説明

熱伝導性ポリカーボネート系樹脂組成物および成形体

【課題】 熱伝導性、成形加工性に優れ、成形品のそりが少ない、ポリカーボネート系樹脂組成物およびその成形体を提供すること。
【解決手段】 (A)ポリカーボネート系樹脂と、(B)ポリエチレン樹脂とを重量比100:1〜100:100としてなるポリカーボネート系樹脂アロイ100重量部に対し、(C)黒鉛化されてなる炭素繊維であって、長さ方向の熱伝導率が100W/m・K以上、かつ繊維平均径5〜20μmの炭素繊維5〜100重量部未満、及び(D)平均粒子径が1〜500μmの黒鉛粉体5〜100重量部以下含有してなることを特徴とする熱伝導性ポリカーボネート系樹脂組成物。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、熱伝導性、成型加工性に優れ、成形品のそりが少ない、ポリカーボネート系樹脂組成物およびその成形体に関するものである。
【背景技術】
【0002】
ポリカーボネート樹脂は優れた耐衝撃性、耐熱性、寸法安定性等のバランスの取れた性質を有しており、電気・電子分野、精密機械分野、自動車分野、保安・医療分野、食品・雑貨分野等の幅広い用途に採用されている。特に、OA分野、電気・電子分野、精密機械分野、自動車分野での需要が伸びている。
【0003】
これらの分野においては、ほとんどの機器が発熱する部品を搭載しているが、近年、装置・部品の高性能化に伴い消費電力量が増え、部品からの発熱量が増大する傾向にあるため、局部的な高温が誤動作等のトラブルを引き起こす原因となることが懸念されている。現状では、筐体やシャーシ、放熱板などに金属材料を用いて発生する熱を拡散させているが、安価な樹脂材料の熱伝導率を高めることで、これら金属部品の代替への要求が高まっている。
【0004】
樹脂材料に熱伝導性を付与させる方法として、種々の熱伝導性フィラーを樹脂成分に混合する方法が多数報告されている。例えば、特許文献1には高熱伝導性無機繊維および高熱伝導性無機粉末を共に充填した樹脂組成物により熱伝導度の優れた熱可塑性樹脂が示されている。但し、該特許文献1では、熱可塑性樹脂として、ポリカーボネート樹脂を実際に使用した例はなく、また高熱伝導性無機繊維として、気相成長法炭素繊維ウィスカーが使用されているが、繊維径が小さく、アスペクト比が大きいため、樹脂中への均一な分散が困難であり、また分散時に繊維が切れる等して十分な熱伝導性が得られない。また、該特許文献1では、流動性や、射出成形品のそりや寸法安定性は全く評価されていない。
【0005】
また特許文献2には、繊維径が5〜20μm、平均粒子径が10〜500μmの黒鉛化炭素繊維を含有した熱伝導性高分子材料が記載されている。但し、該特許文献2は、高熱伝導性を得るために、樹脂中への充填量を大きくすることを主眼としており、高分子材料の種類は、シリコーンゴム、エポキシ樹脂、熱可塑性エラストマーの他、熱可塑性樹脂として、ポリアセタールが使用されているのみで、これらはいずれも強度、外観などの点で、OA、電気・電子部品、精密機器等の筐体としての用途には不適切なものばかりであり、成形性、射出成形品のそり、寸法安定性の改善については、全く意図されていない。
【0006】
さらに、特許文献3には熱伝導性カーボン繊維と黒鉛とを配合してなる熱可塑性樹脂が記載されている。該熱可塑性樹脂としては、具体的にはポリフェニレンサルファイド(PPS)が使用されているのみである。しかも、カーボン繊維と黒鉛との合計使用量が非常に多い量であり、成形品のそりについては、全く記載が無い。
【0007】
特許文献4には熱可塑性樹脂に黒鉛およびその他無機充填材を配合してなる熱可塑性樹脂組成物が記載されている。該熱可塑性樹脂としては、具体的にはポリフェニレンサルファイド(PPS)が使用されているのみである。しかも、カーボン繊維と黒鉛との合計使用量が非常に多い量であり、成形品のそりについては、全く記載が無い。
【0008】
特許文献5には、長さ方向の熱伝導率が400W/m・K以上の炭素繊維集合体を熱可塑性樹脂100重量部に30重量部以上配合してなる繊維強化樹脂組成物が記載されている。しかし、具体的にはポリブチレンテレフタレート樹脂に配合した例が記載されているのみで、具体的な熱伝導率は記載が無く、また実際には該炭素繊維集合体の配合量が多く、流動性や成形品のそりに関する記載も無い。
【0009】
特許文献6には、熱可塑性樹脂95〜50重量%に炭素繊維1〜40重量%および黒鉛2〜30重量%を配合してなる導電性樹脂組成物が記載されている。しかし、熱伝導率に関する具体的記載は無く、流動性に関しても触れられていなかった。
【0010】
【特許文献1】特開平8−283456公報
【特許文献2】特開2002−88250公報
