(57)【要約】      （修正有）【課題】特に電気・電子部品又は自動車電装部品などの電気部品用途に有用な熱伝導性、寸法安定性、耐熱性、金型離型性、低ガス性および溶融流動性に優れ、かつ熱伝導性の異方性の小さいポリアリーレンスルフィド組成物を提供する。【解決手段】（ａ）ポリアリーレンスルフィド、（ｂ）カルナバワックス、（ｃ）１００Ｗ／ｍ・ｋ以上の熱伝導率を有する炭素繊維及び／又は六方晶構造を有する鱗片状窒化ホウ素粉末、並びに（ｄ）炭酸マグネシウムを主成分とするマグネサイトであって、炭酸マグネシウム含有率が９８〜９９．９９９重量％である高純度マグネサイト粉末からなるポリアリーレンスルフィド組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）ポリアリーレンスルフィド、（ｂ）カルナバワックス、（ｃ）１００Ｗ／ｍ・ｋ以上の熱伝導率を有する炭素繊維及び／又は六方晶構造を有する鱗片状窒化ホウ素粉末、並びに（ｄ）炭酸マグネシウムを主成分とするマグネサイトであって、炭酸マグネシウム含有率が９８〜９９．９９９重量％である高純度マグネサイト粉末からなることを特徴とするポリアリーレンスルフィド組成物。
【請求項２】
（ａ）ポリアリーレンスルフィド２０〜５０重量％、（ｂ）カルナバワックス０．０５〜５重量％、（ｃ）１００Ｗ／ｍ・ｋ以上の熱伝導率を有する炭素繊維及び／又は六方晶構造を有する鱗片状窒化ホウ素粉末５〜５０重量％、並びに（ｄ）炭酸マグネシウムを主成分とするマグネサイトであって、炭酸マグネシウム含有率が９８〜９９．９９９重量％である高純度マグネサイト粉末１５〜７０重量％からなることを特徴とする請求項１記載のポリアリ−レンスルフィド組成物。
【請求項３】
更に（ｅ）黒鉛を配合してなることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載のポリアリーレンスルフィド組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱伝導性、寸法安定性、耐熱性、金型離型性、および溶融流動性に優れ、溶融時のガス発生量が少なく（以下、低ガス性という。）、かつ熱伝導性の異方性と熱膨張性の小さいポリアリーレンスルフィド組成物に関するものである。さらに詳しくは、電気・電子部品或いは自動車電装部品などの電気部品用途に特に有用なポリアリーレンスルフィド組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポリアリーレンスルフィドは、耐熱性、耐薬品性、成形性等に優れた特性を示す樹脂であり、その優れた特性を生かし、電気・電子機器部材、自動車機器部材およびＯＡ機器部材等に幅広く使用されている。
【０００３】
しかしながら、ポリアリーレンスルフィドは熱伝導性が低いことから、例えば発熱を伴うような電子部品を封止すると、発生する熱を効率よく拡散することができず、熱膨張による寸法変化、熱による変形、或いはガス発生など、不具合を生じることがあった。
【０００４】
ポリアリーレンスルフィドの熱伝導性を改良する試みについては、これまでにもいくつかの検討がなされ、例えば（ａ）ポリフェニレンスルフィド、（ｂ）平均粒径が５μｍ以下のアルミナ粉末、及び（ｃ）繊維状強化材を配合する樹脂組成物が提案されている（例えば特許文献１参照。）。また、（ａ）ポリアリーレンスルフィド、（ｂ）特定の引張弾性率を有する炭素繊維、及び（ｃ）黒鉛、金属粉、アルミナ、マグネシア、チタニア、ドロマイト、窒化ホウ素、窒化アルミニウムから選択される１種以上のフィラーを配合する樹脂組成物が提案されている（例えば特許文献２参照。）。また、（ａ）ポリフェニレンスルフィドとポリフェニレンエーテルとからなる樹脂、（ｂ）特定の熱伝導率を有する炭素繊維、及び（ｃ）黒鉛を配合する樹脂組成物が提案されている（例えば特許文献３参照。）。
【０００５】
【特許文献１】特開平０４−０３３９５８号公報
【特許文献２】特開２００２−１２９０１５号公報
