反射材料用聚酯树脂组合物及包含其的反射板的制作方法

文档序号:12284914阅读:344来源:国知局
反射材料用聚酯树脂组合物及包含其的反射板的制作方法与工艺

本发明涉及反射材料用聚酯树脂组合物及包含其的反射板。



背景技术:

对于发光二极管(LED)、有机EL等光源而言,有效利用低功率、长寿命等特点,已被广泛用于照明、显示器的背光源等。为了有效地利用从这些光源发出的光,反射板已被应用于各种情形中。

例如,LED封装(LED package)可主要由包括基板和与其一体成型的反射板的外壳(housing)部、被配置在外壳内部的LED、和将LED密封的透明的密封构件构成。这样的LED封装可经过以下工序制造:得到包括在基板上成型的反射板的外壳部的工序;在外壳部内配置LED,将LED与基板电连接的工序;用密封剂将LED密封的工序。密封工序中,为了使密封剂热固化而在100~200℃的温度下加热,因此,要求反射板即使在这样的加热下也可维持反射率。此外,在将LED封装安装于印刷基板时的回流焊工序中,LED封装被暴露于高达250℃以上的高温下,因此,要求反射板即使在这样的加热下也可维持反射率。进而要求,即使在使用环境中暴露于从LED产生的热和光时,反射板也可维持反射率。

这样的反射板常使用包含聚酰胺树脂的材料。然而,聚酰胺树脂有时发生因末端的氨基、酰胺键而导致的变色,可能使反射板的反射率降低。与此相对,正在研究例如使用聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯(polycyclohexylenedimethylene terephthalate,PCT)等耐热性聚酯等代替聚酰胺树脂(专利文献1),通过基础聚合物的改良,从而抑制反射板的反射率的降低。

另外,作为可合适地用于LED等的反射板的反射板用树脂组合物,提出了含有特定的半芳香族聚酰胺、和特定量的钛酸钾纤维及/或硅灰石的反射板用树脂组合物(参照专利文献2)。一般认为,该反射板用树脂组合物不会损害半芳香族聚酰胺所具有的有用的物性,反射率、白度、成型性、机械强度、尺寸稳定性、耐热性、遮光性及吸湿性等优异,尤其是遮光性优异,因此,即使在暴露于高温时也不会发生变色,可维持高白度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特表2009-507990号公报

专利文献2:日本特开2002-294070号公报



技术实现要素:

发明所要解决的课题

然而,由专利文献1及2所示那样的耐热性聚酯、聚酰胺树脂组合物得到的反射板并非具有足够高的反射率的反射板。另外,专利文献2的反射板的耐热性不充分;专利文献1及2的反射板也并不能充分抑制因可见光、紫外光而导致的变色等,因此,并不能充分抑制暴露于热、光时的反射率的降低。

此外,伴随着LED的高亮度化,例如对于用于LED的反射板,正在要求白度和反射率的进一步的提高。

本发明是鉴于上述情况而完成的,目的在于提供一种聚酯树脂组合物,所述聚酯树脂组合物可得到下述反射板,所述反射板的反射率高,并且即使暴露于LED封装的制造工序或安装时的回流焊工序等的热、在使用环境中从光源产生的热和光时,反射率的降低也少。

用于解决课题的手段

[1]反射材料用聚酯树脂组合物,其包含:

30~80质量%的聚酯树脂(A),所述聚酯树脂(A)的利用差示扫描量热计(DSC)测得的熔点(Tm)或玻璃化转变温度(Tg)为250℃以上;

5~30质量%的纤维状增强材料(B),所述纤维状增强材料(B)的平均纤维长度(l)为2~300μm,平均纤维直径(d)为0.05~18μm,并且将上述平均纤维长度(l)除以上述平均纤维直径(d)而得到的长度直径比(aspect ratio)(l/d)为2~20;和

5~50质量%的白色颜料(C),

(其中,(A)、(B)及(C)合计为100质量%)。

[2]如[1]所述的反射材料用聚酯树脂组合物,其中,上述纤维状增强材料(B)的上述平均纤维长度(l)为8~100μm,上述平均纤维直径(d)为2~6μm,并且上述长度直径比(l/d)为4~16。

[3]如[1]或[2]所述的反射材料用聚酯树脂组合物,其中,上述聚酯树脂(A)包含:

二羧酸成分单元(a1),所述二羧酸成分单元(a1)包含30~100摩尔%由对苯二甲酸衍生的二羧酸成分单元、0~70摩尔%除对苯二甲酸以外的芳香族二羧酸成分单元;和

二醇成分单元(a2),所述二醇成分单元(a2)包含碳原子数为4~20的脂环族二醇成分单元及/或脂肪族二醇成分单元。

[4]如[3]所述的反射材料用聚酯树脂组合物,其中,上述脂环族二醇成分单元具有环己烷骨架。

[5]如[3]或[4]所述的反射材料用聚酯树脂组合物,其中,上述二醇成分单元(a2)包含30~100摩尔%环己烷二甲醇成分单元、0~70摩尔%上述脂肪族二醇成分单元。

[6]如[1]~[5]中任一项所述的反射材料用聚酯树脂组合物,其中,上述纤维状增强材料(B)为硅灰石。

[7]如[1]~[6]中任一项所述的反射材料用聚酯树脂组合物,其中,相对于上述(A)、上述(B)及上述(C)的总和而言,上述白色颜料(C)的含量为10~40质量%。

[8]反射板,其是将[1]~[7]中任一项所述的反射材料用聚酯树脂组合物成型而得到的。

[9]如[8]所述的反射板,其是用于发光二极管元件的反射板。

发明的效果

本发明的反射材料用聚酯树脂组合物可提供一种反射材料,所述反射材料的反射率高,并且不仅在暴露于在LED封装的制造工序或LED封装的安装时的回流焊工序等中所受到的热时,而且即使在使用环境中暴露于从LED元件产生的热和光时,所述反射材料的变色也少,可维持高白度,且反射率的降低也少。

