JP4088872B2

JP4088872B2 - Resin partition and manufacturing method thereof

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Publication number: JP4088872B2
Application number: JP2002217948A
Authority: JP
Inventors: 秀之梅津; 文恵篠田; 芳樹真壁
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2002-07-26
Filing date: 2002-07-26
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2022-07-26
Also published as: JP2004059673A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶融加工が可能で、かつ、得られた成形品は、用いるフィラーの特性を高効率に発揮することを可能とした樹脂製パーティションおよびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、デザインの多様化から、パーティションの形状の自由度が要求されるようになってきた。しかし、従来、使用していた金属ではパーティション部材の自由度に限界がある。そこで、金属代替のため、フィラー強化熱可塑性樹脂で検討が行われている。例えば、熱伝導性、電磁波シールド性、高温時の寸法精度、ガス・液体のバリヤ性をはじめとする各用途で必要とされる特性が従来のフィラー強化熱可塑性樹脂では満足されず、限りなくフィラー単体に近い特性が要求されるようになってきた。特にコンピューターシステムなどにおいて電磁波などのノイズによる誤動作を低減するために高導電性の材料により、システム内にパーティションを形成させる手段が検討されており、デザインにより、形状の自由化などが望まれている。また、可燃性の液体等を輸送する場合、移液速度が速い場合、静電気がポンプに溜まり、それによって火花の発生とともに火災が発生する可能性があるため、ポンプの内部のパーティションとしても高導電性が望まれている。このことから金属に近い特性が要求されるパーティションの樹脂化等に用いる材料が求められるようになってきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記ニーズに対し、フィラー単体では、フィラー同士が接合せずに脆い材料しか得られないか、あるいは熱硬化性樹脂を用いた場合、成形加工性、生産性が良好とは言えず、また、フィラー強化熱可塑性樹脂において通常の溶融混練方法ではフィラーの高充填化には、限界があり、必要特性に見合うまでの十分な高充填化材料の取得は難しかった。
【０００４】
また、従来とは異なるフィラー高充填配合組成物の取得方法として、押出機のヘッド部を解放した状態で混練・押し出すことを特徴とする製造方法が提案されている（特開平８−１６６３号公報）。
【０００５】
しかし、上記方法では混練時にダイを外していることから、混練時に押出機バレル内の圧力が上がらないために十分に熱可塑性樹脂とフィラーが混合せず、得られた組成物中で組成バラツキが生じ、それにより特性バラツキが大きくなる可能性がある。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、上述のような問題を解消するために、溶融加工が可能で用いるフィラーの特性を高効率に発揮することを可能とした樹脂製パーティションおよびその製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る樹脂製パーティションの製造方法は、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリオキシメチレン、ポリイミド、ポリベンズイミダゾール、ポリケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンオキシド、フェノキシ樹脂、オレフィン系（共）重合体から選ばれる１種または２種以上の混合物１〜４０容量％とフィラー９９〜６０容量％からなるフィラー高充填樹脂組成物を溶融混練するに際し、吐出口に至る流路が流れ方向に途中で分岐されており、分岐後に吐出口に至るまでの各流路部も、それぞれ、対応する吐出口に向けてテーパー状形状に形成されたダイヘッドを用いて樹脂組成物を作製し、該樹脂組成物を成形することを特徴とする方法からなる。
【０００８】
このフィラー高充填樹脂組成物においては、上記の混合物３容量％以上１５容量％未満とフィラー９７容量％以下８５容量％超からなることが好ましい。
【０００９】
また、フィラーの比重としては、３．５以下であることが好ましい。フィラーとしては、たとえば、繊維状、板状または鱗片状の形態のものを用いることができる。
【００１１】
この製造方法においては、前記滞留部の少ないテーパー状形状の流路が、流れ方向に途中で分岐されており、分岐後に吐出口に至るまでの各流路部も、それぞれ、対応する吐出口に向けてテーパー状形状に形成されていることが好ましい。この分岐部が、流れ方向上流側に向かって実質的に尖鋭な形状に形成されていることが好ましい。
【００１２】
また、熱可塑性樹脂としては、１０００μｍに相当する篩を通過する大きさのものを用いることが好ましい。
【００１３】
このような製造方法によって、ダイヘッドから吐出された後にカットしたペレットを成形してなる樹脂製パーティションを得ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明において「重量」とは「質量」を意味する。
【００１５】
本発明の樹脂製パーティションは、特定の熱可塑性樹脂に導電剤等のフィラーを添加したフィラー高充填樹脂組成物から成形したものである。
本発明のパーティションとは、取り外し可能な間仕切りのことであり、例えば、２種の異なる物質（気体、液体、固体等）の接触を阻害し、添加したフィラーの特性により必要な物質または光、熱などのエネルギーのみを取り出すために設置した間仕切り、あるいは、空間において物質あるいはエネルギーの通過を阻害するために設けるもののことをさす。
【００１６】
本発明で用いられる樹脂は、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリオキシメチレン、ポリイミド、ポリベンズイミダゾール、ポリケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンオキシド、フェノキシ樹脂、オレフィン系共重合体から選ばれる１種または２種以上の樹脂である。から選ばれる１種または２種以上の混合物が挙げられる（“／”は共重合を表す。以下同じ）。上記オレフィン系（共）重合体の具体例としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレンなどのオレフィン系重合体、エチレン／プロピレン共重合体、エチレン／１−ブテン共重合体、エチレン／プロピレン／非共役ジエン共重合体、エチレン／アクリル酸エチル共重合体、エチレン／メタクリル酸グリシジル共重合体、エチレン／酢酸ビニル／メタクリル酸グリシジル共重合体およびエチレン／プロピレン−ｇ−無水マレイン酸共重合体、ＡＢＳなどのオレフィン系共重合体が挙げられる。
【００１７】
上記ポリエステルは、主鎖中にエステル結合を有する高分子化合物であり、代表的な物としては、芳香族ジカルボン酸を主たる酸成分とし、脂肪族グリコールを主たるグリコール成分とするポリエステルや脂肪族ポリエステルが挙げられ、具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフタレート、ポリブチレン−２，６−ナフタレート、ポリ−１，４−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート、ポリエチレン−１，２−ビス（フェノキシ）エタン−４，４’−ジカルボキシレート、ポリ乳酸などのほか、ポリエチレンイソフタレート／テレフタレート、ポリブチレンテレフタレート／イソフタレート、ポリブチレンテレフタレート／デカンジカルボキシレートおよびポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレート／イソフタレートなどの共重合ポリエステル、ポリエステルポリエーテルエラストマー、ポリエステルポリエステルエラストマー等が挙げられる。
【００１８】
また、ポリアミドの具体例としては、例えば環状ラクタムの開環重合物、アミノカルボン酸の重縮合物、ジカルボン酸とジアミンとの重縮合物などが挙げられ、具体的にはナイロン６、ナイロン４・６、ナイロン６・６、ナイロン６・１０、ナイロン６・１２、ナイロン１１、ナイロン１２などの脂肪族ポリアミド、ポリ（メタキシリレンアジパミド）、ポリ（ヘキサメチレンテレフタルアミド）、ポリ（ヘキサメチレンイソフタルアミド）、ポリノナンメチレンテレフタルアミド、ポリ（テトラメチレンイソフタルアミド）、ポリ（メチルペンタメチレンテレフタルアミド）などの脂肪族−芳香族ポリアミド、およびこれらの共重合体が挙げられ、共重合体として例えばナイロン６／ポリ（ヘキサメチレンテレフタルアミド）、ナイロン６６／ポリ（ヘキサメチレンテレフタルアミド）、ナイロン６／ナイロン６・６／ポリ（ヘキサメチレンイソフタルアミド）、ポリ（ヘキサメチレンイソフタルアミド）／ポリ（ヘキサメチレンテレフタルアミド）、ナイロン６／ポリ（ヘキサメチレンイソフタルアミド）／ポリ（ヘキサメチレンテレフタルアミド）、ナイロン１２／ポリ（ヘキサメチレンテレフタラミド）、ポリ（メチルペンタメチレンテレフタルアミド）／ポリ（ヘキサメチレンテレフタルアミド）などを挙げることができる。なお、共重合の形態としてはランダム、ブロックいずれでもよいが、ランダムが好ましい。