【特許文献3】特開2003−49081公報
【特許文献4】特開2003−138136公報
【特許文献5】特開2000−143826公報
【特許文献6】特開平10−237316公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
本発明は、熱伝導性、成形加工性に優れ、成形品のそりが少ない、ポリカーボネート系樹脂組成物およびその成形体を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、ポリカーボネート系樹脂とポリエチレン樹脂とのアロイに、特定の熱伝導性炭素繊維と黒鉛粉体を特定量加えることにより、熱伝導性、成形加工性に優れ、成形品のそりが少ない樹脂組成物およびその成形体が得られることを見出し、本発明に到達した。
【0013】
すなわち本発明は、(A)ポリカーボネート系樹脂と、(B)ポリエチレン樹脂とを重量比100:1〜100としてなるポリカーボネート系樹脂アロイ100重量部に対し、(C)黒鉛化されてなる炭素繊維であって、長さ方向の熱伝導率が100W/m・K以上、かつ繊維平均径5〜20μmの炭素繊維5〜100重量部未満、及び(D)平均粒子径が1〜500μmの黒鉛粉体5〜100重量部以下を含有してなることを特徴とする熱伝導性ポリカーボネート系樹脂組成物及び該熱伝導性ポリカーボネート系樹脂組成物を成形してなることを特徴とする成形体であって、OA、電気・電子部品、精密機器部品の筐体として有用な成形体に関するものである。
【発明の効果】
【0014】
本発明のポリカーボネート系樹脂組成物は、熱伝導性、成形加工性に優れ、成形品のそりが少ないポリカーボネート系樹脂組成物であり、その工業的有用性は大きく、OA機器や電気電子機器、精密機器の部品や筐体など、多くの分野に有用なものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
以下本発明を詳細に説明する。
本発明で用いられる(A)ポリカーボネート系樹脂とは、ポリカーボネート樹脂単独もしくはポリカーボネート樹脂と他の熱可塑性樹脂(但し、ポリエチレン樹脂以外)とのアロイ(混合物)であり、該アロイの場合は、ポリカーボネート樹脂100重量部に対して該他の熱可塑性樹脂が100重量部以下の割合、好ましくは70重量部以下の割合で含むものである。該他の熱可塑性樹脂としては、熱可塑性ポリエステル樹脂が好ましく、ポリブチレンテレフタレート樹脂またはポリエチレンテレフタレート樹脂がより好ましい。
【0016】
本発明で用いられるポリカーボネート樹脂としては、芳香族ポリカーボネート、脂肪族ポリカーボネート、芳香族−脂肪族ポリカーボネートを用いることができるが、中でも芳香族ポリカーボネートが好ましい。該芳香族ポリカーボネート樹脂としては、芳香族ジヒドロキシ化合物をホスゲンまたは炭酸のジエステルと反応させることによって作られる熱可塑性芳香族ポリカーボネート重合体または共重合体である。
【0017】
該芳香族ジヒドロキシ化合物としては、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(=ビスフェノールA)、テトラメチルビスフェノールA、ビス(4−ヒドロキシフェニル)−P−ジイソプロピルベンゼン、ハイドロキノン、レゾルシノール、4,4−ジヒドロキシジフェニルなどが挙げられ、好ましくはビスフェノールAが挙げられる。さらに、難燃性をさらに高める目的で上記の芳香族ジヒドロキシ化合物にスルホン酸テトラアルキルホスホニウムが1個以上結合した化合物や、シロキサン構造を有する両末端フェノール性OH基含有のポリマーあるいはオリゴマーを使用することができる。
【0018】
本発明で用いる芳香族ポリカーボネート樹脂としては、好ましくは、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンから誘導されるポリカーボネート樹脂、または2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンと他の芳香族ジヒドロキシ化合物とから誘導されるポリカーボネート共重合体が挙げられる。さらに2種以上のポリカーボネート樹脂を併用してもよい。
【0019】
該ポリカーボネート樹脂の分子量は、溶媒としてメチレンクロライドを用い、温度25℃で測定された溶液粘度より換算した粘度平均分子量で、14,000〜30,000の範囲であり、好ましくは15,000〜28,000、より好ましくは16,000〜26,000である。粘度平均分子量が14,000未満だと機械的強度が不足し、30,000を越えると成形性に難を生じやすく、好ましくない。
【0020】
