ポリエステル樹脂組成物
【課題】本発明は、石油由来資源の使用量の削減が可能である電気・電子部品の封入材用ポリエステル樹脂組成物を提供する。
【解決手段】
本発明に係る電気・電子部品の封入材用ポリエステル樹脂組成物は、ポリブチレンテレフタレートと、ポリ乳酸樹脂と、ポリエチレンテレフタレートとを含有する。前記ポリエチレンテレフタレートが植物由来原料を含む原料から合成されたポリエチレンテレフタレートを含む。
【解決手段】
本発明に係る電気・電子部品の封入材用ポリエステル樹脂組成物は、ポリブチレンテレフタレートと、ポリ乳酸樹脂と、ポリエチレンテレフタレートとを含有する。前記ポリエチレンテレフタレートが植物由来原料を含む原料から合成されたポリエチレンテレフタレートを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気・電子部品の封入材に利用されるポリエステル樹脂組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ポリブチレンテレフタレート（以下ＰＢＴと記す）などのポリエステル系成形材料を主成分とするポリエステル樹脂組成物が知られている。このポリエステル樹脂組成物は、耐熱性、耐薬品性、電気特性、機械的特性等に優れたものとして、電気・電子部品、自動車部品等に使用されている（特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、近年、電気・電子部品の封入材のために、絶縁性（耐トラッキング性、耐アーク性）が更に優れるポリエステル系成形材料が要望されるようになってきている。
【０００４】
又、近年の環境問題意識の高まりから、石油由来資源の使用をできるだけ削減することが求められるようになってきている。このため、ポリエステル系成形材料の原料についても石油資源の使用量を低減することも求められるようになってきている。
【特許文献１】特開２００２−３０２０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、高い絶縁特性を有し、優れた耐トラッキング性及び耐アーク性を発揮し得る封入材を形成することができ、且つ石油由来資源の使用量の削減が可能である電気・電子部品の封入材用ポリエステル樹脂組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る電気・電子部品の封入材用ポリエステル樹脂組成物は、ポリブチレンテレフタレートと、ポリ乳酸樹脂と、ポリエチレンテレフタレートとを含有し、前記ポリエチレンテレフタレートが植物由来原料を含む原料から合成されたポリエチレンテレフタレートを含む。
【０００７】
本発明において、前記ポリエチレンテレフタレートの含有割合が５〜３０質量％の範囲であることが好ましい。
【０００８】
本発明において、前記ポリブチレンテレフタレートの含有割合が４５〜９０質量％の範囲であることも好ましい。
【０００９】
本発明において、前記ポリ乳酸樹脂の含有割合が５〜５０質量％の範囲であることも好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、高い絶縁特性を有し、優れた耐トラッキング性及び耐アーク性を発揮し得る封入材を形成することができ、且つ石油由来資源の使用量の削減が可能である電気・電子部品の封入材用ポリエステル樹脂組成物が得られる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本実施形態に係る電気・電子部品の封入材用ポリエステル樹脂組成物は、ポリエステル樹脂と、ポリ乳酸樹脂とを含有する。
【００１２】
本実施形態では、ポリエステル樹脂組成物はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）とポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）との二種類のポリエステル樹脂を含有する。
【００１３】
ポリエステル樹脂組成物中のＰＢＴの含有割合は、特に制限されないが、４５〜９０質量％の範囲であることが好ましい。
【００１４】
ＰＢＴは、テレフタル酸と１，４−ブタンジオールの重縮合により得られる熱可塑性ポリエステル樹脂である。ＰＢＴによって、封入材に耐熱性、耐薬品性、電気特性、機械的特性等の特性が付与される。ＰＢＴの平均分子量が大きいほど封入材の機械的強度が向上するがその一方でポリエステル樹脂組成物の溶融粘度が高くなる傾向が生じる。このため良好な成形性を維持すると共に封入材に所望の機械的強度が付与されるために、ＰＢＴの分子量が適切な範囲にあることが好ましく、特にＰＢＴの数平均分子量が５００００〜６００００の範囲であることが好ましい。数平均分子量はＧＰＣ測定により求められる。
【００１５】
ＰＥＴは、テレフタル酸とエチレングリコ−ルから得られる熱可塑性ポリエステル樹脂である。ポリエステル樹脂組成物がＰＥＴを含有すると、封入材の光沢性が向上する。
【００１６】
