(57)【要約】【課題】循環型社会への移行にも貢献することができる熱伝導性ポリカーボネート樹脂組成物を提供する。【解決手段】ポリカーボネート樹脂（Ａ）と植物焼成物（Ｂ）とを含み、これらの割合が重量比で１：１を超え７：３となる範囲とすることができ、植物焼成物（Ｂ）には、例えば、大豆皮の黒鉛化物を用いる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリカーボネート樹脂（Ａ）と植物焼成物（Ｂ）とを含み、これらの割合が重量比で１：１を超え７：３となる範囲である熱伝導性ポリカーボネート樹脂組成物。
【請求項２】
前記植物焼成物（Ｂ）は、大豆皮の黒鉛化物である請求項１記載の熱伝導性ポリカーボネート樹脂組成物。
【請求項３】
請求項１記載の熱伝導性ポリカーボネート樹脂組成物を成形してなる成形品。
【請求項４】
電化製品の筐体である請求項３記載の成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱伝導性ポリカーボネート樹脂組成物及びこれを成形してなる成形品に関する。更に詳しくは、本発明は、植物焼成物を熱伝導性物質として含む、循環型社会形成にも配慮した熱伝導性ポリカーボネート樹脂組成物及びこれを成形してなる成形品に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリカーボネート樹脂は、耐衝撃性、耐熱性、熱安定性等に優れた熱可塑性樹脂であり、電気、電子、ＩＴＥ、精密機械、自動車などの分野で広く用いられている。これらの分野においては、小型軽量化や高精度化といった技術の進歩がめざましい。これに伴い、部品の薄肉化が進み、また消費電力が増えることで部品からの発熱量が増大する傾向があるため、局部的な温度上昇が誤作動等の不具合の原因となることが懸念されている。
【０００３】
この局部的な温度上昇を回避するため、発生した熱を拡散する目的で金属材料が筐体の一部や放熱板などに用いられている。しかし、金属材料は比重が大きく、加工が容易でないことから、より軽く、加工が容易な金属代替となる樹脂材料が望まれている。ポリカーボネート樹脂などの樹脂材料に熱伝導性を付与するため、過去から種々の熱伝導性フィラーを混合する方法が提案されてきた。
【０００４】
特許文献１には、繊維直径、平均粒径かつ密度を限定した黒鉛化炭素繊維を含有した熱伝導性高分子組成物が記載されている。また、特許文献２には、見かけ密度を特定した板状黒鉛を混合した熱伝導性樹脂組成物が記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−８８２５０号公報
【特許文献２】特開２０１１−１６９３６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に記載されている熱伝導性高分子組成物は、所望の熱伝導性を得るためには、黒鉛化炭素繊維を多量に添加する必要があり、限りある資源を有効に活用していなかった。
【０００７】
また、特許文献２に記載されているものは、その実施例に明示されているように、鱗片状黒鉛が使用されているが、この鱗片状黒鉛の原料は主に中国などにおいて坑道ぼりにて採取される石鉛系黒鉛であるため、やはり、限りある資源を有効に活用していなかった。
【０００８】
そこで、本発明は、熱伝導性及び衝撃強度を備えるポリカーボネート樹脂組成物およびそれを成形してなる成形品を提供することを課題とする。併せて、限りある資源を有効に活用するために、炭素源として植物焼成物を用いたポリカーボネート樹脂組成物およびそれを成形してなる成形品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】
本発明者らは、かかる課題に鑑み鋭意研究を行った結果、ポリカーボネート樹脂に植物焼成物を混合することにより熱伝導性が向上し、かつ射出成形などによる大量生産が可能で、電気、電子、ＩＴＥ分野で使用される機器の部品などに要求される強度や耐熱性をも有するものが得られることを見出した。
【００１０】
すなわち、本発明の熱伝導性ポリカーボネート樹脂組成物及びこれを用いた成形品は、ポリカーボネート樹脂（Ａ）と植物焼成物（Ｂ）とを含み、これらの割合が重量比で１：１を超え７：３以下となる範囲としている。具体的には、ポリカーボネート樹脂（Ａ）と植物焼成物（Ｂ）との総重量％に対して、ポリカーボネート樹脂（Ａ）が５０重量％を超え７０重量％以下および植物焼成物（Ｂ）３０重量％以上５０重量％未満からなる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、熱伝導性及び衝撃強度を備えるポリカーボネート樹脂組成物およびそれを成形してなる成形品を提供することができる。また、本発明によれば、限りある資源を有効に活用することが可能となるため、循環型社会への移行にも貢献することができる。 
