(57)【要約】【課題】軽量化が可能で、放熱性および成形性に優れた成形用樹脂組成物を提供することを目的とするものである。【解決手段】溶融した熱可塑性樹脂１１と酸化亜鉛ウィスカー１２と金属粒子１３とを混合してなる成形用樹脂組成物であって、金属粒子１３の融点を熱可塑性樹脂１１の溶融温度よりも低いものとしたものであり、このようにすることにより成形機および成形金型の内壁を損傷することなく、軽量化が可能で、放熱性および成形性に優れた成形用樹脂組成物および成形品を得ることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融した熱可塑性樹脂と酸化亜鉛ウィスカーと金属粒子とを混合してなる成形用樹脂組成物であって、前記金属粒子の融点を前記熱可塑性樹脂の溶融温度よりも低いものとしたことを特徴とする成形用樹脂組成物。
【請求項２】
前記酸化亜鉛ウィスカーは三次元形状を有する針状結晶となっており、その針の平均長さを前記金属粒子の平均粒径よりも大きいものとしたことを特徴とする請求項１記載の成形用樹脂組成物。
【請求項３】
グラファイト粉末を更に混合したことを特徴とする請求項１記載の成形用樹脂組成物。
【請求項４】
前記グラファイト粉末は鱗片状となっており、かつ前記酸化亜鉛ウィスカーは三次元形状を有する針状結晶となっており、その針の平均長さを前記グラファイト粉末の平均厚さよりも大きいものとし、前記グラファイト粉末の平均粒径を前記酸化亜鉛ウィスカーの大きさよりも大きいものとしたことを特徴とする請求項３記載の成形用樹脂組成物。
【請求項５】
請求項１から４いずれかの成形用樹脂組成物を溶融させて成形したことを特徴とする成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筐体等の成形に用いる成形用樹脂組成物およびこれを用いた成形品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年携帯電話の基地局等の軽量化への要望が強く、従来の金属筐体を用いるものでは十分な軽量化が難しかった。そのため筐体の材料に樹脂を用いることも検討されているが、樹脂の場合熱伝導性が悪く、内部で発生した熱を十分に逃がすことが難しいという課題がある。そこで樹脂材料に熱伝導性繊維あるいは熱伝導性の高い金属粉等を混ぜることが行われている。
【０００３】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２５１１４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の樹脂を成形することによって筐体を得ようとすると、熱伝導性繊維を用いる場合は繊維が面方向に配向することにより、面方向には熱伝導性が良くても厚さ方向には十分な熱伝導性が得られず、結果として放熱性に劣るものとなる。また金属粉を用いる場合、射出成形を行うと、金属粉が成形機および成形金型の内壁を損傷するという可能性がある。
【０００６】
本発明は軽量化が可能で、放熱性および成形性に優れた成形用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】
【０００７】
本発明は上記課題を解決するために、溶融した熱可塑性樹脂と酸化亜鉛ウィスカーと金属粒子とを混合してなる成形用樹脂組成物であって、金属粒子の融点を熱可塑性樹脂の溶融温度よりも低いものとしたものである。
【発明の効果】
【０００８】
上記構成により、熱可塑性樹脂を成形する時には金属粒子は融解しているため成形金型の内壁を損傷することを防ぐことができる。また金属粒子が融解していると粒子同士が集まって大きな塊を作る可能性があるが、本発明では三次元形状をした酸化亜鉛ウィスカーを混ぜているため、酸化亜鉛ウィスカーが、金属粒子同士が集まって大きな塊を作ることを妨げ、筐体の強度を保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施の形態における成形用樹脂組成物の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施の形態における成形用樹脂組成物について、図面を参照しながら説明する。
【００１１】
図１は本発明の一実施の形態における成形用樹脂組成物をペレット状に成形したものの断面図を示したものであり、ポリカーボネートからなる熱可塑性樹脂１１の中に、酸化亜鉛ウィスカー１２と金属粒子１３が分散された状態となっている。
【００１２】
ここで酸化亜鉛ウィスカー１２は三次元形状を有する針状結晶となっており、その針の長さは約２０μｍのものを用いている。また金属粒子１３は、Ｓｎ−Ｉｎ−Ｂｉの合金からなり、その融点は約９０℃、その平均粒径は約１０μｍのものを用いている。さらにこの成形用樹脂組成物は全体の重量に対し、酸化亜鉛ウィスカー１２を約１０％、金属粒子１３を約８％配合したものとなっている。
【００１３】
以上の成形用樹脂組成物をペレット状にしたものを成形機に入れ、射出成形することにより筐体を得ることができる。このようにすることにより、熱可塑性樹脂１１の中に熱伝導性に優れた酸化亜鉛ウィスカー１２および金属粒子１３を分散させることができ、熱伝導性に優れた筐体を得ることができる。
【００１４】