ポリエステル樹脂組成物中のＰＥＴの含有割合は５〜３０質量％の範囲であることが好ましい。このような範囲において、封入材の外観が特に良好になる。
【００１７】
本実施形態では、ポリエステル樹脂組成物中のＰＥＴの少なくとも一部は植物由来原料を含む原料から合成されたＰＥＴ（以下、植物由来ＰＥＴという）である。このような植物由来ＰＥＴは、例えばテレフタル酸と、サトウキビなどの植物由来のエタノール（いわゆるバイオエタノール）から製造されたモノエチレングリコール（バイオモノエチレングリコール）を含むモノエチレングリコールとが、脱水縮合することで合成される。
【００１８】
このような植物由来ＰＥＴが使用されることで、ポリエステル樹脂組成物及びこれから形成される封入材における石油由来資源の使用量が削減され、このため石油由来資源の大幅な削減が可能となる。このため本実施形態は環境問題の解決のために大いに貢献することになる。
【００１９】
植物由来ＰＥＴの原料における、モノエチレングリコール全体に対するバイオモノエチレングリコールの割合は特に制限されないが、１〜１００質量％の範囲であることが好ましく、５〜１００質量％の範囲であれば更に好ましい。尚、植物由来ＰＥＴに関し、その原料におけるモノエチレングリコール全体に対するバイオモノエチレングリコールの割合は、ＡＳＴＭ Ｄ６８６６−１１ ＭＥＴＨＯＤ Ｂにより測定される。
【００２０】
ポリエステル樹脂組成物中のＰＥＴのうちの全部が植物由来ＰＥＴであることが好ましいが、植物由来ＰＥＴと石油資源のみに由来するＰＥＴ（以下、石油由来ＰＥＴという）とが併用されてもよい。但し、石油由来資源の使用量を効果的に削減するためには、ポリエステル樹脂組成物中の全ＰＥＴに対する植物由来ＰＥＴの割合は１〜１００質量％の範囲であることが好ましく、５０〜１００質量％の範囲であれば更に好ましい。
【００２１】
本実施形態では、ポリエステル樹脂組成物がポリ乳酸を含有することで封入材の電気絶縁性が向上し、封入材が優れた耐トラッキング性及び耐アーク性を発揮する。また、同時に、ポリエステル樹脂組成物の原料として植物資源由来の成分であるポリ乳酸が用いられることで、石油資源の使用量が抑制され、環境保全に寄与する。
【００２２】
ポリ乳酸は、例えばトウモロコシなどの天然素材から抽出されるデンプンに由来する乳酸を重合して得られるものであり、乳酸から直接重合する方法と、乳酸を二量化して得られるラクチドを開環重合することで合成する方法がある。
【００２３】
ポリ乳酸としては、乳酸の単独重合体と、乳酸と乳酸以外のヒドロキシカルボン酸との共重合体とが挙げられる。ポリ乳酸は乳酸がポリマー化することで得られる。乳酸は、例えばトウモロコシなどの植物に由来するデンプンが発酵することで得られる。
【００２４】
乳酸としては、Ｌ−乳酸、Ｄ−乳酸、乳酸の二量体であるラクトン等が挙げられる。
【００２５】
乳酸と共重合可能な乳酸以外のヒドロキシカルボン酸としては、グリコール酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシ吉草酸、ヒドロキシペンタン酸、ヒドロキシカプロン酸等が挙げられる。これらのヒドロキシカルボン酸は、一種のみが用いられても、二種以上が併用されてもよい。
【００２６】
ポリ乳酸は、実質的に下記式［化１］で表されるＬ−乳酸単位及びＤ−乳酸単位からなる。
【００２７】
【化１】
【００２８】
ポリ乳酸は、乳酸以外の単位を含んでいてもよい。乳酸以外の単位としては、２個以上のエステル結合形成可能な官能基を持つジカルボン酸、多価アルコール、ヒドロキシカルボン酸、ラクトン等由来の単位、及びこれら種々の構成成分からなる各種ポリエステル、各種ポリエーテル、各種ポリカーボネート等由来の単位が例示される。
【００２９】
ジカルボン酸としては、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、テレフタル酸、イソフタル酸等が挙げられる。多価アルコールとしてはエチレングリコール、プロピレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、グリセリン、ソルビタン、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等の脂肪族多価アルコール等あるいはビスフェノールにエチレンオキシドを付加させたものなどの芳香族多価アルコール等が挙げられる。ヒドロキシカルボン酸として、グリコール酸、ヒドロキシ酪酸、４−ヒドロキシ安息香酸等が挙げられる。ラクトンとしては、グリコリド、ε−カプロラクトングリコリド、ε−カプロラクトン、β−プロピオラクトン、δ−ブチロラクトン、β−またはγ−ブチロラクトン、ピバロラクトン、δ−バレロラクトン等が挙げられる。
【００３０】
ポリ乳酸は、公知の方法で製造される。例えば、Ｌ−またはＤ−ラクチドが金属重合触媒の存在下、加熱されて開環重合することで製造される。ポリ乳酸は、金属重合触媒を含有する低分子量のポリ乳酸が結晶化した後、減圧下または不活性ガス気流下で加熱されて固相重合することによっても製造される。さらに、有機溶媒の存在／非存在下で、乳酸が脱水縮合する直接重合法によっても、ポリ乳酸が製造される。
