説明

粉体組成物、造粒体及び成形品

【課題】 熱伝導性に優れた成形品の製造に好適な粉体組成物、成形加工性に優れた造粒体及びこの造粒体を用いてなり、熱伝導性及び耐衝撃性に優れた成形品を提供する。
【解決手段】 本発明の粉体組成物は、[A]熱可塑性樹脂粉体と、[B]熱伝導率が15W/m・K以上の熱伝導性付与材料と、[C]20℃における粘度が5〜20,000mPa・sの液状材料とを含有し、上記熱伝導性付与材料[B]の含有量は、上記熱可塑性樹脂[A]100質量部に対し、10〜10,000質量部であり、且つ、上記液状材料[C]の含有量は、上記熱可塑性樹脂[A]及び上記熱伝導性付与材料[B]の合計100質量部に対し、0.5〜10質量部である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、熱伝導性に優れた成形品の製造に好適な粉体組成物、成形加工性に優れた造粒体及びこの造粒体を用いてなり、熱伝導性及び耐衝撃性に優れた成形品に関する。
【背景技術】
【0002】
LSI等の半導体素子の集積密度の増大と動作の高速化、そして電子部品の高密度実装に伴い、発熱部品を備える製品における放熱対策が大きな課題となっている。例えば、電子部品のハウジングには、従来、熱伝導率の高い金属やセラミックスが用いられてきたが、近年、形状選択の自由度が高く、軽量化及び小型化の容易な樹脂組成物の使用が検討されている。このような樹脂組成物としては、例えば、熱可塑性樹脂と、黒鉛粉末等とを含む熱伝導性樹脂組成物が開示されている(例えば、特許文献1等。)。
【0003】
【特許文献1】特開2003−138136号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1等に記載された熱伝導性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂、黒鉛、無機充填剤等、互いに比重の異なる原料成分を用い、混合物の混練工程を進めることにより製造されている。しかしながら、樹脂原料として、粉末状の熱可塑性樹脂を用いる場合、即ち、すべての原料成分が粉末状である場合には、予備混合及び溶融混練による熱伝導性樹脂組成物の製造において、以下の問題点が明らかとなっている。
(1)原料成分の予備混合工程において、特に、黒鉛、無機酸化物等の熱伝導性付与材料が上方に舞い上がる等飛散することがあり、作業性の低下、更には、作業環境の悪化をまねく。また、飛散により、設定の配合割合から外れる、且つ、配合割合が安定しない場合がある。
(2)予備混合工程後の混合粉末は、流動化しやすく、この流動化は、液体のような流動挙動を呈するため、ペレット等を形成する目的で押出機に供給する際に、空間部に容易に移動し、意に反して供給される場合があり、原料供給量の制御が困難である。また、押出機のベント口から混合粉末が吹き出たりする等、安定な混練・押出が実施できない。更に、良好な混合状態を維持できず、偏析が発生し、得られる組成物及び成形品の品質が安定しない。
【0005】
本発明の目的は、粉末状の熱可塑性樹脂と、通常、粉末状の熱伝導性付与材料とを用いて、各原料粉末が所期の配合割合を有し、原料成分、特に熱伝導性付与材料の飛散がなく作業性に優れ、原料成分の混合分散性に優れ、且つ、造粒体(熱伝導性樹脂組成物)の製造に好適な粉体組成物;この粉体組成物からなり、成形加工性に優れた造粒体;この造粒体を混練して得られ、熱伝導性及び耐衝撃性に優れた成形品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明者らは、上記課題を解決すべく、鋭意検討した結果、粉末状の熱可塑性樹脂と、熱伝導性付与材料と、20℃における粘度が5〜20,000mPa・sの液状材料とを用いることにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0007】
本発明は、以下に示される。
1.[A]熱可塑性樹脂粉体と、[B]熱伝導率が15W/m・K以上の熱伝導性付与材料と、[C]20℃における粘度が5〜20,000mPa・sの液状材料とを含有する粉体組成物であって、上記熱伝導性付与材料[B]の含有量は、上記熱可塑性樹脂[A]100質量部に対し、10〜10,000質量部であり、且つ、上記液状材料[C]の含有量は、上記熱可塑性樹脂[A]及び上記熱伝導性付与材料[B]の合計100質量部に対し、0.5〜10質量部であることを特徴とする粉体組成物。
以下、この粉体組成物を、「粉体組成物(I)」という。
2.上記液状材料[C]が、液状ポリマーである上記1に記載の粉体組成物(I)。
3.上記熱伝導性付与材料[B]が、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛及び黒鉛から選ばれた少なくとも1種である上記1又は2に記載の粉体組成物(I)。
4.上記1乃至3のいずれかに記載の粉体組成物(I)を造粒してなることを特徴とする造粒体。
5.上記4に記載の造粒体を成形してなることを特徴とする成形品。
6.上記熱伝導性付与材料[B]と、上記液状材料[C]とを含有する組成物であって、該液状材料[C]の含有量は、該熱伝導性付与材料[B]100質量部に対して、0.5〜10質量部であることを特徴とする粉体組成物。
以下、この粉体組成物を、「粉体組成物(II)」という。
【発明の効果】
【0008】
本発明の粉体組成物(I)は、[A]熱可塑性樹脂粉体と、[B]熱伝導率が15W/m・K以上の熱伝導性付与材料と、[C]20℃における粘度が5〜20,000mPa・sの液状材料とを所定の割合で含有することから、造粒体(熱伝導性樹脂組成物)及び成形品の製造に際し、原料成分、特に熱伝導性付与材料の飛散がなく作業性に優れ、各成分が所期の含有量を有し、混合分散性に優れた造粒体及び成形品の製造に好適である。
本発明の造粒体によれば、上記本発明の粉体組成物(I)において原料成分の混合分散性が良好であるため、成形加工性に優れ、耐衝撃性に優れた成形品を容易に得ることができる。
本発明の成形品は、熱伝導性及び耐衝撃性に優れる。特に、25℃における熱伝導率を、0.4W/m・K以上とすることができる。
【0009】
他の本発明の粉体組成物(II)によれば、上記本発明の造粒体及び成形品を製造するに際し、あるいは、本粉体組成物(II)を添加剤等として各種製品を製造するに際し、原料成分、特に熱伝導性付与材料の飛散がなく作業性に優れ、各成分が所期の含有量を有し、混合分散性に優れた造粒体及び成形品並びに製品の製造に好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
以下、本発明を詳しく説明する。
本明細書において、「(共)重合」とは、単独重合及び共重合を意味し、「(メタ)アクリル」とは、アクリル及びメタクリルを意味する。
また、「数平均分子量」及び「重量平均分子量」は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定され、標準物質により換算されたものである。
【0011】
1.粉体組成物(I)
