WO2022195722A1 - 樹脂成形体及び樹脂成形体の製造方法 - Google Patents

樹脂成形体及び樹脂成形体の製造方法 Download PDF

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善弘 高井
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三菱電機株式会社
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof

Definitions

  • the present disclosure relates to a resin molded body and a method for manufacturing a resin molded body.
  • a common method for improving the heat dissipation of resin molded products is to fill them with metal or ceramic thermally conductive fillers. Since the thermally conductive fillers in the resin come into contact with each other (percolation) to form a heat path and release heat, it is necessary to increase the filling amount until the contact between the thermally conductive fillers occurs. However, since thermally conductive fillers have a higher density than resins, a highly thermally conductive resin material filled with a high amount of thermally conductive fillers has a high density, which hinders weight reduction of equipment.
  • the thermally conductive filler is oriented along the resin flow plane, so the thermal conductivity of the flow plane is improved, but the flow It is difficult to improve the thermal conductivity in the thickness direction of the compact, which is the direction orthogonal to the plane.
  • Patent Document 1 a method of filling a foaming agent in addition to a thermally conductive filler to reduce the weight and improve the thermal conductivity in the thickness direction of the molded product. Also, there is known a method of suppressing an increase in the density of the entire compact by forming a two-layer structure of a layer filled with a filler and a layer not filled with a filler (see, for example, Patent Document 2).
  • the thermal conductivity of the molded article is at most 0.38 W/(m ⁇ K), which is low as the thermal conductivity in the thickness direction of the molded article, and prevents the heat generation of the device. Insufficient for efficient heat dissipation.
  • two kinds of thermoplastic resins are used, one of which is added with a filler and the other is not added with a filler to form a two-layer structure. Therefore, although the molded body is lightened, there are layers in the thickness direction of the molded body to which no filler is added, which hinders heat dissipation in the thickness direction of the molded body.
  • the present application discloses a technique for solving the above problems, and aims to provide a resin molded article that achieves both low density and high thermal conductivity in the thickness direction, and a method for producing the same.
  • the resin molded article disclosed in the present application is a resin molded article comprising a first thermoplastic resin, a second thermoplastic resin, a thermally conductive filler, and air bubbles, wherein the heat is contained in the first thermoplastic resin. It has a sea-island structure in which a conductive filler is present and the first thermoplastic resin is a continuous phase and the second thermoplastic resin is a dispersed phase.
  • the resin molded article disclosed in the present application since it is a foam molded article having a sea-island structure with the first thermoplastic resin and the second thermoplastic resin, the orientation of the thermally conductive filler is promoted in the thickness direction. Therefore, both low density and high thermal conductivity in the thickness direction are achieved.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a resin molding according to Embodiment 1.
  • FIG. 2 is an enlarged view of a part of the cross section of the resin molding according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 4 is a diagram showing a manufacturing process of the resin molding according to Embodiment 1;
  • FIG. 2 is a diagram showing characteristics of a resin molded body according to Embodiment 1;
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a resin molding according to Embodiment 1
  • FIG. 2 is an enlarged view of region A in FIG.
  • X indicates the flow plane direction during molding
  • Z indicates the thickness direction of the resin molding.
  • the resin molding is composed of a first thermoplastic resin 1, a second thermoplastic resin 2, a thermally conductive filler 3, and air bubbles 4.
  • the first thermoplastic resin 1 is a continuous phase
  • the second thermoplastic resin 2 is a dispersed phase. It has a form in which two thermoplastic resins 2 are dispersed.
  • This structure is called a sea-island structure.
  • This embodiment is characterized by having this sea-island structure.
  • the resin molding of the present embodiment Due to the action of the air bubbles 4 and the sea-island structure, the resin molding of the present embodiment has an apparent density of 1.0 g/cm 3 or less, and a density of 1.0 W/(m ⁇ K) or more in the thickness direction of the molding. to achieve high thermal conductivity.
  • the apparent density is a value obtained by dividing the weight of the molded body by the external volume of the molded body.
  • FIG. 1 are diagrams showing a manufacturing process of the resin molding according to Embodiment 1.
  • FIG. 1 In the resin molded product of Embodiment 1, first, in step S01, a first thermoplastic resin 1 is filled with a thermally conductive filler 3 to produce a highly thermally conductive resin pellet. Using the high thermal conductive resin pellets obtained in step S01 and the pellets of the second thermoplastic resin 2, melt foam molding is performed in step S02 to obtain a high thermal conductive and low density resin molding.
  • step S01 an existing melt extrusion process can be used.
  • a common method is to charge the first thermoplastic resin 1 into the material inlet of the melt extruder and charge the thermally conductive filler 3 from a side feeder in the middle of the extruder.
  • the first thermoplastic resin strand discharged from the outlet of the extruder and filled with the thermally conductive filler is cooled and cut into rice grains to obtain high thermally conductive resin pellets.
