JP2008024737A - ガラス繊維強化樹脂成形体、及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】機械的性質を維持しつつ熱伝導率が優れるガラス繊維強化樹脂成形体、及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】ガラス繊維の表面に金属被膜を施した後に、ガラス繊維を合成樹脂に配合し、この配合した成形材料を用いて射出成形を行う。このようにしてガラス繊維強化樹脂成形体を製造することによって、図１に示すように、ガラス繊維強化樹脂成形体の熱伝導率を向上させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガラス繊維強化樹脂成形体、及びその製造方法に関するものである。

機械的性質に優れた合成樹脂として、ガラス繊維を含むガラス繊維強化樹脂が知られている（例えば特許文献１）。

ガラス繊維強化樹脂は、熱伝導率が小さいため、ショックアブソーバ用リザーバタンクや電気部品用封止材等として使用する場合には、内部の発熱によって生じた熱を外部に放出することができず蓄熱されてしまうという問題がある。

そこで、熱伝導率を向上させるためにガラス繊維強化樹脂にカーボン繊維、ステンレス繊維、窒化ホウ素、アルミナ等の熱伝導率の優れる材料を添加する方法がある。
特開２００５−２７２６６１

しかし、上記のような添加物をガラス繊維強化樹脂に添加した成形材料を用いて射出成形を行う場合、添加物と合成樹脂の比重の違い等によって、添加物は射出成形時の成形材料の流動特性に悪影響を及ぼす。これにより、成形材料の成形型への充填率の低下や成形品における添加物の片寄り等を招来することになり、成形品の機械的性質が低下する。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、機械的性質を維持しつつ熱伝導率が優れるガラス繊維強化樹脂成形体、及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係るガラス繊維強化樹脂成形体の製造方法は、ガラス繊維の表面に金属被膜を施し、前記ガラス繊維を合成樹脂に配合してなる成形材料を用いて成形を行うことを特徴とする。

本発明によれば、ガラス繊維の表面に金属被膜を施したものを合成樹脂に配合した成形材料を用い、成形材料には添加物が添加されていないため、成形材料の流動特性は悪化することがない。したがって、得られるガラス繊維強化樹脂成形体は、機械的性質が損なわれることなく、かつガラス繊維の表面には金属被膜が施されているため熱伝導率が優れたものとなる。

以下に、本発明の実施の形態について説明する。

本実施の形態に係るガラス繊維強化樹脂成形体（以下、「成形体」と称する。）は、合成樹脂中にガラス繊維が分散されたものであり、射出成形や押出成形等の成形方法によって製造されるものである。

合成樹脂は、ポリアミド、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド等であり、射出成形又は押出成形に適した合成樹脂である。合成樹脂は、１種からなるものであっても良いし、また、数種類の合成樹脂を混合したものでも良い。

ガラス繊維は、成形体の強度を向上させるために合成樹脂に配合される。本発明において用いられるガラス繊維は、一般的なガラス繊維強化樹脂成形体に用いられるガラス繊維と同様のものである。

ガラス繊維の表面には、金属被膜が施されている。金属被膜の材料としては、熱伝導率の良いＮｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ等が好ましい。成形体における金属被膜が施されているガラス繊維の含有率は、１０重量％未満が望ましい。１０％重量％を超えると、成形体の強度が低下し、また成形体のコスト増にもつながる。成形体中に分布する多数のガラス繊維は、それぞれの金属被膜同士が接触することによってネットワークを組む。このネットワークを通じて熱が伝わり易くなり、成形体の熱伝導率が向上する。

金属被膜はガラス繊維の表面全体を被覆しているのが好ましい。しかし、金属被膜は、ガラス繊維同士がネットワークを組むことができる程度であれば、ガラス繊維の表面の一部を被覆している状態でも良い。

ガラス繊維強化樹脂成形体の製造方法について説明する。

まず、ガラス繊維の表面に金属被膜を施す。金属被膜の成形は、めっき処理によって行われる。めっき処理は、電解めっき、無電解めっき、蒸着、浸漬等どのような方法でもよい。

次に、合成樹脂を加熱し溶融状態にする。加熱温度は、合成樹脂が溶融し、かつ熱分解しない温度に設定する。そして、溶融状態の原料樹脂に、金属めっき処理を施したガラス繊維を配合し、成形材料とする。このとき、原料樹脂中にてガラス繊維が均一となるように充分に攪拌する。