本発明の粉体組成物(I)は、[A]熱可塑性樹脂粉体(以下、「成分[A]」ともいう。)と、[B]熱伝導率が15W/m・K以上の熱伝導性付与材料(以下、「成分[B]」ともいう。)と、[C]20℃における粘度が5〜20,000mPa・sの液状材料(以下、「成分[C]」ともいう。)とを所定の割合で含有する。
【0012】
1−1.成分[A]
この成分[A]は、熱可塑性を有する重合体からなるものであれば、特に限定されず、ABS樹脂、AES樹脂等のゴム強化樹脂;ポリスチレン、スチレン・アクリロニトリル共重合体、スチレン・無水マレイン酸共重合体、(メタ)アクリル酸エステル・スチレン共重合体等のスチレン系(共)重合体;ポリエチレン、ポリプロピレン、アイオノマー、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・ビニルアルコール共重合体、環状オレフィン共重合体、塩素化ポリエチレン等のオレフィン系樹脂;ポリ塩化ビニル、エチレン・塩化ビニル重合体、ポリ塩化ビニリデン等の塩化ビニル系樹脂;ポリメタクリル酸メチル(PMMA)等の(メタ)アクリル酸エステルの1種以上を用いた(共)重合体等のアクリル系樹脂;ポリアミド6、ポリアミド6,6、ポリアミド6,12等のポリアミド系樹脂(PA);ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂;ポリアセタール樹脂(POM);ポリカーボネート樹脂(PC);ポリアリレート樹脂;ポリフェニレンエーテル;ポリフェニレンサルファイド;ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素樹脂;液晶ポリマー;ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド等のイミド系樹脂;ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン等のケトン系樹脂;ポリスルホン、ポリエーテルスルホン等のスルホン系樹脂;ウレタン系樹脂;ポリ酢酸ビニル;ポリエチレンオキシド;ポリビニルアルコール;ポリビニルエーテル;ポリビニルブチラール;フェノキシ樹脂;感光性樹脂;生分解性プラスチック等が挙げられる。これらは、1種単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。また、アロイを用いることもできる。これらのうち、ゴム強化樹脂、ポリカーボネート樹脂及びポリエステル系樹脂が好ましく、ゴム強化樹脂、ゴム強化樹脂と、ポリカーボネート樹脂及び/又はポリエステル系樹脂とのアロイが更に好ましい。
【0013】
〔1〕ゴム強化樹脂
このゴム強化樹脂は、ゴム質重合体(a)の存在下に、芳香族ビニル化合物及び/又は(メタ)アクリル酸エステル化合物を含むビニル系単量体(b)を重合して得られるゴム強化ビニル系樹脂(A1)、又は、該ゴム強化ビニル系樹脂(A1)及びビニル系単量体(b)の(共)重合体(A2)の混合物からなるものである。
【0014】
上記ゴム質重合体(a)は、単独重合体であってよいし、共重合体であってもよい。また、これらは、単独で用いてよいし、組み合わせて用いてもよい。更に、このゴム質重合体(a)は、非架橋重合体であってよいし、架橋重合体であってもよい。
【0015】
ゴム質重合体(a)としては、ジエン系重合体及び非ジエン系重合体のいずれを用いてもよい。また、これらを組み合わせて用いることもできる。
上記のうち、ジエン系重合体が好ましく、該ジエン系重合体としては、ポリブタジエン、ポリイソプレン等の単独重合体;スチレン・ブタジエン共重合体、スチレン・ブタジエン・スチレン共重合体、アクリロニトリル・スチレン・ブタジエン共重合体等のスチレン・ブタジエン系共重合体;スチレン・イソプレン共重合体、スチレン・イソプレン・スチレン共重合体、アクリロニトリル・スチレン・イソプレン共重合体等のスチレン・イソプレン系共重合体;上記各(共)重合体の水素化物等が挙げられる。これらのうち、ポリブタジエン、スチレン・ブタジエン共重合体等が特に好ましい。
尚、上記各(共)重合体は、ブロック(共)重合体でもよいし、ランダム(共)重合体でもよい。
【0016】
上記ゴム強化ビニル系樹脂(A1)の形成に用いるゴム質重合体(a)の形状は、特に限定されないが、粒子状のものを用いることが好ましい。その重量平均粒子径は、好ましくは100〜2,000nmであり、更に好ましくは150〜600nm、特に好ましくは150〜450nmである。重量平均粒子径が100nm未満では、成形品の耐衝撃性が劣る傾向にあり、2,000nmを超えると、成形品の表面光沢性が劣る傾向にある。尚、上記重量平均粒子径は、レーザー回折法、光散乱法等により測定することができる。
【0017】
上記ゴム質重合体(a)の製造方法は、乳化重合、溶液重合等があるが、上記のように、好ましい平均粒子径等に調整するために、乳化重合が好ましい。乳化重合による具体的な平均粒子径(粒子径分布)の調整は、乳化剤の種類及びその使用量、開始剤の種類及びその使用量、重合時間、重合温度、攪拌条件等の製造条件を選択することにより可能である。また、上記平均粒子径(粒子径分布)の他の調整方法としては、異なる粒子径を有するゴム質重合体(a)の2種類以上をブレンドする方法でもよい。
【0018】
上記ゴム質重合体(a)は、重量平均粒子径が上記範囲内にあるものであれば、例えば、特公平4−79366号公報、特開昭59−93701号公報、特開昭56−167704号公報等に記載されている方法等の公知の方法により肥大化したものを用いることもできる。
【0019】
ゴム強化ビニル系樹脂(A1)の形成に用いられるビニル系単量体(b)は、上記のように、芳香族ビニル化合物及び/又は(メタ)アクリル酸エステル化合物を含む。即ち、このビニル系単量体(b)は、芳香族ビニル化合物のみでよいし、(メタ)アクリル酸エステル化合物のみでもよいし、これらの組合せでもよいし、これらの化合物の少なくとも一方の化合物と、該化合物と共重合可能な化合物(以下、「他の化合物」という。)との併用でもよい。
【0020】
上記芳香族ビニル化合物としては、少なくとも1つのビニル結合と、少なくとも1つの芳香族環とを有する化合物であれば、特に限定されない。その例としては、スチレン、α−メチルスチレン、o−メチルスチレン、p−メチルスチレン、ビニルトルエン、β−メチルスチレン、エチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、ビニルキシレン、ビニルナフタレン等が挙げられる。これらのうち、スチレン及びα−メチルスチレンが好ましい。また、この芳香族ビニル化合物は、1種単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
芳香族ビニル化合物を用いることにより、成形加工性、高硬度性、耐傷性、成形品の表面外観性が向上する。
【0021】
上記(メタ)アクリル酸エステル化合物としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸ベンジル等が挙げられる。これらは、1種単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
