JP6115415B2

JP6115415B2 - 射出成形体、及び射出成形体を製造する方法

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Description

本発明は、高い電気絶縁性と高い熱伝導率、高い剛性と高い耐衝撃性を兼ね備え、かつ軽い射出成形体及びその製造方法に関するものである。

一般的にパワーモジュールと総称されるエレクトロニクス部品では、動作電圧と発熱量が共に高く、そのケーシングには高い電気絶縁性と高い放熱性能が求められている。更に、ケーシングには、内部部品の保護のために十分な剛性と耐衝撃性が必要である。
また、パワーモジュールはハイブリット車や電気自動車に用いられており、航続距離の拡大のため車体重量の軽減が求められており、パワーモジュールのケーシングにも軽量化が求められている。
例えば、特許文献１には、ポリエステル樹脂に鱗片形状六方晶窒化ホウ素を含有する樹脂組成物の成形体であって、厚み１．３ｍｍ以下の面における面方向で測定された熱拡散率が０．５ｍｍ²／ｓｅｃ以上であり、さらに成形体の体積固有抵抗値が１０¹⁰Ω・ｃｍ以上であることを特徴とする高熱伝導性樹脂成形体が記載されている。

ＷＯ２００９／１１６３５７

しかしながら、特許文献１などに記載の複合樹脂に用いられている無機フィラーの比重は、アルミナ３．９、窒化ホウ素３．５程度と、樹脂と比較して高いため、従来の高熱伝導性樹脂成形体は比重が大きいものしかなかった。また、エレクトロニクス部品のケーシングに必要な電気絶縁性、熱伝導率、剛性、耐衝撃性も満足できるものはなく、さらなる比重の低減、及び電気絶縁性、熱伝導率、剛性、耐衝撃性のさらなる改良が求められていた。
以上の課題に鑑み、本発明の目的は、高い電気絶縁性と高い熱伝導率、高い剛性と高い耐衝撃性を兼ね備えた軽い射出成形体、及びその製造方法を提供することにある。

本発明は、
超高分子量ポリエチレン繊維１５〜４０質量％と、
温度２３０℃、および荷重２１．２Ｎの条件で測定されるメルトフローレートが７０〜５００ｇ／１０分であり、示差走査型熱量計で測定される融解ピーク温度が１６０℃未満である熱可塑性樹脂８５〜６０質量％とを含有する樹脂組成物（ただし、前記超高分子量ポリエチレン繊維と前記熱可塑性樹脂の合計質量を１００質量％とする）からなり、
下記要件（１）を充足する射出成形体を提供するものである。
要件（１）
ＪＩＳＫ６９１１に規定された方法により測定される体積固有抵抗率が１．０×１０¹⁵Ωｃｍ以上であり、
レーザーフラッシュ法で測定される熱伝導率が１Ｗ／ｍＫ以上であり、
Ａ．Ｓ．Ｔ．ＭＤ７９２で測定した比重が１．２以下であること。
更に、本発明は、超高分子量ポリエチレン繊維１５〜４０質量％と、
温度２３０℃、および荷重２１．２Ｎの条件で測定されるメルトフローレートが７０〜５００ｇ／１０分であり、示差走査型熱量計で測定される融解ピーク温度が１６０℃未満である熱可塑性樹脂８５〜６０質量％とを含有する樹脂組成物（ただし、前記超高分子量ポリエチレン繊維と前記熱可塑性樹脂の合計質量を１００質量％とする）を、
シリンダーユニットの最高温度が前記熱可塑性樹脂の融解ピーク温度より３℃高い温度以上、前記熱可塑性樹脂の融解ピーク温度より２０℃高い温度以下に設定された射出成形機へ供給し、
供給された前記樹脂組成物を、前記シリンダーユニット中の滞留時間が１２秒以上３００秒以下となる条件で溶融混練した後、
射出成形することにより射出成形体を製造する方法を提供する。

