(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉状の白色無機顔料と芳香族ポリアミド樹脂とを混合してなり、発光素子が発する光を反射するための反射壁を有する光反射部材に用いられる複合材料組成物において、
前記白色無機顔料の含有率が６７質量％以上であり、
前記白色無機顔料と前記芳香族ポリアミド樹脂との質量比が９５／５〜７０／３０であり、
耐熱安定剤を含有することを特徴とする複合材料組成物。
【請求項２】
前記白色無機顔料は、酸化チタンである請求項１記載の複合材料組成物。
【請求項３】
前記耐熱安定剤として少なくともフェノール系安定剤を含有する請求項１又は２記載の複合材料組成物。
【請求項４】
前記芳香族ポリアミド樹脂の融点より２０℃高い温度以下で加工された請求項１〜３のいずれか一項に記載の複合材料組成物。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の複合材料組成物を成形してなる光反射部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子が発する光を反射するための反射壁を有する光反射部材に用いられる複合材料組成物及びその複合材料組成物を成形してなる光反射部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード等の発光素子が発する光を反射するための反射壁を有する光反射部材には、光反射性、エポキシ等の封止剤との密着性及び耐熱性（特に加工時）等が求められている。光反射部材に用いられる樹脂組成物としては、約３０〜９９質量％（実施例等は、６０〜７０質量％）の芳香族ポリアミド樹脂と無機充填剤（ガラス繊維、酸化チタン等）とを混合したもの（特許文献１、２）や、公知技術ではないが、５０〜７０質量％（実施例等は、６０〜７７質量％）の部分芳香族ポリアミド樹脂とチタン酸カリウムと酸化チタンとを混合したもの（特許文献３）が提案されている。
【０００３】
しかし、樹脂成分（ポリアミド樹脂）は、経時劣化により黄変することから、上記の樹脂組成物のように樹脂成分の配合が多いものは、永年使用により光反射率を大きく低下させてしまうおそれがあった。
【特許文献１】特表２００３−０８５０２９号公報
【特許文献２】特開２００５−１９４５１３号公報
【特許文献３】特願２００７−０８６２６６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明は、経時劣化による光反射率の低下が小さい光反射部材用の複合材料組成物、及びその複合材料組成物を成形してなる光反射部材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】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の複合材料組成物は、粉状の白色無機顔料と芳香族ポリアミド樹脂とを混合してなり、発光素子が発する光を反射するための反射壁を有する光反射部材に用いられる複合材料組成物において、前記白色無機顔料の含有率が６７質量％以上であり、前記白色無機顔料と前記芳香族ポリアミド樹脂との質量比が９５／５〜７０／３０であり、耐熱安定剤を含有することを特徴としている。
【０００６】
本発明における各要素の態様を以下に例示する。
【０００７】
１．白色無機顔料
白色無機顔料としては、特に限定はされないが、酸化チタン、焼成クレイ、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、アルミナ、硫化亜鉛、硫酸亜鉛、硫酸バリウム、鉛白、炭酸カルシウム等が例示でき、これらを単独又は二種以上を併用してもよい。
また、屈折率が高いことから、酸化チタン、酸化マグネシウムが好ましい。
また、粉状の白色無機顔料の粒径としては、特に限定はされないが、平均粒径で０．０１〜１０μｍであることが好ましい。
複合材料組成物中における白色無機顔料の質量割合である含有率が６７質量％以上となることで、経時劣化による反射率の低下が小さくなる。好ましくは、６９質量％以上である。
【０００８】
２．芳香族ポリアミド樹脂
発光素子を実装する時の半田付け等の熱による影響（変形）が小さく、且つ封止剤との密着性が良好であることから、高融点のポリアミド樹脂である芳香族ポリアミド樹脂が用いられる。芳香族ポリアミド樹脂としては、特に限定はされないが、ポリアミド６Ｔ樹脂、ポリアミド６Ｉ樹脂、ポリアミド９Ｔ樹脂等が例示でき、これらの一種であってもよいし、二種以上を混合したものであってもよい。
また、芳香族ポリアミド樹脂の３００℃２０Ｎにおけるメルトフローレート（ＭＦＲ）としては、特に限定はされないが、成形時の流動性がよくなることから、１〜２０ｇ／１０分であることが好ましい。
【０００９】
白色無機顔料と芳香族ポリアミド樹脂との質量比（白色無機顔料／芳香族ポリアミド樹脂）が、９５／５より白色無機顔料の割合が大きくなると成形性が悪くなり、７０／３０より芳香族ポリアミド樹脂の割合が大きくなると経時劣化等による反射率の低下が大きくなる。
【００１０】
３．発光素子
発光素子としては、特に限定はされないが、発光ダイオード（ＬＥＤ）、半導体レーザー等が例示できる。
