JP3599448B2

JP3599448B2 - Polyester molding with metal insert

Info

Publication number: JP3599448B2
Application number: JP26936095A
Authority: JP
Inventors: 英樹加藤
Original assignee: 日本ジーイープラスチックス株式会社
Priority date: 1995-09-22
Filing date: 1995-09-22
Publication date: 2004-12-08
Anticipated expiration: 2015-09-22
Also published as: JPH0987492A

Description

【０００１）
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリエステル成形品に関し、特に、電子・電気部品等の端子類のような金属インサートを有するポリエステル成形品に関する。
【０００２】
ポリエステル樹脂は、耐電圧特性、固有抵抗、誘電率等の電気的特性が優れており、各種の電子・電気部品のカバー、ケーシング、基台等の素材として多く使用されている。このような電子・電気部品類には、金属製の端子やリード線類をインサートした状態で成形されることが多い。
【０００３】
ポリエステル樹脂、ことにＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）樹脂は、良好な電気的特性を示すが、更にガラス繊維によって強化されたＰＢＴ樹脂は、耐熱性、耐薬品性、寸法安定性に優れており、各種の電子・電気部品類に多く採用されている。このような用途にあっては、成形品を貫通するインサート金属を有するものが多く存在する。
【０００４】
このようなインサート金属の樹脂貫通部には、成形後の樹脂の収縮によって間隙が発生する欠点がある。現在の自動組立を行う工程では、フラックス浴を行った後、自動はんだ上げが行われる。更に、はんだ上げ後に洗浄工程に付されるが、この場合、樹脂壁とインサート金属との間隙に溶解したフラックスおよび・または洗浄剤が内部に浸透する事態が生ずる。
【０００５】
このような空隙の生ずる理由は、ガラス繊維の配向によって収縮の異方性が生ずるためと解される。実際にガラス繊維のようなフィラーを充填しない成形品においては、インサート金属との密着性は良好である。しかしながら、ポリエステルによる電子・電気部品における用途には、熱変形温度やその多物性の改良のためには、ガラス繊維またはＬ／Ｄの大きなフィラーの配合は不可欠である。
【０００６】
上述のような電子・電気部品類の内部には、接点をはじめコイル類、半導体素子類が内蔵されており動作不良、腐蝕による寿命短縮等の悪影響を及ぼす。さらに動作時における活性気体や液体の侵入等が生ずる不都合が生ずる。
【０００７】
かかる不都合を解消するために、成形品の外側の端子の付け根部分にシリコーン系などのシーリング剤を塗布し、空隙を埋めるような対策がとられていた。このような対策は、作業工数の複雑化ならびに増加を招き、生産コスト上昇を招来する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来技術にかかる金属インサートを有するポリエステル成形品における上述の欠点を解消した、金属インサートを有するポリエステル成形品を提供することを課題とする。
【０００９】
特開平７−１３８４５７号公報には、ある特定の充填剤を組み合わせて配合したポリエステル樹脂組成物を使用した成形品が、金属インサートと包囲する樹脂との密着性に優れていることが記載されているが、電子・電気部品の小型化・薄肉化及び成形時に製品を多数個取りし生産効率を高めていった場合、この組成物を使用した成形品では十分な性能を得ることができず、さらなる改良が待望されていた。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者は前記の課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明を完成するに到った。即ち、本発明は、（ａ）溶融粘度３００ポイズのＰＢＴ樹脂２０重量％及び溶融粘度１，１００ポイズのＰＢＴ樹脂３３〜６３重量％を含み、さらに、（ｂ）３〜１０重量％の繊維状の充填剤、および（ｃ）５〜４０重量％の板状、粒状などの非繊維状充填剤、を添加した組成物を使用した成形品を用いることによって解決できる。
