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WO2016002193A1 - 反射材用ポリエステル樹脂組成物およびそれを含む反射板 - Google Patents

反射材用ポリエステル樹脂組成物およびそれを含む反射板 Download PDF

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WO2016002193A1
WO2016002193A1 PCT/JP2015/003260 JP2015003260W WO2016002193A1 WO 2016002193 A1 WO2016002193 A1 WO 2016002193A1 JP 2015003260 W JP2015003260 W JP 2015003260W WO 2016002193 A1 WO2016002193 A1 WO 2016002193A1
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WO
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polyester resin
resin composition
average fiber
component unit
reflector
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PCT/JP2015/003260
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French (fr)
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薫 大清水
英人 小笠原
洋樹 江端
隆司 濱
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Mitsui Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Chemicals Inc
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Publication date
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Priority to EP15815263.7A priority patent/EP3162852A4/en
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    • H10H20/036Manufacture or treatment of packages
    • H10H20/0363Manufacture or treatment of packages of optical field-shaping means

Definitions

  • the present invention relates to a polyester resin composition for a reflector and a reflector including the same.
  • Light sources such as light-emitting diodes (LEDs) and organic ELs are widely used for lighting and display backlights by taking advantage of their low power and long life.
  • reflectors are used in various aspects.
  • the LED package can be mainly composed of a housing part composed of a substrate and a reflector integrally formed therewith, an LED disposed inside the housing, and a transparent sealing member for sealing the LED.
  • a step of obtaining a housing part made of a reflecting plate molded on a substrate; a step of arranging the LED in the housing part and electrically connecting the LED and the substrate; and sealing the LED with a sealing agent It can be manufactured through a process of stopping.
  • heating is performed at a temperature of 100 to 200 ° C. in order to thermally cure the sealant. Therefore, the reflector is required to maintain the reflectance even under such heating.
  • the LED package is exposed to a high temperature of 250 ° C. or higher. Therefore, the reflector is required to maintain the reflectance even under such heating. . Furthermore, it is required that the reflectance can be maintained even when exposed to heat or light generated from the LED in a use environment.
  • a material containing a polyamide resin is often used.
  • the polyamide resin may cause discoloration due to the terminal amino group or amide bond, which may reduce the reflectance of the reflector.
  • a heat-resistant polyester such as polycyclohexylene dimethylene terephthalate (PCT) is used (Patent Document 1). It is being considered.
  • a resin composition for a reflector suitably used as a reflector for an LED or the like
  • a resin composition for a reflector comprising a specific semi-aromatic polyamide and a specific amount of potassium titanate fiber and / or wollastonite.
  • This resin composition for reflectors has good reflectivity, whiteness, moldability, mechanical strength, dimensional stability, heat resistance, light shielding properties, moisture absorption, etc. without impairing the useful physical properties of semi-aromatic polyamide. Since it is excellent and particularly excellent in light shielding properties, it is said that high whiteness can be maintained without causing discoloration even when exposed to high temperatures.
  • reflectors obtained from heat-resistant polyesters and polyamide resin compositions as disclosed in Patent Documents 1 and 2 did not have a sufficiently high reflectance. Further, the reflector of Patent Document 2 does not have sufficient heat resistance; the reflectors of Patent Documents 1 and 2 are not capable of sufficiently suppressing discoloration due to visible light or ultraviolet light, so that they are resistant to heat and light. It was not possible to sufficiently suppress the decrease in reflectance when exposed.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, has high reflectivity, and is exposed to heat such as LED package manufacturing process and reflow soldering process during mounting, and heat and light generated from a light source in a use environment.
  • it aims at providing the polyester resin composition which can obtain the reflecting plate with little fall of a reflectance.
  • Tm melting point
  • Tg glass transition temperature
  • l average fiber length
  • the aspect ratio (l / d) obtained by dividing the average fiber length (l) by the average fiber diameter (d), and the average fiber diameter (d) is 0.05 to 18 ⁇ m. 2 to 20% of the fibrous reinforcing material (B) and 5 to 50% by weight of the white pigment (C) (provided that the total of (A), (B) and (C) is 100
  • a polyester resin composition for a reflector is a polyester resin composition for a reflector.
  • the average fiber length (l) of the fibrous reinforcing material (B) is 8 to 100 ⁇ m, the average fiber diameter (d) is 2 to 6 ⁇ m, and the aspect ratio (l / d) is The polyester resin composition for a reflector according to [1], which is 4 to 16.
  • a dialcohol component unit (a2) containing an alicyclic dialcohol component unit having 4 to 20 carbon atoms and / or an aliphatic dialcohol component unit according to [1] or [2] Polyester resin composition for materials.
  • the reflector according to [8] which is a reflector for a light-emitting diode element.
  • the polyester resin composition for a reflector of the present invention has high reflectivity and is generated not only from heat received in a manufacturing process of an LED package or a reflow soldering process when mounting an LED package, but also from an LED element in a use environment. Even when exposed to heat or light, it is possible to provide a reflective material that can maintain high whiteness with little discoloration and less decrease in reflectance.
  • FIG. 2 is a SEM photograph of the pellet-shaped polyester resin composition of Example 1.
  • 2 is a SEM photograph of a molded product of a pellet-shaped polyester resin composition of Example 1.
  • FIG. 2 is a SEM photograph of a pellet-shaped polyester resin composition of Comparative Example 1.
  • 2 is a SEM photograph of a molded product of a pellet-like polyester resin composition of Comparative Example 1.
  • the inventors of the present invention can increase the reflectance of the obtained molded article by setting the average fiber length (l) of the fibrous reinforcing material (B) contained in the polyester resin composition for a reflecting material to a certain value or less. And it discovered that the fall of the reflectance by a heat
  • polyester resin (A) such as PCT has a high melting point
  • the fibrous reinforcing material (B) contained in the polyester resin composition not more than a certain value, the fibrous reinforcing material (B) is uniformly finely dispersed in the polyester resin (A). Can be dispersed. As a result, the fibrous reinforcing material (B) becomes a cushioning material (buffer material), and the excessive shear stress that the polyester resin (A) receives during the production or molding of the resin composition can be reduced. ) Can be suppressed. Thereby, a molded article having high whiteness and high reflectance can be obtained. Moreover, since the molded product containing the fibrous reinforcing material (B) having an average fiber diameter (d) of a certain value or less has high surface smoothness, it can have a high reflectance.
  • the fibrous reinforcing material (B) having an average fiber length (l) of a certain value or less is uniformly finely dispersed in the molded product, it can well block heat and light. As a result, the deterioration of the polyester resin (A) in the molded product due to heat and light can be suppressed, and the decrease in reflectance can be reduced. Furthermore, the fibrous reinforcing material (B) having an average fiber length (l) of a certain value or less is a fibrous material resulting from a difference in thermal conductivity between the polyester resin (A) and the fibrous reinforcing material (B) in the molded product.
  • polyester resin composition for reflector contains a polyester resin (A), a fibrous reinforcing material (B), and a white pigment (C).
  • polyester resin (A) includes at least a dicarboxylic acid component unit (a1) including a component unit derived from an aromatic dicarboxylic acid and a dialcohol component unit (a2) including a component unit derived from a dialcohol having an alicyclic skeleton. It is preferable.
  • the dicarboxylic acid component unit (a1) constituting the polyester resin (A) preferably contains 30 to 100 mol% of terephthalic acid component units and 0 to 70 mol% of aromatic dicarboxylic acid component units other than terephthalic acid.
  • the total amount of each dicarboxylic acid component unit in the dicarboxylic acid component unit (a1) is 100 mol%.
  • the ratio of the terephthalic acid component unit contained in the dicarboxylic acid component unit (a1) is more preferably 40 to 100 mol%, and further preferably 60 to 100 mol%.
  • the ratio of the aromatic dicarboxylic acid component unit other than terephthalic acid contained in the dicarboxylic acid component unit (a1) is more preferably 0 to 60 mol%, and further preferably 0 to 40 mol%.