附图说明

[图1A]为实施例1的颗粒状的聚酯树脂组合物的SEM照片。

[图1B]为实施例1的颗粒状的聚酯树脂组合物的成型物的SEM照片。

[图2A]为比较例1的颗粒状的聚酯树脂组合物的SEM照片。

[图2B]为比较例1的颗粒状的聚酯树脂组合物的成型物的SEM照片。

具体实施方式

本申请的发明人发现,通过使反射材料用聚酯树脂组合物中包含的纤维状增强材料(B)的平均纤维长度(l)为一定的值以下,可提高得到的成型物的反射率,并且可减少因热、光而导致的反射率的降低。

其原因虽未必明确,但可考虑如下。即,PCT等聚酯树脂(A)具有高熔点,而另一方面,需要提高用于得到颗粒、成型物的熔融温度,或者延长在成型机中的滞留时间。因此,在将含有聚酯树脂(A)的树脂组合物熔融混炼而制造颗粒等的树脂组合物或成型为成型物时,聚酯树脂(A)容易在高温下承受过量的剪应力,容易因此而发生热分解。此时,通过使聚酯树脂组合物中包含的纤维状增强材料(B)的平均纤维长度(l)为一定的值以下,从而纤维状增强材料(B)可均匀地微细分散于聚酯树脂(A)中。结果,纤维状增强材料(B)成为减震材料(缓冲材料),可减少聚酯树脂(A)在树脂组合物的制造时或成型时所承受的过量的剪应力,可抑制聚酯树脂(A)的热分解。由此,可得到白度高且反射率高的成型物。另外,对于包含平均纤维直径(d)为一定的值以下的纤维状增强材料(B)的成型物而言,由于表面平滑性也高,因而可具有高反射率。

另外,由于平均纤维长度(l)为一定的值以下的纤维状增强材料(B)均匀地微细分散于成型物中,因此,可良好地阻断热、光。结果,可抑制成型物中的聚酯树脂(A)因热、光而发生劣化,可减少反射率的降低。此外,平均纤维长度(l)为一定的值以下的纤维状增强材料(B)还可抑制因成型物中的聚酯树脂(A)与纤维状增强材料(B)的导热系数的差异而导致的在纤维状增强材料(B)的周围产生缝隙(空隙(void))。结果,可减少因空隙而导致的光散射,可进一步减少反射率的降低。本发明是基于这样的发现而完成的。

1.反射材料用聚酯树脂组合物

本发明的反射材料用聚酯树脂组合物包含聚酯树脂(A)、纤维状增强材料(B)、和白色颜料(C)。

1-1.聚酯树脂(A)

优选的是,聚酯树脂(A)至少包含:二羧酸成分单元(a1),其包含来源于芳香族二羧酸的成分单元;和二醇成分单元(a2),其包含来源于具有脂环骨架的二醇的成分单元。

构成聚酯树脂(A)的二羧酸成分单元(a1)优选包含30~100摩尔%对苯二甲酸成分单元、和0~70摩尔%除对苯二甲酸以外的芳香族二羧酸成分单元。将二羧酸成分单元(a1)中的各二羧酸成分单元的总量作为100摩尔%。

二羧酸成分单元(a1)中包含的对苯二甲酸成分单元的比例可更优选为40~100摩尔%,进一步优选为60~100摩尔%。对苯二甲酸成分单元的含有比例为一定的值以上时,容易提高聚酯树脂(A)的耐热性。二羧酸成分单元(a1)中包含的除对苯二甲酸以外的芳香族二羧酸成分单元的比例可更优选为0~60摩尔%,进一步优选为0~40摩尔%。

对苯二甲酸成分单元可以是由对苯二甲酸、或对苯二甲酸酯衍生的成分单元。对苯二甲酸酯优选为对苯二甲酸的碳原子数为1~4的烷基酯,其例子包括对苯二甲酸二甲酯等。

除对苯二甲酸以外的芳香族二羧酸成分单元的优选例包括:由间苯二甲酸、2-甲基对苯二甲酸、萘二甲酸及它们的组合衍生的成分单元;以及由该芳香族二羧酸的酯(优选为芳香族二羧酸的碳原子数为1~4的烷基酯)衍生的成分单元。

二羧酸成分单元(a1)可不仅包含上述结构单元,而且还包含少量的脂肪族二羧酸成分单元、多元羧酸成分单元。二羧酸成分单元(a1)中包含的脂肪族二羧酸成分单元与多元羧酸成分单元的合计比例例如可以为10摩尔%以下。

脂肪族二羧酸成分单元的碳原子数没有特别限制,优选为4~20,更优选为6~12。作为衍生脂肪族二羧酸成分单元的脂肪族二羧酸的例子,可举出己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、癸烷二羧酸、十一烷二羧酸、十二烷二羧酸等,优选可以为己二酸。作为多元羧酸成分单元的例子,可举出偏苯三酸及均苯四酸等这样的三元酸及多元酸。

构成聚酯树脂(A)的二醇成分单元(a2)优选包含脂环族二醇成分单元。脂环族二醇优选包含来源于具有碳原子数为4~20的脂环式烃骨架的二醇的成分单元。作为具有脂环式烃骨架的二醇,包括1,3-环戊二醇、1,3-环戊烷二甲醇、1,4-环己二醇、1,4-环己烷二甲醇、1,4-环庚二醇、1,4-环庚烷二甲醇等脂环族二醇。其中,从耐热性、吸水性、获得容易性等观点考虑,优选来源于具有环己烷骨架的二醇的成分单元,进一步优选来源于环己烷二甲醇的成分单元。

脂环族二醇中存在顺式/反式结构等的异构体,从耐热性的观点考虑,优选反式结构。因此,顺式/反式比优选为50/50~0/100,进一步优选为40/60~0/100。

二醇成分单元(a2)除了包含脂环族二醇成分单元之外,从为了提高树脂的熔融流动性等方面考虑,还可进一步包含脂肪族二醇成分单元。脂肪族二醇的例子包括乙二醇、1,3-丙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、1,6-己二醇、1,12-十二烷二醇等。