【００１２】
また、本発明は、ポリカーボネートの強度及び耐熱性を維持しつつ、優れた熱伝導性を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施形態では、以下説明するポリカーボネート樹脂（Ａ）を用いている。すなわち、例えば、種々のジヒドロキシジアリール化合物とホスゲンとを反応させるホスゲン法、またはジヒドロキシジアリール化合物とジフェニルカーボネートなどの炭酸エステルとを反応させるエステル交換法によって得られる重合体とすることができ、代表的なものとしては、２,２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン（通称ビスフェノールＡ）から製造されたポリカーボネート樹脂が挙げられる。
【００１４】
上記ジヒドロキシジアリール化合物としては、ビスフェノールＡの他に、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ブタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）オクタン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）フェニルメタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル−３−メチルフェニル）プロパン、１，１−ビス（４−ヒドロキシ−３−第三ブチルフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３−ブロモフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジブロモフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジクロロフェニル）プロパンのようなビス（ヒドロキシアリール）アルカン類、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロペンタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサンのようなビス（ヒドロキシアリール）シクロアルカン類、４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、４，４’−ジヒドロキシ−３，３’−ジメチルジフェニルエーテルのようなジヒドロキシジアリールエーテル類、４，４’−ジヒドロキシジフェニルスルフィドのようなジヒドロキシジアリールスルフィド類、４，４’−ジヒドロキシジフェニルスルホキシド、４，４’−ジヒドロキシ−３，３’−ジメチルジフェニルスルホキシドのようなジヒドロキシジアリールスルホキシド類、４，４’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、４，４’−ジヒドロキシ−３，３’−ジメチルジフェニルスルホンのようなジヒドロキシジアリールスルホン類等が挙げられる。
【００１５】
これらは単独または２種類以上混合して使用されるが、これらの他に、ピペラジン、ジピペリジルハイドロキノン、レゾルシン、４，４’−ジヒドロキシジフェニル等を混合したものを使用してもよい。
【００１６】
さらに、上記のジヒドロキシアリール化合物と以下に示すような３価以上のフェノール化合物とを混合使用してもよい。３価以上のフェノールとしてはフロログルシン、４，６−ジメチル−２，４，６−トリ−（４−ヒドロキシフェニル）−ヘプテン、２，４，６−ジメチル−２，４，６−トリ−（４−ヒドロキシフェニル）−ヘプタン、１，３，５−トリ−（４−ヒドロキシフェニル）−ベンゾール、１，１，１−トリ−（４−ヒドロキシフェニル）−エタンおよび２，２−ビス−〔４，４−（４，４’−ジヒドロキシジフェニル）−シクロヘキシル〕−プロパンなどが挙げられる。
【００１７】
ポリカーボネート樹脂（Ａ）の粘度平均分子量は、特に制限はないが、成形加工性、強度の面より通常１００００〜１０００００、より好ましくは１４０００〜３００００、さらに好ましくは１６０００〜２６０００の範囲である。また、係るポリカーボネート樹脂を製造するに際し、分子量調整剤、触媒等を必要に応じて使用することができる。
【００１８】