  • the terephthalic acid component unit may be a component unit derived from terephthalic acid or a terephthalic acid ester.
  • the terephthalic acid ester is preferably an alkyl ester of 1 to 4 carbon atoms of terephthalic acid, and examples thereof include dimethyl terephthalate.
  • Preferred examples of the aromatic dicarboxylic acid component unit other than terephthalic acid include component units derived from isophthalic acid, 2-methylterephthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid and combinations thereof, and esters of the aromatic dicarboxylic acid (preferably Component units derived from an aromatic dicarboxylic acid alkyl ester having 1 to 4 carbon atoms).
  • the dicarboxylic acid component unit (a1) may further contain a small amount of an aliphatic dicarboxylic acid component unit or a polyvalent carboxylic acid component unit together with the above structural unit.
  • the total ratio of the aliphatic dicarboxylic acid component unit and the polycarboxylic acid component unit contained in the dicarboxylic acid component unit (a1) can be, for example, 10 mol% or less.
  • the number of carbon atoms in the aliphatic dicarboxylic acid component unit is not particularly limited, but is preferably 4 to 20, and more preferably 6 to 12.
  • Examples of the aliphatic dicarboxylic acid from which the aliphatic dicarboxylic acid component unit is derived include adipic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, decanedicarboxylic acid, undecanedicarboxylic acid, dodecanedicarboxylic acid, and preferably adipic acid It can be.
  • polycarboxylic acid component units include tribasic acids and polybasic acids such as trimellitic acid and pyromellitic acid.
  • the dialcohol component unit (a2) constituting the polyester resin (A) preferably contains an alicyclic dialcohol component unit.
  • the alicyclic dialcohol preferably contains a component unit derived from dialcohol having an alicyclic hydrocarbon skeleton having 4 to 20 carbon atoms.
  • Examples of the dialcohol having an alicyclic hydrocarbon skeleton include 1,3-cyclopentanediol, 1,3-cyclopentanedimethanol, 1,4-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, 1,4-cyclohexane. Included are alicyclic dialcohols such as heptanediol and 1,4-cycloheptanedimethanol.
  • a component unit derived from a dialcohol having a cyclohexane skeleton is preferable, and a component unit derived from cyclohexanedimethanol is more preferable.
  • the alicyclic dialcohol has isomers such as a cis / trans structure, but the trans structure is preferred from the viewpoint of heat resistance. Accordingly, the cis / trans ratio is preferably 50/50 to 0/100, and more preferably 40/60 to 0/100.
  • the dialcohol component unit (a2) may further include an aliphatic dialcohol component unit in order to improve the melt fluidity of the resin.
  • the aliphatic dialcohol include ethylene glycol, trimethylene glycol, propylene glycol, tetramethylene glycol, neopentyl glycol, hexamethylene glycol, dodecamethylene glycol and the like.
  • the dialcohol component unit (a2) constituting the polyester resin (A) comprises 30 to 100 mol% of an alicyclic dialcohol component unit (preferably a dialcohol component unit having a cyclohexane skeleton), an aliphatic dialcohol component unit 0 It is preferable to contain -70 mol%.
  • the total amount of each dialcohol component unit in the dialcohol component unit (a2) is 100 mol%.
  • the ratio of the alicyclic dialcohol component unit (preferably dialcohol component unit having a cyclohexane skeleton) contained in the dialcohol component unit (a2) is more preferably 50 to 100 mol%, and further preferably 60 to 100%. It can be mol%.
  • the ratio of the aliphatic dialcohol component unit contained in the dialcohol component unit (a2) is more preferably 0 to 50 mol%, and further preferably 0 to 40 mol%.
  • the dialcohol component unit (a2) may further contain a small amount of an aromatic dialcohol component unit together with the above structural unit.
  • aromatic dialcohol include aromatic diols such as bisphenol, hydroquinone, and 2,2-bis (4- ⁇ -hydroxyethoxyphenyl) propane.
  • the melting point (Tm) or glass transition temperature (Tg) of the polyester resin (A) measured by a differential scanning calorimeter (DSC) is 250 ° C. or higher.
  • the preferable lower limit of the melting point (Tm) or the glass transition temperature (Tg) is 270 ° C., more preferably 290 ° C.
  • the upper limit temperature is not limited in principle, but a melting point or glass transition temperature of 350 ° C. or lower is preferable because decomposition of the polyester resin (A) is suppressed during melt molding.
  • the melting point (Tm) or glass transition temperature (Tg) of the polyester resin (A) is in the range of 270 ° C. to 350 ° C., preferably in the range of 290 to 335 ° C.
  • the melting point of the polyester resin (A) can be measured by a differential scanning calorimeter (DSC) according to JIS-K7121. Specifically, X-DSC7000 (manufactured by SII) is prepared as a measuring device. In this apparatus, a pan for DSC measurement in which a polyester resin (A) sample was sealed was set, heated to 320 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min in a nitrogen atmosphere, and held at that temperature for 5 minutes. The temperature is decreased to 30 ° C. by measuring the temperature decrease at 10 ° C./min. The temperature at the top of the endothermic peak at the time of temperature rise is defined as the “melting point”.
  • DSC differential scanning calorimeter
  • the intrinsic viscosity [ ⁇ ] of the polyester resin (A) is preferably 0.3 to 1.2 dl / g. When the intrinsic viscosity is in such a range, the fluidity during molding of the polyester resin composition for a reflector is excellent.
  • the intrinsic viscosity of the polyester resin (A) can be adjusted by adjusting the molecular weight of the polyester resin (A). As a method for adjusting the molecular weight of the polyester resin, a known method such as the degree of progress of the polycondensation reaction, an appropriate amount of a monofunctional carboxylic acid, a monofunctional alcohol, or the like can be employed.
  • the intrinsic viscosity of the polyester resin (A) can be measured by the following procedure.
  • the polyester resin (A) is dissolved in a 50/50 mass% mixed solvent of phenol and tetrachloroethane to obtain a sample solution.
  • the flow down time of the obtained sample solution is measured under the condition of 25 ° C. ⁇ 0.05 ° C. using an Ubbelohde viscometer, and the intrinsic viscosity [ ⁇ ] is calculated by applying the following equation.
  • the polyester resin (A) can be obtained, for example, by mixing a molecular weight adjusting agent or the like in the reaction system and reacting the dicarboxylic acid component unit (a1) with the dialcohol component unit (a2). As described above, the intrinsic viscosity of the polyester resin (A) can be adjusted by blending a molecular weight modifier in the reaction system.
  • the molecular weight modifier can be a monocarboxylic acid or a monoalcohol.
  • the monocarboxylic acid include aliphatic monocarboxylic acids having 2 to 30 carbon atoms, aromatic monocarboxylic acids and alicyclic monocarboxylic acids.
  • the aromatic monocarboxylic acid and the alicyclic monocarboxylic acid may have a substituent in the cyclic structure portion.
  • Examples of aliphatic monocarboxylic acids include acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, caproic acid, caprylic acid, lauric acid, tridecylic acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, oleic acid and linoleic acid. included.
  • Examples of aromatic monocarboxylic acids include benzoic acid, toluic acid, naphthalene carboxylic acid, methyl naphthalene carboxylic acid, and phenyl acetic acid.
  • Examples of alicyclic monocarboxylic acids include cyclohexane carboxylic acid. It is.
  • the addition amount of the molecular weight modifier is 0 to 0.07 mol with respect to 1 mol of the total amount of the dicarboxylic acid component unit (a1) when the dicarboxylic acid component unit (a1) and the dialcohol component unit (a2) are reacted. , Preferably 0 to 0.05 mol.
  • the content ratio of the polyester resin (A) in the polyester resin composition for a reflector of the present invention is 30 to 80% by mass with respect to the total amount of the polyester resin (A), the fibrous reinforcing material (B) and the white pigment (C). It is preferably 30 to 70% by mass, more preferably 40 to 60% by mass.