  • An existing molding method can be used in the melt foaming molding process of step S02.
  • Injection molding is the preferred method of making the device housing.
  • As a method of obtaining a foamed molded article by injection molding there are a chemical foaming method and a physical foaming method, and either method may be used.
  • the first thermoplastic resin 1 is not particularly limited, and commercially available thermoplastic resins can be used.
  • olefin resins include polyethylene, homopolypropylene, propylene-ethylene block copolymer, propylene-butene block copolymer, propylene- ⁇ -olefin block copolymer, propylene-ethylene random copolymer, propylene-butene.
  • random copolymers propylene- ⁇ -olefin random copolymers, propylene- ⁇ -olefin graft copolymers, and the like.
  • Styrene-based resins include polymers obtained by polymerizing monovinyl-based aromatic monomers such as styrene, ⁇ -methylstyrene, p-methylstyrene, and pt-butylstyrene.
  • An example is polystyrene (GPPS).
  • polystyrene (GPPS) polystyrene
  • PBD polybutadiene
  • SBR styrene-butadiene copolymer
  • Acrylonitrile-styrene which is a styrene resin having a polar group and is a typical polymer obtained by polymerizing a monomer composed of a vinyl cyanide monomer such as acrylonitrile and methacrylonitrile having a cyano group.
  • Copolymers AS resins
  • AES resins acrylonitrile-ethylene-styrene copolymers
  • ABS resins acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers in which acrylonitrile and styrene are polymerized with polybutadiene.
  • Polyester-based resins include polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate.
  • polyamide-based resins include polyamide 6, polyamide 66, polyamide 610, polyamide 612, polyamide 12, and polyamide 46, and aromatic polyamides and plant-derived polyamides may also be used.
  • super engineering plastics such as biodegradable resins such as polylactic acid, polyphenylene ether, and polyphenylene sulfide are also acceptable.
  • crystalline engineering plastics are preferred, and one selected from polyphenylene sulfide, polyamide, polybutylene terephthalate, and polyethylene terephthalate is preferred.
  • thermoplastic resin 2 As the second thermoplastic resin 2 according to the present embodiment, a commercially available thermoplastic resin can be used as long as the resin is different from the first thermoplastic resin 1. It is generally known that alloys and blends of polymeric materials are incompatible. Therefore, in order to obtain a sea-island structure as a resin molding, a combination of a polar polymer and a non-polar polymer is preferable as a combination for further enhancing the incompatibility. When considering the mixing of non-polar polymers, a combination in which the difference in solubility parameter calculated from the molecular skeleton is 1 or more may be used.
  • the second thermoplastic resin 2 is preferably an amorphous plastic considering the above characteristics, such as styrene plastic, polycarbonate, acrylic resin, modified One selected from polyphenylene ether and thermoplastic elastomer is preferred.
  • the thermally conductive filler 3 includes, for example, plate-like graphite, aluminum nitride, boron nitride, alumina, plate-like or scale-like thermally conductive filler such as copper flakes, SiC fiber, carbon fiber, carbon Examples include fibrous or needle-like thermally conductive fillers such as nanotubes, metal-plated fibers, and metal fibers. These thermally conductive fillers may be used singly or in combination of two or more.
  • plate-like, scale-like, fiber-like or needle-like electrically insulating fillers having a thermal conductivity of 20 W/(m ⁇ K) or more are preferred, and aluminum nitride, boron nitride and alumina are preferred.
  • foaming agent there are no particular restrictions on the foaming agent used to obtain the foamed article in the melt foaming process of step S02.
  • foaming agents used in the chemical foaming method include azodicarbonamide, azobisisobutyronitrile, N,N'-dinitrosopentamethylenetetramine, pp'-oxy Bisbenzenesulfonyl hydrazide, barium azodicarboxylate, trihydrazinotriazine, p-toluenesulfonyl hydrazide and the like can be mentioned.
  • a physical foaming method using CO 2 or N 2 in a supercritical state may be used instead of using a foaming agent.
  • Additives such as stabilizers, lubricants, processing aids, plasticizers, colorants and flame retardants may also be used as long as they do not interfere with foam molding.
  • the ratio of the second thermoplastic resin 2 to the first thermoplastic resin 1 is 100 parts by weight of the first thermoplastic resin 1 and 25 parts by weight or more and 100 parts by weight or less of the second thermoplastic resin 2. A range is preferred. When the amount of the second thermoplastic resin 2 is less than 25 parts by weight, the amount of the first thermoplastic resin 1 increases, and the orientation of the thermally conductive filler 3 in the thickness direction during foam molding is weakened. Thermal conductivity is reduced. In addition, when the second thermoplastic resin 2 exceeds 100 parts by weight, the second thermoplastic resin 2 forms a continuous phase and the heat path in the thickness direction disappears, so the thermal conductivity in the thickness direction decreases. descend.
