JPH1087990A - 樹脂組成物 - Google Patents

樹脂組成物

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JPH1087990A
JPH1087990A JP24605096A JP24605096A JPH1087990A JP H1087990 A JPH1087990 A JP H1087990A JP 24605096 A JP24605096 A JP 24605096A JP 24605096 A JP24605096 A JP 24605096A JP H1087990 A JPH1087990 A JP H1087990A
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JP
Japan
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boron nitride
nitride powder
polyimide resin
resin composition
particle size
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JP24605096A
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Toshio Omukai
敏男 大向
Takao Tanaka
隆夫 田中
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Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Original Assignee
Mitsui Petrochemical Industries Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/03Use of materials for the substrate
    • H05K1/0313Organic insulating material
    • H05K1/0353Organic insulating material consisting of two or more materials, e.g. two or more polymers, polymer + filler, + reinforcement
    • H05K1/0373Organic insulating material consisting of two or more materials, e.g. two or more polymers, polymer + filler, + reinforcement containing additives, e.g. fillers

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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 樹脂へ添加することにより、均一な分
散性の優れたしかも熱伝導性等良好なポリイミド樹脂組
成物を得る。 【解決手段】 1.0μm以下の凝集粒子径の粒子を
60重量%以上含み、平均粒子径が1.0μm以下の窒
化ホウ素粉末を含有することを特徴とするポリイミド樹
脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はポリイミド樹脂組成
物に関する。更に詳しくは、ポリイミド樹脂に窒化ホウ
素粉末を良好に分散し、熱伝導性を向上させたポリイミ
ド樹脂組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】ポリイミド樹脂は優れた機械的性質、熱
や酸化に対して優れた安定性を示すので、近年耐熱性ベ
ルトやプリント基盤材料等に広く使われている。しかし
ながら、ポリイミド樹脂をそのまま用いた場合は、熱伝
導度が低く、複写機、レーザービームプリンター、ファ
クシミリ等の画像成型装置における熱定着ベルト、プリ
ント基盤に用いる場合熱伝導度を向上させることができ
ない。
【0003】また、窒化ホウ素粉末は耐熱性、化学的安
定性、潤滑特性に優れ、熱伝導度も高いので、耐熱耐食
性材料等の各種高温構造材料、電気絶縁材、電気回路部
品、高温用潤滑剤、離型剤、中性子遮蔽材のフィラー等
多くの用途に用いられ、今後更に種々の用途への展開が
期待される材料である。近年は良好な熱伝導性を利用す
るためにイミド樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂への添加剤
としても使われるようになった。
【0004】ポリイミド樹脂に対しては熱伝導度を改善
するため各種の熱伝導性無機微粒子を添加することは従
来より知られており、例えば特開昭62−3980号公
報、特開平3−25478号公報には、窒化ケイ素、窒
化ホウ素、炭化ケイ素、窒化アルミニウム、アルミナ、
銅、ニッケル、金、銀、白金などを用いることが開示さ
れている。しかしながら、これらの無機微粒子は本来の
性質として熱伝導性は良好であるが、樹脂に分散させて
用いる場合、樹脂への分散が困難であり、そのため単に
混合して得られた樹脂組成物はフィルムに加工した場
合、強度が低下する等の問題がある。この問題を解決す
るために特開平7−186162号公報では一次粒子径
が0.01〜5.0μmであり、これらの無機微粒子を
一次粒子まで分散させて用いることによって解決するこ
とを提案している。
【0005】ところが、この提案は窒化ケイ素、炭化ケ
イ素、窒化アルミニウム、アルミナ、銅、ニッケル、
金、銀、白金などの粒状、球状、立方体状の粒子には適
用できるもののこれらを使う場合は、熱伝導度の改良が
できても物性が低下する、もしくはコストが非常に高く
なり実用化が困難であるという問題がある。これに対し
て窒化ホウ素粉末は熱伝導度が高く物性の改良には最も
適している。しかし、窒化ホウ素粉末は結晶系が前述の
ものとは異なり、六方晶系の結晶で偏平状粒子の集合体
であるため一次粒子への分散が極めて困難である。この
ため一次粒子径が0.01〜5.0μmであっても実質
的に均一に分散させた樹脂組成物を得ることは困難であ
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記の如く、窒化ホウ
素粉末は良好な熱伝導性を持つためポリイミド樹脂へ添
加することにより性能の改善が見込まれるが、その均一
な分散が非常に困難であるため、良好に分散され熱伝導
度が改良されたポリイミド樹脂組成物の開発が望まれて
いる。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記問題
点を解決するためポリイミド樹脂へ特定の粒子径の窒化
ホウ素粉末を均一に分散し、含有することにより熱伝導
度の優れたポリイミド樹脂組成物を得ることを見出し本
発明に到達した。
【0008】すなわち、本発明は1.0μm以下の凝集
粒子径の粒子を60重量%以上含み、平均粒子径が1.