  • the content ratio of the polyester resin (A) is a certain level or more, a polyester resin composition for a reflector having excellent heat resistance that can withstand a reflow soldering process is easily obtained without impairing moldability.
  • the polyester resin composition for a reflector of the present invention may further contain one or more polyester resins having different physical properties as necessary.
  • Fibrous reinforcement (B) The fibrous reinforcing material (B) contained in the polyester resin composition for a reflector of the present invention can impart strength, rigidity, toughness and the like to the obtained molded product.
  • the fibrous reinforcement (B) include glass fiber, wollastonite, potassium titanate whisker, calcium carbonate whisker, aluminum borate whisker, magnesium sulfate whisker, sepiolite, zonotlite, zinc oxide whisker, milled fiber, cut fiber Etc. are included. These may be used alone or in combination of two or more.
  • At least one selected from the group consisting of wollastonite and potassium titanate whiskers is preferable because the average fiber diameter (d) is relatively small and the surface smoothness of the molded product is easily increased.
  • Wollastonite is more preferable because of its high light shielding effect.
  • the average fiber length (l) of the fibrous reinforcing material (B) is preferable to set to a certain value or less.
  • the fibrous reinforcing material (B) having an average fiber length (l) of not more than a certain value is easily finely dispersed in the polyester resin (A) during production or molding of the resin composition, and the polyester resin (A) receives an excessive amount. Stress can be reduced. As a result, thermal decomposition of the polyester resin (A) during the production or molding is suppressed, and a molded product having a high reflectance is easily obtained.
  • the molded product containing the fibrous reinforcing material (B) having an average fiber length (l) of not more than a certain value has high surface smoothness, it is easy to increase the reflectance.
  • the average fiber length (l) of the fibrous reinforcing material (B) in the polyester resin composition for a reflector is 300 ⁇ m or less, preferably 100 ⁇ m or less, preferably 95 ⁇ m or less, and 50 ⁇ m or less. More preferably, it is more preferably 40 ⁇ m or less.
  • the fibrous reinforcing material (B) is easily finely dispersed in the polyester resin (A) at the time of manufacturing or molding the resin composition. Excessive stress received by the resin (A) can be reduced, and thermal decomposition of the resin can be suppressed. Moreover, the surface smoothness of the molded product obtained can be improved.
  • the lower limit value of the average fiber length (l) is not particularly limited, but is preferably 2 ⁇ m, more preferably 5 ⁇ m, and even more preferably 8 ⁇ m. By setting the average fiber length (l) to 2 ⁇ m or more, good strength can be imparted to the molded product.
  • the fibrous reinforcing material (B) before does not contain a fiber having an average fiber length exceeding 300 ⁇ m.
  • a fiber having an average fiber length of about 3 mm is used as a raw material before being blended into the resin composition, stress is applied to the glass fiber due to kneading during pellet production or molding, resulting in pellets or molding.
  • the average fiber length (l) of the glass fibers in the product may accidentally become 300 ⁇ m or less.
  • the polyester resin (A) is often subjected to excessive stress during pellet production or molding, there is a possibility of thermal decomposition of the resin.
  • the average fiber length of the fibrous reinforcing material (B) at the raw material stage is preferably 300 ⁇ m or less, more preferably 100 ⁇ m or less, further preferably 80 ⁇ m or less, and 60 ⁇ m or less. More preferably, it is particularly preferably 50 ⁇ m or less.
  • the average fiber diameter (d) of the fibrous reinforcing material (B) in the polyester resin composition for reflectors facilitates fine dispersion of the fibrous reinforcing material (B) during the production or molding of the resin composition, and molding.
  • the thickness is preferably below a certain level, specifically 0.05 to 18 ⁇ m, more preferably 2 to 6 ⁇ m.
  • the average fiber length (l) and the average fiber diameter (d) of the fibrous reinforcing material (B) in the polyester resin composition for a reflector can be measured by the following procedure. 1) A fibrous reinforcing material (B) is separated from a polyester resin composition for a reflecting material (for example, a compound such as a pellet). The fibrous reinforcing material (B) is separated from the pellet by collecting the filtrate obtained by dissolving the pellet in a hexafluoroisopropanol / chloroform solution (0.1 / 0.9% by volume) and filtering. To do.
  • the aspect ratio (l / d) obtained by dividing the average fiber length (l) of the fibrous reinforcing material (B) by the average fiber diameter (d) is preferably 2 to 20, and preferably 4 to 16. More preferably, it is more preferably 7 to 12, and particularly preferably more than 10 and 12 or less. When the aspect ratio is 2 or more, it is easy to impart a certain level of strength and rigidity to the molded product. When the aspect ratio is 20 or less, the fibrous reinforcing material (B) is easily finely dispersed and the surface smoothness of the molded product is easily improved.
  • the content ratio of the fibrous reinforcing material (B) in the polyester resin composition for a reflecting material is 5 to 30% by mass with respect to the total of the polyester resin (A), the fibrous reinforcing material (B), and the white pigment (C).
  • the content is preferably 7 to 28% by mass, more preferably 10 to 25% by mass.
  • the content ratio of the fibrous reinforcing material (B) is 30% by mass or less, not only the moldability is hardly impaired, but also the decrease in reflectance due to the color of the fibrous reinforcing material (B) itself is easily suppressed. .
  • the content ratio of the fibrous reinforcing material (B) to the polyester resin (A) is preferably 10 to 50% by mass, more preferably 15 to 40% by mass.
  • the white pigment (C) contained in the polyester resin composition for a reflector according to the present invention may be any one that can whiten the resin composition and improve the light reflection function.
  • the white pigment (C) preferably has a refractive index of 2.0 or more.
  • the upper limit value of the refractive index of the white pigment (C) can be, for example, 4.0.
  • the white pigment (C) include titanium oxide, zinc oxide, zinc sulfide, lead white, zinc sulfate, barium sulfate, calcium carbonate, and alumina oxide. These white pigments (C) may be used alone or in combination of two or more.
  • titanium oxide is preferable. This is because a molded product of the polyester resin composition for a reflector, which contains titanium oxide as the white pigment (C), has high reflectivity and concealment.
  • the titanium oxide is preferably a rutile type.
  • the average particle diameter of titanium oxide is preferably 0.1 to 0.5 ⁇ m, more preferably 0.15 to 0.3 ⁇ m.
  • the white pigment (C) may be treated with a silane coupling agent or a titanium coupling agent.
  • the white pigment (C) may be surface-treated with a silane compound such as vinyltriethoxysilane, 2-aminopropyltriethoxysilane, or 2-glycidoxypropyltriethoxysilane.
  • the white pigment (C) preferably has a small aspect ratio, that is, a spherical shape, in order to make the reflectance uniform.
  • the content ratio of the white pigment (C) in the polyester resin composition for a reflecting material is preferably 5 to 50% by mass with respect to the total of the polyester resin (A), the fibrous reinforcing material (B), and the white pigment (C). Is 10 to 50% by mass, more preferably 10 to 40% by mass, and still more preferably 10 to 30% by mass.
  • the content ratio of the white pigment (C) is 5% by mass or more, sufficient whiteness is easily obtained and the reflectance of the molded product is easily increased. If the content ratio of the white pigment (C) is 50% by mass or less, the moldability is hardly impaired.
  • the high reflectance can be obtained by setting the average fiber length (l) of the fibrous reinforcing material (B) to a certain value or less, the content ratio of the white pigment (C) may be reduced as compared with the conventional case. it can.
  • the content ratio of the white pigment (C) to the polyester resin (A) is preferably 20 to 70% by mass, more preferably 35 to 65% by mass.
  • the polyester resin composition for a reflector of the present invention is an optional component, for example, an antioxidant (phenolic compounds, amines, sulfurs, phosphorus, etc.) depending on the use within a range that does not impair the effects of the present invention.
  • an antioxidant phenolic compounds, amines, sulfurs, phosphorus, etc.