本発明によれば、高い剛性と高い耐衝撃性、高い電気絶縁性と高い熱伝導率を持つ軽い射出成形体を得ることができる。

本発明に係る射出成形体は、超高分子量ポリエチレン繊維と、熱可塑性樹脂とを含有する。以下詳細に説明する。

＜超高分子量ポリエチレン繊維＞
本発明において、超高分子量ポリエチレン繊維を形成する超高分子量ポリエチレンとは、通常重量平均分子量（Ｍｗ）が５０万以上、１０００万以下のポリエチレンであり、得られる射出成形体の剛性と耐衝撃性の観点から、好ましくは１００万以上であり、より好ましくは、１５０万以上である。本発明における重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定されるポリスチレン換算重量平均分子量であり、その具体的な測定方法は「実施例」の項に記載されている。超高分子量ポリエチレン繊維としては、繊維内部の欠陥が少なく、繊維を構成するフィラメントが均一であり、熱伝導率の高い超高分子量ポリエチレン繊維が好ましい。超高分子量ポリエチレン繊維の熱伝導率は、通常１Ｗ／ｍＫ以上、１００Ｗ／ｍＫ以下である。得られる射出成形体の熱伝導性の観点から、好ましくは５Ｗ／ｍＫ以上であり、よりこの好ましくは１０Ｗ／ｍＫ以上である。超高分子量ポリエチレン繊維については、例えば、Jpn. J. Appl. Phys. Vol.36(1997) pp.5633-5637 Thermal Conductivity and Diffusivity of High-Strength Polymer Fibersに記載されている。

＜熱可塑性樹脂＞
本発明の射出成形体に含有される熱可塑性樹脂は、温度２３０℃、および荷重２１．２Ｎの条件で測定されるメルトフローレートが７０〜５００ｇ／１０分であり、示差走査型熱量計で測定される融解ピーク温度が１６０℃未満である熱可塑性樹脂である。
該熱可塑性樹脂の例として、具体的には、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート等が挙げられる。これらは単独又は２種以上組み合わせて用いることが可能である。
該熱可塑性樹脂は、成形加工時の超高分子量ポリエチレン繊維の劣化抑制の観点からポリオレフィンがより好ましい。本発明で好ましく用いられるポリオレフィンとしては、ポリプロピレン、ポリエチレン、炭素数４以上のα−オレフィンを主成分とするα−オレフィン樹脂が挙げられる。これらは単独又は２種以上組み合わせて用いることが可能である。低密度ポリエチレンがより好ましい。

なお、前記熱可塑性樹脂には、重量平均分子量（Ｍｗ）が５０万以上のポリエチレン、すなわち前記「超高分子量ポリエチレン」は包含されない。

ポリプロピレンとしては、例えば、プロピレン単独重合体、プロピレン−エチレンランダム共重合体、プロピレンを単独重合した後に、生成したプロピレン単独重合体の存在下にエチレンとプロピレンを共重合して得られるプロピレン−エチレン共重合体等が挙げられる。
ポリエチレンとしては、例えば、エチレン単独重合体、エチレンと炭素数４以上のα−オレフィンとの共重合体であるエチレン−α−オレフィンランダム共重合体等が挙げられる。
炭素数４以上のα−オレフィンを含有するα−オレフィン樹脂としては、例えば、α−オレフィン−プロピレンランダム共重合体等が挙げられる。

ポリオレフィンに用いられる炭素数４以上のα−オレフィンとしては、例えば、１−ブテン、２−メチル−１−プロペン、２−メチル−１−ブテン、３−メチル−１−ブテン、１−ヘキセン、２−エチル−１−ブテン、２，３−ジメチル−１−ブテン、１−ペンテン２−メチル−１−ペンテン、３−メチル−１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、３，３−ジメチル−１−ブテン、１−ヘプテン、メチル−１−ヘキセン、ジメチル−１−ペンテン、エチル−１−ペンテン、トリメチル−１−ブテン、メチルエチル−１−ブテン、１−オクテン、メチル−１−ペンテン、エチル−１−ヘキセン、ジメチル−１−ヘキセン、プロピル−１−ヘプテン、メチルエチル−１−ヘプテン、トリメチル−１−ペンテン、プロピル−１−ペンテン、ジエチル−１−ブテン、１−ノネン、１−デセン、１−ウンデセン、１−ドデセン等が挙げられる。好ましくは、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテンである。