  • the size of the dispersed phase (island portions of the sea-island structure) formed by the second thermoplastic resin 2 is preferably uniformly distributed over the entire compact. It is preferably 50 ⁇ m or less.
  • the filling amount of the thermally conductive filler 3 is preferably in the range of 30% by volume or more and 60% by volume or less compared to the first thermoplastic resin 1. If the filling amount of the thermally conductive filler 3 is less than 30% by volume, there is little contact between the fillers, resulting in a low thermal conductivity. When the amount of the thermally conductive filler 3 exceeds 60% by volume, it is difficult to obtain a foam during molding in step S02 due to the thickening effect of the filler, and the orientation of the filler in the thickness direction due to foaming is suppressed. Therefore, the thermal conductivity in the thickness direction is low.
  • the materials used in the examples and comparative examples were mixed as follows, and the obtained resin moldings were flat plate moldings of length 100 mm, width 100 mm, and thickness 2 mm. A disk shape with a diameter of 12.7 mm was cut out from the central part of the length and width of the obtained flat plate molded article, and the thermal conductivity in the thickness direction was measured by the laser flash method. Also, the apparent density of each molded product was calculated.
  • First thermoplastic resin Polyphenylene sulfide resin 100 parts by weight
  • Second thermoplastic resin Polystyrene resin 25 parts by weight
  • Thermal conductive filler Hexagonal boron nitride (thermal conductivity 250 W / (m K)) 30% by volume with respect to the first thermoplastic resin
  • foam molding was performed using a CO 2 supercritical fluid to produce a flat plate molded product of length 100 mm ⁇ width 100 mm ⁇ thickness 2 mm.
  • First thermoplastic resin Polyphenylene sulfide resin 100 parts by weight
  • Second thermoplastic resin Polystyrene resin 50 parts by weight
  • Thermally conductive filler Hexagonal boron nitride (thermal conductivity 250 W/(m K)) 30% by volume with respect to the first thermoplastic resin
  • foam molding was performed using a CO 2 supercritical fluid to produce a flat plate molded product of length 100 mm ⁇ width 100 mm ⁇ thickness 2 mm.
  • First thermoplastic resin Polyphenylene sulfide resin 100 parts by weight
  • Second thermoplastic resin Polystyrene resin 100 parts by weight
  • Thermal conductive filler Hexagonal boron nitride (thermal conductivity 250 W / (m K)) 30% by volume with respect to the first thermoplastic resin
  • foam molding was performed using a CO 2 supercritical fluid to produce a flat plate molded product of length 100 mm ⁇ width 100 mm ⁇ thickness 2 mm.
  • First thermoplastic resin Polyphenylene sulfide resin 100 parts by weight
  • Second thermoplastic resin Polystyrene resin 50 parts by weight
  • Thermally conductive filler Hexagonal boron nitride (thermal conductivity 250 W/(m K)) 60% by volume with respect to the first thermoplastic resin
  • foam molding was performed using a CO 2 supercritical fluid to produce a flat plate molded product of length 100 mm ⁇ width 100 mm ⁇ thickness 2 mm.
  • thermoplastic resin Polyphenylene sulfide resin 100 parts by weight
  • Second thermoplastic resin Polystyrene resin 20 parts by weight
  • Thermal conductive filler Hexagonal boron nitride (thermal conductivity 250 W / (m K)) 60% by volume with respect to the first thermoplastic resin
  • foam molding was performed using a CO 2 supercritical fluid to produce a flat plate molded product of length 100 mm ⁇ width 100 mm ⁇ thickness 2 mm.
  • thermoplastic resin Polyphenylene sulfide resin 100 parts by weight
  • Second thermoplastic resin Polystyrene resin 105 parts by weight
  • Thermal conductive filler Hexagonal boron nitride (thermal conductivity 250 W / (m K)) 60% by volume with respect to the first thermoplastic resin
  • foam molding was performed using a CO 2 supercritical fluid to produce a flat plate molded product of length 100 mm ⁇ width 100 mm ⁇ thickness 2 mm.
  • FIG. 4 is a diagram showing the characteristics of resin moldings according to Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2.
  • 50 parts by weight of the second thermoplastic resin 2 is better than 25 parts by weight because the heat path can be formed by the sea-island structure, and the thermal conductivity in the thickness direction is increased. It can be seen that the thermal conductivity is slightly lower than 50 parts by weight.
  • the second thermoplastic resin 2 is 20 parts by weight, which is less than 25 parts by weight, and the apparent density exceeds 1.02 g/cm 3 and 1.0 g/cm 3 to become high density in the thickness direction.
  • the thermal conductivity of is also 0.98 W/(m ⁇ K) and below 1.0 W/(m ⁇ K).
  • the second thermoplastic resin 2 is 105 parts by weight exceeding 100 parts by weight, and the apparent density is as low as 0.90 g/cm 3 , but the thermal conductivity in the thickness direction is 0.90 g/cm 3 . It fell below 74 W/(m*K) and 1.0 W/(m*K).