  • Heat stabilizers lactone compounds, vitamin Es, hydroquinones, copper halides, iodine compounds, etc.
  • light stabilizers benzotriazoles, triazines, benzophenones, benzoates, hindered amines, ogizanides, etc.
  • Other polymers polyolefins, olefin copolymers such as ethylene / propylene copolymer, ethylene / 1-butene copolymer, olefin copolymers such as propylene / 1-butene copolymer, polystyrene, polyamide, polycarbonate , Polyacetal, polysulfone, polyphenylene oxide, fluororesin, silicon Resins, LCP, etc.), flame retardants (bromine, chlorine, phosphorus, antimony, inorganic, etc.), fluorescent brighteners, plasticizers, thickeners, antistatic agents, mold release agents, pigments, crystal nucleating agents Various known compounding agents may
  • the polyester resin composition for a reflector of the present invention preferably contains an antioxidant, and preferred examples thereof include pentaerythritol tetrakis [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy Phenyl) propionate], hindered phenols such as compounds represented by the following formula (1), and phosphorus having a P (OR) 3 structure (R is an alkyl group, an alkylene group, an aryl group, an arylene group, etc.) Is included. Since these antioxidants tend to suppress the decomposition reaction of the polyester resin (A) and the discoloration of the resin composition under a high temperature atmosphere (especially, conditions exceeding 250 ° C. as in the reflow soldering process). It is. Among these, a compound represented by the following formula (1) is preferable.
  • X in the general formula (1) represents an organic group.
  • the organic group X is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted cyclohexyl group, or a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms.
  • Examples of the substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms include methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-octyl group, n-tetradecyl group, n-hexadecyl group and the like.
  • Examples of the substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms include 2,4-di-t-butylphenyl group, 2,4-di-t-pentylphenyl group and the like.
  • the substituent that the alkyl group, cyclohexyl group and aryl group may have is a group consisting of an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, a hydroxy group, a methoxy group, and an oxadiazole group. It is preferable to be selected.
  • Examples of the compound represented by the general formula (1) include the following.
  • the antioxidant is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, and more preferably 1% by mass with respect to the total of resin components including the polyester resin (A) (preferably the polyester resin (A)). More preferably, it is as follows.
  • the selection of the additive may be important.
  • the other component used in combination includes a catalyst or the like, it is preferable to avoid a compound containing a component or element that becomes a catalyst poison in the additive.
  • Additives that should be avoided include, for example, compounds containing sulfur and the like.
  • the polyester resin composition for a reflector of the present invention can have good moldability. Specifically, the flow length when the polyester resin composition for a reflector is injection molded under the following conditions is preferably 30 mm or more, and more preferably 31 mm or more. Injection molding equipment: Sodick Plustech, Tupar TR40S3A Injection set pressure: 2000 kg ⁇ cm 2 Cylinder setting temperature: Melting point + 10 ° C Mold temperature: 30 °C
  • the fluidity of the polyester resin composition for a reflector according to the present invention includes the content of the fibrous reinforcing material (B) and the white pigment (C), the average fiber length (l) or the aspect ratio of the fibrous reinforcing material (B). It can be adjusted by (l / d).
  • the content ratio of the fibrous reinforcing material (B) and the white pigment (C) is set to a certain level or the average fiber length (l) and aspect ratio (l of the fibrous reinforcing material (B) / D) may be set to a certain value or less.
  • the polyester resin composition for a reflector of the present invention is a method in which the above components are mixed by a known method such as a Henschel mixer, a V blender, a ribbon blender, or a tumbler blender. Alternatively, after mixing, it can be produced by a method of granulating or pulverizing after melt-kneading with a single screw extruder, a multi-screw extruder, a kneader, a Banbury mixer or the like.
  • the polyester resin composition for a reflector according to the present invention may be preferably a compound such as a pellet obtained by mixing the above components with a single screw extruder or a multi-screw extruder, then melt-kneading, granulating or pulverizing. .
  • the compound is preferably used as a molding material.
  • the melt kneading is preferably performed at a temperature 5 to 30 ° C. higher than the melting point of the polyester resin (A).
  • the preferable lower limit of the melt kneading temperature can be 255 ° C, more preferably 275 ° C, and the preferable upper limit can be 360 ° C, more preferably 340 ° C.
  • Reflector of the present invention can be a molded product of the polyester resin composition for a reflector of the present invention.
  • the ranges of the average fiber length (l), average fiber length (d) and aspect ratio (l / d) of the fibrous reinforcing material (B) in the molded product of the polyester resin composition for a reflector of the present invention are as follows:
  • the average fiber length (l) and the average fiber diameter (d) of the fibrous reinforcing material (B) in the polyester resin composition for use may be in the same range.
  • the average fiber length (l) and average fiber diameter (d) of the fibrous reinforcing material (B) in the molded product can be measured in the same manner as described above. That is, 1) After the molded product is dissolved in a hexafluoroisopropanol / chloroform solution (0.1 / 0.9% by volume), the filtrate obtained by filtration is collected. 2) Arbitrary 100 fibrous reinforcing materials (B) of the filtrate obtained in 1) were observed at a magnification of 50 times using a scanning electron microscope (S-4800 manufactured by Hitachi, Ltd.) Measure each fiber length and fiber diameter.
  • the average value of the measured fiber length is defined as the average fiber length (l) of the fibrous reinforcing material (B) in the molded product; the average value of the measured fiber diameter is defined as the fibrous reinforcing material (B ) Average fiber diameter (d).
  • the molded article of the polyester resin composition for a reflector of the present invention preferably has a reflectance of light having a wavelength of 450 nm of 90% or more, more preferably 94% or more. preferable.
  • the reflectance can be measured using CM3500d manufactured by Konica Minolta.
  • the thickness of the molded product at the time of measurement can be 0.5 mm.
  • the molded article of the polyester resin composition for a reflector according to the present invention preferably has little decrease in reflectance even when it receives heat or light.
  • the reflectance of light having a wavelength of 450 nm measured after heating the molded article at 150 ° C. for 168 hours can be, for example, 90% or more, preferably 93% or more.
  • the reflectance of light having a wavelength of 450 nm measured after irradiation of ultraviolet rays at 16 mW / cm 2 for 500 hours of the molded product may be, for example, 80% or more, preferably 87% or more.
  • the thickness of the molded product at the time of measurement can be 0.5 mm.
  • the reflector of the present invention can be a casing or a housing having at least a light reflecting surface.
  • the surface that reflects light may be a flat surface, a curved surface, or a spherical surface.
  • the reflecting plate may be a molded product having a reflecting surface having a box shape or box shape, funnel shape, bowl shape, parabolic shape, columnar shape, conical shape, honeycomb shape, or the like.
  • the reflector of the present invention is used as a reflector for various light sources such as organic EL and light emitting diodes (LEDs). Especially, it is preferable to be used as a reflecting plate of a light emitting diode (LED), and more preferable to be used as a reflecting plate of a light emitting diode (LED) corresponding to surface mounting.
  • LEDs organic EL and light emitting diodes
  • the reflector of the present invention is obtained by subjecting the polyester resin composition for a reflector of the present invention to injection molding, particularly metal insert molding such as hoop molding, melt molding, extrusion molding, inflation molding, and heat molding such as blow molding. It can be obtained by shaping into a shape.
  • the polyester resin composition for a reflector of the present invention has fibers in the polyester resin (A) at the time of manufacturing or molding the resin composition.
  • the reinforcing material (B) can be finely dispersed.
  • the thermal decomposition of the polyester resin (A) can be suppressed during the production or molding of the resin composition, and a reflector having a high reflectivity with little discoloration can be obtained.
  • An LED package provided with the reflector of the present invention includes, for example, a housing part formed on a substrate and having a space for mounting an LED, the LED mounted in the space, and a transparent seal for sealing the LED. And a stop member.
  • a step of forming a reflecting plate on a substrate to obtain a housing portion 1) a step of disposing the LED in the housing portion and electrically connecting the LED and the substrate; 3) It can be manufactured through a process of sealing the LED with a sealant.