【特許文献３】特開２００４−１３７４０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１〜３に提案された方法においては、組成物の熱伝導性が低く、また、熱伝導性に異方性を有しており、更には、組成物の熱膨張が大きく、充分な寸法安定性が得られないなどの課題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、熱伝導性、寸法安定性、耐熱性、金型離型性、低ガス性および溶融流動性に優れ、かつ熱伝導性の異方性と熱膨張性の小さいポリアリーレンスルフィド組成物を提供することを目的とし、さらに詳しくは、電気・電子部品又は自動車電装部品などの電気部品用途に特に有用なポリアリーレンスルフィド組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意検討した結果、ポリアリーレンスルフィドに、カルナバワックス、特定の熱伝導率を有する炭素繊維及び／又は特定の構造を有する鱗片状窒化ホウ素粉末、並びに特定の炭酸マグネシウム含有率を有するマグネサイト粉末よりなるポリアリーレンスルフィド組成物とすることで、異方性が小さくしかも高い熱伝導性を有すると共に、熱膨張性とその異方性が小さく、また金型離型性に優れる組成物となりうることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００９】
即ち、本発明は、（ａ）ポリアリーレンスルフィド、（ｂ）カルナバワックス、（ｃ）１００Ｗ／ｍ・ｋ以上の熱伝導率を有する炭素繊維及び／又は六方晶構造を有する鱗片状窒化ホウ素粉末、並びに（ｄ）炭酸マグネシウムを主成分とするマグネサイトであって、炭酸マグネシウム含有率が９８〜９９．９９９重量％である高純度マグネサイト粉末からなることを特徴とするポリアリーレンスルフィド組成物に関するものである。
【００１０】
以下、本発明に関し詳細に説明する。
【００１１】
本発明のポリアリーレンスルフィド組成物は、（ａ）ポリアリーレンスルフィド、（ｂ）カルナバワックス、（ｃ）１００Ｗ／ｍ・ｋ以上の熱伝導率を有する炭素繊維及び／又は六方晶構造を有する鱗片状窒化ホウ素粉末、並びに（ｄ）炭酸マグネシウムを主成分とするマグネサイトであって、炭酸マグネシウム含有率が９８〜９９．９９９重量％である高純度マグネサイト粉末からなるものである。
【００１２】
本発明のポリアリーレンスルフィド組成物を構成する（ａ）ポリアリーレンスルフィドとしては、ポリアリーレンスルフィドと称される範疇に属するものであれば如何なるものを用いてもよく、その中でも、得られるポリアリーレンスルフィド組成物の機械的強度、成型加工性に優れたものとなることから、測定温度３１５℃、荷重１０ｋｇの条件下、直径１ｍｍ、長さ２ｍｍのダイスを用いて、高化式フローテスターで測定した溶融粘度が５０〜３０００ポイズのポリアリーレンスルフィドが好ましく、特に６０〜１５００ポイズであるものが好ましい。
【００１３】
また、該（ａ）ポリアリーレンスルフィドとしては、その構成単位として下記の一般式（１）で示されるｐ−フェニレンスルフィド単位を７０モル％以上、特に９０モル％以上含有しているものが好ましい。
【００１４】
【化１】
2007106950.tif 000002
そして、他の構成成分としては、例えば、下式の一般式（２）に示されるｍ−フェニレンスルフィド単位、
【００１５】
【化２】
2007106950.tif 000003
一般式（３）に示されるｏ−フェニレンスルフィド単位、
【００１６】
【化３】
2007106950.tif 000004
一般式（４）に示されるフェニレンスルフィドスルホン単位、
【００１７】
【化４】
2007106950.tif 000005
一般式（５）に示されるフェニレンスルフィドケトン単位、
【００１８】
【化５】
2007106950.tif 000006
一般式（６）に示されるフェニレンスルフィドエーテル単位、
【００１９】
【化６】
2007106950.tif 000007
一般式（７）に示されるジフェニレンスルフィド単位、
【００２０】
【化７】
2007106950.tif 000008
一般式（８）に示される置換基含有フェニレンスルフィド単位、
【００２１】
【化８】
2007106950.tif 000009
（ここで、ＲはＯＨ、ＮＨ２、ＣＯＯＨ、ＣＨ３を示し、ｎは１又は２を示す。）
一般式（９）に示される分岐構造含有フェニレンスルフィド単位、
【００２２】
【化９】
2007106950.tif 000010
等を含有していてもよく、中でもポリ（ｐ−フェニレンスルフィド）が好ましい。
【００２３】