(メタ)アクリル酸エステル化合物を用いることにより、透明性、透明感を付与することができる。上記のうち、成形品に透明性、透明感が付与でき、更に優れた硬度が付与できることから、メタクリル酸メチルが好ましい。
【0022】
他の化合物としては、シアン化ビニル化合物、マレイミド系化合物、酸無水物、官能基を有するビニル系化合物等が挙げられる。
上記シアン化ビニル化合物としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等が挙げられる。これらのうち、アクリロニトリルが好ましい。
シアン化ビニル化合物を用いることにより、耐薬品性が向上する。
【0023】
上記マレイミド系化合物としては、マレイミド、N−メチルマレイミド、N−ブチルマレイミド、N−フェニルマレイミド、N−(2−メチルフェニル)マレイミド、N−(4−ヒドロキシフェニル)マレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド等が挙げられる。これらは、1種単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。尚、マレイミド系化合物からなる単位を導入する他の方法としては、例えば、無水マレイン酸を共重合し、その後イミド化する方法でもよい。
マレイミド系化合物を用いることにより、耐熱性が向上する。
上記酸無水物としては、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸等が挙げられる。これらは、1種単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0024】
また、官能基を有するビニル系化合物としては、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリル酸2−ヒドロキシエチル、ヒドロキシスチレン等のヒドロキシル基を有する化合物;メタクリル酸N,N−ジメチルアミノメチル、アクリル酸N,N−ジメチルアミノメチル、N,N−ジエチル−p−アミノメチルスチレン等のアミノ基を有する化合物;メタクリル酸グリシジル、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸3,4−オキシシクロヘキシル、アクリル酸3,4−オキシシクロヘキシル、ビニルグリシジルエーテル、メタリルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル等のエポキシ基を有する化合物;メタクリルアミド、アクリルアミド等のアミド基を有する化合物;メタクリル酸、アクリル酸等のカルボキシル基を有する化合物;ビニルオキサゾリン等のオキサゾリン基を有する化合物等が挙げられる。これらは、それぞれ、1種単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
これらの化合物を用いることにより、相溶化性、耐薬品性が向上する。
【0025】
上記ビニル系単量体(b)が、芳香族ビニル化合物及び/又は(メタ)アクリル酸エステル化合物と、他の化合物とから構成される場合、各成分の使用割合は、これらの合計を100質量%とした場合、それぞれ、好ましくは40〜100質量%及び60〜0質量%、より好ましくは50〜98質量%及び50〜2質量%、更に好ましくは60〜98質量%及び40〜2質量%である。他の化合物の使用割合が少なすぎると、上記他の化合物を使用する目的の性能(耐薬品性、耐熱性、相溶化性等の向上)が劣る傾向にあり、一方、多すぎると、成形加工性、成形品の表面外観性(光沢性、色調等)が劣る傾向にある。
尚、芳香族ビニル化合物及び(メタ)アクリル酸エステル化合物を併用する場合、各成分の使用割合は、これらの合計を100質量%とした場合、それぞれ、好ましくは5〜95質量%及び95〜5質量%、より好ましくは10〜90質量%及び90〜10質量%である。この範囲にあると、各成分の有する優れた効果が得られる。
【0026】
上記ゴム強化ビニル系樹脂(A1)は、上記ゴム質重合体(a)の存在下に、上記ビニル系単量体(b)を重合して得られたものであるが、その重合方法としては、乳化重合、溶液重合、塊状重合、懸濁重合等を適用することができる。いずれも、公知の条件を適用することができる。また、これらのうち、乳化重合が好ましい。
【0027】
上記ゴム強化ビニル系樹脂(A1)のグラフト率は、好ましくは10〜200%、より好ましくは15〜150%である。上記ゴム強化ビニル系樹脂(A1)のグラフト率が10%未満では、成形品の耐衝撃性が劣る傾向がある。また、200%を超えると、成形加工性及び成形品の耐衝撃性が劣る傾向がある。
ここで、グラフト率とは、上記ゴム強化ビニル系樹脂(A1)1グラム中のゴム成分をxグラム、上記ゴム強化ビニル系樹脂(A1)1グラムをアセトンに溶解させた際の不溶分をyグラムとしたときに、次式により求められる値である。
グラフト率(%)={(y−x)/x}×100
【0028】
また、上記ゴム強化ビニル系樹脂(A1)のアセトンによる可溶成分の極限粘度[η](メチルエチルケトン中、30℃で測定)は、好ましくは0.15〜1.0dl/g、より好ましくは0.2〜0.8dl/gである。極限粘度[η]がこの範囲であることにより、機械的強度及び成形加工性の物性バランスに優れる。
尚、上記のグラフト率及び極限粘度[η]は、上記ゴム強化ビニル系樹脂(A1)を製造するときの重合条件、即ち、重合開始剤、連鎖移動剤、乳化剤、溶剤等の種類や量、更には重合時間、重合温度等を変えることにより、容易に制御することができる。
【0029】
上記ゴム強化ビニル系樹脂(A1)は、1種単独で用いてもよいが、ゴム質重合体(a)の種類及び量、ビニル系単量体(b)の種類及び量を変化させて得られたものの2種以上を組み合わせて用いることもできる。
【0030】
尚、前述のように、上記成分[A]は、上記ゴム強化ビニル系樹脂(A1)のみであってよいし、該ゴム強化ビニル系樹脂(A1)と、上記ビニル系単量体(b)の重合によって得られた(共)重合体(A2)との混合物であってもよい。
【0031】
上記(共)重合体(A2)の形成に用いるビニル系単量体(b)としては、上記ゴム強化ビニル系樹脂(A1)の形成に用いられる前記化合物を適用することができる。
従って、(共)重合体(A2)は、上記ゴム強化ビニル系樹脂(A1)の形成に用いたビニル系単量体(b)と同一種類の単量体を同一組成で重合してなる重合体であってもよいし、同一種類の単量体を異なる組成で重合してなる重合体であってもよいし、更には、異なる種類の単量体を重合してなる重合体であってもよい。これらの各重合体が2種以上含まれるものであってもよい。
【0032】
上記(共)重合体(A2)としては、下記に例示される。
(i)単独重合体
ポリST、ポリMST、ポリMMA
(ii)共重合体
ST・(MST)・AN共重合体
MMA・ST・(MST)共重合体