  • the sealing step heating is performed at a temperature of 100 to 200 ° C. in order to thermally cure the sealant. Furthermore, in the reflow soldering process when mounting the LED package on the printed circuit board, the LED package is exposed to a high temperature of 250 ° C. or higher. Since the reflector of the present invention is a molded product of the above-described polyester resin composition for a reflector, it can maintain a high reflectance even when exposed to high-temperature heat in these steps. Of course, a high reflectance can be maintained even when receiving light or heat such as visible light or ultraviolet light generated from the LED under a use environment for a long time.
  • the reflector of the present invention can be used for various applications, for example, as a reflector for various electric and electronic parts, indoor lighting, outdoor lighting, automobile lighting, and the like.
  • polyester resin (A) was prepared by the following method. 106.2 parts by mass of dimethyl terephthalate and 94.6 parts by mass of 1,4-cyclohexanedimethanol (cis / trans ratio: 30/70) (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) were mixed. To the mixture, 0.0037 parts by mass of tetrabutyl titanate was added, and the temperature was raised from 150 ° C. to 300 ° C. over 3 hours and 30 minutes to cause a transesterification reaction.
  • the intrinsic viscosity [ ⁇ ] of the obtained polyester resin (A) was 0.6 dl / g, and the melting point was 290 ° C.
  • the intrinsic viscosity [ ⁇ ] and the melting point were measured by the following methods.
  • the obtained polyester resin (A) was dissolved in a 50/50 mass% mixed solvent of phenol and tetrachloroethane to obtain a sample solution.
  • the flow down time of the obtained sample solution was measured under the condition of 25 ° C. ⁇ 0.05 ° C. using an Ubbelohde viscometer, and the intrinsic viscosity [ ⁇ ] was calculated by applying the following equation.
  • the melting point of the polyester resin (A) was measured according to JIS-K7121. Specifically, X-DSC7000 (manufactured by SII) was prepared as a measuring apparatus. A DSC measurement pan in which a sample of the polyester resin (A) was sealed was set therein, heated to 320 ° C. at a temperature rising rate of 10 ° C./min in a nitrogen atmosphere, and held at that temperature for 5 minutes. The temperature was decreased to 30 ° C. by measuring the temperature decrease at 10 ° C./min. The temperature at the peak top of the endothermic peak at the time of temperature rise was defined as “melting point”.
  • B-1 Wollastonite: NYGLOS 4W manufactured by Sakai Kogyo Co., Ltd. (average fiber length 50 ⁇ m, average fiber diameter 4.5 ⁇ m, aspect ratio 11)
  • B-2 Wollastonite: NYGLOS 8 manufactured by Sakai Kogyo Co., Ltd. (average fiber length 136 ⁇ m, average fiber diameter 8 ⁇ m, aspect ratio 17)
  • B-3 Glass fiber: Milled fiber EFDE50-01 manufactured by Central Glass Fiber Co., Ltd.
  • the average fiber length and average fiber diameter of the fibrous reinforcing material (B) as a raw material and the comparative reinforcing material were measured as follows. That is, 100 arbitrary fiber lengths and fiber diameters of the fibrous reinforcing material (B) were measured 50 times using a scanning electron microscope (SEM). And the average value of the obtained fiber length was made into the average fiber length, and the average value of the obtained fiber diameter was made into the average fiber diameter. The aspect ratio was determined as average fiber length / average fiber diameter.
  • D-1 Irganox 1010 (manufactured by BASF): pentaerythritol tetrakis [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] (D-2) KEMISORB114 (Kemipro Kasei Co., Ltd.): Compound represented by the following formula
  • polyester resin composition for reflector 54.5 parts by mass of the polymer prepared as the polyester resin (A), 10 parts by mass of (B-1) wollastonite as the fibrous reinforcement (B), 35 parts by mass of the titanium oxide as the white pigment (C), Then, 0.5 part by mass of (D-1) Irganox 1010 (manufactured by BASF) as an antioxidant (D) was mixed using a tumbler blender. The obtained mixture was melt-kneaded at a cylinder temperature of 300 ° C. with a twin-screw extruder (TEX30 ⁇ manufactured by Nippon Steel Works) and then extruded into a strand shape. The extrudate was cooled in a water tank, and then the strands were drawn with a pelletizer and cut to obtain a polyester resin composition for a reflector in the form of pellets. It was confirmed that the compounding property was good.
  • TEX30 ⁇ twin-screw extruder
  • Examples 2 to 5 and Comparative Examples 1 to 4 A pellet-shaped polyester resin composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the composition ratios shown in Table 1 or 2 were changed.
  • ⁇ Reflectance> (Initial reflectance)
  • the obtained pellet-shaped polyester resin composition was injection-molded under the following molding conditions using the following molding machine to prepare a test piece having a length of 30 mm, a width of 30 mm, and a thickness of 0.5 mm.
  • the reflectance of the wavelength region of 360 nm to 740 nm was determined for the obtained test piece using Minolta CM3500d.
  • the reflectance at 450 nm was used as a representative value, and was used as the initial reflectance.
  • Molding machine SE50DU, manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Cylinder temperature: melting point (Tm) + 10 ° C. Mold temperature: 150 ° C
  • the test piece whose initial reflectance was measured was left in an oven at 150 ° C. for 168 hours. Then, the reflectance of the obtained sample piece was measured by the same method as the initial reflectance, and was defined as the reflectance after heating.
  • the obtained pellet-shaped polyester resin composition was injection-molded under the following conditions using a bar flow mold having a width of 10 mm and a thickness of 0.5 mm, and the flow length (mm) of the resin in the mold was measured.
  • Injection molding machine Sodick Plustec, Tupar TR40S3A Injection set pressure: 2000 kg / cm 2 Cylinder setting temperature: Melting point (Tm) + 10 ° C Mold temperature: 30 °C
  • (B) Molded Product The pellet-shaped polyester resin composition obtained in Examples 1 and 3 was injection-molded under the following molding conditions using the following molding machine, and the length was 30 mm, the width was 30 mm, and the thickness was 0. A 5 mm test piece was prepared. Molding machine: SE50DU, manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Cylinder temperature: melting point (Tm) + 10 ° C. Mold temperature: 150 ° C
  • the obtained test piece was dissolved in a hexafluoroisopropanol / chloroform solution (0.1 / 0.9% by volume) in the same manner as in (1) of (A) above, and the filtrate was collected. Subsequently, the fiber length and the fiber diameter of arbitrary 100 fibrous reinforcing materials (B) were measured in the same manner as in (2) of (A) above. The average value of the measured fiber length was defined as “average fiber length (1) in the molded product”; the average value of the measured fiber diameter was defined as “average fiber diameter (d) in the molded product”.
  • compositions of Examples 1 to 5 have higher initial reflectivity than the compositions of Comparative Examples 1 and 3. This is because the compositions of Examples 1 to 5 were prepared by using a fibrous reinforcing material (B) having an average fiber length shorter than that of Comparative Examples 1 and 3 as a raw material. It is considered that the fibrous reinforcing material (B) can be finely dispersed in A), the excessive stress received by the polyester resin (A) is reduced, and the thermal decomposition of the polyester resin (A) can be suppressed. .
  • compositions of Examples 1 to 5 both have a decrease in reflectance after heating and a decrease in reflectance after irradiation with ultraviolet rays, which is equal to or less than that of Comparative Example 1. From this, it can be seen that the reflector of the present invention is less deteriorated by heat and light.
  • composition of Example 1 using wollastonite (B-1) has both the initial and post-heating reflectivities higher than the composition of Example 2 using wollastonite (B-2). It turns out that there is a high tendency.
  • compositions of Examples 1 and 3 using wollastonite (B-1) are more white pigment (C) content than the composition of Comparative Example 4 which does not contain the fibrous reinforcing material (B). It can be seen that the reflectivity is high at the initial stage and after heating or after light irradiation, despite the small amount.