  • Comparative Examples 1 and 2 although the second thermoplastic resin 2 was difficult to disperse and the effect of the sea-island structure was small, a higher thermal conductivity in the thickness direction was obtained than in the conventional case.
  • the first thermoplastic resin 1 is 100 parts by weight
  • the second thermoplastic resin 2 is 20 parts by weight or more and 100 parts by weight. It can be seen that if the content is within the following range, a remarkable effect of obtaining a resin molded article with high thermal conductivity and low density can be obtained.
  • the first thermoplastic resin 1, the second thermoplastic resin 2, and the thermally conductive filler 3 were the same material and different formulations were compared to show the effect. Needless to say, the same effects can be obtained with the materials described above.
  • the first thermoplastic resin 1 and the second thermoplastic resin 2 are insoluble phases, and the first thermoplastic resin 1 which is a continuous phase and the dispersed phase
  • the second thermoplastic resin 2 has a sea-island structure, and the thermally conductive filler 3 in the first thermoplastic resin 1 is oriented in the thickness direction by the air bubbles 4 and the second thermoplastic resin 2. Therefore, it is possible to obtain a resin molding having a low density and a high thermal conductivity in the thickness direction.
  • thermoplastic resin first thermoplastic resin
  • second thermoplastic resin second thermoplastic resin
  • thermally conductive filler 4: air bubbles

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Abstract

第一の熱可塑性樹脂（１）、第二の熱可塑性樹脂（２）、熱伝導性フィラー（３）及び気泡（４）からなり、前記第一の熱可塑性樹脂（１）中に前記熱伝導性フィラー（３）が存在し、かつ前記第一の熱可塑性樹脂（１）を連続相、前記第二の熱可塑性樹脂（２）を分散相とする海島構造を有するので、低密度で高熱伝導の樹脂成形体を得ることができる。

Description

樹脂成形体及び樹脂成形体の製造方法
　本開示は、樹脂成形体及び樹脂成形体の製造方法に関する。
　機器の小型化、高性能化に伴う発熱量の増加を受けて、樹脂製の機器筐体には高い放熱性が求められている。また、自動車、鉄道車両を代表とする移動体では、燃費性能の向上のために軽量化が進められている。そのため、搭載される電子機器においても、小型化、高性能化に加えて、軽量化が進められている。
　樹脂成形品の放熱性を向上させる手法としては、金属又はセラミック製の熱伝導性フィラーを充填する方法が一般的である。樹脂中の熱伝導性フィラー同士が接触（パーコレーション）して熱パスを形成し、熱を逃がす機構であるため、この熱伝導性フィラー同士の接触が発現するまで充填量を増やす必要がある。しかし、熱伝導性フィラーは樹脂と比較して密度が大きいため、熱伝導性フィラーを高充填した高熱伝導性樹脂材料は密度が大きくなり、機器の軽量化の妨げとなる。さらに、高熱伝導性樹脂材料を用いて射出成形で高熱伝導性樹脂成形体を作成すると、熱伝導性フィラーが樹脂流動平面に沿って配向するため、流動平面の熱伝導性は向上するが、流動平面と直交する方向である成形体厚さ方向の熱伝導性は向上し難い。