オレフィンの重合方法としては、例えば、バルク重合、溶液重合、スラリー重合又は気相重合が挙げられる。ここでバルク重合は、重合温度において液状のオレフィンを媒体として重合を行う方法をいい、溶液重合とスラリー重合は、プロパン、ブタン、イソブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の不活性炭化水素溶媒中で重合を行う方法をいう。また気相重合は、気体状態の単量体を媒体として、その媒体中で気体状態の単量体を重合する方法をいう。
これらの重合方法は、バッチ式及び連続式のいずれでもよく、また単一の重合反応槽で行われる単段式または複数の重合反応槽を直列に連結させた重合装置で行われる多段式のいずれでもよく、また、これらの重合方法を任意に組み合わせてもよい。工業的かつ経済的な観点から、連続式の気相重合法又はバルク重合法と気相重合法を連続的に行うバルク−気相重合法による方法が好ましい。
なお、重合工程における各種条件（重合温度、重合圧力、モノマー濃度、触媒投入量、重合時間等）は、適宜決定することができる。

また、ポリオレフィンの製造に用いられる触媒としては、マルチサイト触媒やシングルサイト触媒が挙げられる。マルチサイト触媒として、好ましくは、チタン原子、マグネシウム原子及びハロゲン原子を含有する固体触媒成分を用いて得られる触媒が挙げられ、また、シングルサイト触媒として、好ましくは、メタロセン触媒が挙げられる。

上記熱可塑性樹脂を成形するときに、シリンダーユニット中において繊維の断裂を抑えるという観点や、成形体の十分な剛性および衝撃強度を得るという観点から、上記熱可塑性樹脂の温度２３０℃、および荷重２１．２Ｎの条件で測定されるメルトフローレート（ＭＦＲ）は、７０ｇ／１０分〜５００ｇ／１０分であり、好ましくは２００ｇ／１０分〜５００ｇ／１０分である。発明におけるＭＦＲの測定は、ＪＩＳＫ７２１０に規定された方法に準じて行う。

上記熱可塑性樹脂の示差走査型熱量計で測定される融解ピーク温度とは、示差走査型熱量計で測定される融解曲線において、ピーク高さで示される熱流の大きさが最大値を示す点の温度である。前記融解曲線は、以下に示す手順で得られる示差走査熱量測定曲線である。示差走査型熱量計（例えば、ＴＡＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社Ｑ１００）により、アルミニウムパンに封入した約５ｍｇの試料に次の（１）〜（４）の熱履歴を順に加える。(１)２３０℃で５分間保持する、(２)５℃／分で２３０℃から４０℃まで降温する、(３)４０℃で５分間保持する、(４)５℃／分で４０℃から２００℃まで昇温する。(４)の過程で示差走査熱量測定曲線を測定する。
上記熱可塑性樹脂の示差走査型熱量計で測定される融解ピーク温度は、１６０℃未満であり、好ましくは９０℃以上１６０℃未満、更に好ましくは、９５℃以上１５０℃以下であり、更に好ましくは１００℃以上１４０℃以下である。融解ピーク温度が９０℃以上である熱可塑性樹脂を含有する本発明の射出成形体は耐熱性の観点から発熱量の大きいパワーエレクトロニクス部品のケーシングに適している。また、融解ピーク温度が１６０℃未満である熱可塑性樹脂を含有する本発明の射出成形体は、射出成形時に超高分子量ポリエチレン繊維が劣化しにくいため、電気絶縁性、熱伝導率、剛性、耐衝撃性に優れる。

＜充填材、添加剤＞
本発明で用いられる樹脂組成物は、樹脂組成物の加工特性、機械特性、電気的特性、熱的特性、表面特性及び光安定性などを改良するため、各種添加剤を配合してもよい。このような添加剤の例としては、充填材、酸化防止剤、中和剤、可塑剤、滑剤、離型剤、付着防止剤、熱安定剤、光安定剤、難燃材、顔料、染料等が挙げられる。

