技术领域
本发明涉及具有高热传导性的树脂成型体和其制造方法。
技术领域
以往,在各种工业制品中使用树脂成型体。许多电子部件由于伴随发热,因此为了进行冷却,期待具有高热传导性的树脂成型体。例如,在下述专利文献1中,公开了含有数均纤维直径为1~50μm的以氧化铝为主成分的纤维、数均纤维直径为1~50μm的碳纤维和热固化性树脂的热传导性树脂组合物。当然,如果在树脂内混入大量的放热材料,则其热传导率上升。
专利文献1:日本特开2008-138157号公报
发明内容
但是,如果增加单位体积的放热材料的量,则有在树脂成型时该放热材料研磨模具、螺杆的问题,或树脂组合物的流动性降低的问题,而且,由于放热材料多为导电性材料,因此树脂成型体的电阻率减小,在用于要求绝缘性的电子部件时还有改善的余地。如果使放热材料的含量降低,则可以抑制这些问题,但此时冷却效率降低。
本发明是鉴于这样的问题作出的发明,其目的在于提供具有充分的热传导性的树脂成型体及其制造方法。
为了解决上述的课题,本发明的树脂成型体的制造方法是具有将树脂组合物注入加热了的模具间的工序、和通过冷却模具使树脂组合物固化而得到树脂成型体的工序的树脂成型体的制造方法,所述树脂组合物通过将包含成分(X)的热塑性树脂和包含成分(Y)的无机填料混合并造粒而得到,其特征在于,热塑性树脂的成分(X)包含沿着树脂组合物注入时的流动方向具有定向性(配向性)的材料,无机填料的成分(Y)在300K的热传导率为10W/mK以上,在将树脂组合物的流动开始温度设为T1(℃),将向模具注入树脂组合物时的模具的温度设为T2(℃)时,满足以下关系式:T2(℃)≥T1(℃)-140℃。
在本发明方法中,在进行树脂成型时,预先在热塑性树脂内混合无机填料进行造粒。如上所述,包含放热材料的无机填料虽然放热性优异,但由于其硬度比热塑性树脂高,因此有在造粒时或树脂注入时等研磨周边构件的倾向。本发明人发现,如果使模具温度T2为高温以满足上述关系式,则包含放热材料的无机填料的排列方向变得无规,无机填料在内部接触,由此增加有效的热容量,冷却效率(放热效率)提高。在本方法中,即使在不以研磨周边构件的程度的多量的方式含有树脂内的放热材料的情况下,也可以具有充分的热传导性。应予说明,成分(Y)的无机填料不含放热性不优异的玻璃。
另外,优选成分(Y)为选自氧化镁、氧化铝、氮化铝、氮化硼、氮化硅、碳化硅、碳中的至少一种。使用这些的无机填料由于热传导率高,因此树脂组合物的热传导性优异。
另外,优选成分(Y)为纤维状。即,在无机填料包含长宽比高的纤维时,通过上述无规排列,多个无机填料在内部接触的几率提高。因此,根据上述方法,可以制造使实质的由无机填料产生的热容量增加、冷却效率优异的树脂成型体。
另外,上述无机填料还可以含有成分(Y)以外的成分。即,可以预先混合虽然热传导性差但有助于树脂强化等的无机填料,由此可以使刚性等其它特性提高。优选该成分(Y)以外的成分为纤维状,例如,可以混入玻璃纤维。
另外,优选成分(X)为液晶聚合物(液晶性聚酯)。由于液晶聚合物在模具中的流动性优异,因此可以提高树脂成型体的精度。另外,在混合无机填料和液晶聚合物时,可以得到刚性非常高的树脂成型体。液晶聚合物具有沿着流动方向定向的性质,如本发明方法所示如果注入高温的模具,则其定向表现出无规化的倾向,可以使无机填料无规排列。
另外,优选加热模具的加热器是高频感应加热加热器(高周波誘導加熱ヒ一タ)(IH加热器)。
在用IH加热器进行加热时,由于能够迅速地加热模具,因此生产效率提高。
另外,IH加热器的特征在于,其具备:具有构成上述模具的树脂成型用的凹凸模型的金属制顶板,设置于金属制顶板的金属制的柱材(柱材),和包围柱材的轴的周围的线圈。
如果对线圈通电,则金属制柱材被感应加热,该热传导至金属制顶板。在为这样的结构时,参与具有树脂成型用的凹凸模型的金属制顶板的加热的构件、即体积比较小的柱材被选择性地感应加热,该热传导至金属制顶板,因此可以抑制生产时的能量消费量,降低生产成本。
