JPH0739146B2 - 樹脂成形用材料 - Google Patents
樹脂成形用材料Info
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- JPH0739146B2 JPH0739146B2 JP63044947A JP4494788A JPH0739146B2 JP H0739146 B2 JPH0739146 B2 JP H0739146B2 JP 63044947 A JP63044947 A JP 63044947A JP 4494788 A JP4494788 A JP 4494788A JP H0739146 B2 JPH0739146 B2 JP H0739146B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resin
- molding material
- thermal expansion
- inorganic filler
- carbon
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Description
【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、フエノー
ル樹脂、ジアリルフタレート樹脂で代表される熱硬化性
樹脂や、ポリフエニレンサルフアイド（PPS）、液晶（L
iquid Crystal）ポリエステル（LCP）、ポリエーテルイ
ミド（PEI）、ポリエーテルサルフオン（PES）で代表さ
れる熱可塑性樹脂のもつ優れた機械的性質、電気的性
質、寸法安定性、耐熱性、耐薬品性などの諸性質を活か
してなる複合成形材料とガラスや金属などでつくられた
光学部品、電子・電気部品、センサー部品等とを接合ま
たは組み立てた部品がどのような温・湿度環境下でも略
同一寸法で追従させることができるような精密成形用樹
脂成形材料に関する。
ル樹脂、ジアリルフタレート樹脂で代表される熱硬化性
樹脂や、ポリフエニレンサルフアイド（PPS）、液晶（L
iquid Crystal）ポリエステル（LCP）、ポリエーテルイ
ミド（PEI）、ポリエーテルサルフオン（PES）で代表さ
れる熱可塑性樹脂のもつ優れた機械的性質、電気的性
質、寸法安定性、耐熱性、耐薬品性などの諸性質を活か
してなる複合成形材料とガラスや金属などでつくられた
光学部品、電子・電気部品、センサー部品等とを接合ま
たは組み立てた部品がどのような温・湿度環境下でも略
同一寸法で追従させることができるような精密成形用樹
脂成形材料に関する。
〈従来の技術〉 従来この種の低熱膨張性樹脂成形材料としては、実用に
供されているものに （１）熱膨張係数が比較的小さいエポキシ樹脂に熔融シ
リカを高充填することにより、熱膨張係数を小さくして
いる半導体封止用成形材料 （２）熱膨張係数が小さい液晶（Liquid Crystal）ポリ
エステル（LCP）やポリフエニレンサルフアイド（PPS）
などにガラス繊維を高充填させることにより熱膨張係数
を小さくしている成形材料 があったが上記以外のプラスチツクでは殆ど見あたら
ず、 （３）他の物質ではセラミツクぐらいのものであった。
供されているものに （１）熱膨張係数が比較的小さいエポキシ樹脂に熔融シ
リカを高充填することにより、熱膨張係数を小さくして
いる半導体封止用成形材料 （２）熱膨張係数が小さい液晶（Liquid Crystal）ポリ
エステル（LCP）やポリフエニレンサルフアイド（PPS）
などにガラス繊維を高充填させることにより熱膨張係数
を小さくしている成形材料 があったが上記以外のプラスチツクでは殆ど見あたら
ず、 （３）他の物質ではセラミツクぐらいのものであった。
〈発明が解決しようとする課題〉 然しながら、上記従来の各成形材料による場合は、それ
らによる成形品において、各々次のような問題点を有し
ていた。
らによる成形品において、各々次のような問題点を有し
ていた。
即ち、（１）の成形材料による場合は、限られた用途で
しか使用できず、熱膨張係数は1.5×10-5／℃程度まで
であった。また、複雑な形状の成形品などの成形には不
向きである。
しか使用できず、熱膨張係数は1.5×10-5／℃程度まで
であった。また、複雑な形状の成形品などの成形には不
