポリエステル樹脂(A)およびポリメチルペンテン樹脂(B)の合計量を100質量部としたときに、1~200質量部であることが好ましく、3~190質量部がより好ましく、5~180質量部がさらに好ましい。ポリオレフィン樹脂(D)の配合量を1質量部以上とすることでワックスと相溶化剤的な効果が得られ、発生応力を低下することができる。一方、200質量部以下とすることで基材への接着性の低下や樹脂組成物の溶融特性(流動性)の悪化を抑えることができる。
<エラストマー(E)>
本発明の樹脂組成物においては、柔軟性、相溶性を付与する目的でエラストマー(E)を添加することも好ましい。エラストマー(E)としては、オレフィン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、アクリル系エラストマーなどが挙げられる。特にスチレン系ブロック共重合体、スチレン-エチレン-ブチレン-スチレンブロック共重合体、スチレン-ブタジエン-スチレンブロック共重合体などのスチレン系エラストマーが好ましい。上記の中でも、結晶性ポリエステル樹脂(A)との相溶性や柔軟性を付与するといった観点から、スチレンとブタジエンのブロックコポリマーであるアサプレン、タフプレン、アサフレックスやスチレンとブタジエンからなるブロック共重合体の二重結合部分を水素添加したタフテックH、タフテックM、タフテックP(旭化成(株)社製)などのエラストマーを添加することが特に好ましい。
本発明の樹脂組成物においては、柔軟性、相溶性を付与する目的でエラストマー(E)を添加することも好ましい。エラストマー(E)としては、オレフィン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、アクリル系エラストマーなどが挙げられる。特にスチレン系ブロック共重合体、スチレン-エチレン-ブチレン-スチレンブロック共重合体、スチレン-ブタジエン-スチレンブロック共重合体などのスチレン系エラストマーが好ましい。上記の中でも、結晶性ポリエステル樹脂(A)との相溶性や柔軟性を付与するといった観点から、スチレンとブタジエンのブロックコポリマーであるアサプレン、タフプレン、アサフレックスやスチレンとブタジエンからなるブロック共重合体の二重結合部分を水素添加したタフテックH、タフテックM、タフテックP(旭化成(株)社製)などのエラストマーを添加することが特に好ましい。
エラストマー(E)の含有量は、結晶性ポリエステル樹脂(A)およびポリメチルペンテン樹脂(B)の合計量を100質量部とした時に、5~400質量部であることが好ましく、10~380質量部がより好ましく、15~360質量部がさらに好ましい。エラストマー(E)の含有量を5質量部以上とすることで結晶性ポリエステル樹脂(A)とポリメチルペンテン樹脂(B)との相溶性の向上や柔軟性の向上により引張伸度の向上が期待でき、400質量部以下とすることで、ブロッキングや成形時のタクトタイムを改善することができる。
<相溶化剤>
本発明の樹脂組成物においては、相溶化剤と言われるものを添加しても何ら問題はない。具体的な相溶化剤の例としては、酸変性ポリプロピレン樹脂、スチレン・アクリロニトリル・オキサゾリン共重合体樹脂、ポリエチレンにカルボン酸や水酸基などを付与した樹脂などが挙げられる。具体的な例としては、ハードレン(東洋紡(株)社製)、マリコン(旭化成(株)社製)、エポクロス(日本触媒(株)社製)などが挙げられる。相溶化剤の含有量としては、結晶性ポリエステル樹脂(A)およびポリメチルペンテン樹脂(B)の合計量を100質量部とした時に、0.1~50質量部であることが好ましく、0.5~40質量部がより好ましく、1~35質量部がさらに好ましい。相溶化剤の含有量を0.1質量部以上とすることで結晶性ポリエステル樹脂(A)とポリメチルペンテン樹脂(B)との相溶性の向上や柔軟性の向上が期待でき、50質量部以下とすることで、ブロッキングや引張伸度の低下を抑制することができる。
本発明の樹脂組成物においては、相溶化剤と言われるものを添加しても何ら問題はない。具体的な相溶化剤の例としては、酸変性ポリプロピレン樹脂、スチレン・アクリロニトリル・オキサゾリン共重合体樹脂、ポリエチレンにカルボン酸や水酸基などを付与した樹脂などが挙げられる。具体的な例としては、ハードレン(東洋紡(株)社製)、マリコン(旭化成(株)社製)、エポクロス(日本触媒(株)社製)などが挙げられる。相溶化剤の含有量としては、結晶性ポリエステル樹脂(A)およびポリメチルペンテン樹脂(B)の合計量を100質量部とした時に、0.1~50質量部であることが好ましく、0.5~40質量部がより好ましく、1~35質量部がさらに好ましい。相溶化剤の含有量を0.1質量部以上とすることで結晶性ポリエステル樹脂(A)とポリメチルペンテン樹脂(B)との相溶性の向上や柔軟性の向上が期待でき、50質量部以下とすることで、ブロッキングや引張伸度の低下を抑制することができる。
<離型剤>