該（ａ）ポリアリーレンスルフィドの製造方法としては、特に限定はなく、例えば一般的に知られている重合溶媒中で、アルカリ金属硫化物とジハロ芳香族化合物とを反応する方法により製造することが可能であり、アルカリ金属硫化物としては、例えば硫化リチウム、硫化ナトリウム、硫化カリウム、硫化ルビジウム、硫化セシウム及びそれらの混合物が挙げられ、これらは水和物の形で使用しても差し支えない。これらアルカリ金属硫化物は、水硫化アルカリ金属とアルカリ金属塩基とを反応させることによって得られ、ジハロ芳香族化合物の重合系内への添加に先立ってその場で調整されても、また系外で調整されたものを用いても差し支えない。また、ジハロ芳香族化合物としては、ｐ−ジクロロベンゼン、ｐ−ジブロモベンゼン、ｐ−ジヨードベンゼン、ｍ−ジクロロベンゼン、ｍ−ジブロモベンゼン、ｍ−ジヨードベンゼン、１−クロロ−４−ブロモベンゼン、４、４’−ジクロロジフェニルスルフォン、４，４’−ジクロロジフェニルエーテル、４、４’−ジクロロベンゾフェノン、４、４’−ジクロロジフェニル等が挙げられる。また、アルカリ金属硫化物及びジハロ芳香族化合物の仕込み比は、アルカリ金属硫化物／ジハロ芳香族化合物（モル比）＝１．００／０．９０〜１．１０の範囲とすることが好ましい。
【００２４】
重合溶媒としては、極性溶媒が好ましく、特に非プロトン性で高温でのアルカリに対して安定な有機アミドが好ましい溶媒である。該有機アミドとしては、例えばＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ヘキサメチルホスホルアミド、Ｎ−メチル−ε−カプロラクタム、Ｎ−エチル−２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチルイミダゾリジノン、ジメチルスルホキシド、スルホラン、テトラメチル尿素及びその混合物、等が挙げられる。また、該重合溶媒は、重合によって生成するポリマーに対し１５０〜３５００重量％で用いることが好ましく、特に２５０〜１５００重量％となる範囲で使用することが好ましい。重合は２００〜３００℃、特に２２０〜２８０℃にて０．５〜３０時間、特に１〜１５時間攪拌下にて行うことが好ましい。
【００２５】
さらに、該（ａ）ポリアリーレンスルフィドは、直鎖状のものであっても、酸素存在下高温で処理し、架橋したものであっても、トリハロ以上のポリハロ化合物を少量添加して若干の架橋または分岐構造を導入したものであっても、窒素等の非酸化性の不活性ガス中で加熱処理を施したものであってもかまわないし、さらにこれらの構造の混合物であってもかまわない。
【００２６】
本発明のポリアリーレンスルフィド組成物を構成する（ａ）ポリアリーレンスルフィドの配合量は、特に機械的強度、成形性、熱伝導性に優れたポリアリーレンスルフィド組成物となることから２０〜５０重量％であることが好ましい。
【００２７】
本発明のポリアリーレンスルフィド組成物を構成する（ｂ）カルナバワックスは、該ポリアリーレンスルフィド組成物から得られる成形品の金型離型性や外観を改良するために配合されるものであり、該（ｂ）カルナバワックスとしては、一般的な市販品を用いることができ、例えば（商品名）精製カルナバ１号粉末（日興ファインプロダクツ製）を用いることができる。該（ｂ）カルナバワックスの配合量は、成形加工時に金型汚染等の問題を引き起す可能性が低く、金型離型性、成形品外観に優れるポリアリーレンスルフィド組成物となることから０．０５〜５重量％であることが好ましい。
【００２８】
本発明のポリアリーレンスルフィド組成物は、１００Ｗ／ｍ・ｋ以上の熱伝導率を有する炭素繊維（以下、炭素繊維（ｃ）と記す。）及び／又は六方晶構造を有する鱗片状窒化ホウ素粉末（以下、鱗片状窒化ホウ素粉末（ｃ）と記す。）を配合してなるものである。
【００２９】
ここで、炭素繊維（ｃ）として、１００Ｗ／ｍ・ｋ以上の熱伝導率を有する炭素繊維であれば如何なる制限を受けることなく用いることが可能である。炭素繊維には大別して、ポリアクリロニトリル系、ピッチ系、レーヨン系、ポリビニルアルコール系等があり、熱伝導率が１００Ｗ／ｍ・ｋ以上であれば、これら何れを用いても良く、好ましくはピッチ系炭素繊維である。熱伝導率が１００Ｗ／ｍ・ｋ未満の炭素繊維を用いポリアリーレンスルフィド組成物とした場合、たとえ、（ｄ）炭酸マグネシウム含有率が９８〜９９．９９９重量％である高純度マグネサイト粉末と組み合わせて配合しても、高い熱伝導性を有するポリアリーレンスルフィド組成物を得ることは出来ず、本発明の目的を達成することができない。
【００３０】
該炭素繊維（ｃ）の形状としては、例えば繊維径５〜２０μｍ、繊維長２〜８ｍｍのチョップドファイバー、繊維径５〜２０μｍ、繊維長３０〜１５０μｍのミルドファイバー等が例示でき、その中でも特に機械的強度に優れたポリアリーレンスルフィド組成物となることからチョップドファイバーが好ましい。
