(57)【要約】【課題】  射出成形により樹脂成形体を作製した場合においても、高い熱伝導性を示し、優れた成形加工適性を有する熱可塑性樹脂成形体を提供すること。【解決手段】  核部と該核部から異なる４軸方向に伸びた針状結晶部とからなるテトラポット状酸化亜鉛ウィスカーおよび平均粒子径が100nm以下の微小充填材料を熱可塑性樹脂に配合して成形して得られる熱可塑性樹脂成形体。テトラポット状酸化亜鉛ウィスカーおよび微小充填材料の配合量合計が15体積%以上である前記熱可塑性樹脂成形体。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
核部と該核部から異なる４軸方向に伸びた針状結晶部とからなるテトラポット状酸化亜鉛ウィスカーおよび平均粒子径が100nm以下の微小充填材料を熱可塑性樹脂に配合して成形して得られる熱可塑性樹脂成形体。
【請求項２】
熱可塑性樹脂が下記に定義される流動温度が260〜400℃の液晶ポリエステル樹脂である請求項１記載の熱可塑性樹脂成形体。
流動温度：内径1mm、長さ10mmのノズルを持つ毛細管レオメータを用い、100kg/cm2の荷重下において、4℃/分の昇温速度で加熱溶融体をノズルから押し出すときに、溶融粘度が48000ポイズを示す温度
【請求項３】
テトラポット状酸化亜鉛ウィスカーおよび微小充填材料の配合量合計が15体積%以上である請求項１または２記載の熱可塑性樹脂成形体。
【請求項４】
微小充填材料の熱伝導率が２０℃において10W/mK以上である請求項１〜３のいずれかに記載の熱可塑性樹脂成形体。
【請求項５】
微小充填材料が酸化亜鉛である請求項１〜４のいずれかに記載の熱可塑性樹脂成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テトラポット状酸化亜鉛ウィスカーおよび微小充填材料を配合せしめてなる熱伝導性および成形加工適性に優れる熱可塑性樹脂成形体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気・電子部品の小型化、高性能化にともない部品内での発熱が顕著となり、熱の蓄積による機器の性能低下が問題となっている。そこで、安全性や信頼性の観点から熱伝導性に優れた材料が求められている。従来、高い熱伝導性を必要とする材料には金属材料が用いられてきたが、部品の小型化、高性能化のため材料には軽量性や易成形加工性が要求されており、樹脂への代替が進んでいる。しかしながら、樹脂は熱伝導性が元々低く、樹脂自体の高熱伝導化には限界がある。そこで、熱伝導率の高い充填材料（例えば、アルミナ、酸化マグネシウム、窒化ホウ素、炭素繊維等）を樹脂に高充填し、樹脂組成物を高熱伝率化する方法が行われている（例えば特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−７３６５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
粒子状充填材料を樹脂に配合した場合、樹脂成形体の高熱伝導化には多量の充填材料が必要となる。充填量が多いと成形体の流動性が低下し成形加工が困難となるため、樹脂化のメリットが小さくなる。繊維状充填材料を配合した場合、繊維同士の接触確率は粒子状充填材料と比較して高く熱伝導路が形成されやすいため、粒子状充填材料より少ない充填量で高い熱伝導率が期待できる。しかしながら、射出成形により樹脂成形体を作製した場合、繊維は射出方向に平行に配向する傾向にあるため、繊維同士の接触確率は繊維がランダムに分散した場合と比較して低くなってしまう。
本発明は、このような問題点に鑑み、射出成形により樹脂成形体を作製した場合においても、高い熱伝導性を示し、優れた成形加工適性を有する熱可塑性樹脂成形体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