本実施の形態のように、熱可塑性樹脂１１にポリカーボネートを用いた場合、通常約２６０〜３００℃で溶融させたものを成形する。このとき金属粒子１３は融解しているため、成形時に金型を傷めることはない。また金属粒子１３が融解した状態で成形すると、金属粒子同士が集まって大きな塊を作る可能性があるが、本実施の形態では、熱可塑性樹脂１１中にさらに三次元形状を有する針状結晶の酸化亜鉛ウィスカー１２が分散されているため、大きな塊を形成することを防止することができる。この目的のためには、金属粒子１３の平均粒径を酸化亜鉛ウィスカー１２の針の平均長さよりも小さいものとすることが望ましい。さらに金属粒子１３の配合割合を酸化亜鉛ウィスカー１２の配合割合よりも少なくすることがより好ましい。
【００１５】
また、熱伝導性をより高めるために、上記の混合物にさらにグラファイト粉末１４を加えることが望ましい。このグラファイト粉末１４は、熱分解グラファイトシートを粉末状にしたものであり、形状は鱗片状となっており、その平均厚さを約１０μｍ、平均粒径（平面形状の最大寸法）を約４００μｍとしたものを用いている。通常樹脂にグラファイト粉末のような扁平状のものを混ぜて押し出し成形すると、押し出された方向にグラファイト粉末が配向され、厚さ方向への熱伝導性が劣るものとなってしまう。これに対し本実施の形態では、グラファイト粉末１４の厚さを酸化亜鉛ウィスカー１２の針の長さよりも薄くするとともに、平均粒径を酸化亜鉛ウィスカー１２の大きさ（最大径）の平均よりも大きくすることにより、押し出し成形するときにグラファイト粉末１４が配向することを防止することができ、厚さ方向への熱伝導性を高めることができる。
【００１６】
またこの場合、全体の重量に対し、酸化亜鉛ウィスカー１２を約１０％、金属粒子１３を約８％、グラファイト粉末１４を約８％配合したものとなっている。酸化亜鉛ウィスカー１２の量が相対的に少なくなるとこれらの効果も少なくなりやすいが、酸化亜鉛ウィスカー１２は三次元形状を有する針状、金属粒子１３は球状あるいは塊状、グラファイト粉末１４は扁平状とそれぞれが全く異なる形状をしているため、これらを混合したときそれぞれが塊を作ることを妨げ、より多くの熱伝導性に優れたものを混合することができる。
【００１７】
また本実施の形態の成形用樹脂組成物を用いて筐体を構成した場合、その内部が９０℃程度まで上がることがある。これに対して、金属粒子１３の融点を約９０℃としているため、この温度付近になると金属粒子１３が融解熱として熱を吸収することになるため、さらなる温度上昇を遅らせることができる。
【００１８】
次に本発明の一実施の形態における成形用樹脂組成物の製造方法について説明する。
【００１９】
まず三次元形状を有する針状結晶の酸化亜鉛ウィスカーとＳｎ−Ｉｎ−Ｂｉの合金からなる金属粒子とを所定の割合で混合する。さらにグラファイト粉末を混合する場合は、この３種類を混ぜてミキサー等で十分に混合する。次に二軸押し出し成形機にポリカーボネートのペレットと上記混合物を別々のホッパーに入れてそれぞれ所定の量を供給する。このようにしてポリカーボネートを約２６０℃で溶融し、これに上記混合物を所定量混ぜながら、スクリューで溶融混合させる。このとき金属粒子が固体であればスクリューを傷めてしまう可能性があるが、この金属粒子はポリカーボネートの溶融温度では液状となっているためスクリューを傷めることを防ぐことができる。また熱分解グラファイトから生成した粉末を使うことにより、このグラファイト粉末はやわらかいものとなっているため、グラファイト粉末による損傷も防ぐことができる。
【００２０】
以上のように、酸化亜鉛ウィスカーと金属粒子、あるいは酸化亜鉛ウィスカーと金属粒子とグラファイト粉末を先に混合した後、溶融した熱可塑性樹脂と混合することが望ましく、このようにすることにより金属粒子やグラファイト粉末が塊を形成したり、一定の方向に配向することを防止することができる。
【００２１】
次にこの溶融混合物を直径約３ｍｍのノズルから引き出しながら、水中で冷却固化させる。これを長さ約３ｍｍで切断することにより、ペレット状の成形用樹脂組成物を得る。酸化亜鉛ウィスカーの針の長さを約２０μｍ、金属粒子を平均粒径が約１０μｍ、グラファイト粉末の平均厚さを約１０μｍ、平均粒径を約４００μｍとしたものを混ぜ合わせることにより、金属粒子同士が塊になることおよびグラファイト粉末が一定の方向に配向することを防ぐことができ、熱伝導性に優れた成形用樹脂組成物を得ることができる。
【００２２】
さらにこのペレット状の成形用樹脂組成物を射出成形機に入れて、約３００℃で溶融させて、所定の金型で成形することにより、筐体等に用いられる成形品を得る。成形用樹脂組成物の時点で、金属粒子やグラファイト粉末が十分に分散された状態となっているため、射出成形時にもその状態を保てるとともに、成形機や金型を傷めることがない。またこの成形用樹脂組成物は通常の成形用の樹脂に比べて熱伝導性が良いため、成形時の溶融温度は、成形用樹脂組成物を作るときの溶融温度よりも高い温度を用いることが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明に係る成形用樹脂組成物およびこれを用いた成形品は、軽量化が可能で、放熱性および成形性に優れたものを得ることができ、産業上有用である。
【符号の説明】
【００２４】
１１  熱可塑性樹脂
１２  酸化亜鉛ウィスカー
１３  金属粒子
１４  グラファイト粉末
【図１】
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