【００３１】
一方、鱗片状窒化ホウ素粉末（ｃ）としては、六方晶構造を有する鱗片状のものであれば如何なる制限を受けることなく用いることが可能であり、該鱗片状窒化ホウ素粉末（ｃ）は、例えば粗製窒化ホウ素粉末をアルカリ金属又はアルカリ土類金属のホウ酸塩の存在下、窒素雰囲気中、２０００℃×３〜７時間加熱処理して、窒化ホウ素結晶を十分に発達させ、粉砕後、必要に応じて硝酸等の強酸によって精製することにより製造することができ、この様にして得られた窒化ホウ素粉末は、通常、鱗片状を有するものである。そして、該鱗片状窒化ホウ素粉末（ｃ）としては、本発明のポリアリーレンスルフィド組成物中における該鱗片状窒化ホウ素粉末（ｃ）の分散性に優れ、機械的特性の優れたポリアリーレンスルフィド組成物となることから、レーザー回折散乱法により測定した平均粒子径（Ｄ５０）が、３〜３０μｍであるものが好ましい。また、該鱗片状窒化ホウ素粉末（ｃ）は、高結晶性を示し、特に熱伝導性に優れたポリアリーレンスルフィド組成物とすることが可能となることから、粉末Ｘ線回折法で求められる、（１０２）回折線の積分強度値［Ｉ（１０２）］に対する、（１００）回折線及び（１０１）回折線の積分強度値の和［Ｉ（１００）＋（１０１）］の比で示されるＧ．Ｉ値（Ｇ．Ｉ＝［Ｉ（１００）＋（１０１）］／［Ｉ（１０２）］）が０．８〜１０の範囲となるものであることが好ましい。
【００３２】
さらに、本発明のポリアリーレンスルフィド組成物においては、炭素繊維（ｃ）と鱗片状窒化ホウ素粉末（ｃ）をそれぞれ単独で用いても、同時に用いても構わない。また、本発明のポリアリーレンスルフィド組成物を構成する炭素繊維（ｃ）及び／又は鱗片状窒化ホウ素粉末（ｃ）の配合量は、特に機械的強度、成形性、熱伝導性に優れたポリアリーレンスルフィド組成物となることから５〜５０重量％であることが好ましい。
【００３３】
本発明のポリアリーレンスルフィド組成物を構成するマグネサイト粉末は、炭酸マグネシウムを主成分とするマグネサイトであって、炭酸マグネシウム含有率が９８〜９９．９９９重量％である高純度マグネサイト粉末（以下、高純度マグネサイト粉末（ｄ）と記す。）であり、該条件を満たすものであれば如何なる制限を受けることなく用いることが可能である。高純度マグネサイト粉末（ｄ）としては、合成品と天産品とがあり、これらの何れを用いても良く、例えば（商品名）合成マグネサイトＭＳＨＰ（神島化学工業（株）製）等を好ましい例として挙げることができる。ここで、マグネサイト粉末として、炭酸マグネシウム含有率が９８〜９９．９９９重量％の範囲を外れるマグネサイト粉末を用いポリアリーレンスルフィド組成物とした場合、たとえ炭素繊維（ｃ）及び／又は鱗片状窒化ホウ素粉末（ｃ）と組み合わせて配合しても、高い熱伝導性を有するポリアリーレンスルフィド組成物を得ることはできない。また高純度マグネサイト粉末（ｄ）としては、特に熱伝導性に優れたポリアリーレンスルフィド組成物となることから、レーザー回折散乱法により測定した平均粒子径（Ｄ５０）が、１μｍ以上であるものが好ましく、特に１０μｍ以上であるものが好ましい。
【００３４】
該高純度マグネサイト粉末（ｄ）は、必要に応じてシラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミネート系カップリング剤でさらに表面処理されたものであってもよく、シラン系カップリング剤としては、例えばビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等が挙げられ、チタネート系カップリング剤としては、例えばイソプロピルトリイソステアロイルチタネート等が挙げられ、アルミネート系カップリング剤としては、例えばアセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート等が挙げられる。
【００３５】
本発明のポリアリーレンスルフィド組成物を構成する高純度マグネサイト粉末（ｄ）の配合量は、特に機械的強度、成形性、熱伝導性に優れたポリアリーレンスルフィド組成物となることから１５〜７０重量％であることが好ましい。
【００３６】
