(57)【要約】【課題】１５０℃以上の高温の環境や光に長時間曝露されても変色しにくい高い耐熱劣化性と耐光劣化性を有し、さらに加工しやすく生産性に優れる等、ＬＥＤのリフレクタ部を構成する材料として好適な特性を有する白色樹脂成形体及びこの白色樹脂成形体からなるＬＥＤ用リフレクタを提供する。【解決手段】融点２６０℃以上のフッ素樹脂（Ａ）と酸化チタン（Ｂ）からなる樹脂組成物を成形してなる白色樹脂成形体、及びこの白色樹脂成形体からなるＬＥＤ用リフレクタ。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
融点２６０℃以上のフッ素樹脂（Ａ）及び酸化チタン（Ｂ）からなる樹脂組成物を成形してなる白色樹脂成形体。
【請求項２】
前記樹脂組成物が、補強材（Ｃ）を、フッ素樹脂（Ａ）１００重量部に対し、２重量部以上、５０重量部以下含有することを特徴とする請求項１に記載の白色樹脂成形体。
【請求項３】
前記樹脂組成物が、熱伝導度の高い無機フィラー（Ｄ）を、フッ素樹脂（Ａ）１００重量部に対し、５重量部以上、８０重量部以下含有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の白色樹脂成形体。
【請求項４】
白色度９０以上であり、かつ２８０℃で１０分の熱曝露や２００℃２４時間の熱曝露後も白色度９０以上を維持できることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の白色樹脂成形体。
【請求項５】
前記樹脂組成物の成形体が、射出成形又は押出成形により成形されたものであることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の白色樹脂成形体。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の白色樹脂成形体からなることを特徴とするＬＥＤ用リフレクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、白色の樹脂成形体に関し、特にＬＥＤ用リフレクタ等、電子機器部品用の白色の部材として好適に用いられる、白色樹脂成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤは小型で省電力であり、かつ長寿命であるので、携帯電話機やディスプレイ等の電子機器や他の電気機器に幅広く使用されている。さらに、近年は輝度の高いＬＥＤが安価に製造できるようになってきたため、蛍光灯や白熱電球に替わる光源として、さまざまな用途への展開が期待されている。
【０００３】
ＬＥＤが、光源として使用される場合や小型化へ対応する場合等は、大きな照度が求められる。そこで、光を所定方向に反射させるリフレクタを外囲器として配置する方式が多用されている。
【０００４】
リフレクタを構成する材質には、高い白色度とともに、ＬＥＤの生産性を高くするためリフレクタへの加工がしやすいとの性質、ＬＥＤチップを実装する際の加熱に耐えうる耐熱性、長期の使用により劣化しないとの性質等が求められる。近年は生産効率の良いハンダリフローによる実装が行われ、融点の高い鉛フリーハンダが使用されるので、鉛フリーハンダによるハンダリフローに耐える高い耐熱性が求められている。
【０００５】
リフレクタを構成する材質としては、酸化チタン等のフィラーを添加した光反射性の樹脂や、アルミナ等のセラミックを挙げることができる。セラミックは、耐熱性が高くまた寿命も優れている点では有利であるが、加工しにくいとの問題がある。一方、耐熱樹脂は加工しやすいのでＬＥＤの生産性の点では有利である。そして例えば、大量生産が容易な熱可塑性樹脂であって、ハンダリフローによる実装に耐えうる融点２６０℃以上の樹脂の使用が考えられており、具体的には、液晶ポリエステル樹脂組成物（特許文献１）やポリアミド組成物（特許文献２）の使用が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２３１３６８号公報