発光ダイオードとしては、特に限定はされないが、青色等に発光する窒化ガリウム（ＧａＮ）系、赤色等に発光するヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）系、黄色等に発光するリン化ガリウム（ＧａＰ）系等が例示できる。発光素子の発光としては、特に限定はされないが、赤色、黄色、緑色、青色、紫色等の可視光であってもよいし、紫外線であってもよい。また、発光素子は、一種類の発光体からなるもの（単色光が得られる）であってもよいし、二種以上の発光体を組合わせたもの（白色等の間色光が得られる）であってもよい。
【００１１】
４．耐熱安定剤
加工時の熱や永年使用等から生じる樹脂成分の酸化劣化を防止するために添加される耐熱安定剤としては、特に限定はされないが、フェノール系安定剤、リン系安定剤、アミン系安定剤、硫黄系安定剤等が例示でき、これらの一種であってもよいし、二種以上の混合であってもよい。
また、フェノール系安定剤、リン系安定剤が好ましく、少なくともフェノール系安定剤を含んでいることがより好ましい。
また、含有量としては、特に限定はされないが、芳香族ポリアミド樹脂と白色無機顔料との合計量１００質量部に対し、０．１〜２．０質量部であることが好ましい。含有量が０．１質量部未満では、十分な耐熱安定性が得られず、２．０質量部を超えるとブリードし外観不良となるからである。
【００１２】
４−１．フェノール系安定剤
フェノール系安定剤としては、特に限定はされないが、樹脂等に添加されるフェノール系安定剤（フェノール系酸化防止剤）を用いることができ、具体的には、２，６−ｔ−ブチル−Ｐ−クレゾール、４，４’−ブチリデンビス−（６−ｔ−ブチル−３−メチルフェノール）、ｎ−オクタデシル−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、テトラキス［メチレン−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］メタン、トリエチレングリコールビス［３−（３−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）プロピオネート］、トリス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）イソシアヌレイト、Ｎ，Ｎ’−（ヘキサン−１，６−ジイル）ビス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンゼンプロパンアミド）等が例示できる。
【００１３】
４−２．リン系安定剤
リン系安定剤としては、特に限定はされないが、樹脂等に添加されるリン系安定剤（リン系酸化防止剤）を用いることができ、具体的には、トリオクチルホスファイト、トリラウリルホスファイト、トリデシルホスファイト、（オクチル）ジフェニルホスファイト、トリス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ホスファイト、トリフェニルホスファイト、トリス（ブトキシエチル）ホスファイト、トリス（ノニルフェニル）ホスファイト、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、ビス（２，６−ジ−ｔ−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等のホスファイト（亜リン酸エステル）系安定剤が例示できる。
【００１４】
５．光反射率
ＪＩＳ  Ｋ０１１５に準拠し、波長４６０ｎｍで測定した、厚さ（肉厚）０．２ｍｍのときの光反射率は、８５％以上が好ましく、より好ましくは、９０％以上である。
【００１５】
６．保持率
１５０℃において６時間静置する条件での熱劣化の熱劣化前（静置前）の光反射率（Ｒ１）に対する熱劣化後（静置後）の光反射率（Ｒ２）の割合である保持率（Ｒ２／Ｒ１）は、９０％以上が好ましく、より好ましくは、９４％以上である。
【００１６】
７．混練方法
各原料成分を混合するための混練方法としては、特に限定はされないが、バンバリーミキサー等を用いて混練するバッチ式であってもよいし、二軸押出機等を用いて混練する連続式であってもよい。
また、混練時の過熱による熱劣化を小さくできることから、芳香族ポリアミド樹脂の融点より５０℃高い温度未満で加工（混練）することが好ましく、芳香族ポリアミド樹脂の融点より２０℃高い温度以下がより好ましい。
【００１７】
８．成形方法
上記複合材料組成物からなる光反射部材の成形方法としては、特に限定はされないが、射出成形、プレス成形、ブロー成形、押出し成形等の樹脂等の成形に用いる方法が例示できる。
【００１８】
９．光反射部材
光反射部材としては、特に限定はされないが、少なくとも一部に発光素子が発する光を反射するための反射壁を有するものであり、具体的には、発光ダイオード用ケース等が例示できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、経時劣化による光反射率の低下が小さい光反射部材用の複合材料組成物、及びその複合材料組成物を成形してなる光反射部材を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
粉状の酸化チタンと芳香族ポリアミド樹脂とを混合してなり、発光素子が発する光を反射するための反射壁を有する光反射部材に用いられる複合材料組成物において、
酸化チタンの含有率が６７質量％以上であり、