【００１１】
本発明において、上述のように形成されたポリエステル成形品によれば、繊維状の充填剤および板状、粒状等の非繊維状充填剤を所定量比で充填して混練し、所望形状のポリエステル成形品を得るものである。
【００１２】
このようにして得られるポリエステル成形品は、金属インサートと包囲する樹脂との密着性が改善され、電気部品の小形化、薄肉化が達せられ、かつ多数同時成形が可能となり生産性が向上する。
【００１３】
本発明の実施に有用な低分子量ＰＢＴ樹脂は、例えば１，４−ブタンジオールとジメチルテレフタレート、あるいは１，４−ブタンジオールとテレフタル酸から製造されるものが用いられるが、代りに製造の際に必要に応じてエチレングリコール、１，３−プロパンジオール等のジオールや、テレフタル酸以外のジカルボン酸などの少量の第三成分を共縮合させたポリマーを用いてもよい。
【００１４】
本発明では、ティニウム・オルセン（ＴｉｎｉｕｍＯｌｓｅｎ）式メルトインデックス測定装置を用い、２５０℃、オリフィス寸法０．０４２インチの条件（ＡＳＴＭ試験法Ｄ−１２３８）で測定して３００ポイズ以上１，１００ポイズ以下の溶融粘度をもつＰＢＴ樹脂を使用することが望ましい。
【００１５】
かかるＰＢＴ樹脂の溶融粘度が３００ポイズ未満の場合は、得られる成形品の強度・靱性が極端に低下するため好ましくなく、逆に１，１００ポイズを越える場合には、成形時の流動性が十分でないため、金属インサートとの密着性が不十分になる。
【００１６】
本発明で用いられる繊維状の充填剤は例えばガラス繊維、炭素繊維、炭化ケイ素繊維、チタン酸カリウム繊維、石膏繊維、セラミックファイバー、アラミド繊維等が挙げられるがこれらに限定されない。中でもガラス繊維が最も好ましく使用できる。これら繊維状の充填剤の配合量が３重量％を下回ると耐熱変形性が劣り、逆に１０重量％を上回ると密着性が低下する。
【００１７】
本発明で用いられる非繊維状の充填剤は例えばマイカ、タルク、シリカ、炭酸カルシウム、ガラスビーズ、ガラスフレーク、ガラスバルーン、クレー、ワラストナイト、硫酸バリウム、酸化亜鉛、酸化チタン等の板状、粒状、粉状等のものが挙げられるがこれらに限定されない。非繊維状の充填剤の配合量として、５重量％を下回ると密着性が低下し、逆に４０重量％を上回ると機械的物性や成形性が極端に悪化する。
【００１８】
本発明はさらに難燃化剤化合物を含有せしめることができる。デカブロムジフェニルエーテル、臭素化フタルイミド、臭素化ポリフェニレンエーテル、臭素含有ポリアクリレートまたはメタクリレート、例えば、ポリペンタブロムベンジルアクリレート及び／または臭素化スチレン重合体のような任意慣用のハロゲン化芳香族難燃化剤を本発明において使用し得る。これらは当業者にとって周知であり、かつ多くの特許文献にも記載されている。
【００１９】
テトラブロムビスフェノールＡの誘導体、例えばテトラブロムビスフェノールＡのポリカーボネート重合体またはテトラブロムビスフェノールＡのエピクロルヒドリン付加物の重合体（臭素化フェノキシ樹脂）が好ましい。これらは単独でまたは相乗剤、特に無機または有機アンチモン化合物と組み合わせて使用し得る。かかる化合物は広く入手可能であり、または既知の手段により製造することができる。なお、酸化アンチモンの使用が特に好ましい。
【００２０】
本発明の難燃化剤の具体的態様では、難燃化剤はさらに燃焼中のドリッピングを防止するためのドリッピング剤を含有することができる。かかる化合物は当業者に周知であり、それらは種々の弗素化ポリオレフィンを包含するが、それらにのみ限定されるものではない。特に有用な弗素化ポリオレフィンは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）である（例えば、Ｗａｍｂａｃｈのアメリカ合衆国特許第３，６７１，４８７号明細書参照）。
【００２１】
本発明の組成物は、広範囲の他の添加剤、例えば紫外線安定剤、顔料、着色剤、可塑剤、加工助剤、酸化防止剤等をさらに添加することができる。かかる成分は、本発明の組成物にその特定の用途の対して望ましい性質を付与するに足りる割合で添加される。本発明の組成物の配合法はなんら臨界的ではなく、慣用の溶融配合技術によって行なうことができる。
【００２２】
好都合な一方法は、ＰＢＴ樹脂及び他の成分を粉末または顆粒状で配合し、得られる配合物を押出しそして押出体をペレットまたは他の適当な形状に細断することができる。配合すべき成分は、任意通常の方法で、例えば乾式混合するか、または押出し機中で、加熱ミル上で、または他の混合機中において溶融状態で混合することによって添加される。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、実施例に基づき本発明を開示するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。ＰＢＴ樹脂としては、ＶＡＬＯＸ（商標：日本ジーイープラスチックス（株）製）を使用した。これに対し、表１に示すような充填剤、その他の成分をドライブレンドし、バレル温度２５０℃に設定した単軸押出機を使用して溶融混練しつつ押出してペレットを作成した。
【００２４】
表中の実施例及び比較例で用いたＰＢＴ樹脂は、それぞれ溶融粘度が異なり、ＶＡＬＯＸ１９５（商標：日本ジーイープラスチックス（株）製）、３００ポイズ、ＶＡＬＯＸ２９５（商標：日本ジーイープラスチックス（株）製）、１，１００ポイズ、ＶＡＬＯＸ３１５（商標：日本ジーイープラスチックス（株）製）、８，５００ポイズである。充填剤は、ガラス繊維（ＧＦ）としては、繊維径が１３μｍの日本電気硝子（株）製のもの、クレーとしては、平均粒径１３μｍの焼成クレー、サテントンＮｏ．１（ＡｌＯ_３・２ＳｉＯ_２、ＥＮＧＥＬＨＡＲＤ社製；商品名）、タルクとしては、平均粒径３μｍのＰＫＰ−８０（４ＳｉＯ_２・３ＭｇＯ・Ｈ_２Ｏ、富士タルク工業（株）製；商品名）を使用した。
【００２５】
得られたペレットを用いて、図１に示すように金属端子を貫通させるべくインサート成形して密着性評価試験用成形品を射出成形した。この場合の射出成形機は、シリンダー温度設定２５０℃、金型設定温度は６０℃であった。
【００２６】
その後、このように作成されたペレットを用いて試験用成形品を作成した。このように形成された成形品を用いて、以下のような手順に従い、特に金属インサートと包囲する樹脂との間の密着性を評価した。
【００２７】
図１は、本評価に供したサンプル成形品の平面図であり、図２はＩＩ−ＩＩ断面図である。ＰＢＴ樹脂製の成形品１は、外寸が１０ｍｍの箱状体、肉厚２ｍｍであり、金属インサート２は、幅１ｍｍ、厚さ０．３ｍｍの銅メッキ導体を使用した。また、この成形品は８個取りの金型を使用して得られ、最も成形時に圧ののりにくい流動末端に位置する成形品を評価に供した。
【００２８】
テストにあたっては、成形品の外側の金属インサート付け根部分に赤色浸透液スーパーチェックＵＰＧ３（商標；マークテック（株）製）を滴下し、成形品内側に浸透するまでの時間を顕微鏡により観察・測定した。
【００２９】
評価結果は、表１に示す通りである。
【００３０】
荷重たわみ温度の測定は、金属インサート成形品の成形と同様の成形条件にて得られたテストピースを用い、ＡＳＴＭＤ−６４８に準拠して行った。
【００３１】
【表１】
実施例及び比較例の成分比および諸物性

【００３２】
表中の結果は、×：１分以内に浸出したもの、△：１〜５分で浸出したもの、○：５分以上でも浸出しなかったもの、をそれぞれ示している。
【００３３】
【発明の効果】
本発明にかかる成形品は、金属インサートと包囲する樹脂との密着性に優れている。したがって、従来品においては必要であったシーリング剤を塗布するような余分な工程が不要となり、生産性の向上が期待できる。また、一定の荷重下における高温での変形も小さいため、例えば自動はんだ付け工程のように長時間高温に曝される場合にあっても、変形や寸法変化が生じない利点が得られる。
【００３４】
さらに、本発明にかかる成形品は、薄肉部を有する場合、及び／または多数個同時成形の場合においても高い密着性その他の特性が損なわれない利点を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる金属インサートを有するポリエステル成形品の評価用成形品の平面図である。
【図２】図１に示した金属インサートを有するポリエステル成形品の評価用成形品のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【符号の説明】
１ポリエステル樹脂成形品
２金属インサート[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a polyester molded article, and more particularly, to a polyester molded article having a metal insert such as terminals for electronic and electric parts.