构成聚酯树脂(A)的二醇成分单元(a2)优选包含30~100摩尔%脂环族二醇成分单元(优选为具有环己烷骨架的二醇成分单元)、和0~70摩尔%脂肪族二醇成分单元。将二醇成分单元(a2)中的各二醇成分单元的总量作为100摩尔%。

二醇成分单元(a2)中包含的脂环族二醇成分单元(优选为具有环己烷骨架的二醇成分单元)的比例可更优选为50~100摩尔%,进一步优选为60~100摩尔%。二醇成分单元(a2)中包含的脂肪族二醇成分单元的比例可更优选为0~50摩尔%,进一步优选为0~40摩尔%。

二醇成分单元(a2)可不仅包含上述结构单元,而且还包含少量的芳香族二醇成分单元。芳香族二醇的例子包括双酚、氢醌、2,2-双(4-β-羟基乙氧基苯基)丙烷类等芳香族二醇等。

聚酯树脂(A)的利用差示扫描量热计(DSC)测得的熔点(Tm)或玻璃化转变温度(Tg)为250℃以上。熔点(Tm)或玻璃化转变温度(Tg)的优选的下限值为270℃,进一步优选为290℃。另一方面,作为熔点(Tm)或玻璃化转变温度(Tg)的优选的上限值,可例举350℃,进一步优选为335℃。上述熔点、玻璃化转变温度为250℃以上时,可抑制回流焊工序中的反射板(树脂组合物的成型物)的变色、变形等。上限温度原则上不受限制,但熔点或玻璃化转变温度为350℃以下时,在熔融成型时可抑制聚酯树脂(A)的分解,因而优选。

例如,聚酯树脂(A)的熔点(Tm)或玻璃化转变温度(Tg)在270℃~350℃的范围内,优选在290~335℃的范围内。

聚酯树脂(A)的熔点可利用差示扫描量热计(DSC),按照JIS-K7121测定。具体而言,准备X-DSC7000(SII公司制)作为测定装置。将封入有聚酯树脂(A)的试样的DSC测定用盘设置于该装置中,在氮气气氛下,以10℃/分钟的升温速度升温至320℃,在该温度下保持5分钟,然后以10℃/分钟的降温速度降温至30℃。将升温时的吸热峰的峰顶的温度作为“熔点”。

聚酯树脂(A)的特性粘度[η]优选为0.3~1.2dl/g。特性粘度在上述范围内时,反射材料用聚酯树脂组合物的成型时的流动性优异。聚酯树脂(A)的特性粘度可通过对聚酯树脂(A)的分子量进行调整等来进行调整。对于聚酯树脂的分子量的调整方法而言,可采用已知的方法,例如调整缩聚反应的进行程度;适量添加单官能的羧酸、单官能的醇等;等等。

聚酯树脂(A)的特性粘度可利用以下的步骤测定。

将聚酯树脂(A)溶解于苯酚和四氯乙烷的50/50质量%的混合溶剂,制成试样溶液。使用乌氏粘度计(Ubbelohde viscometer),在25℃±0.05℃的条件下,测定得到的试样溶液的流下秒数,代入下式,算出特性粘度[η]。

[η]=ηSP/[C(1+kηSP)]

[η]:特性粘度(dl/g)

ηSP:比粘度

C:试样浓度(g/dl)

t:试样溶液的流下秒数(秒)

t0:溶剂的流下秒数(秒)

k:常数(测定溶液浓度不同的样品(3个以上)的比粘度,以溶液浓度为横轴,以ηsp/C为纵轴进行绘图而求出的斜率)

ηSP=(t-t0)/t0

聚酯树脂(A)例如可通过在反应体系内配合分子量调节剂等,使二羧酸成分单元(a1)与二醇成分单元(a2)反应而得到。通过如上所述在反应体系内配合分子量调节剂,可调整聚酯树脂(A)的特性粘度。

分子量调节剂可以是一元羧酸或一元醇。一元羧酸的例子包括碳原子数为2~30的脂肪族一元羧酸、芳香族一元羧酸及脂环族一元羧酸。需要说明的是,芳香族一元羧酸及脂环族一元羧酸可在环状结构部分具有取代基。脂肪族一元羧酸的例子包括乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、辛酸、月桂酸、十三烷酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸及亚油酸等。另外,芳香族一元羧酸的例子包括苯甲酸、甲苯甲酸、萘甲酸、甲基萘甲酸及苯基乙酸等,脂环族一元羧酸的例子包括环己烷羧酸。

对于分子量调节剂的添加量而言,相对于使二羧酸成分单元(a1)与二醇成分单元(a2)反应时的二羧酸成分单元(a1)的总量1摩尔,可以为0~0.07摩尔,优选为0~0.05摩尔。

对于本发明的反射材料用聚酯树脂组合物中的聚酯树脂(A)的含有比例而言,相对于聚酯树脂(A)、纤维状增强材料(B)及白色颜料(C)的总量,优选为30~80质量%,更优选为30~70质量%,进一步优选为40~60质量%。聚酯树脂(A)的含有比例为一定的值以上时,不会损害成型性,容易得到可耐受回流焊工序的耐热性优异的反射材料用聚酯树脂组合物。

根据需要,本发明的反射材料用聚酯树脂组合物也可进一步包含具有不同的物性的一种以上的聚酯树脂。

1-2.纤维状增强材料(B)

本发明的反射材料用聚酯树脂组合物中包含的纤维状增强材料(B)可向得到的成型物赋予强度、刚性、及韧性等。纤维状增强材料(B)的例子包括玻璃纤维、硅灰石、钛酸钾晶须、碳酸钙晶须、硼酸铝晶须、硫酸镁晶须、海泡石、硬硅钙石、氧化锌晶须、磨碎纤维、短纤维(cut fiber)等。可单独使用它们中的1种,也可并用2种以上。这些中,从平均纤维直径(d)较小、容易提高成型物的表面平滑性等方面考虑,优选为选自由硅灰石、及钛酸钾晶须组成的组中的至少1种,从遮光效果好等方面考虑,更优选为硅灰石。