向きである。
（２）のガラス繊維高充填のものでは、流動方向と直角
方向とに方向差があり、高温環境下ではネジレや歪の原
因になるという問題がある。
方向とに方向差があり、高温環境下ではネジレや歪の原
因になるという問題がある。
（３）のセラミツクでは製造工程が複雑で量産性に欠け
製造原価も高い上に完成品の寸法変化が大きく精密加工
には不向きである。
製造原価も高い上に完成品の寸法変化が大きく精密加工
には不向きである。
近年、電子産業やオートメーシヨン機器分野、光関係技
術分野等で金属の代替えやガラスとの接合を行う各種デ
バイス、精密部品などに、温度差からくる歪や内部応力
の発生をなくすために低熱膨張性を有することや、寸法
精度、寸法安定性、曲げ強度、曲げ弾性率、熱安定性な
どの高い要求度の成形品が必要とされ、現在のところ樹
脂成形品ではそれだけの用途範囲を満足させることがで
きるものが見当たらない。
術分野等で金属の代替えやガラスとの接合を行う各種デ
バイス、精密部品などに、温度差からくる歪や内部応力
の発生をなくすために低熱膨張性を有することや、寸法
精度、寸法安定性、曲げ強度、曲げ弾性率、熱安定性な
どの高い要求度の成形品が必要とされ、現在のところ樹
脂成形品ではそれだけの用途範囲を満足させることがで
きるものが見当たらない。
そこで本発明は、これらの用途範囲を満足させることが
できる成形材料を得ることを目的とし、その基本的な技
術思想は、合成樹脂との混合材料として熱膨張係数が負
若しくは著しく小さい熱膨張係数を有する無機充填剤や
無機系の炭素材料の混合物を成形品に高充填させること
によって性能の向上を図ろうとするものであって、これ
らの無機充填剤の熱膨張係数の作用で、熱膨張係数の可
及的に小さい樹脂成形材料を得ようとするものである。
できる成形材料を得ることを目的とし、その基本的な技
術思想は、合成樹脂との混合材料として熱膨張係数が負
若しくは著しく小さい熱膨張係数を有する無機充填剤や
無機系の炭素材料の混合物を成形品に高充填させること
によって性能の向上を図ろうとするものであって、これ
らの無機充填剤の熱膨張係数の作用で、熱膨張係数の可
及的に小さい樹脂成形材料を得ようとするものである。
この目的を達成するための本発明に係る樹脂成形材料
は、合成樹脂に混合する無機充填剤を熱膨張係数が４×
10-6／℃以下のものとし、好ましくは負の熱膨張係数を
持ったものが用いられる。
は、合成樹脂に混合する無機充填剤を熱膨張係数が４×
10-6／℃以下のものとし、好ましくは負の熱膨張係数を
持ったものが用いられる。
また、この無機充填剤の熱膨張係数の温度範囲としては
常温から400℃程度の範囲での熱膨張係数で選定し、特
に常温から200℃の範囲での熱膨張係数が著しく小さい
もの若しくは負のものが好ましい。
常温から400℃程度の範囲での熱膨張係数で選定し、特
に常温から200℃の範囲での熱膨張係数が著しく小さい
もの若しくは負のものが好ましい。
〈課題を解決するための手段〉 上記の如くした本発明に係る樹脂成形材料の基本的な技
術思想は、熱可塑性、熱硬化性、両樹脂を対象とし、そ
の混合材としての無機充填剤の熱膨張係数を４×10-6／
℃以下という著しく小さいものまたは熱膨張係数が負の
ものを用い、かつ樹脂に対する充填量を高密度にするこ
とにより、樹脂複合材料の熱膨張係数を1.4×10-5／℃
以下好ましくは1.0×10-5／℃以下という可及的に小さ
い値のものとすることができるようにしたものである。
術思想は、熱可塑性、熱硬化性、両樹脂を対象とし、そ
の混合材としての無機充填剤の熱膨張係数を４×10-6／
℃以下という著しく小さいものまたは熱膨張係数が負の
ものを用い、かつ樹脂に対する充填量を高密度にするこ
とにより、樹脂複合材料の熱膨張係数を1.4×10-5／℃
以下好ましくは1.0×10-5／℃以下という可及的に小さ
い値のものとすることができるようにしたものである。
また、配合する無機充填剤として炭素繊維を併用するこ
とにより、曲げ強度、曲げ弾性率などの機械的特性の優
れたものが得られる他に、球状の炭素または球状の黒鉛
又は球状のアモルフアスカーボンと併用することにより
摺動的に優れた熱膨張係数の小さい樹脂成形用材料が得
られる。
とにより、曲げ強度、曲げ弾性率などの機械的特性の優