【００１９】
上述した熱可塑性樹脂のうち機械的性質、成形性などの点からポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリ１，４−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフタレートおよびポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル、ナイロン６、ナイロン６・６、ナイロン１２、ナイロン４・６、ポリノナンメチレンテレフタルアミド、ナイロン６／ポリ（ヘキサメチレンテレフタルアミド）、ナイロン６６／ポリ（ヘキサメチレンテレフタルアミド）、ナイロン６／ナイロン６・６／ポリ（ヘキサメチレンイソフタルアミド）、ポリ（ヘキサメチレンイソフタルアミド）／ポリ（ヘキサメチレンテレフタルアミド）、ナイロン６／ポリ（ヘキサメチレンイソフタルアミド）／ポリ（ヘキサメチレンテレフタルアミド）、ナイロン１２／ポリ（ヘキサメチレンテレフタルアミド）、ナイロン６／ナイロン６・６／ポリ（ヘキサメチレンイソフタルアミド）、ポリ（メチルペンタメチレンテレフタルアミド）／ポリ（ヘキサメチレンテレフタルアミド）などのポリアミド、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＡＢＳ、ポリフェニレンオキシド、フェノキシ樹脂、から選ばれる１種または２種以上の混合物が好ましく用いることができる。
【００２０】
本発明に用いるフィラーとしては、繊維状もしくは、板状、鱗片状、粒状、不定形状、破砕品など非繊維状のフィラーが挙げられ、具体的には例えば、ガラス繊維、ＰＡＮ系やピッチ系の炭素繊維、ステンレス繊維、アルミニウム繊維や黄銅繊維などの金属繊維、芳香族ポリアミド繊維などの有機繊維、石膏繊維、セラミック繊維、アスベスト繊維、ジルコニア繊維、アルミナ繊維、シリカ繊維、酸化チタン繊維、炭化ケイ素繊維、ロックウール、チタン酸カリウムウィスカー、チタン酸バリウムウィスカー、ほう酸アルミニウムウィスカー、窒化ケイ素ウィスカー、マイカ、タルク、カオリン、シリカ、炭酸カルシウム、ガラスビーズ、ガラスフレーク、ガラスマイクロバルーン、クレー、二硫化モリブデン、ワラステナイト、酸化チタン、酸化亜鉛、ポリリン酸カルシウム、グラファイト、金属粉、金属フレーク、金属リボン、金属酸化物、カーボン粉末、黒鉛、カーボンフレーク、鱗片状カーボン、カーボンナノチューブなどが挙げられる。金属粉、金属フレーク、金属リボンの金属種の具体例としては銀、ニッケル、銅、亜鉛、アルミニウム、ステンレス、鉄、黄銅、クロム、錫などが例示できる。ガラス繊維あるいは炭素繊維の種類は、一般に樹脂の強化用に用いるものなら特に限定はなく、例えば長繊維タイプや短繊維タイプのチョップドストランド、ミルドファイバーなどから選択して用いることができる。本発明においては、上記フィラーのうち、繊維状、板状、鱗片状の形状および破砕品が樹脂組成物の取得性の点から好ましく用いられ、さらに成形品の強度等の点から繊維状あるいは板状、鱗片状が好ましい。なお、本発明において繊維状は、通常繊維状と呼ばれるものであって、ウィスカー形状のものも含み、例えば、平均繊維長あるいは平均長径／平均繊維径あるいは平均短径（アスペクト比等）３〜１００００程度の形状を有するものが挙げられる。板状、鱗片状は、通常、板状、鱗片状と呼ばれるものであって、鱗状と呼ばれるものも含み、長径に対し厚みを有する形状を有し、例えば平均長径／平均厚みが３〜５０００程度のものが挙げられる。粒状は、比較的球状に近い形状をなす粒状のものであって、例えば、平均長径／平均短径が１以上３未満程度のものが挙げられる。不定形状は、粉砕品等の形が定まっていないものである。なお、これらのフィラーの形状（平均繊維長／平均繊維径、平均長径／平均厚み、平均長径／平均短径）は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により繊維長、繊維径、長径、短径あるいは厚みを各１００個測定し、その数平均を求め、算出することができる。
【００２１】
また、樹脂製パーティションとして特に機械強度と成形品そりのバランスが高レベルで求められる場合には、２種以上のフィラーを併用して使用することもでき、例えば、ガラス繊維とマイカあるいはカオリン、ガラス繊維とガラスビーズ、炭素繊維とマイカあるいはカオリン、炭素繊維と黒鉛、ガラス繊維あるいは炭素繊維とカーボンナノチューブ、黒鉛とカーボンブラックおよび／またはカーボンナノチューブ等が挙げられる。
【００２２】
なお、本発明に使用する上記のフィラーはその表面を公知のカップリング剤（例えば、シラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤など）、その他の表面処理剤で処理して用いることもできる。
【００２３】
また、ガラス繊維はエチレン／酢酸ビニル共重合体などの熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂で被覆あるいは集束されていてもよい。
【００２４】
また、上記フィラーの中でコンピューターシステム内で用いられるパーティション、可燃性の液体等を移液するポンプ内で用いられるパーティションなど、パーティションに電磁波シールド性、熱伝導性あるいは導電性が要求される場合には、導電性フィラーが用いられる。かかる導電性フィラーとしては、通常樹脂の導電化に用いられる導電性フィラーであれば特に制限はなく、その具体例としては、金属粉、金属フレーク、金属リボン、金属繊維、金属酸化物、カーボン粉末、黒鉛、ＰＡＮ系あるいはピッチ系炭素繊維、カーボンフレーク、鱗片状カーボン、カーボンナノチューブおよび導電性物質で被覆された無機フィラーなどが挙げられる。
【００２５】
ここで、上記金属粉、金属フレークおよび金属リボンの金属種の具体例としては、銀、ニッケル、銅、亜鉛、アルミニウム、ステンレス、鉄、黄銅、クロムおよび錫などを例示することができる。
【００２６】
また、上記金属繊維の金属種の具体例としては、鉄、銅、ステンレス、アルミニウムおよび黄銅などを例示することができる。
【００２７】
かかる金属粉、金属フレーク、金属リボンおよび金属繊維は、いずれもチタネート系、アルミ系およびシラン系などの表面処理剤で表面処理を施されていてもよい。
【００２８】
上記金属酸化物の具体例としては、ＳｎＯ₂（アンチモンドープ）、Ｉｎ₂Ｏ₃（アンチモンドープ）およびＺｎＯ（アルミニウムドープ）などを例示することができ、これらはチタネート系、アルミ系およびシラン系などの表面処理剤で表面処理を施されていてもよい。
【００２９】
上記導電性物質で被覆された無機フィラーにおける導電性物質の具体例としては、アルミニウム、ニッケル、銀、カーボン、ＳｎＯ₂（アンチモンドープ）およびＩｎ₂Ｏ₃（アンチモンドープ）などを例示することができる。また、被覆される無機フィラーとしては、マイカ、ガラスビーズ、ガラス繊維、炭素繊維、チタン酸カリウムウィスカー、硫酸バリウム、酸化亜鉛、酸化チタン、ホウ酸アルミニウムウィスカー、酸化亜鉛系ウィスカー、酸化チタン酸系ウィスカーおよび炭化珪素ウィスカーなどを例示することができる。被覆方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、無電解メッキ法および焼き付け法などが挙げられる。そして、これらの導電性物質で被覆された無機フィラーもまた、チタネート系、アルミ系およびシラン系などの表面処理剤で表面処理を施されていてもよい。
【００３０】
上記カーボン粉末は、その原料および製造法から、アセチレンブラック、ガスブラック、オイルブラック、ナフタリンブラック、サーマルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、チャンネルブラック、ロールブラックおよびディスクブラックなどに分類される。本発明で用いることのできるカーボン粉末は、その原料および製造法については特に限定されないが、なかでもアセチレンブラックおよびファーネスブラックが特に好適に用いられる。また、カーボン粉末としては、その粒子径、表面積、ＤＢＰ（ジブチルフタレート）吸油量および灰分などの特性の異なる種々のカーボン粉末が製造され、市販されている。本発明で用いることのできるカーボン粉末は、これら特性については特に制限はないが、強度および電気伝導度のバランスの点から、一次粒径の平均粒径が５００ｎｍ以下、特に５〜１００ｎｍ、さらには１０〜７０ｎｍの範囲にあることが好ましい。また、表面積（ＢＥＴ法）が１０ｍ²／ｇ以上、さらには３０ｍ²／ｇ以上の範囲にあることが好ましい。さらに、ＤＢＰ給油量が５０ｍｌ／１００ｇ以上、特に１００ｍｌ／１００ｇ以上の範囲にあることが好ましい。さらにまた、灰分が０．５％以下、特に０．３％以下の範囲にあることが好ましい。
【００３１】
かかるカーボン粉末は、チタネート系、アルミ系およびシラン系などの表面処理剤で表面処理を施されていてもよい。また、樹脂との溶融混練作業性を向上させるために造粒されたものを用いることも可能である。
【００３２】