如上所述,为了得到反射率高的成型物,优选使纤维状增强材料(B)的平均纤维长度(l)为一定的值以下。对于平均纤维长度(l)为一定的值以下的纤维状增强材料(B)而言,在树脂组合物的制造时、成型时,容易微细分散于聚酯树脂(A)中,可减少聚酯树脂(A)所承受的过度的应力。结果,抑制该制造时、成型时的聚酯树脂(A)的热分解,容易得到反射率高的成型物。另外,由于包含平均纤维长度(l)为一定的值以下的纤维状增强材料(B)的成型物的表面平滑性高,因而容易提高反射率。

反射材料用聚酯树脂组合物中的纤维状增强材料(B)的平均纤维长度(l)为300μm以下,优选为100μm以下,更优选为95μm以下,进一步优选为50μm以下,进一步更优选为40μm以下。该平均纤维长度(l)为300μm以下时,在树脂组合物的制造时、成型时,纤维状增强材料(B)容易微细分散于聚酯树脂(A)中,因而,可减少制造时、成型时聚酯树脂(A)所承受的过度的应力,可抑制树脂的热分解。另外,可提高得到的成型物的表面平滑性。作为它们的结果,容易得到反射率高的成型物。该平均纤维长度(l)的下限值没有特别限制,可优选为2μm,更优选为5μm,进一步优选为8μm。通过使平均纤维长度(l)为2μm以上,可向成型物赋予良好的强度。

不仅为了使反射材料用聚酯树脂组合物中的纤维状增强材料(B)的平均纤维长度(l)为一定的值以下,而且从抑制熔融混炼时的树脂的热分解等的观点考虑,熔融混炼前(配合至树脂组合物中之前的原料阶段)的纤维状增强材料(B)优选不包含平均纤维长度超过300μm的纤维状增强材料。例如,使用平均纤维长度为3mm左右的玻璃纤维作为配合至树脂组合物中之前的原料时,通过颗粒制造时、成型时的混炼等,而对玻璃纤维施以应力,结果,颗粒、成型物中的玻璃纤维的平均纤维长度(l)有时偶然成为300μm以下。这种情况下,在颗粒制造时、成型时,聚酯树脂(A)常常承受过度的应力,因此,可能发生树脂的热分解。因此,原料阶段的纤维状增强材料(B)的平均纤维长度优选为300μm以下,更优选为100μm以下,进一步优选为80μm以下,进一步更优选为60μm以下,特别优选为50μm以下。

从在树脂组合物的制造时、成型时,容易使纤维状增强材料(B)微细分散,并且提高成型物的表面平滑性的观点考虑,反射材料用聚酯树脂组合物中的纤维状增强材料(B)的平均纤维直径(d)优选为一定的值以下,具体而言,优选为0.05~18μm,更优选为2~6μm。通过使平均纤维直径(d)为一定的值以上,可抑制在树脂组合物的制造时、成型时纤维状增强材料(B)折断。通过使平均纤维直径(d)为一定的值以下,可向成型物赋予高表面平滑性,容易得到高反射率。

反射材料用聚酯树脂组合物中的纤维状增强材料(B)的平均纤维长度(l)及平均纤维直径(d)可利用以下的步骤测定。

1)从反射材料用聚酯树脂组合物(例如颗粒等复合物(compound))中分离纤维状增强材料(B)。可利用以下方法从颗粒中分离纤维状增强材料(B):将颗粒溶解于六氟异丙醇/氯仿溶液(0.1/0.9体积%)中后,进行过滤,采集得到的过滤物。

2)针对上述1)中得到的过滤物中任意的100根纤维状增强材料(B),用扫描型电子显微镜(SEM)(日立公司制S-4800),以50倍的倍率进行观察,测量各自的纤维长度和纤维直径。将测量的纤维长度的平均值作为平均纤维长度(l),将测量的纤维直径的平均值作为平均纤维直径(d)。

将纤维状增强材料(B)的平均纤维长度(l)除以平均纤维直径(d)而得到的长度直径比(l/d)优选为2~20,更优选为4~16,进一步优选为7~12,特别优选大于10且为12以下。长度直径比为2以上时,容易向成型物赋予一定程度以上的强度、刚性。长度直径比为20以下时,纤维状增强材料(B)容易微细分散,容易提高成型物的表面平滑性。

对于反射材料用聚酯树脂组合物中的纤维状增强材料(B)的含有比例而言,相对于聚酯树脂(A)、纤维状增强材料(B)、及白色颜料(C)的总和,为5~30质量%,优选为7~28质量%,更优选为10~25质量%。纤维状增强材料(B)的含有比例为5质量%以上时,可向成型物赋予充分的强度,并且可令人满意地抑制成型时等时候的聚酯树脂(A)的热分解,因此,容易提高成型物的初始反射率。纤维状增强材料(B)的含有比例为30质量%以下时,不仅不易损害成型性,而且也容易抑制因纤维状增强材料(B)自身所具有的色调而导致的反射率的降低。

纤维状增强材料(B)相对于聚酯树脂(A)的含有比例可优选为10~50质量%,更优选为15~40质量%。

1-3.白色颜料(C)

对于本发明的反射材料用聚酯树脂组合物中包含的白色颜料(C)而言,只要是可使树脂组合物白色化、提高光反射功能的物质即可。具体而言,白色颜料(C)的折射率优选为2.0以上。白色颜料(C)的折射率的上限值例如可以是4.0。作为白色颜料(C)的例子,可举出氧化钛、氧化锌、硫化锌、铅白、硫酸锌、硫酸钡、碳酸钙、氧化铝等。这些白色颜料(C)可单独使用一种,也可并用两种以上。