本発明の樹脂組成物においては、さらに離型剤を配合しても良い。樹脂組成物に離型剤を配合することにより、さらに金型離型性を向上させることができる。さらには溶融特性(流動性)を改善することができ、成形する場合、充填性が良くなる他、成形温度を下げたり、射出時間を短くできる等の生産性を改善することができる。
本発明の樹脂組成物においては、さらに離型剤を配合しても良い。樹脂組成物に離型剤を配合することにより、さらに金型離型性を向上させることができる。さらには溶融特性(流動性)を改善することができ、成形する場合、充填性が良くなる他、成形温度を下げたり、射出時間を短くできる等の生産性を改善することができる。
離型剤としては例えば、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラクタムなどの石油系ワックス、カルナウバワックス、キャンデリラワックス、ライスワックス、木ろう、ホホバ油などの植物系ワックス、みつろう、ラノリン、鯨ろうなどの動物系ワックス、モンタンワックスやオゾケライトなどの鉱物系ワックス、ポリエチレンワックス、酸化ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、酸化ポリプロピレンワックスなどの合成炭化水素系ワックス(オレフィン系ワックス)、12-ヒドロキシステアリン酸やステアリン酸アミド、エチレンビスカプリン酸アマイド、エチレンビスステアリン酸アマイド、エチレンビスベヘン酸アマイド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アマイド、エチレンビスオレイン酸アマイド、エチレンビスラウリン酸アマイド、N,N’-ジステアリルアジピン酸アマイド、N-ヒドロキシエチル-12-ヒドロキシステアリルアミド、N,N’-エチレン-ビス-12-ヒドロキシステアリルアミド、N,N’-ヘキサメチレン-ビス-12-ヒドロキシステアリルアミド、N,N’-キシリレン-ビス-12-ヒドロキシステアリルアミドなどの油脂系合成ワックス(アマイド系ワックス)、モンタンワックス誘導体やパラフィンワックス誘導体、マイクロクリスタリンワックス誘導体などの変性ワックス、その他、四フッ化エチレン(PTFE)系ワックスなどのフッ素変性ワックスやライスブランワックス、メタロセンワックス、部分ケン化ワックス、エステルワックス、高級脂肪酸ワックス、高級脂肪酸エステルワックス、フィッシャー・トロプシュワックス等が挙げられる。上記離型剤は単独で用いても、2種以上併用して用いても何ら問題はない。これらの中でも、アマイド系ワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスが好ましい。具体的には、スリパックスO、スリパックスH(以上、三菱ケミカル社製)、ITOHWAX J-530、J-630、J-700(以上、伊藤製油(株)社製)などのアマイド系ワックス、サンワックス161-P、サンワックス131-P、サンワックス151-P、サンワックス171-Pなどの低分子量ポリエチレンワックス、ビスコール330-P、ビスコール440-P、ビスコール550-P、ビスコール660-P(以上、三洋化成(株)社製)、が結晶性ポリエステル樹脂(A)とポリメチルペンテン樹脂(B)を含む樹脂組成物との相溶性の観点から好ましく、接着性や耐久性を損なわず、金型離型性を付与することができる。
本発明の樹脂組成物における離型剤の配合量は金型離型性と接着性の観点から、結晶性ポリエステル樹脂(A)とポリメチルペンテン樹脂(B)の合計量を100質量部としたときに、0.05~20質量部であることが好ましく、0.1~15質量部であることがより好ましく、0.15~10質量部であることがさらに好ましい。離型剤の配合量を0.05質量部以上とすることで、離型性を改善することができ、20質量部以下とすることで、接着性や引張伸度などの低下を抑えることができる。
離型剤の形状はパウダー状、粒状、または顆粒状のいずれかの形状あることが好ましい。パウダー状、粒状、または顆粒状であることで、結晶性ポリエステル樹脂(A)、およびポリメチルペンテン樹脂(B)に容易に分散させることができる。より好ましくはパウダー状である。板状等では投入しやすい形状に粉砕する必要があり、生産工程に時間を要する他、コストアップにもつながることがある。また、その平均粒子径としては、100nm~20mmが好ましい。より好ましくは200nm~10mmであり、さらに好ましくは500nm~1mmであり、一層好ましくは1μm~100μmであり、特に好ましくは2μm~80μmである。100nm以上であればワックス投入時(仕込み時)に浮遊することがないため、生産工程上好ましい。また、20mm以下とすることで例えば二軸押出機で混錬する時に追加の粉砕が不要になり、生産工程上好ましい。
