(57)【要約】【課題】  熱伝導性に優れかつ機械的強度に優れた熱可塑性樹脂組成物を提供し、それを溶融成形した成形品を提供する。【解決手段】  熱可塑性樹脂１００重量部に対して、断面形状における長径／短径の比が３〜５である繊維を１０〜２００重量部、黒鉛１０〜２００重量部含むことを特徴とする熱可塑性樹脂組成物である。また、黒鉛の代わりに黒鉛化されたカーボンファイバーを、または黒鉛と黒鉛化されたカーボンファイバーを併用した熱可塑性樹脂組成物である。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂１００重量部に対して、断面形状における長径／短径の比が３〜５である繊維を１０〜２００重量部、黒鉛１０〜２００重量部を含むことを特徴とする熱可塑性樹脂組成物。
【請求項２】
熱可塑性樹脂１００重量部に対して、断面形状における長径／短径の比が３〜５である繊維を１０〜２００重量部、黒鉛化されたカーボンファイバー１０〜２００重量部を含むことを特徴とする熱可塑性樹脂組成物。
【請求項３】
熱可塑性樹脂組成物に黒鉛と黒鉛化されたカーボンファイバーを含み、熱可塑性樹脂１００重量部に対して、前記黒鉛と黒鉛化されたカーボンファイバーとの合計が１０〜２００重量部である請求項１に記載の熱可塑性樹脂組成物。
【請求項４】
黒鉛の平均粒径が１０〜１００μｍであり、かつ嵩比重が０.１以下である請求項１又は３に記載の熱可塑性樹脂組成物。
【請求項５】
熱可塑性樹脂組成物がポリフェニレンサルファイド樹脂である請求項１、２、３又は４に記載の熱可塑性樹脂組成物。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物を成形してなる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、熱可塑性樹脂組成物及びそれを成形してなる成形品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から光学系部品、電子・電気部品、自動車部品等に代表される精密部品の用途においては、アルミダイキャスト、亜鉛ダイキャスト等の金属加工品が使用されてきた。しかしながら所定の形状に対し高い寸法精度を必要とするため加工費用が製品のコストアップにつながり、近年エンジニアリングプラスチックを中心とする熱可塑性樹脂への代替が進んでいる。複雑な形状でも射出成形により大量に連続生産できるため部品生産コストが削減されるうえに、複数部品の一体化により部品点数も少なくできるためである。材料には金属並の高い剛性、寸法安定性が要求されるが、樹脂に繊維状、板状、粒状等の無機充填材を高充填させることによりかかる性能を向上させた成形材料が使用されている。しかしながら電子機器等で発熱が生じる部品などについては放熱の問題から未だ樹脂材料への代替が進んでおらず、最近では先述の要求特性に加え特に熱伝導性を高めた材料を求める声が大きくなってきている。
【０００３】
熱可塑性樹脂組成物の熱伝導率を改良する手段としては従来から比較的熱伝導率の高い充填材料（例えば、結晶シリカ、アルミナ、酸化マグネシウム、窒化ケイ素等）を高充填する方法が開示されている（例えば、特開２００１−１５１９０５号公報）。しかしながら、結晶シリカは金型摩耗が非常に大きく、酸化マグネシウムは結晶水のガス化により成形品にクラックが生じやすい。また、窒化ケイ素は吸湿時の加水分解によりアンモニアガスを発生するなど、これらの充填材料を用いる方法では問題も多く、熱伝導性に対する改善に対する効果もあまり期待できない。
【０００４】
樹脂の高熱伝導化に際しての上記問題点を解決すべく、最近では黒鉛または黒鉛化されたカーボン繊維を使用することで樹脂組成物の熱伝導性を向上させる手段が用いられている。しかしながら、黒鉛はその結晶化度が高いほど熱伝導性が高い点より天然黒鉛が好ましいが、結晶化度が高いものほど劈壊性が強いため機械的強度が低下する。
【０００５】
黒鉛または黒鉛化されたカーボン繊維の使用により低下する機械的強度を補うため、ガラス繊維を使用する手段が多く用いられるが十分な機械的強度が得られていない。
【特許文献１】特開２００１−１５１９０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、機械的強度を著しく低下させることなく熱伝導性を大幅に改良した熱可塑性樹脂組成物を提供し、更にそれを成形してなる成形品を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は
