JP4259407B2 - 電気、電子部品の封入材用ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物 - Google Patents

Description

本発明は、電気、電子部品の封入材に利用されるポリブチレンテレフタレート樹脂組成物に関するものである

ポリエステル系成形材料として、ポリブチレンテレフタレート樹脂（以下ＰＢＴ樹脂と記す）を主成分とするポリブチレンテレフタレート樹脂組成物（ＰＢＴ樹脂組成物）が知られている。このＰＢＴ樹脂組成物を用いた成形品は、耐熱性、耐薬品性、電気特性、機械的特性等に優れたものとして、電気・電子部品、自動車部品等に使用されている（特許文献１参照）。
特開２００２−３０２０５号公報

しかし、近年、絶縁性（耐トラッキング性、耐アーク性）が更に優れたポリエステル系成形材料が要望されるようになってきている。従来のＰＢＴ樹脂成形材料の耐トラッキング性は通常２５０Ｖ程度であり、この耐トラッキングを向上させるためにいくつかの手法が提案されてはいるが、それぞれに短所があって、十分な対策がなされているとはいえない。

例えばポリプロピレン樹脂を添加する手法では、ポリプロピレン樹脂を１０％以上添加すると耐トラッキング性は５００Ｖ以上になるが、ポリエステル系の樹脂であるＰＢＴ樹脂とＰＰは相溶性が悪く、曲げ強さ７０ＭＰａ以下になってしまうなど、強度が大きく低下してしまうという問題がある。

また、低分子のエポキシ樹脂を添加する手法では、低分子のエポキシ樹脂を５％以上添加すると耐トラッキング性は４００Ｖ以上になるが、射出成形時にシリンダー内部でエポキシ樹脂がＰＢＴ樹脂と反応して材料が増粘し、成形不良を招く場合もある。

また、無機物質を添加する手法では、タルクを２０％以上添加すると耐トラキング性は５００Ｖ以上になるが、成形品の曲げ強さが７０ＭＰａ以下になるど、強度が低下してしまい、また比重も１．５以上と重たくなって、製品重量の増大を招いてしまう。

また一方では、廃棄物処理問題の高まりや、将来の石油資源の枯渇に対応するために、ポリエステル系成形材料の原料として植物資源を用いることで石油資源の使用量を低減することも求められるようになってきている。

本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、強度、成形性等の諸特性を犠牲にすることなく、成形品の絶縁特性を向上して優れた耐トラッキング性、耐アーク性を付与することができ、且つ原料中の石油資源の使用量を低減して廃棄物処理問題や石油資源枯渇問題への対策に寄与することができる、電気、電子部品の封入材用ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物を提供することを目的とするものである。

本発明に係る電気、電子部品の封入材用ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物は、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリ乳酸樹脂とを含有し、前記ポリブチレンテレフタレート樹脂の含有量が組成物全量に対して４５〜９０質量％であり、前記ポリ乳酸樹脂の含有量が組成物全量に対して５〜５０質量％であることを特徴とするものである。これにより、成形時の成形性や成形品の強度を良好な状態に維持しながら、成形品の絶縁特性を向上することができ、且つ、原料中の石油資源の使用量を低減することができる。

また、上記の電気、電子部品の封入材用ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物中にポリエチレンテレフタレート樹脂を組成物全量に対して５〜３０％の範囲で含有させることで、成形品に光沢性を付与することができる。

また、上記電気、電子部品の封入材用ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物中には、ポリブチレンサクシネートを組成物全量に対して１〜１０％質量の範囲で含有させることもでき、この場合は成形品の引っ張り伸び率を向上することができる。

上記のような電気、電子部品の封入材用ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物を成形することにより、石油資源の使用量を抑制しつつ、絶縁特性の高い成形品を得ることができるものである。

本発明によれば、成形時の成形性や成形品の強度を良好な状態に維持しながら、成形品の絶縁特性を向上することができて、耐トラッキング性や耐アーク性に優れた成形品を得ることができ、且つ、原料中の石油資源の使用量を低減することができることから、廃棄物処理問題や石油資源枯渇問題への対策に寄与することができるものである。

そして、得られた成形品は、上記のように良好な絶縁特性を有し、耐トラッキング性、耐アーク性に優れていることから、電気・電子・自動車等の機能部品で特に電気的な絶縁性の必要な用途の部品に好適に使用することができ、またこの場合、成形品は一般的なＰＢＴ樹脂成形品より絶縁性能が優れるので端子間距離を短くすることが可能になり、成形品の小型化が可能になるものである。

本発明の電気、電子部品の封入材用ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物は、ポリブチレンテレフタレート樹脂（以下ＰＢＴ樹脂と記す）とポリ乳酸樹脂とを構成材料としたものである。