其中,优选氧化钛。这是因为,包含氧化钛作为白色颜料(C)的反射材料用聚酯树脂组合物的成型物的反射率、隐蔽性等高。氧化钛优选为金红石型。氧化钛的平均粒径优选为0.1~0.5μm,更优选为0.15~0.3μm。

白色颜料(C)也可以经硅烷偶联剂或钛偶联剂等处理。例如,可用乙烯基三乙氧基硅烷、2-氨基丙基三乙氧基硅烷、2-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷等硅烷系化合物对白色颜料(C)进行表面处理。

对于白色颜料(C)而言,从为了使反射率均匀化等方面考虑,优选长度直径比小的、即接近球状的白色颜料。

对于反射材料用聚酯树脂组合物中的白色颜料(C)的含有比例而言,相对于聚酯树脂(A)、纤维状增强材料(B)、及白色颜料(C)的总和,为5~50质量%,优选为10~50质量%,更优选为10~40质量%,进一步优选为10~30质量%。白色颜料(C)的含有比例为5质量%以上时,容易得到充分的白度,并且容易提高成型物的反射率。白色颜料(C)的含有比例为50质量%以下时,不易损害成型性。尤其是,通过使纤维状增强材料(B)的平均纤维长度(l)为一定的值以下,可得到高反射率,因此,可使白色颜料(C)的含有比例比以往少。

白色颜料(C)相对于聚酯树脂(A)的含有比例可优选为20~70质量%,更优选为35~65质量%。

1-4.其他成分(D)

对于本发明的反射材料用聚酯树脂组合物而言,在不损害本发明的效果的范围内,根据用途,可包含任选成分,例如,抗氧化剂(酚类、胺类、硫类、磷类等)、耐热稳定剂(内酯化合物、维生素E类、氢醌类、卤化铜、碘化合物等)、光稳定剂(苯并三唑类、三嗪类、二苯甲酮类、苯甲酸酯类、受阻胺类、草酰替苯胺类等)、其他聚合物(聚烯烃类、乙烯·丙烯共聚物、乙烯·1-丁烯共聚物等烯烃共聚物、丙烯·1-丁烯共聚物等烯烃共聚物、聚苯乙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚缩醛、聚砜、聚苯醚、氟树脂、有机硅树脂、LCP等)、阻燃剂(溴系、氯系、磷系、锑系、无机系等)、荧光增白剂、增塑剂、增稠剂、防静电剂、脱模剂、颜料、晶核剂、各种已知的配合剂等。

其中,本发明的反射材料用聚酯树脂组合物优选包含抗氧化剂,其优选例包括季戊四醇四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、下式(1)表示的化合物等受阻酚类、具有P(OR)3结构(R为烷基、亚烷基、芳基、亚芳基等)的磷类等。这是因为,这些抗氧化剂在高温气氛下(尤其是如回流焊工序那样的超过250℃的条件下),容易抑制聚酯树脂(A)的分解反应,从而抑制树脂组合物的变色。其中,优选下式(1)表示的化合物。

[化学式1]

通式(1)的X表示有机基团。有机基团X为碳原子数为1~20的取代或未取代的烷基、取代或未取代的环己基、或者碳原子数为6~20的取代或未取代的芳基。碳原子数为1~20的取代或未取代的烷基的例子包括甲基、乙基、正丙基、正辛基、正十四烷基、正十六烷基等。碳原子数为6~20的取代或未取代的芳基的例子包括2,4-二叔丁基苯基、2,4-二叔戊基苯基等。烷基、环己基及芳基可以具有的取代基优选选自由碳原子数为1~12的烷基、碳原子数为6~12的芳基、羟基、甲氧基、及噁二唑基组成的组。

通式(1)表示的化合物的例子包括以下物质。

[化学式2]

相对于包含聚酯树脂(A)的树脂成分的总和(优选为聚酯树脂(A))而言,抗氧化剂优选为10质量%以下,更优选为5质量%以下,进一步优选为1质量%以下。

在将本发明的反射材料用聚酯树脂组合物与其他成分组合使用时,有时上述添加剂的选择变得重要。例如,组合使用的其他成分包含催化剂等时,优选避免使用包含成为催化剂毒物的成分、元素的化合物作为上述添加剂。作为最好避免的添加剂,例如,可举出包含硫等的化合物等。

1-5.物性

(流动性)

本发明的反射材料用聚酯树脂组合物可具有良好的成型性。具体而言,在下述条件下对反射材料用聚酯树脂组合物进行注射成型时的流动长度优选为30mm以上,更优选为31mm以上。

注射成型装置:Sodick Plustech Co.,Ltd.,Tuparl TR40S3A

注射设定压力:2000kg·cm2

料筒设定温度:熔点+10℃

模具温度:30℃

本发明的反射材料用聚酯树脂组合物的流动性可通过纤维状增强材料(B)、白色颜料(C)的含量、纤维状增强材料(B)的平均纤维长度(1)或长度直径比(l/d)进行调整。为了提高流动性,例如,可以使纤维状增强材料(B)、白色颜料(C)的含有比例为一定的值以下,或者,使纤维状增强材料(B)的平均纤维长度(l)、长度直径比(l/d)为一定的值以下。

2.反射材料用聚酯树脂组合物的制造方法

本发明的反射材料用聚酯树脂组合物可通过已知的方法制造:例如利用亨舍尔混合机(Henschel mixer)、V型混合器、带式混合器(ribbon blender)、转鼓混合器(tumbler blender)等将上述的各成分混合的方法;或者,在混合后进一步利用单螺杆挤出机、多螺杆挤出机、捏合机、班伯里密炼机等进行熔融混炼,然后进行造粒或粉碎的方法。

本发明的反射材料用聚酯树脂组合物可优选为用单螺杆挤出机、多螺杆挤出机等将上述各成分混合后,进行熔融混炼,进行造粒或粉碎而得到的颗粒等复合物。可优选将复合物作为成型用材料使用。优选在比聚酯树脂(A)的熔点高5~30℃的温度下进行熔融混炼。熔融混炼温度的优选的下限值可以为255℃,更优选为275℃,优选的上限值为360℃,更优选为340℃。