（１）熱可塑性樹脂１００重量部に対して、断面形状における長径／短径の比が３〜５である繊維を１０〜２００重量部、黒鉛１０〜２００重量部含む熱可塑性樹脂組成物である。
（２）熱可塑性樹脂１００重量部に対して、断面形状における長径／短径の比が３〜５である繊維を１０〜２００重量部、黒鉛化されたカーボンファイバーを１０〜２００重量部含む熱可塑性樹脂組成物である。
更に好ましい形態としては、熱可塑性樹脂組成物に黒鉛と黒鉛化されたカーボンファイバーを含み、熱可塑性樹脂１００重量部に対して、黒鉛と黒鉛化されたカーボンファイバーとの合計が１０〜２００重量部であり、黒鉛の平均粒径が１０〜１００μｍであり、かつ嵩比重が０.１以下であり、熱可塑性樹脂組成物がポリフェニレンサルファイド樹脂である熱可塑性樹脂組成物である。
また、上記に記載の熱可塑性樹脂組成物を成形してなる成形品である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると熱伝導性に優れかつ機械的強度、成形加工性に優れた熱可塑性樹脂組成物を提供することができる。このような熱可塑性樹脂組成物は自動車部品、ＯＡ・ＡＶ機器関連の部品等で高い熱伝導性が要求される用途に利用できる。また、これらの部品は、熱可塑性樹脂組成物を溶融成形することにより得られるため、形状の自由度が高くしかも生産性が高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明に使用される熱可塑性樹脂は、高温において安定な熱可塑性樹脂であればいずれのものでもよい。例えば、ポリエチレンテレフタラート、ポリブチレンテレフタラート等の芳香族ジカルボン酸とジオールあるいはオキシカルボン酸からなる芳香族ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、ＡＢＳ、ポリフェニレンオキシド、ポリアルキルアクリレート、ポリアセタール、ポリサルホン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトン、フッ素樹脂などをあげることができる。また、これらの熱可塑性樹脂は２種類以上混合して使用することもできる。
【００１０】
本発明に使用される繊維は、繊維の中央部の断面における長径及び短径の比（長径／短径）が３〜５である矩形形状断面を有するものである。繊維は本発明の目的を損なわなければ有機系のものでも、無機系のものでも良く特に限定はしないが、機械的強度の観点から無機系繊維が好ましく、中でもガラス繊維が好ましい。ガラス繊維としては、例えば、日東紡の「異形断面繊維」という商品名のものを挙げることができる。
繊維の断面の長径と短径の比は、３．５〜４．５であるものが好ましい。その比が３未満である場合は機械的強度の改善効果が小さく、その比が５を超える場合は成形加工性が著しく低下する。
【００１１】
本発明に使用される繊維は、その断面の長径が２０〜３０μｍのものが好ましく、その配合量は熱可塑性樹脂組成物１００重量部に対して１０〜２００重量部であり、好ましくは５０〜１５０重量部、更に好ましくは８０〜１２０重量部である。１０重量部より少ない場合は機械的強度の改善効果が小さく、２００重量部を超える場合は成形加工性が著しく低下する。
また繊維の長さは３ｍｍ〜１２ｍｍの長さにカットされたものを使用することが好ましい。長さ３ｍｍ未満の場合は機械的強度が低下し、１２ｍｍを越える場合は成形加工性が低下する可能性がある。
【００１２】
本発明で使用される黒鉛は、熱可塑性樹脂塑性物に熱伝導性を付与するために使用される。黒鉛はその結晶化度が高いものほど熱伝導率が高く、この点を考慮すると人造黒鉛に比べ結晶化度の高い天然黒鉛を使用することが熱伝導性の改良には効果的である。黒鉛の平均粒径としては、１０μｍ〜１００μｍのものを使用するのが好ましい。平均粒径が１０μｍ未満の場合は機械的強度が著しく低下し、１００μｍを超える場合は成形加工性が低下する可能性がある。
【００１３】
黒鉛を薄片状に加工したものを使用することによりさらに熱伝導性を改良することができる。薄片化については平均粒径と嵩比重により特定することができ、平均粒径１０〜１００μｍで嵩密度０．１以下となるまで薄片化されたものを使用することが効果的である。機械的強度、成形加工性を考慮すると平均粒径３０〜８０μｍのものを使用することが好ましい。
【００１４】
本発明における黒鉛の配合量は熱可塑性樹脂塑性物１００重量部に対して１０〜２００重量部であり、好ましくは２０〜１５０重量部、更に好ましくは５０〜１２０重量部である。１０重量部より少ない場合は熱伝導性の改善効果が小さく、２００重量部を超える場合は成形加工性および機械的強度が著しく低下する。