0μm以下の窒化ホウ素粉末を含有することを特徴とす
るポリイミド樹脂組成物に関する。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明を更に詳細に説明する。本
発明に用いる窒化ホウ素は結晶系が六方晶で、その粒子
は一次粒子が偏平状粒子の集合体であり、見掛け上さら
に大きな粒子になっている粒子の状態をいい、凝集粒子
の体積粒径を凝集粒子径という。また、平均粒子径とは
凝集粒子径の最小の凝集粒子から最大の凝集粒子の累積
50%体積粒径をいう。
【0010】本発明の窒化ホウ素粉末は粉砕等の方法に
より粒子径を調整し分散性の良いものを得るが、その粒
径は1.0μm以下の凝集粒子径の粒子を60重量%以
上含み、平均粒子径が1.0μm以下であることが必要
である。また、好ましくは、凝集粒子径の粒子を70重
量%以上含むのが好適である。凝集粒子径および平均粒
子径がこれらの範囲を外れた場合には、樹脂への分散性
が悪く表面の平滑性が得られないばかりか、フィルムに
分散させた場合、ブツが発生し、フィルム強度を高く保
つことができない。
【0011】また、本発明の窒化ホウ素粉末は0.5μ
m以下の凝集粒子径の粒子を30重量%以上含むのが好
ましく、更に好ましくは、40重量%以上が好適であ
る。更には、本発明の窒化ホウ素粉末の比表面積は2〜
50m/gが好ましく、更に好ましくは5〜15m
/gが好適である。比表面積が2m/g未満では、板
状が発達し分散しにくくなるため好ましくない。また、
50m/gを超えると結晶性が低いため、熱伝導性等
が悪くなり、樹脂の性質を改良できないので好ましくな
い。
【0012】さらに、上述の凝集粒子径に調整するには
種々の粉砕機が一般に用いられるが、ジェット粉砕機
は、他の粉砕機には得られない超微粉が得られ、生成す
る粒度分布がシャープとなるので好ましい。ジェット粉
砕機には気流吸込み型、衝突型、複合型等各種の形式の
ものがあり、いずれの形式のものも用いることができる
が、その中でも特に気流吸い込み型は内部構造が簡素化
され分解、点検、清掃、水洗等が容易に行へ異物の混入
を防止できるので最も好ましい。
【0013】本発明の方法に従えば、原料窒化ホウ素粉
末の一次粒子の粒子径に拘らず樹脂への分散性の非常に
優れたものが得られる。このことにより、樹脂本来の性
質、窒化ホウ素粉末本来の性質を損なうことが少なく、
優れたポリイミド樹脂と窒化ホウ素粉末の複合体を得る
ことができる。
【0014】本発明に用いられるポリイミド樹脂として
は、芳香族ジアミンと芳香族テトラカルボン酸(特開昭
62−3980号公報)を有機溶媒中で反応させてポリ
アミド酸溶液を得る。この溶液をガラス板等の剥離性機
材上に流し、ついで加熱することにより溶媒を除去し、
イミド化させて得られる。
【0015】ポリイミド樹脂に上述の窒化ホウ素粉末を
分散させることにより目的とする熱伝導性を改良したポ
リイミド樹脂組成物を得るが、分散させるに当たっては
窒化ホウ素粉末をポリアミド酸溶液に直接添加し、混合
機にて撹拌することにより樹脂前駆体に分散させその後
イミド化することによって得られるが、分散をより均一
にするためには、まず窒化ホウ素粉末をポリアミド酸溶
液を作る際用いた溶媒中に撹拌機を用いて分散させ、つ
いで分散させた窒化ホウ素スラリーをポリアミド酸溶液
に撹拌しながら加えるのが好ましい。本発明に用いられ
る窒化ホウ素粉末を添加する場合の混合装置は特に限定
はされず、液の粘度に応じて最適なものを使用すれば良
い。例えば低粘度であれば一般的な撹拌でよく、高粘度
の場合には、ニーダー等高粘度用の混合機を用いるのが
好ましい。
【0016】ポリイミド樹脂に対する窒化ホウ素粉末の
添加量についても特に制限はなく、必要な物性に応じて
量を変えれば良いが、あまり添加量が少ないと改良効果
が現れず、また、あまり増加させた場合、ポリイミド樹
脂本来の物性を損なうのでポリイミド樹脂に対する窒化
ホウ素粉末の添加量としては、1〜75重量%が好まし
く、更に好ましくは5〜50重量%が好適である。
【0017】本発明の方法に従えば、ポリイミド樹脂に
窒化ホウ素粉末を均一に分散させたポリイミド樹脂に、
一次粒子の粒子径に拘らずポリイミド樹脂への分散性の