本発明の樹脂組成物には、耐久性等を改良する目的で、結晶性ポリエステル樹脂(A)、ポリメチルペンテン樹脂(B)、接着付与剤、ポリオレフィン樹脂、エラストマー、相溶化剤および離型剤以外のポリエステル、ポリアミド、エポキシ樹脂、ポリカーボネート、アクリル樹脂、エチレンビニルアセテート樹脂、フェノール樹脂等の他の樹脂、イソシアネート化合物、メラミン等の硬化剤、タルクや雲母等の充填材、カーボンブラック、酸化チタン等の顔料を本発明の効果を損ねない範囲で配合しても全く差し支えない。配合量としては結晶性ポリエステル樹脂(A)とポリメチルペンテン樹脂(B)の合計量を100質量部としたときに、0.1~50質量部であることが好ましく、0.5~40質量部がより好ましく、1~35質量部がさらに好ましい。0.1質量部以上とすることで耐ブロッキング性や引張伸度等の物性を改善することができ、50質量部以下とすることで、相溶性の悪化や、引張伸度の低下を抑制することができる。
さらには本発明の樹脂組成物が高温高湿度環境に長期間曝される場合には、酸化防止剤を添加することが好ましい。例えば、ヒンダードフェノール系として、1,3,5-トリス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート、1,1,3-トリ(4-ヒドロキシ-2-メチル-5-t-ブチルフェニル)ブタン、1,1-ビス(3-t-ブチル-6-メチル-4-ヒドロキシフェニル)ブタン、3,5-ビス(1,1-ジメチルエチル)-4-ヒドロキシ-ベンゼンプロパノイック酸、ペンタエリトリチルテトラキス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、3-(1,1-ジメチルエチル)-4-ヒドロキシ-5-メチル-ベンゼンプロパノイック酸、3,9-ビス[1,1-ジメチル-2-[(3-t-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロピオニロキシ]エチル]-2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン、1,3,5-トリメチル-2,4,6-トリス(3’,5’-ジ-t-ブチル-4’-ヒドロキシベンジル)ベンゼン、リン系として、3,9-ビス(p-ノニルフェノキシ)-2,4,8,10-テトラオキサ-3,9-ジフォスファスピロ[5.5]ウンデカン、3,9-ビス(オクタデシロキシ)-2,4,8,10-テトラオキサ-3,9-ジフォスファスピロ[5.5]ウンデカン、トリ(モノノニルフェニル)フォスファイト、トリフェノキシフォスフィン、イソデシルフォスファイト、イソデシフェニルフォスファイト、ジフェニル2-エチルヘキシルフォスファイト、ジノニルフェニルビス(ノニルフェニル)エステルフォスフォラス酸、1,1,3-トリス(2-メチル-4-ジトリデシルフォスファイト-5-t-ブチルフェニル)ブタン、トリス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)フォスファイト、ペンタエリスリトールビス(2,4-ジ-t-ブチルフェニルフォスファイト)、2,2’-メチレンビス(4,6-ジ-t-ブチルフェニル)2-エチルヘキシルフォスファイト、ビス(2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェニル)ペンタエリスリトールジフォスファイト、チオエーテル系として4,4’-チオビス[2-t-ブチル-5-メチルフェノール]ビス[3-(ドデシルチオ)プロピオネート]、チオビス[2-(1,1-ジメチルエチル)-5-メチル-4,1-フェニレン]ビス[3-(テトラデシルチオ)-プロピオネート]、ペンタエリスリトールテトラキス(3-n-ドデシルチオプロピオネート)、ビス(トリデシル)チオジプロピオネートが挙げられ、これらを単独に、または複合して使用できる。添加量は結晶性ポリエステル樹脂(A)とポリメチルペンテン樹脂(B)の合計量を100質量部としたときに、0.01~20質量部であることが好ましく、0.05~15質量部であることがより好ましく、0.1~10質量部であることがさらに好ましい。0.01質量部以上添加することで熱劣化防止効果を発現することができる。20質量部以下とすることで接着性や引張伸度等の機械物性を低下させることがない。
本発明の樹脂組成物には、無機物を添加することができる。無機物としては炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化チタン、炭化ジルコニウム、炭化ハフニウム、炭化バナジウム、炭化タンタル、炭化ニオブ、炭化タングステン、炭化クロム、炭化モリブテン、炭化カルシウム、ダイヤモンドカーボンラクタム等の各種炭化物;窒化ホウ素、窒化チタン、窒化ジルコニウム等の各種窒化物、ホウ化ジルコニウム等の各種ホウ化物;酸化チタン(チタニア)、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化銅、酸化アルミニウム等の各種酸化物;チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸ストロンチウム等の各種チタン酸化合物;二硫化モリブデン等の硫化物;フッ化マグネシウム、フッ化炭素等の各種フッ化物;ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム等の各種金属石鹸;その他、滑石、ベントナイト、タルク、炭酸カルシウム、ベントナイト、カオリン、ガラス繊維、雲母等を用いることができる。これらの無機物を添加することによって、耐熱性、さらには機械的強度を向上させることが可能となる場合がある。