このような芳香族ポリカーボネート樹脂の製造方法については、限定されるものでは無く、ホスゲン法(界面重合法)あるいは、溶融法(エステル交換法)等で製造することができる。さらに、溶融法で製造された、末端基のOH基量を調整した芳香族ポリカーボネート樹脂を使用することができる。
【0021】
さらに、本発明の芳香族ポリカーボネート樹脂としては、バージン原料だけでなく、使用済みの製品から再生された芳香族ポリカーボネート樹脂、いわゆるマテリアルリサイクルされた芳香族ポリカーボネート樹脂の使用も可能である。使用済みの製品としては、光学ディスクなどの光記録媒体、導光板、自動車窓ガラスや自動車ヘッドランプレンズ、風防などの車両透明部材、水ボトルなどの容器、メガネレンズ、防音壁やガラス窓、波板などの建築部材などが好ましく挙げられる。また、再生芳香族ポリカーボネート樹脂としては、製品の不適合品、スプルー、またはランナーなどから得られた粉砕品、またはそれらを溶融して得たペレットなども使用可能である。
【0022】
また、本発明において、(A)ポリカーボネート系樹脂がアロイの場合、好ましい他の熱可塑性樹脂は、熱可塑性ポリエステル樹脂であって、ポリブチレンテレフタレート樹脂またはポリエチレンテレフタレート樹脂がより好ましい。
【0023】
該ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET)としては、ジメチルテレフタレートとエチレングリコールのエステル交換反応、またはテレフタル酸とエチレングリコールの直接エステル化反応のいずれで製造されたものでも良い。
【0024】
また、該ポリブチレンテレフタレート樹脂(PBT)としては、ジメチルテレフタレートと1,4−ブタンジオールのエステル交換反応によるDMT法、テレフタル酸と1,4−ブタンジオールの直接重合法のいずれで製造されたものでも良い。
【0025】
また、該PET、PBTのいずれの場合においても、重縮合反応時に、テレフタル酸又はそのジアルキルエステルと共に、フタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、トリメリット酸やそれらのジアルキルエステル等の二塩基酸、三塩基酸等や、またそれらのジアルキルエステルを使用することができる。これらの使用量は、テレフタル酸又はそのジアルキルエステル100重量部に対して40重量部以下の範囲であることが好ましい。
【0026】
また、同じく重縮合反応時に、該エチレングリコール、又は1,4−ブタンジオールと共に、他の脂肪族グリコールとして、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ヘキサメチレングリコール等や、脂肪族グリコール以外に例えばシクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、キシレングリコール、2、2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール等の他のジオール類や多価アルコール類を併用することができる。これらジオール類又は多価アルコール類の使用量は、脂肪族グリコール100重量部に対して40重量部以下の範囲であることが好ましい。これらの使用量は、テレフタル酸又はそのジアルキルエステル100重量部に対して40重量部以下の範囲であることが好ましい。
【0027】
ポリエステル樹脂の分子量としては、フェノールとテトラクロロエタンの混合溶媒(重量比=50/50)中、30℃で測定される極限粘度で、好ましくは0.5〜1.8であり、さらに好ましくは0.7〜1.5である。
【0028】
さらに、本発明のPETとPBTとしては、バージン原料だけでなく、使用済みの製品から再生されたPETとPBT、いわゆるマテリアルリサイクルされたPETとPBTの使用も可能である。使用済みの製品としては、容器、フィルム、シート、繊維等が主として挙げられるが、より好適なものはPETボトル等の容器である。また再生PETとPBTとしては、製品の不適合品、スプルー、ランナー等から得られた粉砕品又はそれらを溶融して得たペレット等も使用可能である。
【0029】
本発明において、(A)ポリカーボネート系樹脂がアロイの場合は、好ましくは、ポリカーボネート樹脂100重量部に対してポリブチレンテレフタレート樹脂またはポリエチレンテレフタレート樹脂を10〜70重量部の割合で含むポリカーボネート樹脂系アロイである。
【0030】
本発明においては、上記ポリカーボネート系樹脂と(B)ポリエチレン樹脂とを重量比100:1〜100:100の割合であることが必要であり、好ましくは100:3〜100:30の割合のアロイが挙げられる。
【0031】