【特許文献２】特開２００４−７５９９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、液晶ポリエステル樹脂組成物やポリアミド組成物は、その融点以下でも１５０℃以上の高温に曝露され続けると表面の酸化が進行し、黄色化、褐色化が発生するとの問題がある。特許文献２では熱や光による変色の防止に関して述べられているが、１５０℃以上の高温に長時間曝露されても変色しないような高い耐熱劣化性を有する樹脂は開示されていない。すなわち、特許文献２の実施例では１７０℃２時間程度の曝露しか実施しておらず、１５０℃以上の高温に長時間曝露されても変色が発生しない高い耐熱劣化性を有しているとは言いがたい。
【０００８】
このように従来は、ＬＥＤのリフレクタ部を構成する材料として好適な特性を有するとともに、１５０℃以上の高温の環境や光に長時間曝露されても変色しにくい白色樹脂成形体は知られておらず、これらの特性を併せ持つ白色樹脂成形体の開発が望まれていた。本発明は、１５０℃以上の高温の環境や光に長時間曝露されても変色しにくい高い耐熱劣化性と耐光劣化性を有し、さらに加工しやすく生産性に優れる等、ＬＥＤのリフレクタ部を構成する材料として好適な特性を有する白色樹脂成形体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、上記の問題について鋭意検討した結果、融点２６０℃以上のフッ素樹脂（Ａ）と酸化チタン（Ｂ）からなる樹脂組成物を成形することにより、高い耐熱劣化性と耐光劣化性を併せ持つ白色樹脂成形体が得られることを見出し、本発明を完成した。
【００１０】
即ち、本発明は、融点２６０℃以上のフッ素樹脂（Ａ）及び酸化チタン（Ｂ）からなる樹脂組成物を成形してなる白色樹脂成形体（請求項１）を提供する。
【００１１】
融点２６０℃以上のフッ素樹脂（Ａ）としては、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、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体等を挙げることができる。ただし、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、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体は、組成比率によっては融点が２６０℃未満となるため、使用比率が限られる。また、フッ素樹脂の一種であるポリテトラフルオロエチレンは、融点２６０℃以上であるが、溶融成形が困難である。複数のフッ素樹脂をブレンドする場合、ハンダリフローに耐えるためには、融点２６０℃以上のフッ素樹脂は５５重量％以上であり、好ましく６０重量％以上であるが、より好ましくは、融点２６０℃以上の樹脂のみを用いる場合である。
【００１２】
そこで、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、さらにその他成分を共重合した低融点品が、使い勝手の点からは、最も好ましいフッ素樹脂（Ａ）として挙げることができる。なお、ハンダリフローが２６０℃のため、製造上の安全性を考慮すれば、融点２７０℃以上の樹脂を使用することがより好ましく、成形性やその他の特性より材料は適宜選定すればよい。
【００１３】
本発明に用いられる酸化チタン（Ｂ）とは、酸化チタン（ＴｉＯ）、三酸化二チタン、二酸化チタン等のチタンの酸化物を含む意味である。前記例示のいずれも酸化チタン（Ｂ）として使用できるが、中でも、二酸化チタンが特に好ましい。
【００１４】
