JP5678789B2 - 熱伝導性ポリアルキレンテレフタレート樹脂組成物および成形体 - Google Patents
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(A)以下の特徴を有する、ポリアルキレンテレフタレート樹脂:100質量部
70モル%以上がテレフタル酸であり且つ水素添加ダイマー酸成分を5〜12モル%含有する酸成分と、70モル%以上が1,4−ブタンジオールであるアルコール成分からなる共重合ポリブチレンテレフタレートを51〜100質量部含む、ポリアルキレンテレフタレート樹脂
(B)窒化硼素及び/又は珪酸マグネシウム塩:50〜200質量部
(C)臭素系難燃剤:5〜60質量部
(D)アンチモン化合物:5〜20質量部
(E)繊維状充填材:20〜100質量部
(A)ポリアルキレンテレフタレート樹脂
本発明に用いる(A)ポリアルキレンテレフタレート樹脂は、70モル%以上がテレフタル酸であり且つ水素添加ダイマー酸成分を5〜12モル%含有する酸成分と、70モル%以上が1,4−ブタンジオールであるアルコール成分からなる共重合ポリブチレンテレフタレート(以下、単に、「ダイマー酸共重合ポリエステル樹脂」ということがある。)を、51〜100質量部含む、ポリアルキレンテレフタレート樹脂である。
本発明に用いるダイマー酸共重合ポリエステル樹脂は、1,4−ブタンジオールを主とするグリコール類を含むアルコール成分と、主としてテレフタル酸を、そして特定割合のダイマー酸を含む酸成分とを重合して得られる、ダイマー酸共重合ポリエステルである。
本発明に用いる(A−2)成分であるポリアルキレンテレフタレート樹脂は、テレフタル酸が全ジカルボン酸成分の50モル%以上を占め、且つエチレングリコールまたは1,4−ブタンジオールが全ジオール成分の50モル%以上を占める樹脂を示す。中でもテレフタル酸は、全ジカルボン酸成分の70モル%以上、更には80モル%以上、特に95モル%以上を占めるものが好ましい。そしてジオール成分においては、エチレングリコールまたは1,4−ブタンジオールが全ジオール成分の70モル%以上であることが好ましく、中でも80モル%以上、特に95モル%以上を占めることが好ましい。
本発明に用いる(B)成分は、(B−1)窒化硼素、及び/又は(B−2)珪酸マグネシウム塩である。これらの無機化合物は、本発明のポリアルキレンテレフタレート樹脂組成物に熱伝導性を付与する目的から重要である。
本発明に用いる(B−1)成分である窒化硼素としては、従来公知の任意のものを使用でき、具体的には例えばc−BN(閃亜鉛鉱構造)、w−BN(ウルツ鉱構造)、h−BN(六方晶構造)、r−BN(菱面体晶構造)等、複数の安定構造の窒化硼素が挙げられる。
本発明に用いる(B−2)珪酸マグネシウム塩としては、化学合成したものの他、珪酸マグネシウムを主成分とする鉱物、具体的に例えば、タルク、セピオライト、更には、アルミニウム成分も含んだアパタルジャイト等が挙げられる。中でも本発明においては、熱伝導性の観点からタルクが好ましい。
本発明に用いる(C)臭素系難燃剤としては、具体的には例えばテトラブロモビスフェノールAのエポキシオリゴマー、ペンタブロモベンジルポリアクリレート、ポリブロモフェニルエーテル、ブロム化ポリスチレン、ブロム化エポキシ、ブロム化イミド、ブロム化ポリカーボネート等が好ましいものとして挙げられる。通常、これらの臭素系難燃剤から一種または任意の割合で二種以上を併用してもよい。
本発明に用いる(D)アンチモン化合物としては、例えば酸化アンチモンやアンチモン酸塩が挙げられ、具体的には例えば三酸化アンチモン(Sb2O3)、四酸化アンチモン(Sb2O4)、五酸化アンチモン(Sb2O5)およびアンチモン酸ナトリウム等が挙げられる。アンチモン化合物の配合量は、(A)成分100質量部に対して5〜20質量部である。アンチモン化合物の配合量が5質量部未満であると充分な難燃効果が得られず、20質量部を越えると機械的強度が低下し、溶融時の熱安定性が低下する傾向にあるので、中でも(A)成分100質量部に対して5〜20質量部であることが好ましく、特に7〜15質量部であることが好ましい。