さらには本発明の樹脂組成物には樹脂分解抑制剤としてカルボジイミド等を適宜使用することもできる。これらは単独もしくは併用で用いることができる。
本発明の樹脂組成物には難燃性を付与するために難燃剤を添加しても良い。難燃剤の種類としては特に限定されないが、臭素化ポリスチレン、リン酸エステル、ポリリン酸アンモニウム、ポリリン酸メラミン、メラミンシアヌレート、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ハロゲン系化合物、三酸化アンチモン、熱膨張性黒鉛、赤燐などが挙げられる。難燃剤の含有量は、難燃性付与の観点から、結晶性ポリエステル樹脂(A)とポリメチルペンテン樹脂(B)の合計量を100質量部としたときに、10~80質量部であることが好ましく、20~70質量部であることがより好ましく、30~60質量部であることがさらに好ましい。10質量部以上とすることで難燃性付与効果を発現することができ、80質量部以下とすることで引張伸度等の機械特性の低下や、流動性および成形性の低下を抑えることができる。
さらに本発明の樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲内で公知の各種添加剤を使用することができる。添加剤としては、衝撃改良材、摺動性改良材、着色剤、可塑剤、チキソ性付与剤、加水分解防止剤、レベリング剤、紫外線吸収剤、顔料、染料、ポリエステル以外の熱可塑性樹脂などが挙げられる。
本発明の樹脂組成物に添加剤を配合する方法としては、従来公知の方法を用いることができる。例えば、各成分をドライブレンドを行ったり、または、2軸スクリュー型の押出機を用いて各構成成分を溶融混練する方法を挙げることができる。
<成形封止材>
本発明の樹脂組成物は、成形封止材として用いることができる。たとえば基材や部品などを金型内へセットした後、本発明の樹脂組成物を、スクリュータイプのホットメルト成形加工用アプリケーターを用いて、120~250℃前後で加熱溶融し、ノズルを通じて金型へ注入する。その後一定の冷却時間を経た後、成形物を金型から取り外して、基材や部品などを樹脂組成物で封止した成形封止体を得ることができる。樹脂組成物の注入時の温度および圧力は、温度200℃以上260℃以下かつ圧力0.1MPa以上20MPa以下であることが好ましい。このような条件で封止されることにより、基材や部品へダメージを与えず、破損や位置ずれのない封止体を得ることができる。またショートショット、バリおよびひけのない形状良好な成形封止体を得やすい。
本発明の樹脂組成物は、成形封止材として用いることができる。たとえば基材や部品などを金型内へセットした後、本発明の樹脂組成物を、スクリュータイプのホットメルト成形加工用アプリケーターを用いて、120~250℃前後で加熱溶融し、ノズルを通じて金型へ注入する。その後一定の冷却時間を経た後、成形物を金型から取り外して、基材や部品などを樹脂組成物で封止した成形封止体を得ることができる。樹脂組成物の注入時の温度および圧力は、温度200℃以上260℃以下かつ圧力0.1MPa以上20MPa以下であることが好ましい。このような条件で封止されることにより、基材や部品へダメージを与えず、破損や位置ずれのない封止体を得ることができる。またショートショット、バリおよびひけのない形状良好な成形封止体を得やすい。
本発明の樹脂組成物を成形する際に用いる成形機、加工機としては、通常の射出成形機の他、押出し成形機やプランジャータイプの成形機のほか、ホットメルト成形加工用アプリケーターなどを用いることができる。
<シートおよびフィルム>
本発明の樹脂組成物は成形封止材として用いる以外にも、Tダイ法やヒートプレスなどを用いて、シートやフィルムとして用いても何ら問題は無い。本発明の樹脂組成物を用いてシートやフィルムを作ることで、ローラやガイド等への離型性が向上し、さらには耐油性良好なホットメルト接着フィルム、接着シート、電気電子部品などの封止シートとして好適に用いることができる。
本発明の樹脂組成物は成形封止材として用いる以外にも、Tダイ法やヒートプレスなどを用いて、シートやフィルムとして用いても何ら問題は無い。本発明の樹脂組成物を用いてシートやフィルムを作ることで、ローラやガイド等への離型性が向上し、さらには耐油性良好なホットメルト接着フィルム、接着シート、電気電子部品などの封止シートとして好適に用いることができる。