【００１５】
熱伝導性を改良するための別の方法としては、黒鉛に代えて黒鉛化されたカーボン繊維を使用することができる。黒鉛化カーボン繊維とは石油ピッチを原料とし２０００度以上の黒鉛化処理が施されたピッチ系カーボン繊維であり、その黒鉛結晶の平均面間隔（ｄ００２値）が０．３３７ｎｍ以下のものを言う。
【００１６】
黒鉛化カーボン繊維の配合量は熱可塑性樹脂塑性物１００重量部に対して１０〜２００重量部であり、好ましくは２０〜１２０重量部である。１０重量部より少ない場合は熱伝導性の改善効果が小さく、２００重量部を超える場合は成形加工性および機械的強度が著しく低下する。また黒鉛化カーボン繊維の径は５〜１５μｍのものが好ましい。５μｍ未満となると成形加工性が著しく低下し、１５μｍを超えると成形加工性が低下する可能性がある。
【００１７】
また、熱伝導性を付与するための別の方法としては、黒鉛と黒鉛化カーボン繊維を併用して使用しても良い。その場合の熱可塑性樹脂塑性物１００重量部に対する配合量は１０〜２００重量部であり、好ましくは２０〜１２０重量部である。１０重量部より少ない場合は熱伝導性の改善効果が小さく、２００重量部を超える場合は成形加工性および機械的強度が著しく低下する。黒鉛、黒鉛化カーボン繊維は前述のものを用いれば良い。
【００１８】
本発明における熱可塑性樹脂組成物の製造方法は、特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、各成分を計量後、ブレンダー、ミキサー等で混合し、押出機にて溶融混練してペレット化を行ってもよいし、繊維をサイドフィーダーにより定量供給して混練、ペレット化してもよい。このようにして得られたペレット状の熱可塑性樹脂組成物は、通常広く用いられている熱可塑性樹脂の成形機、射出成形機、射出圧縮成形機等によって所望の形状に成形され使用される。
成形品の例としては、光ピックアップスライドベース、電子部品（たとえばコネクター）、ＯＡ機器部品（たとえばプリンター部品）などが挙げられる。
【実施例】
【００１９】
以下に実施例を挙げて、本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例１〜８および比較例１〜９に使用した各成分については、下記に示す通りである。
（１）熱可塑性樹脂１（ＰＰＳ）  ：  大日本インキ株式会社製  品番Ｔ−１Ｇ
（２）ガラス繊維Ａ（断面の長径２８μｍ、短径比７μｍ、長径/短径4、平均繊維長3ｍｍ）
（３）ガラス繊維Ｂ（断面円形、直径１０μｍ、平均繊維長３ｍｍ）
（４）黒鉛１（平均粒径３０μｍ、嵩比重０．４）
（５）黒鉛２（平均粒径３５μｍ、嵩比重０．０８）
（６）黒鉛化カーボン繊維        ：  三菱化学産資株式会社製  品番Ｋ２２３ＨＧ
上記成分を表１〜２に示した組成で配合し、二軸混練機にて溶融混練し、ペレット化を行った。
【００２０】
得られた熱可塑性樹脂組成物の各性能については下記に示す方法により評価をおこなった。
評価項目を内容と共に示し、得られた結果を表１〜２に示した。
（１）熱伝導率：レーザーフラッシュ法により試験片の片方の面にレーザー光をあてその裏側の面の温度上昇率を赤外感知することにより熱伝導率を求める方法で評価した。
評価基準：熱伝導率  ２Ｗ／ｍＫ以上のものを良とし、４Ｗ／ｍＫ以上のものを最良とした。
（２）機械的強度：ＡＳＴＭ  Ｄ７９０の試験法に準じ、曲げ強度試験を行った。
評価基準：曲げ強度  １００ＭＰａ以上を良とし、１２０ＭＰａ以上のものを最良とした。
（３）成形加工性：ＪＩＳ  Ｋ７２１０の試験法に準じ、高化式フロー試験を行なった。
評価基準：高化式フロー  ０．０３ｃｍ3／ｓ以上を良とし、０．０６ｃｍ3/ｓ以上のものを最良とした。
【００２１】
【表１】
2008001744.tif 000002
【００２２】
【表２】
2008001744.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明に従うと、機械的強度、成形加工性に優れ、かつ熱伝導性に優れた熱可塑性樹脂組成物を提供することができる。このような熱可塑性樹脂組成物は、自動車関連部品、ＯＡ・ＡＶ関連機器等で放熱性を必要とする用途にたいへん有用である。例えば、記録系光ピックアップスライドベース用の部品には熱伝導率が２Ｗ/ｍＫ以上のものが要求され、機械強度も１００ＭＰ以上のものが要求されており本発明のものを使用することができる。