MMA・AN共重合体
MMA・ST・(MST)・AN共重合体
PMI・ST・(MST)共重合体
PMI・ST・(MST)・AN共重合体
PMI・AN共重合体
PMI・MMA共重合体
PMI・MMA・ST・(MST)共重合体
PMI・MMA・AN共重合体
PMI・MMA・ST・(MST)・AN共重合体
〔但し、上記において、略語は以下の通りであり、これらの略語での表現は上記例示のみである。ST;スチレン、MST;α−メチルスチレン、AN;アクリロニトリル、MMA;メタクリル酸メチル、PMI;マレイミド化合物。また、カッコ付きは、使用と不使用の両方を示す。〕
これらの重合体は、単独であるいは組み合わせて用いることができる。また、重量平均分子量、極限粘度等物性の異なるものを組み合わせて用いることもできる。
【0033】
上記(共)重合体(A2)の極限粘度[η](メチルエチルケトン中、30℃で測定)は、好ましくは0.15〜1.2dl/g、より好ましくは0.2〜1.0dl/g、更に好ましくは0.2〜0.8dl/gである。極限粘度[η]がこの範囲であることにより、成形加工性、(共)重合体(A2)の有する性能の発揮性に優れる。
【0034】
上記(共)重合体(A2)は、上記ゴム強化ビニル系樹脂(A1)の製造に適用される重合開始剤等を用いて、溶液重合、塊状重合、乳化重合、懸濁重合等で重合することにより、あるいは、重合開始剤を用いない熱重合により、製造することができる。また、これらの重合方法を組み合わせてもよい。
また、この(共)重合体(A2)の極限粘度[η]は、重合条件を調整することにより制御することができる。
【0035】
上記ゴム強化樹脂に含有されるゴム質重合体(a)の含有量は、好ましくは5〜60質量%、より好ましくは10〜50質量%、更に好ましくは10〜40質量%である。ゴム質重合体(a)の含有量が少なすぎると、本発明の粉体組成物(I)及び造粒体を用いて得られる成形品の耐衝撃性が十分でない傾向にある。一方、多すぎると、成形加工性、成形品の表面外観性、剛性、耐熱性等が十分でない傾向にある。
【0036】
〔2〕ポリカーボネート樹脂
このポリカーボネート樹脂は、主鎖にカーボネート結合を有するものであれば、特に限定されず、芳香族ポリカーボネートでよいし、脂肪族ポリカーボネートでもよい。また、これらを組み合わせて用いてもよい。本発明においては、耐衝撃性、耐熱性等の観点から、芳香族ポリカーボネートが好ましい。尚、このポリカーボネート樹脂は、末端が、R−CO−基、R’−O−CO−基(R及びR’は、いずれも有機基を示す。)に変性されたものであってもよい。このポリカーボネート樹脂は、1種単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0037】
上記芳香族ポリカーボネートとしては、芳香族ジヒドロキシ化合物及び炭酸ジエステルを溶融によりエステル交換(エステル交換反応)して得られたもの、ホスゲンを用いた界面重縮合法により得られたもの、ピリジンとホスゲンとの反応生成物を用いたピリジン法により得られたもの等を用いることができる。
【0038】
上記ポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量は、溶媒として塩化メチレンを用い、温度20℃で測定された溶液粘度より換算した場合、好ましくは12,000〜40,000、より好ましくは14,000〜30,000、特に好ましくは16,000〜26,000である。この粘度平均分子量が高すぎると、造粒体を用いて成形品とする際、溶融時の流動性が十分でなく、成形加工性が低下する場合がある。一方、低すぎると、成形品の耐衝撃性、靭性及び耐薬品性が十分でない場合がある。
上記ポリカーボネート樹脂は、全体としての粘度平均分子量が上記範囲に入るものであれば、異なる粘度平均分子量を有するポリカーボネート樹脂の2種以上を混合して用いてもよい。
【0039】
〔3〕ポリエステル系樹脂
このポリエステル系樹脂は、分子の主鎖中にエステル結合を有する樹脂であれば特に限定されず、飽和ポリエステル樹脂であってよいし、不飽和ポリエステル樹脂であってもよい。これらのうち、飽和ポリエステル樹脂が好ましい。また、単独重合ポリエステルであってよいし、共重合ポリエステルであってもよい。更に、結晶性樹脂であってよいし、非晶性樹脂であってもよい。
【0040】
上記ポリエステル系樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリプロピレンテレフタレート(PPT)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリヘキサメチレンテレフタレート、ポリシクロヘキサン−1,4−ジメチルテレフタレート、ポリネオペンチルテレフタレート等のポリアルキレンテレフタレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリヘキサメチレンナフタレート等のポリアルキレンナフタレート等の単独重合ポリエステル、アルキレンテレフタレート単位及び/又はアルキレンナフタレート単位を主として含有する共重合ポリエステル、液晶ポリエステル等が挙げられる。これらのうち、ポリブチレンテレフタレートが好ましい。また、これらは、1種単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0041】
上記ポリエステル系樹脂の極限粘度は、特に限定されないが、フェノール及び1,1,2,2−テトラクロロエタンの混合溶媒(質量比6:4)を用いた場合、25℃において、好ましくは0.5〜1.5dl/g、より好ましくは0.5〜1.2dl/g、更に好ましくは0.6〜1.0dl/gの各範囲である。
【0042】
〔4〕アロイ
このアロイは、上記成分[A]の説明において例示した樹脂等の2種以上を組み合わせてなるものであれば、特に限定されない。
上記アロイとしては、ゴム強化樹脂及びポリカーボネート樹脂の組み合わせが挙げられる。
好ましい各樹脂量は、全量を100質量%とした場合、それぞれ10〜90質量%及び90〜10質量%、より好ましくは20〜80質量%及び80〜20質量%である。
【0043】
上記成分[A]における粉体の大きさ及び形状は、特に限定されない。
【0044】
尚、本発明においては、上記成分[A]は、全てが粉体であってよいし、粉体と、それ以外の塊状物(ペレット等)との混合物でもよい。後者の場合は、粉体の含有割合が、成分[A]全体に対し、好ましくは10質量%以上、より好ましくは30質量%以上であれば、本発明の効果が十分に得られる。
【0045】
1−2.成分[B]
この成分[B]は、熱伝導率が15W/m・K以上、好ましくは17W/m・K以上、より好ましくは18W/m・K以上、特に好ましくは20W/m・K以上の物質からなるものである。この熱伝導率が低すぎる物質を用いると、所望の熱伝導性付与効果を得るために、含有量を過剰とする必要があり、機械的強度が低下する等、得られる成形品の品質低下をまねくことがある。
【0046】