另外,本发明的树脂成型体的特征在于,通过上述树脂成型体的制造方法制造。该树脂成型体的冷却效率优异。
本发明的树脂成型体的特征在于,在300K时的电阻率为1012Ω·m以上。如果增加放热材料的添加量,则树脂成型体的电阻率降低,但本发明的树脂成型体如上所述,即使放热材料的含量低,由于无机填料的无规排列化和内部接触,有效的热容量增加,冷却效率提高,因此可以用于要求绝缘性的电子部件用途。
根据本发明的树脂成型体的制造方法,可以得到冷却效率优异的树脂成型体。
附图说明
图1为示意(A)比较例和(B)实施方式的树脂成型体的内部结构的树脂成型体的截面图。
图2为(A)比较例和(B)实施方式的热传导机制的示意图。
图3为含有高频感应加热加热器的树脂成型装置的纵向截面图。
具体实施方式
以下,对于实施方式的树脂成型体的制造方法进行说明。应予说明,对于相同要素使用相同符号,省略重复说明。
图1为示意(A)比较例和(B)实施方式的树脂成型体的内部结构的树脂成型体的截面图。另外,图2为(A)比较例和(B)实施方式(B)的热传导机制的示意图。热塑性树脂1的成分(X)包含沿着树脂组合物注入时的流动方向具有定向性的材料,无机填料2的成分(Y)在300K的热传导率为10W/mK以上,包含放热材料。
在图1(A)所示的比较例的树脂成型体中,纤维状的无机填料2沿着成型体的长度方向排列。在该状态下,即使无机填料2包含放热材料,由于在无机填料2之间存在绝缘性的热塑性树脂1,因此热传导的性能降低。
即,如图2(A)所示,在热源T接触树脂成型体时,其热在热塑性树脂1内传导,到达内部的无机填料2。为了使在该无机填料2内传导的热到达相邻的无机填料2,必须重新在热塑性树脂1内传导。
热塑性树脂由于包含有机绝缘体,即热传导性低的材料,因此由热源T产生的热在树脂成型体中不怎么被吸收,热源T基本未被冷却。
另一方面,在图1(B)的实施方式的树脂成型体中,无机填料2在热塑性树脂1内无规配置。为了制造这样的树脂成型体,首先,在进行树脂成型之前,预先在热塑性树脂内混合无机填料进行造粒。并且,如果将进行了造粒的树脂组合物注入被加热到比较高的温度T2的模具间进行成型,则包含纤维状的放热材料的无机填料2的排列方向变得无规。
即,如图2(B)所示,在热源T接触树脂成型体时,其热在无机填料2内传导,在该无机填料2内传导的热传导至在内部接触的无机填料2。根据该结构的树脂成型体,在内部接触多个无机填料2,因此有效的热容量增加,树脂成型体的冷却效率(放热效率)提高。应予说明,在成分(Y)的无机填料中不含放热性不优异的玻璃。
另外,优选成分(Y)为选自氧化镁、氧化铝、氮化铝、氮化硼、碳中的至少一种。使用这些的无机填料由于热传导率高,因此树脂组合物的热传导性优异。
另外,优选成分(Y)为纤维状。即,在无机填料2包含长宽比高的纤维时,通过上述无规排列,多个无机填料在内部接触的几率提高。因此,根据上述方法,可以制造使实质的由无机填料产生的热容量增加、冷却效率优异的树脂成型体。由该角度考虑,无机填料2的长宽比优选为2以上,更优选为10以上。该长宽比的上限由在将热塑性树脂和无机填料2造粒的工序中抑制无机填料的断裂的理由考虑,可以为40以下。
当然,无机填料2还可以含有成分(Y)以外的成分。即,可以预先混合虽然热传导性差但有助于树脂强化等的无机填料,由此可以使刚性等其它特性提高。优选该成分(Y)以外的成分为纤维状,例如,可以混入玻璃纤维。
另外,优选成分(X)为液晶聚合物(液晶性聚酯)。由于液晶聚合物在模具中的流动性优异,因此可以提高树脂成型体的精度。另外,在混合无机填料2和液晶聚合物时,可以得到刚性非常高的树脂成型体。并且,液晶聚合物具有沿着流动方向定向的性质,但如上所述,如果注入高温的模具,则其定向表现出无规化的倾向,可以使无机填料2无规排列。
接着,对于上述树脂成型体的制造方法进行以下说明。