さらに上記フィラーの中で液体保存容器あるいは搬送機器のパーティションなど、耐ガス・液体バリヤ性が要求されるパーティションの場合には、バリア性を良好に保つために、マイカ、カオリン、ガラスフレーク、黒鉛をはじめとする板状フィラーを用いることが好ましい。
【００３３】
本発明で用いられる樹脂とフィラーとの配合量は、用いるフィラーの特性を発揮し、かつ溶融加工性とのバランスの点から、液晶性ポリエステル樹脂およびポリフェニレンスルフィド樹脂以外の熱可塑性樹脂とフィラーの合計量に対し、熱可塑性樹脂１〜４０容量％、フィラー９９〜６０容量％であり、熱可塑性樹脂２〜２５容量％、フィラー９８〜７５容量％であることが好ましく、さらに熱可塑性樹脂３容量％以上１５容量％未満、フィラー９７容量％以下８５容量％超であることが好ましい。
【００３４】
本発明における樹脂製パーティションに用いる高充填樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で他の成分、例えば酸化防止剤や耐熱安定剤（ヒンダードフェノール系、ヒドロキノン系、ホスファイト系およびこれらの置換体等）、耐候剤（レゾルシノール系、サリシレート系、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、ヒンダードアミン系等）、離型剤及び滑剤（モンタン酸及びその金属塩、そのエステル、そのハーフエステル、ステアリルアルコール、ステアラミド、各種ビスアミド、ビス尿素及びポリエチレンワックス等）、顔料（硫化カドミウム、フタロシアニン、着色用カーボンブラック等）、染料（ニグロシン等）、結晶核剤（タルク、シリカ、カオリン、クレー等）、可塑剤（ｐ−オキシ安息香酸オクチル、Ｎ−ブチルベンゼンスルホンアミド等）、帯電防止剤（アルキルサルフェート型アニオン系帯電防止剤、４級アンモニウム塩型カチオン系帯電防止剤、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレートのような非イオン系帯電防止剤、ベタイン系両性帯電防止剤等）、難燃剤（例えば、赤燐、燐酸エステル、メラミンシアヌレート、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等の水酸化物、ポリリン酸アンモニウム、臭素化ポリスチレン、臭素化ＰＰＯ（ポリフェニレンエーテル）、臭素化ＰＣ（ポリカーボネート）、臭素化エポキシ樹脂あるいはこれらの臭素系難燃剤と三酸化アンチモンとの組み合わせ等）、導電性ポリマー（例えばポリアニリン、ポリピロール、ポリアセチレン、ポリ（パラフェニレン）、ポリチオフェンおよびポリフェニレンビニレンなど）、その他の重合体を添加することができる。
【００３５】
本発明の樹脂製パーティションに用いる高充填樹脂組成物の製造方法は、たとえば熱可塑性樹脂およびフィラーをバンバリーミキサー、ニーダー、ロールを用いて混合し、次いで、滞留部の少ない形状の開口部を有するダイヘッドを備えた単軸あるいは２軸押出機（得られるフィラー充填樹脂組成物の均一性の点から、好ましくは２軸押出機）を用いることにより製造することができる。通常用いられるダイヘッドは、樹脂流路の最下流側の端部壁面に、直線状に貫通した複数の吐出口を有する構造をしているが、このような構造のダイを用いると、ダイの端部壁面付近の吐出口以外の部分で溶融樹脂が滞留し、押出しが困難となる。一方、滞留部の少ない形状の開口部を有するダイヘッドとすることにより、安定した押出しが可能となる。かかる滞留部の少ない形状の開口部の具体的形状は、吐出口へ向けた溶融樹脂流を妨げない形状である。
【００３６】
この際、押出機の先端部ダイ形状が組成物の滞留を極力低減するための構造（例えば、スクリュー側から吐出口先端部にかけてテーパー状を有する）になっていることが好ましい。
【００３７】
たとえば、前記滞留部の少ないテーパー状形状の流路が、流れ方向に途中で分岐されており、分岐後に吐出口に至るまでの各流路部も、それぞれ、対応する吐出口に向けてテーパー状形状に形成されている構造のダイヘッドを使用する。とくに、分岐部が、流れ方向上流側に向かって実質的に尖鋭な形状に形成されていることが好ましい。なお、ダイヘッドが吐出口ひとつに対しスクリュー側からの樹脂流入口をひとつ有する構造の場合、分岐路は不要である。
【００３８】
従来ダイヘッドから吐出された樹脂組成物をペレットにカットすることは困難であったが、上記のような構造のダイヘッドから吐出された樹脂組成物に対しては、容易にペレットにカット（例えばホットカット等）できるようになる。
【００３９】
また、吐出されるフィラー充填熱可塑性樹脂組成物は、フィラー高充填に起因して、引取り時の延伸性に劣るため、吐出口サイズに好適な範囲があり、大きすぎても小さすぎても、ペレット化が難しくなる。具体的には、たとえば、吐出口の直径もしくは短径にて、２〜１０ｍｍの範囲内にあることが好ましい。ただし、吐出口の形状には特に制限はなく、具体的には円形、楕円形、四角形以上の多角形等が挙げられる。
【００４０】
また、用いる熱可塑性樹脂も得られた組成物の組成均一性、混練性などから、用いるフィラーと同様な小径化あるいは粉末状に加工して用いることが特に好ましい。
【００４１】
なお、この際、配合する熱可塑性樹脂は、組成物の製造が可能であればペレット状、粉末状いずれの形状のものを用いてもよいが、フィラーの配合量が大きい場合には、小径化あるいは粉末状のものを用いるのが好ましい。熱可塑性樹脂が通常のペレット形状（約２mmφ×３mm長）で入手されるような場合には、冷却粉砕、好ましくは冷凍粉砕して粉末状化する、あるいは径の小さいストランドダイを用いてリペレタイズを行い、小径化したものを用いることが可能である。
【００４２】
また、フィラー充填熱可塑性樹脂組成物の得られるペレット間の組成バラツキおよびペレットの凝固性、溶融加工性、得られた成形品の表面外観等を考慮した場合、熱可塑性樹脂は、一般的には、約２mmφ×３mm長の大きさのペレットとして用いられているが、そのサイズが、JIS-K0069に基づく篩分け試験法に基づき測定した場合、１０００μｍに相当する篩を通過するものであることが好ましく、より好ましくは８００μｍに相当する篩を通過するもの、特に５００μｍに相当する篩を通過するものであることが好ましい。また、下限については５μｍに相当する篩は実質的に通過しないものが取り扱いの点から好ましい。なお、ここで「実質的に通過しない」とは、篩にかけたフィラーのうち９５重量％以上が通過しないことを意味する。かかるフィラーは市販されているものから選択してもよいし、破砕して用いてもよい。また、篩を用いて分級し、必要なサイズのものを取り出し使用することも可能である。必要によっては、異なった粒子径のものを２種以上併用してもよい。
【００４３】
また、フィラーのサイズはJIS-K0069に基づく篩分け試験法に基づき測定した場合、１０００μｍに相当する篩を通過するものであることが好ましく、より好ましくは８００μｍに相当する篩を通過するもの、特に５００μｍに相当する篩を通過するものであることが好ましい。また、下限については５μｍに相当する篩は実質的に通過しないものが取り扱いの点から、好ましい。なお、ここで「実質的に通過しない」とは、篩にかけたフィラーのうち９５重量％以上が通過しないことを意味する。かかるフィラーは市販されているものから選択してもよいし、また、篩を用いて分級し、必要なサイズのものを取り出し使用することも可能である。また、用いるフィラーの形状については、組成物のペレットの取得性から、繊維状、板状、鱗片状および破砕品が好ましく用いられ、さらに製造上得られた成形品の強度等の点から繊維状あるいは板状、鱗片状が好ましい。さらに、必要特性によっては、異なった粒子径のものを２種以上併用してもよい。
【００４４】
本発明において、必要に応じて配合し得る他の成分を配合する場合、その配合方法に特に制限はなく任意の段階で添加することができる。
【００４５】
上記方法により、従来、成し得なかったフィラー高充填組成物を得ることが可能となる。
【００４６】
さらに、熱可塑性樹脂とフィラーとの均一混合性の点からフィラーの比重は３．５以下であることが好ましく、特に３以下であることが好ましい。なお、複数種のフィラーを用いる場合には、配合量の最も多いフィラーの少なくとも１種の比重が上記範囲にあることが好ましい。
【００４７】
かくして得られた樹脂組成物は、通常の成形方法（射出成形、押出成形、ブロー成形、プレス成形、およびインジェクションプレス成形など）により、所望の形状の樹脂製パーティションに加工することができるが、射出成形あるいはインジェクションプレスおよびプレス成形などの成形方法によることが好ましい。
【００４８】
かくして得られる樹脂組成物は、用いるフィラーの特徴を極限まで生かしつつ、かつ溶融成形可能であることを生かし、目標とする形状の樹脂製パーティションに成形することが可能であり、電磁波シールド性、送電・集電性、高熱伝導性、耐ガス・液体バリヤ性、高寸法精度が必要とされる部材に用いるパーティション材に有用である。自動車分野、電気・電子分野、家庭用機器、産業用機器などで特に上記特性が必要なパーティションに有用に用いられる。
【００４９】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明の骨子は以下の実施例にのみ限定されるものではない。
【００５０】
参考例１（熱可塑性樹脂）
ＰＡ（ポリアミド）６：ＣＭ１００１（東レ社製）を液体窒素に浸し、サンプルミル（協立理工社製ＳＫ−Ｍ型）にて粉砕し、篩にて４２メッシュパス、８０メッシュオンで分級して数平均粒子径３００μｍのものを得た。
ＰＡ６Ｐ（ＰＡ６の粉砕前のペレット）：ＣＭ１００１（東レ社製）