該ポリエチレン樹脂は、分子鎖中にエチレン鎖を有するエチレン系重合体、共重合体を意味する。具体的には、低密度ポリエチレン(LDPE)、高密度ポリエチレン(HDPE)、超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)などに代表される各種ポリエチレンのほか、エチレン−プロピレンのランダム共重合体およびブロック共重合体、エチレン−ブテンのランダム共重合体およびブロック共重合体などのエチレンとα−オレフィンとの共重合体、エチレン−メタクリレート、エチレン−ブチルアクリレートなどのエチレンと不飽和カルボン酸エステルとの共重合体、エチレン−酢酸ビニルなどのエチレンと脂肪族ビニルとの共重合体などが挙げられる。
【0032】
本発明では(C)黒鉛化されてなる炭素繊維は、長さ方向の熱伝導率が100W/m・K以上、かつ繊維平均径5〜20μmの炭素繊維を5〜100重量部未満使用することが必要である。該炭素繊維としては、好ましくは長さ方向の熱伝導率が400W/m・K以上のものである。
【0033】
(C)の熱伝導率が上記範囲を外れた場合は、本発明のごとく低充填率において十分な熱伝導性を得ることが出来ない。該本発明で使用する炭素繊維は、例えば、特開2000−143826号公報に記載されている、通常2〜20mmにカットされた炭素短繊維(チョップドストランド)を嵩密度450〜800g/lで収束してなり、次いで黒鉛化されてなる炭素短繊維収束体が挙げられる。該炭素短繊維収束体は、炭素繊維をサイジング剤で収束させた後、所定の長さに切断して、黒鉛化処理することにより、サイジング剤の含有量を0.1重量%以下にしたものである。該黒鉛化処理の条件としては、例えば、不活性ガス雰囲気中、2800℃〜3300℃で加熱する方法が挙げられる。また、他の方法としては、連続した繊維(ロービング)を黒鉛化処理した後、所定の長さにカットして用いることも可能である。炭素繊維の直径は5〜20μmであることが好ましく、5μm未満ではポリカーボネート樹脂へ混合充填時の熱伝導性が低下したり、そりが大きくなったりするなどの問題を生じやすく、20μmを越えると寸法安定性が低下し、良外観が出にくい。また、サイジング剤の含有量は0.1重量%より多いと、熱伝導率の低下を招く。炭素繊維の配合量は5〜100重量部であり、これより多いと成型加工性や寸法安定性が低下し、そりが大きくなる。更に、該配合量が5重量部未満であると、十分な熱伝導率が得られない。該配合量としては、好ましくは5〜40重量部未満であり、より好ましくは10〜40重量部未満、更に好ましくは15〜35重量部である。
【0034】
本発明では、熱伝導性、成形加工性を高め、そりを少なくするために、(D)平均粒子径が1〜500μmの黒鉛粉体5〜100重量部を併用することが必要である。該(D)成分の平均粒子径が500μmを超えた場合や、含有量として100重量部を超えると成型加工性が低下する。該(D)成分の平均粒子径が1μm未満でも、配合時に飛散するなど、取り扱いが困難であり、樹脂中に均一に分散させるのも困難である。該(D)黒鉛粉体は、通常熱伝導率が10W/m・K以上を有するので、該(C)の炭素繊維の量が少ない場合は、(D)の黒鉛粉体の量を比較的多めにして、所定の熱伝導率が得られるように、適宜調整する。該(D)の配合量としては、好ましくは5〜100重量部以下であり、より好ましくは10〜80重量部である。
また、(C)炭素繊維と(D)黒鉛粉体の合計量としては、(A)樹脂及び(B)樹脂のアロイ100重量部に対し、150重量部以下を配合することが好ましい。
【0035】
本発明では、難燃性を付与するために難燃剤を用いることができる。難燃剤としては、組成物の難燃性を向上させるものであれば特に限定されないが、リン酸エステル化合物、アリカリ金属有機スルホン酸金属塩、シリコーン化合物が好適である。
本発明で用いるリン酸エステル化合物としては、たとえば、次式(1)で示される化合物が好ましい。
【0036】
【化1】

(式中、R、R、R、Rは互いに独立して、置換されていても良いアリール基を示し、Xは他に置換基を有していても良い2価の芳香族基を示す。nは0〜5の数を示す。)
上記式(1)においてR〜Rで示されるアリール基としては、フェニル基、ナフチル基等が挙げられる。またXで示される2価の芳香族基としては、フェニレン基、ナフチレン基や、例えばビスフェノールから誘導される基等が挙げられる。これらの置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、ヒドロキシ基等が挙げられる。nが0の場合はリン酸エステルであり、nが0より大きい場合は縮合リン酸エステル(混合物を含む)である。
【0037】