更に、本発明のポリアリーレンスルフィド組成物においては、熱伝導性の異方性をより小さなものとするために、（ｅ）黒鉛を配合してなるものであることが好ましい。該（ｅ）黒鉛としては、特に制限はなく、熱伝導性の異方性を小さくできるものであれば如何なるものを用いることが可能である。黒鉛には大別して、天然黒鉛と人造黒鉛があり、天然黒鉛には例えば土状黒鉛、鱗状黒鉛、鱗片状黒鉛等があり、これら何れのものを用いても良い。該（ｅ）黒鉛の固定炭素含有量については、特に熱伝導性に優れ、かつその異方性が小さいポリアリーレンスルフィド組成物となることから、固定炭素含有量が９５％以上である黒鉛であることが好ましい。また、該（ｅ）黒鉛の粒子径としては、特に熱伝導性に優れたポリアリーレンスルフィド組成物となることから、一次粒子での平均粒子径が０．５〜４００μｍであるものが好ましい。
【００３７】
本発明のポリアリーレンスルフィド組成物に該（ｅ）黒鉛を配合する場合、その配合量は、特に機械的強度、成形性、熱伝導性の異方性の小さいポリアリーレンスルフィド組成物となることから５〜４０重量％であることが好ましい。
【００３８】
発明のポリアリーレンスルフィド組成物は、本発明の目的を逸脱しない範囲で、各種熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、例えばエポキシ樹脂、シアン酸エステル樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド、シリコーン樹脂、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリフェニレンオキサイド、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン等の１種以上を混合して使用することができる。
【００３９】
本発明のポリアリーレンスルフィド組成物の製造方法としては、従来使用されている加熱溶融混練方法を用いることができる。例えば、単軸または二軸押出機、ニーダー、ミル、ブラベンダー等による加熱溶融混練方法が挙げられ、特に混練能力に優れた二軸押出機による溶融混練方法が好ましい。また、この際の混練温度は特に限定されるものではなく、通常２８０〜４００℃の中から任意に選ぶことが出来る。また、本発明のポリアリーレンスルフィド組成物は、射出成形機、押出成形機、トランスファー成形機、圧縮成形機等を用いて任意の形状に成形することができる。
【００４０】
本発明のポリアリーレンスルフィド組成物は、本発明の目的を逸脱しない範囲で、繊維状、非繊維状の補強材を使用できる。繊維状補強材としては、ガラス繊維、アルミナ繊維、チタン酸カリウムウィスカー、硼酸アルミニウムウィスカー、酸化亜鉛ウィスカー等が挙げられる。また、非繊維状の補強材としては、炭酸カルシウム、マイカ、シリカ、タルク、硫酸カルシウム、カオリン、クレー、ワラステナイト、ゼオライト、ガラスビーズ、ガラスパウダー等が挙げられる。これらの補強材は２種以上を併用することができ、必要によりシラン系、チタン系カップリング剤で表面処理をして使用することができる。特に好ましい補強材は繊維状補強材ではガラス繊維が、非繊維状補強材では炭酸カルシウム、タルクである。
【００４１】
さらに、本発明のポリアリーレンスルフィド組成物は、本発明の目的を逸脱しない範囲で、従来公知の離型剤、滑剤、熱安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、結晶核剤、発泡剤、金型腐食防止剤、難燃剤、難燃助剤、染料、顔料等の着色剤、帯電防止剤等の添加剤を１種以上併用しても良い。
【００４２】
本発明のポリアリーレンスルフィド組成物は、発熱性の高い半導体素子、抵抗などの封止用樹脂、あるいは高い摩擦熱が発生する部品に特に好適である他、発電機、電動機、変圧器、変流器、電圧調整器、整流器、インバーター、継電器、電力用接点、開閉器、遮断機、ナイフスイッチ、他極ロッド、電気部品キャビネット、ソケット、抵抗器、リレーケースなどの電気機器部品用途に特に適している他、センサー、ＬＥＤランプ、コネクター、小型スイッチ、コイルボビン、コンデンサー、バリコンケース、光ピックアップ、発振子、各種端子板、変成器、プラグ、プリント基板、チューナー、スピーカー、マイクロフォン、ヘッドフォン、小型モーター、磁気ヘッドベース、パワーモジュール、半導体、液晶、ＦＤＤキャリッジ、ＦＤＤシャーシ、ハードディスクドライブ部品（ハードディスクドライブハブ、アクチュエーター、ハードディスク基板など）、ＤＶＤ部品（光ピックアップなど）、モーターブラッシュホルダー、パラボラアンテナ、コンピューター関連部品などに代表される電子部品；ＶＴＲ部品、テレビ部品、アイロン、ヘアードライヤー、炊飯器部品、電子レンジ部品、音響部品、オーディオ・レーザーディスク（登録商標）・コンパクトディスクなどの音声機器部品、照明部品、冷蔵庫部品、エアコン部品、タイプライター部品、ワードプロセッサー部品などに代表される家庭、事務電気製品部品；オフィスコンピューター関連部品、電話器関連部品、ファクシミリ関連部品、複写機関連部品、洗浄用治具、モーター部品、ライター、タイプライターなどに代表される機械関連部品；顕微鏡、双眼鏡、カメラ、時計などに代表される光学機器、精密機械関連部品；オルタネーターターミナル、オルタネーターコネクター，ＩＣレギュレーター、ライトディヤー用ポテンシオメーターベース、排気ガスバルブなどの各種バルブ、燃料関係・排気系・吸気系各種パイプ、エアーインテークノズルスノーケル、インテークマニホールド、燃料ポンプ、エンジン冷却水ジョイント、キャブレターメインボディー、キャブレタースペーサー、排気ガスセンサー、冷却水センサー、油温センサー、ブレーキパットウェアーセンサー、スロットルポジションセンサー、クランクシャフトポジションセンサー、エアーフローメーター、ブレーキパッド摩耗センサー、エアコン用サーモスタットベース、暖房温風フローコントロールバルブ、ラジエーターモーター用ブラッシュホルダー、ウォーターポンプインペラー、タービンベイン、ワイパーモーター関係部品、デュストリビューター、スタータースイッチ、スターターリレー、トランスミッション用ワイヤーハーネス、ウィンドウォッシャーノズル、エアコンパネルスイッチ基板、燃料関係電磁気弁用コイル、ヒューズ用コネクター、ホーンターミナル、電装部品絶縁板、ステップモーターローター、ランプソケット、ランプリフレクター、ランプハウジング、ブレーキピストン、ソレノイドボビン、エンジンオイルフィルター、点火装置ケースなどの自動車・車両関連部品などの各種用途にも適用できる。
【発明の効果】
【００４３】
本発明は、熱伝導性、寸法安定性、耐熱性、金型離型性、低ガス性及び溶融流動性に優れ、かつ熱伝導性の異方性と熱膨張性の小さいポリアリーレンスルフィド組成物を提供するものであり、該ポリアリーレンスルフィド組成物は、特に電気・電子部品又は自動車電装部品等の電気部品用途に有用なものである。
【実施例】
【００４４】
次に、本発明を実施例及び比較例によって説明するが、本発明はこれらの例になんら制限されるものではない。
【００４５】
実施例及び比較例において、（ａ）ポリフェニレンスルフィド、（ｂ）カルナバワックス、（ｃ）１００Ｗ／ｍ・ｋ以上の熱伝導率を有する炭素繊維及び六方晶構造を有する鱗片状窒化ホウ素粉末、（ｃ’）１００Ｗ／ｍ・ｋ未満の熱伝導率である炭素繊維、（ｄ）マグネサイト粉末、及び（ｅ）黒鉛として以下のものを用いた。
【００４６】
＜（ａ）ポリフェニレンスルフィド＞
（ａ−１）ポリ（ｐ−フェニレンスルフィド）（以下、単にＰＰＳ（ａ−１）と記す。）：溶融粘度１１０ポイズ。
（ａ−２）ポリ（ｐ−フェニレンスルフィド）（以下、単にＰＰＳ（ａ−２）と記す。）：溶融粘度３００ポイズ。
（ａ−３）ポリ（ｐ−フェニレンスルフィド）（以下、単にＰＰＳ（ａ−３）と記す。）：溶融粘度ポイズ３５０ポイズ。
【００４７】
＜（ｂ）カルナバワックス＞
（ｂ−１）カルナバワックス（以下、単にカルナバワックス（ｂ−１）と記す。）；日興ファインプロダクツ製、（商品名）精製カルナバ１号粉末。
【００４８】
＜（ｃ）１００Ｗ／ｍ・ｋ以上の熱伝導率を有する炭素繊維及び六方晶構造を有する鱗片状窒化ホウ素粉末＞
（ｃ−１）１００Ｗ／ｍ・ｋ以上の熱伝導率を有する炭素繊維（以下、単に高熱伝導炭素繊維（ｃ−１）と記す。）；三菱化学（株）製、（商品名）ダイアリードＫ６３７１Ｔ；熱伝導率１４０Ｗ／ｍ・ｋ、チョップドファイバー、繊維径１０μｍ、繊維長６ｍｍ。
（ｃ−２）六方晶構造を有する鱗片状窒化ホウ素粉末（以下、単に鱗片状窒化ホウ素粉末（ｃ−２）と記す。）；電気化学工業（株）製、（商品名）デンカボロンナイトライドＳＧＰ；平均粒子径１８．０μｍ、比表面積２ｍ２／ｇ、Ｇ．Ｉ値０．９。
【００４９】
＜（ｃ’）１００Ｗ／ｍ・ｋ未満の熱伝導率である炭素繊維＞
（ｃ’−１）１００Ｗ／ｍ・ｋ未満の熱伝導率である炭素繊維（以下、単に低熱伝導炭素繊維（ｃ’−１）と記す。）；三菱化学（株）製、（商品名）ダイアリードＫ２２３ＳＥ；熱伝導率２０Ｗ／ｍ・ｋ、チョップドファイバー、繊維径１０μｍ、繊維長６ｍｍ。
【００５０】
＜（ｄ）マグネサイト粉末＞
（ｄ−１）マグネサイト粉末（以下、単に高純度マグネサイト粉末（ｄ−１）と記す。）；神島化学工業（株）製、（商品名）合成マグネサイトＭＳＨＰ；炭酸マグネシウム含有率９９．９９重量％、平均粒子径１２μｍ。