上記成分[B]としては、単体、合金及び化合物(酸化物、炭化物、窒化物、炭酸塩、有機金属化合物等)のいずれであってもよい。単体としては、黒鉛、カーボンナノチューブ等の炭素;金属等が挙げられる。化合物としては、マグネシウム化合物、アルミニウム化合物、亜鉛化合物、鉄化合物、銅化合物、銀化合物等が挙げられるが、酸化物が好ましい。
【0047】
マグネシウム化合物としては、酸化マグネシウム等が挙げられる。
アルミニウム化合物としては、酸化アルミニウム等が挙げられる。
また、亜鉛化合物としては、酸化亜鉛等が挙げられる。
上記成分[B]としては、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛及び黒鉛が好ましく、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム及び酸化亜鉛がより好ましく、酸化マグネシウムが特に好ましい。
【0048】
上記成分[B]は、1種単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができるが、上記物質の2種以上からなる複合体を用いることもできる。
また、酸化マグネシウムを、有機珪素化合物と任意の割合で含有する混合物として、これを加熱処理させ、得られた酸化マグネシウム複合体を成分[B]として用いることができる。
有機珪素化合物としては、シリコーンオイル、シランカップリング剤、アルコキシシラン化合物、シリル化剤等が挙げられる。これらのうち、シリコーンオイル及びシランカップリング剤が好ましく、シリコーンオイルが特に好ましい。
【0049】
シリコーンオイルとしては、未変性シリコーンオイル及び変性シリコーンオイルのいずれを用いてもよく、これらを組み合わせて用いてもよい。未変性シリコーンオイルとしては、ポリシロキサンの側鎖及び末端がすべてメチル基であるジメチルシリコーンオイル、ポリシロキサンの側鎖の一部がフェニル基であるメチルフェニルシリコーンオイル、ポリシロキサンの側鎖の一部が水素原子であるメチルハイドロジェンシリコーンオイル等が挙げられる。また、変性シリコーンオイルとしては、アルコキシ変性、アミノ変性、カルボキシル変性、エポキシ変性、シラザン変性、フェノール変性、カルビノール変性、メタクリル変性、メルカプト変性、ポリエーテル変性、メチルスチリル変性、アルキル変性、高級脂肪酸エステル変性、フッ素変性、親水性特殊変性等が挙げられるが、反応性の有無も特に限定されない。
これらのうち、アルコキシ変性シリコーンオイル及びメチルハイドロジェンシリコーンオイルが好ましく、アルコキシ変性シリコーンオイルが特に好ましい。
【0050】
酸化マグネシウム及び有機珪素化合物の混合比は、通常、酸化マグネシウム100質量部に対し、有機珪素化合物が0.1〜10質量部の範囲である。
加熱処理は、混合物を、電気炉、ガス炉等の工業炉等を用い、100〜800℃、好ましくは200〜600℃、より好ましくは250〜400℃の温度に加熱して行う。その際の加熱時間は、通常、10分〜5時間、好ましくは30分〜4時間、より好ましくは30分〜3時間である。
このようにして得られた酸化マグネシウム複合体を用いることにより、耐水性に優れた成形品を得ることができる。
【0051】
尚、上記成分[B]の形状は、特に限定されず、球状、板状、繊維状(線状)、不定形状等のいずれでもよい。
また、平均粒子径、比表面積等は特に限定されず、繊維状である場合の平均長さ、アスペクト比等も特に限定されない。
上記成分[B]が微細であると、下記成分[C]の使用効果が一段と発揮される。
【0052】
本発明の粉体組成物(I)中の成分[B]の含有量は、上記成分[A]100質量部に対し、10〜10,000質量部であり、好ましくは15〜1,000質量部、より好ましくは20〜900質量部、更に好ましくは25〜800質量部である。成分[B]の含有量が少なすぎると、熱伝導性付与効果が十分でなく、一方、多すぎると、得られる成形品等の機械的強度が低下する場合がある。
【0053】
1−3.成分[C]
この成分[C]は、20℃における粘度が5〜20,000mPa・s、好ましくは70〜20,000mPa・s、より好ましくは100〜10,000mPa・s、更に好ましくは100〜8,000mPa・sの液状材料である。粘度が高すぎると、成分[B]の舞い上がり防止性及び流動化防止性が劣る場合がある。
上記成分[C]は、単一物質であってよいし、2以上の物質からなる混合物であってもよい。
【0054】
上記成分[C]が単一物質である場合、高分子、低分子有機化合物等の有機物質が好ましい。
高分子としては、繰り返し単位を有する化合物であれば、特に限定されることなく用いることができるが、一般に、液状ポリマーが挙げられる。
液状ポリマーとしては、オレフィン単位の1種以上を含むポリオレフィン;共役ジエン(ブタジエン、イソプレン、クロロプレン等)の単独重合体及び共重合体(ブタジエン・アクリロニトリル共重合体、ブタジエン・スチレン共重合体等);ポリイソブチレン;(メタ)アクリル酸の単独重合体及び共重合体;(メタ)アクリル酸エステルの単独重合体及び共重合体;オイル等が挙げられる。
【0055】
ポリオレフィンとしては、エチレン単位と、炭素数が3以上のα−オレフィン(プロピレン、ブテン−1、ペンテン−1、4−メチルペンテン−1、ヘキセン−1等)からなる単位とを含むエチレン・α−オレフィン共重合体;エチレン単位と、炭素数が3以上のα−オレフィンからなる単位と、非共役ジエン単位(ジシクロペンタジエン、エチリデンノルボルネン、1,6−ヘキサジエン等からなる単位)とを含むエチレン・α−オレフィン・非共役ジエン共重合体等が挙げられる。
【0056】
共役ジエンの重合体としては、液状ポリブタジエン、液状ポリイソプレン、液状ポリクロロプレン、液状ポリイソブチレン、液状ブタジエン・アクリロニトリル共重合体等が挙げられる。
【0057】
低分子有機化合物としては、アルコール、エポキシ、エステル、アミン、アミド等が挙げられる。通常、有機溶媒として用いられるものを用いることもできる。その他、液状の可塑剤等を用いることもできる。
アルコールとしては、飽和アルコール、不飽和アルコールのいずれでもよく、また、脂肪族アルコール、脂環族アルコール、芳香族アルコールのいずれでもよい。また、ヒドロキシル基の数も、1つ、2つ及び3つ以上のいずれでもよい。更に、炭素数の数も特に限定されない。
エステルとしては、カルボン酸エステル、リン酸エステル等が挙げられる。
【0058】
上記成分[C]が混合物である場合、上記の高分子、低分子有機化合物として例示したものが組み合わされてなるものであってよいし、無機物質又は有機物質(高分子でも低分子でもよい)が、水又は有機溶媒(混合溶媒を含む)に溶解又は分散したものであってもよい。後者の場合は、成分[B]の種類によって、両者が反応する場合があるので、反応しない成分が選択される。
【0059】
上記成分[C]としては、高分子単独及び高分子を含む混合物が好ましい。高分子単独の場合は、液状ポリマーが好ましく、なかでも、エチレン・α−オレフィン共重合体、及びポリブタジエン等の共役ジエンを用いて得られた(共)重合体が好ましい。また、高分子を含む混合物の場合は、水溶液、有機溶媒溶液、及びラテックス等の分散液が好ましい。好ましい成分[C]は、液状ポリマーであり、飛散・流動化の防止性が一層優れる。