＜射出成形体＞
本発明における射出成形体は、上記超高分子量ポリエチレン繊維１５〜４０質量％と、温度２３０℃、および荷重２１．２Ｎの条件で測定されるメルトフローレートが７０〜５００ｇ／１０分であり、示差走査型熱量計で測定される融解ピーク温度が１６０℃未満である熱可塑性樹脂８５〜６０質量％とを含有する樹脂組成物（ただし、前記超高分子量ポリエチレン繊維と前記熱可塑性樹脂の合計質量を１００質量％とする）からなる射出成形体であり、より詳しくは、かかる射出成形体であって、下記要件（１）を充足する射出成形体である。
要件（１）
ＪＩＳＫ６９１１に規定された方法により測定される体積固有抵抗が１．０×１０¹⁵Ωｃｍ以上であり、
レーザーフラッシュ法で測定される熱伝導率が１Ｗ／ｍＫ以上であり、
Ａ．Ｓ．Ｔ．ＭＤ７９２で測定した比重が１．２以下であること。
熱伝導率という観点から、本発明の射出成形体に含まれる超高分子量ポリエチレン繊維の含有量は２０質量％以上であり、上記熱可塑性樹脂の含有量は８０質量％以下であることが好ましい。射出成形性の観点から、超高分子量ポリエチレン繊維の含有量は３５質量％以下であり、上記熱可塑性樹脂の含有量は６５質量％以上であることが好ましい。

本発明の射出成形体は、レーザーフラッシュ法で測定される熱伝導率が１Ｗ／ｍＫ以上である。前記熱伝導率は、射出成形体の任意の場所から切り出した直径１０ｍｍ厚さ１ｍｍの試験片の厚さ方向の熱伝導率を、レーザーフラッシュ法で測定した値である。

本発明の射出成形体中の、超高分子量ポリエチレン繊維の繊維長は１ｍｍ以上が好ましく、２ｍｍ以上がより好ましい。また、射出成形体中の超高分子量ポリエチレン繊維の繊維長は５０ｍｍ以下が好ましい。尚、繊維長は以下の方法にて計測できる。
射出成形体の任意の場所から５ｍｍ×１０ｍｍ×１ｍｍの大きさの試験片を切り出す。その試験片を、プレス成形機（神藤金属工業所圧縮成形機F-37）にて、１１５℃で３分間保持した後、１０ＭＰａで１分間加圧する。その後、３０℃で２分間冷却し、厚さ１００ミクロンの薄片を得る。この薄片中の繊維を画像解析装置にて２値画像として捉え、５０本の繊維の長さの加重平均を求めて、それを繊維長とする。複数の繊維が試験片中で重なっている場合には、自動的に２値画像とするのが難しいため、測定者が画像を見ながら、繊維を個別化する。

＜射出成形体の製造方法＞
本発明の射出成形体は、
超高分子量ポリエチレン繊維１５〜４０質量％と、
温度２３０℃、および荷重２１．２Ｎの条件で測定されるメルトフローレートが７０〜５００ｇ／１０分であり、示差走査型熱量計で測定される融解ピーク温度が１６０℃未満である熱可塑性樹脂８５〜６０質量％とを含有する樹脂組成物（ただし、前記超高分子量ポリエチレン繊維と前記熱可塑性樹脂の合計質量を１００質量％とする）を、
シリンダーユニットの最高温度が前記熱可塑性樹脂の融解ピーク温度より３℃高い温度以上、前記熱可塑性樹脂の融解ピーク温度より２０℃高い温度以下に設定された射出成形機へ供給し、
供給された前記樹脂組成物を、前記シリンダーユニット中の滞留時間が１２秒以上３００秒以下となる条件で溶融混練した後、射出成形することにより製造することができる。
また、得られる射出成形体のＩｚｏｄ衝撃強度の観点から、前記樹脂組成物の該シリンダーユニット中の滞留時間を１２秒以上２００秒以下にすることが好ましい。

射出成形機のシリンダーユニットへ供給する樹脂組成物は、熱可塑性樹脂、超高分子量ポリエチレン繊維、及び必要に応じて用いられる充填材や添加剤等をヘンシェルミキサー、タンブラー等の混合装置を用いて均一に混合した後、可塑化装置を用いて溶融混練して調製することができる。