上記ＰＢＴ樹脂は、テレフタル酸と１，４−ブタンジオールの重縮合により得られる熱可塑性ポリエステル樹脂であり、樹脂組成物中の樹脂成分として主成分となるものである。上記ＰＢＴ樹脂は、その成形品に耐熱性、耐薬品性、電気特性、機械的特性等の特性を付与するものである。上記ＰＢＴ樹脂は、その平均分子量が大きくなると成形品の機械的強度を向上することができるが溶融粘度が高くなる傾向があるため、良好な成形性を維持すると共に成形品に所望の機械的強度が付与されるように適宜の平均分子量のものを用いることが好ましく、特に数平均分子量が５００００〜６００００の範囲であることが好ましい。

ポリ乳酸は、例えばトウモロコシなどの天然素材から抽出されるデンプンに由来する乳酸を重合して得られるものであり、乳酸から直接重合する方法と、乳酸を二量化して得られるラクチドを開環重合することで合成する方法がある。本発明では、ＰＢＴ樹脂組成物中にこのポリ乳酸を含有させることで成形品の電気絶縁性を向上し、耐トラッキング性や耐アーク性に優れる成形品を得ることができるものである。また、同時に、ＰＢＴ樹脂組成物の原料として植物資源由来の成分であるポリ乳酸を用いることで、石油資源の使用量を抑制し、環境保全に寄与することができる。

本発明の効果を得るためには、ポリ乳酸の含有量は、組成物全量に対して５〜５０質量％とする必要があり、ポリ乳酸の含有量がこの範囲に満たないと成形品の絶縁特性を十分に向上することができず、またこの範囲を超えると成形時に冷却固化しにくくなって、冷却時間が長くなってしまうものである。

上記ＰＢＴ樹脂樹脂組成物には、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ樹脂）を含有させることが好ましい。ＰＥＴ樹脂は、テレフタル酸とエチレングリコ−ルから得られる熱熱可塑性ポリエステル樹脂であり、組成物中にこのＰＥＴ樹脂を含有させると、成形品に光沢性を付与することができる。

ＰＥＴ樹脂を含有させる場合には、その含有量は組成物全量に対して５〜３０質量％の範囲となるようにすることが好ましく、ＰＥＴ樹脂の含有量がこの範囲に満たないと成形品の光沢を十分に向上することができず、またこの範囲を超える場合も逆に成形品の外観の悪化を招く場合がある。

また、ＰＢＴ樹脂組成物中には、更にポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）を含有させることも好ましい。ＰＢＳは例えばコハク酸とブタンジオールとの脱水重縮合により合成される。このＰＢＳを含有させることで、成形品の引っ張り伸び率を向上し、成形品に荷重がかかった場合の割れ等の破損の発生を抑制することができるものである。

このＰＢＳは組成物全量に対して１〜１０質量％の割合で含有させることが好ましく、含有量がこの範囲に満たないと成形品の引っ張り伸び率を十分に向上させることができず、また含有量がこの範囲を超えると成形品の曲げ強度等の機械強度の低下を招くおそれがある。

また、上記ＰＢＴ樹脂樹脂組成物には、無機充填材を含有させることも好ましい。このような無機充填材は、組成物中で結晶核剤として作用し、材料の結晶化速度を速め、射出成形時の冷却時間を短縮することができる。このとき無機充填材の含有量は、組成物全量に対して０．１〜４０質量％の範囲とすることが好ましく、含有量がこの範囲に満たないと結晶化速度を十分に速めることができず、またこの範囲を超えると成形品の外観の悪化を招いたり、溶融粘度が高くなりすぎて射出成形時の良好な成形性の維持が困難となる場合がある。

上記無機充填材としては、タルク、マイカ、ガラス繊維、カーボン繊維等の適宜のものが用いられるが、特にガラス繊維、カーボン繊維等のように繊維状の無機充填材を含有させると、成形品に高い機械強度を付与することができる。

また、相溶化剤を含有させることも好ましい。相溶化剤としては例えば日本油脂株式会社製の商品名「モディパーＡ４４００」等を挙げることができる。この場合、相溶化剤がＰＢＴ樹脂とポリ乳酸の相溶性を良くして成形品強度（曲げ強さ）を高めることができる。相溶化剤は組成物全量に対して１〜１０質量％の範囲で含有させることが望ましい。この含有量が少ないと強度向上の効果が少なく、また１０質量％を越えて含有させても強度の向上が飽和してしまう。