3.反射板

本发明的反射板可以是本发明的反射材料用聚酯树脂组合物的成型物。

本发明的反射材料用聚酯树脂组合物的成型物中的纤维状增强材料(B)的平均纤维长度(l)、平均纤维长度(d)及长度直径比(l/d)的范围可以是与反射材料用聚酯树脂组合物中的纤维状增强材料(B)的平均纤维长度(l)、平均纤维直径(d)相同的范围。

可按照与上述同样的方式测定成型物中的纤维状增强材料(B)的平均纤维长度(l)及平均纤维直径(d)。即,

1)将成型物溶解于六氟异丙醇/氯仿溶液(0.1/0.9体积%)中后,进行过滤,采集得到的过滤物。

2)针对上述1)中得到的过滤物中任意的100根纤维状增强材料(B),用扫描型电子显微镜(日立公司制S-4800),以50倍的倍率进行观测,测量各自的纤维长度和纤维直径。将测量的纤维长度的平均值作为成型物中的纤维状增强材料(B)的平均纤维长度(l);将测量的纤维直径的平均值作为成型物中的纤维状增强材料(B)的平均纤维直径(d)。

对于本发明的反射材料用聚酯树脂组合物的成型物而言,从作为反射板良好地发挥功能的观点考虑,波长450nm的光的反射率优选为90%以上,更优选为94%以上。反射率可利用KONICA MINOLTA公司制CM3500d测定。测定时的成型物的厚度可以是0.5mm。为了使初始的反射率为一定的值以上,优选抑制成型时等时候的聚酯树脂(A)的热分解,更优选使纤维状增强材料(B)的平均纤维长度(l)为一定的值以下。

对于本发明的反射材料用聚酯树脂组合物的成型物而言,优选的是,即使受到热、光,反射率的降低也少。具体而言,该成型物的于150℃加热168小时后测得的波长450nm的光的反射率例如可以为90%以上,优选为93%以上。该成型物的以16mW/cm2照射紫外线500小时后测得的波长450nm的光的反射率例如可以为80%以上,优选为87%以上。测定时的成型物的厚度可以为0.5mm。于170℃保存该成型物2小时后,在表面温度成为260℃的条件下进行回流焊后的该成型物的光的反射率例如可以为89%以上,优选为91%以上。

本发明的反射板可以是至少具有使光反射的面的外罩(casing)、外壳等。使光反射的面可以是平面、曲面或球面。例如,反射板可以是具有箱状或盒状、漏斗状、碗状、抛物面形状、圆柱状、圆锥状、蜂巢状等形状的反射面的成型物。

本发明的反射板可作为有机EL、发光二极管(LED)等各种光源的反射板使用。其中,优选作为发光二极管(LED)的反射板使用,更优选作为与表面安装对应的发光二极管(LED)的反射板使用。

本发明的反射板可通过以下方法得到:利用注射成型、尤其是拉带成型(hoop molding)等金属的嵌件成型、熔融成型、挤出成型、吹胀成型、吹塑成型等加热成型,将本发明的反射材料用聚酯树脂组合物赋形为所期望的形状。

由于本发明的反射材料用聚酯树脂组合物的纤维状增强材料(B)的平均纤维长度(l)为一定的值以下,因此,在树脂组合物的制造时、成型时,纤维状增强材料(B)可微细分散于聚酯树脂(A)中。结果,在树脂组合物的制造时、成型时,可抑制聚酯树脂(A)的热分解,可得到变色少且具有高反射率的反射板。

具有本发明的反射板的LED封装例如可具有在基板上成型的具有用于搭载LED的空间的外壳部、在该空间中搭载的LED、和将LED密封的透明的密封构件。这样的LED封装可经过下述工序而制造:1)在基板上成型反射板而得到外壳部的工序;2)在外壳部内配置LED,将LED与基板电连接的工序;3)用密封剂将LED密封的工序。

密封工序中,为了使密封剂热固化,在100~200℃的温度下进行加热。此外,在将LED封装安装于印刷基板时的回流焊工序中,LED封装被暴露于高达250℃以上的高温下。由于本发明的反射板是上述的反射材料用聚酯树脂组合物的成型物,因此,即使在这些工序中暴露于高温的热中,也可维持高反射率。当然,即使在使用环境中长时间受到从LED产生的光(可见光、紫外光等)、热,也可维持高反射率。

本发明的反射板可用于各种用途,例如可作为各种电气电子部件、室内照明、户外照明、汽车照明等的反射板使用。

实施例

以下,参照实施例来说明本发明。本发明的范围不受实施例的限定性解释。

1.材料的制备

<聚酯树脂(A)>

利用以下的方法,制备聚酯树脂(A)。

将106.2质量份对苯二甲酸二甲酯、和94.6质量份1,4-环己烷二甲醇(顺式/反式比:30/70)(东京化成工业公司制)混合。向该混合物中添加0.0037质量份钛酸四丁酯,经3小时30分钟从150℃升温至300℃,进行酯交换反应。

在上述酯交换反应结束时,添加已溶解于1,4-环己烷二甲醇中的四水合乙酸镁0.066质量份,接下来,导入0.1027质量份钛酸四丁酯,进行缩聚反应。对于缩聚反应而言,经85分钟从常压缓缓减压至1Torr,同时,升温至规定的聚合温度300℃。在保持温度和压力的状态下,持续搅拌,在达到规定的搅拌转矩的时间点结束反应。然后,将得到的聚合物取出,在260℃、1Torr以下的条件下进行3小时固相聚合,得到聚酯树脂(A)。

得到的聚酯树脂(A)的特性粘度[η]为0.6dl/g,熔点为290℃。特性粘度[η]和熔点利用以下的方法测定。

(特性粘度)

将得到的聚酯树脂(A)溶解于苯酚与四氯乙烷的50/50质量%的混合溶剂中,制成试样溶液。使用乌氏粘度计,在25℃±0.05℃的条件下,测定得到的试样溶液的流下秒数,代入下式,算出特性粘度[η]。