具体的には、ビスフェノールAビスホスフェート、ヒドロキノンビスホスフェート、レゾルシンビスホスフェート、レゾルシノール−ジフェニルホスフェート、あるいはこれらの置換体、縮合体などを例示できる。かかる成分として好適に用いることができる市販の縮合リン酸エステル化合物としては、たとえば、大八化学工業(株)より、「CR733S」(レゾルシノールビス(ジフェニルホスフェート))、「CR741」(ビスフェノールAビス(ジフェニルホスフェート))、旭電化工業(株)より「FP500」(レゾルシノールビス(ジキシレニルホスフェート))といった商品名で販売されており、容易に入手可能である。
【0038】
本発明組成物中のリン酸エステル系難燃剤の含有量は、(A)ポリカーボネート系樹脂と、(B)ポリエチレン樹脂のアロイ100重量部に対し1〜50重量部であり、好ましくは3〜40重量部、とくに好ましくは5〜30重量部である。リン酸エステル系難燃剤の含有量が1重量部未満では難燃性が不十分であり、50重量部を越えると耐熱性が低下し過ぎるので、好ましくない。
【0039】
本発明で用いられるアルカリ金属塩有機スルホン酸金属塩としては、好ましくは脂肪族スルホン酸金属塩およびおよび芳香族スルホン酸金属塩等が挙げられる。有機スルホン酸金属塩を構成する金属としては、好ましくは、アルカリ金属、アルカリ土類金属などが挙げられ、アルカリ金属およびアルカリ土類金属としては、ナトリウム、リチウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム及びバリウム等が挙げられる。有機スルホン酸金属塩は、2種以上の塩を混合して使用することもできる。本発明で用いる脂肪族スルホン酸塩としては、好ましくは、フルオロアルカン−スルホン酸金属塩、より好ましくは、パーフルオロアルカン−スルホン酸金属塩が挙げられる。フルオロアルカン−スルホン酸金属塩としては、好ましくは、フルオロアルカン−スルホン酸のアルカリ金属塩、フルオロアルカン−スルホン酸のアルカリ土類金属塩などが挙げられ、より好ましくは、炭素数4〜8のフルオロアルカンスルホン酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩などが挙げられる。
【0040】
フルオロアルカン−スルホン酸塩の具体例としては、パーフルオロブタン−スルホン酸ナトリウム、パーフルオロブタン−スルホン酸カリウム、パーフルオロメチルブタン−スルホン酸ナトリウム、パーフルオロメチルブタン−スルホン酸カリウム、パーフルオロオクタン−スルホン酸ナトリウム、パーフルオロオクタン−スルホン酸カリウム、およびパーフルオロブタン−スルホン酸のテトラエチルアンモニウム塩などが挙げられる。
芳香族スルホン酸金属塩としては、好ましくは、芳香族スルホン酸アルカリ金属塩、芳香族スルホン酸アルカリ土類金属塩、芳香族スルホンスルホン酸アルカリ金属塩、芳香族スルホンスルホン酸アルカリ土類金属塩などが挙げられ、芳香族スルホンスルホン酸アルカリ金属塩、芳香族スルホンスルホン酸アルカリ土類金属塩は重合体であってもよい。
【0041】
芳香族スルホン酸金属塩の具体例としては、3,4−ジクロロベンゼンスルホン酸ナトリウム塩、2,4,5−トリクロロベンゼンスルホン酸ナトリウム塩、ベンゼンスルホン酸ナトリウム塩、ジフェニルスルホン−3−スルホン酸のナトリウム塩、ジフェニルスルホン−3−スルホン酸のカリウム塩、4,4’−ジブロモジフェニル−スルホン−3−スルホン酸のナトリウム塩、4,4’−ジブロモジフェニル−スルホン−3−スルホン酸のカリウム塩、4−クロロ−4’−ニトロジフェニルスルホン−3−スルホン酸のカルシウム塩、ジフェニルスルホン−3,3’−ジスルホン酸のジナトリウム塩、ジフェニルスルホン−3,3’−ジスルホン酸のジカリウム塩などが挙げられる。
有機スルホン酸金属塩の配合量は、(A)ポリカーボネート系樹脂と、(B)ポリエチレン樹脂のアロイ100重量部に対し、0.01〜5重量部が好ましく、より好ましくは0.02〜3重量部、とりわけ好ましくは0.03〜2重量部である。有機スルホン酸金属塩の配合量が0.01重量部未満であると充分な難燃性が得られ難く、5重量部を越えると熱安定性が低下しやすい。
【0042】
本発明で用いるシリコーン難燃剤は、直鎖状あるいは分岐構造を有するポリオルガノシロキサンが好ましい。ポリオルガノシロキサンが有する有機基は、炭素数が1〜20のアルキル基及び置換アルキル基のような炭化水素またはビニル及びアルケニル基、シクロアルキル基、ならびにフェニル、ベンジルのような芳香族炭化水素基などの中から選ばれる。 ポリジオルガノシロキサンは、官能基を含有していなくても、官能基を含有していてもよい。官能基を含有しているポリジオルガノシロキサンの場合、官能基はメタクリル基、アルコキシ基またはエポキシ基であることが好ましい。
