JPS61181847A

JPS61181847A - 熱伝導性樹脂組成物および熱伝導性成形物

Info

Publication number: JPS61181847A
Application number: JP2006985A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Saito; 斉藤　信夫
Original assignee: Dainichiseika Color and Chemicals Mfg Co Ltd
Current assignee: Dainichiseika Color and Chemicals Mfg Co Ltd
Priority date: 1985-02-06
Filing date: 1985-02-06
Publication date: 1986-08-14

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、ポリプロピレン樹脂を基材とする樹脂組成物
およびそれから成形した成形物に関し、更に詳しくは、
優れた熱伝導性を有する成形物を与える熱伝導性樹脂組
成物およびそれから成形して得られる成形物に関する。

（従来の技術）従来、車両用のラジェーター、工業用熱交換器、産業排
水処理用の冷却器等の如き種々の熱交換器を構成するた
めの素材としては、主として熱伝導性の良好な金属が用
いられ、また、これらの熱交換器に使用する媒体が金属
に対してｇ触性であるガスや液体である場合には、耐腐
蝕性の良好なステンレススチールが用いられている。

（発明が解決しようとしている問題点）しかしながら、
これらのステンレススチールであっても、熱交換器の内
外の媒体が強酸性であったり、強酸化性等の強腐蝕性で
ある場合等は、その＃腐蝕性に問題を生じる。

また、ステンレススチールは、アルミニウム金属の如く
グイキャスト方法によって成形することができないため
に、その成形加工はすべて溶接等などの機械加工に頼ら
ねばならず、複雑な形状の熱交換器を構成することは事
実上困難である。

従ってこのような理由から、ステンレススチール製の熱
交換器は高価であるとともに、常に重量が犬であるため
に、車両用ラジェーター等の如き軽量化が要求されてい
る用途あるいはコスト高な設備費を投入できない種々の
産業用熱交換器あるいは排水処理用冷却器等には使用し
得ないものである。

一方、種々の腐蝕性ガスや液体に対して優れた耐腐蝕性
を有する材料であって、その成形加工が極めて容易な材
料として合成樹脂材料が広く使用されているが、これら
の合成樹脂材料は、一般に熱伝導性に欠けるため、熱交
換器用としては使用し得ないものである。

本発明者は、上記の如き従来技術の欠点を解決し、成形
性が良好で、且つ耐腐蝕性に優れ、更に熱伝導性にも優
れ、熱交換器の成形に使用できる材料を得るべく鋭意研
究の結果、ポリプロピレン樹脂中に特定の充填剤を特定
の割合で添加して成形するときは、上述の従来技術の問
題点を解決した優れた成形物が得られることを知見して
本発明を完成した。

（問題点を解決するための手段）すなわち、本発明は、ポリプロピレン樹脂および熱伝導
性充填剤からなり、該熱伝導性充填剤が、炭化ケイ素の
粒子であり、該熱伝導性充填剤が、約５０〜８５重量％
を占める割合であることを特徴とする熱伝導性良好な樹
脂組成物およびそれから成形した成形物である。

次に、上記本発明を更に詳細に説明すると１本発明は、
それ自体ではいずれも公知の材料であるが、それらを組
併て樹脂組成物とし、この樹脂組成物から成形物を得る
ときは、その成形物は、金属とは異なり、合成樹脂を基
材とするにも関わらす、従来の合成樹脂成形物からは側
底予測できない程度の高い熱伝導性を示すことを知見し
たものである。

本発明において使用するポリプロピレン樹脂それ自体は
公知の材料であり、プロピレンのホモポリマー、プロピ
レンと他の七ツマ−とのランダムコポリマー、ブロック
コポリマー、グラフトコポリマー、変性ポリマー等はい
ずれも使用できるが、好ましいものは、これらの中で熱
変形温度が高く、溶融時の流動性の高いもの、すなわち
他の充填剤を含有しないものが好適である。

本発明において使用する充填剤は、炭化ケイ素であり、
この充填剤自体単独では公知の材料であるが、本発明者
は、この充填剤をポリプロピレン樹脂に対して特定の割
合で組併て使用するときは、元のポリプロピレン樹脂か
らは勿論、この充填剤からは全く予想外の優れた熱伝導
性を示す成形物を与える樹脂組成物が得られることを知
見したものである。

このような炭化ケイ素としては、その結晶形に従って、
種々の結晶形のものが知られているが、本発明において
は、α型またはβ型の炭化ケイ素を使用することによっ
て、最も優れた熱伝導性および耐腐蝕性、化学的、物理
的安定性を有する成形物を与える樹脂組成物が得られる
。

また、これらの充填剤としての炭化ケイ素としては、種
々の粒子径のものが使用できるが、一般的には０．１〜
２００μｍｍの粒子径のものが使用でき、特にこれらの
なかでは１〜１１００μｍの粒子径のものを使用するこ
とによって、優れた熱伝導性、物理的、化学的な性能を
達成することができる。