酸化チタンと芳香族ポリアミド樹脂との質量比が９５／５〜７０／３０であり、
耐熱安定剤として少なくともフェノール系安定剤を含有することを特徴とする複合材料組成物。
【実施例】
【００２１】
本発明の実施例の光反射部材は、図１に示すように、発光ダイオードランプ（図１（ａ）はサイドビュータイプ、図１（ｂ）はトップビュータイプ）に用いられ、側壁等が発光ダイオードが発する光を反射するための反射壁となっている有底筒状のカップ１０、２０である。カップ１０、２０は、次の表１に示す複合材料組成物を射出成形機を用いて成形したものである。
【００２２】
次の表１、２は、本発明の実施例の複合材料組成物（７種類、表１）と比較例の複合材料組成物（５種類、表２）の配合と評価等を示す。
配合欄における単位は質量部である。
【００２３】
【表１】
0005163114.tif 000002
【００２４】
【表２】
0005163114.tif 000003
【００２５】
各原料成分のうち、白色無機顔料として、平均粒径が０．２μｍの酸化チタンを用いた。芳香族ポリアミド樹脂として、３００℃２０Ｎにおけるメルトフローレート（ＭＦＲ）が７ｇ／１０分のポリアミド６Ｔ樹脂（融点：２９０℃）と、同メルトフローレート（ＭＦＲ）が６ｇ／１０分のポリアミド９Ｔ樹脂（融点：２９５℃）とを用いた。耐熱安定剤として、分子量が約１２００、融点が約１２０℃のフェノール系安定剤であるフェノール系安定剤ａと、分子量が約６４０、融点が約１６０℃のフェノール系安定剤であるフェノール系安定剤ｂと、分子量が約６３０、融点が約２３７℃のリン系安定剤とを用いた。
【００２６】
各試料は、樹脂温度が３００℃となる条件で原料成分を二軸押出機を用いて、混練した。
【００２７】
各試料の測定及び評価を次のようにして行った。
【００２８】
（１）プレス成形性の評価
厚さ０．２ｍｍのシートを、設定温度３００℃、圧力２０ＭＰａの条件においてプレス成形したときの良否を評価した。
○は良好であり、×は不良である。
【００２９】
（２）射出成形性の評価
８０ｔ射出成形機を用いて、シリンダー設定温度３００℃、金型温度１４０℃の条件において射出成形したときの良否を評価した。
○は、滞留安定性、流動性等の問題がなく成形できた場合であり、×は、流動不足、計量不良等の問題が成形時にあった場合である。
【００３０】
（３）透過率・反射率の測定
上記プレス成形により作成した厚さ０．２ｍｍのシート（試験体）を用い、ＪＩＳ  Ｋ０１１５に準拠して、波長４６０ｎｍの透過率と反射率とを測定した。
また、１５０℃の雰囲気中に６時間静置の条件で熱劣化させたものについても同条件で透過率と反射率とを測定した。
そして、熱劣化後の反射率（Ｒ２）を熱劣化前の反射率（Ｒ１）で割って、保持率を求めた。
【００３１】
屈折率が高く、耐熱性が高い白色無機顔料である酸化チタンの含有率が低い（６５質量％未満）比較例３、４、５と違い、酸化チタンの含有率が６９質量％以上である実施例１〜７は、厚さ０．２ｍｍの薄肉でも熱劣化前も熱劣化後も透過率が０％であった。また、熱劣化前の反射率が８８％以上と高く、熱劣化後の反射率も８７％以上と高かった。さらに、保持率は９８％以上であった。
【００３２】
白色無機顔料である酸化チタンと芳香族ポリアミド樹脂との質量比が９８／２と酸化チタンの割合が大きい比較例１と違い、同比が９５／５以下である（芳香族ポリアミド樹脂の割合が大きい）実施例１〜７は、芳香族ポリアミド樹脂で酸化チタンがコーティングされるため、プレス成形性及び射出成形性共に良好であった。
耐熱安定剤を含まない比較例２は、熱劣化前の反射率が８０％であり、保持率が８１％と共に低かった。
【００３３】
次の表３は、実施例２と同じ配合で樹脂温度が３４０℃となる条件で原料成分を二軸押出機を用いて、混練したもの（実施例８）の評価等である。なお、測定及び評価は、上記と同じようにして行った。
【００３４】
【表３】
0005163114.tif 000004
【００３５】
ポリアミド６Ｔ樹脂の融点（２９０℃）より５０℃高い３４０℃で混練を行うことにより、混練時にポリアミド６Ｔ樹脂の黄変があり、熱劣化前の反射率が低くなってしまった。
【００３６】
本実施例によれば、次の（ａ）〜（ｄ）の効果が得られる。
（ａ）耐熱性が高い白色無機顔料を多く含有していることにより、経時劣化による光反射率の低下が小さい複合材料組成物及び光反射部材が得られる。
（ｂ）屈折率が高い白色無機顔料を多く含有していることにより、薄肉にしても透過率が低い複合材料組成物及び光反射部材が得られる。
（ｃ）芳香族ポリアミド樹脂により白色無機顔料がコーティングされることにより、射出成形等の樹脂の成形に用いられる方法で、光反射部材を成形することができる。
（ｄ）屈折率の高い白色無機顔料を多く含有し、芳香族ポリアミド樹脂の融点より１０℃高い温度以下で混練されることにより、光反射率の高い複合材料組成物及び光反射部材が得られる（実施例８は除く）。
【００３７】
なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施例の発光ダイオード用カップの斜視図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０    発光ダイオード用カップ
２０    発光ダイオード用カップ
【図１】
0005163114.tif 000005