れたものが得られる他に、球状の炭素または球状の黒鉛
又は球状のアモルフアスカーボンと併用することにより
摺動的に優れた熱膨張係数の小さい樹脂成形用材料が得
られる。
〈作用〉 以下これらの各点に関して本発明者らが研究し開発した
事項について詳細に説明する。
事項について詳細に説明する。
即ち、熱膨張係数が負若しくは著しく小さい熱膨張係数
を有する無機充填剤を考えた場合、固体の結晶構造と熱
膨張の関係は、共有結合の結晶が最も小さくなり、次に
イオン結合、金属結合、分子結合の順に大きくなる。ま
た、共有結合を持つ化合物の中でも、その共有結合性が
強くなるに従い熱膨張係数が小さくなる。
を有する無機充填剤を考えた場合、固体の結晶構造と熱
膨張の関係は、共有結合の結晶が最も小さくなり、次に
イオン結合、金属結合、分子結合の順に大きくなる。ま
た、共有結合を持つ化合物の中でも、その共有結合性が
強くなるに従い熱膨張係数が小さくなる。
例 CaO＞MgO＞Y2O3＞Al2O3＞BeO＞ZrO2＞SiO2 この性質に注目し、高温型石英のようにSiO2四面体が三
次元フレームワークを作るものを採用した。これらは請
求の範囲に示す物質のように、線膨張率の異方性は大き
いが、ボリュームとしては、負又は熱膨張係数の特に小
さいものである。これらの物質としては、コーデイエラ
イト、キータイト、高温型スポジュメント、高温型ユー
クリプタイト、リユーサイト、ムライトである。これら
が温度上昇下においても負の熱膨張係数を有すると考え
られる。
次元フレームワークを作るものを採用した。これらは請
求の範囲に示す物質のように、線膨張率の異方性は大き
いが、ボリュームとしては、負又は熱膨張係数の特に小
さいものである。これらの物質としては、コーデイエラ
イト、キータイト、高温型スポジュメント、高温型ユー
クリプタイト、リユーサイト、ムライトである。これら
が温度上昇下においても負の熱膨張係数を有すると考え
られる。
このような結晶格子をもち、その温度範囲が常温から40
0℃のものであれば充填剤としは使用できるが、好まし
くはモース硬度が２〜７のものがよい。
0℃のものであれば充填剤としは使用できるが、好まし
くはモース硬度が２〜７のものがよい。
これらの炭素系以外の無機充填剤としては平均粒径が30
μｍ以下のものが最も効果的である。つまり、平均粒径
が30μｍ以上のものを用いると流動性の低下をもたら
し、なおかつ、細密充填ができにくくなるためめ低熱膨
張係数のものが得にくくなる。
μｍ以下のものが最も効果的である。つまり、平均粒径
が30μｍ以上のものを用いると流動性の低下をもたら
し、なおかつ、細密充填ができにくくなるためめ低熱膨
張係数のものが得にくくなる。
炭素系を含む無機充填剤と樹脂との比率は重量百分率で
成形材料全体に占める全充填剤の合計が50パーセント乃
至85パーセントの範囲内の割合で配合される。配合比が
50パーセント未満では成形後の熱膨張係数が小さくなら
ず、また85パーセント以上では材料に適度な流動性と結
合性を与えることができないからである。
成形材料全体に占める全充填剤の合計が50パーセント乃
至85パーセントの範囲内の割合で配合される。配合比が
50パーセント未満では成形後の熱膨張係数が小さくなら
ず、また85パーセント以上では材料に適度な流動性と結
合性を与えることができないからである。
即ち、成形材料の流動性と結合性とが保たれる範囲でで
きるだけ充填剤の配合量を多くすることが好ましい。
きるだけ充填剤の配合量を多くすることが好ましい。
〈発明の効果〉 以上詳述したように本発明は熱硬化性樹脂、熱可塑性樹
脂全般についていえ、これらの樹脂材料への混合材料と
しては、負若しくは著しく小さい熱膨張係数を持つ無機
充填剤を選定し、かつ、その平均粒径を特定し、また必
要によってはこれらの無機充填剤への混合材として無機
系の炭素材料、無機系の粘土類、石英や熔融シリカなど
の１種乃至数種を併用することにより、成形品の熱膨張
係数が1.4×10-5／℃以下殊に1.0×10-5／℃以下となる
ように調整してあるものである。
脂全般についていえ、これらの樹脂材料への混合材料と
しては、負若しくは著しく小さい熱膨張係数を持つ無機
充填剤を選定し、かつ、その平均粒径を特定し、また必
要によってはこれらの無機充填剤への混合材として無機