ＰＣ（ポリカーボネート）：ユーピロンＨ３０００（三菱エンプラ社製）を液体窒素に浸し、サンプルミル（協立理工社製ＳＫ−Ｍ型）にて粉砕し、篩にて６０メッシュパス、１５０メッシュオンで分級して数平均粒子径２００μｍのものを得た。
ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）：１１００Ｓ（東レ社製）を液体窒素に浸し、サンプルミル（協立理工社製ＳＫ−Ｍ型）にて粉砕し、篩にて４２メッシュパス、８０メッシュオンで分級して数平均粒子径３００μｍのものを得た。
【００５１】
参考例２（フィラー）
炭素繊維（ＣＦ）：ＭＬＤ３０（繊維状フィラー、繊維径７μｍ、東レ社製）
ガラス繊維（ＧＦ）：ＥＰＤＭ７０Ｍ１０Ａ（繊維状フィラー、日本電気ガラス社製）
グラファイト（ＫＳ１５０）：ＫＳ−１５０（鱗片状フィラー、ティムカルジャパン社製）
アルミナ（Aｌ）：Ａ−２１（粒状フィラー、住友ケミカル社製）
後述の表中のフィラーサイズは、５００ｇの試料をとり、そのサイズに相当する粗さの篩を用いて分級した時、篩上に残留しなかったことを表す。
【００５２】
実施例１〜７
参考例１の熱可塑性樹脂および参考例２に示したフィラー所定量をリボンブレンダーでブレンドし、図１に示すダイヘッド１を取り付けた２軸押出機（ＰＣＭ３０；池貝鉄工社製）を用いてスクリュー回転数１００ｒｐｍで表１に示す樹脂温度で吐出し、ペレタイズして組成物を得た。図１は上記ダイヘッド１の概略を示す側面図、上面図及び正面図であり、スクリューヘッドＡ側からダイ先端部側Ｂに向かって樹脂の流れる流路がテーパー形状に細くなるテーパー状流路２を有し、その流路２が途中でＷ形に分岐され、分岐された流路２ａもダイヘッド先端の対応する吐出口３に向かって先細りのテーパー形状に形成されている。Ｗ形の分岐部４は、流れ方向上流側に向けて尖鋭に形成されており、尖鋭な分岐部４で樹脂が滞留しないようになっている。また、分岐流路２ａがそれぞれ対応する吐出口３とテーパー状流路で接続されているので、吐出口３の直前でも滞留しないようになっている。したがって、ダイヘッド内部に樹脂だまりができないような構造となっている。なお、ダイヘッド内で流路を形成する開口部は、ダイ先端部側は、１２ｍｍ幅×５ｍｍ高の面取りした長方形、スクリューヘッド側は、３０mmφの円状部分が２つ連なり、５５ｍｍ幅のまゆ状形状に形成されている。
【００５３】
次いで表１に示す樹脂温度でプレス成形機を用いてプレス圧力７ＭＰａで、１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×２ｍｍ厚の板状成形品を成形した。寸法安定性については成形品の中央部を長さ１０ｍｍ×幅１ｍｍの角柱成形品を切り出し、ＴＭＡ（セイコー電子社製）を用い、３０℃〜７０℃（昇温速度５℃／分）で線膨張率を測定した。また、表１の実施例のうち、一部について熱伝導率を(株)リガク製 LF/TCM-FA8510Bを用い、レーザーフラッシュ法により測定した。
【００５４】
比較例１〜４
参考例１の熱可塑性樹脂および参考例２に示したフィラー所定量をリボンブレンダーでブレンドし、図２に示したストランド用４ｍｍφ×３ホールのダイヘッド１１を取り付けた２軸押出機ＰＣＭ３０（池貝鉄工社製）でスクリュー回転数１００ｒｐｍで表１に示す樹脂温度にてノズル詰まりを発生させることなく、安定して溶融混練、ペレタイズ可能な高充填組成物を作成し、上記実施例と同様の評価を行った。ただし、３ホールの吐出口１３の全てに向かって共通のテーパー状流路１２を形成した従来型のダイヘッド１１であるため、吐出口１３近傍の内面で滞留が生じているおそれがあり、表１に示すように高熱伝導率のものは得られなかった。
【００５５】
比較例５〜８
参考例１の熱可塑性樹脂および参考例２に示したフィラー所定量をリボンブレンダーでブレンドし、図２に示したストランド用４ｍｍφ×３ホールのダイヘッド付き２軸押出機ＰＣＭ３０（池貝鉄工社製）でスクリュー回転数１００ｒｐｍで表１に示す樹脂温度で溶融混練検討を行ったところ、組成物が得られなかった。
【００５６】
【表１】

【００５７】
実施例８
参考例１のＰＡ６を１４容量％および参考例２に示したグラファイト（ＫＳ１５０）を８６容量％をリボンブレンダーでブレンドし、図１に示すダイヘッドを取り付けた２軸押出機（ＰＣＭ３０；池貝鉄工社製）を用いてスクリュー回転数１００ｒｐｍ、３００℃の樹脂温度で組成物を得た。ついで３００℃の樹脂温度でプレス成形機を用いてプレス圧力７ＭＰａで１０５ｍｍ×１０５ｍｍ×３ｍｍ厚の板状成形品を成形し、４端子法により体積固有抵抗率を測定した結果、０．０１０Ωcmであった。
【００５８】
実施例９
参考例１のＰＡ６Ｐを１４容量％および参考例２に示したグラファイト（ＫＳ１５０）を８６容量％をリボンブレンダーでブレンドし、図１に示すダイヘッドを取り付けた２軸押出機（ＰＣＭ３０；池貝鉄工社製）を用いてスクリュー回転数１００ｒｐｍ、３００℃の樹脂温度で組成物を得た。ついで３００℃の樹脂温度でプレス成形機を用いてプレス圧力７ＭＰａで１０５ｍｍ×１０５ｍｍ×３ｍｍ厚の板状成形品を成形し、４端子法により体積固有抵抗率を測定した結果、０．０１５Ωcmであった。
【００５９】
実施例１０
参考例１のＰＣを３０容量％および参考例２に示したグラファイト（ＫＳ１５０）を７０容量％をリボンブレンダーでブレンドし、図１に示すダイヘッドを取り付けた２軸押出機（ＰＣＭ３０；池貝鉄工社製）を用いてスクリュー回転数１００ｒｐｍ、３２０℃の樹脂温度で組成物を得た。ついで３２０℃の樹脂温度でプレス成形機を用いてプレス圧力７ＭＰａで１０５ｍｍ×１０５ｍｍ×３ｍｍ厚の板状成形品を成形し、４端子法により体積固有抵抗率を測定した結果、０．０３５Ωcmであった。
【００６０】
実施例１１
参考例１のＰＣを１４容量％および参考例２に示したグラファイト（ＫＳ１５０）を８６容量％をリボンブレンダーでブレンドし、図１に示すダイヘッドを取り付けた２軸押出機（ＰＣＭ３０；池貝鉄工社製）を用いてスクリュー回転数１００ｒｐｍ、３２０℃の樹脂温度で組成物を得た。ついで３２０℃の樹脂温度でプレス成形機を用いてプレス圧力７ＭＰａで１０５ｍｍ×１０５ｍｍ×３ｍｍ厚の板状成形品を成形し、４端子法により体積固有抵抗率を測定した結果、０．０２Ωcmであった。
【００６１】
実施例１２
参考例１のＰＢＴを１４容量％および参考例２に示したグラファイト（ＫＳ１５０）を８６容量％をリボンブレンダーでブレンドし、図１に示すダイヘッドを取り付けた２軸押出機（ＰＣＭ３０；池貝鉄工社製）を用いてスクリュー回転数１００ｒｐｍ、２９０℃の樹脂温度で組成物を得た。ついで２９０℃の樹脂温度でプレス成形機を用いてプレス圧力７ＭＰａで１０５ｍｍ×１０５ｍｍ×３ｍｍ厚の板状成形品を成形し、４端子法により体積固有抵抗率を測定した結果、０．００８Ωcmであった。
【００６２】
実施例１３
実施例８の組成物で１０５ｍｍ×１０５ｍｍ×１．５ｍｍ厚の板状成形品を同様に成形し、板状成形品をパソコン筐体内部（ＣＰＵ下部となる部分）にモデルパーティションとして設置し、得られた成形品を用いてアドバンテスト法に基づいて電界波についてシールド性の測定をおこなった。具体的には（株）アドバンテスト製シールド材評価器ＴＲ１７３０１Ａとスペクトルアナライザを用い、プローブアンテナを用い、ＣＰＵ設置位置に受信アンテナ、筐体外に発信アンテナをそれぞれ設置し、この板状成形品および筐体に電磁波を透過させた際の減衰率を、１０〜１０００ＭＨｚの周波数帯域で測定し、測定チャートより周波数３００ＭＨｚでの電界シールド性を読みとった結果、５０ｄＢであった。なお、板状成形品を設置しない場合について同様に測定した減衰率は２０ｄＢであり、上記モデルパーティションを設置することにより高電磁波シールド性が得られる結果、ＣＰＵの誤動作を起きなくすることが可能となった。
【００６３】
表１の結果から明らかなように本発明のパーティションは、従来得られなかった領域の特性を得ることが可能となり、かつ溶融加工が可能であることから、軽量化目的に用いられる金属代替をはじめとする新規用途への展開が可能となることが明らかである。特に導電性フィラーを添加することで熱伝導性および導電性が大幅に向上した成形品が得られることから、高熱伝導性、高導電性、高寸法精度等に有用なパーティション用成形品が得られることが明らかである。
【００６４】
【発明の効果】
本発明の樹脂製パーティションおよびその製造方法によれば、溶融加工が可能で、かつ、得られた樹脂製パーティションは、用いるフィラーの特性を高効率に発揮することが可能となり、従来得ることができなかった特性を樹脂組成物に付与することが可能となることから、特に高熱伝導性、高導電性、高寸法精度の樹脂製パーティションを効率よく製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例で用いたダイヘッドの側面、上面および正面を示す図である。
【図２】比較例で用いたダイヘッドの側面、上面および正面を示す図である。
【符号の説明】
１，１１ダイヘッド
２、１２流路
２ａ分岐流路
３、１３吐出口
４分岐部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a resin partition which can be melt-processed, and the obtained molded product can exhibit the characteristics of the filler used with high efficiency, and a method for producing the same.