以上の如き本発明で使用する炭化ケイ素は、単独でも他
の充填剤との混合物としても使用できるが、いずれにし
ても本発明において重要であることは、この充填剤を、
得られる樹脂組成物中で該充填剤が５０〜８５重量％を
占める割合で使用することであり、Ｌ記範囲に満たない
使用量では、得られる成形物の熱伝導性が急激に低下し
て１例えば熱交換器としては使用できなくなり、一方、
上記範囲を越える量では、得られる樹脂組成物の成形性
や強度等が急激に低下し１合成樹脂を使用する利点が失
われることになる。

すなわち、Ｅ記の範囲の使用量においてのみ、前述のス
テンレススチールに匹敵する優れた熱伝導性と合成樹脂
を用いたことによる耐腐蝕性、成形容易性が達成される
ものである。

本発明において最も好ましい充填剤の使用量は、充填剤
が、得られる組成物中で約６０〜７５ｉｔ％を占める量
である。

本発明の熱伝導性樹脂組成物の必須成分は上述の通りで
あるが１本発明の樹脂組成物は、その池水発明の目的を
妨げない範囲において、通常の添加剤１例えば、酸化防
止剤、滑材、着色剤、チタンカップリング剤、シランカ
ップリング剤等も包含し得るものである。

本発明の熱伝導性樹脂組成物の製造方法自体は、いずれ
も従来公知の方法でよく、例えば、必須成分および必要
成分を互いに粉末同士でトライブレンドしたものでもよ
いし、また、混合したものを溶融混練してペレット状、
フレーク状等ば成形あるいは粉砕したものでもよい。

本発明の別の発明は、上記の如き本発明の熱伝導性樹脂
組成物から成形した成形物である。この本発明の成形物
としての用途の主たるものは熱交換器である。

この本発明の成形物の特徴部分は、上記の本発明の熱伝
導性樹脂組成物を使用した点であり、その成形方法自体
および形状等はいずれの方法および形状でもよく、限定
されるものではない。

（作用・効果）以上の如き本発明の熱伝導性樹脂組成物から通常の方法
で成形された成形物は、使用したポリプロピレン樹脂の
性質および炭化ケイ素からは側底予測できない程度の優
れた熱伝導性を有するものであり、また、このように成
形した成形物は、当然のことながら、その使用したポリ
プロピレン樹脂に起因して各種の腐蝕性気体あるいは液
体に対して優れた耐腐蝕性を有するが、その外に使用し
たポリプロピレン樹脂からは予測し得ない程度の耐熱性
を示すものであった。

従って、本発明の熱伝導性樹脂組成物は、耐腐蝕性と熱
伝導性が要求され、更に、各種の耐薬品性が要求される
成形物の用途、特に各種の熱交換器用として有用であり
、また、その成形は、従来のステンレススチールに比べ
て極めて容易であり、且つ成形物は軽量性に富んでいる
ので１例えば、車両用ラジェーター、各種産業用の熱交
換器、排水処理設備の冷却器等として有用である。

次に、実施例をおよび比較例を挙げて本発明を更に詳細
に説明する。尚、文中部または％とあるのは重量基準で
ある。

実施例１〜３および比較例１〜５下記の成分（但し、比較例２は除く）をヘンシルミキサ
ーおよびスーパーミキサーで５分間混合した後、その混
合物を３０ｍ／ｍのベントタイプのエクストルーダーで
、温度２１０℃〜２３０℃で溶融、混練、造粒を行い、
丸ペレット状の本発明の熱伝導性樹脂組成物および比較
用の樹脂組成物（但し、比較例２は除く）を得た。

支ム■」ポリプロピレン樹脂（三菱ノープレンＢＣ−５゜ＭＩ　
２　、７、ブロックコポリマー）　　　　４０部炭化ケ
イ素（グリーンデンジツクＧＣ＃８００゜昭和電工部、
α型、粒子径１５　ＪＬｍ）　　　６０部支ム１」ポリプロピレン樹脂（三菱ノーブレンＢＣ−５、ＭＩ　
２　、７、ブロックコポリマー）　　　　３０部炭化ケ
イ素（デンジツクＣ＃５００、昭和電工部、α型、粒子
径３０ルｍ）　　　　　　７０部支直亘」ポリプロピレン樹脂（三井ノーブレンＪＨＧ、Ｍ■４．
０、ホモポリマー）　　　　　　　　３０部炭化ケイ素
（ベータランダム、イビデン製、β型１粒子径１ｕＬｍ
）　　　　　　　　　　　７０部ｐｄ口ポリプロピレン樹脂（三菱ノーブレンＢＣ−５、ＭＩ２
．７、ブＯ−／　クコボ’）−７−＞　　　　１００部
皿較逍」ステンレススチール、５ＵＳ３０４を成上」ポリプロピレン樹脂（三菱ノーブレンＢＣ−５、ＭＩ　
２　、７、プロックコボｌＪマー）　　　　　４０部・
ステンレスファイバー（ビビリ振Ｔｈ　切削ファイバー
、５ＵＳ３０４、径７０μｍ、長さ１．５ｍｍ、神戸鋳
鉄製＞　　　　　　　　　　　　６０部り較遺」ポリプロピレン樹脂（三菱ノーブレンＢＣ−５゜ＭＩ　
２　、７、プロｙ　り：Ｉポリ？−）　　　　　３０部
Ｎｉ粉末（グリーン１２３、米国インコ製）７０部比］Ｕ殊ｊポリプロピレン樹脂（三菱ノーブレンＢＣ−５、ＭＩ　
２　、７、ブロックコポリマー）　　　　　３０部炭酸
カルシウム（カルシ−Ｆ、三片製粉製）７０部実施例４〜６および比較例６〜１０前記実施例１〜３および比較例１．３〜５で得られた樹
脂組成物を射出成形機に装入し、下記条件下で、１２０
Ｘ６０Ｘ２　（ｍｓ）の板状の成形物に成形して本発明
の成形物および比較用の成形物を得た。尚、比較例２の
ステンレススチールはそのまま使用した。