【００３１】
重合反応は、従来公知の反応容器を用いて実施可能である。反応容器として、例えばヘリカルリボン翼等の高粘度用攪拌翼を備えた縦型反応器あるいは横型反応器が単独で使用され、または複数が併用される。反応容器は回分式、連続式、半回分式のいずれでもよいし、これらの方式が組み合わされていてもよい。
【００３２】
重合開始剤としてアルコールが用いられてもよい。このアルコールは、ポリ乳酸の重合を阻害せず且つ不揮発性であることが好ましい。アルコールとして、例えばデカノール、ドデカノール、テトラデカノール、ヘキサデカノール、オクタデカノールなどが用いられることが好ましい。
【００３３】
固相重合法では、比較的低分子量の乳酸ポリエステルが、プレポリマーとして使用される。プレポリマーは例えば前述したような開環重合法や乳酸の直接重合法によって得られる。プレポリマーは、そのガラス転移温度（Ｔｇ）以上融点（Ｔｍ）未満の温度範囲に保持されることで予め結晶化されることが、融着防止の面から好ましい。この結晶化されているプレポリマーは固定された縦型或いは横型反応容器、またはタンブラーやキルンの様に容器自身が回転する反応容器（ロータリーキルン等）中に充填され、プレポリマーのガラス転移温度（Ｔｇ）以上融点（Ｔｍ）未満の温度範囲に加熱される。重合温度は、重合の進行に伴い段階的に昇温させても何ら問題はない。また、固相重合中に生成する水を効率的に除去する目的で前記反応容器類の内部を減圧することや、加熱された不活性ガス気流を流通する方法も好適に併用される。
【００３４】
ポリエステル樹脂組成物の耐熱性の向上のために、ポリ乳酸にさらにケイ酸カルシウムが添加されることが好ましい。ケイ酸カルシウムは六方晶結晶を含むことが好ましく、ケイ酸カルシウムの粒子径は小さい方が好ましい。例えば、ケイ酸カルシウムの平均一次粒子径が０．２〜０．０５μｍの範囲であるとケイ酸カルシウムがポリエステル樹脂組成物に適度に分散して、ポリエステル樹脂組成物の耐熱性が良好になる。また、添加量はポリエステル樹脂組成物を基準として、０．０１〜１質量％の範囲であることが好ましく、さらに好ましいのは０．０５〜０．５質量％の範囲である。
【００３５】
ポリ乳酸のメルトフローレート（１９０℃ ２．１６ｋｇ）は１〜１６ｇ／１０分の範囲であることが好ましい。この場合、ポリエステル樹脂組成物の成形性（流動性）が特に向上する。
【００３６】
ポリエステル樹脂組成物中のポリ乳酸の含有割合は５〜５０質量％の範囲であることが好ましい。この含有割合が５質量％であると封入材の絶縁特性が特に向上する。またこの含有割合が５０質量％以下であると封入材が冷却固化しやすくなり、冷却時間の短縮が可能となる。
【００３７】
ポリエステル樹脂組成物が更にポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）を含有することも好ましい。ＰＢＳは例えばコハク酸とブタンジオールとの脱水重縮合により合成される。ポリエステル樹脂組成物がＰＢＳを含有すると、封入材の引っ張り伸び率が向上し、封入材に荷重がかかった場合の割れ等の破損の発生が抑制される。
【００３８】
ポリエステル樹脂組成物がＰＢＳを含有する場合、ポリエステル樹脂組成物中のＰＢＳの含有割合は１〜１０質量％の範囲であることが好ましい。この含有割合が１質量％以上であると封入材の引っ張り伸び率が充分に高くなる。またこの含有割合が１０質量％以下であると封入材の曲げ強度等の機械強度が良好になる。
【００３９】
ポリエステル樹脂組成物が無機充填材を含有することも好ましい。ポリエステル樹脂組成物が無機充填材を含有すると、無機充填材が結晶核剤として作用し、ポリエステル樹脂組成物の結晶加速度が速くなる。このため、ポリエステル樹脂組成物が射出成形される際に冷却時間の短縮化が可能となる。ポリエステル樹脂組成物が無機充填材を含有する場合、ポリエステル樹脂組成物中の無機充填材の含有割合は０．１〜４０質量％の範囲であることが好ましい。この含有量が０．１質量％以上であるとポリエステル樹脂組成物の結晶化速度が充分に速くなる。またこの含有割合が４０質量％以下であると封入材の良好な外観が維持され、またポリエステル樹脂組成物の溶融粘度の上昇が抑制されて射出成形時の良好な成形性が維持される。
【００４０】
無機充填材の具体例としては、タルク、マイカ、ガラス繊維、カーボン繊維等が挙げられる。特にガラス繊維、カーボン繊維等のように繊維状の無機充填材が使用されると、封入材に高い機械強度が付与される。
【００４１】
ポリエステル樹脂組成物が相溶化剤を含有することも好ましい。相溶化剤としては例えば日本油脂株式会社製の商品名モディパーＡ４４００等が挙げられる。相溶化剤が使用されると、ＰＢＴとポリ乳酸との相溶性が向上し、これにより封入材の強度（曲げ強さ）が向上する。ポリエステル樹脂組成物中の相溶化剤の含有割合は１〜１０質量％の範囲であることが好ましく、この場合、封入材の強度が充分に向上する。
【００４２】