[0002]
[Prior art]
In recent years, due to the diversification of designs, the degree of freedom of partition shape has been required. However, there is a limit to the degree of freedom of the partition member in the conventionally used metal. Therefore, a filler-reinforced thermoplastic resin has been studied for metal replacement. For example, the properties required for each application, such as thermal conductivity, electromagnetic shielding properties, dimensional accuracy at high temperatures, and gas / liquid barrier properties, are not satisfied by conventional filler-reinforced thermoplastic resins. A characteristic close to that of a single unit has been demanded. In particular, in order to reduce malfunctions due to noise such as electromagnetic waves in computer systems, etc., means to form partitions in the system with highly conductive materials are being studied, and design freedom is desired by design. . Also, when transporting flammable liquids, if the transfer speed is fast, static electricity can accumulate in the pump, which can cause a fire with the occurrence of sparks. Sex is desired. For this reason, there has been a demand for materials used for partition resinization and the like that require characteristics close to metals.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in response to the above-mentioned needs, the filler alone does not join the fillers to obtain only a brittle material, or when using a thermosetting resin, the moldability and productivity cannot be said to be good. In the filler-reinforced thermoplastic resin, there is a limit to increasing the filler filling by the usual melt-kneading method, and it has been difficult to obtain a sufficiently high-filling material to meet the required characteristics.
[0004]
In addition, as a method for obtaining a filler-filled composition different from the conventional one, a manufacturing method characterized by kneading and extruding in a state in which the head portion of the extruder is released has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. Hei 8-1663). ).
[0005]
However, since the die is removed at the time of kneading in the above method, the pressure in the extruder barrel does not increase at the time of kneading, so the thermoplastic resin and the filler are not sufficiently mixed, and there is composition variation in the obtained composition. May occur, thereby increasing the characteristic variation.
[0006]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a resin partition and a method for manufacturing the same that can melt-process and exhibit the characteristics of the filler used with high efficiency in order to solve the above-described problems. It is in.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the resin partition according to the present inventionManufacturing methodIsOne selected from polyester, polycarbonate, polyamide, polyoxymethylene, polyimide, polybenzimidazole, polyketone, polyetheretherketone, polyetherketone, polyethersulfone, polyphenyleneoxide, phenoxy resin, olefinic (co) polymer or When melt-kneading a highly filled resin composition composed of 1 to 40% by volume of two or more mixtures and 99 to 60% by volume of filler, the flow path leading to the discharge port is branched in the flow direction. Each flow path part leading to the discharge port is also characterized by producing a resin composition using a die head formed in a tapered shape toward the corresponding discharge port, and molding the resin composition It consists of a way to do.
[0008]
In this highly filled resin composition,Mixture of the aboveIt is preferably composed of 3 volume% or more and less than 15 volume% and filler 97 volume% or less and more than 85 volume%.
[0009]
Further, the specific gravity of the filler is preferably 3.5 or less. As a filler, the thing of a fibrous form, plate shape, or scale-like form can be used, for example.
[0011]
In this manufacturing method, the taper-shaped flow path with few stagnant portions is branched halfway in the flow direction, and each flow path portion after branching to the discharge port also has a corresponding discharge port. It is preferably formed in a tapered shape. It is preferable that the branch portion is formed in a substantially sharp shape toward the upstream side in the flow direction.
[0012]
Moreover, as a thermoplastic resin, it is preferable to use the thing of the magnitude | size which passes the sieve equivalent to 1000 micrometers.
[0013]
By such a manufacturing method, a resin partition formed by molding pellets cut after being discharged from the die head can be obtained.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. In the present invention, “weight” means “mass”.
[0015]
The resin partition of the present invention is formed from a highly filled resin composition in which a filler such as a conductive agent is added to a specific thermoplastic resin.
The partition of the present invention refers to a removable partition, for example, which obstructs the contact of two different substances (gas, liquid, solid, etc.) and requires the necessary substance or light, heat, depending on the properties of the added filler. This means a partition that is installed to extract only energy, or that is provided to block the passage of substances or energy in the space.
[0016]
Resin used in the present invention is polyester, polycarbonate, polyamide, polyoxymethylene, polyimide, polybenzimidazole, polyketone, polyetheretherketone, polyetherketone, polyethersulfone, polyphenyleneoxide, phenoxy resin, olefin copolymer It is 1 type, or 2 or more types of resin chosen from these. 1 or a mixture of two or more selected from ("/" represents copolymerization; the same shall apply hereinafter). Specific examples of the olefin (co) polymer include olefin polymers such as polypropylene, polyethylene and polystyrene, ethylene / propylene copolymer, ethylene / 1-butene copolymer, ethylene / propylene / nonconjugated diene copolymer. Polymers, ethylene / ethyl acrylate copolymers, ethylene / glycidyl methacrylate copolymers, ethylene / vinyl acetate / glycidyl methacrylate copolymers and ethylene / propylene-g-maleic anhydride copolymers, olefins such as ABS Examples thereof include a system copolymer.
[0017]
The polyester is a polymer compound having an ester bond in the main chain, and typical examples include polyesters and aliphatic polyesters having an aromatic dicarboxylic acid as a main acid component and an aliphatic glycol as a main glycol component. Specifically, polyethylene terephthalate, polypropylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene-2,6-naphthalate, polybutylene-2,6-naphthalate, poly-1,4-cyclohexanedimethylene terephthalate, polyethylene-1,2 -In addition to bis (phenoxy) ethane-4,4'-dicarboxylate, polylactic acid, etc., polyethylene isophthalate / terephthalate, polybutylene terephthalate / isophthalate, polybutylene terephthalate / decanedicarbo Shireto and polycyclohexanedimethylene terephthalate / isophthalate copolyester such as a polyester polyether elastomer, polyester polyester elastomer.
[0018]
Specific examples of polyamides include, for example, ring-opening polymerization products of cyclic lactams, polycondensates of aminocarboxylic acids, polycondensates of dicarboxylic acids and diamines, and specific examples include nylon 6, nylon 4, 6, Nylon 6,6, Nylon 6,10, Nylon 6,12, Nylon 11, Nylon 12, and other aliphatic polyamides, poly (metaxylylene adipamide), poly (hexamethylene terephthalamide), poly (hexamethylene) Isophthalamide), polynonanemethylene terephthalamide, poly (tetramethylene isophthalamide), poly (methylpentamethylene terephthalamide) and other aliphatic-aromatic polyamides, and copolymers thereof. Examples of the copolymer include Nylon 6 / poly (hexamethylene terephthalamide), nylon 6 / Poly (hexamethylene terephthalamide), nylon 6 / nylon 6/6 / poly (hexamethylene isophthalamide), poly (hexamethylene isophthalamide) / poly (hexamethylene terephthalamide), nylon 6 / poly (hexamethylene isophthalamide) ) / Poly (hexamethylene terephthalamide), nylon 12 / poly (hexamethylene terephthalamide), poly (methylpentamethylene terephthalamide) / poly (hexamethylene terephthalamide), and the like. The form of copolymerization may be either random or block, but is preferably random.
[0019]
Polybutylene terephthalate, polybutylene naphthalate, poly 1,4-cyclohexanedimethylene terephthalate, polyesters such as polyethylene-2,6-naphthalate and polyethylene terephthalate in terms of mechanical properties and moldability among the thermoplastic resins described above, Nylon 6, Nylon 6,6, Nylon 12, Nylon 4,6, Polynonanemethylene terephthalamide, Nylon 6 / Poly (hexamethylene terephthalamide), Nylon 66 / Poly (hexamethylene terephthalamide), Nylon 6 / Nylon 6, 6 / poly (hexamethylene isophthalamide), poly (hexamethylene isophthalamide) / poly (hexamethylene terephthalamide), nylon 6 / poly (hexamethylene isophthalamide) / poly (hexamethyle) Polyamides such as terephthalamide), nylon 12 / poly (hexamethylene terephthalamide), nylon 6 / nylon 6.6 / poly (hexamethylene isophthalamide), poly (methylpentamethylene terephthalamide) / poly (hexamethylene terephthalamide) One or a mixture of two or more selected from polycarbonate, polyethylene, polypropylene, polystyrene, ABS, polyphenylene oxide, and phenoxy resin can be preferably used.