系の炭素材料、無機系の粘土類、石英や熔融シリカなど
の１種乃至数種を併用することにより、成形品の熱膨張
係数が1.4×10-5／℃以下殊に1.0×10-5／℃以下となる
ように調整してあるものである。
従来より、精密部品に使用されるアルミニウムの熱膨張
係数は2.1〜2.4×10-5／℃、またステンレスや鉄で1.1
〜1.3×10-5／℃であるので、本発明によって得られる
成形材料で成形した成形品でステンレスや鉄と同値の熱
膨張係数をもつものや、更に成形品の方が熱膨張係数を
小さいものとすることができる。
係数は2.1〜2.4×10-5／℃、またステンレスや鉄で1.1
〜1.3×10-5／℃であるので、本発明によって得られる
成形材料で成形した成形品でステンレスや鉄と同値の熱
膨張係数をもつものや、更に成形品の方が熱膨張係数を
小さいものとすることができる。
また、光学系によく用いられるガラスのBK7では、熱膨
張係数が0.7〜0.8×10-5／℃であるので、これらガラス
と同等の熱膨張係数の成形品も本発明にいう成形材料と
して調整可能である。
張係数が0.7〜0.8×10-5／℃であるので、これらガラス
と同等の熱膨張係数の成形品も本発明にいう成形材料と
して調整可能である。
従って、光学系のレンズとの接合部において、レンズ及
び接合部に全く歪を与えないホルダーが得られると共
に、高温環境下または長期使用による寸法的変化や歪も
殆ど起こさない成形品が得られる。
び接合部に全く歪を与えないホルダーが得られると共
に、高温環境下または長期使用による寸法的変化や歪も
殆ど起こさない成形品が得られる。
また、摺動特性の良い球状の炭素または球状の黒鉛また
は球状アモルフアスカーボンを併用した成形品ではロー
ラー、ベアリングなどの高摺動部品を熱膨張係数を利用
してステンレスなどと一体成形による製作が可能で、成
形品の設計変更による一体化により摺動部品点数の削減
とそれによるコストの大幅な低減が期待できる。
は球状アモルフアスカーボンを併用した成形品ではロー
ラー、ベアリングなどの高摺動部品を熱膨張係数を利用
してステンレスなどと一体成形による製作が可能で、成
形品の設計変更による一体化により摺動部品点数の削減
とそれによるコストの大幅な低減が期待できる。
上記の如く多くの性能を有した成形品は機械部品として
も有望であり広い分野での適応が期待できる。
も有望であり広い分野での適応が期待できる。
〈実施例〉 以下本発明の実施例を詳述する。
これらの実施例中には、次の材料、即ち、キータイト
（SiO2）、カオリン（Al4（OH）8Si4O10）、β−スポジ
ュメント（LiAl（SiO3）2）、クレー（粘土鉱物の英語
名）、リューサイト（RbAl（SiO2）2）、ペターライト
（LiSi4AlO10）等の何れかまたは複数種を使用してい
る。
（SiO2）、カオリン（Al4（OH）8Si4O10）、β−スポジ
ュメント（LiAl（SiO3）2）、クレー（粘土鉱物の英語
名）、リューサイト（RbAl（SiO2）2）、ペターライト
（LiSi4AlO10）等の何れかまたは複数種を使用してい
る。
実施例１ 上記の各材料を略均一に混練、粉砕したものを射出成形
機によって射出圧力1500kg/cm2、金型温度180℃で成形
して成形品サンプルを得た。
機によって射出圧力1500kg/cm2、金型温度180℃で成形
して成形品サンプルを得た。
実施例２ 上記の各材料を略均一に混練、粉砕したものを射出成形
機によって射出圧力1500kg/cm2、金型温度180℃で成形
して成形品サンプルを得た。
機によって射出圧力1500kg/cm2、金型温度180℃で成形
して成形品サンプルを得た。
実施例３ 上記の各材料を300℃に加熱混練してペレツト化した成
形材料を射出成形機によって射出圧力1500kg/cm2、シリ
ンダー温度320℃、金型温度160℃で成形して成形品サン
プルを得た。
形材料を射出成形機によって射出圧力1500kg/cm2、シリ
ンダー温度320℃、金型温度160℃で成形して成形品サン
プルを得た。
実施例４ 上記の各材料を300℃に加熱混練してペレツト化した成
形材料を射出成形機によって射出圧力1500kg/cm2、シリ
ンダー温度320℃、金型温度160℃で成形して成形品サン
プルを得た。