ポリエステル樹脂組成物は、必要に応じて、臭素化エポキシ樹脂、三酸化アンチモン等の難燃剤等を含有してもよい。ポリエステル樹脂組成物が臭素化エポキシ樹脂を１０質量％以上の含有割合で含有すると、ＵＬ９４による難燃性試験評価がＶ−２となる封入材が得られる。また、ポリエステル樹脂組成物が臭素化エポキシ樹脂を１０質量％以上の含有割合で含有すると共に三酸化アンチモンを５質量％以上の含有割合で含有すると、ＵＬ９４による難燃性試験評価がＶ−０となる封入材が得られる。
【００４３】
上記の成分が混合・混練されることでポリエステル樹脂組成物が調製される。すなわち、例えば上記原料成分が配合され、更にミキサー、ブレンダー等で均一に混合され、続いて二軸押出し混練機等で加熱、混練されることで原料成分中の樹脂成分が溶融する。続いて必要に応じて原料成分中にガラス繊維等の無機充填材が配合され、更に混練される。次いで、シリンダー温度２４０〜２６０℃程度で混練押出しされることで紐状のストランドが得られる。このストランドが冷却固化された後に切断されることで、ペレット状のポリエステル樹脂組成物が得られる。
【００４４】
このポリエステル樹脂組成物が射出成形等により成形されることで封入材が形成される。この封入材はトラッキング性能、アーク絶縁性能が優れていることから、電気・電子部品の封入材として非常に優れた性能を発揮する。
【実施例】
【００４５】
各実施例及び比較例につき、下記表に示す原料成分を用意した。その詳細は次の通りである。
・植物由来ＰＥＴ：豊田通商株式会社販売、商品名ＥａｓｔＰＥＴ ＰＷ１、ＡＳＴＭ Ｄ６８６６−１１ ＭＥＴＨＯＤ Ｂにより測定される原料のモノエチレングリコール全体に対するバイオモノエチレングリコールの割合１８質量％。
・石油由来ＰＥＴ：石油資源のみから合成されたポリエチレンテレフタレート、株式会社クラレ製、品番ＫＬ２３６Ｒ。
・ＰＢＴ：ポリブチレンテレフタレート、三菱レイヨン株式会社製、品番Ｎ１３００
ポリ乳酸：三井化学株式会社製、品番Ｈ−１００Ｊ。
・ＰＢＳ：ポリブチレンサクシネート、昭和高分子株式会社製、商品名ビオノーレ #１０２０。
・ＡＢＳ樹脂：東レ製、品番ＡＢＳ ３００。
・タルク：林化成製、商品名ＴＴタルク。
・ガラス繊維：日本板硝子製、品番ＴＰ−７４。
・相溶化剤：日本油脂製、商品名モディパーＡ４４００。
【００４６】
これらの原料成分に予め乾燥処理を施した。続いてこれらの原料成分をタンブラーで１０分間混合し、続いてこれらをルーダーに通することで、ストランドを得た。ルーダーの温度はダイス付近で２３０℃、投入口付近で２４０℃の設定とした。このストランドを直ちに冷却槽で冷却し、続いてこのストランドをカッターで２〜４ｍｍの長さに切断することでペレット状のポリエステル樹脂組成物を得た。
【００４７】
このポリエステル樹脂組成物を除湿乾燥機で１２０℃で４時間加熱することで乾燥させた。続いて１００トン射出成形機を用いてポリエステル樹脂組成物を射出成形することで成形品を得た。成形時のシリンダーの温度はヘッド付近で２４０℃、材料投入口付近で２００℃の設定とした。金型温度は８０℃とした。
【００４８】
得られた成形品について、下記のような評価試験を行った。その結果を下記表に示す。
【００４９】
（耐トラッキング性試験）
ＩＥＣ１１２の条件に基づき、成形品の耐トラッキング性を測定した。
【００５０】
（曲げ強度測定）
ＡＳＴＭ Ｄ７９０の条件に基づき成形品の曲げ強度を測定した。
【００５１】
（引張延び率測定）
ＡＳＴＭ Ｄ６３８の条件に基づき成形品の引張伸び率を測定した。
【００５２】
（金型冷却時間測定）
成形品を形成するにあたり、その寸法を１３０ｍｍ×１２．７ｍｍ×３ｍｍとした。また射出成形時において、金型冷却後に２本の突き出しピンを用いて成形品を脱型した。この場合の、脱型時に変形なく脱型が可能となる冷却時間を測定した。
【００５３】
（成形品外観観察）
成形品を目視により観察し、下記評価基準にて評価した。
◎…鏡面のような光沢がある。
○…光沢が少なくシボ面のような状態。
△…光沢がなく流れムラがある。
【００５４】
以上の結果を下記表に示す。
【００５５】
【表１】
【００５６】
【表２】
【００５７】
各実施例では、植物由来ＰＥＴを使用することで石油資源を削減しつつ、高い絶縁特性を有し、優れた耐トラッキング性及び耐アーク性を発揮し得る成形品が得られた。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気・電子部品の封入材に利用されるポリエステル樹脂組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ポリブチレンテレフタレート（以下ＰＢＴと記す）などのポリエステル系成形材料を主成分とするポリエステル樹脂組成物が知られている。このポリエステル樹脂組成物は、耐熱性、耐薬品性、電気特性、機械的特性等に優れたものとして、電気・電子部品、自動車部品等に使用されている（特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、近年、電気・電子部品の封入材のために、絶縁性（耐トラッキング性、耐アーク性）が更に優れるポリエステル系成形材料が要望されるようになってきている。
【０００４】