　このような課題に対して、熱伝導性フィラーに加えて発泡剤を充填することで、軽量化とともに成形体の厚さ方向の熱伝導性を向上させる方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
　また、フィラーが充填された層とフィラーが充填されていない層の２層構造にすることで、成形体全体の密度増加を抑制する方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開２０１６－４３６６１号公報 特開２００７－２７６２７４号公報
　特許文献１に開示された成形体においては、成形体の熱伝導率は高々０．３８Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、成形体の厚さ方向の熱伝導率としては低く、機器の発熱を効率的に放熱するには不十分である。
　また、特許文献２に開示された方法では、２種類の熱可塑性樹脂を用い、一方にはフィラーを添加し他方にはフィラーを添加せず２層の構造としている。そのため、成形体は軽量化するが、成形体の厚さ方向にはフィラーが添加されていない層があり、成形体の厚さ方向の放熱が妨げられてしまう。
　本願は、上記の課題を解決するための技術を開示するものであり、低密度と厚さ方向の高熱伝導性とを両立する樹脂成形体及びその製造方法を提供することを目的とする。
　本願に開示される樹脂成形体は、第一の熱可塑性樹脂、第二の熱可塑性樹脂、熱伝導性フィラー及び気泡からなる樹脂成形体であって、前記第一の熱可塑性樹脂中に前記熱伝導性フィラーが存在し、かつ前記第一の熱可塑性樹脂を連続相、前記第二の熱可塑性樹脂を分散相とする海島構造を有するものである。
　本願に開示される樹脂成形体によれば、第一の熱可塑性樹脂及び第二の熱可塑性樹脂により海島構造を有する発泡成形体であるので、熱伝導性フィラーの配向が厚さ方向へ促されるため、低密度と厚さ方向の高熱伝導性とを両立する。
実施の形態１に係る樹脂成形体の断面模式図である。 実施の形態１に係る樹脂成形体の断面の一部を拡大した図である。 実施の形態１に係る樹脂成形体の製造工程を示す図である。 実施の形態１に係る樹脂成形体の特性を示す図である。
　以下、本実施の形態について図を参照して説明する。なお、各図中、同一符号は、同一または相当部分を示すものとする。
実施の形態１．
　以下、実施の形態１に係る樹脂成形体について図を用いて説明する。
　図１は、実施の形態１に係る樹脂成形体の断面模式図、図２は図１中領域Ａを拡大した図である。図１中、Ｘは成形時の流動平面方向、Ｚは樹脂成形体の厚さ方向を示す。樹脂成形体は、第一の熱可塑性樹脂１、第二の熱可塑性樹脂２、熱伝導性フィラー３、及び気泡４からなる。図２からわかるように、第一の熱可塑性樹脂１は連続相、第二の熱可塑性樹脂２は分散相となっており、連続相である第一の熱可塑性樹脂１中に独立して第二の熱可塑性樹脂２が分散する形態を有している。この構造を海島構造と称する。本実施の形態ではこの海島構造を有することが特徴である。
　海島構造の海部分である第一の熱可塑性樹脂１中の熱伝導性フィラー３は、射出発泡成形によって金型内で膨らんだ気泡４によってＸ方向、すなわち流動方向への配向を妨げられ、成形体厚さ方向（Ｚ方向）への配向を余儀なくされる。この時、海島構造の島部分である分散された第二の熱可塑性樹脂２が存在することで、熱伝導性フィラー３の総量を抑えて低密度に貢献し、且つ気泡４と同様に熱伝導性フィラー３の流動配向を阻害して厚さ方向への配向を促す。気泡４と海島構造の作用により、本実施の形態の樹脂成形体では、見かけ密度を１．０ｇ／ｃｍ３以下に抑えつつ、成形体の厚さ方向で１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の高熱伝導性を実現する。ここで、見かけ密度とは、成形体重量を成形体外形体積で除した値である。
　次に、実施の形態１に係る樹脂成形体の製造方法について説明する。図３は、実施の形態１に係る樹脂成形体の製造工程を示す図である。
　本実施の形態１の樹脂成形体では、まずステップＳ０１において、第一の熱可塑性樹脂１に熱伝導性フィラー３を充填することで高熱伝導樹脂ペレットを作製する。ステップＳ０１で得られた高熱伝導樹脂ペレットと第二の熱可塑性樹脂２のペレットを用いて、ステップＳ０２において溶融発泡成形を行い、高熱伝導かつ低密度の樹脂成形体を得る。
　ステップＳ０１においては、既存の溶融押出工程を用いることができる。溶融押出機の材料投入口に第一の熱可塑性樹脂１を投入し、押出機中間にあるサイドフィーダーから熱伝導性フィラー３を投入する方法が一般的である。押出機出口から排出された熱伝導性フィラーが充填された第一の熱可塑性樹脂ストランドを冷却し、米粒状に切断することで高熱伝導樹脂ペレットが得られる。
　ステップＳ０２の溶融発泡成形工程では、既存の成形方法を用いることができる。機器筐体を作製する方法としては射出成形が好ましい。射出成形を用いて発泡成形体を得る方法としては、化学発泡法と物理発泡法があり、いずれの方法を用いてもよい。