实施方式的树脂成型体的制造方法依次实施以下工序(1)~(4)。
(1)液晶性聚酯(液晶聚合物)的制造工序
(2)含有液晶性聚酯和无机填料的树脂组合物的造粒工序
(3)向模具内注入树脂的工序
(4)模具冷却工序
以下,对各工序进行详细说明。
(1)液晶性聚酯的制造工序
首先,适当地准备以下的原材料(X1)~(X4)。
[表1]
作为优选的芳香族羟基羧酸,可以示例下表中的1种,但也可以将下表所示的2种以上的芳香族羟基羧酸组合使用。
[表2]
(X1)芳香族羟基羧酸 ·对羟基苯甲酸 ·间羟基苯甲酸 ·2-羟基-6-萘甲酸 ·2-羟基-3-萘甲酸 ·1-羟基-4-萘甲酸 ·2,6-二氯-对羟基苯甲酸 ·2-氯-对羟基苯甲酸 ·2,6-二氟-对羟基苯甲酸 ·4-羟基-4’-联苯甲酸
作为优选的芳香族二醇,可以示例下表中的1种,但也可以将下表所示的2种以上的芳香族二醇组合使用。
[表3]
作为优选的芳香族二羧酸,可以示例下表中的1种,但也可以将下表所示的2种以上的芳香族二羧酸组合使用。
[表4]
(X3)芳香族二羧酸 ·对苯二甲酸 ·间苯二甲酸 ·2,6-萘二甲酸 ·1,5-萘二甲酸 ·4,4’-联苯二甲酸 ·甲基对苯二甲酸 ·甲基间苯二甲酸
应予说明,由耐热性的角度考虑,优选使用对苯二甲酸、或对苯二甲酸和2,6-萘二甲酸两种,由低热膨胀性的角度考虑,优选使用2,6-萘二甲酸。
作为优选的脂肪酸酐,可以示例下表中的1种,但也可以将下表所示的2种以上的脂肪酸酐组合使用。
[表5]
接着,将上述原料(X1)~(X4)导入反应容器内,接着,将促进溶融聚合的催化剂(X5)导入反应容器内,在规定的溶融聚合温度T(M)下,加热反应容器。应予说明,在加热期间,搅拌内容物。
作为加入原料的催化剂(X5),已知各种催化剂,但可以优选使用咪唑化合物。
[表6]
溶融聚合温度T(M)在聚合初期为180~320℃,优选将其以0.3~5.0℃/分的比例升温,并最终成为280~400℃。由聚合生成副产物脂肪酸,但优选在将脂肪酸排除到体系外的同时进行聚合。优选溶融聚合的氛围气在常压下为在氮、氩等的惰性气体氛围气下。另外,还可以在减压下进行溶融聚合。溶融聚合的反应时间没有特别限定,但通常为0.3~10小时左右。
将得到的固形分冷却至室温,用粗粉碎机粉碎后,在氮氛围气下由室温升温到固相聚合反应进行的温度T(℃),由此可以得到液晶性聚酯(作为(P))。固相聚合温度T(℃)通常为200~350℃左右,处理时间通常为1~20小时左右。这样得到的液晶性聚酯的重均分子量没有特别限定,但优选为10000~50000。所得到的聚酯为液晶性这一特征可以通过偏光显微镜的观察等得到确认。
应予说明,由于液晶性聚酯广泛销售,因此也可以购得,即使其原料构成不是上述的物质也可以使用。
(2)含有液晶性聚酯和无机填料的树脂组合物的造粒工序
将上述的(P)液晶性聚酯和(X6)无机填料混合,使用造粒机(例如:同向双螺杆挤出机)进行造粒,由此可以得到粒状的热塑性树脂组合物(作为(Q)树脂组合物)。
作为(X6)无机填料,可以使用以下的1种,但也可以使用两种以上。另外,根据需要,还可以进一步混合适当的无机填料。以下为现在已知的优选的无机填料。
应予说明,在以下的材料中,不是具有热传导率为10W/mK以上的放热特性的成分(Y)的材料为玻璃、硅灰石、褐块石棉、硅酸铝、钛酸钾、钛酸钡、硼酸铝、氧化钛、碳酸钙、碱性硫酸镁、氧化锌、硬硅钙石、滑石、云母,但这些可以基于放热性改善以外的目的另外混入。
[表7]
应予说明,纤维状填料的纤维直径优选为0.001~50μm,更优选为0.005~30μm,进一步优选为0.01μm~20μm。如果纤维直径过大,则成型加工型变差,如果纤维直径过小,则在成型加工时易折断且热传导性的提高效果差,因此不优选。另外,纤维状填料的纤维长优选为1~10000μm,更优选为5~8000μm,进一步优选为10~6000μm。如果该纤维长为上述范围,则树脂组合物的成型加工性良好,作为本发明的目的的热传导性进一步提高,因此优选。