フッ素樹脂（Ａ）と酸化チタン（Ｂ）との配合割合は、フッ素樹脂（Ａ）１００重量部に対し、酸化チタン（Ｂ）５重量部以上、１００重量部以下の範囲が好ましい。５重量部未満ではフッ素樹脂（Ａ）の組成によっては、半透明となり、リフレクタに求められる十分な白色が得られない場合がある。一方、１００重量部より酸化チタン（Ｂ）の添加量が多い場合は、流動性が損なわれ、成形が困難となり、生産性が低下する場合がある。なお、樹脂組成物が、フッ素樹脂（Ａ）及び酸化チタン（Ｂ）からなる、とは、樹脂組成物は、フッ素樹脂（Ａ）及び酸化チタン（Ｂ）を主な構成成分とするが、後述のように、本発明の趣旨を損ねない範囲で他の成分が含まれていてもよいことを意味する。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、前記樹脂組成物が、補強材（Ｃ）を、フッ素樹脂（Ａ）１００重量部に対し、２重量部以上、５０重量部以下含有することを特徴とする請求項１に記載の白色樹脂成形体である。前記樹脂組成物には、寸法精度を向上させるため、又は、弾性率を向上させるために、補強材（Ｃ）を添加することが効果的であり、その添加量は、前記の範囲が好ましい。２重量部未満では未添加と比較して弾性率や寸法精度に差異が見られない。一方、５０重量部より添加量が多い場合は、樹脂組成物の流動性が著しく損なわれ成形が困難となる。
【００１６】
上記補強材（Ｃ）の例としては、繊維状充填材や針状充填材が好ましい。繊維状充填材としてはガラス繊維、炭素繊維、ホウ素繊維などが挙げられ、針状充填材としてはチタン酸カリウムウィスカー、酸化亜鉛ウィスカー、ホウ酸アルミウィスカー、炭酸カリウムウィスカーなどが挙げられる。他に、タルク、マイカ、カオリン、クレー、炭酸カルシウム、シリカ、ワラストナイト、モンモリロナイトなどの粉末状充填材を含有していてもよい。これらの充填材はシランカップリング剤や高級脂肪酸で表面処理されたものでもよいし、未処理のものでも良い。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、前記樹脂組成物が、熱伝導度の高い無機フィラー（Ｄ）を、フッ素樹脂（Ａ）１００重量部に対し、５重量部以上、８０重量部以下含有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の白色樹脂成形体である。前記樹脂組成物には、成形体の放熱性向上のため、熱伝導度の高い無機フィラー（Ｄ）を添加することが効果的で、その添加量は前記の範囲が好ましい。５重量部未満では未添加と比較して熱伝導度に差異が見られない。８０重量部より添加量が多い場合は、樹脂組成物の流動性が著しく損なわれ成形が困難となる。
【００１８】
上記無機フィラー（Ｄ）の例としては、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、リン化ホウ素、リン化アルミニウム、窒化ガリウム、リン化ガリウム等が挙げられる。
【００１９】
前記樹脂組成物には、混合時や成形時、使用時などの高温に曝露される段階で少量でもフッ酸を発生させる可能性がありうるため、フッ酸をトラップできる塩基性フィラーを添加しても良い。上記塩基性フィラーの例としては、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、ハイドロタルサイト等を挙げることができる。
【００２０】
前記樹脂組成物には、前記の成分に加えて、酸化防止剤、難燃剤、紫外線吸収剤、光安定剤、熱安定剤、滑剤等の各種添加剤を混合することができる。さらに、本発明の趣旨を損ねない範囲で、フッ素樹脂（Ａ）以外の樹脂、例えば、融点が２６０℃未満のフッ素樹脂や、フッ素を含有しない樹脂を含んでいてもよい。
【００２１】
本発明の白色樹脂成形体の構成材料である前記樹脂組成物は、前記の構成材料をオープンロール、加圧ニーダー、バンバリーミキサー、単軸混合機、２軸混合機等の既知の混合装置を用いて混合することにより作製することができる。使用するフッ素樹脂（Ａ）の融点以上の温度で溶融混合することが好ましい。
【００２２】
本発明の白色樹脂成形体は、成形体本体が高融点であるため、ハンダリフローに耐える耐熱性を有する。さらに、高温や長時間の加熱に対しても変色を起こさないとの特徴を有する。そこで本発明は、前本発明の記白色樹脂成形体であって、白色度９０以上であり、かつ２８０℃で１０分の熱曝露や２００℃２４時間の熱曝露後も白色度９０以上を維持できることを特徴とする白色樹脂成形体（請求項４）を提供する。ここで白色度とは色差測定より得られた明度、赤色度、黄色度より算出した値を言う。