本発明の樹脂組成物は、JIS6251:2017に従って本発明の樹脂組成物から作製した3号ダンべル片を引張速度500mm/min、雰囲気温度25℃の条件で測定した時の引張伸度が120%以上であることが好ましく、より好ましくは200%以上であることが好ましい。引張伸度が120%以上であることで、柔軟性を付与でき、インサート成形等を行う場合にインサート物へのダメージを低減することができる。
本発明をさらに詳細に説明するために以下に実施例、比較例を挙げるが、本発明は実施例によってなんら限定されるものではない。尚、実施例、比較例に記載された各測定値は次の方法によって測定したものである。
<融点、ガラス転移温度の測定>
セイコー電子工業株式会社製の示差走査熱量分析計「DSC220型」にて、測定試料5mgをアルミパンに入れ、蓋を押さえて密封し、一度20℃/minの昇温速度で250℃まで加熱し、溶融した。次いで、液体窒素を用いて20℃/minで-130℃まで冷却し、5分ホールドした後、-130℃から250℃まで、20℃/minの昇温速度で測定した。得られた曲線においての図1に示したようなDSCで変極点が表れる部分の変極点前のベースラインから得られる接線(1)と変極点後のベースラインから得られる接線(2)の交点をガラス転移温度(Tg)、吸熱ピークの極小点(図内×印)を融点(Tm)とした。
セイコー電子工業株式会社製の示差走査熱量分析計「DSC220型」にて、測定試料5mgをアルミパンに入れ、蓋を押さえて密封し、一度20℃/minの昇温速度で250℃まで加熱し、溶融した。次いで、液体窒素を用いて20℃/minで-130℃まで冷却し、5分ホールドした後、-130℃から250℃まで、20℃/minの昇温速度で測定した。得られた曲線においての図1に示したようなDSCで変極点が表れる部分の変極点前のベースラインから得られる接線(1)と変極点後のベースラインから得られる接線(2)の交点をガラス転移温度(Tg)、吸熱ピークの極小点(図内×印)を融点(Tm)とした。
<数平均分子量の測定>
結晶性ポリエステル樹脂のサンプル0.0050gをクロロホルム5mlで加熱溶解し、メンブレンフィルターにてろ過し、不溶分を除去した。その後、ろ液(サンプル溶液)80μlを株式会社日立ハイテクフィールディング社製のゲル浸透クロマトグラフ(GPC)「EZChrom Elite for Hitachi」にて測定し、数平均分子量を求めた。標準物質としてポリスチレン溶液を調製し、GPC較正曲線用試料とした。
結晶性ポリエステル樹脂のサンプル0.0050gをクロロホルム5mlで加熱溶解し、メンブレンフィルターにてろ過し、不溶分を除去した。その後、ろ液(サンプル溶液)80μlを株式会社日立ハイテクフィールディング社製のゲル浸透クロマトグラフ(GPC)「EZChrom Elite for Hitachi」にて測定し、数平均分子量を求めた。標準物質としてポリスチレン溶液を調製し、GPC較正曲線用試料とした。
<混練状態の評価>
表2、3に示す配合比で、各原料をドライブレンドにて均一混合した後、二軸押出機TEM-26SS(芝浦機械社製)の主供給口に供給した。そして、スクリュー回転数300rpm、押出温度を250℃に設定し、溶融混練を行い、ダイオリフィスからストランド状に引き取った樹脂組成物を水浴を通して冷却固化し、ペレタイザーでカッティングしてペレットを得た。ストランド状に引き取った際のサージングの状態およびストランド表面、ペレット表面の状態を観察し、混練状態を評価した。
<評価基準>
◎:サージングは生じず、ストランド表面にザラザラ感がなく、ペレタイズ後のペレット表面にもザラザラ感がない。
〇:サージングは生じないが、ストランド表面および/またはペレタイズ後のペレット表面にザラザラ感がある。
△:サージングが生じ、ストランド表面および/またはペレタイズ後のペレット表面にザラザラ感がある。
×:サージングが生じ、ストランドを引くことができない。
表2、3に示す配合比で、各原料をドライブレンドにて均一混合した後、二軸押出機TEM-26SS(芝浦機械社製)の主供給口に供給した。そして、スクリュー回転数300rpm、押出温度を250℃に設定し、溶融混練を行い、ダイオリフィスからストランド状に引き取った樹脂組成物を水浴を通して冷却固化し、ペレタイザーでカッティングしてペレットを得た。ストランド状に引き取った際のサージングの状態およびストランド表面、ペレット表面の状態を観察し、混練状態を評価した。
<評価基準>
◎:サージングは生じず、ストランド表面にザラザラ感がなく、ペレタイズ後のペレット表面にもザラザラ感がない。
〇:サージングは生じないが、ストランド表面および/またはペレタイズ後のペレット表面にザラザラ感がある。
△:サージングが生じ、ストランド表面および/またはペレタイズ後のペレット表面にザラザラ感がある。