用于制造(Q)树脂组合物的(P)液晶性聚酯和(X6)无机填料的混合比设定如下。
[表8]
在以(P)液晶性聚酯的重量份G(P)=100时,(X6)无机填料的重量份G(X6)=G(X6A)+G(X6B)+G(X6C)设定为5~250。(X6)无机填料的重量份在上述的范围内时,在维持流动性的同时,得到机械强度提高、树脂成型体的尺寸性提高的效果,在无机填料的重量份比上限值高时,难以维持流动性,在比上述下限值低时,树脂成型体的尺寸稳定性降低,难以得到所需尺寸的树脂成型体,另外,液晶聚酯强烈表现出各向异性,可能在树脂成型体中发生翘曲等。
另外,上述无机填料含有板状填料时,具有降低液晶聚酯的各向异性,抑制树脂成型体的翘曲的效果。
另外,优选该纤维状填料含有未进行表面涂布处理的纤维状填料。此时,由于没有由有机物产生气体的情况,因此得到在树脂内不产生气泡的效果。
另外,无机填料可以只含有纤维状填料。在这种情况下,在以(P)液晶性聚酯的重量份G(P)=100时,(X6)无机填料的重量部G(X6)=G(X6A)也设定为5~250。(X6)无机填料的重量份在上述的范围内时,在维持流动性的同时,得到机械强度提高、树脂成型体的尺寸性提高的效果,在无机填料的重量份比上限值高时,难以维持流动性,在比上述下限值低时,树脂成型体的尺寸稳定性降低,难以得到期望尺寸的树脂成型体,另外,液晶聚酯强烈表现出各向异性,可能在树脂成型体中发生翘曲等。
(3)向模具内注入树脂的工序
在加热了的上下模具间的空间内,将进行了造粒的(Q)树脂组合物熔融并注入,进行注射成型。加热优选使用高频感应加热加热器(IH加热器)。
(4)模具冷却工序
在向模具内注入(Q)树脂组合物后,冷却模具,由此使树脂组合物固化,之后,打开模具,由此可以得到树脂成型体。
如上所述,在本实施方式中,树脂成型体的制造方法具备:将(Q)树脂组合物注入加热了的模具间的工序,和通过将模具冷却来固化(Q)树脂组合物而得到树脂成型体的工序,其中所述(Q)树脂组合物通过将(P)热塑性树脂和(X6)无机填料混合并进行造粒而得到。
其中,在将(Q)树脂组合物的流动开始温度设为T1(℃),将向模具注入(Q)树脂组合物时的模具的温度设为T2(℃)时,满足关系式(T2(℃)≥T1(℃)-140℃)。
即,本发明人深入研究了树脂成型体的制造方法,结果发现,由在(P)热塑性树脂中混合(X6)无机填料并进行造粒得到的(Q)树脂组合物进行成型时,树脂成型体的刚性提高,此时,在满足上述关系式的情况下,树脂成型体的冷却效率显著地改善。
此外,即使在使用聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂、聚苯乙烯树脂、丙烯酸类树脂、聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚缩醛树脂、聚苯醚树脂、氟树脂、聚苯硫醚树脂、聚砜树脂、聚芳酯树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚醚砜树脂、聚醚酮树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚酰亚胺树脂等的(P)液晶性聚酯以外的热塑性树脂时,在低温下具有在流动方向上定向的倾向,在高温下具有定向性降低的倾向的树脂也可以得到上述的效果。其原因在于,本发明是以无机填料的排列的无规化为原因而成立的。在上述热塑性树脂中,优选聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂、聚苯乙烯树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚缩醛树脂、氟树脂、聚苯硫醚树脂、聚醚酮树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚酰亚胺树脂,更优选液晶性聚酯(液晶聚合物)。由于液晶聚合物在模具内的流动性优异,因此可以提高树脂成型体的精度。另外,在混合无机填料和液晶聚合物时,可以得到刚性非常高的的树脂成型体。