又、近年の環境問題意識の高まりから、石油由来資源の使用をできるだけ削減することが求められるようになってきている。このため、ポリエステル系成形材料の原料についても石油資源の使用量を低減することも求められるようになってきている。
【特許文献１】特開２００２−３０２０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、高い絶縁特性を有し、優れた耐トラッキング性及び耐アーク性を発揮し得る封入材を形成することができ、且つ石油由来資源の使用量の削減が可能である電気・電子部品の封入材用ポリエステル樹脂組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る電気・電子部品の封入材用ポリエステル樹脂組成物は、ポリブチレンテレフタレートと、ポリ乳酸樹脂と、ポリエチレンテレフタレートとを含有し、前記ポリエチレンテレフタレートが植物由来原料を含む原料から合成されたポリエチレンテレフタレートを含む。
【０００７】
本発明において、前記ポリエチレンテレフタレートの含有割合が５〜３０質量％の範囲であることが好ましい。
【０００８】
本発明において、前記ポリブチレンテレフタレートの含有割合が４５〜９０質量％の範囲であることも好ましい。
【０００９】
本発明において、前記ポリ乳酸樹脂の含有割合が５〜５０質量％の範囲であることも好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、高い絶縁特性を有し、優れた耐トラッキング性及び耐アーク性を発揮し得る封入材を形成することができ、且つ石油由来資源の使用量の削減が可能である電気・電子部品の封入材用ポリエステル樹脂組成物が得られる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本実施形態に係る電気・電子部品の封入材用ポリエステル樹脂組成物は、ポリエステル樹脂と、ポリ乳酸樹脂とを含有する。
【００１２】
本実施形態では、ポリエステル樹脂組成物はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）とポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）との二種類のポリエステル樹脂を含有する。
【００１３】
ポリエステル樹脂組成物中のＰＢＴの含有割合は、特に制限されないが、４５〜９０質量％の範囲であることが好ましい。
【００１４】
ＰＢＴは、テレフタル酸と１，４−ブタンジオールの重縮合により得られる熱可塑性ポリエステル樹脂である。ＰＢＴによって、封入材に耐熱性、耐薬品性、電気特性、機械的特性等の特性が付与される。ＰＢＴの平均分子量が大きいほど封入材の機械的強度が向上するがその一方でポリエステル樹脂組成物の溶融粘度が高くなる傾向が生じる。このため良好な成形性を維持すると共に封入材に所望の機械的強度が付与されるために、ＰＢＴの分子量が適切な範囲にあることが好ましく、特にＰＢＴの数平均分子量が５００００〜６００００の範囲であることが好ましい。数平均分子量はＧＰＣ測定により求められる。
【００１５】
ＰＥＴは、テレフタル酸とエチレングリコ−ルから得られる熱可塑性ポリエステル樹脂である。ポリエステル樹脂組成物がＰＥＴを含有すると、封入材の光沢性が向上する。
【００１６】
ポリエステル樹脂組成物中のＰＥＴの含有割合は５〜３０質量％の範囲であることが好ましい。このような範囲において、封入材の外観が特に良好になる。
【００１７】
本実施形態では、ポリエステル樹脂組成物中のＰＥＴの少なくとも一部は植物由来原料を含む原料から合成されたＰＥＴ（以下、植物由来ＰＥＴという）である。このような植物由来ＰＥＴは、例えばテレフタル酸と、サトウキビなどの植物由来のエタノール（いわゆるバイオエタノール）から製造されたモノエチレングリコール（バイオモノエチレングリコール）を含むモノエチレングリコールとが、脱水縮合することで合成される。
【００１８】
このような植物由来ＰＥＴが使用されることで、ポリエステル樹脂組成物及びこれから形成される封入材における石油由来資源の使用量が削減され、このため石油由来資源の大幅な削減が可能となる。このため本実施形態は環境問題の解決のために大いに貢献することになる。
【００１９】
植物由来ＰＥＴの原料における、モノエチレングリコール全体に対するバイオモノエチレングリコールの割合は特に制限されないが、１〜１００質量％の範囲であることが好ましく、５〜１００質量％の範囲であれば更に好ましい。尚、植物由来ＰＥＴに関し、その原料におけるモノエチレングリコール全体に対するバイオモノエチレングリコールの割合は、ＡＳＴＭ Ｄ６８６６−１１ ＭＥＴＨＯＤ Ｂにより測定される。
【００２０】
ポリエステル樹脂組成物中のＰＥＴのうちの全部が植物由来ＰＥＴであることが好ましいが、植物由来ＰＥＴと石油資源のみに由来するＰＥＴ（以下、石油由来ＰＥＴという）とが併用されてもよい。但し、石油由来資源の使用量を効果的に削減するためには、ポリエステル樹脂組成物中の全ＰＥＴに対する植物由来ＰＥＴの割合は１〜１００質量％の範囲であることが好ましく、５０〜１００質量％の範囲であれば更に好ましい。