【0043】
また、本発明では燃焼時の滴下防止を目的として、フッ素樹脂を含むことができる。ここでフッ素樹脂としては、フルオロエチレン構造を含む重合体、共重合体であり、たとえば、ジフルオロエチレン重合体、テトラフルオロエチレン重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレンとフッ素を含まないエチレン系モノマーとの共重合体である。好ましくは、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)であり、その平均分子量は、500,000以上であることが好ましく、特に好ましくは500,000〜10,000,000である。本発明で用いることができるポリテトラフルオロエチレンとしては、現在知られているすべての種類のものを用いることができる。
【0044】
なお、ポリテトラフルオロエチレンのうち、フィブリル形成能を有するものを用いると、さらに高い溶融滴下防止性を付与することができる。フィブリル形成能を有するポリテトラフルオロエチレン(PTFE)には特に制限はないが、例えば、ASTM規格において、タイプ3に分類されるものが挙げられる。その具体例としては、例えばテフロン(登録商標)6−J(三井・デュポンフロロケミカル(株)製)、ポリフロンD−1、ポリフロンF−103、ポリフロンF201(ダイキン工業(株)製)、CD076(旭アイシーアイフロロポリマーズ(株)製)等の市販品が挙げられる。また、上記タイプ3に分類されるもの以外では、例えばアルゴフロンF5(モンテフルオス(株)製)、ポリフロンMPA、ポリフロンFA−100(ダイキン工業(株)製)等が挙げられる。
これらのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせてもよい。上記のようなフィブリル形成能を有するポリテトラフルオロエチレン(PTFE)は、例えばテトラフルオロエチレンを水性溶媒中で、ナトリウム、カリウム、アンモニウムパーオキシジスルフィドの存在下で、1〜100psiの圧力下、温度0〜200℃、好ましくは20〜100℃で重合させることによって得られる。
【0045】
また、本発明では衝撃強度向上のためにエラストマーを含むことができる。
エラストマーとしては、種々の公知の物を用いることができ特に限定されるものではないが、多層構造重合体が好ましい。多層構造重合体としては、例えば、アルキル(メタ)アクリレート系重合体を含む物が挙げられる。これらの多層構造重合体としては、例えば、先の段階の重合体を後の段階の重合体が順次被覆するような連続した多段階シード重合によって製造される重合体であり、基本的な重合体構造としては、ガラス転移温度の低い架橋成分である内核層と組成物のマトリックスとの接着性を改善する高分子化合物から成る最外核層を有する重合体である。これら多層構造重合体の最内核層を形成する成分としては、ガラス転移温度が0℃以下のゴム成分が選択される。これらゴム成分としては、ブタジエン等のゴム成分、スチレン/ブタジエン等のゴム成分、アルキル(メタ)アクリレート系重合体のゴム成分、ポリオルガノシロキサン系重合体とアルキル(メタ)アクリレート系重合体が絡み合って成るゴム成分、あるいはこれらの併用されたゴム成分が挙げられる。さらに、最外核層を形成する成分としては、芳香族ビニル単量体あるいは非芳香族系単量体あるいはそれらの2種類以上の共重合体が挙げられる。芳香族ビニル単量体としては、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、モノクロルスチレン、ジクロルスチレン、ブロモスチレン等を挙げることができる。これらの中では、特にスチレンが好ましく用いられる。非芳香族系単量体としては、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシアン化ビニルやシアン化ビニリデン等を挙げることができる。
【0046】
また、本発明の樹脂組成物には、必要に応じて、紫外線吸収剤、酸化防止剤等の安定剤、顔料、染料、滑剤、離型剤等の添加剤、ガラス繊維、ガラスフレーク等の強化剤あるいはチタン酸カリウム、ホウ酸アルミニウム等のウィスカーといった強化材を添加することができる。
【0047】
本発明のポリカーボネート系樹脂組成物を得るための方法としては、各種混練機、例えば、一軸および多軸混練機、バンバリーミキサー、ロール、ブラベンダープラストグラム等で、上記成分を混練した後、冷却固化する方法や、適当な溶媒、例えば、ヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン、キシレン等の炭化水素およびその誘導体に上記成分を添加し、溶解する成分同志あるいは、溶解する成分と不溶解成分を懸濁状態で混ぜる溶液混合法等が用いられる。工業的コストからは溶融混練法が好ましいが、これに限定されるものではない。溶融混練においては、単軸や二軸の押出機を用いることが好ましい。