　次に、樹脂成形体に用いられる各材料について説明する。
［第一の熱可塑性樹脂１］
　本実施の形態に係る第一の熱可塑性樹脂１には特に制限はなく、市販の熱可塑性樹脂を使用することができる。例えば、オレフィン系樹脂としては、ポリエチレン、ホモポリプロピレン、プロピレン－エチレンブロック共重合体、プロピレン－ブテンブロック共重合体、プロピレン－α－オレフィンブロック共重合体、プロピレン－エチレンランダム共重合体、プロピレン－ブテンランダム共重合体、プロピレン－α－オレフィンランダム共重合体、プロピレン－α－オレフィングラフト共重合体等が挙げられる。
　また、スチレン系樹脂としては、スチレン、α－メチルスチレンp－メチルスチレン、p－t－ブチルスチレンなどのモノビニル系芳香族単量体からなる単量体を重合して得られる重合体があり、例としてポリスチレン（ＧＰＰＳ）が挙げられる。また、ゴム状物質としてポリブタジエン（ＰＢＤ）、スチレン－ブタジエン共重合体（ＳＢＲ）等を用い、これをスチレン系モノマーに溶解し、塊状又は塊状懸濁重合法などを用いて製造したゴム変性スチレン系重合体があり、例としてハイインパクトポリスチレン（ＨＩＰＳ）、ミドルインパクトポリスチレン（ＭＩＰＳ）等が挙げられる。
　また、極性基を持つスチレン系樹脂であり、シアノ基を有するアクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのシアン化ビニル系単量体からなる単量体を重合して得られる重合体で代表的なアクリロニトリル－スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、アクリロニトリル－エチレン－スチレン共重合体（ＡＥＳ樹脂）及びポリブタジエンにアクリロニトリルとスチレンとが重合したアクリロニトリル－ブタジエン－スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）が挙げられる。
　ポリエステル系樹脂として、ポリエチレンテレフタレート及びポチブチレンテレフタレートが挙げられる。
　ポリアミド系樹脂として、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド６１０、ポリアミド６１２、ポリアミド１２、ポリアミド４６などが挙げられ、芳香族ポリアミド及び植物由来ポリアミドでも良い。
　このほか、ポリ乳酸に代表される生分解性樹脂、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイドなどのスーパーエンプラでも良い。耐熱性の観点から言えば、結晶性のエンジニアリングプラスチックが好ましく、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミド、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレートから選ばれる１種類が好ましい。
［第二の熱可塑性樹脂２］
　本実施の形態に係る第二の熱可塑性樹脂２は、第一の熱可塑性樹脂１とは異なる樹脂であれば、その種類は上述と同じく市販の熱可塑性樹脂を使用することができる。一般的に高分子材料のアロイ、ブレンドは非相溶であることが知られている。そのため、樹脂成形体として海島構造を得るためには、より非相溶性を高めるための組み合わせとして、極性高分子と非極性高分子との組み合わせが好ましい。非極性高分子同士の混合を考える場合は、分子骨格から算出される溶解度パラメータの差が１以上の組み合わせであればよい。また、第一の熱可塑性樹脂１が結晶性プラスチックの場合には、第二の熱可塑性樹脂２は上述の特徴を考慮した非晶性のプラスチックが好ましく、スチレン系プラスチック、ポリカーボネート、アクリル樹脂、変性ポリフェニレンエーテル、熱可塑性エラストマーから選ばれる１種類が好ましい。
［熱伝導性フィラー３］
　本実施の形態に係る熱伝導性フィラー３としては、例えば、板状グラファイト、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、アルミナ、銅フレーク等の板状もしくは鱗片状の熱伝導性フィラー、ＳｉＣ繊維、炭素繊維、カーボンナノチューブ、金属めっき繊維、金属繊維等の繊維状もしくは針状の熱伝導性フィラーが挙げられる。これら熱伝導性フィラーを１種もしくは２種以上を併用しても良い。電子機器への適用においては、熱伝導率２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の板状、鱗片状、繊維状又は針状の電気絶縁性フィラーが好ましく、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、アルミナが好ましい。
［発泡剤］