×:サージングが生じ、ストランドを引くことができない。
<金型離型性の評価>
直径25mm、厚み2mmのコイン形状の金型をセットし、小型電動射出成形機(キャノン電子社製LS300i)を用いて樹脂組成物の連続成形を行い、成形物の金型離型性の評価を行った。成形条件は成形温度220℃、充填速度10mm/s、圧力15MPa、冷却時間20秒とした。その後、金型を開き、下記評価基準に基づいて金型離型性の評価を行った。
<評価基準>
◎:連続成形101回を超えても成形物の上型への貼り付きはなく、容易に下型から成形物を取り出せる。
○:連続成形51回~100回の間に金型の上型へ成形物が貼り付く、もしくは成形物が破壊する。
△:連続成形11~50回の間に金型の上型へ成形物が貼り付く、もしくは成形物が破壊する。
×:連続成形10回以内に金型の上型へ成形物が貼り付く、もしくは成形物が破壊する。
直径25mm、厚み2mmのコイン形状の金型をセットし、小型電動射出成形機(キャノン電子社製LS300i)を用いて樹脂組成物の連続成形を行い、成形物の金型離型性の評価を行った。成形条件は成形温度220℃、充填速度10mm/s、圧力15MPa、冷却時間20秒とした。その後、金型を開き、下記評価基準に基づいて金型離型性の評価を行った。
<評価基準>
◎:連続成形101回を超えても成形物の上型への貼り付きはなく、容易に下型から成形物を取り出せる。
○:連続成形51回~100回の間に金型の上型へ成形物が貼り付く、もしくは成形物が破壊する。
△:連続成形11~50回の間に金型の上型へ成形物が貼り付く、もしくは成形物が破壊する。
×:連続成形10回以内に金型の上型へ成形物が貼り付く、もしくは成形物が破壊する。
<耐油性の評価(切削油浸漬後の膨潤率)>
竪型射出成形機(日精樹脂株式会社製TH40E)を用いた射出成形により、100mm×100mm×2mmtの樹脂組成物の成形品(平板)を作製した。
射出成形条件は、成形樹脂温度240℃、成型圧力20MPa、冷却時間30秒、射出速度10mm/秒とした。成形した平板からJIS K6251:2017に基づいたダンベル状3号形試験片を、試験片打抜き刃を用いて、3本分切り抜いた。次いで、切削油(日興キャスティ社製 ハングスターファーS-500)に試験片を常温(約25℃)で4週間浸漬し、取り出し直後に試験片の全長(約100mm)をノギスで測定し、切削油膨潤率を下記式により求めた。
切削油膨潤率(%)=(浸漬後の試験片の全長(mm)-浸漬前の試験片の全長(mm))÷浸漬前の試験片の全長(mm)×100
<評価基準>
◎:切削油膨潤率 0.5%未満
○:切削油膨潤率 0.5%以上1.0%未満
×:切削油膨潤率 1.0%以上
竪型射出成形機(日精樹脂株式会社製TH40E)を用いた射出成形により、100mm×100mm×2mmtの樹脂組成物の成形品(平板)を作製した。
射出成形条件は、成形樹脂温度240℃、成型圧力20MPa、冷却時間30秒、射出速度10mm/秒とした。成形した平板からJIS K6251:2017に基づいたダンベル状3号形試験片を、試験片打抜き刃を用いて、3本分切り抜いた。次いで、切削油(日興キャスティ社製 ハングスターファーS-500)に試験片を常温(約25℃)で4週間浸漬し、取り出し直後に試験片の全長(約100mm)をノギスで測定し、切削油膨潤率を下記式により求めた。
切削油膨潤率(%)=(浸漬後の試験片の全長(mm)-浸漬前の試験片の全長(mm))÷浸漬前の試験片の全長(mm)×100
<評価基準>
◎:切削油膨潤率 0.5%未満
○:切削油膨潤率 0.5%以上1.0%未満
×:切削油膨潤率 1.0%以上
<引張伸度の評価>
竪型射出成形機(日精樹脂株式会社製TH40E)を用いた射出成形により、100mm×100mm×2mmtの樹脂組成物の平板を作製した。
射出成形条件は、成形樹脂温度240℃、成型圧力20MPa、冷却時間30秒、射出速度10mm/秒とした。成形した平板からJIS K6251:2017に基づいたダンベル状3号形試験片を、試験片打抜き刃を用いて、3本分切り抜いた。オートグラフ(株式会社島津製作所社製AG-IS)を用いて、チャック間が20mmとなるようにダンベル状3号形試験片を挟み込み、引張伸度を測定した。引張速度は500mm/分とした。
<評価基準>
◎:引張伸度 200%以上
〇:引張伸度 120%以上、200%未満
△:引張伸度 101%以上、120%未満
×:引張伸度 101%未満
竪型射出成形機(日精樹脂株式会社製TH40E)を用いた射出成形により、100mm×100mm×2mmtの樹脂組成物の平板を作製した。
射出成形条件は、成形樹脂温度240℃、成型圧力20MPa、冷却時間30秒、射出速度10mm/秒とした。成形した平板からJIS K6251:2017に基づいたダンベル状3号形試験片を、試験片打抜き刃を用いて、3本分切り抜いた。オートグラフ(株式会社島津製作所社製AG-IS)を用いて、チャック間が20mmとなるようにダンベル状3号形試験片を挟み込み、引張伸度を測定した。引張速度は500mm/分とした。