植物焼成物（Ｂ）は、大豆皮等を例えば約１５００［℃］〜約３０００［℃］の温度で、静置炉、ロータリーキルンなどの炭化装置を用いて、選択的に、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気下或いは真空中で大豆皮等を到達温度で約３時間程度焼成することによって黒鉛化したものである。ここで、この焼成温度、焼成時間は、大豆皮焼成物等に対して焙煎を超えて黒鉛化するために必要な条件とすればよい。したがって、炭化装置の種別、炭化処理時の大豆皮の処理量などによって多少相違する点に留意されたい。
【００１９】
具体的には、本実施形態の植物焼成物（Ｂ）は、食用油等の製造時に発生する生大豆皮に、選択的に、レゾール型フェノール樹脂等のフェノール樹脂を含有させてから炭化装置にセットして、窒素ガス雰囲気下で１分当たり約２［℃］ずつ温度を上昇させ、約１５００［℃］〜約３０００［℃］といった所定の温度まで到達させる。それから、到達温度で例えば数時間〜数週間程度、炭化焼成処理・黒鉛化処理を施す。
【００２０】
なお、ここでいう黒鉛化処理は、たとえば約１５００［℃］という焼成温度で相対的に長時間焼成することによって黒鉛化することのみならず、例えば３０００［℃］という焼成温度で相対的に短時間焼成することによって黒鉛化することも含む。また、例えば９００［℃］という焼成温度で一次焼成することによって炭素化し、それを別途、例えば３０００［℃］という焼成温度で焼成することによって黒鉛化することも含む。
【００２１】
また、レゾール型フェノール樹脂等の混合は、大豆皮焼成物の強度、炭素量の向上を図ることができる。もっとも、当該混合自体は、本実施形態の熱伝導部材の製造上、必ずしも必要ではない点に留意されたい。
【００２２】
つぎに、焼成した大豆皮を粉砕してから篩分処理を経て、メディアン径が例えば約２０μｍ〜約６０μｍの大豆皮焼成物を得る。こうして、植物焼成物（Ｂ）を生成する。
【００２３】
ここで重要なのは、ポリカーボネート樹脂（Ａ）に対する植物焼成物（Ｂ）の混合量である。例えば、本実施形態の熱伝導性ポリカーボネート樹脂組成物の用途としては、主として、ノートパソコンなどのコンピュータの筐体、プロジェクターの筐体、電池パックの筐体、液晶バックライト装置の筐体などが考えられる。換言すると、これらの筐体として、熱伝導性ポリカーボネート樹脂組成物を用いる理由は、ポリカーボネート樹脂（Ａ）自体が有する衝撃強度などが優れている点が挙げられる。
【００２４】
一方で、ポリカーボネート樹脂（Ａ）自体には、熱伝導性については難点がある。このため、本発明の実施形態では、ポリカーボネート樹脂（Ａ）に対して、植物焼成物（Ｂ）を含有させるのであるが、ポリカーボネート樹脂（Ａ）に対して、あまりに多くの植物焼成物（Ｂ）を含有させたのでは、熱伝導性ポリカーボネート樹脂組成物の衝撃強度が低下することになる。
【００２５】
例えば、電気電子、ＩＴＥ、精密機械等の部品は、数１０ｃｍ程度の高さから落下した場合であっても破損しないようにすることが望まれている。本実施形態の熱伝導性ポリカーボネート樹脂組成物は、電気電子等の部品の筐体等にも用いることができ、その際には、降伏応力でいえば３０ＭＰａ以上、破壊呼び歪みでいえば１．０％以上であるものを合格レベルとする。この理由は、現状、筐体等部材に使用される代表的なプラスチックの一つであるポリスチレンの降伏強度及び破壊呼び歪みは、それぞれ、このレベルにあるためである。これを実現するためには、ポリカーボネート樹脂（Ａ）と植物焼成物（Ｂ）との総重量％に対して、植物焼成物（Ｂ）が例えば７０重量％を超えると、造粒加工が困難となることから安定した樹脂組成物の加工が困難となり、十分な衝撃強度が得られないことになり好ましくない。
【００２６】
したがって、本実施形態の熱伝導性ポリカーボネート樹脂組成物に要求される熱伝導性と衝撃強度との両面を考慮すると、自ずと、ポリカーボネート樹脂（Ａ）と植物焼成物（Ｂ）との混合割合の範囲が規定されることになる。本実施形態では、主として、上記のような各筐体に用いることを想定して、ポリカーボネート樹脂（Ａ）と植物焼成物（Ｂ）との合計量に対して、植物焼成物（Ｂ）が、３０重量％以上５０重量％未満の範囲となるようにしている。
【００２７】
付言すると、本実施形態の熱伝導性ポリカーボネート樹脂組成物には、酸化防止剤など、ポリカーボネート樹脂（Ａ）及び植物焼成物（Ｂ）の他に所要の添加剤を含んでもよいことから、ポリカーボネート樹脂（Ａ）と植物焼成物（Ｂ）との混合割合は重量比で１：１を超え７：３となる範囲としている。
【００２８】