形材料を射出成形機によって射出圧力1500kg/cm2、シリ
ンダー温度320℃、金型温度160℃で成形して成形品サン
プルを得た。
次に本発明の上記各実施例と比較すべき従来例を詳述す
る。
る。
従来例１ 上記の各材料を300℃に加熱混練してペレツト化した成
形材料を射出成形機によって射出圧力1500kg/cm2、シリ
ンダー温度320℃、金型温度160℃で成形して成形品サン
プルを得た。
形材料を射出成形機によって射出圧力1500kg/cm2、シリ
ンダー温度320℃、金型温度160℃で成形して成形品サン
プルを得た。
従来例２ 以上に掲げた本発明の実施例１乃至４及び従来例１及び
２は熱膨張係数測定用の成形品サンプルでJISK6911の熱
膨張係数測定寸法に基づいて測定した。
２は熱膨張係数測定用の成形品サンプルでJISK6911の熱
膨張係数測定寸法に基づいて測定した。
上記の成形品サンプルの比較評価から明白なように本発
明の実施例品は熱膨張係数が従来のものに比べ優れてい
ることと、流動方向、直角方向の差も著しく小さい。
明の実施例品は熱膨張係数が従来のものに比べ優れてい
ることと、流動方向、直角方向の差も著しく小さい。
また、熱変形温度、曲げ弾性率、曲げ強度及び摺動特性
なども優れた樹脂成形材料であり、いろいろな方面での
応用が期待できる。
なども優れた樹脂成形材料であり、いろいろな方面での
応用が期待できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安達 稔 大阪府大阪市西区立売掘１丁目14番20号 アニツクスビル10階 安達新産業株式会社 内 (72)発明者 木澤 隆 大阪府大阪市西区立売掘１丁目14番20号 アニツクスビル10階 安達新産業株式会社 内 (72)発明者 稲田 盛一 大阪府大阪市西区立売掘１丁目14番20号 アニツクスビル10階 安達新産業株式会社 内 (56)参考文献 特開 昭61−228026（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−217072（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−163221（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−142033（ＪＰ，Ａ)
Claims (4)
- 【請求項１】無機充填剤と合成樹脂とを主要材料として
なる樹脂成形用材料であって、無機充填剤がケイ酸塩化
合物で、β−ユークリプタイト、リユーサイト、キータ
イト、コーデイエライト、ムライト、β−スポジユーメ
ントから選ばれた単一または複数種の30μｍ以下の微粉
粒であって、かつ、該無機充填剤中に熱膨張係数が４×
10-6／℃以下または負の熱膨張係数を有する単一または
複数種のカーボンフアイバー、カーボンビーズ、グラフ
アイトの何れかからなる炭素系無機充填剤が前記の無機
充填剤と合わせた総量に対し重量比で20パーセント以上
配合されていて、この無機充填剤の成形材料全体に占め
る割合が重量比50パーセント以上85パーセント以下の割
合で配合され、配合された後の成形用材料の熱膨張係数
が1.4×10-5／℃以下の成形品を成形することができる
組成とされている樹脂成形用材料。 - 【請求項２】前記樹脂がエポキシ樹脂、ポリエステル樹
脂、フエノール樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコ
ン樹脂の何れかまたはこれらの混合物である請求項記
載の樹脂成形用材料。 - 【請求項３】前記樹脂がポリフエニレンサルフアイド
（PPS）、液晶（Liquid Crystal）ポリエステル（LC
P）、ポリエーテルイミド（PEI）、ポリエーテルサルフ
オン（PES）の何れかまたはこれらの混合物である請求
項記載の樹脂成形用材料。 - 【請求項４】前記炭素系無機充填剤が、球状の炭素、球
状の黒鉛、球状のアモルフアスカーボンの何れかである