<評価基準>
◎:引張伸度 200%以上
〇:引張伸度 120%以上、200%未満
△:引張伸度 101%以上、120%未満
×:引張伸度 101%未満
結晶性ポリエステル樹脂の製造例
結晶性ポリエステル樹脂(A1)の製造例
撹拌機、温度計、溜出用冷却器を装備した反応缶内にテレフタル酸166質量部、1,4-ブタンジオール180質量部、テトラブチルチタネート0.25質量部を加え、170~220℃で2時間エステル化反応を行った。エステル化反応終了後、数平均分子量1000のポリテトラメチレングリコール「PTMG1000」(三菱化学株式会社製)を300質量部とヒンダードフェノール系酸化防止剤「イルガノックス1330」(BASFジャパン株式会社製)を0.5質量部投入し、245℃まで昇温する一方、系内をゆっくり減圧にしてゆき、60分かけて245℃で665Paとした。そしてさらに133Pa以下で60分間重縮合反応を行い、結晶性ポリエステル樹脂A1を得た。このポリエステル樹脂A1のガラス転移温度は-65℃、融点は160℃、数平均分子量は24000であった。
結晶性ポリエステル樹脂(A1)の製造例
撹拌機、温度計、溜出用冷却器を装備した反応缶内にテレフタル酸166質量部、1,4-ブタンジオール180質量部、テトラブチルチタネート0.25質量部を加え、170~220℃で2時間エステル化反応を行った。エステル化反応終了後、数平均分子量1000のポリテトラメチレングリコール「PTMG1000」(三菱化学株式会社製)を300質量部とヒンダードフェノール系酸化防止剤「イルガノックス1330」(BASFジャパン株式会社製)を0.5質量部投入し、245℃まで昇温する一方、系内をゆっくり減圧にしてゆき、60分かけて245℃で665Paとした。そしてさらに133Pa以下で60分間重縮合反応を行い、結晶性ポリエステル樹脂A1を得た。このポリエステル樹脂A1のガラス転移温度は-65℃、融点は160℃、数平均分子量は24000であった。
結晶性ポリエステル樹脂A2~A9は、原料の種類および量、反応時間を変更した以外は結晶性ポリエステル樹脂A1と同様な方法により合成した。それぞれの組成及び物性値を表1に示す。
表1中の略号は以下の通りである。
TPA:テレフタル酸、NDC:2,6-ナフタレンジカルボン酸、IPA:イソフタル酸、DA:ダイマー酸、AA:アジピン酸、BD:1,4-ブタンジオール、EG:エチレングリコール、PTMG1000:ポリテトラメチレンエーテルグリコール(数平均分子量1000)、PTMG2000:ポリテトラメチレンエーテルグリコール(数平均分子量2000)、CHDM:1,4-シクロヘキサンジメタノール
TPA:テレフタル酸、NDC:2,6-ナフタレンジカルボン酸、IPA:イソフタル酸、DA:ダイマー酸、AA:アジピン酸、BD:1,4-ブタンジオール、EG:エチレングリコール、PTMG1000:ポリテトラメチレンエーテルグリコール(数平均分子量1000)、PTMG2000:ポリテトラメチレンエーテルグリコール(数平均分子量2000)、CHDM:1,4-シクロヘキサンジメタノール
<実施例1>
結晶性ポリエステル樹脂として結晶性ポリエステル樹脂A1を100質量部、ポリメチルペンテン樹脂としてDX-560M(三井化学(株)製)を10質量部、均一に混合した後、二軸押し出し機を用いてダイ温度250℃において溶融混練することによって樹脂組成物1を得た。別記した方法により、樹脂組成物1の混練状態、および成形時の金型離型性、成形品の耐油性、引張伸度を評価した。結果を表2に示した。
結晶性ポリエステル樹脂として結晶性ポリエステル樹脂A1を100質量部、ポリメチルペンテン樹脂としてDX-560M(三井化学(株)製)を10質量部、均一に混合した後、二軸押し出し機を用いてダイ温度250℃において溶融混練することによって樹脂組成物1を得た。別記した方法により、樹脂組成物1の混練状態、および成形時の金型離型性、成形品の耐油性、引張伸度を評価した。結果を表2に示した。
<実施例2~18、比較例1~9>
各成分の種類および配合量を表2および表3に記載の組み合わせに従った以外は実施例1と同様に結晶性ポリエステル樹脂とポリメチルペンテン樹脂を含む樹脂組成物2~27を作製し、各項目の評価を行った。評価結果を表2および表3に示した。
各成分の種類および配合量を表2および表3に記載の組み合わせに従った以外は実施例1と同様に結晶性ポリエステル樹脂とポリメチルペンテン樹脂を含む樹脂組成物2~27を作製し、各項目の評価を行った。評価結果を表2および表3に示した。
表2、表3中の略号は以下の通りである。
ポリメチルペンテン樹脂B1:DX-560M、三井化学(株)製、融点221℃
ポリメチルペンテン樹脂B2:DX-310、三井化学(株)製、融点226℃
接着付与剤C1:TO125、ヤスハラケミカル(株)製、変性テルペン樹脂