【0048】
また、本発明においては、(C)炭素繊維の長さが長い方が、熱伝導性、成形品のそりの改善等の点で好ましい。このような長さの長い炭素繊維(C)を使用した場合、樹脂中へ配合する際に、この長い繊維が折れて短くならないように、配合時の操作条件に配慮すると良い。このためには、例えば、混錬時、炭素繊維(C)と黒鉛粉体(D)とを押出機の途中からフィードする方法が好ましい。中でも二軸押出機を用い、炭素繊維(C)と黒鉛粉体(D)とを押出機の途中からフィードする方法が好ましい。かかる方法を取ることにより、混錬時に炭素繊維が折れて短くなるのを抑えられ、安定した生産が可能となる。
また、炭素繊維(C)を、配合するポリカーボネート系樹脂(A)やポリエチレン樹脂(B)の一部に予め混合して、該樹脂(A)や(B)の一部で被覆された炭素繊維としたり、マスターバッチを調製したりした後、残りの樹脂に配合する方法も挙げられる。該被覆やマスターバッチの調製に用いる樹脂は、(A)及び(B)のアロイであっても良いが、(A)単独、あるいは(B)単独であっても良い。(A)及び(B)のアロイの場合は、目的の樹脂組成物の(A)と(B)の比率と異なる組成のアロイを用いても良い。
【0049】
該本発明の樹脂組成物を用いて成形体を得る方法は、特に限定されるものでなく、熱可塑性樹脂組成物について一般に用いられている成形法、例えば、射出成形、中空成形、押し出し成形、シート成形、熱成形、回転成形、積層成形等の成形方法が適用できる。
【0050】
本発明の成形体は、OA機器部品や電気電子部品、精密機器部品に幅広く用いられるが、特にOA機器の筐体や電気電子機器の筐体等に好適であり、例えば、ノート型パソコン、電子手帳、携帯電話、PDA、デジタルカメラ、プロジェクター等の部品や筐体が挙げられる。
【実施例】
【0051】
以下に本発明を実施例によって、詳しく説明するが、本発明はこれらの範囲内に限定されるものでは無い。
なお、以下の実施例において、各成分として次に示すものを用いた。
(A)樹脂
(A−1)ポリカーボネート樹脂:ポリ−4,4−イソプロピリデンジフェニルカーボネート、三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製、商品名:ユーピロン(登録商標)S−3000、粘度平均分子量21,000(以下、PCと略記する)
(A−2)ポリエチレンテレフタレート樹脂:三菱化学(株)製、商品名:ノバペックス登録商標)GG500(以下、PETと略記する)
(A−3)ポリブチレンテレフタレート樹脂:三菱エンジニアリングプラスチックス(株)製、商品名:ノバデュラン(登録商標)5010(以下、PBTと略記する)
(B−1)高密度ポリエチレン樹脂:日本ポリエチレン(株)製、商品名:ノバテック(登録商標)HD HF310(以下、HDPEと略記する)
(B−2)直鎖状低密度ポリエチレン樹脂:日本ポリエチレン(株)製、商品名:ノバテック(登録商標)LL UF421(以下、LLDPEと略記する)
【0052】
(C−1)炭素繊維:三菱化学産資(株)製、商品名:ダイアリード(登録商標)K223HG、繊維平均径10μm、平均長さ6mm、サイジング剤含有率0.0%、長さ方向の熱伝導率540W/m・K
(C−2)炭素繊維:三菱化学産資(株)製、商品名:ダイアリード(登録商標)K223GM、繊維平均径10μm、平均長さ6mm、サイジング剤含有率6.2%、長さ方向の熱伝導率20W/m・K(長さ方向)
(D−1)黒鉛粉体:鱗状黒鉛、西村黒鉛(株)製、商品名:PB−90、平均粒子径26μm
(D−2)人造黒鉛微粉末:昭和電工(株)製、商品名:UFG−30、平均粒子径11μm
難燃剤:リン酸エステル化合物:レゾルシノールビス(ジキシレニルホスフェート)、旭電化工業(株)製、商品名:FP500
フッ素樹脂:ポリテトラフルオロエチレン、ダイキン工業(株)製、商品名:ポリフロンF−201L
エラストマー:(ブタジエン&スチレン)コア/アクリルシェルの多層構造重合体、三菱レイヨン(株)製、商品名:メタブレンE−901
【0053】
実施例1〜5、比較例1〜4
表1に示す割合にて調製した(A)ポリカーボネート系樹脂と、(B)ポリエチレン樹脂および難燃剤、フッ素樹脂、エラストマーをタンブラーミキサーにて均一に混合したのち、二軸押出機(日本製鋼所製、TEX30XCT、L/D=42、バレル数12)を用いて、シリンダー温度280℃、スクリュー回転数200rpmにてバレル1より押出機にフィードし溶融混練させ、さらにバレル7より(C)炭素繊維および(D)黒鉛粉体を表1に示す割合にて押出機に途中フィードして溶融混練させて樹脂組成物をペレット化した。