シリンダ一温度　　　　　　　　　　２５０℃射出圧　
　　　　　　　　　　　７０　Ｋｇ／ａｍ冷却時間　　
　　　　　　　　　　　　３０秒次に、上記の成形板お
よび５ＵＳ３０４を直径３７ｍｍ厚さ２ｍｍの円形プレ
ートに打ち抜き、各々のテストピースの各種性能を測定
し、下記の結果を得た。

然ｊ虹豆オＬの」［価気温が２１±１”０の部屋にテストピースおよび測定用
器具を２時間放置し、測定用器具のホットプレートの温
度が平衡になるようにする０次いで、第１図に示す如く
、テストピース５を測定装２１０にセットし、この時の
ホットプレートの水銀温度計２の値をＴ１とし、セット
してから２分３０秒後に被加熱体６のＡの位置に表面温
度計のセンサーをあて、更に、３０秒後に表面温度計の
値Ｔ＋ｓａｘと、水銀温度計の値Ｔ２を記録する。

テストピースの熱伝導性の評価は、ＴＩｓａｘとΔＴ　
（ＴＩ　−Ｔ２　）で行った。

１九１Ｌ■ｊＡＳＴＭ　　Ｄ６４８に準じて熱変形温度を測定して行
った。

耐］１１１１Ｌ価Ｏ０ｌ規定硫醜溶液（ｐＨ＝　１）に各種のテストプレ
ートを入れ、３時間後にテストピースの表面に析出する
気体および成形品に生じたピンホールの有無によって評
価した。

（℃）　　　　　　　（℃）Ｔｍａｚ、　　ΔＴ実施例４　８２．　７　　良好　１４３　　０　　　０
実施例５　８７．　８　　良好　１４７　　０　　　０
実施例６６８．８　良好　１４５　　０　　　０比較例
６４１．０　不良　１２０　　０　　　　Ｘ比較例７７
０．９　良好　　−×　　　Ｘ比較例８５０．２　不良
　１５２　　　Ｘ　　　　Ｘ比較例９５８．４　劣る　
１４５　　　Ｘ　　　　Ｘ比較例１０４６、１　不良　
１５２　　　Ｘ　　　　Ｘ注：Ｔｍａｘの値が大な程、
熱伝導性が優れることを示す。

ΔＴの値が大な程、熱伝導性が優れることを示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例で使用した測定装置を図解的
に示す。１；スレート板２；水銀温度計３；ホットプレート４；電源５；テストピース６；被加熱体（鉄製）上」；測定装置特許出願人　大日精化工業株式会社嘔ＩＦＪＬ′ ＄１目

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ポリプロピレン樹脂および熱伝導性充填剤からな
り、該熱伝導性充填剤が、炭化ケイ素の粒子であり、該
熱伝導性充填剤が、約５０〜８５重量％を占める割合で
あることを特徴とする熱伝導性良好な樹脂組成物。
（２）炭化ケイ素が、α型またはβ型結晶形の炭化ケイ
素である特許請求の範囲第（１）項に記載の熱伝導性樹
脂組成物。
（３）炭化ケイ素が、１〜１００μｍの粒子径を有する
特許請求の範囲第（１）項に記載の熱伝導性樹脂組成物
。
（４）ポリプロピレン樹脂および熱伝導性充填剤からな
り、該熱伝導性充填剤が、炭化ケイ素の粒子であり、該
熱伝導性充填剤が、約５０〜８５重量％を占める割合で
ある樹脂組成物を成形加工してなることを特徴とする熱
伝導性良好な樹脂成形物。
（５）炭化ケイ素が、α型またはβ型結晶形の炭化ケイ
素である特許請求の範囲第（４）項に記載の成形物。
（６）炭化ケイ素が、１〜１００μｍの粒子径を有する
特許請求の範囲第（４）項に記載の成形物。
（７）成形物が、熱交換器である特許請求の範囲第（４
）項に記載の成形物。