溶融混練に当たっては、超高分子量ポリエチレン繊維の劣化を抑制するために、可塑化装置の温度を、前記熱可塑性樹脂の融解ピーク温度より３℃高い温度以上、前記熱可塑性樹脂の融解ピーク温度より２０℃高い温度以下に設定することが好ましい。また、溶融混練は、超高分子量ポリエチレン繊維の断裂を抑制するために混練条件を適宜調整することが好ましい。ここで可塑化装置とは、熱可塑性樹脂をその融点以上に加熱し、溶融状態になった熱可塑性樹脂を混練する装置のことである。可塑化装置の例としては、例えば、バンバリーミキサー、単軸押出し機、２軸同方向回転押出し機（例えば、東芝機械（株）製ＴＥＭ［登録商標］、日本製鋼所（株）製ＴＥＸ［登録商標］等が挙げられる。）、２軸異方向回転押出し機（神戸製鋼所（株）製ＦＣＭ［登録商標］、日本製鋼所（株）製ＣＭＰ［登録商標］等が挙げられる。）が挙げられる。

また、射出成形機のシリンダーユニットへ供給する樹脂組成物は、プルトルージョン法で得られた樹脂組成物であってもよい。プルトルージョン法とは、基本的には連続した繊維束を引きながら、該繊維束に樹脂を含浸させる方法であり、例えば、クロスヘッドの中に繊維束を通しながら、押出機等からクロスヘッドに溶融樹脂成分を供給し、繊維束に該樹脂成分を含浸させる方法が挙げられる。より好ましくは、特開平３−２７２８３０号公報等に記載されているクロスヘッドを用いるプルトルージョン法である。
可塑化装置を用いて溶融混練して得られた樹脂組成物及びプルトルージョン法で得られた樹脂組成物をペレタイズしたものは、樹脂組成物ペレットと称することがある。
プルトルージョン法によって製造された樹脂組成物ペレットと、溶融混練法によって製造された樹脂組成物ペレットをブレンドして射出成形しても良い。

プルトルージョン法で製造された樹脂組成物ペレットの長さは、２〜５０ｍｍであることが好ましい。より好ましい長さは、３〜２０ｍｍであり、さらに好ましくは５〜１５ｍｍである。プルトルージョン法で製造された樹脂組成物ペレットの全長を２ｍｍ以上とすることにより、剛性、衝撃強度および熱伝導率が特に高い射出成形体を得ることができる。プルトルージョン法で製造された樹脂組成物ペレットの全長を５０ｍｍ以下とすることにより、射出成形時に、金型キャビティへ溶融された樹脂組成物を容易に充填できる。

また、熱可塑性樹脂、超高分子量ポリエチレン繊維、及び必要に応じて用いられる充填材や添加剤等をヘンシェルミキサー、タンブラー等の混合装置を用いて均一に混合した後、その混合物を、直接、射出成形機のシリンダーユニットへ供給してもよい。射出成形体中に超高分子量ポリエチレン繊維が均一に分散しやすいという観点から、前述の可塑化装置を用いて溶融混錬する方法やプルトルージョン法により得られた樹脂組成物を射出成形機のシリンダーユニットへ供給することが好ましい。

本発明の射出成形体は、パワーモジュールパッケージや、バッテリーケースに好適に使用することができる。

以下、本発明について実施例を用いて説明する。

以下に示す実施例及び比較例では、以下に挙げる材料を使用した。
＜繊維＞
超高分子量ポリエチレン繊維：
東洋紡績株式会社製超高分子量ポリエチレン繊維ダイニーマロービング２６４０
繊度２６４０ｄｔｅｘ単糸の直径は１２μｍ、熱伝導率は５０Ｗ／ｍＫ、重量平均分子量（Ｍｗ）が２８０万であった。
ポリエチレンナフタレート繊維：
帝人ファイバー株式会社製商標名テオネックス繊度１６７０ｄｔｅｘ単糸の直径は３３μｍであった。
ガラス繊維：
日本電気硝子株式会社製Ｔ４２５繊度２３２０ｔｅｘ、単糸の直径は２３μｍであった。
炭素繊維：
三菱樹脂株式会社製登録商標ダイアリードＫ２２３ＨＥ数平均繊維長６ｍｍ、直径１１μｍ、熱伝導率５５０Ｗ／ｍＫ