[0002]
Polyester resins have excellent electrical characteristics such as withstand voltage characteristics, specific resistance, and dielectric constant, and are widely used as materials for covers, casings, bases, and the like of various electronic and electric components. Such electronic and electrical components are often formed with metal terminals and lead wires inserted therein.
[0003]
Polyester resin, especially PBT (polybutylene terephthalate) resin shows good electrical properties, but PBT resin reinforced with glass fiber has excellent heat resistance, chemical resistance, and dimensional stability. Is widely used in electronic and electrical parts. In such applications, there are many having an insert metal penetrating a molded article.
[0004]
Such a penetrating portion of the insert metal has a disadvantage that a gap is generated due to shrinkage of the resin after molding. In the current automatic assembly process, after a flux bath is performed, automatic soldering is performed. Further, after the soldering, a cleaning step is performed. In this case, a flux and / or a cleaning agent dissolved in a gap between the resin wall and the insert metal may penetrate into the inside.
[0005]
It is understood that such voids are formed because the orientation of the glass fibers causes anisotropy of shrinkage. In a molded article that is not actually filled with a filler such as glass fiber, the adhesion to the insert metal is good. However, in the use of polyester in electronic and electric parts, it is indispensable to incorporate a glass fiber or a filler having a large L / D in order to improve the heat distortion temperature and its physical properties.
[0006]
The above-mentioned electronic and electric components contain contacts, coils, and semiconductor elements, and have adverse effects such as malfunction, shortened life due to corrosion, and the like. Further, there is a disadvantage that active gas or liquid enters during operation.
[0007]
In order to eliminate such inconveniences, measures have been taken to fill the voids by applying a silicone-based sealing agent or the like to the base of the terminal outside the molded product. Such countermeasures complicate and increase the number of man-hours and increase the production cost.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a polyester molded article having a metal insert, which has solved the above-mentioned disadvantages in a polyester molded article having a metal insert according to the prior art.
[0009]
JP-A-7-138457 describes that a molded article using a polyester resin composition mixed with a specific filler is excellent in adhesion between a metal insert and a surrounding resin. However, if a large number of products are taken at the time of miniaturization and thinning of electronic and electric parts and molding to increase production efficiency, molded products using this composition cannot obtain sufficient performance, Further improvements were anticipated.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, completed the present invention. That is, the present invention comprises (a) 20 wt% of a PBT resin having a melt viscosity of 300 poise and 33 to 63 wt% of a PBT resin having a melt viscosity of 1,100 poise , and (b) 3 to 10 wt% of a fibrous material. And (c) 5 to 40% by weight of a non-fibrous filler such as a plate-like or granular filler.
[0011]
In the present invention, according to the polyester molded article formed as described above, a fibrous filler and a non-fibrous filler such as a plate-like or granular filler are filled and kneaded at a predetermined ratio, and a polyester of a desired shape is kneaded. A molded article is obtained.
[0012]
The polyester molded product obtained in this way has improved adhesion between the metal insert and the surrounding resin, achieves miniaturization and thinning of electric components, and enables simultaneous molding of a large number of products, thereby improving productivity.