接着付与剤C2:T-160、ヤスハラケミカル(株)製、テルペンフェノール樹脂
ポリオレフィン樹脂D1:エクセレン(登録商標)VL EUL731、住友化学(株)製、α-オレフィン共重合超低密度ポリエチレン、密度0.90g/cm3
エラストマーE1:タフテックH1221、旭化成(株)製、水添スチレン-エチレン-ブチレン共重合体
ポリメチルペンテン樹脂B1:DX-560M、三井化学(株)製、融点221℃
ポリメチルペンテン樹脂B2:DX-310、三井化学(株)製、融点226℃
接着付与剤C1:TO125、ヤスハラケミカル(株)製、変性テルペン樹脂
接着付与剤C2:T-160、ヤスハラケミカル(株)製、テルペンフェノール樹脂
ポリオレフィン樹脂D1:エクセレン(登録商標)VL EUL731、住友化学(株)製、α-オレフィン共重合超低密度ポリエチレン、密度0.90g/cm3
エラストマーE1:タフテックH1221、旭化成(株)製、水添スチレン-エチレン-ブチレン共重合体
表2の実施例に示すように、本発明の結晶性ポリエステル樹脂(A)とポリメチルペンテン樹脂(B)を含む樹脂組成物は耐油性、金型離型性が良好であった。また、混練状態も良好であるため加工性に優れ、柔軟性の指標となる引張伸度評価においても良好であった。
一方、表3の比較例1~4では、樹脂組成物がポリメチルペンテン樹脂(B)を有していないため、耐油性、金型離型性とも劣る結果であった。また比較例5~8では結晶性ポリエステル樹脂(A)を含有していないことから引張伸度が十分でないため、柔軟性に劣った。比較例9では結晶性ポリエステル樹脂の融点が高すぎるため、混練状態が悪く、引張伸度も低かった。
本発明の結晶性ポリエステル樹脂とポリメチルペンテン樹脂を含む樹脂組成物は、連続生産において金型離型性を改善することができ、さらに耐油性が良好であり、かつ加工性がよく、柔軟性も有しているため、電気電子部品や産業機器等に使用される基盤や部品等をインサートして成形を行うインサート成形における成形封止材として、またホットメルト接着フィルム、接着シート、電気電子部品などの封止シートなどに好適に利用される。
本発明の結晶性ポリエステル樹脂とポリメチルペンテン含む樹脂組成物は、成形時の金型離型性が良好であり、さらに耐油性が良好であり、かつ加工性がよく、柔軟性も有している。そのため、本樹脂組成物は、自動車、通信、コンピュータ、家電用途各種のコネクター、ハーネス、電子部品、スイッチ、プリント基板を有するスイッチその他、センサー等の電気電子部品の成形封止材に用いられる樹脂組成物およびそれを用いた成形品や、ホットメルト接着フィルム、接着シート、電気電子部品などの封止シートとして有用である。
Claims (13)
- 融点が220℃以下である結晶性ポリエステル樹脂(A)およびポリメチルペンテン樹脂(B)を含む樹脂組成物。
- 結晶性ポリエステル樹脂(A)のガラス転移温度が30℃以下である、請求項1に記載の樹脂組成物。
- 結晶性ポリエステル樹脂(A)がグリコール成分としてポリアルキレングリコールを含有する、請求項1または2に記載の樹脂組成物。
- 結晶性ポリエステル樹脂(A)の数平均分子量が8,000~50,000である、請求項1~3のいずれかに記載の樹脂組成物。
- 結晶性ポリエステル樹脂(A)の融点が100℃以上である、請求項1~4のいずれかに記載の樹脂組成物。
- 結晶性ポリエステル樹脂(A)とポリメチルペンテン樹脂(B)の質量比(結晶性ポリエステル樹脂(A)/ポリメチルペンテン樹脂(B))が、40~99/1~60の範囲である、請求項1~5のいずれかに記載の樹脂組成物。
- 結晶性ポリエステル樹脂(A)の融点(TmA(℃))とポリメチルペンテン樹脂(B)の融点(TmB(℃))が下記式を満たすことを特徴とする請求項1~6のいずれかに記載の樹脂組成物。
(式) TmB-TmA≦130 - 結晶性ポリエステル樹脂(A)が多価カルボン酸成分としてテレフタル酸および2,6-ナフタレンジカルボン酸の少なくとも一方を有し、多価カルボン酸成分を100モル%としたとき、テレフタル酸および2,6-ナフタレンジカルボン酸のいずれかまたは合計が60モル%以上である請求項1~7のいずれかに記載の樹脂組成物。
- さらに接着付与剤(C)、ポリオレフィン樹脂(D)およびエラストマー(E)からなる群より選ばれる1つ以上を含有する、請求項1~8のいずれかに記載の樹脂組成物。
- JIS6251:2017に従い作製した3号ダンべル片を引張速度500mm/min、雰囲気温度25℃の条件で測定した時の引張伸度が120%以上である、請求項1~9のいずれかに記載の樹脂組成物。
- 請求項1~10のいずれかに記載の樹脂組成物を含有する成形封止材。
- 請求項1~10のいずれかに記載の樹脂組成物を含有するシート。
- 請求項1~10のいずれかに記載の樹脂組成物を含有するフィルム。
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