另外,优选加热模具的加热器为高频感应加热加热器(IH加热器)。在用IH加热器进行加热时,由于可以迅速加热模具,因此生产效率提高。
图3为具备IH加热器的树脂成型装置的纵向截面图。在该图中,在上下示出2个IH加热器。
下部的IH加热器具备:具有构成模具的树脂成型用的凹凸模型MA的金属制顶板21A,设置于金属制顶板21A的金属制的柱材21A’、23A,包围柱材21A’、23A的轴的周围的线圈22A。上部的IH加热器具备:具有构成模具的树脂成型用的凹凸模型MB的金属制顶板21B,设置于金属制顶板21B的金属制的柱材21B’、23B,包围柱材21B’、23B的轴的周围的线圈22B。上部的树脂成型用的凹凸模型MB在该图的箭头方向上移动,模具打开或者关闭。在关闭加热了的树脂成型用的凹凸模型MA、MB的状态下,在这些树脂成型用的凹凸模型MA、MB之间的空间内,使(Q)树脂组合物RGN熔融的同时注入,进行射出成型。
如果在线圈22A、22B中通电,则金属制的柱材(的外侧构件21A’、21B’)被感应加热,该热经由内侧构件23A、23B,传导至金属制顶板21A、21B。在金属制顶板21A、21B上设置有树脂成型用的凹凸模型MA、MB,因此树脂成型用的凹凸模型MA、MB被加热。在这种结构的情况下,参与树脂成型用的凹凸模型MA、MB的加热的构件、即体积较小的柱材被选择性地感应加热,该热传导至树脂成型用的凹凸模型MA、MB,因此可以抑制生产时的能量消费量,降低生产成本。
应予说明,相比较于柱材的外侧构件21A’、21B’的材料(例如:不锈钢:Fe),内侧构件23A、23B用热传导率高的材料(例如:Cu)制造,可以进行高效率地热传导。
另外,通过上述制造方法所制造的树脂成型体的冷却效率优异,可以适用于期待抑制发热的大量的电子部件等。
实施例
以下,对于本发明的实施例进行说明,但本发明不受实施例的限制。
(实验条件)
首先,按照以下顺序,制造液晶性聚酯(P1、P2),使用它们制造热塑性树脂组合物(Q1、Q2、Q3)。另外,使用聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂(东レ株式会社制,商品名トレコン(注册商标):グレ一ド1401×06),聚苯硫醚树脂(DIC株式会社制,T-4G),制造热塑性树脂组合物(Q4、Q5)。之后,在加热了的模具内注入热塑性树脂组合物(Q1、Q2、Q3、Q4、Q5),将其冷却制造树脂成型体。
(I)液晶性聚酯(P1)的制造
反应装置具有:具有在反应容器内转动的叶片的搅拌装置,测量搅拌装置的叶片的旋转扭矩的扭矩测量器,向反应容器内导入氮气的氮气导入管,测量反应容器内的温度的温度计和冷却由反应容器蒸馏出的气体的回流冷凝器。
在该反应装置的反应容器内,导入以下的原料(X1)~(X4)。
[表9]
首先,经由氮气导入管向反应容器内导入氮气,用氮气完全置换容器内部的气体。使氮气在反应容器内流动,同时用30分钟将反应容器升温到150℃,保持该温度,回流3小时。使用回流冷凝器使醋酸回流。
之后,添加催化剂(X5)“1-甲基咪唑”2.4g后,蒸馏除去蒸馏出的副反应生成物醋酸、未反应的醋酸酐,同时用2小时50分升温到320℃,将确认由扭矩测量器测量的扭矩上升的时刻视为反应完毕,取出反应容器内的内容物。
将得到的固形分冷却至室温,用粗粉碎机粉碎后,在氮氛围气下用1小时由室温升温到250℃,用5小时由250℃升温到295℃,在295℃下保持3小时,在固相进行聚合反应,得到液晶性聚酯(P1)。
(II)液晶性聚酯(P2)的制造工序