【００２１】
本実施形態では、ポリエステル樹脂組成物がポリ乳酸を含有することで封入材の電気絶縁性が向上し、封入材が優れた耐トラッキング性及び耐アーク性を発揮する。また、同時に、ポリエステル樹脂組成物の原料として植物資源由来の成分であるポリ乳酸が用いられることで、石油資源の使用量が抑制され、環境保全に寄与する。
【００２２】
ポリ乳酸は、例えばトウモロコシなどの天然素材から抽出されるデンプンに由来する乳酸を重合して得られるものであり、乳酸から直接重合する方法と、乳酸を二量化して得られるラクチドを開環重合することで合成する方法がある。
【００２３】
ポリ乳酸としては、乳酸の単独重合体と、乳酸と乳酸以外のヒドロキシカルボン酸との共重合体とが挙げられる。ポリ乳酸は乳酸がポリマー化することで得られる。乳酸は、例えばトウモロコシなどの植物に由来するデンプンが発酵することで得られる。
【００２４】
乳酸としては、Ｌ−乳酸、Ｄ−乳酸、乳酸の二量体であるラクトン等が挙げられる。
【００２５】
乳酸と共重合可能な乳酸以外のヒドロキシカルボン酸としては、グリコール酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシ吉草酸、ヒドロキシペンタン酸、ヒドロキシカプロン酸等が挙げられる。これらのヒドロキシカルボン酸は、一種のみが用いられても、二種以上が併用されてもよい。
【００２６】
ポリ乳酸は、実質的に下記式［化１］で表されるＬ−乳酸単位及びＤ−乳酸単位からなる。
【００２７】
【化１】
【００２８】
ポリ乳酸は、乳酸以外の単位を含んでいてもよい。乳酸以外の単位としては、２個以上のエステル結合形成可能な官能基を持つジカルボン酸、多価アルコール、ヒドロキシカルボン酸、ラクトン等由来の単位、及びこれら種々の構成成分からなる各種ポリエステル、各種ポリエーテル、各種ポリカーボネート等由来の単位が例示される。
【００２９】
ジカルボン酸としては、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、テレフタル酸、イソフタル酸等が挙げられる。多価アルコールとしてはエチレングリコール、プロピレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、グリセリン、ソルビタン、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等の脂肪族多価アルコール等あるいはビスフェノールにエチレンオキシドを付加させたものなどの芳香族多価アルコール等が挙げられる。ヒドロキシカルボン酸として、グリコール酸、ヒドロキシ酪酸、４−ヒドロキシ安息香酸等が挙げられる。ラクトンとしては、グリコリド、ε−カプロラクトングリコリド、ε−カプロラクトン、β−プロピオラクトン、δ−ブチロラクトン、β−またはγ−ブチロラクトン、ピバロラクトン、δ−バレロラクトン等が挙げられる。
【００３０】
ポリ乳酸は、公知の方法で製造される。例えば、Ｌ−またはＤ−ラクチドが金属重合触媒の存在下、加熱されて開環重合することで製造される。ポリ乳酸は、金属重合触媒を含有する低分子量のポリ乳酸が結晶化した後、減圧下または不活性ガス気流下で加熱されて固相重合することによっても製造される。さらに、有機溶媒の存在／非存在下で、乳酸が脱水縮合する直接重合法によっても、ポリ乳酸が製造される。
【００３１】
重合反応は、従来公知の反応容器を用いて実施可能である。反応容器として、例えばヘリカルリボン翼等の高粘度用攪拌翼を備えた縦型反応器あるいは横型反応器が単独で使用され、または複数が併用される。反応容器は回分式、連続式、半回分式のいずれでもよいし、これらの方式が組み合わされていてもよい。
【００３２】
重合開始剤としてアルコールが用いられてもよい。このアルコールは、ポリ乳酸の重合を阻害せず且つ不揮発性であることが好ましい。アルコールとして、例えばデカノール、ドデカノール、テトラデカノール、ヘキサデカノール、オクタデカノールなどが用いられることが好ましい。
【００３３】
固相重合法では、比較的低分子量の乳酸ポリエステルが、プレポリマーとして使用される。プレポリマーは例えば前述したような開環重合法や乳酸の直接重合法によって得られる。プレポリマーは、そのガラス転移温度（Ｔｇ）以上融点（Ｔｍ）未満の温度範囲に保持されることで予め結晶化されることが、融着防止の面から好ましい。この結晶化されているプレポリマーは固定された縦型或いは横型反応容器、またはタンブラーやキルンの様に容器自身が回転する反応容器（ロータリーキルン等）中に充填され、プレポリマーのガラス転移温度（Ｔｇ）以上融点（Ｔｍ）未満の温度範囲に加熱される。重合温度は、重合の進行に伴い段階的に昇温させても何ら問題はない。また、固相重合中に生成する水を効率的に除去する目的で前記反応容器類の内部を減圧することや、加熱された不活性ガス気流を流通する方法も好適に併用される。
【００３４】