【００２３】
次に上記にて作製した樹脂組成物の成形方法について説明する。
【００２４】
本発明の白色樹脂成形体を製造するための、樹脂組成物の成形方法としては、射出成形、プレス成形、押出成形等、既存の成形方法として広く用いられている方法を採用することができる。特に生産性の観点から射出成形又は押出成形が好ましい。請求項５に記載の発明は、前記樹脂組成物の成形体が、射出成形又は押出成形により成形されたものであることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の白色樹脂成形体である。
【００２５】
融点が２６０℃以上３００℃未満であるフッ素樹脂を使用する場合は前記の既存の成形方法を容易に適用することができる。また、融点３００℃以上であるフッ素樹脂を使用する場合は、フッ化水素による機械の腐食を考慮して、機械等にメッキ処理を施すことが好ましい。
【００２６】
成形の際には、材料表面に金型・成形ロール面が転写しやすく、粗い面が転写されると光の散乱を誘発し反射率を低下させる原因となり得るので、直接成形体と接する設備の金型や成形ロール面は面粗度Ｒａ＝１．６ａレベルに調整されていることが好ましい。
【００２７】
前記のようにして製造される本発明の白色樹脂成形体は、高い白色度、加工しやすさとともに、鉛フリーハンダによるハンダリフローに耐える高い耐熱性、及び１５０℃以上の高温や光に長時間曝露されても変色が発生しない高い耐熱劣化性や耐光劣化性を有する。従って、ＬＥＤ用リフレクタ等の部材として好適に用いられ、又、本発明の白色樹脂成形体からなるＬＥＤ用リフレクタを使用する素子は、高い耐熱性を有するので回路基板等へハンダリフローで実装することができ、寿命も長い等の優れた性質を有する。本発明は、さらに、請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の白色樹脂成形体からなることを特徴とするＬＥＤ用リフレクタを提供する（請求項６）
【００２８】
図１は、本発明のＬＥＤ用リフレクタが使用されているＬＥＤモジュールの一例の断面図（ａ）及び平面図（ｂ）を示す。図中、１はアルミ基板であり、２はＬＥＤチップであり、３はボンディングワーヤーであり、４はＬＥＤ用リフレクタである。図に示されるように、ＬＥＤチップ２（光源）は、アルミ基板１上に搭載されボンディングワーヤー３により電極と接続されている。ＬＥＤ用リフレクタは、このＬＥＤチップ２を囲むように載置される。ＬＥＤ用リフレクタの大きさ、形状はＬＥＤモジュールにより種々であるが、例えば数ｍｍ×数ｍｍの略四角形の枠状のものが用いられる。図の例のＬＥＤ用リフレクタ４も、ＬＥＤモジュールの周囲に略四角形の枠状のものとして設けられている。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の白色樹脂成形体は、高い白色度、加工しやすさとともに、高い耐熱性、及び高い耐熱劣化性や耐光劣化性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明のＬＥＤ用リフレクタが使用されているＬＥＤモジュールの一例の断面図（ａ）及び平面図（ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
次に本発明を実施するための形態を実施例により説明する。なお、本発明の範囲はこの実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を損ねない範囲で種々の変更が可能である。
【実施例】
【００３２】
先ず、下記の実施例、比較例で行った、樹脂組成物ペレット及び評価用プレートの作製について説明する。
【００３３】
（樹脂組成物ペレットの作製）
表１〜３に示す配合処方の材料を、二軸混合機（３０ｍｍφ、Ｌ／Ｄ＝３０）を使用し、バレル温度を樹脂融点より２０℃高温に設定し、スクリュー回転数１００ｒｐｍで溶融混合して樹脂組成物を作製した。その後、ストランドカットペレタイザで樹脂組成物ペレットを作製した。