[0020]
Examples of the filler used in the present invention include non-fibrous fillers such as fibrous, plate-like, scale-like, granular, indeterminate shapes, and crushed products. Specifically, for example, glass fiber, PAN-based and pitch-based fillers. Carbon fiber, stainless steel fiber, metal fiber such as aluminum fiber and brass fiber, organic fiber such as aromatic polyamide fiber, gypsum fiber, ceramic fiber, asbestos fiber, zirconia fiber, alumina fiber, silica fiber, titanium oxide fiber, silicon carbide fiber , Rock wool, potassium titanate whisker, barium titanate whisker, aluminum borate whisker, silicon nitride whisker, mica, talc, kaolin, silica, calcium carbonate, glass beads, glass flakes, glass microballoon, clay, molybdenum disulfide, straw Stenite, titanium oxide Zinc oxide, calcium polyphosphate, graphite, metal powders, metal flakes, metal ribbons, metal oxides, carbon powder, graphite, carbon flake, scaly carbon, and carbon nanotubes. Specific examples of metal species of metal powder, metal flakes, and metal ribbons include silver, nickel, copper, zinc, aluminum, stainless steel, iron, brass, chromium, and tin. The type of glass fiber or carbon fiber is not particularly limited as long as it is generally used for reinforcing a resin, and can be selected from long fiber type, short fiber type chopped strand, milled fiber, and the like. In the present invention, among the above fillers, fibrous, plate-like, scaly shapes and crushed products are preferably used from the viewpoint of the acquisition property of the resin composition. And scaly are preferred. In the present invention, the fibrous form is generally referred to as a fibrous form and includes a whisker-shaped one. For example, the average fiber length or the average major axis / average fiber diameter or the average minor axis (aspect ratio, etc.) 3 to 10000 What has a shape of a grade is mentioned. The plate-like and scale-like shapes are usually called plate-like and scale-like shapes, including those called scale-like shapes, and have a shape having a thickness with respect to the major axis. For example, the average major axis / average thickness is about 3 to 5,000. Can be mentioned. The granular form is a granular form having a shape close to a spherical shape, and examples thereof include those having an average major axis / average minor axis of about 1 or more and less than 3. An indefinite shape is one in which the shape of a pulverized product or the like is not fixed. The shape of these fillers (average fiber length / average fiber diameter, average long diameter / average thickness, average long diameter / average short diameter) is determined by scanning electron microscope (SEM), fiber length, fiber diameter, long diameter, short diameter or It is possible to measure and calculate the thickness of 100 pieces, and obtain and calculate the number average.
[0021]
Further, when the balance between mechanical strength and molded product warp is particularly required as a resin partition, two or more fillers can be used in combination. For example, glass fiber and mica or kaolin, glass Examples thereof include fibers and glass beads, carbon fibers and mica or kaolin, carbon fibers and graphite, glass fibers or carbon fibers and carbon nanotubes, graphite and carbon black, and / or carbon nanotubes.
[0022]
In addition, said filler used for this invention can also be used by processing the surface with a well-known coupling agent (For example, a silane coupling agent, a titanate coupling agent, etc.) and another surface treating agent.
[0023]
Further, the glass fiber may be coated or bundled with a thermoplastic resin such as an ethylene / vinyl acetate copolymer or a thermosetting resin such as an epoxy resin.
[0024]
Also, if the partition requires electromagnetic shielding, thermal conductivity, or conductivity, such as a partition used in a computer system, a partition used in a pump that transfers flammable liquid, etc. A conductive filler is used. The conductive filler is not particularly limited as long as it is a conductive filler usually used for conducting a resin, and specific examples thereof include metal powder, metal flake, metal ribbon, metal fiber, metal oxide, and carbon powder. , Graphite, PAN-based or pitch-based carbon fibers, carbon flakes, scaly carbon, carbon nanotubes, and inorganic fillers coated with a conductive substance.
[0025]
Here, specific examples of the metal species of the metal powder, metal flake, and metal ribbon include silver, nickel, copper, zinc, aluminum, stainless steel, iron, brass, chromium, and tin.
[0026]
Moreover, iron, copper, stainless steel, aluminum, brass, etc. can be illustrated as a specific example of the metal seed | species of the said metal fiber.
[0027]
Such metal powders, metal flakes, metal ribbons, and metal fibers may all be surface-treated with a surface treatment agent such as titanate, aluminum, and silane.
[0028]
Specific examples of the metal oxide include SnO.₂(Antimony dope), In₂O_Three(Antimony dope), ZnO (aluminum dope), etc. can be illustrated, and these may be surface-treated with a surface treating agent such as titanate, aluminum and silane.
[0029]
Specific examples of the conductive material in the inorganic filler coated with the conductive material include aluminum, nickel, silver, carbon, SnO.₂(Antimony dope) and In₂O_Three(Antimony dope) etc. can be illustrated. Examples of the inorganic filler to be coated include mica, glass beads, glass fiber, carbon fiber, potassium titanate whisker, barium sulfate, zinc oxide, titanium oxide, aluminum borate whisker, zinc oxide whisker, titanic acid whisker. Examples thereof include silicon carbide whiskers. Examples of the coating method include a vacuum deposition method, a sputtering method, an electroless plating method, and a baking method. The inorganic filler coated with these conductive materials may also be subjected to surface treatment with a surface treatment agent such as titanate, aluminum, and silane.
[0030]
The carbon powder is classified into acetylene black, gas black, oil black, naphthalene black, thermal black, furnace black, lamp black, channel black, roll black, disc black, and the like based on the raw materials and the production method. The carbon powder that can be used in the present invention is not particularly limited in terms of its raw material and production method, and among them, acetylene black and furnace black are particularly preferably used. Further, as the carbon powder, various carbon powders having different characteristics such as particle diameter, surface area, DBP (dibutyl phthalate) oil absorption and ash content are manufactured and commercially available. The carbon powder that can be used in the present invention is not particularly limited with respect to these properties, but from the viewpoint of the balance between strength and electrical conductivity, the average primary particle size is 500 nm or less, particularly 5 to 100 nm, It is preferable that it exists in the range of 10-70 nm. The surface area (BET method) is 10m²/ G or more, or 30m²/ G or more is preferable. Furthermore, the DBP oil supply amount is preferably 50 ml / 100 g or more, particularly preferably 100 ml / 100 g or more. Furthermore, it is preferable that the ash content is 0.5% or less, particularly 0.3% or less.
[0031]
Such carbon powder may be surface-treated with a surface treatment agent such as titanate, aluminum, and silane. Moreover, it is also possible to use what was granulated in order to improve melt-kneading workability | operativity with resin.
[0032]
Furthermore, in the case of partitions that require gas resistance and liquid barrier properties, such as partitions for liquid storage containers or transport equipment, among these fillers, mica, kaolin, glass flakes, and graphite are used to maintain good barrier properties. It is preferable to use a plate-like filler including the first.
[0033]
The blending amount of the resin and filler used in the present invention is the total of the thermoplastic resin and filler other than the liquid crystalline polyester resin and the polyphenylene sulfide resin, from the viewpoint of the properties of the filler used and the balance with melt processability. The thermoplastic resin is 1 to 40% by volume, the filler is 99 to 60% by volume, the thermoplastic resin is 2 to 25% by volume, the filler is 98 to 75% by volume, and the thermoplastic resin is 3% by volume. It is preferable that the amount is 15% by volume or more and 97% by volume or less and more than 85% by volume.
[0034]
In the highly filled resin composition used for the resin partition in the present invention, other components such as an antioxidant and a heat stabilizer (hindered phenol, hydroquinone, phosphite and These substitutes, etc.), weathering agents (resorcinol, salicylate, benzotriazole, benzophenone, hindered amine, etc.), mold release agents and lubricants (montanic acid and its metal salts, esters, half esters, stearyl alcohol) , Stearamide, various bisamides, bisureas, polyethylene waxes, etc.), pigments (cadmium sulfide, phthalocyanine, carbon black for coloring, etc.), dyes (nigrosine, etc.), crystal nucleating agents (talc, silica, kaolin, clays, etc.), plasticizers (Octyl p-oxybenzoate, N-buty Benzenesulfonamide, etc.), antistatic agents (alkyl sulfate type anionic antistatic agents, quaternary ammonium salt type cationic antistatic agents, nonionic antistatic agents such as polyoxyethylene sorbitan monostearate, betaine amphoteric Antistatic agent, etc.), flame retardant (for example, red phosphorus, phosphate ester, melamine cyanurate, hydroxide such as magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, ammonium polyphosphate, brominated polystyrene, brominated PPO (polyphenylene ether), Brominated PC (polycarbonate), brominated epoxy resins or combinations of these brominated flame retardants and antimony trioxide, etc., conductive polymers (eg polyaniline, polypyrrole, polyacetylene, poly (paraphenylene), polythiophene and polyphenylene) Ylene, etc.), it can be added to other polymers.