  • FIG. 1 The comparison between FIG. 1 and FIG. 2 also shows that the dispersion state of the fibrous reinforcing material (B) is much better in the composition of the example than in the composition of the comparative example. That is, as shown in the SEM photograph (FIG. 1A) of the pellet-shaped polyester resin composition of Example 1 and the SEM photograph (FIG. 1B) of the molded product, the fibrous reinforcing material (B) of Example 1 was obtained. It can be seen that the resin is uniformly finely dispersed in the resin. Moreover, it turns out that the fiber length of a fibrous reinforcement (B) hardly changes before and after shaping
  • the composition of Comparative Example 2 containing the polyester resin (A) and 35% by mass of wollastonite has a molded article having a high surface smoothness of A; the polyamide resin independently carried out by the present inventors And 35% by weight of wollastonite, the surface smoothness of the molded product was as low as B. From these things, it confirmed that the combination of the polyester resin (A) and wollastonite can improve the surface smoothness of a molded object rather than the combination of a polyamide resin and wollastonite. Moreover, the polyester resin (A) confirmed that the reflectance of a molded object was higher than the polyamide resin which the present inventors independently implemented. This is presumably because the polyamide resin may be discolored by heating and light irradiation, thereby reducing the reflectance. This discoloration is presumed to be due to the terminal amino group of the polyamide resin or the amide bond.
  • the polyester resin composition for a reflector of the present invention has a high reflectivity of a molded product, and is exposed to heat such as a reflow soldering process at the time of LED package manufacturing process or LED package mounting, or from a light source in a use environment. Even when exposed to the generated heat or light, it is possible to provide a molded article with little reduction in reflectance.

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Abstract

 本発明の目的は、反射率が高く、かつLEDパッケージの製造工程や実装時のリフローはんだ工程などの熱や、使用環境下で光源から生じる熱や光に曝されても、反射率の低下が少ない反射板を得るためのポリエステル樹脂組成物を提供することである。本発明の反射材用ポリエステル樹脂組成物は、示差走査熱量計(DSC)で測定した融点(Tm)もしくはガラス転移温度(Tg)が250℃以上であるポリエステル樹脂(A)30~80質量%と、平均繊維長(l)が2~300μmであり、平均繊維径(d)が0.05~18μmであり、かつ前記平均繊維長(l)を前記平均繊維径(d)で除して得られるアスペクト比(l/d)が2~20である繊維状強化材(B)5~30質量%と、白色顔料(C)5~50質量%とを含む(ただし、(A)、(B)および(C)の合計は100質量%である)。

Description

反射材用ポリエステル樹脂組成物およびそれを含む反射板
 本発明は、反射材用ポリエステル樹脂組成物およびそれを含む反射板に関する。
 発光ダイオード(LED)や有機ELなどの光源は、低電力や高寿命などの特長を活かして、照明やディスプレイのバックライトなどに幅広く使用されている。それらの光源からの光を効率的に利用するために、反射板が種々の局面で利用されている。
 例えば、LEDパッケージは、基板とそれに一体的に成形された反射板とからなるハウジング部と、ハウジング内部に配置されたLEDと、LEDを封止する透明な封止部材とで主に構成されうる。このようなLEDパッケージは、基板上に成形された反射板からなるハウジング部を得る工程;ハウジング部内にLEDを配置し、LEDと基板とを電気的に接続する工程;LEDを封止剤で封止する工程を経て製造されうる。封止工程では、封止剤を熱硬化させるために100~200℃の温度で加熱することから、そのような加熱下においても反射板は、反射率を維持できることが求められる。さらに、LEDパッケージをプリント基板に実装する際のリフローはんだ工程では、LEDパッケージが250℃以上もの高温に曝されることから、そのような加熱下においても反射板は反射率を維持できることが求められる。さらに、使用環境下において、LEDから発生する熱や光に曝されても、反射率を維持できることが求められる。
 このような反射板には、ポリアミド樹脂を含む材料が多く用いられている。しかしながら、ポリアミド樹脂は、末端のアミノ基や、アミド結合由来による変色を生じる場合があり、反射板の反射率を低下させる虞がある。これに対して、ポリアミド樹脂に代えて、例えばポリシクロヘキシレンジメチレンテレフタレート(PCT)などの耐熱性ポリエステルを用いるなど(特許文献1)、ベースポリマーの改良によって反射板の反射率の低下を抑制することが検討されている。
 また、LED等の反射板として好適に用いられる反射板用樹脂組成物として、特定の半芳香族ポリアミドと、特定量のチタン酸カリウム繊維および/またはワラストナイトとを含む反射板用樹脂組成物が提案されている(特許文献2参照)。この反射板用樹脂組成物は、半芳香族ポリアミドが持つ有用な物性を損なうことなく、反射率、白度、成形性、機械的強度、寸法安定性、耐熱性、遮光性および吸湿性などに優れており、特に遮光性に優れることから、高温に晒されても変色を生じることなく高い白度を維持できるとされている。
特表2009-507990号公報 特開2002-294070号公報
 しかしながら、特許文献1および2に示されるような耐熱性ポリエステルやポリアミド樹脂組成物から得られる反射板は、十分に高い反射率を有するものではなかった。また、特許文献2の反射板は、耐熱性が十分ではなく;特許文献1および2の反射板は、可視光や紫外光による変色などを十分に抑制できるものでもないことから、熱や光に曝されたときの反射率の低下を十分に抑制できるものではなかった。
 さらに、LEDの高輝度化に伴い、例えばLEDに用いられる反射板には、さらなる白色度の向上と反射率の向上とが求められている。