　ステップＳ０２の溶融発泡成形工程で発泡成形体得るために使用する発泡剤は、特に制限はない。化学発泡法に用いられる発泡剤としては、例えば、熱により分解もしくは縮合してガスを生成するアゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリル、Ｎ、Ｎ'－ジニトロソペンタメチレンテトラミン、ｐｐ'－オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド、アゾジカルボン酸バリウム、トリヒドラジノトリアジン、ｐ－トルエンスルホニルヒドラジド等を挙げることができる。
　また、発泡剤を用いる代わりに、超臨界状態のＣＯ２またはＮ２を用いた物理発泡法で行ってもよい。
［その他の添加剤］
　また、発泡成形を妨げない範囲において、安定剤、滑剤、加工助剤、可塑剤、着色剤、難燃剤等の添加剤を用いても良い。
　第一の熱可塑性樹脂１に対する第二の熱可塑性樹脂２の割合は、第一の熱可塑性樹脂１が１００重量部に対して第二の熱可塑性樹脂２が２５重量部以上１００重量部以下の範囲が好ましい。第二の熱可塑性樹脂２が２５重量部を下回ると、第一の熱可塑性樹脂１の量が多くなり発泡成形時の熱伝導性フィラー３の厚さ方向への配向が弱まり、厚さ方向の熱伝導率が低下する。また、第二の熱可塑性樹脂２が１００重量部を超えると、第二の熱可塑性樹脂２が連続相を形成してしまい厚さ方向の熱パスがなくなるため、厚さ方向の熱伝導率が低下する。第二の熱可塑性樹脂２が形成する分散相（海島構造の島部分）の大きさは、成形体全体に渡って均一に分布している状態が好ましく、分散相を球体と考えた場合に直径５０μｍ以下であることが好ましい。
　熱伝導性フィラー３の充填量は、第一の熱可塑性樹脂１と比較して３０体積％以上６０体積％以下の範囲が好ましい。熱伝導性フィラー３の充填量が３０体積％未満では、フィラー同士の接触が少なく熱伝導率が低くなる。また熱伝導性フィラー３の充填量が６０体積％を超える場合、フィラーの増粘効果により、ステップＳ０２の成形時に発泡体が得難く、発泡に伴うフィラーの厚さ方向への配向が抑制されるため、厚さ方向の熱伝導率が低くなる。
　次に、実施例及び比較例を用いて本実施の形態の効果を説明する。なお、各実施例及び比較例に用いた材料の配合は以下のとおりで、得られた樹脂成形体はいずれも長さ１００ｍｍ×幅１００ｍｍ×厚さ２ｍｍの平板成形品とした。得られた平板成形品の長さ及び幅の中央部から直径１２.７ｍｍの円盤状に切り出し、レーザーフラッシュ法により厚さ方向の熱伝導率を測定した。また、各成形品の見かけ密度を算出した。
［実施例１］
　第一の熱可塑性樹脂：ポリフェニレンサルファイド樹脂　１００重量部
　第二の熱可塑性樹脂：ポリスチレン樹脂　２５重量部
　熱伝導性フィラー：六方晶窒化ホウ素（熱伝導率２５０Ｗ／（ｍ・Ｋ））
　　　　　　　　　　第一の熱可塑性樹脂に対して３０体積％
　上記配合割合で作製した各ペレットを用いて、ＣＯ２超臨界流体を用いた発泡成形を行い、長さ１００ｍｍ×幅１００ｍｍ×厚さ２ｍｍの平板成形品を作製した。
［実施例２］
　第一の熱可塑性樹脂：ポリフェニレンサルファイド樹脂　１００重量部
　第二の熱可塑性樹脂：ポリスチレン樹脂　５０重量部
　熱伝導性フィラー：六方晶窒化ホウ素（熱伝導率２５０Ｗ／（ｍ・Ｋ））
　　　　　　　　　　第一の熱可塑性樹脂に対して３０体積％
　上記配合割合で作製した各ペレットを用いて、ＣＯ２超臨界流体を用いた発泡成形を行い、長さ１００ｍｍ×幅１００ｍｍ×厚さ２ｍｍの平板成形品を作製した。
［実施例３］
　第一の熱可塑性樹脂：ポリフェニレンサルファイド樹脂　１００重量部
　第二の熱可塑性樹脂：ポリスチレン樹脂　１００重量部
　熱伝導性フィラー：六方晶窒化ホウ素（熱伝導率２５０Ｗ／（ｍ・Ｋ））
　　　　　　　　　　第一の熱可塑性樹脂に対して３０体積％
　上記配合割合で作製した各ペレットを用いて、ＣＯ２超臨界流体を用いた発泡成形を行い、長さ１００ｍｍ×幅１００ｍｍ×厚さ２ｍｍの平板成形品を作製した。
［実施例４］
　第一の熱可塑性樹脂：ポリフェニレンサルファイド樹脂　１００重量部
　第二の熱可塑性樹脂：ポリスチレン樹脂　５０重量部
　熱伝導性フィラー：六方晶窒化ホウ素（熱伝導率２５０Ｗ／（ｍ・Ｋ））
　　　　　　　　　　第一の熱可塑性樹脂に対して６０体積％
　上記配合割合で作製した各ペレットを用いて、ＣＯ２超臨界流体を用いた発泡成形を行い、長さ１００ｍｍ×幅１００ｍｍ×厚さ２ｍｍの平板成形品を作製した。
［比較例１］
　第一の熱可塑性樹脂：ポリフェニレンサルファイド樹脂　１００重量部
　第二の熱可塑性樹脂：ポリスチレン樹脂　２０重量部
　熱伝導性フィラー：六方晶窒化ホウ素（熱伝導率２５０Ｗ／（ｍ・Ｋ））
　　　　　　　　　　第一の熱可塑性樹脂に対して６０体積％
　上記配合割合で作製した各ペレットを用いて、ＣＯ２超臨界流体を用いた発泡成形を行い、長さ１００ｍｍ×幅１００ｍｍ×厚さ２ｍｍの平板成形品を作製した。
［比較例２］
　第一の熱可塑性樹脂：ポリフェニレンサルファイド樹脂　１００重量部
　第二の熱可塑性樹脂：ポリスチレン樹脂　１０５重量部
　熱伝導性フィラー：六方晶窒化ホウ素（熱伝導率２５０Ｗ／（ｍ・Ｋ））
　　　　　　　　　　第一の熱可塑性樹脂に対して６０体積％
　上記配合割合で作製した各ペレットを用いて、ＣＯ２超臨界流体を用いた発泡成形を行い、長さ１００ｍｍ×幅１００ｍｍ×厚さ２ｍｍの平板成形品を作製した。