＜熱可塑性樹脂＞
熱可塑性樹脂Ａ−１：ポリプロピレン（住友化学株式会社製ノーブレンＷ１０１；融解ピーク温度１３０℃、温度２３０℃および荷重２１．２Ｎの条件で測定されるＭＦＲが５ｇ／１０分であるポリプロピレン）に、前記ポリプロピレン１００質量部に対し、０．５質量部の下記過酸化物を混合して、押出機へ供給し、下記条件で溶融混練することにより前記ポリプロピレンを過酸化物分解し、同ＭＦＲを２４０ｇ／１０分に調整したもの。過酸化物分解されたポリプロピレンの融解ピーク温度は１３２℃である。
過酸化物分解の条件
過酸化物：日本油脂製パーヘキサ２５Ｂ−４０
押出機：田辺プラスチックス社製４０ｍｍ単軸押出機型番ＶＳ４０−２８押出機運転条件：温度２５０℃、押出機回転数６０ｒｐｍ

熱可塑性樹脂Ａ−２：低密度ポリエチレン（住友化学株式会社製Ｇ８０８；融解ピーク温度１０２℃、温度２３０℃、および荷重２１．２Ｎの条件で測定されるＭＦＲ＝４７０ｇ／１０分、重量平均分子量（Ｍｗ）が６万）

熱可塑性樹脂Ａ−３：ポリプロピレン（住友化学株式会社製ノーブレンＵ５０１Ｅ１；融解ピーク温度１６１℃、温度２３０℃および荷重２１．２Ｎの条件で測定されるＭＦＲが７０ｇ／１０分）

熱可塑性樹脂Ａ−４：高密度ポリエチレン（京葉ポリエチレン株式会社製Ｍ６９１０；融解ピーク温度１３２℃、温度２３０℃、および荷重２１．２Ｎの条件で測定されるＭＦＲ＝３０ｇ／１０分）

射出成形の条件は以下の通りである。
成形機：東洋機械金属社製「ＳＩ−３０III」
射出条件：射出速度２０ｍｍ／ｓｅｃ
射出圧力１０８Ｍｐａ
保圧２９ＭＰａ
背圧５ＭＰａ
金型温度５０℃
冷却時間２５秒

〔物性の評価〕
実施例及び比較例で作製した射出成形体の評価項目及びその測定方法は下記の通りである。評価結果を表１と表２に示す。

（１）メルトフローレート（ＭＦＲ、単位：ｇ／１０分）
熱可塑性樹脂のメルトフローレートは、ＪＩＳＫ７２１０に規定された方法に従って測定した。測定温度は２３０℃で、荷重は２．１６ｋｇ荷重で行った。

（２）重量平均分子量（Ｍｗ）
ゲル・パーミエイション・クロマトグラフ（ＧＰＣ）法を用いて、下記の条件(1)〜(8)により、試料のポリスチレン換算重量平均分子鎖長（Ａｗ）を測定した。クロマトグラム上のベースラインは、試料溶出ピークが出現する時点よりも十分に保持時間が短い安定した水平な領域の点と、溶媒溶出ピークが観測された時点よりも十分に保持時間が長い安定した水平な領域の点とを結んでできる直線とした。試料の重量平均分子量（Ｍｗ）は、測定されたポリスチレン換算重量平均分子鎖長（Ａｗ）と、ポリエチレンのＱファクター（１７．７）とを用いて算出した。
重量平均分子量（Ｍｗ）＝分子鎖長（Ａｗ）×Ｑファクター
(1)：装置：Ｗａｔｅｒｓ製Ｗａｔｅｒｓ１５０Ｃ
(2)：分離カラム：ＴＯＳＯＨＴＳＫｇｅｌＧＭＨ６−ＨＴ２本
(3)：測定温度：１５２℃
(4)：キャリア：オルトジクロロベンゼン
(5)：流量：１．０ｍＬ／分
(6)：注入量：５００μＬ
(7)：検出器：示差屈折
(8)：分子量標準物質：標準ポリスチレン