結論を先に述べると、上記植物焼成物（Ｂ）の混合量が３０重量％未満では、熱伝導性の向上効果が十分ではないため好ましくない。一方で、５０重量％以上となると衝撃強度が悪化することから好ましくない。そもそも、ポリカーボネート樹脂の難点であった熱伝導性を向上させることから、どちらかといえば、衝撃強度に優先させて熱伝導性を高めるべきであろうという観点からは、好ましくは３５重量％以上４９重量％以下の範囲、より好ましくは、４０重量％以上４９重量％以下の範囲となる。このような具体的範囲に至った根拠については、後掲する表１に基づいて後述する。
【００２９】
本実施形態の熱伝導性ポリカーボネート樹脂組成物を製造するにあたり、各種混合成分（Ａ）、（Ｂ）の混合方法には特に制限はなく、任意の混合機、例えばタンブラー、リボンブレンダー、高速ミキサー等によりこれらを混合し、通常の単軸または二軸押出機等で溶融混練することができる。また、これら混合成分の混合順序や一括混合、分割混合を採用することについても特に制限はない。
【００３０】
また、混合時、必要に応じて他の公知の添加剤、例えば離型剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、染顔料、展着剤（エポキシ化大豆油、流動パラフィン等）等を混合することができる。
【実施例】
【００３１】
以下に、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれら実施例により何ら制限されるものではない。なお、単位の「部」、「％」は特に断りのない限り重量基準に基づく。
【００３２】
使用した混合成分の詳細は、以下のとおりである。
ポリカーボネート樹脂：
ビスフェノールＡとホスゲンとを合成してなるポリカーボネート樹脂
住化スタイロンポリカーボネート社製  カリバー２００−２０
粘度平均分子量：１９０００  （以下、ＰＣと略記）
植物焼成物：
日清オイリオグループ社製  フィトポーラスＳＨ−３０３０（以下、ＰＰと略記）
酸化防止剤：
ハイブリッド型リン系酸化防止剤  住友化学社製  スミライザーＧＰ（以下、ＡＯと略記）
【００３３】
前述の各種混合成分を後掲する表１に示す混合比率にて一括してタンブラーに投入し、約１０分間乾式混合した後、二軸押出機（神戸製鋼所製ＫＴＸ３７）を用いて、溶融温度約２８０℃にて混練し、ポリカーボネート樹脂組成物のペレットを得た。
【００３４】
（密度の評価）
上記で得られた各種樹脂組成物のペレットをそれぞれ約１２５℃で約４時間乾燥した後に、射出成型機（日本製鋼所製Ｊ−１００ＳＡＩＩ）を用いて設定温度約２８０℃、射出圧力約１６００ｋｇ／ｃｍ２にて密度評価用試験片（６４×１３×３．２ｍｍ）を作成した。得られた試験片を用いて、島津製作所社製ＳＳＧＭ−３００Ｐにて密度の評価を行った。
【００３５】
（成形品の熱伝導率の評価）
上記で得られた各種樹脂組成物のペレットをそれぞれ約１２５℃で約４時間乾燥した後に、射出成型機（日本製鋼所製Ｊ−１００ＳＡＩＩ）を用いて設定温度２８０℃、射出圧力約１６００ｋｇ／ｃｍ２にて熱伝導性評価用試験片（１５０ｍｍ×９０ｍｍ×２．０ｍｍ）を作成した。得られた試験片を用いて、京都電子工業社製ＱＴＭ−５００にて熱伝導性の評価を行った。ここで、現状、プラスチックの熱伝導性改良材料の熱伝導率としては少なくとも１Ｗ／ｍ・Ｋ〜２Ｗ／ｍ・Ｋのレベルが求められていることから、熱伝導率が１．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上を合格とした。
【００３６】
（成形品の降伏応力および荷重たわみ温度の評価）
上記で得られた各種樹脂組成物のペレットをそれぞれ約１２５℃で約４時間乾燥した後に、射出成型機（日本製鋼所製Ｊ−１００Ｅ−Ｃ５）を用いて設定温度約２８０℃、射出圧力約１６００ｋｇ／ｃｍ２にてＩＳＯ試験法に準じた試験片を作成し、得られた試験片を用いてＩＳＯ  ５２７−２、ＩＳＯ  ７５−２に準じ降伏応力及び荷重たわみ温度を測定した。
【００３７】
【表１】
2013116984.tif 000002
【００３８】
ポリカーボネート樹脂組成物が、ポリカーボネート樹脂（Ａ）と植物焼成物（Ｂ）との合計量に対して、植物焼成物（Ｂ）が、その３０重量％以上５０重量％未満の範囲内である場合（実施例１〜実施例５）にあっては、優れた熱伝導率と強度とを示した。一方、比較例１に示すように、植物焼成物の混合量が上記範囲の下限よりも少ない場合には、熱伝導性の低下が顕著となった。また、比較例２に示すように、植物焼成物の混合量が上記範囲の上限より多い場合には、降伏応力及び破壊呼び歪みの低下が顕著となり、強度の低下が顕著となった。