在上述反应装置的容器内导入以下原料。
[表10]
将反应器内完全用氮气置换后,在氮气气流下用30分钟升温到150℃,保持温度回流3小时。之后,添加催化剂(X5)“1-甲基咪唑”2.4g后,蒸馏除去蒸馏出的副反应生成物醋酸、未反应的醋酸酐,同时用2小时50分升温到320℃,将确认扭矩上升的时刻视为反应完毕,取出内容物。将得到的固形分冷却至室温,用粗粉碎机粉碎后,在氮氛围气下用1小时由室温升温到220℃,用0.5小时由220℃升温到240℃,在240℃下保持10小时,在固相进行聚合反应,得到液晶聚酯(P2)。
(III)热塑性树脂组合物(Q1、Q2、Q3、Q4、Q5)的制造工序
首先,作为无机填料(X6),准备含有以下的材料的无机填料。
[表11]
应予说明,在上述的(*1)中记载的(X6C1)氧化铝纤维粒状物为将(X6A3)氧化铝纤维投入亨舍尔混合机(株式会社カワタ制,高速混合器G100)内搅拌造粒所得。另外,亨舍尔混合机是螺旋桨式混合器式的高速混合机的一种,是主要用于粉粒体、塑料原材料、着色剂和添加剂等的均匀混合的机器。
接着,将在制造工序(I)和制造工序(II)得到的液晶聚酯(P1、P2)、聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂或聚苯硫醚树脂和(X6)无机填料混合,使用同向双螺杆挤出机(池贝铁钢株式会社制PCM-30)进行造粒,得到热塑性树脂组合物。它们的混合比如下。
[表12]
(Q1)热塑性 树脂组合物 (Q2)热塑性 树脂组合物 (Q3)热塑性 树脂组合物 (P1)液晶聚酯(重量 份) 32 15 20 (P2)液晶聚酯(重量 份) 0 12 16 (X6C1)氧化铝纤维粒 状物(重量份) 61 65 0 (X6A1)碳纤维(重量 份) 7 0 0 (X6C2)氧化铝粒子 (重量份) 0 8 52 (X6B)滑石(重量份) 0 0 6 (X6A2)玻璃纤维(重 量份) 0 0 6 流动开始温度T1(℃) 336 310 306
表13
(Q4)热塑性树脂 组合物 (Q5)热塑性树脂 组合物 聚对苯二甲酸丁二醇酯树 脂(重量份) 70 0 聚苯硫醚树脂(重量份) 0 70
(X6C1)氧化铝纤维粒状 物(重量份) 30 30 流动开始温度T1(℃) 233 286
测定得到的热塑性树脂组合物(Q1、Q2、Q3、Q4、Q5)的流动开始温度。
应予说明,流动开始温度是树脂开始流动的温度,但为了更精密地测定,在本实施例中,流动开始温度为,使用具有内径为1mm、长度为10mm喷嘴的毛细管流变仪,在100kg/cm2的负荷下,以4℃/分钟的升温速度由喷嘴挤出加热熔融体时,熔融粘度为48000泊的温度。
(实施例1)
使用热塑性树脂组合物Q1,向图3的IH加热器供给高频电流,通过高频感应加热使顶板温度上升后,在顶板温度达到227℃时,进行注射成型。应予说明,沿着成型品的长度方向(纵向)使树脂流动进行注入。得到的成型品为在树脂流动方向上(纵向(MD))的尺寸为20mm、在垂直于树脂流动方向的方向(横向(TD))上的尺寸为7mm、在垂直于纵向和横向两者的厚度方向(ZD)上的尺寸为1mm的长方体,将其作为热传导率评价用样品。
(实施例2)
除了使顶板温度为251℃以外,与实施例1同样地制作样品。
(比较例1)
除了使顶板温度为130℃以外,与实施例1同样地制作样品。
(实施例3)
除了将热塑性树脂组合物变为Q2以外,与实施例1同样地制作样品。
(实施例4)
除了使顶板温度变为251℃以外,与实施例3同样地制作样品。
(比较例2)
除了使顶板温度变为130℃以外,与实施例3同样地制作样品。
(实施例5)
除了将热塑性树脂组合物变为Q3以外,与实施例1同样地制作样品。
(实施例6)
除了使顶板温度变为251℃以外,与实施例5同样地制作样品。
(比较例3)
除了使顶板温度变为130℃以外,与实施例5同样地制作样品。