【００３４】
（評価用プレートの作製）
評価用プレートは上記で得られた樹脂組成物ペレットを用いて、以下に示す射出成形、押出成形を行い作製した。
【００３５】
（１）射出成形
樹脂組成物ペレットを型締力４０ｔクラスの射出成形機（日精樹脂社製）に投入し、面粗度Ｒａ＝１．６ａレベルで無電解ニッケルめっきされた金型を用いて、射出成形を実施し、肉厚１ｍｍのプレートを作製した。
【００３６】
（２）押出成形
樹脂組成物ペレットを２０ｍｍφ押出機（東洋機械社製の単軸タイプ）に投入し、１０ｍｍ幅、１．５ｍｍ厚のダイス孔より、１．０ｍｍ厚のプレートとなるように調整して押出した。
【００３７】
［シートの評価方法］
次に、上記のようにして得られた評価用プレートの評価方法について説明する。
【００３８】
（１）色差測定
上記プレートを用い、分光測色計（ＣＭ−２６００ｄ  コニカミノルタ製）を用いて、明度（Ｌ値）、赤色度（ａ値）、黄色度（ｂ値）を求めた。また以下の式（１）に従って、白色度を算出した。式（１）中、ａは赤色度、ｂは黄色度、Ｌは明度を表す。
【００３９】
Ｗ＝１００−〔（１００−Ｌ）２＋ａ２＋ｂ２〕０．５                    （１）
【００４０】
（２）２８０℃曝露
表１〜３に記載の処方で作製したプレートを、２８０℃に設定した恒温槽（熱風循環型）に投入し、槽内温度が２８０℃となってから３０分間曝露した。取り出してから室温になるまで冷却したプレートにて色差を測定し、白色度を算出した。
【００４１】
（３）２００℃曝露
表１〜３に記載の処方で作製したプレートを、２００℃設定の恒温槽（熱風循環型）に投入し、槽内温度が２００℃となってから２４時間曝露した。取り出してから室温になるまで冷却したプレートにて色差を測定し、白色度を算出した。
【００４２】
（４）ＵＶ照射
表１〜３に記載の処方で作製したプレートを室温下、ＵＶ光（アズワン社製のＵＶハンディーライトＳＵＶ−４を使用：波長２５４ｎｍ、ＵＶ照度６１０μＷ／ｃｍ２）を、２４時間毎に変色を目視で確認しつつ照射した。照射は、変色が確認できるまで行い、変色が確認できない場合は９６時間行った。変色が確認できた段階、又は９６時間の照射後にプレートの色差を測定し、白色度を算出した。ＵＶ積算光量は、以下の式（２）より算出した。なお、９６時間の照射の場合のＵＶ積算光量は、２１０Ｊ／ｃｍ２である。
【００４３】
ＵＶ積算光量（μＪ／ｃｍ２）＝ＵＶ照度（μＷ／ｃｍ２）×照射時間（秒）    （２）
【００４４】
上記評価にて形状を維持し、色差測定より算出した白色度にて９０以上を良好とした。
【００４５】
次に、下記の実施例、比較例で使用した材料を以下に示す。
［フッ素樹脂］
・テトラフルオロエチレン−パーフルオロメチルビニルエーテル共重合体（以下、ＭＦＡと表す。）    ：Ｈｙｆｌｏｎ  ＭＦＡ１０４１  ソルベイソレクシス社製  融点２８０〜２９０℃
・テトラフルオロエチレン−パーフロロアルキルビニルエーテル共重合体（以下、ＰＦＡと表す。）    ：ネオフロンＰＦＡ  ＡＰ−２０１  ダイキン社製  融点３０１℃
・テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（以下、ＥＴＦＥと表す。）
：フルオンＣ−８８ＡＰ  旭硝子社製  融点２６７℃
・ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレンの共重合体（以下ＦＥＰと表す。）    ：ネオフロンＦＥＰ  ＮＰ−１０１  ダイキン社製  融点２５５℃
[添加剤] 
酸化チタン：ＦＴＲ７００  堺化学社製  一次粒子径  ０．２μｍ
強化材（エポキシシラン処理されたガラス繊維）：ＥＣＳ−１８７  日本電気硝子社製  径１３ｍｍφ、繊維長３ｍｍ  
窒化ホウ素：ＨＰ−４０  水島合金鉄社製  平均粒径５〜４０μｍ
[その他樹脂]
ナイロン９Ｔコンパウンド：ジェネスタＴＡ１１２  クラレ社製ＬＥＤ反射板用銘柄（強熱減量６２％）