【0060】
本発明の粉体組成物(I)中の成分[C]の含有量は、上記の成分[A]及び[B]の合計100質量部に対し、0.5〜10質量部であり、好ましくは1〜9質量部、より好ましくは1.2〜8.5質量部、更に好ましくは1.5〜8質量部である。成分[C]の含有量が少なすぎると、成分[B]の舞い上がり及び流動化が顕著となり、一方、多すぎると、得られる成形品等の熱伝導性が低下する場合がある。
【0061】
本発明の粉体組成物(I)は、熱可塑性樹脂組成物の調製等のために、公知の添加剤が更に含有されたものとすることができる。
添加剤としては、充填剤、酸化防止剤、老化防止剤、紫外線吸収剤、耐候剤、難燃剤、防曇剤、滑剤、抗菌剤、帯電防止剤、可塑剤、着色剤等が挙げられる。
【0062】
1−4.粉体組成物(I)の製造方法
本発明の粉体組成物(I)は、下記の方法により製造することができる。尚、添加剤を併用する場合は、予め各原料と混合したものを用いてよいし、混合時に独立に配合してもよい。
[イ]熱可塑性樹脂粉体と、熱伝導率が15W/m・K以上の熱伝導性付与材料と、20℃における粘度が5〜20,000mPa・sの液状単一物質とを混合する方法。
[ロ]熱可塑性樹脂粉体と、熱伝導率が15W/m・K以上の熱伝導性付与材料と、20℃における粘度が5〜20,000mPa・sの液状混合物とを混合する方法。
この液状混合物としては、上記のように、無機物質又は有機物質(高分子でも低分子でもよい)が、水又は有機溶媒(混合溶媒を含む)に溶解又は分散したものを用いることができる。尚、混合物として粘度が5〜20,000mPa・sであれば、1含有成分の粘度が20,000mPa・sを超えてもよい。
尚、上記各方法において、熱可塑性樹脂粉体と、熱伝導率が15W/m・K以上の熱伝導性付与材料と、20℃における粘度が5〜20,000mPa・sの液状材料(液状単一物質及び液状混合物)の各量は、製造後、上記本発明の粉体組成物(I)における各割合を満たすように用いるものとする。
上記各方法のうち、態様[イ]が好ましい。
【0063】
上記各方法において、混合は、好ましくは密閉容器内で、ヘンシェルミキサー、タンブラー等公知の撹拌装置等を用いて行われる。攪拌羽根の形状、回転数等は特に限定されない。また、混合は、通常、常温で行われ、混合時間も特に限定されない。尚、混合中、発熱する場合は、冷却手段を講じてもよい。
【0064】
また、上記各方法において、一括して混合してよいし、分割添加して混合してもよい。任意の2原料成分を混合した後、残りの成分を添加して混合してもよい。更に、混合後、必要に応じて、脱揮、濾過等を行ってもよい。
以上の方法により、本発明の粉体組成物(I)を容易に得ることができる。
【0065】
2.造粒体及び成形品
本発明の造粒体は、上記本発明の粉体組成物(I)を造粒してなるもの(熱伝導性樹脂組成物)であり、ペレット等を意味する。
上記造粒体は、押出機、バンバリーミキサー、ニーダー、ロール、フィーダールーダー等により、上記本発明の粉体組成物(I)を混練し、棒状等に押し出して切断することにより製造することができる。混練温度は、通常、190〜300℃である。
尚、上記本発明の粉体組成物(I)が、予め、添加剤を含有する場合、及び、添加剤を含有せず、造粒体に添加剤を含有させる場合のいずれにおいても、上記装置に一括配合して混練してもよく、多段、分割配合して混練してもよい。
本発明の造粒体は、優れた熱伝導性が要求される成形品用の加工原料として好適である。
【0066】
また、本発明の成形品は、上記本発明の造粒体を成形してなるものである。
本発明の成形品は、射出成形、押出成形(シート押出、異形押出)、中空成形、圧縮成形、真空成形、発泡成形、ブロー成形等の公知の成形法により、製造することができる。成形温度は、シリンダー温度で、通常、220〜280℃、好ましくは230〜260℃である。
【0067】
本発明の造粒体及び成形品に含有される成分[C]の含有量は、造粒体及び成形品の製造工程で、成分[C]が蒸発(揮発)、分解等を生じるものであると、使用に供した粉体組成物(I)中の成分[C]の含有量と一致しない場合がある。
【0068】
本発明の造粒体及び成形品は、下記性質を備える。
構成する樹脂成分がゴム強化樹脂を含む場合、本発明の造粒体及び成形品におけるゴム質重合体(a)の含有量は、好ましくは5〜60質量%であり、より好ましくは10〜50質量%、更に好ましくは10〜40質量%である。ゴム質重合体(a)の含有量が少なすぎると、成形品の耐衝撃性が十分でない傾向にあり、多すぎると、造粒体において成形加工性が十分でない場合があり、得られる成形品において表面外観性、剛性等が十分でない場合がある。
【0069】
本発明の成形品における熱伝導率(25℃)は、好ましくは0.4W/m・K以上、より好ましくは0.8W/m・K以上、更に好ましくは1.0W/m・K以上とすることができる。含有される成分[B]の分散性に優れるため、安定した性能が発揮される。
【0070】
本発明の成形品としては、ハウジング、基板、パネル、ヒートシンク、放熱フィン、ファン、パッキン等が挙げられる。
【0071】
3.粉体組成物(II)
本発明の粉体組成物(II)は、上記熱伝導性付与材料[B]と、上記液状材料[C]とを所定割合で含有する組成物である。
【0072】
上記液状材料[C]としては、粉舞い上がり防止性及び流動化防止性に優れることから、液状ポリマーが好ましい。
本発明の粉体組成物(II)中の液状材料[C]の含有量は、上記熱伝導性付与材料[B]100質量部に対して、0.5〜10質量部であり、好ましくは1〜9質量部、より好ましくは1.2〜8.5質量部である。
【0073】
本発明の粉体組成物(II)は、成分[B]及び[C]を、好ましくは密閉容器内で、ヘンシェルミキサー、タンブラー等公知の撹拌装置等を用いて混合することにより得られる。攪拌羽根の形状、回転数等は特に限定されない。また、混合は、通常、常温で行われ、混合時間も特に限定されない。尚、混合中、発熱する場合は、冷却手段を講じてもよい。
【0074】
混合に際して、全成分を一括して混合してよいし、分割添加して混合してもよい。また、成分[B]及び[C]のいずれか一方の攪拌下、他方を添加して混合してもよい。更に、混合後、必要に応じて、脱揮、濾過等を行ってもよい。
以上の方法により、粉体組成物(II)を容易に得ることができる。
【0075】
本発明の粉体組成物(II)は、取り扱い性に優れた添加剤として有用である。例えば、この粉体組成物(II)を、上記成分[A]とともに混練して樹脂組成物を調製する際に、粉の舞い上がり及び流動化が抑制され、効率的である。この樹脂組成物において、成分[A]、[B]及び[C]の含有量が、上記本発明の粉体組成物(I)における各含有割合を満足する場合には、該樹脂組成物を用いて本発明の造粒体及び成形品を製造することができ、上記と同様の効果が得られる。
【実施例】
【0076】