　図４は、実施例１～４及び比較例１、２による樹脂成形体の特性を示す図である。
　実施例１～４から、第二の熱可塑性樹脂２が２５重量部以上１００重量部以下の範囲であれば、成形体の厚さ方向の熱伝導率は１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）を超え、高熱伝導率の樹脂成形体が得られていることがわかる。また、見かけ密度も１．０ｇ／ｃｍ３未満と低く抑えられている。すなわち、高熱伝導で低密度の樹脂成形体が得られている。また、実施例２と実施例４を比較すると熱伝導性フィラー３が多い方が厚さ方向の熱伝導率が大きいことがわかる。さらに、実施例１～３から、第二の熱可塑性樹脂２は２５重量部より５０重量部の方が海島構造による熱パスの形成ができることで厚さ方向の熱伝導率が大きくなり、１００重量部では５０重量部よりやや熱伝導率が下がっていることがわかる。
　比較例１は、第二の熱可塑性樹脂２が２５重量部より少ない２０重量部であり、見かけ密度が１．０２ｇ／ｃｍ３と１．０ｇ／ｃｍ３を超えて高密度となりかつ厚さ方向の熱伝導率も０．９８Ｗ／（ｍ・Ｋ）と１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）を下回っている。
　比較例２は、第二の熱可塑性樹脂２が１００重量部を超えた１０５重量部であり、見かけ密度が０．９０ｇ／ｃｍ３と低密度であるが厚さ方向の熱伝導率は０．７４Ｗ／（ｍ・Ｋ）と１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）を下回った。
　比較例１、２では第二の熱可塑性樹脂２が分散し難く、海島構造の効果が小さいものの、従来と比して厚さ方向の熱伝導率は高いものが得られている。実施例１～４、比較例１、２を対比してみると上述したように第一の熱可塑性樹脂１が１００重量部に対し、第二の熱可塑性樹脂２が２０重量部以上１００重量部以下の範囲であれば、高熱伝導低密度の樹脂成形体が得られるという顕著な効果を奏することがわかる。
　なお、実施例、比較例においては、第一の熱可塑性樹脂１、第二の熱可塑性樹脂２及び熱伝導性フィラー３は同じ材料で異なる配合において比較し、その効果示したが、各材料は上述した材料であれば、同様の効果を奏することは言うまでもない。
　以上のように、実施の形態１によれば、第一の熱可塑性樹脂１と第二の熱可塑性樹脂２とが非溶相であり、連続相である第一の熱可塑性樹脂１及び分散相である第二の熱可塑性樹脂２により海島構造を有し、第一の熱可塑性樹脂１中の熱伝導性フィラー３が気泡４及び第二の熱可塑性樹脂２により厚さ方向へ配向されるように促されるので、低密度かつ厚さ方向に高熱伝導の樹脂成形体が得られるという効果を奏する。
　本願は、例示的な実施の形態が記載されているが、実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
　従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合が含まれるものとする。
　１：第一の熱可塑性樹脂、　２：第二の熱可塑性樹脂、　３：熱伝導性フィラー、　４：気泡

Claims (5)

  1. 　第一の熱可塑性樹脂、第二の熱可塑性樹脂、熱伝導性フィラー及び気泡からなる樹脂成形体であって、前記第一の熱可塑性樹脂中に前記熱伝導性フィラーが存在し、かつ前記第一の熱可塑性樹脂を連続相、前記第二の熱可塑性樹脂を分散相とする海島構造を有することを特徴とする樹脂成形体。
  2. 　前記第一の熱可塑性樹脂が１００重量部に対して、前記第二の熱可塑性樹脂が２５重量部以上１００重量部以下であり、前記熱伝導性フィラーが前記第一の熱可塑性樹脂の３０体積％以上６０体積％以下である請求項１に記載の樹脂成形体。
  3. 　前記第一の熱可塑性樹脂がポリフェニレンサルファイド、ポリアミド、ポリブチレンテレフタレート、及びポリエチレンテレフタレートから選ばれる１種類の樹脂であり、
    　前記第二の熱可塑性樹脂がスチレン系プラスチック、ポリカーボネート、アクリル樹脂、変性ポリフェニレンエーテル、及び熱可塑性エラストマーから選ばれる１種類の樹脂であることを特徴とする請求項１または２に記載の樹脂成形体。
  4. 　前記熱伝導性フィラーが、熱伝導率２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の板状、鱗片状、繊維状及び針状フィラーのうち少なくとも１種類から選ばれるフィラーである請求項１から３のいずれか１項に記載の樹脂成形体。
  5. 　溶融された第一の熱可塑性樹脂に熱伝導性フィラーを添加して押し出し、作成された前記熱伝導性フィラーが充填された第一の熱可塑性樹脂ストランドを切断して高熱伝導樹脂ペレットを作製する工程、
    　作製された前記高熱伝導樹脂ペレットと、前記第一の熱可塑性樹脂とは非溶相の第二の熱可塑性樹脂からなるペレットとを用いて発泡成形を行う工程を備えた樹脂成形体の製造方法。
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