（３）比重
試料の比重はＡ．Ｓ．Ｔ．ＭＤ７９２に従って、測定した。

（４）融解ピーク温度（単位：℃）
示差走査型熱量計（ＴＡＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓＱ１００）を用いて、以下の温度プログラムで試料の融解曲線を測定し、(4)で得られた融解曲線から該試料の融解ピーク温度を求めた。
温度プログラム
(1)：２３０℃で５分間保持
(2)：５℃/分で２３０℃から４０℃まで降温
(3)：４０℃で５分間保持
(4)：５℃/分で４０℃から２００℃まで昇温
試料量：５ｍｇ

（５）熱伝導率（単位：Ｗ／ｍＫ）
成形体の熱伝導率はレーザーフラッシュ法を用いて測定した。
射出成形体から直径１０ｍｍ厚さ１ｍｍの試験片を切り出した。この試験片を用いて、試験片の厚さ方向の熱伝導率をレーザーフラッシュ法熱定数測定装置（アルバック理工株式会社製ＴＣ−７０００）により求めた。

（６）体積固有抵抗率（単位：Ωｃｍ）
射出成形体の体積固有抵抗率は、ＪＩＳＫ６９１１に準拠して、東亜ディーケーケー製デジタル絶縁計ＤＳＭ−８１０３を用いて計測した。

（７）曲げ弾性率（ＦＭ、単位：ＭＰａ）
射出成形して得た試験片（厚み４ｍｍ）を用い、ＪＩＳＫ７１７１に規定された方法に従い、スパン長さ１００ｍｍ、幅１０ｍｍ、荷重速度２．０ｍｍ／ｍｉｎ、２３℃で評価した。

（８）アイゾット衝撃強度（Ｉｚｏｄ、単位：ｋＪ／ｍ²）
射出成形して得た試験片（厚み４ｍｍ）を用い、ＪＩＳＫ７１１０に規定された方法に従い、ノッチ付き試験片の衝撃強度を評価した。測定温度は２３℃で行った。

〔実施例１〕
超高分子量ポリエチレン繊維ダイニーマロービング２６４０と熱可塑性樹脂Ａ−１を、３０／７０の重量比で、プルトルージョン法で、含浸温度１４０℃で、樹脂組成物とした。超高分子量ポリエチレン繊維が前記含浸温度に曝された時間は２０秒以下であった。この樹脂組成物を、シリンダーユニットの最高温度１３５℃で射出成形した。シリンダー中の滞留時間は１８秒であった。得られた成形品の評価結果を表１に示す。

〔実施例２〕
超高分子量ポリエチレン繊維ダイニーマロービング２６４０と熱可塑性樹脂Ａ−２を、３０／７０の重量比で、プルトルージョン法で、含浸温度１２０℃で、樹脂組成物とした。超高分子量ポリエチレン繊維が前記含浸温度に曝された時間は２０秒以下であった。この樹脂組成物を、シリンダーユニットの最高温度１１５℃で射出成形した。シリンダー中の滞留時間は１２秒であった。得られた成形品の評価結果を表１に示す。

〔実施例３〕
実施例２の繊維と熱可塑性樹脂の重量比を、２０／８０に変えた以外は、実施例２と同様に行った。得られた成形品の評価結果を表１に示す。

〔実施例４〕
シリンダー中の滞留時間を１８０秒に変えた以外は実施例２と同様に行った。得られた成形品の評価結果を表１に示す。

〔比較例１〕
超高分子量ポリエチレン繊維を含まない熱可塑性樹脂Ａ−１をシリンダーユニットの最高温度１３５℃、シリンダー中の滞留時間１８秒で射出成形した。得られた成形品の評価結果を表１に示す。

〔比較例２〕
超高分子量ポリエチレン繊維を含まない熱可塑性樹脂Ａ−２をシリンダーユニットの最高温度１１５℃、シリンダー中の滞留時間１２秒で射出成形した。得られた成形品の評価結果を表１に示す。

〔比較例３〕
実施例１の熱可塑性樹脂Ａ−１を、熱可塑性樹脂Ａ−３に変え、含浸温度を１６５℃としたこと以外は、実施例１と同様にして樹脂組成物を得ようとした。プルトルージョン法における含浸過程で超高分子量ポリエチレン繊維が断裂し、樹脂組成物を得ることが出来なかった。