[0035]
The method for producing a highly filled resin composition used in the resin partition according to the present invention includes, for example, mixing a thermoplastic resin and a filler using a Banbury mixer, a kneader, and a roll, and then a die head having an opening having a shape with few staying portions. Can be produced by using a single screw or twin screw extruder (preferably a twin screw extruder from the viewpoint of the uniformity of the filler-filled resin composition obtained). Normally used die heads have a structure having a plurality of discharge ports that penetrate linearly on the end wall surface on the most downstream side of the resin flow path. When a die having such a structure is used, The molten resin stays at a portion other than the discharge port in the vicinity of the part wall surface, making extrusion difficult. On the other hand, a stable extrusion can be achieved by using a die head having an opening having a shape with few stagnant portions. The specific shape of the opening portion having such a small retention portion is a shape that does not hinder the molten resin flow toward the discharge port.
[0036]
At this time, it is preferable that the die shape at the tip of the extruder has a structure for reducing the retention of the composition as much as possible (for example, it has a taper shape from the screw side to the tip of the discharge port).
[0037]
For example, the taper-shaped flow path with few stagnant portions is branched in the flow direction, and each flow path portion from the branch to the discharge port is also tapered toward the corresponding discharge port. A die head having a structure formed into a shape is used. In particular, it is preferable that the branch portion is formed in a substantially sharp shape toward the upstream side in the flow direction. In addition, when the die head has a structure having one resin inlet from the screw side with respect to one discharge port, a branch path is unnecessary.
[0038]
Conventionally, it has been difficult to cut the resin composition discharged from the die head into pellets, but the resin composition discharged from the die head having the above structure can be easily cut into pellets (for example, hot cut). Etc)
[0039]
In addition, since the filler-filled thermoplastic resin composition to be discharged is inferior in stretchability during take-up due to high filler filling, there is a suitable range for the discharge port size, whether it is too large or too small , Pelletization becomes difficult. Specifically, for example, the diameter or the short diameter of the discharge port is preferably in the range of 2 to 10 mm. However, the shape of the discharge port is not particularly limited, and specific examples include a circle, an ellipse, a quadrilateral or more polygon.
[0040]
Further, it is particularly preferable that the thermoplastic resin to be used is used by reducing the diameter or processing into a powder form similar to the filler to be used from the composition uniformity and kneadability of the obtained composition.
[0041]
In this case, the thermoplastic resin to be blended may be in the form of pellets or powder as long as the composition can be produced, but if the filler content is large, the diameter is reduced. Or it is preferable to use a powdery thing. When a thermoplastic resin is obtained in a normal pellet shape (about 2 mmφ × 3 mm length), it is cooled and pulverized, preferably freeze-pulverized to form a powder, or repletizing using a strand die having a small diameter. It is possible to use one that has been reduced in diameter.
[0042]
Also, considering the composition variation between the pellets obtained from the filler-filled thermoplastic resin composition and the solidification property of the pellet, melt processability, surface appearance of the obtained molded product, etc., the thermoplastic resin is generally It is used as a pellet with a size of about 2 mmφ × 3 mm long, but its size passes through a sieve corresponding to 1000 μm when measured based on a screening test method based on JIS-K0069. More preferably, it is preferable to pass through a sieve corresponding to 800 μm, and particularly pass through a sieve corresponding to 500 μm. As for the lower limit, it is preferable from the viewpoint of handling that the sieve corresponding to 5 μm does not substantially pass. Here, “substantially does not pass” means that 95% by weight or more of the sieved filler does not pass. Such filler may be selected from commercially available ones, or may be used after being crushed. It is also possible to classify using a sieve and take out a product having a required size. If necessary, two or more types having different particle sizes may be used in combination.
[0043]
Further, the size of the filler, when measured based on a sieving test method based on JIS-K0069, is preferably one that passes through a sieve corresponding to 1000 μm, more preferably one that passes through a sieve corresponding to 800 μm, particularly It preferably passes through a sieve corresponding to 500 μm. As for the lower limit, it is preferable from the viewpoint of handling that the sieve corresponding to 5 μm does not substantially pass. Here, “substantially does not pass” means that 95% by weight or more of the sieved filler does not pass. Such fillers may be selected from commercially available ones, or classified using a sieve, and those having a required size can be taken out and used. As for the shape of the filler to be used, fiber, plate, scale, and crushed product are preferably used from the availability of the pellets of the composition, and further from the viewpoint of the strength of the molded product obtained in production. Or plate shape and scale shape are preferable. Furthermore, two or more types having different particle sizes may be used in combination depending on the required characteristics.
[0044]
In this invention, when mix | blending the other component which can be mix | blended as needed, there is no restriction | limiting in particular in the compounding method, It can add in arbitrary steps.
[0045]
By the above method, it is possible to obtain a highly filled composition that could not be achieved conventionally.
[0046]
Furthermore, the specific gravity of the filler is preferably 3.5 or less, particularly preferably 3 or less, from the viewpoint of uniform mixing of the thermoplastic resin and the filler. In addition, when using a multiple types of filler, it is preferable that the specific gravity of the filler with the largest compounding quantity exists in the said range.
[0047]
The resin composition thus obtained can be processed into a resin partition having a desired shape by an ordinary molding method (such as injection molding, extrusion molding, blow molding, press molding, and injection press molding). It is preferable to use a molding method such as molding or injection press and press molding.
[0048]
The resin composition thus obtained can be molded into a resin partition having a target shape by making full use of the characteristics of the filler to be used and taking advantage of the fact that it can be melt-molded. -It is useful for partition materials used for members that require current collection, high thermal conductivity, gas / liquid barrier properties, and high dimensional accuracy. It is particularly useful for partitions that require the above characteristics in the automotive field, electrical / electronic field, household equipment, industrial equipment, and the like.
[0049]
【Example】
Hereinafter, although an example is given and the present invention is explained in detail, the gist of the present invention is not limited only to the following examples.
[0050]
Reference example 1 (thermoplastic resin)
PA (polyamide) 6: CM1001 (manufactured by Toray Industries, Inc.) is immersed in liquid nitrogen, pulverized with a sample mill (SK-M type, manufactured by Kyoritsu Riko Co., Ltd.), and classified with a sieve at 42 mesh pass and 80 mesh on. A number average particle diameter of 300 μm was obtained.
PA6P (Palette before grinding of PA6): CM1001 (Toray Industries, Inc.)
PC (polycarbonate): Iupilon H3000 (manufactured by Mitsubishi Engineering Plastics) is immersed in liquid nitrogen, pulverized with a sample mill (SK-M type manufactured by Kyoritsu Riko Co., Ltd.), and classified with a sieve at 60 mesh pass and 150 mesh on. And a number average particle diameter of 200 μm was obtained.
PBT (polybutylene terephthalate): 1100S (manufactured by Toray Industries, Inc.) is immersed in liquid nitrogen, pulverized with a sample mill (SK-M type manufactured by Kyoritsu Riko Co., Ltd.), and classified with a sieve at 42 mesh pass and 80 mesh on. And a number average particle diameter of 300 μm was obtained.
[0051]
Reference example 2 (filler)
Carbon fiber (CF): MLD30 (fibrous filler, fiber diameter 7 μm, manufactured by Toray Industries, Inc.)
Glass fiber (GF): EPDM70M10A (fibrous filler, manufactured by NEC Glass)
Graphite (KS150): KS-150 (flaky filler, manufactured by Timcal Japan)
Alumina (A1): A-21 (granular filler, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.)
The filler size in the table below indicates that when a 500 g sample was taken and classified using a sieve having a roughness corresponding to that size, it did not remain on the sieve.
[0052]
Examples 1-7
Screw rotation using a twin-screw extruder (PCM30; manufactured by Ikekai Tekko Co., Ltd.) in which the thermoplastic resin of Reference Example 1 and a predetermined amount of filler shown in Reference Example 2 were blended with a ribbon blender and the die head 1 shown in FIG. It was discharged at a resin temperature shown in Table 1 at several hundred rpm, and pelletized to obtain a composition. FIG. 1 is a side view, a top view, and a front view showing the outline of the die head 1, and a tapered flow path 2 in which the flow path of resin from the screw head A side toward the die tip end side B becomes tapered. The flow path 2 is branched into a W shape in the middle, and the branched flow path 2a is also formed in a tapered shape tapered toward the corresponding discharge port 3 at the tip of the die head. The W-shaped branch 4 is sharply formed toward the upstream side in the flow direction so that the resin does not stay at the sharp branch 4. Further, since the branch flow paths 2a are connected to the corresponding discharge ports 3 by tapered flow paths, they do not stay even immediately before the discharge ports 3. Therefore, the structure is such that the resin pool cannot be accumulated inside the die head. The opening that forms the flow path in the die head has a 12 mm wide by 5 mm high chamfered rectangle on the die tip side, and two 30 mmφ circular portions on the screw head side, and a 55 mm wide eyebrow shape. It is formed into a shape.