ポリエステル樹脂組成物の耐熱性の向上のために、ポリ乳酸にさらにケイ酸カルシウムが添加されることが好ましい。ケイ酸カルシウムは六方晶結晶を含むことが好ましく、ケイ酸カルシウムの粒子径は小さい方が好ましい。例えば、ケイ酸カルシウムの平均一次粒子径が０．２〜０．０５μｍの範囲であるとケイ酸カルシウムがポリエステル樹脂組成物に適度に分散して、ポリエステル樹脂組成物の耐熱性が良好になる。また、添加量はポリエステル樹脂組成物を基準として、０．０１〜１質量％の範囲であることが好ましく、さらに好ましいのは０．０５〜０．５質量％の範囲である。
【００３５】
ポリ乳酸のメルトフローレート（１９０℃ ２．１６ｋｇ）は１〜１６ｇ／１０分の範囲であることが好ましい。この場合、ポリエステル樹脂組成物の成形性（流動性）が特に向上する。
【００３６】
ポリエステル樹脂組成物中のポリ乳酸の含有割合は５〜５０質量％の範囲であることが好ましい。この含有割合が５質量％であると封入材の絶縁特性が特に向上する。またこの含有割合が５０質量％以下であると封入材が冷却固化しやすくなり、冷却時間の短縮が可能となる。
【００３７】
ポリエステル樹脂組成物が更にポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）を含有することも好ましい。ＰＢＳは例えばコハク酸とブタンジオールとの脱水重縮合により合成される。ポリエステル樹脂組成物がＰＢＳを含有すると、封入材の引っ張り伸び率が向上し、封入材に荷重がかかった場合の割れ等の破損の発生が抑制される。
【００３８】
ポリエステル樹脂組成物がＰＢＳを含有する場合、ポリエステル樹脂組成物中のＰＢＳの含有割合は１〜１０質量％の範囲であることが好ましい。この含有割合が１質量％以上であると封入材の引っ張り伸び率が充分に高くなる。またこの含有割合が１０質量％以下であると封入材の曲げ強度等の機械強度が良好になる。
【００３９】
ポリエステル樹脂組成物が無機充填材を含有することも好ましい。ポリエステル樹脂組成物が無機充填材を含有すると、無機充填材が結晶核剤として作用し、ポリエステル樹脂組成物の結晶加速度が速くなる。このため、ポリエステル樹脂組成物が射出成形される際に冷却時間の短縮化が可能となる。ポリエステル樹脂組成物が無機充填材を含有する場合、ポリエステル樹脂組成物中の無機充填材の含有割合は０．１〜４０質量％の範囲であることが好ましい。この含有量が０．１質量％以上であるとポリエステル樹脂組成物の結晶化速度が充分に速くなる。またこの含有割合が４０質量％以下であると封入材の良好な外観が維持され、またポリエステル樹脂組成物の溶融粘度の上昇が抑制されて射出成形時の良好な成形性が維持される。
【００４０】
無機充填材の具体例としては、タルク、マイカ、ガラス繊維、カーボン繊維等が挙げられる。特にガラス繊維、カーボン繊維等のように繊維状の無機充填材が使用されると、封入材に高い機械強度が付与される。
【００４１】
ポリエステル樹脂組成物が相溶化剤を含有することも好ましい。相溶化剤としては例えば日本油脂株式会社製の商品名モディパーＡ４４００等が挙げられる。相溶化剤が使用されると、ＰＢＴとポリ乳酸との相溶性が向上し、これにより封入材の強度（曲げ強さ）が向上する。ポリエステル樹脂組成物中の相溶化剤の含有割合は１〜１０質量％の範囲であることが好ましく、この場合、封入材の強度が充分に向上する。
【００４２】
ポリエステル樹脂組成物は、必要に応じて、臭素化エポキシ樹脂、三酸化アンチモン等の難燃剤等を含有してもよい。ポリエステル樹脂組成物が臭素化エポキシ樹脂を１０質量％以上の含有割合で含有すると、ＵＬ９４による難燃性試験評価がＶ−２となる封入材が得られる。また、ポリエステル樹脂組成物が臭素化エポキシ樹脂を１０質量％以上の含有割合で含有すると共に三酸化アンチモンを５質量％以上の含有割合で含有すると、ＵＬ９４による難燃性試験評価がＶ−０となる封入材が得られる。
【００４３】
上記の成分が混合・混練されることでポリエステル樹脂組成物が調製される。すなわち、例えば上記原料成分が配合され、更にミキサー、ブレンダー等で均一に混合され、続いて二軸押出し混練機等で加熱、混練されることで原料成分中の樹脂成分が溶融する。続いて必要に応じて原料成分中にガラス繊維等の無機充填材が配合され、更に混練される。次いで、シリンダー温度２４０〜２６０℃程度で混練押出しされることで紐状のストランドが得られる。このストランドが冷却固化された後に切断されることで、ペレット状のポリエステル樹脂組成物が得られる。
【００４４】
このポリエステル樹脂組成物が射出成形等により成形されることで封入材が形成される。この封入材はトラッキング性能、アーク絶縁性能が優れていることから、電気・電子部品の封入材として非常に優れた性能を発揮する。
【実施例】
【００４５】
各実施例及び比較例につき、下記表に示す原料成分を用意した。その詳細は次の通りである。
・植物由来ＰＥＴ：豊田通商株式会社販売、商品名ＥａｓｔＰＥＴ ＰＷ１、ＡＳＴＭ Ｄ６８６６−１１ ＭＥＴＨＯＤ Ｂにより測定される原料のモノエチレングリコール全体に対するバイオモノエチレングリコールの割合１８質量％。
・石油由来ＰＥＴ：石油資源のみから合成されたポリエチレンテレフタレート、株式会社クラレ製、品番ＫＬ２３６Ｒ。