[η]=ηSP/[C(1+kηSP)]

[η]:特性粘度(dl/g)

ηSP:比粘度

C:试样浓度(g/dl)

t:试样溶液的流下秒数(秒)

t0:溶剂的流下秒数(秒)

k:常数(测定溶液浓度不同的样品(3个以上)的比粘度,以溶液浓度为横轴,以ηsp/C为纵轴进行绘图而求出的斜率)

ηSP=(t-t0)/t0

(熔点)

聚酯树脂(A)的熔点的测定按照JIS-K7121进行。具体而言,准备X-DSC7000(SII公司制)作为测定装置。将封入有聚酯树脂(A)的试样的DSC测定用盘设置于该装置中,在氮气气氛下,以10℃/分钟的升温速度升温至320℃,在该温度下保持5分钟,然后以10℃/分钟的降温速度降温至30℃。将升温时的吸热峰的峰顶的温度作为“熔点”。

<纤维状增强材料(B)>

(B-1)硅灰石:巴工业株式会社制NYGLOS 4W(平均纤维长度50μm,平均纤维直径4.5μm,长度直径比11)

(B-2)硅灰石:巴工业株式会社制NYGLOS 8(平均纤维长度136μm,平均纤维直径8μm,长度直径比17)

(B-3)玻璃纤维:Central Glass Fiber Co.,Ltd.制磨碎纤维EFDE50-01(平均纤维长度50μm,平均纤维直径6μm,长度直径比8)

<比较用增强材料>

(R-1)硅灰石:巴工业株式会社制NYAD G(平均纤维长度600μm,平均纤维直径40μm,长度直径比15)

(R-2)玻璃纤维:日本电气硝子株式会社制ECS03T-790DE(平均纤维长度3mm,平均直径(平均纤维直径)6μm,长度直径比500)

按照以下方法测定作为原料的纤维状增强材料(B)及比较用增强材料的平均纤维长度及平均纤维直径。即,使用扫描型电子显微镜(SEM),以50倍的倍率分别测量纤维状增强材料(B)中的任意100根的纤维长度和纤维直径。将得到的纤维长度的平均值作为平均纤维长度,将得到的纤维直径的平均值作为平均纤维直径。以平均纤维长度/平均纤维直径的方式求出长度直径比。

<白色颜料(C)>

氧化钛(粉末状,平均粒径*b为0.21μm)

*b:对于氧化钛的平均粒径而言,基于透射型电子显微镜照片,利用图像解析装置(Luzex IIIU)进行图像分析而求出。

<抗氧化剂(D)>

(D-1)Irganox1010(BASF公司制):季戊四醇四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]

(D-2)KEMISORB 114(CHEMIPRO KASEI株式会社:下式表示的化合物)

[化学式3]

2.反射材料用聚酯树脂组合物的制作

[实施例1]

使用转鼓混合器,将作为聚酯树脂(A)的上述制备的聚合物54.5质量份、作为纤维状增强材料(B)的(B-1)硅灰石10质量份、作为白色颜料(C)的上述氧化钛35质量份、及作为抗氧化剂(D)的(D-1)Irganox1010(BASF公司制)0.5质量份混合。针对得到的混合物,用双螺杆挤出机(株式会社日本制钢所制TEX30α),以300℃的料筒温度将原料熔融混炼,然后以线束状挤出。用水槽将挤出物冷却,然后用造粒机拉拽线束并将其切割,得到颗粒状的反射材料用聚酯树脂组合物。确认到复合性(compoundability)良好。

[实施例2~5、及比较例1~4]

除了变更为表1或2所示的组成比率之外,与实施例1同样地操作,得到颗粒状的聚酯树脂组合物。

针对各实施例及各比较例中得到的聚酯树脂组合物,利用以下方法评价成型物的各种反射率、及流动性。

<反射率>

(初始反射率)

使用下述的成型机,在下述的成型条件下将得到的颗粒状的聚酯树脂组合物进行注射成型,制备长度为30mm、宽度为30mm、厚度为0.5mm的试验片。针对得到的试验片,使用Minolta株式会社CM3500d,求出波长区域360nm~740nm的反射率。将450nm的反射率作为代表值,作为初始反射率。

成型机:住友重机械工业株式会社制,SE50DU

料筒温度:熔点(Tm)+10℃

模具温度:150℃

(回流焊试验(Reflow Test)后的反射率)

将测定了初始反射率的试验片在170℃的烘箱中放置2小时。接下来,针对该试验片,使用空气回流焊装置(EIGHTECH TECTRON Co.,Ltd.制AIS-20-82-C),实施使试验片的表面温度成为260℃、并且保持该温度20秒的温度分布(temperature profile)的热处理(与回流焊工序同样的热处理)。将该试验片缓慢冷却,然后,利用与初始反射率同样的方法测定反射率,作为回流焊试验后的反射率。

(加热后的反射率)

将测定了初始反射率的试验片在150℃的烘箱中放置168小时。然后,利用与初始反射率同样的方法测定得到的试验片的反射率,作为加热后的反射率。

(紫外线照射后的反射率)

将测定了初始反射率的试验片在下述的紫外线照射装置中放置500小时。然后,利用与初始反射率同样的方法测定得到的试验片的反射率,作为紫外线照射后的反射率。

紫外线照射装置:DAYPLA WINTES CO.,LTD.SUPER WIN MINI

输出功率:16mW/cm2

<流动性》

使用宽度为10mm、厚度为0.5mm的条状流动模具(bar-flow mold),在以下的条件下将得到的颗粒状的聚酯树脂组合物进行注射成型,测定模具内的树脂的流动长度(mm)。