[0053]
Next, a plate-shaped molded product having a thickness of 150 mm × 150 mm × 2 mm was molded using a press molding machine at a resin temperature shown in Table 1 and a press pressure of 7 MPa. As for dimensional stability, a prismatic molded product having a length of 10 mm and a width of 1 mm is cut out from the central portion of the molded product, and a line is drawn at 30 ° C. to 70 ° C. (heating rate 5 ° C./min) using TMA (manufactured by Seiko Denshi). The expansion coefficient was measured. In addition, among the examples in Table 1, the thermal conductivity of some of the examples was measured by a laser flash method using LF / TCM-FA8510B manufactured by Rigaku Corporation.
[0054]
Comparative Examples 1-4
A biaxial extruder PCM30 (Ikegai Iron Works Co., Ltd.) having a thermoplastic resin of Reference Example 1 and a predetermined amount of filler shown in Reference Example 2 blended with a ribbon blender and attached with a 4 mmφ × 3 hole die head 11 for strand shown in FIG. And a high filling composition that can be stably melt-kneaded and pelletized without causing nozzle clogging at the resin temperature shown in Table 1 at a screw rotational speed of 100 rpm, and evaluated in the same manner as in the above examples. It was. However, since it is a conventional die head 11 in which a common tapered flow path 12 is formed toward all of the three-hole discharge ports 13, there is a possibility that stagnation occurs on the inner surface near the discharge ports 13. As shown in Fig. 5, those having high thermal conductivity were not obtained.
[0055]
Comparative Examples 5-8
A thermoplastic resin of Reference Example 1 and a predetermined amount of filler shown in Reference Example 2 were blended with a ribbon blender, and a twin screw extruder PCM30 (manufactured by Ikegai Iron Works Co., Ltd.) with a 4 mmφ × 3 hole die head for strands shown in FIG. When a melt kneading study was conducted at a resin temperature shown in Table 1 at a screw rotation speed of 100 rpm, a composition was not obtained.
[0056]
[Table 1]

[0057]
Example 8
A twin screw extruder (PCM30; manufactured by Ikekai Tekko Co., Ltd.) having 14% by volume of PA6 of Reference Example 1 and 86% by volume of graphite (KS150) shown in Reference Example 2 blended with a ribbon blender and attached with a die head shown in FIG. ) Was used to obtain a composition at a screw rotation speed of 100 rpm and a resin temperature of 300 ° C. Next, a plate-shaped molded product having a thickness of 105 mm × 105 mm × 3 mm was formed using a press molding machine at a resin temperature of 300 ° C. and a press pressure of 7 MPa, and the volume resistivity was measured by a four-terminal method. It was.
[0058]
Example 9
14 volume% of PA6P of Reference Example 1 and 86 volume% of graphite (KS150) shown in Reference Example 2 were blended with a ribbon blender, and a twin screw extruder (PCM30; manufactured by Ikekai Tekko Co., Ltd.) equipped with the die head shown in FIG. ) Was used to obtain a composition at a screw rotation speed of 100 rpm and a resin temperature of 300 ° C. Then, a plate-shaped molded product having a thickness of 105 mm × 105 mm × 3 mm was molded using a press molding machine at a resin temperature of 300 ° C. and a press pressure of 7 MPa, and the volume resistivity was measured by a four-terminal method. It was.
[0059]
Example 10
30% by volume of PC of Reference Example 1 and 70% by volume of graphite (KS150) shown in Reference Example 2 were blended with a ribbon blender, and a twin screw extruder (PCM30; manufactured by Ikekai Tekko Co., Ltd.) equipped with the die head shown in FIG. ) Was used to obtain a composition at a screw temperature of 100 rpm and a resin temperature of 320 ° C. Next, a plate-shaped molded product having a thickness of 105 mm × 105 mm × 3 mm was molded at a resin temperature of 320 ° C. using a press molding machine at a press pressure of 7 MPa, and the volume resistivity was measured by the four-terminal method. It was.
[0060]
Example 11
14% by volume of PC of Reference Example 1 and 86% by volume of graphite (KS150) shown in Reference Example 2 were blended with a ribbon blender, and a twin screw extruder (PCM30; manufactured by Ikekai Tekko Co., Ltd.) equipped with the die head shown in FIG. ) Was used to obtain a composition at a screw temperature of 100 rpm and a resin temperature of 320 ° C. Next, a plate-shaped molded product having a thickness of 105 mm × 105 mm × 3 mm was formed using a press molding machine at a resin temperature of 320 ° C. and a press pressure of 7 MPa, and the volume resistivity was measured by a four-terminal method. It was.
[0061]
Example 12
A twin screw extruder (PCM30; manufactured by Ikekai Tekko Co., Ltd.) in which 14% by volume of PBT of Reference Example 1 and 86% by volume of graphite (KS150) shown in Reference Example 2 were blended with a ribbon blender and a die head shown in FIG. ) Was used to obtain a composition at a screw temperature of 100 rpm and a resin temperature of 290 ° C. Next, a plate-like molded product having a thickness of 105 mm × 105 mm × 3 mm was formed using a press molding machine at a resin temperature of 290 ° C. and a press pressure of 7 MPa, and the volume resistivity was measured by the four-terminal method. It was.
[0062]
Example 13
A plate-like molded product having a thickness of 105 mm × 105 mm × 1.5 mm was formed in the same manner from the composition of Example 8, and the plate-shaped molded product was installed as a model partition inside the PC housing (portion below the CPU). The shielding property of the electric field wave was measured based on the Advantest method using the obtained molded product. Specifically, a shield material evaluator TR17301A manufactured by Advantest Co., Ltd. and a spectrum analyzer are used, a probe antenna is used, a receiving antenna is installed at the CPU installation position, and a transmitting antenna is installed outside the casing. As a result of measuring the attenuation factor when transmitting electromagnetic waves in the frequency band of 10 to 1000 MHz and reading the electric field shielding property at a frequency of 300 MHz from the measurement chart, it was 50 dB. In addition, the attenuation factor measured similarly when not installing a plate-shaped molded article is 20 dB, and as a result of providing a high electromagnetic wave shielding property by installing the model partition, it is possible to prevent malfunction of the CPU. became.
[0063]
As is apparent from the results in Table 1, the partition of the present invention can obtain the characteristics of a region that has not been obtained so far and can be melt-processed. It is clear that it is possible to expand to new applications. In particular, by adding a conductive filler, a molded product with greatly improved thermal conductivity and conductivity can be obtained, so that a molded product for partition useful for high thermal conductivity, high conductivity, high dimensional accuracy, etc. can be obtained. It is clear.
[0064]
【The invention's effect】
According to the resin partition and the manufacturing method thereof of the present invention, melt processing is possible, and the obtained resin partition can exhibit the characteristics of the filler used with high efficiency and can be obtained conventionally. Since it is possible to give the resin composition the characteristics that have not been obtained, a resin partition having particularly high thermal conductivity, high conductivity, and high dimensional accuracy can be efficiently manufactured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing a side surface, a top surface, and a front surface of a die head used in an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a side surface, an upper surface, and a front surface of a die head used in a comparative example.
[Explanation of symbols]
1,11 Die head
2, 12 channels
2a Branch channel
3, 13 Discharge port
4 branch

Claims

One selected from polyester, polycarbonate, polyamide, polyoxymethylene, polyimide, polybenzimidazole, polyketone, polyetheretherketone, polyetherketone, polyethersulfone, polyphenyleneoxide, phenoxy resin, olefinic (co) polymer or When melt-kneading a highly filled resin composition composed of 1 to 40% by volume of two or more mixtures and 99 to 60% by volume of filler, the flow path leading to the discharge port is branched in the flow direction. Each flow path part leading to the discharge port is also characterized by producing a resin composition using a die head formed in a tapered shape toward the corresponding discharge port, and molding the resin composition A method for manufacturing a resin partition.

Highly filled resin composition is polyester, polycarbonate, polyamide, polyoxymethylene, polyimide, polybenzimidazole, polyketone, polyetheretherketone, polyetherketone, polyethersulfone, polyphenyleneoxide, phenoxy resin, olefinic (co) 2. The production of a resin partition according to claim 1, wherein the resin partition comprises 3% by volume or more and less than 15% by volume and one or more mixtures selected from polymers and 97% by volume or less and more than 85% by volume. Method.

The method for producing a resin partition according to claim 1 or 2, wherein the filler has a specific gravity of 3.5 or less.

The method for producing a resin partition according to any one of claims 1 to 3, wherein the filler has a fibrous shape, a plate shape, or a scale shape.

The method for producing a resin partition according to any one of claims 1 to 4, wherein a thermoplastic resin that passes through a sieve corresponding to 1000 µm is used.

A resin partition which is manufactured by the method according to any one of claims 1 to 5 and is formed by molding pellets cut after being discharged from a die head.