（ｄ−２）マグネサイト粉末（以下、単に高純度マグネサイト粉末（ｄ−２）と記す。）；神島化学工業（株）製、（商品名）合成マグネサイトＭＳＬ；炭酸マグネシウム含有率９９．７重量％、平均粒子径８μｍ。
（ｄ−３）マグネサイト粉末（以下、単にマグネサイト粉末（ｄ−３）と記す。）；神島化学工業（株）製、（商品名）重質炭酸マグネシウム；炭酸マグネシウム含有率８６．８重量％、平均粒子径１１μｍ。
【００５１】
＜（ｅ）黒鉛＞
（ｅ−１）黒鉛（以下、単位黒鉛（ｅ−１）と記す。）；昭和電工（株）製、（商品名）ＵＦＧ−３０；人造黒鉛、固定炭素含有量９９．４％。
【００５２】
実施例及び比較例で用いた評価・測定方法を以下に示す。
【００５３】
〜曲げ強度の測定〜
射出成形により長さ１２７ｍｍ、幅１２．７ｍｍ、厚み３．２ｍｍの試験片を作製し、該試験片を用いて、ＡＳＴＭ  Ｄ−７９０  Ｍｅｔｈｏｄ−１（三点曲げ法）に準じ、曲げ強度を測定した。測定装置（島津製作所製、（商品名）ＡＧ−５０００Ｂ）を用い、支点間距離５０ｍｍ、測定速度１．５ｍｍ／分の試験条件で行った。
【００５４】
〜熱伝導率の測定〜
熱伝導率測定装置（アルバック社製、（商品名）ＴＣ７０００；ルビーレーザー）を用い、２３℃の条件下で、レーザーフラッシュ法にて測定した。厚み方向の熱伝導率は、一次元法により、熱容量Ｃｐと厚み方向の熱拡散率αを求め、また平面方向の熱伝導率は、二次元法により、平面方向の熱拡散率α’を求めて、次式より熱拡散率を算出した。
厚み方向の熱伝導率＝ρ×Ｃｐ×α
平面方向の熱伝導率＝ρ×Ｃｐ×α’
ここで、密度ρは、ＡＳＴＭ  Ｄ−７９２  Ａ法（水中置換法）に準じ測定した。また、測定に供する試験片は、下記の線膨張係数に用いる平板から切削加工した。さらに、熱伝導率の異方性を評価するために、熱伝導率の（厚み方向）／（平面方向）比率を算出した。該値が１００％に近いほど異方性は小さく、逆に０％に近い、又は１００％を大きく越える場合は、異方性が大きい、と判断した。
【００５５】
〜線膨張係数の測定〜
射出成形により長さ７０ｍｍ、幅７０ｍｍ、厚み２ｍｍの平板を作製し、該平板より、樹脂の流動方向（ＭＤ）及び樹脂の流動方向に直角な方向（ＴＤ）に、それぞれ幅５ｍｍ、長さ１５ｍｍの短冊状板を切り出し、これを線膨張係数測定の試験片とした。次に該試験片を測定装置（アルバック社製、（商品名）ＤＬ７０００）に装着し、３０〜２００℃の範囲で、２℃／分の昇温条件のもと、線膨張係数を測定した。さらに、線膨張係数の異方性を評価するために、線膨張係数の（ＭＤ）／（ＴＤ）比率を算出し、該値が１００％に近いほど異方性は小さく、逆に０％に近い、又は１００％を大きく越える場合は、異方性が大きい、と判断した。
【００５６】
〜曲げ強度の測定〜
射出成形により長さ１２７ｍｍ、幅１２．７ｍｍ、厚み３．２ｍｍの試験片を作製し、該試験片を用いて、ＡＳＴＭ  Ｄ−７９０  Ｍｅｔｈｏｄ−１（三点曲げ法）に準じ、曲げ強度を測定した。測定装置は（商品名）ＡＧ−５０００Ｂ（島津製作所製）を用い、支点間距離５０ｍｍ、測定速度１．５ｍｍ／分の試験条件で行った。
【００５７】
〜メルトフローレート（ＭＦＲ）の測定〜
高化式フローテスターを用い、温度３１５℃、荷重５ｋｇ、ダイ内径２．０ｍｍの条件下、１０分間で流出する組成物の重さ（ｇ単位）を測定し、メルトフローレート（以下、ＭＦＲと記す。）とした。
【００５８】
＜合成例１（ＰＰＳ（ａ−１）、ＰＰＳ（ａ−２）の合成）＞
攪拌機を装備する１５リットルオートクレーブに、Ｎａ２Ｓ・２．８Ｈ２Ｏ１８６６ｇ及びＮ−メチル−２−ピロリドン（以下、ＮＭＰと記す）５リットルを仕込み、窒素気流下攪拌しながら徐々に２０５℃まで昇温して、４０７ｇの水を溜出させた。この系を１４０℃まで冷却した後、ｐ−ジクロロベンゼン２２８０ｇとＮＭＰ１５００ｇを添加し、窒素気流下に系を封入した。この系を２２５℃に昇温し、２２５℃にて２時間重合を行った。重合終了後、室温まで冷却し、ポリマーを遠心分離器により単離した。温水でポリマーを繰り返し洗浄し、１００℃で一昼夜乾燥し、ポリ（ｐ−フェニレンスルフィド）を得た。
【００５９】
得られたポリ（ｐ−フェニレンスルフィド）（ＰＰＳ（ａ−１））の溶融粘度は１１０ポイズであった。
【００６０】
更にＰＰＳ（ａ−１）を、空気雰囲気下２３５℃で加熱硬化処理を行った。得られたポリ（ｐ−フェニレンスルフィド）（ＰＰＳ（ａ−２））の溶融粘度は３００ポイズであった。
【００６１】
＜合成例２（ＰＰＳ（ａ−３）の合成）＞