即ち本発明は、核部と該核部から異なる４軸方向に伸びた針状結晶部とからなるテトラポット状酸化亜鉛ウィスカーおよび平均粒子径が100nm以下の微小充填材料を熱可塑性樹脂に配合して成形して得られる熱可塑性樹脂成形体にかかるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明の熱可塑性樹脂成形体に使用される熱可塑性樹脂とは、成形加工が可能な合成樹脂を指すが、特に本発明の目的に効果的な熱可塑性樹脂は液晶ポリエステルである。液晶ポリエステルは、サーモトロピック液晶ポリマーと呼ばれるポリエステルであり、（１）芳香族ヒドロキシカルボン酸と芳香族ジカルボン酸と芳香族ジオールとの組み合わせを反応させて得られるもの、（２）異種の芳香族ヒドロキシカルボン酸を反応させて得られるもの、（３）芳香族ジカルボン酸と芳香族ジオールとの組み合わせを反応させて得られるもの、（４）ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステルに芳香族ヒドロキシカルボン酸を反応させて得られるもの、等が挙げられ、400℃以下の温度で異方性溶融体を形成するものが好ましい。
なお、これらの芳香族ジカルボン酸、芳香族ジオールおよび芳香族ヒドロキシカルボン酸の代わりに、それらのエステル形成性誘導体が使用されることもある。
該液晶ポリエステルの繰り返し構造単位としては下記のものを例示することができるが、これらに限定されるものではない。
【０００７】
芳香族ヒドロキシカルボン酸に由来する繰り返し構造単位：
2006057064.tif 000002
（上記の繰り返し構造単位は、ハロゲン原子、アルキル基またはアリール基で置換されていてもよい。）
【０００８】
芳香族ジカルボン酸に由来する繰り返し構造単位：
2006057064.tif 000003
（上記の繰り返し構造単位は、ハロゲン原子、アルキル基またはアリール基で置換されていてもよい。）
【０００９】
芳香族ジオールに由来する繰り返し構造単位：
2006057064.tif 000004
【００１０】
2006057064.tif 000005
（上記の繰り返し構造単位は、ハロゲン原子、アルキル基またはアリール基で置換されていてもよい。） 
【００１１】
耐熱性、機械的特性、加工性のバランスから特に好ましい液晶ポリエステルは、前記（Ａ1 ）で表される繰り返し構造単位を少なくとも３０モル％含むものである。
【００１２】
具体的には繰り返し構造単位の組み合わせが下式（ａ）〜（ｆ）のものが好ましい。
（ａ）：（Ａ1 ）、（Ｂ1 ）または（Ｂ1 ）と（Ｂ2 ）の混合物、（Ｃ1 ）。
（ｂ）：（Ａ1 ）、（Ａ2 ）。
（ｃ）：（ａ）の構造単位の組み合わせのものにおいて、Ａ1 の一部をＡ2 で置きかえたもの。
（ｄ）：（ａ）の構造単位の組み合わせのものにおいて、Ｂ1 の一部をＢ3 で置きかえたもの。
（ｅ）：（ａ）の構造単位の組み合わせのものにおいて、Ｃ1 の一部をＣ3 で置きかえたもの。
（ｆ）：（ｂ）の構造単位の組み合わせたものにＢ1 とＣ2 の構造単位を加えたもの。
基本的な構造となる（ａ）、（ｂ）の液晶ポリエステルについては、それぞれ、例えば特公昭４７−４７８７０号公報、特公昭６３−３８８８号公報等に記載されている。
【００１３】
本発明においては、充填材としては、テトラポット状酸化亜鉛ウィスカーおよび平均粒子径が100nm以下の微小充填材料が必須成分である。
【００１４】
本発明に使用されるテトラポット状酸化亜鉛ウィスカーは、核部と該核部から異なる４軸方向に伸びた針状結晶部とからなり、前記針状結晶部の基部の径は好ましくは０．７〜１４μｍであり、前記針状結晶部の基部から先端までの長さは好ましくは3〜200μｍである。かかるテトラポット状酸化亜鉛ウィスカーは、特開平１−２５２５９９号公報記載の方法で得られ、また、松下産業情報機器株式会社から種々のグレードが市販されている。