【0054】
次にこの樹脂組成物ペレットより、自動熱プレス機(大竹機械工業製、380角、65トン)を用い、プレス温度260℃、余熱8分、プレス20秒、冷却2分の条件で2mm厚のプレス成形品を作成し、成形品を3枚重ねたサンプルにて熱伝導率を測定した。
【0055】
この成形品を以下のような評価方法で評価し、結果を表1に示す。
[評価方法]
(1)熱伝導率
迅速熱伝導率測定装置(京都電子工業製、Kemtherm QTM−D3)を用いて、プレス成形品の熱伝導率を測定した。
(2)流動長
射出成形機(住友重機械工業製、サイキャップM−2、型締め力75T)を用いて、樹脂温度(パージ樹脂の実測温度):290℃,金型温度:80℃,金型:20mm幅×1mm厚み,射出圧力:147MPaの条件で流動長を測定した。
(3)そり
射出成形機(東芝機械製、型締め力150T)を用い、シリンダー温度280℃、金型温度80℃の条件で、150mm×150mm/高さ20mm/厚み2mmの箱型の試験片を成形した。次いで、この試験片の天面の反りを、ミツトヨ社製三次元測定機を用いて測定した。測定は、天面の中心線に沿って10mm間隔で15点測定し、両端を結んだ基準線からの最大落ち込み量を反りとした。
(4)難燃性
アンダーライターズラボラトリーズインコーポレーションのUL−94「材料分類のための燃焼試験」(以下、UL−94)に示される試験方法に従って、厚さが1/16インチの5本の試験片について試験し、その結果に基づいてUL−94規格のV−0、V−1およびV−2のいずれかの等級に評価した。UL−94についての各Vの等級基準は、概略以下のとおりである。
(i)V−0:10秒接炎後の燃焼時間が10秒以下であり、5本のトータル燃焼時間が50秒以下かつ、全試験片とも脱脂綿に着火するような微粒炎を落下しない。
(ii)V−1:10秒接炎後の燃焼時間が30秒以下であり、5本のトータル燃焼時間が250秒以下、かつ、全試験片とも脱脂綿に着火するような微粒炎を落下しない。
(iii)V−2:10秒接炎後の燃焼時間が30秒以下であり、5本のトータル燃焼時間が250秒以下、かつ、これらの試験片から落下した微粒炎から脱脂綿に着火する。
(iv)NG:上記いずれの燃焼時間にも該当せず、燃焼し続けた。
【0056】
【表1】


【特許請求の範囲】
【請求項1】
(A)ポリカーボネート系樹脂と、(B)ポリエチレン樹脂とを重量比100:1〜100:100としてなるポリカーボネート系樹脂アロイ100重量部に対し、(C)黒鉛化されてなる炭素繊維であって、長さ方向の熱伝導率が100W/m・K以上、かつ繊維平均径5〜20μmの炭素繊維5〜100重量部未満、及び(D)平均粒子径が1〜500μmの黒鉛粉体5〜100重量部以下含有してなることを特徴とする熱伝導性ポリカーボネート系樹脂組成物。
【請求項2】
(A)ポリカーボネート系樹脂が、ポリカーボネート樹脂単独、又はポリカーボネート樹脂100重量部に対し、ポリブチレンテレフタレート樹脂もしくはポリエチレンテレフタレート樹脂100重量部以下の割合で含むポリカーボネート系樹脂アロイであることを特徴とする請求項1に記載の熱伝導性ポリカーボネート系樹脂組成物。
【請求項3】
(C)の炭素繊維が、長さ方向の熱伝導率が400W/m・K以上であることを特徴とする請求項1に記載の熱伝導性ポリカーボネート系樹脂組成物。
【請求項4】
(A)樹脂及び(B)樹脂のアロイ100重量部に対し、(C)成分と(D)成分の合計量が150重量部以下であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の熱伝導性ポリカーボネート系樹脂組成物。
【請求項5】
請求項1ないし4の何れか1項に記載の熱伝導性ポリカーボネート系樹脂組成物を成形してなることを特徴とする成形体。
【請求項6】
OA、電気・電子部品、精密機器部品の筐体である請求項5に記載の成形体。

【公開番号】特開2006−28276(P2006−28276A)
【公開日】平成18年2月2日(2006.2.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−206737(P2004−206737)
【出願日】平成16年7月14日(2004.7.14)
【出願人】(594137579)三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社 (609)
【Fターム(参考)】