以下に実施例を挙げ、本発明を更に詳細に説明するが、本発明の主旨を超えない限り、本発明はかかる実施例に限定されるものではない、尚、下記において、部及び%は、特に断らない限り、質量基準である。
【0077】
1.評価方法
下記の実施例及び比較例における、各評価項目の測定方法を以下に示す。
(1)粉体組成物の粉舞い上がり防止性
ビーカーに入れた粉体組成物100gを、下端を封止した、透明ガラス製の円筒(内径70mm、高さ400mm)に、その上端開口部から一気に投入した。投入後、10秒間静置し、円筒内の空間における粉の舞い上がりについて観察し、下記基準で評価した。
○;粉の舞い上がりがほとんどなし。
△;粉の舞い上がりが若干あり。
×;粉の舞い上がりが顕著である。
(2)粉体組成物の流動化防止性
200ccビーカーに入れた粉体組成物100gを、図1に示す装置のロート1(図中、長さの単位はすべてmmである。)の斜面に向けて30秒かけて投入し、ロート下端から100mm下の平板2上に堆積させた。堆積した粉体組成物3の安息角を測定し、流動性を、下記基準で評価した。
○;安息角が20度以上である(流動しなく良好である)。
△;安息角が10度以上20度未満である。
×;安息角が10度未満である(流動が顕著で不良である)。
(3)成形加工性
造粒体を東芝社製射出成形機(型名「EC−60」)に投入し、シリンダー設定温度230℃、射出圧力100mPa、射出速度60mm/sec及び金型温度50℃とし、スパイラルフロー金型厚み2mm、幅10mm及び間隔10mmのスパイラルフロー試験片を得た。得られた試験片の長さを用い、下記の基準で評価した。
○;L/T値が10以上
×;L/T値が10未満。
(4)熱伝導率
アルバック理工社製レーザーフラッシュ法熱定数測定装置(型名「TR−7000R」)を用い、25℃における熱伝導率を測定した。試験片は、内径10mm及び厚さ1.5mmの円板である。
(5)シャルピー衝撃強さ
ISO 179に準じて測定した。
(6)燃焼性
長さ127mm、幅13mm及び厚さ2mmの試験片を用い、UL94規格に準じ、垂直燃焼試験を行った。
【0078】
2.粉体組成物の原料成分
以下に、本発明の粉体組成物(I)及び(II)の評価に用いた成分を示す。
(1)熱可塑性樹脂粉体[A]
この熱可塑性樹脂粉体[A]は、以下に示すゴム強化ビニル系樹脂〔A1〕からなる粉末及びアクリロニトリル・スチレン共重合体〔A2〕からなる粉末を、そのまま、あるいは、ポリカーボネート樹脂からなるペレット及びポリブチレンテレフタレート樹脂からなるペレットと組み合わせて用いた。
【0079】
[a]ゴム強化ビニル系樹脂〔A1〕
攪拌機を備えた内容積7リットルのガラス製フラスコに、イオン交換水75部、ロジン酸カリウム0.5部、tert−ドデシルメルカプタン0.1部、体積平均粒子径350nm及びゲル含率85%のポリブタジエンゴムラテックス60部(固形分)、スチレン10部及びアクリロニトリル2部を投入し、窒素気流中、攪拌しながら昇温させた。温度が45℃となった時点で、ピロリン酸ナトリウム0.2部、硫酸第1鉄7水和物0.01部及びブドウ糖0.2部をイオン交換水20部に溶解した水溶液を加えた。その後、クメンハイドロパーオキサイド0.07部を添加し、重合を開始した。
1時間重合した後、更にイオン交換水50部、ロジン酸カリウム0.7部、スチレン21部、アクリロニトリル7部、tert−ドデシルメルカプタン0.05部及びクメンハイドロパーオキサイド0.01部を3時間かけて連続的に添加しながら1時間重合を継続した。次いで、2,2’−メチレン−ビス(4−エチル−6−tert−ブチルフェノール)0.2部を添加し重合を完結させた。
その後、反応生成物であるラテックスを硫酸水溶液により凝固させ、水洗及び乾燥し、粉末状のゴム強化共重合樹脂〔A1〕を得た。このゴム強化共重合樹脂〔A1〕は、かさ比重が0.36であり、粒径分布は、20メッシュパス品26%、100メッシュオン品61%、200メッシュオン品11%及び200メッシュパス品2%であった。
【0080】
[b]アクリロニトリル・スチレン共重合体〔A2〕
懸濁重合により得られた、ビーズ状(重量平均粒子径;0.8mm)のアクリロニトリル・スチレン共重合体〔A2〕(アクリロニトリル単位量29.5%及びスチレン単位量70.5%)を用いた。
[c]ポリカーボネート樹脂〔A3〕
三菱エンジニアリングプラスチック社製ポリカーボネート樹脂ペレット(商品名「ノバレックス7022PJ」)を用いた。溶媒として塩化メチレンを用い、温度20℃で測定された溶液粘度より換算した粘度平均分子量は18,000である。
[d]ポリブチレンテレフタレート樹脂〔A4〕
三菱エンジニアリングプラスチック社製ポリブチレンテレフタレート樹脂ペレット(商品名「ノバデュラン5007」)を用いた。溶媒としてフェノール及び1,1,2,2−テトラクロロエタンの混合溶媒(質量比6:4)を用い、温度25℃で測定された極限粘度は0.71dl/gである。
【0081】
(2)熱伝導性付与材料
[a]酸化マグネシウム〔B1〕
純度99.1%、BET比表面積1.2m/g、体積平均粒子径(Dv)14.2μm、Dv/Dn=31.0、熱伝導率60W/m・Kの酸化マグネシウムを用いた。
尚、BET比表面積は、日機装社製ベータソーブ自動表面積計(型名「4200」)を用いて測定した。また、Dv及びDv/Dnは、測定試料を約0.2g採取し、50mlのエタノール中に分散させ、日本精機製作所社製超音波分散装置(型名「US−330T」)を用いて3分間分散させた後、日機装社製マイクロトラック粒度分布計(型名「model HRA」)によりDv及びDnを測定した。
[b]有機珪素化合物処理酸化マグネシウム〔B2〕
上記酸化マグネシウム〔B1〕100部をヘンシェルミキサーに入れ、これにメチルハイドロジェンシリコーンオイル(信越化学工業社製、商品名「KF−99」)1部を徐々に添加しながら撹拌した。全量添加後、更に15分間混合し、ステンレス製トレイに移し、送風乾燥機を用いて、空気雰囲気下、温度300℃で1時間加熱して得られた、熱伝導率60W/m・Kの有機珪素化合物処理酸化マグネシウムを用いた。体積平均粒子径は、上記酸化マグネシウム〔B1〕と同じである。
[c]黒鉛〔B3〕
アスペクト比16、重量平均粒子径161μm、固定炭素量99.8%、D80/D20=2.7、熱伝導率250W/m・Kの鱗片状黒鉛粒子(中越黒鉛工業社製、商品名「HF−150A」)を用いた。
[d]酸化亜鉛〔B4〕
重量平均粒子径0.6μm、熱伝導率45W/m・Kの酸化亜鉛粉末(堺化学工業社製、商品名「ZINC OXIDE No.2」)を用いた。
【0082】
(3)液状材料
[a]液状ポリブタジエン〔C1〕
シス−1,4が75%、トランス−1,4が24%及び1,2−ビニルが1%の構造を有し、20℃における粘度が800mPa・sの液状ポリブタジエン(デグサAG社製、商品名「ポリオイル110」)を用いた。
[b]液状ポリブタジエン〔C2〕
シス−1,4が75%、トランス−1,4が24%及び1,2−ビニルが1%の構造を有し、20℃における粘度が3,000mPa・sの液状ポリブタジエン(デグサAG社製、商品名「ポリオイル130」)を用いた。