攪拌機を装備する１５リットルチタン製オートクレーブにＮＭＰ３２３２ｇ、４７％硫化水素ナトリウム水溶液１６８２ｇ及び４８％水酸化ナトリウム水溶液１１４２ｇを仕込み、窒素気流下攪拌しながら徐々に２００℃まで昇温して、１３６０ｇの水を溜出させた。この系を１７０℃まで冷却し、ｐ−ジクロロベンゼン２１１８ｇとＮＭＰ１７８３ｇを添加し、窒素気流下に系を封入した。この系を２２５℃に昇温し、２２５℃にて１時間重合し、続けて２５０℃まで昇温し、２５０℃にて２時間重合した。更に、２５０℃で水４５１ｇを圧入し、再度２５５℃まで昇温し、２２５℃にて２時間重合を行った。重合終了後、室温まで冷却し、重合スラリーを固液分離した。ポリマーをＮＭＰ、アセトン及び水で順次洗浄し、１００℃で一昼夜乾燥し、ポリ（ｐ−フェニレンスルフィド）を得た。
【００６２】
得られたポリ（ｐ−フェニレンスルフィド）（ＰＰＳ（ａ−３））は直鎖状のものであり、その溶融粘度は３５０ポイズであった。
【００６３】
実施例１
ＰＰＳ（ａ−２）４２．７重量％、カルナバワックス（ｂ−１）１．３重量％及び高純度マグネサイト粉末（ｄ−１）５６重量％の割合で配合して、３１０℃に加熱した二軸押出機（東芝機械製、（商品名）ＴＥＭ−３５−１０２Ｂ）のホッパーに、一方、高熱伝導炭素繊維（ｃ−１）を二軸押出機サイドフィーダーのホッパーに、それぞれ投入し、スクリュー回転数２００ｒｐｍにて溶融混練し、ダイより流出する溶融組成物を冷却後裁断し、ペレット状のポリアリーレンスルフィド組成物を作製した。その際のポリアリーレンスルフィド組成物の構成割合は、ＰＰＳ（ａ−２）／カルナバワックス（ｂ−１）／高純度マグネサイト粉末（ｄ−１）／高熱伝導炭素繊維（ｃ−１）＝３２／１／４２／２５（重量％）であった。
【００６４】
該ポリアリーレンスルフィド組成物を、３１０℃に加熱した射出成形機（住友重機械工業製、（商品名）ＳＥ７５Ｓ）のホッパーに投入し、曲げ強度を測定するための試験片、及び、熱伝導率、線膨張係数を測定するための平板を、それぞれ成形した。
【００６５】
該試験片及び該平板から、曲げ強度、熱伝導率、線膨張係数を測定した。また、ポリアリーレンスルフィド組成物を高化式フローテスターに仕込みＭＦＲを測定した。これらの結果を表１に示す。
【００６６】
得られたポリアリーレンスルフィド組成物は、曲げ強度は十分に大きく、熱伝導率も高く、かつその異方性は小さかった。また、線膨張係数は小さく、かつその異方性も小さかった。さらにＭＦＲも実用上十分な値を示した。
【００６７】
実施例２〜１０
ＰＰＳ（ａ−１，２，３）、カルナバワックス（ｂ−１）、高熱伝導炭素繊維（ｃ−１）、鱗片状窒化ホウ素粉末（ｃ−２）、高純度マグネサイト粉末（ｄ−１、２）、黒鉛（ｅ−１）を用いた以外は、実施例１と同様の方法により、表１に示す構成割合のポリアリーレンスルフィド組成物、評価用試験片を作成し、評価した。評価結果を表１に示す。
【００６８】
得られた全てのポリアリーレンスルフィド組成物は、熱伝導率は高く、線膨張係数は小さかった。また、それぞれの異方性も小さなものであった。
【００６９】
【表１】
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比較例１〜６
ＰＰＳ（ａ−１，２）、カルナバワックス（ｂ−１）、高熱伝導炭素繊維（ｃ−１）、鱗片状窒化ホウ素粉末（ｃ−２）、低熱伝導炭素繊維（ｃ’−１）、高純度マグネサイト粉末（ｄ−１）、マグネサイト粉末（ｄ−３）を用いた以外は、実施例１と同様の方法により、表２に示す構成割合のポリアリーレンスルフィド組成物、評価用試験片を作成し、評価した。評価結果を表２に示す。
【００７０】
比較例１により得られた（ｃ）高熱伝導炭素繊維及び鱗片状窒化ホウ素粉末を配合しない組成物、比較例２により得られた（ｄ）高純度マグネサイト粉末を配合しない組成物、比較例３により得られた（ｃ’）低熱伝導炭素繊維を配合する組成物、比較例４、５により得られた炭酸マグネシウム含有率が９８〜９９．９９９重量％の範囲を外れるマグネサイト粉末を配合する組成物のそれぞれは、いずれも熱伝導率が低く、その異方性も大きかった。また、線膨張係数も大きかった。更に比較例６により得られた（ｂ）カルナバワックスを配合しない組成物は、金型離型性が悪いことから、各評価に用いる試験片及び平板が成形できず、曲げ強度、熱伝導率、及び線膨張係数が評価できなかった。
【００７１】
【表２】
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