〔比較例４〕
実施例１の熱可塑性樹脂Ａ−１を、熱可塑性樹脂Ａ−４に変えたこと以外は、実施例１と同様にして樹脂組成物を得ようとした。プルトルージョン法における含浸過程で超高分子量ポリエチレン繊維が断裂し、樹脂組成物を得ることが出来なかった。

〔比較例５〕
超高分子量ポリエチレン繊維と熱可塑性樹脂Ａ−１の重量比を、６／９４に変えた以外は、実施例１と同様に行った。得られた成形品の評価結果を表２に示す。

〔比較例６〕
超高分子量ポリエチレン繊維と熱可塑性樹脂Ａ−１の重量比を、１３／８７に変えた以外は、実施例１と同様に行った。得られた成形品の評価結果を表２に示す。

〔比較例７〕
帝人ファイバー株式会社製ポリエチレンナフタレート繊維商標名テオネックスと熱可塑性樹脂Ａ−３を、３０／７０の重量比で、プルトルージョン法で、含浸温度１８０℃で樹脂組成物を得た。この樹脂組成物をシリンダーユニットの最高温度１８０℃で射出成形した。得られた成形品の評価結果を表２に示す。

〔比較例８〕
帝人ファイバー株式会社製ポリエチレンナフタレート繊維商標名テオネックスを、日本電気硝子株式会社製ガラス繊維Ｔ４２５に代えた以外は、比較例７と同様に行った。得られた成形品の評価結果を表２に示す。

〔比較例９〕
帝人ファイバー株式会社製ポリエチレンナフタレート繊維商標名テオネックスを、三菱樹脂株式会社製炭素繊維登録商標ダイアリードＫ２２３ＨＥに代えた以外は、比較例７と同様に行った。得られた成形品の評価結果を表２に示す。

以上のように、実施例１〜４では、十分な剛性と高い耐衝撃性、高い電気絶縁性と高い熱伝導率を持つ軽い射出成形体を得ることができた。超高分子量ポリエチレン繊維を含まない比較例１と２では熱伝導率が低く、超高分子量ポリエチレン繊維の代わりにポリエチレンナフタレート繊維を用いた比較例７、超高分子量ポリエチレン繊維の代わりにガラス繊維を用いた比較例８においても熱伝導率が低い。炭素繊維を用いた比較例９は、絶縁性と衝撃強度に劣る。比較例３，４では射出成形体が得られなかった。比較例５、６は十分な剛性が得られなかった。

Claims

超高分子量ポリエチレン繊維１５〜４０質量％と、
温度２３０℃、および荷重２１．２Ｎの条件で測定されるメルトフローレートが７０〜５００ｇ／１０分であり、示差走査型熱量計で測定される融解ピーク温度が１６０℃未満である熱可塑性樹脂８５〜６０質量％と
を含有する樹脂組成物（ただし、前記超高分子量ポリエチレン繊維と前記熱可塑性樹脂の合計質量を１００質量％とする）からなり、
下記要件（１）を充足する射出成形体。
要件（１）
ＪＩＳＫ６９１１に規定された方法により測定される体積固有抵抗率が１．０×１０¹⁵Ωｃｍ以上であり、
レーザーフラッシュ法で測定される熱伝導率が１Ｗ／ｍＫ以上であり、
Ａ．Ｓ．Ｔ．ＭＤ７９２で測定した比重が１．２以下であること。
超高分子量ポリエチレン繊維１５〜４０質量％と、
温度２３０℃、および荷重２１．２Ｎの条件で測定されるメルトフローレートが７０〜５００ｇ／１０分であり、示差走査型熱量計で測定される融解ピーク温度が１６０℃未満である熱可塑性樹脂８５〜６０質量％と
を含有する樹脂組成物（ただし、前記超高分子量ポリエチレン繊維と前記熱可塑性樹脂の合計質量を１００質量％とする）を、
シリンダーユニットの最高温度が前記熱可塑性樹脂の融解ピーク温度より３℃高い温度以上、前記熱可塑性樹脂の融解ピーク温度より２０℃高い温度以下に設定された射出成形機へ供給し、
供給された前記樹脂組成物を、前記シリンダーユニット中の滞留時間が１２秒以上３００秒以下となる条件で溶融混練した後、
射出成形することにより射出成形体を製造する方法。