 本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、反射率が高く、かつLEDパッケージの製造工程や実装時のリフローはんだ工程などの熱や、使用環境下で光源から生じる熱や光に曝されても、反射率の低下が少ない反射板を得ることができるポリエステル樹脂組成物を提供することを目的とする。
 [1] 示差走査熱量計(DSC)で測定した融点(Tm)もしくはガラス転移温度(Tg)が250℃以上であるポリエステル樹脂(A)30~80質量%と、平均繊維長(l)が2~300μmであり、平均繊維径(d)が0.05~18μmであり、かつ前記平均繊維長(l)を前記平均繊維径(d)で除して得られるアスペクト比(l/d)が2~20である繊維状強化材(B)5~30質量%と、白色顔料(C)5~50質量%とを含む(ただし、(A)、(B)および(C)の合計は100質量%である)、反射材用ポリエステル樹脂組成物。
 [2] 前記繊維状強化材(B)の前記平均繊維長(l)が8~100μmであり、前記平均繊維径(d)が2~6μmであり、かつ前記アスペクト比(l/d)が4~16である、[1]に記載の反射材用ポリエステル樹脂組成物。
 [3] 前記ポリエステル樹脂(A)が、テレフタル酸から誘導されるジカルボン酸成分単位30~100モル%、テレフタル酸以外の芳香族ジカルボン酸成分単位0~70モル%を含むジカルボン酸成分単位(a1)と、炭素原子数4~20の脂環族ジアルコール成分単位および/または脂肪族ジアルコール成分単位を含むジアルコール成分単位(a2)とを含む、[1]または[2]に記載の反射材用ポリエステル樹脂組成物。
 [4] 前記脂環族ジアルコール成分単位が、シクロヘキサン骨格を有する、[3]に記載の反射材用ポリエステル樹脂組成物。
 [5] 前記ジアルコール成分単位(a2)が、シクロヘキサンジメタノール成分単位30~100モル%、前記脂肪族ジアルコール成分単位0~70モル%を含む、[3]または[4]に記載の反射材用ポリエステル樹脂組成物。
 [6] 前記繊維状強化材(B)がワラストナイトである、[1]~[5]のいずれかに記載の反射材用ポリエステル樹脂組成物。
 [7] 前記白色顔料(C)の含有量が、前記(A)、前記(B)および前記(C)の合計に対して10~40質量%である、[1]~[6]のいずれかに記載の反射材用ポリエステル樹脂組成物。
 [8] [1]~[7]のいずれかに記載の反射材用ポリエステル樹脂組成物を成形して得られる、反射板。
 [9] 発光ダイオード素子用の反射板である、[8]に記載の反射板。
 本発明の反射材用ポリエステル樹脂組成物は、反射率が高く、かつLEDパッケージの製造工程やLEDパッケージの実装時のリフローはんだ工程などで受ける熱だけでなく、使用環境下でLED素子から発生する熱や光に曝されても、変色が少なく高い白色度を維持でき、反射率の低下が少ない反射材を提供しうる。
実施例1のペレット状のポリエステル樹脂組成物のSEM写真である。 実施例1のペレット状のポリエステル樹脂組成物の成形物のSEM写真である。 比較例1のペレット状のポリエステル樹脂組成物のSEM写真である。 比較例1のペレット状のポリエステル樹脂組成物の成形物のSEM写真である。
 本発明者らは、反射材用ポリエステル樹脂組成物に含まれる繊維状強化材(B)の平均繊維長(l)を一定以下とすることで、得られる成形物の反射率を高めることができ、かつ熱や光による反射率の低下を少なくしうることを見出した。
 この理由は必ずしも明らかではないが、以下のように考えられる。即ち、PCTなどのポリエステル樹脂(A)は高い融点を有する一方で、ペレットや成形物を得るための溶融温度を高くしたり、成形機中での滞留時間を長くしたりする必要がある。そのため、ポリエステル樹脂(A)を含む樹脂組成物を溶融混練してペレットなどの樹脂組成物を製造または成形物を成形する際、ポリエステル樹脂(A)は高温下で過剰な剪断ストレスを受けやすく、それにより熱分解しやすい。このとき、ポリエステル樹脂組成物に含まれる繊維状強化材(B)の平均繊維長(l)を一定以下とすることで、繊維状強化材(B)がポリエステル樹脂(A)中に均一に微分散しうる。その結果、繊維状強化材(B)がクッション材(緩衝材)となり、樹脂組成物の製造時または成形時にポリエステル樹脂(A)が受ける過剰な剪断ストレスを少なくすることができ、ポリエステル樹脂(A)の熱分解を抑制しうる。それにより、白色度が高く、反射率の高い成形物を得ることができる。また、平均繊維径(d)が一定以下の繊維状強化材(B)を含む成形物は、表面平滑性も高いことから、高い反射率を有しうる。
 また、平均繊維長(l)が一定以下である繊維状強化材(B)は、成形物中に均一に微分散しているため、熱や光を良好に遮断しうる。その結果、成形物中におけるポリエステル樹脂(A)の熱や光による劣化を抑制し、反射率の低下を少なくしうる。さらに、平均繊維長(l)が一定以下である繊維状強化材(B)は、成形物におけるポリエステル樹脂(A)と繊維状強化材(B)との熱伝導率の違いに起因する繊維状強化材(B)の周囲の隙間(ボイド)の発生も抑制しうる。その結果、ボイドに起因する光散乱を少なくし、反射率の低下を一層少なくしうる。本発明はこのような知見に基づいてなされたものである。
 1.反射材用ポリエステル樹脂組成物
 本発明の反射材用ポリエステル樹脂組成物は、ポリエステル樹脂(A)と、繊維状強化材(B)と、白色顔料(C)とを含む。
 1-1.ポリエステル樹脂(A)
 ポリエステル樹脂(A)は、少なくとも芳香族ジカルボン酸由来の成分単位を含むジカルボン酸成分単位(a1)と、脂環骨格を有するジアルコール由来の成分単位を含むジアルコール成分単位(a2)とを含むことが好ましい。
 ポリエステル樹脂(A)を構成するジカルボン酸成分単位(a1)は、テレフタル酸成分単位30~100モル%と、テレフタル酸以外の芳香族ジカルボン酸成分単位0~70モル%とを含むことが好ましい。ジカルボン酸成分単位(a1)中の各ジカルボン酸成分単位の合計量を100モル%とする。
 ジカルボン酸成分単位(a1)に含まれるテレフタル酸成分単位の割合は、より好ましくは40~100モル%であり、さらに好ましくは60~100モル%でありうる。テレフタル酸成分単位の含有割合が一定以上であると、ポリエステル樹脂(A)の耐熱性を高めやすい。ジカルボン酸成分単位(a1)に含まれるテレフタル酸以外の芳香族ジカルボン酸成分単位の割合は、より好ましくは0~60モル%であり、さらに好ましくは0~40モル%でありうる。
 テレフタル酸成分単位は、テレフタル酸、またはテレフタル酸エステルから誘導される成分単位でありうる。テレフタル酸エステルは、好ましくはテレフタル酸の炭素数1~4のアルキルエステルであり、その例にはジメチルテレフタレートなどが含まれる。
 テレフタル酸以外の芳香族ジカルボン酸成分単位の好ましい例には、イソフタル酸、2-メチルテレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸およびこれらの組み合わせから誘導される成分単位、ならびに当該芳香族ジカルボン酸のエステル(好ましくは芳香族ジカルボン酸の炭素数1~4のアルキルエステル)から誘導される成分単位が含まれる。
 ジカルボン酸成分単位(a1)は、上記構成単位とともに、少量の脂肪族ジカルボン酸成分単位や多価カルボン酸成分単位をさらに含んでもよい。ジカルボン酸成分単位(a1)に含まれる脂肪族ジカルボン酸成分単位と多価カルボン酸成分単位の合計割合は、例えば10モル%以下としうる。
 脂肪族ジカルボン酸成分単位の炭素原子数は、特に制限されないが、4~20であることが好ましく、6~12であることがより好ましい。脂肪族ジカルボン酸成分単位を誘導する脂肪族ジカルボン酸の例には、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸、ウンデカンジカルボン酸、ドデカンジカルボン酸などが挙げられ、好ましくはアジピン酸でありうる。多価カルボン酸成分単位の例には、トリメリット酸およびピロメリット酸等のような三塩基酸および多塩基酸を挙げることができる。
 ポリエステル樹脂(A)を構成するジアルコール成分単位(a2)は、脂環族ジアルコール成分単位を含むことが好ましい。脂環族ジアルコールは、炭素数4~20の脂環式炭化水素骨格を有するジアルコール由来の成分単位を含むことが好ましい。脂環式炭化水素骨格を有するジアルコールとしては、1,3-シクロペンタンジオール、1,3-シクロペンタンジメタノール、1,4-シクロヘキサンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、1,4-シクロヘプタンジオール、1,4-シクロヘプタンジメタノールなどの脂環族ジアルコールが含まれる。なかでも、耐熱性や吸水性、入手容易性などの観点から、シクロヘキサン骨格を有するジアルコール由来の成分単位が好ましく、シクロヘキサンジメタノール由来の成分単位がさらに好ましい。