(实施例7)
除了将热塑性树脂组合物变为Q4,将顶板温度变为150℃以外,与实施例1同样地制作样品。
(比较例4)
除了使顶板温度变为60℃以外,与实施例7同样地制作样品。
(实施例8)
除了将热塑性树脂组合物变为Q5,将顶板温度变为200℃以外,与实施例1同样地制作样品。
(比较例5)
除了使顶板温度变为130℃以外,与实施例7同样地制作样品。
(评价和结果)
使用上述样品,测定各实施例和比较例中的树脂的热扩散率。在该测定中,使用热扩散率·热传导率测定装置(株式会社アイフエイズ制,アイフエイズ·モバイル(注册商标))。使用DSC(PERKIN ELMER制DSC7)测定比热,使用自动比重测定装置(关东メジヤ一株式会社制,型号ASG-320)测定比重。各方向(MD、TD、ZD)的热传导率由热扩散率和比重的积算出。
温度300K时的电阻率使用ASTM(美国材料试验协会)-D257的试验方法进行测定。
以上的评价结果如下表所示。
[表14]
实施例1 实施例2 比较例1 热塑性树脂组合物 Q1 Q1 Q1 流动开始温度T1(℃) 336 336 336 模具温度T2(℃) 227 251 130 T1-140(℃) 196 196 196 热传导率(MD)W/mK 7.6 7.7 7.5 热传导率(TD)W/mK 8.8 9.3 8.3 热传导率(ZD)W/mK 1.8 1.8 1.6 电阻率(Ωm) 1×1013 1×1013 1×1013
[表15]
实施例3 实施例4 比较例2 热塑性树脂组合物 Q2 Q2 Q2 流动开始温度T1(℃) 310 310 310 模具温度T2(℃) 227 251 130 T1-140(℃) 170 170 170
热传导率(MD)W/mK 5.0 5.1 4.7 热传导率(TD)W/mK 5.9 6.8 5.8 热传导率(ZD)W/mK 2.3 2.6 2.1 电阻率(Ωm) 1×1013 1×1013 1×1013
[表16]
实施例5 实施例6 比较例3 热塑性树脂组合物 Q3 Q3 Q3 流动开始温度T1(℃) 306 306 306 模具温度T2(℃) 227 251 130 T1-140(℃) 166 166 166 热传导率(MD)W/mK 3.1 3.2 2.8 热传导率(TD)W/mK 2.4 3.9 2.1 热传导率(ZD)W/mK 1.1 1.3 0.8 电阻率(Ωm) 1×1013 1×1013 1×1013
表17
实施例7 比较例4 实施例8 比较例5 热塑性树脂组合物 Q4 Q4 Q5 Q5 流动开始温度T1 (℃) 233 233 286 286 模具温度T2(℃) 150 60 200 130 T1-140(℃) 93 93 146 146 热传导率(MD) W/mK 0.5 0.4 0.5 0.4
热传导率(TD) W/mK 0.9 0.5 0.4 0.3 热传导率(ZD) W/mK 0.3 0.2 0.3 0.2 电阻率(Ωm) 1×1013 1×1013 1×1013 1×1013
由以上实验结果可知,T2(℃)≥T1(℃)-140(℃)时,可以提高热传导率。特别是,使用通过混合单个或多个液晶性聚酯改变了流动开始温度的热塑性树脂组合物Q1、Q2、Q3、Q4、Q5任一种,在满足上述关系时,可显著提高热传导率。如此,通过使模具温度相对于热塑性树脂组合物的流动开始温度T1为规定值以上的高温,模具内的热塑性树脂组合物的固化慢,热塑性树脂组合物维持在粘弹性低的状态,因此无机填料在其中的排列方向变得无规,无机填料在成型体内部接触,由此热传导率的提高成为可能。
从树脂成型体的耐热性的角度考虑,优选T2(℃)≤热塑性树脂的分解开始温度。
另外,热塑性树脂、无机填料的材料即使是实验例以外的材料,通过无规排列,多个无机填料在热塑性树脂内部接触的几率提高,因此可得到与上述同样的热传导率提高的效果。