[0013]
Low molecular weight PBT resins useful in the practice of the present invention include, for example, those made from 1,4-butanediol and dimethyl terephthalate, or from 1,4-butanediol and terephthalic acid. If necessary, a polymer obtained by co-condensing a small amount of a third component such as a diol such as ethylene glycol or 1,3-propanediol or a dicarboxylic acid other than terephthalic acid may be used.
[0014]
In the present invention, 300 poise or more and 1,100 poise or less are measured using a Tinium Olsen type melt index measuring device under the conditions of 250 ° C. and an orifice size of 0.042 inch (ASTM test method D-1238). It is desirable to use a PBT resin having a melt viscosity.
[0015]
When the melt viscosity of such a PBT resin is less than 300 poise, the strength and toughness of the obtained molded article are extremely lowered, which is not preferable. On the contrary, when it exceeds 1,100 poise, the fluidity during molding is insufficient. Therefore, the adhesion to the metal insert becomes insufficient.
[0016]
Examples of the fibrous filler used in the present invention include, but are not limited to, glass fiber, carbon fiber, silicon carbide fiber, potassium titanate fiber, gypsum fiber, ceramic fiber, and aramid fiber. Among them, glass fiber can be most preferably used. When the amount of these fibrous fillers is less than 3% by weight, the heat deformation resistance is inferior, and when it exceeds 10% by weight, the adhesion decreases.
[0017]
Non-fibrous fillers used in the present invention are, for example, mica, talc, silica, calcium carbonate, glass beads, glass flakes, glass balloons, clay, wollastonite, barium sulfate, zinc oxide, titanium oxide, and the like, Granular, powdery and the like may be mentioned, but not limited thereto. When the amount of the non-fibrous filler is less than 5% by weight, the adhesiveness is reduced. On the other hand, when the amount is more than 40% by weight, mechanical properties and moldability are extremely deteriorated.
[0018]
The present invention can further include a flame retardant compound. Any conventional halogenated aromatic flame retardant such as decabrom diphenyl ether, brominated phthalimide, brominated polyphenylene ether, bromine containing polyacrylate or methacrylate, for example, polypentabromobenzyl acrylate and / or brominated styrene polymer. It can be used in the present invention. These are well known to those skilled in the art and have been described in many patent documents.
[0019]
A derivative of tetrabromobisphenol A, for example, a polycarbonate polymer of tetrabromobisphenol A or a polymer of an epichlorohydrin adduct of tetrabromobisphenol A (brominated phenoxy resin) is preferred. These can be used alone or in combination with synergists, especially inorganic or organic antimony compounds. Such compounds are widely available or can be prepared by known means. Note that the use of antimony oxide is particularly preferred.
[0020]
In a specific embodiment of the flame retardant of the present invention, the flame retardant may further contain a dripping agent for preventing dripping during combustion. Such compounds are well known to those of skill in the art and include, but are not limited to, various fluorinated polyolefins. A particularly useful fluorinated polyolefin is polytetrafluoroethylene (PTFE) (see, for example, U.S. Patent No. 3,671,487 to Wambach).
[0021]
The compositions of the present invention may further comprise a wide variety of other additives, such as UV stabilizers, pigments, colorants, plasticizers, processing aids, antioxidants, and the like. Such components are added in proportions sufficient to impart the desired properties to the composition of the present invention for its particular use. The method of formulating the composition of the present invention is not critical and can be carried out by conventional melt compounding techniques.
[0022]
One convenient method is to compound the PBT resin and other components in powder or granular form, extrude the resulting compound and chop the extrudate into pellets or other suitable shape. The ingredients to be compounded are added in any conventional manner, for example by dry mixing or by mixing in the melt in an extruder, on a heated mill or in another mixer.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be disclosed based on examples, but the present invention is not limited to these examples. VALOX (trademark: manufactured by Nippon GE Plastics Co., Ltd.) was used as the PBT resin. On the other hand, fillers and other components as shown in Table 1 were dry-blended and extruded while melt-kneading using a single screw extruder set at a barrel temperature of 250 ° C. to produce pellets.