[c]液状ポリオレフィン〔C3〕
エチレン単位量50〜60%及びプロピレン単位量50〜40%からなり、20℃における粘度が2,200mPa・sのエチレン・プロピレン共重合体(三井化学社製、商品名「ルーカントHC−150」)を用いた。
[d]液状ポリオレフィン〔C4〕
エチレン単位量50〜60%及びプロピレン単位量50〜40%からなり、20℃における粘度が60mPa・sのエチレン・プロピレン共重合体(三井化学社製、商品名「ルーカントHC−10」)を用いた。
[e]液状ポリオレフィン〔C5〕
エチレン単位量50〜60%及びプロピレン単位量50〜40%からなり、20℃における粘度が37,500mPa・sのエチレン・プロピレン共重合体(三井化学社製、商品名「ルーカントHC−2000」)を用いた。
【0083】
(4)添加剤
[a]滑剤〔D1〕
エチレンビスステアリン酸アマイド(花王社製、商品名「カオーワックスEG−P」)を用いた。
[b]難燃剤〔D2〕
1,3−フェニレンビスジキシレニルホスフェート(大八化学社製、商品名「芳香族縮合リン酸エステルPX−200」)を用いた。
[c]酸化防止剤〔D3〕
テトラキス[メチレン−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニルプロピオネート]メタン(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、商品名「Irganox1010」)を用いた。
[d]酸化防止剤〔D4〕
ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト(旭電化社製、商品名「アデカスタブPEP−36」)を用いた。
【0084】
3.粉体組成物(I)及び造粒体の製造並びに評価
実施例1〜13及び比較例1〜5
上記の各原料成分を、表1及び表2の配合割合に従って、密閉可能な容器に投入し、ミキサーにより5分間混合し、粉体組成物を得た。その後、粉舞い上がり防止性及び流動化防止性について評価し、その結果を表1及び表2に示した。
次いで、上記で得られた粉体組成物を、プラスチック工学研究所社製押出機(商品名「PLABOR PT40S230−1型」)に導入し、シリンダー設定温度245℃及びスクリュー回転数140rpmで溶融混練押出し、ペレット(造粒体)を得た。その後、所定形状の試験片を作製し、各種評価を行い、その結果を表1及び表2に併記した。
【0085】
【表1】

【0086】
【表2】

【0087】
表1及び表2より、以下のことが明らかである。
比較例1及び2は、液状材料が配合されなかった例及び高粘度の液状材料が配合された例であり、いずれも、粉の舞い上がり及び流動化が顕著であった。比較例3は、熱伝導性付与材料の配合量が本発明の範囲外に少ない例であり、耐衝撃性に優れるものの、熱伝導性が十分ではなかった。比較例4は、熱伝導性付与材料の配合量が本発明の範囲外に多い例であり、成形加工性に劣っていた。比較例5は、液状材料の配合量が本発明の範囲外に多い例であり、熱伝導性が十分ではなかった。
一方、実施例1〜13は、いずれも、粉の舞い上がり及び流動化が抑制され、試験片(成形品)とするための成形加工性に優れ、得られた成形品の熱伝導性及び耐衝撃性にも優れていた。
【0088】
4.粉体組成物(II)の製造及び評価
実施例14及び15
上記の、熱伝導性付与材料〔B1〕と、液状材料〔C2〕又は〔C5〕とを、表3の配合割合に従って、密閉可能な容器に投入し、ミキサーを用いて、5分間混合することにより、粉体組成物を調製した。
その後、粉舞い上がり防止性、及び、流動化防止性の評価を行い、その結果を表3に示した。
【0089】
【表3】

【0090】
表3から明らかなように、実施例14及び15のいずれにおいても、粉の舞い上がり及び流動化が抑制された。
【産業上の利用可能性】
【0091】
本発明の粉体組成物は、熱伝導性樹脂成形品の加工原料として好適である。
本発明の造粒体は、成形加工性に優れるため、成形品の形状及び大きさについて、選択性が高い。また、成分[B]が、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛等である場合には、金属、合金等の熱伝導率の特に高い成分を含有しなくとも、十分な熱伝導性を有する成形品とすることができ、電気絶縁性にも優れている。従って、ハウジング、基板、パネル、ヒートシンク、放熱フィン、ファン、パッキン等として用いることができる。これらの部材は、回路基板、チップ、サーマルヘッド、モーター等の電子部品;テレビ、ラジオ、カメラ、ビデオカメラ、オーディオ、ビデオ、照明具等の電気機器等に好適であり、特に、電子部品等からの熱を外部に逃がすためのハウジング、ヒートシンク及びファン;オーディオバックパネル;液晶テレビの液晶板固定部材等に好適である。
【図面の簡単な説明】
【0092】
【図1】実施例において、粉体組成物の流動化防止性の評価装置を示す概略図である。
【符号の説明】
【0093】
1;ロート
2;平板
3;粉体組成物。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
[A]熱可塑性樹脂粉体と、[B]熱伝導率が15W/m・K以上の熱伝導性付与材料と、[C]20℃における粘度が5〜20,000mPa・sの液状材料とを含有する粉体組成物であって、
上記熱伝導性付与材料[B]の含有量は、上記熱可塑性樹脂[A]100質量部に対し、10〜10,000質量部であり、且つ、
上記液状材料[C]の含有量は、上記熱可塑性樹脂[A]及び上記熱伝導性付与材料[B]の合計100質量部に対し、0.5〜10質量部であることを特徴とする粉体組成物。
【請求項2】
上記液状材料[C]が、液状ポリマーである請求項1に記載の粉体組成物。
【請求項3】
上記熱伝導性付与材料[B]が、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛及び黒鉛から選ばれた少なくとも1種である請求項1又は2に記載の粉体組成物。
【請求項4】
請求項1乃至3のいずれかに記載の粉体組成物を造粒してなることを特徴とする造粒体。
【請求項5】
請求項4に記載の造粒体を成形してなることを特徴とする成形品。
【請求項6】
上記熱伝導性付与材料[B]と、上記液状材料[C]とを含有する組成物であって、該液状材料[C]の含有量は、該熱伝導性付与材料[B]100質量部に対して、0.5〜10質量部であることを特徴とする粉体組成物。

【図1】
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【公開番号】特開2007−99820(P2007−99820A)
【公開日】平成19年4月19日(2007.4.19)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−288479(P2005−288479)
【出願日】平成17年9月30日(2005.9.30)
【出願人】(396021575)テクノポリマー株式会社 (278)
【Fターム(参考)】