そして、原料樹脂とガラス繊維とが混合した成形材料を、所定の射出圧力にて成形型に押し込み充填する。射出圧力は、材料、成形型構造、成形品形状等によって適切に設定される。

ガラス繊維の比重は樹脂の比重に近いため、ガラス繊維は原料樹脂と共に流動する。また、樹脂とガラス繊維とは界面接着が良好で分離し難い。したがって、成形材料を成形型に充填する際の成形材料の流動特性は良好である。

次に、成形型に充填した成形材料を冷却することによって固化させる。成形材料の冷却は、成形型の温度を所定の温度に設定し、成形材料の熱を成形型に放熱することによって行われる。

以上のようにして、ガラス繊維強化樹脂成形体が得られる。

以上の実施の形態によれば、成形材料を成形型に充填する際の成形材料の流動特性は良好であるため、固化した成形体におけるガラス繊維の分布は均一なものとなる。したがって、成形体の機械的性質は、従来のガラス繊維に金属めっきを施さない成形体と比較して低下することはなく維持される。さらに、ガラス繊維の表面には金属めっきが施されているため、熱伝導率が優れた成形体を得ることができる。

上記においては、成形材料を射出成形する場合について示したが、押出成形する場合には、所定の押出圧力にて成形材料を押し込み、成形材料の通過孔を有する成形型を通過させることによって成形体を製造する。この押出成形についても、射出成形の場合と同様に機械的性質を維持しつつ熱伝導率が優れる成形体を得ることができる。

以下に、本発明に係るガラス繊維強化樹脂成形体（以下、「本成形体」と称する。）と、比較成形体との熱伝導率の比較実験について示す。

本成形体は、ポリブチレンテレフタレートの原料樹脂に、無電解Ｎｉめっきを施したガラス繊維を配合したものを成形材料とし、その成形材料を射出成形することによって得られたものである。

また、比較成形体は、ガラス繊維に無電解Ｎｉめっきが施されていない点のみが本成形体との相違点であり、材料、製造方法は本成形体と同一である。

図１は、本成形体と比較成形体の熱伝達を示すグラフである。

本成形体と比較成形体との熱伝達の比較実験は、双方の成形体を１００℃に設定されたホットプレート上に載置し、成形体の表面温度を１分毎に測定することによって行った。そして、１０分経過後に、双方の成形体をホットプレート上から取り外し、常温において自然冷却させた。したがって、図１において、経過時間０〜１０分の間は成形体が吸熱状態のデータであり、１０分以降は成形体が放熱状態のデータである。

図１からわかるように、経過時間が０〜１０分の間では、本成形体の温度上昇率は、比較成形体の温度上昇率と比較して大きい。また、１０分以降では、本成形体の温度降下率は、比較成形体の温度降下率と比較して大きい。このことから明らかなように、本成形体の熱伝導率は、比較成形体の熱伝導率と比較して大きいことがわかる。

以上のように、本発明に係るガラス繊維強化樹脂成形体の製造方法によれば、機械的性質を維持しつつ熱伝導率を向上させることができ、優れた特性を有するガラス繊維強化樹脂成形体を得ることができる。

本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。

本発明に係るガラス繊維強化樹脂成形体は、ショックアブソーバ用リザーバタンクや電気部品用封止材等に適用することができる。

本発明に係るガラス繊維強化樹脂成形体と比較成形体との熱伝達を示すグラフである。

Claims (5)

1. ガラス繊維の表面に金属被膜を施し、
   前記ガラス繊維を合成樹脂に配合してなる成形材料を用いて成形を行う
   ことを特徴とするガラス繊維強化樹脂成形体の製造方法。
2. 前記金属被膜は、前記ガラス繊維の表面の一部に施されることを特徴とする請求項１に記載のガラス繊維強化樹脂成形体の製造方法。
3. 前記金属被膜は、めっき処理によって施されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のガラス繊維強化樹脂成形体の製造方法。
4. 合成樹脂にガラス繊維を配合してなる成形材料を用いて成形されるガラス繊維強化樹脂成形体であって、
   ガラス繊維の表面に金属被膜が施されてなることを特徴とするガラス繊維強化樹脂成形体。
5. 前記ガラス繊維が前記金属被膜を介してネットワークを組んでなることを特徴とする請求項４に記載のガラス繊維強化樹脂成形体。

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