また、上記ＰＢＴ樹脂組成物には、必要に応じて、臭素化エポキシ樹脂、三酸化アンチモン等の難燃剤等を添加しても良い。例えばＰＢＴ樹脂組成物中に臭素化エポキシ樹脂を組成物全量に対して１０質量％以上添加すると、ＵＬ９４による難燃性試験評価がＶ−２となる成形品を得ることができ、また臭素化エポキシ樹脂を組成物全量に対して１０質量％以上添加すると共に三酸化アンチモンを組成物全量に対して５質量％以上添加すれば、ＵＬ９４による難燃性試験評価がＶ−０となる成形品を得ることがで
ＰＢＴ樹脂組成物は、上記のような各成分を所定量配合・混合することで調製することができる。例えば、所定量の上記各成分を配合し、ミキサー、ブレンダー等で均一に混合した後に、二軸押出し混練機等で加熱、混練し、樹脂成分が溶融した状態で必要に応じてガラス繊維等の無機充填材を投入し、さらに混練する。次いで、シリンダー温度２４０〜２６０℃程度で混練押出しを行い、紐状のストランドにし、冷却固化した後に切断してペレット状に作製することができる。

本発明の成形品は、上記ＰＢＴ樹脂組成物を用いて成形したものである。この成形品は、射出成形機で射出成形等により作製される。

得られた成形品は、トラッキング性能、アーク絶縁性能が優れていることから、電気・電子・自動車等の機能部品で特に電気的な絶縁性の必要な用途の部品に好適に使用することができる。例えば、スイッチ、リレー、ボビン、端子台、金属端子インサート補器ボックス、リレーボックス、アンチロックブレーキシテム用ハウジング、ＥＰＳ（電動パワーステアリング）用ハウジング等、種々の用途に使用可能である。この場合、成形した成形品は一般的なＰＢＴ樹脂成形品より絶縁性能が優れるので端子間距離を短くすることが可能になり、成形品の小型化が可能になる

各実施例、参考例及び比較例につき、表１に示す材料に予め乾燥処理を施しておき、これをタンブラーで１０分間混合した後、ルーダーに通した。ルーダーの温度はダイス付近で２３０℃、投入口付近で２４０℃の設定とした。次いで、ルーダーから出たストランドはすぐに冷却槽で冷却し、その後、カッターで２〜４mmのペレットに切断した。

得られた成形材料に、予め除湿乾燥機で１２０℃×４ｈの条件で乾燥処理を施した後、１００トン射出成形機を用いて、射出成形により成形品を得た。成形時のシリンダーの温度はヘッド付近で２４０℃、材料投入口付近で２００℃の設定とし、また金型温度は８０℃とした。

得られた成形品について、下記のような評価試験を行った。

（耐トラッキング性試験）
各実施例、参考例及び比較例にて得られた成形品について、ＩＥＣ１１２の条件に基づき、耐トラッキング性を測定した。

（曲げ強度測定）
各実施例、参考例及び比較例にて得られた成形品について、ＡＳＴＭ Ｄ７９０の条件に基づき曲げ強度を測定した。

（引張延び率測定）
各実施例、参考例及び比較例にて得られた成形品について、ＡＳＴＭ Ｄ６３８の条件に基づき引張伸び率を測定した。

（金型冷却時間測定）
各実施例、参考例及び比較例につき、１３０ｍｍ×１２．７ｍｍ×３ｍｍの寸法の成形品を形成するにあたり、金型冷却後に２本の突き出しピンにて脱型する際に変形なく脱型が可能となる冷却時間を測定した。

（成形品外観観察）
各実施例、参考例及び比較例につき、得られた成形品を目視により観察し、下記評価基準にて評価した。

◎…鏡面のような光沢がある
○…光沢が少なくシボ面のような状態
△…光沢がなく流れムラがある
以上の結果を表１に示す。

Claims (2)

1. ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリ乳酸樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂とを含有し、前記ポリブチレンテレフタレート樹脂の含有量が組成物全量に対して４５〜９０質量％であり、前記ポリ乳酸樹脂の含有量が組成物全量に対して５〜５０質量％であり、前記ポリエチレンテレフタレート樹脂の含有量が組成物全量に対して５〜３０質量％の範囲であることを特徴とする電気、電子部品の封入材用ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物。
2. ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリ乳酸樹脂とポリブチレンサクシネートとを含有し、前記ポリブチレンテレフタレート樹脂の含有量が組成物全量に対して４５〜９０質量％であり、前記ポリ乳酸樹脂の含有量が組成物全量に対して５〜５０質量％であり、前記ポリブチレンサクシネートの含有量が組成物全量に対して１〜１０質量％の範囲であることを特徴とする電気、電子部品の封入材用ポリブチレンテレフタレート樹脂組成物。