・ＰＢＴ：ポリブチレンテレフタレート、三菱レイヨン株式会社製、品番Ｎ１３００
ポリ乳酸：三井化学株式会社製、品番Ｈ−１００Ｊ。
・ＰＢＳ：ポリブチレンサクシネート、昭和高分子株式会社製、商品名ビオノーレ #１０２０。
・ＡＢＳ樹脂：東レ製、品番ＡＢＳ ３００。
・タルク：林化成製、商品名ＴＴタルク。
・ガラス繊維：日本板硝子製、品番ＴＰ−７４。
・相溶化剤：日本油脂製、商品名モディパーＡ４４００。
【００４６】
これらの原料成分に予め乾燥処理を施した。続いてこれらの原料成分をタンブラーで１０分間混合し、続いてこれらをルーダーに通することで、ストランドを得た。ルーダーの温度はダイス付近で２３０℃、投入口付近で２４０℃の設定とした。このストランドを直ちに冷却槽で冷却し、続いてこのストランドをカッターで２〜４ｍｍの長さに切断することでペレット状のポリエステル樹脂組成物を得た。
【００４７】
このポリエステル樹脂組成物を除湿乾燥機で１２０℃で４時間加熱することで乾燥させた。続いて１００トン射出成形機を用いてポリエステル樹脂組成物を射出成形することで成形品を得た。成形時のシリンダーの温度はヘッド付近で２４０℃、材料投入口付近で２００℃の設定とした。金型温度は８０℃とした。
【００４８】
得られた成形品について、下記のような評価試験を行った。その結果を下記表に示す。
【００４９】
（耐トラッキング性試験）
ＩＥＣ１１２の条件に基づき、成形品の耐トラッキング性を測定した。
【００５０】
（曲げ強度測定）
ＡＳＴＭ Ｄ７９０の条件に基づき成形品の曲げ強度を測定した。
【００５１】
（引張延び率測定）
ＡＳＴＭ Ｄ６３８の条件に基づき成形品の引張伸び率を測定した。
【００５２】
（金型冷却時間測定）
成形品を形成するにあたり、その寸法を１３０ｍｍ×１２．７ｍｍ×３ｍｍとした。また射出成形時において、金型冷却後に２本の突き出しピンを用いて成形品を脱型した。この場合の、脱型時に変形なく脱型が可能となる冷却時間を測定した。
【００５３】
（成形品外観観察）
成形品を目視により観察し、下記評価基準にて評価した。
◎…鏡面のような光沢がある。
○…光沢が少なくシボ面のような状態。
△…光沢がなく流れムラがある。
【００５４】
以上の結果を下記表に示す。
【００５５】
【表１】
【００５６】
【表２】
【００５７】
各実施例では、植物由来ＰＥＴを使用することで石油資源を削減しつつ、高い絶縁特性を有し、優れた耐トラッキング性及び耐アーク性を発揮し得る成形品が得られた。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリブチレンテレフタレートと、ポリ乳酸樹脂と、ポリエチレンテレフタレートとを含有し、前記ポリエチレンテレフタレートが植物由来原料を含む原料から合成されたポリエチレンテレフタレートを含む電気・電子部品の封入材用ポリエステル樹脂組成物。
【請求項２】
前記ポリエチレンテレフタレートの含有割合が５〜３０質量％の範囲である請求項１に記載の電気・電子部品の封入材用ポリエステル樹脂組成物。
【請求項３】
前記ポリブチレンテレフタレートの含有割合が４５〜９０質量％の範囲である請求項１又は２に記載の電気・電子部品の封入材用ポリエステル樹脂組成物。
【請求項４】
前記ポリ乳酸樹脂の含有割合が５〜５０質量％の範囲である請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電気・電子部品の封入材用ポリエステル樹脂組成物。
【請求項１】
ポリブチレンテレフタレートと、ポリ乳酸樹脂と、ポリエチレンテレフタレートとを含有し、前記ポリエチレンテレフタレートが植物由来原料を含む原料から合成されたポリエチレンテレフタレートを含む電気・電子部品の封入材用ポリエステル樹脂組成物。
【請求項２】
前記ポリエチレンテレフタレートの含有割合が５〜３０質量％の範囲である請求項１に記載の電気・電子部品の封入材用ポリエステル樹脂組成物。
【請求項３】
前記ポリブチレンテレフタレートの含有割合が４５〜９０質量％の範囲である請求項１又は２に記載の電気・電子部品の封入材用ポリエステル樹脂組成物。
【請求項４】
前記ポリ乳酸樹脂の含有割合が５〜５０質量％の範囲である請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電気・電子部品の封入材用ポリエステル樹脂組成物。
【公開番号】特開２０１３−４０２５５（Ｐ２０１３−４０２５５Ａ）
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７６８４８（Ｐ２０１１−１７６８４８）
【出願日】平成２３年８月１２日（２０１１．８．１２）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１２日（２０１１．８．１２）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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