本発明に用いる(E)繊維状充填材としては、従来公知の任意のものを使用できる。具体的には例えばガラス繊維、ケイ酸カルシウム(ワラストナイト)繊維、チタン酸カリウム繊維、セラミックファイバー等が挙げられる。また本発明に用いる(E)成分は、必要に応じてその表面をステアリン酸、オレイン酸等の脂肪酸またはパラフィン、ワックス、有機シラン、有機チタネート、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等で被覆するなどの表面処理を施してもよい。
本発明においては更に、光隠蔽性を高めて発色(着色)を良好にしたり、色調を調節する等の目的から、(F)成分として白色顔料を用いてもよい。(F)白色顔料としては、従来公知の任意のものを使用できるが、通常は、測色色差計を用いてC光源にて測色した際の明度(L値)が50以上、好ましくは70以上を示すものであり、具体的には例えば炭酸カルシウム、酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛等が挙げられる。
(A−1)ダイマー酸共重合ポリエステル樹脂:
ダイマー酸を10モル%含む酸成分とアルコール成分とを重合して得られた、ダイマー酸共重合PBT樹脂(ベルポリエステルプロダクツ社製P02120(品番名)
ダイマー酸を12モル%含む酸成分と、アルコール成分とを重合して得られた、ダイマー酸共重合PBT樹脂
(A−4)PET樹脂:三菱化学社製、商品名ノバペックス(登録商標)GS385
ダイマー酸を14モル%含む酸成分とアルコール成分とを重合して得られた、ダイマー酸共重合PBT樹脂
(B−1−1)窒化硼素:電気化学工業社製、商品名:SGP(鱗片状、純度:99%、平均粒子径:18μm)
三酸化アンチモン:鈴裕化学社製、商品名:ファイアカットAT−3CN(Sb2O3 99.84%)
日東紡社製、商品名:CSH3PA830(長円形断面、扁平率4、ポリエステル用)
二酸化チタン:石原産業社製、商品名タイペークCR−60
酸化防止剤:ヒンダードフェノール系化合物 チバ・スペシャリティー・ジャパン社製、商品名:イルガノックス1010
表1に記載の配合比(数値は質量部を示す)にて、ガラス繊維以外の成分を一括してスーパーミキサー(新栄機械製SK−350型)で混合し、L/D=42の2軸押出機(日本製鋼所社製、TEX30HSST)のホッパーに投入し、(C)ガラス繊維をサイドフィードして、吐出量20kg/時間、スクリュー回転数150rpm、バレル温度260℃の条件下押出してポリアルキレンテレフタレート樹脂組成物のペレットを得た。その際の生産性を「原料フィード性」、「ストランド安定性」の2段階に分けて評価した。
前項記載の押出時における原料の充填しやすさを、次の3段階に分類した。
◎:フィード性良好で、問題なく押出可能。
○:吐出量を10kg/hとして問題なく押出可能
×:押出不可能
ストランドの安定性を以下の4つに分けて評価した。尚、ストランドがダイス出口より押し出される際に振れたり、太さが不均一になる等の不安定な挙動を示した場合には、適宜、樹脂押出スクリューの回転数調整等の対処によりストランドの挙動を安定化させる対処を行った。上述の評価に際しては、この対処の要否も考慮して評価した。
○:目視でペレットサイズの不揃いが見られる場合があるが、上述の対処をせずに安定してストランド生産可能な場合。
●:上述の対処を要するが、この対処により安定してストランド生産可能な場合。
×:上述の対処を施してもストランドが切れてしまい、安定してストランド生産ができない場合。
射出成形機(住友重機械工業製、SH100、型締め力100T) を用いて、樹脂温度(パージ樹脂の実測温度):260℃、金型温度:80℃にて、金型: 縦100mm、横100mm、厚み3mmの成形品を射出成形し、得られた射出成形品を3枚重ねて、迅速熱伝導率測定装置(京都電子工業製、Kemtherm QTM―D3)を用いて、射出成形品の熱伝導率を測定した。
(3)体積抵抗率
射出成形機(住友重機械工業製、SH100、型締め力100T)により、樹脂温度(パージ樹脂の実測温度):260℃、金型温度:80℃、金型:縦100mm、横100mm、厚み3mmの条件で射出成形した成形品を、抵抗率計((株)アドバンテスト製:R8340デジタル超高抵抗/微少電流計およびR12704レジスティビティ・チェンバ)にて測定した。体積抵抗率はΩ・cmの単位で表示する。この値は1014Ω・cm以上であることが好ましい。