[0024]
The PBT resins used in the examples and comparative examples in the table have different melt viscosities, and VALOX195 (trademark: manufactured by Nippon GE Plastics Co., Ltd.), 300 poise, VALOX295 (trademark: manufactured by Nippon GE Plastics Co., Ltd.) ), 1,100 poise, VALOX 315 (trademark: manufactured by Nippon GE Plastics Co., Ltd.), and 8,500 poise. The filler was made of Nippon Electric Glass Co., Ltd. having a fiber diameter of 13 μm as glass fiber (GF). The clay was calcined clay having an average particle diameter of 13 μm. The _{_{1 (AlO 3 · 2SiO 2,}} ENGELHARD Corporation; trade name), Talc, _PKP-80 with an average particle diameter of 3 [mu] m (trade name _{4SiO 2 · 3MgO · H 2 O} , manufactured by Fuji Talc Kogyo Co.) used.
[0025]
Using the obtained pellet, as shown in FIG. 1, insert molding was performed to penetrate the metal terminal, and a molded product for an adhesion evaluation test was injection molded. In the injection molding machine in this case, the cylinder temperature setting was 250 ° C., and the mold setting temperature was 60 ° C.
[0026]
Thereafter, a test molded article was prepared using the pellets thus prepared. Using the molded product thus formed, the adhesion between the metal insert and the surrounding resin was particularly evaluated according to the following procedure.
[0027]
FIG. 1 is a plan view of the sample molded product used for the evaluation, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II. The molded article 1 made of PBT resin was a box-shaped body having an outer dimension of 10 mm and a thickness of 2 mm, and the metal insert 2 was a copper-plated conductor having a width of 1 mm and a thickness of 0.3 mm. This molded product was obtained using an eight-cavity mold, and the molded product located at the end of the flow where the pressure was hardly applied during molding was subjected to evaluation.
[0028]
In the test, a red penetrant Super Check UPG3 (trademark; manufactured by Marktec Co., Ltd.) was dropped on the base of the metal insert outside the molded article, and the time required for penetration into the inside of the molded article was observed and measured with a microscope. .
[0029]
The evaluation results are as shown in Table 1.
[0030]
The deflection temperature under load was measured in accordance with ASTM D-648 using a test piece obtained under the same molding conditions as for molding a metal insert molded product.
[0031]
[Table 1]
Component ratio and various physical properties of Examples and Comparative Examples

[0032]
The results in the table indicate: ×: leached within 1 minute, Δ: leached in 1 to 5 minutes, ○: not leached for more than 5 minutes, respectively.
[0033]
【The invention's effect】
The molded article according to the present invention has excellent adhesion between the metal insert and the surrounding resin. Therefore, an extra step of applying a sealing agent, which is necessary in the conventional product, is not required, and an improvement in productivity can be expected. Further, since deformation at a high temperature under a certain load is small, there is an advantage that deformation and dimensional change do not occur even when exposed to a high temperature for a long time, for example, in an automatic soldering process.
[0034]
Further, the molded article according to the present invention exhibits an advantage that high adhesion and other properties are not impaired even when the molded article has a thin portion and / or when multiple pieces are molded at the same time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a molded article for evaluation of a polyester molded article having a metal insert according to the present invention.
FIG. 2 is a II-II sectional view of a molded article for evaluation of a polyester molded article having the metal insert shown in FIG.
[Explanation of symbols]
1 Polyester resin molded product 2 Metal insert

Claims

A polybutylene terephthalate (hereinafter abbreviated as PBT) resin having a melt viscosity of 300 poise ( 20 wt% ) and a PBT resin having a melt viscosity of 1,100 poise (33-63 wt%) ;
a) Fibrous filler 3-10% by weight
b) 5 to 40% by weight of a non-fibrous filler such as a plate or granule
A polyester molded article, wherein a metal insert is simultaneously molded using a resin composition filled with a resin.

2. A polyester article according to claim 1, wherein said component a) is glass fiber.