【００１５】
本発明に使用される微小充填材料は、平均粒子径が100nm以下であり、好ましくは50nm以下のものである。また、該微小充填材料の熱伝導率は２０℃において１０Ｗ／ｍＫ以上であることが好ましい。特に本発明の目的に効果的な微小充填材料は酸化亜鉛および酸化アルミニウムである。
【００１６】
本発明においては、該テトラポット状酸化亜鉛ウィスカーおよび該微小充填材料の配合量合計の樹脂成形体全体に対する体積分率は15体積%以上であることが好ましい。該配合量合計が少ないと、充填材同士の接触点が少なく熱伝導率の向上に効果的でなくなってくる。該配合量合計が多すぎると、成形加工時の流動性が低下し更に成形体が脆くなるため、該配合量合計は７０体積％以下であることが好ましい。ここで、テトラポット状酸化亜鉛ウィスカーおよび微小充填材料の合計体積％は、あらかじめ体積を測定しておいた成形体から、例えば樹脂の分解温度以上かつ充填材の分解温度以下で樹脂を分解して除き、残った各充填材のそれぞれの重量と０℃での真比重から得られる体積の和と成形体の体積の比で求められる。
【００１７】
該テトラポット状酸化亜鉛ウィスカーと該微小充填材料の配合比は、特に制限はなく広い範囲から適宜選択してよいが、好ましくは９０：１０〜７０：３０である。また、従来の樹脂組成物と同様に、樹脂と充填材の密着性を高めるため、充填材の表面を配合に先立ちあらかじめシランカップリング剤等で処理して用いることができる。
【００１８】
なお、本発明においては、本発明の目的を損なわない範囲で、ガラス繊維などの充填材、フッ素樹脂、金属石鹸類などの離型改良剤、染料,顔料などの着色剤、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収材、帯電防止剤、界面活性剤などの通常の添加剤を１種以上添加して用いてもよい。また、高級脂肪酸、高級脂肪酸エステル、高級脂肪酸金属塩、フルオロカーボン系界面活性剤等の外部滑剤効果を有するものを１種以上添加して用いてもよい。
【００１９】
また、本発明における配合手段は特に限定されない。熱可塑性樹脂および充填材をヘンシェルミキサー、タンブラー等を用いて混合した後、押出機を用いて溶融混練することが好ましい。本発明の成形体にはペレット形状のものも含まれるが、本発明は、射出成形して得られる熱可塑性樹脂成形体に特に好適である。本発明の熱可塑性樹脂成形体は、コイルボビン、リレー部品、コネクターなどの電子部品等の材料として有用なものである。
【実施例】
【００２０】
以下、本発明について実施例を用いて説明するが、本発明が実施例により限定されるものではない。
実施例１および比較例１、２
繰り返し構造単位が前記のＡ1、Ｂ1、Ｂ2、Ｃ1からなり、Ａ1：Ｂ1：Ｂ2：Ｃ1のモル比が６０：１５：５：２０であり、前記の方法で求めた流動温度が３２３℃である液晶ポリエステル、テトラポット状酸化亜鉛ウィスカーとして「パナテトラＷＺ−０５１１」（商品名、松下産業情報機器株式会社製）、および平均粒子径が30nmまたは11μmの酸化亜鉛微粒子を用い、表１に示す各組成で混合後、二軸押出機（池貝鉄工株式会社製ＰＣＭ−３０型）を用いて、溶融混練した後、ストランドを押し出して、該ストランドを水冷後切断してペレットを得た。このペレットを１２０℃で３時間以上乾燥させた後、形状が１００×１００×３ｔ（mm）の成形体を射出成形し、射出方向に対して垂直である厚み方向の熱伝導率を熱線法により測定した。この結果を表１に示す。
比較例３、４
液晶ポリエステルと平均粒子径が30nmまたは11μmの酸化亜鉛微粒子を表１に示す組成で混合し、二軸押出機で溶融混練を行ったが、どちらもストランドが脆く、連続的にペレットを得ることができなかった。
【００２１】
【表１】
2006057064.tif 000006