射出成型機(日精樹脂工業(株)製:型式NEX−80)を使用し、シリンダー温度260℃、金型温度80℃で、直径100mm、肉厚1.6mmの円盤状成形品を成形した。(ゲートは円周上の1点サイドゲート)
円板の片端を平板に固定し、反対側が平板から浮き上がった際の、最も浮き上がった箇所(図1(a)参照。)の高さを測定し反り量とした。この数値が小さいほど成形品にひずみがなく好ましい。
試験片(厚さ3mmの平板)について、国際規格IEC60112に定める試験法によりCTIを決定した。CTIは固体電気絶縁材料の表面に電界が加わった状態で湿潤汚染されたとき、100Vから600Vの間の25V刻みの電圧におけるトラッキングに対する対抗性を示すものであり、数値が高いほど良好であることを意味する。CTIは600V以上であるのが好ましい。
UL試験片(厚み0.75mm)について、アンダーライターズ・ラボラトリーズ(Underwriter’s Laboratories Inc.)のUL−94規格垂直燃焼試験により実施した。難燃性レベルは該規格に従った。
実際の製品での製品厚みを考慮し、厚み1.5mm平板試験片について、JEL801に定める試験法に従って行った。具体的には、所定形状の赤熱棒(外形4mmのニッケル/クロム(80/20)線をループ形状にしたもの)を30秒間接触させ、着火しない先端の最高温度より25℃高い温度として定義される。
表1に記載のガラス繊維以外の成分を、同表記載の質量部にて一括してスーパーミキサー(新栄機械社製SK−350型)で混合し、L/D=42の2軸押出機(日本製鋼所社製、TEX30HSST)のホッパーに投入し、(C)ガラス繊維をサイドフィードして、吐出量20kg/時間、スクリュー回転数150rpm、バレル温度260℃の条件下押出してポリアルキレンテレフタレート樹脂組成物のペレットを得た。
Claims (9)
- 下記(A)〜(E)成分を含むことを特徴とするポリアルキレンテレフタレート樹脂組成物。
(A)以下の特徴を有する、ポリアルキレンテレフタレート樹脂:100質量部
70モル%以上がテレフタル酸であり且つ水素添加ダイマー酸成分を5〜12モル%含有する酸成分と、70モル%以上が1,4−ブタンジオールであるアルコール成分からなる共重合ポリブチレンテレフタレートを51〜100質量部含む、ポリアルキレンテレフタレート樹脂
(B)窒化硼素及び/又は珪酸マグネシウム塩:50〜200質量部
(C)臭素系難燃剤:5〜60質量部
(D)アンチモン化合物:5〜20質量部
(E)繊維状充填材:20〜100質量部 - (E)成分が、ガラス繊維であることを特徴とする請求項1記載のポリアルキレンテレフタレート樹脂組成物。
- さらに、(F)白色顔料を、(A)成分100質量部に対して30質量部以下の割合で含むことを特徴とする請求項1又は2に記載のポリアルキレンテレフタレート樹脂組成物。
- (B)成分における珪酸マグネシウム塩がタルクであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のポリアルキレンテレフタレート樹脂組成物。
- (B)成分であるタルクの嵩比重が0.4以上であることを特徴とする請求項4記載のポリアルキレンテレフタレート樹脂組成物。
- (B)成分である窒化硼素の重量平均粒子径が15〜60μmであることを特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載のポリアルキレンテレフタレート樹脂組成物。
- (E)成分におけるガラス繊維が、繊維の長さ方向に直角な断面の長径(D2)と短径(D1)の比(D2/D1)が1.5〜10であることを特徴とする請求項1乃至6の何れかに記載のポリアルキレンテレフタレート樹脂組成物。
- 請求項1乃至7のいずれかに記載のポリアルキレンテレフタレート樹脂組成物を射出成形してなる樹脂成形体。
- 照明装置用放熱部材であることを特徴とする請求項8記載の樹脂成形体。
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