請求項記載の樹脂成形用材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63044947A JPH0739146B2 (ja) | 1988-02-26 | 1988-02-26 | 樹脂成形用材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63044947A JPH0739146B2 (ja) | 1988-02-26 | 1988-02-26 | 樹脂成形用材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01216823A JPH01216823A (ja) | 1989-08-30 |
| JPH0739146B2 true JPH0739146B2 (ja) | 1995-05-01 |
Family
ID=12705678
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63044947A Expired - Lifetime JPH0739146B2 (ja) | 1988-02-26 | 1988-02-26 | 樹脂成形用材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0739146B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002127018A (ja) * | 2000-10-25 | 2002-05-08 | Mitsubishi Materials Corp | レジンボンド砥石 |
| JP2006043884A (ja) * | 1999-08-17 | 2006-02-16 | Mitsubishi Materials Corp | レジンボンド砥石 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105273379B (zh) * | 2015-11-30 | 2017-02-01 | 扬州大学 | 一种聚乳酸纳米复合材料的制备方法 |
| JP6703117B2 (ja) * | 2016-01-05 | 2020-06-03 | トヨタ モーター ヨーロッパ | 高い平滑性を有する炭素繊維強化プラスチック材料 |
| JPWO2018180185A1 (ja) * | 2017-03-28 | 2020-02-06 | 日本電産株式会社 | 樹脂歯車及び歯車機構 |
| CN110418911A (zh) * | 2017-03-28 | 2019-11-05 | 日本电产株式会社 | 树脂齿轮和齿轮机构 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH064703B2 (ja) * | 1985-04-01 | 1994-01-19 | 大阪瓦斯株式会社 | 炭素繊維強化着色樹脂組成物 |
| JPS63142033A (ja) * | 1986-12-05 | 1988-06-14 | Mitsubishi Mining & Cement Co Ltd | マグネシアウイスカ−で補強された熱可塑性樹脂 |
| JPH01163221A (ja) * | 1987-12-18 | 1989-06-27 | Yahashi Kogyo Kk | 熱可塑性合成樹脂組成物成形体 |
| JPH0751646B2 (ja) * | 1988-02-25 | 1995-06-05 | 松下電器産業株式会社 | ウイスカー強化プラスチックス |
-
1988
- 1988-02-26 JP JP63044947A patent/JPH0739146B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006043884A (ja) * | 1999-08-17 | 2006-02-16 | Mitsubishi Materials Corp | レジンボンド砥石 |
| JP2002127018A (ja) * | 2000-10-25 | 2002-05-08 | Mitsubishi Materials Corp | レジンボンド砥石 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01216823A (ja) | 1989-08-30 |
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