注射成型机:Sodick Plustech Co.,Ltd.,Tuparl TR40S3A

注射设定压力:2000kg/cm2

料筒设定温度:熔点(Tm)+10℃

模具温度:30℃

<表面平滑性>

目视观察测定了初始反射率的试验片的表面,按照以下基准评价表面平滑性。

A:表面上没有不平坦处(unevenness),顺滑

B:表面上有不平坦处,不顺滑

此外,针对实施例1~5及比较例1~3,进行颗粒状的聚酯树脂组合物中及成型物中的纤维状增强材料(B)的平均纤维长度·平均纤维直径的测定、及该树脂组合物和成型物的SEM观察。

<树脂组合物中及成型物中的纤维状增强材料(B)的平均纤维长度(l)·平均纤维直径(d)的测定>

(A)颗粒状的聚酯树脂组合物

1)将实施例1及3中得到的颗粒状的聚酯树脂组合物溶解于六氟异丙醇/氯仿溶液(0.1/0.9体积%)中,采集过滤物。

2)针对得到的过滤物中任意的100根纤维状增强材料(B),用扫描型电子显微镜(日立公司制S-4800),以50倍的倍率进行观察,测量各自的纤维长度和纤维直径。将测量的纤维长度的平均值作为“树脂组合物中的平均纤维长度(l)”;将测量的纤维直径的平均值作为“树脂组合物中的平均纤维直径(d)”。

(B)成型物

针对实施例1及3中得到的颗粒状的聚酯树脂组合物,使用下述的成型机,在下述的成型条件下进行注射成型,制备长度为30mm、宽度为30mm、厚度为0.5mm的试验片。

成型机:住友重机械工业株式会社制,SE50DU

料筒温度:熔点(Tm)+10℃

模具温度:150℃

与上述(A)的1)同样地,将得到的试验片溶解于六氟异丙醇/氯仿溶液(0.1/0.9体积%)中,采集过滤物。接下来,与上述(A)的2)同样地,分别测量该采集的过滤物中任意的100根纤维状增强材料(B)的纤维长度及纤维直径。将测量的纤维长度的平均值作为“成型物中的平均纤维长度(l)”;将测量的纤维直径的平均值作为“成型物中的平均纤维直径(d)”。

<SEM观察>

利用氩离子束加工,分别切出实施例1及比较例1中得到的颗粒状的聚酯树脂组合物的一部分、和其成型物的一部分,用扫描型电子显微镜(日立公司制S-4800)进行观察。作为成型物,使用了在上述的成型物中的纤维状增强材料(B)的平均纤维长度及平均纤维直径的测定中使用的试验片。将实施例1的颗粒状的聚酯树脂组合物的SEM照片示于图1A;将其成型物的SEM照片示于图1B。将比较例1的颗粒状的聚酯树脂组合物的SEM照片示于图2A;将其成型物的SEM照片示于图2B。

将实施例1~5的评价结果示于表1,将比较例1~4的评价结果示于表2。

如表1及2所示,可知实施例1~5的组合物与比较例1及3的组合物相比,初始反射率高。认为这是因为,对于实施例1~5的组合物而言,通过使用与比较例1及3相比平均纤维长度短的纤维状增强材料(B)作为原料,从而在颗粒制造时或成型时可以使纤维状增强材料(B)微细分散于聚酯树脂(A)中,可降低聚酯树脂(A)所承受的过度的应力,可抑制聚酯树脂(A)的热分解。

而且可知,对于实施例1~5的组合物而言,加热后的反射率的降低和紫外线照射后的反射率的降低均与比较例1为同等程度或较之比较例1而言更少。由此可知,本发明的反射板的因热、光而导致的劣化也少。

而且可知,使用了硅灰石(B-1)的实施例1的组合物与使用了硅灰石(B-2)的实施例2的组合物相比,存在初始及加热后的反射率均高的倾向。另外可知,使用了硅灰石(B-1)的实施例1及3的组合物与不含纤维状增强材料(B)的比较例4的组合物相比,虽然白色颜料(C)的含有比例少,但初始及加热后或光照射后的反射率高。

另一方面,可知硅灰石(B-1)的含有比例过多的比较例2的组合物与实施例3的组合物相比,初始反射率低,成型性也降低。

通过图1与图2的对比也表明,实施例的组合物与比较例的组合物相比,纤维状增强材料(B)的分散状态非常良好。即,如实施例1的颗粒状的聚酯树脂组合物的SEM照片(图1A)、及其成型物的SEM照片(图1B)所示,可知实施例1的纤维状增强材料(B)在树脂中均匀地微细分散。另外,由它们的对比可知,纤维状增强材料(B)的纤维长度在成型前后几乎没有变化。与此相对,如比较例1的颗粒状的聚酯树脂组合物的SEM照片(图2A)、及其成型物的SEM照片(图2B)所示,可知对于比较例1而言,不仅纤维状增强材料(B)在树脂中不均匀地分散,而且在纤维状增强材料(B)与树脂之间产生了空隙(缝隙)。

另外,对于包含聚酯树脂(A)和35质量%硅灰石的比较例2的组合物而言,成型物的表面平滑性高,为A;与此相对,对于本申请的发明人独立测试的包含聚酰胺树脂和35质量%硅灰石的组合物而言,成型物的表面平滑性低,为B。由此确认,与聚酰胺树脂与硅灰石的组合相比,聚酯树脂(A)与硅灰石的组合可提高成型物的表面平滑性。另外确认,聚酯树脂(A)与本申请的发明人独立测试的聚酰胺树脂相比,成型物的反射率也高。认为这是因为,聚酰胺树脂有时由于加热、光照射而发生变色,由此导致反射率降低。推测该变色是由于聚酰胺树脂的末端氨基、酰胺键而导致的。

本申请主张以于2014年6月30日提出申请的日本特愿2014-135027为基础的优先权。将该申请说明书及附图中记载的全部内容并入本申请说明书中。

产业上的可利用性

本发明的反射材料用聚酯树脂组合物可提供下述成型物,所述成型物的反射率高,并且即使暴露于LED封装的制造工序或LED封装的安装时的回流焊工序等的热时,或暴露于在使用环境中从光源产生的热和光时,反射率的降低也少。

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