【００４６】
実施例１〜７
表１〜３に示す配合及び条件にて上記方法により評価用プレートを作製し、この評価用プレートを用いて上記評価方法を実施した。２８０℃３０分、２００℃２４時間の曝露後も変形が全くみられなかった。白色度は９０以上であり、目視でも着色は確認できなかった。この結果より、高い白色度、優れた耐熱劣化性、耐光劣化性（光に対する安定性）が確認された。
【００４７】
実施例８
フッ素樹脂として、融点２６７℃のＥＴＦＥを使用した以外は、実施例１と同様にして評価用プレートを作製し評価を実施した。樹脂の融点以上である２８０℃３０分の曝露にて、成形品の溶融があり、形状の維持が十分と言えなかった。一方、２００℃２４時間の曝露では白色度は９０以上であり、目視でも着色は確認できなかった。
【００４８】
比較例１
フッ素樹脂として、融点２５５℃のＦＥＰを使用した以外は、実施例１と同様にして評価用プレートを作製し評価を実施した。樹脂の融点以上である２８０℃３０分の曝露にて成形品の溶融が確認され、形状を維持していなかった。この点から、高温曝露に対しては耐えることができないと判断し、耐熱劣化性、耐光劣化性の評価は行わなかった。
【００４９】
比較例２
市販のＬＥＤ用リフレクタ用材料を用いて評価を実施したところ、２８０℃３０分、２００℃２４時間の曝露にて形状は維持するものの、目視にて茶色に変色し、白色度も９０以下となった。また、ＵＶ光照射にても２４時間照射後に黄変が確認され、白色度は９０以下となったため、高い白色度が要求される用途では使用が困難であると判断した。
【００５０】
【表１】
2011195710.tif 000003
【００５１】
【表２】
2011195710.tif 000004
【００５２】
【表３】
2011195710.tif 000005
【００５３】
表１〜３に示された結果より明らかなように、本発明例である実施例１〜７で得られた白色樹脂成形体は、高い白色度、優れた耐熱劣化性、耐光劣化性を有する。又、本発明例であるが、融点２６７℃のＥＴＦＥを使用した実施例８で得られた白色樹脂成形体も、高い白色度、優れた耐熱劣化性、耐光劣化性を有することが示されたが、実施例８では、２８０℃３０分の曝露にて、形状の維持が十分と言えなかったので、ハンダリフロー温度より１０℃以上高いフッ素樹脂を使用することがより望ましいと言える。
【００５４】
なお、実施例２は、成形方法を押出成形とした場合であるが、射出成形の場合の他の実施例と同様な結果が得られており、前記の優れた効果は押出成形でも得られることが示されている。実施例３は、酸化チタンの添加量をフッ素樹脂１００重量部に対して５重量部とした場合であり、実施例４は、酸化チタンの添加量をフッ素樹脂１００重量部に対して１００重量部とした場合であるが、いずれも酸化チタンの添加量が３０重量部の場合と同様な結果が得られており、前記の優れた効果は酸化チタンの添加量５〜１００重量部の範囲で得られることが示されている。
【００５５】
又、実施例５は、フッ素樹脂（Ａ）として融点が３０１℃のＰＦＡを用いた場合であるが、同様な結果が得られており、前記の優れた効果は使用するフッ素樹脂の融点が３０１℃と高くても得られることが示されている。実施例６は、強化剤を添加した場合であるが、同様な結果が得られており、前記の優れた効果は強化剤を添加しても得られることが示されている。実施例７は、熱伝導度の高いフィラーを添加した場合であるが、同様な結果が得られており、前記の優れた効果は熱伝導度の高いフィラーを添加しても得られることが示されている
【００５６】
一方、フッ素樹脂として、融点２５５℃のＦＥＰを使用した比較例１は、ハンダリフローに耐える耐熱性は得られていない。又、市販品（比較例２）も、耐熱劣化性、耐光劣化性が低く、高い白色度が要求される用途では使用が困難であることが比較例２の結果より明らかである。
【符号の説明】
【００５７】
１．  アルミ基板
２．  ＬＥＤチップ
３．  ボンディングワーヤー
４．  ＬＥＤ用リフレクタ
【図１】
2011195710.tif 000006