非常に優れたものが得られる。このことにより、ポリイ
ミド樹脂本来の性質、窒化ホウ素粉末本来の性質を損な
うことが少なく、優れたポリイミド樹脂と窒化ホウ素粉
末の複合体を得ることができる。
【0018】
【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳細に説明
する。尚、実施例において部及び%は特記する以外は重
量基準を表わす。 実施例1 偏平状粒子の集合体である原料窒化ホウ素粉末をジェッ
ト粉砕機を用いて解砕した。得られた粉末の凝集粒子径
は平均粒子径が0.61μm、1.0μm以下の凝集粒
子径は78%であった。この窒化ホウ素粉末を、N−メ
チルピロリドンに20%投入し分散、更にポリイミドワ
ニス投入し撹拌後、N−メチルピロリドン蒸発除去(こ
の段階でのワニス粘度は500p)した後、40〜50
μmに薄膜を引きフィルム化した。このフィルムの熱伝
導率を迅速熱伝導率計QTM−D1(昭和電工製)で比
較試験法により測定したところ8×10−4cal/c
m・sec・℃であった。また、フィルムにブツの発生
もなく強度のある優れたフィルムが得られた。
【0019】実施例2 実施例1で用いた原料窒化ホウ素粉末をジェット粉砕機
を用いて解砕した。得られた粉末の凝集粒子径は平均粒
子径が0.64μm、1.0μm以下の凝集粒子径は7
2%であった。この窒化ホウ素粉末を実施例1と同様に
N−メチルピロリドンに投入し分散、更にポリイミドワ
ニス投入し撹拌後、N−メチルピロリドン蒸発除去し
た。この段階でのワニス粘度は700pであった。これ
を40〜50μmに薄膜を引きフィルム化した。このフ
ィルムの熱伝導率を実施例1と同様に測定したところ7
×10−4cal/cm・sec・℃であった。また、
フィルムにブツの発生もなく強度のある優れたフィルム
が得られた。
【0020】比較例1 偏平状粒子の集合体である原料窒化ホウ素粉末の平均粒
子径が1.15μm、1.0μm以下の凝集粒子径は5
5%の粉末を用いて、実施例1と同様に行った。このフ
ィルムの熱伝導率を実施例1と同様に測定したところ6
×10−4cal/cm・sec・℃であった。また、
フィルムにブツが発生した。
【0021】比較例2 原料窒化ホウ素粉末を用いない以外は、実施例1と同様
に行い、40〜50μmに薄膜を引きフィルム化した。
このフィルムの熱伝導率を実施例1と同様に測定したと
ころ4×10−4cal/cm・sec・℃であった。
【0022】
【発明の効果】以上詳細に説明した如く、ポリイミド樹
脂に窒化ホウ素を添加したポリイミド樹脂組成物は、窒
化ホウ素粉末の結晶が六方晶系で偏平状粒子の集合体で
あるため一次粒子への分散が極めて困難であり、一次粒
子径が0.01〜5.0μmであっても実質的に均一に
分散させることは不可能であった。これに対し本発明の
方法は、ポリイミド樹脂の機械的な性質を損なわず熱伝
導度に優れ、さらに表面の円滑なポリイミド樹脂組成物
が得られることを見出した。本発明は従来公知の方法に
比べ種々の利点があり、その結果ポリイミド樹脂の特性
を改良したポリイミド樹脂組成物を得ることができ、そ
の経済的効果は極めて大なるものがある。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1.0μm以下の凝集粒子径の粒子を
    60重量%以上含み、平均粒子径が1.0μm以下の窒
    化ホウ素粉末を含有することを特徴とするポリイミド樹
    脂組成物。
  2. 【請求項2】 窒化ホウ素粉末が0.5μm以下の凝
    集粒子径の粒子を30重量%以上含む請求項1記載のポ
    リイミド樹脂組成物。
  3. 【請求項3】 窒化ホウ素粉末の比表面積が2〜50
    /gである請求項1記載のポリイミド樹脂組成物。
  4. 【請求項4】 窒化ホウ素粉末がジェット粉砕機で解
    砕することにより得られた窒化ホウ素粉末を用いる請求
    項1記載のポリイミド樹脂組成物。
JP24605096A 1996-09-18 1996-09-18 樹脂組成物 Pending JPH1087990A (ja)

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