 脂環族ジアルコールには、シス/トランス構造などの異性体が存在するが、耐熱性の観点ではトランス構造のほうが好ましい。したがって、シス/トランス比は、好ましくは50/50~0/100であり、さらに好ましくは40/60~0/100である。
 ジアルコール成分単位(a2)は、脂環族ジアルコール成分単位のほかに、樹脂の溶融流動性を高めるためなどから、脂肪族ジアルコール成分単位をさらに含んでいてもよい。脂肪族ジアルコールの例には、エチレングリコール、トリメチレングリコール、プロピレングリコール、テトラメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ヘキサメチレングリコール、ドデカメチレングリコールなどが含まれる。
 ポリエステル樹脂(A)を構成するジアルコール成分単位(a2)は、脂環族ジアルコール成分単位(好ましくはシクロヘキサン骨格を有するジアルコール成分単位)30~100モル%と、脂肪族ジアルコール成分単位0~70モル%とを含むことが好ましい。ジアルコール成分単位(a2)中の各ジアルコール成分単位の合計量を100モル%とする。
 ジアルコール成分単位(a2)に含まれる脂環族ジアルコール成分単位(好ましくはシクロヘキサン骨格を有するジアルコール成分単位)の割合は、より好ましくは50~100モル%であり、さらに好ましくは60~100モル%でありうる。ジアルコール成分単位(a2)に含まれる脂肪族ジアルコール成分単位の割合は、より好ましくは0~50モル%であり、さらに好ましくは0~40モル%でありうる。
 ジアルコール成分単位(a2)は、上記構成単位とともに、少量の芳香族ジアルコール成分単位をさらに含んでもよい。芳香族ジアルコールの例には、ビスフェノール、ハイドロキノン、2,2-ビス(4-β-ヒドロキシエトキシフェニル)プロパン類などの芳香族ジオールなどが含まれる。
 ポリエステル樹脂(A)の、示差走査熱量計(DSC)で測定される融点(Tm)もしくはガラス転移温度(Tg)は250℃以上である。融点(Tm)もしくはガラス転移温度(Tg)の好ましい下限値は、270℃であり、さらに好ましくは290℃である。一方、融点(Tm)もしくはガラス転移温度(Tg)の好ましい上限値としては350℃を例示でき、さらに好ましくは335℃である。前記融点やガラス転移温度が250℃以上であると、リフローはんだ工程での反射板(樹脂組成物の成形物)の変色や変形などが抑制される。上限温度は原則的には制限されないが、融点もしくはガラス転移温度が350℃以下であると、溶融成形に際してポリエステル樹脂(A)の分解が抑制されるため好ましい。
 例えば、ポリエステル樹脂(A)の融点(Tm)もしくはガラス転移温度(Tg)は、270℃~350℃の範囲内であり、好ましくは290~335℃の範囲内である。
 ポリエステル樹脂(A)の融点は、示差走査熱量計(DSC)により、JIS-K7121に準拠して測定されうる。具体的には、測定装置としてX-DSC7000(SII社製)を準備する。この装置に、ポリエステル樹脂(A)の試料を封入したDSC測定用パンをセットし、窒素雰囲気下で昇温速度10℃/分で320℃まで昇温し、その温度で5分間保持した後、10℃/分の降温測定で30℃まで降温する。そして、昇温時の吸熱ピークのピークトップの温度を「融点」とする。
 ポリエステル樹脂(A)の極限粘度[η]は0.3~1.2dl/gであることが好ましい。極限粘度がこのような範囲にある場合、反射材用ポリエステル樹脂組成物の成形時の流動性が優れる。ポリエステル樹脂(A)の極限粘度は、ポリエステル樹脂(A)の分子量を調整するなどして調整されうる。ポリエステル樹脂の分子量の調整方法は、重縮合反応の進行度合いや単官能のカルボン酸や単官能のアルコールなどを適量加える等の公知の方法を採用することができる。
 ポリエステル樹脂(A)の極限粘度は、以下の手順で測定することができる。
 ポリエステル樹脂(A)をフェノールとテトラクロロエタンの50/50質量%の混合溶媒に溶解させて試料溶液とする。得られた試料溶液の流下秒数を、ウベローデ粘度計を用いて25℃±0.05℃の条件下で測定し、下記式に当てはめて極限粘度[η]を算出する。
 [η]=ηSP/[C(1+kηSP)]
 [η]:極限粘度(dl/g)
 ηSP:比粘度
 C:試料濃度(g/dl)
 t:試料溶液の流下秒数(秒)
 t0:溶媒の流下秒数(秒)
 k:定数(溶液濃度の異なるサンプル(3点以上)の比粘度を測定し、横軸に溶液濃度、縦軸にηsp/Cをプロットして求めた傾き)
 ηSP=(t-t0)/t0
 ポリエステル樹脂(A)は、例えば反応系内に分子量調整剤等を配合して、ジカルボン酸成分単位(a1)とジアルコール成分単位(a2)とを反応させて得ることができる。上述のように、反応系内に分子量調整剤を配合することで、ポリエステル樹脂(A)の極限粘度を調整しうる。
 分子量調整剤は、モノカルボン酸やモノアルコールでありうる。モノカルボン酸の例には、炭素原子数2~30の脂肪族モノカルボン酸、芳香族モノカルボン酸および脂環族モノカルボン酸が含まれる。なお、芳香族モノカルボン酸および脂環族モノカルボン酸は、環状構造部分に置換基を有していてもよい。脂肪族モノカルボン酸の例には、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、カプリル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸およびリノ-ル酸などが含まれる。また、芳香族モノカルボン酸の例には、安息香酸、トルイル酸、ナフタレンカルボン酸、メチルナフタレンカルボン酸およびフェニル酢酸などが含まれ、脂環族モノカルボン酸の例には、シクロヘキサンカルボン酸が含まれる。
 分子量調整剤の添加量は、ジカルボン酸成分単位(a1)とジアルコール成分単位(a2)とを反応させる際のジカルボン酸成分単位(a1)の合計量1モルに対して0~0.07モル、好ましくは0~0.05モルとしうる。
 本発明の反射材用ポリエステル樹脂組成物におけるポリエステル樹脂(A)の含有割合は、ポリエステル樹脂(A)、繊維状強化材(B)および白色顔料(C)の総量に対して30~80質量%であることが好ましく、30~70質量%であることがより好ましく、40~60質量%であることがさらに好ましい。ポリエステル樹脂(A)の含有割合が一定以上であると、成形性を損なうことなく、リフローはんだ工程に耐えうる耐熱性に優れた反射材用ポリエステル樹脂組成物が得られやすい。
 本発明の反射材用ポリエステル樹脂組成物は、必要に応じて異なる物性を有する一種以上のポリエステル樹脂をさらに含んでもよい。
 1-2.繊維状強化材(B)
 本発明の反射材用ポリエステル樹脂組成物に含まれる繊維状強化材(B)は、得られる成形物に強度、剛性、および靱性などを付与しうる。繊維状強化材(B)の例には、ガラス繊維、ワラストナイト、チタン酸カリウムウィスカー、炭酸カルシウムウィスカー、ホウ酸アルミニウムウィスカー、硫酸マグネシウムウィスカー、セピオライト、ゾノトライト、酸化亜鉛ウィスカー、ミルドファイバー、カットファイバーなどが含まれる。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。これらのなかでも、平均繊維径(d)が比較的小さく、成形物の表面平滑性を高めやすいことなどから、ワラストナイト、およびチタン酸カリウムウィスカーからなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましく、光遮蔽効果が高いことなどから、ワラストナイトがより好ましい。
 前述の通り、反射率の高い成形物を得るためには、繊維状強化材(B)の平均繊維長(l)を一定以下とすることが好ましい。平均繊維長(l)が一定以下である繊維状強化材(B)は、樹脂組成物の製造時や成形時にポリエステル樹脂(A)中に微分散しやすく、ポリエステル樹脂(A)が受ける余分な応力を少なくすることができる。その結果、該製造時や成形時のポリエステル樹脂(A)の熱分解を抑制し、反射率の高い成形物が得られやすい。また、平均繊維長(l)が一定以下である繊維状強化材(B)を含む成形物は表面平滑性が高いことから、反射率を高めやすい。
 反射材用ポリエステル樹脂組成物中の繊維状強化材(B)の平均繊維長(l)は、300μm以下であり、100μm以下であることが好ましく、95μm以下であることが好ましく、50μm以下であることがより好ましく、40μm以下であることがさらに好ましい。当該平均繊維長(l)が300μm以下であると、樹脂組成物の製造時や成形時に繊維状強化材(B)がポリエステル樹脂(A)中に微分散しやすいため、製造時や成形時にポリエステル樹脂(A)が受ける余分な応力を少なくし、樹脂の熱分解を抑制できる。また、得られる成形物の表面平滑性を高めることができる。これらの結果、反射率の高い成形物が得られやすい。当該平均繊維長(l)の下限値は、特に制限はないが、好ましくは2μmであり、より好ましくは5μmであり、さらに好ましくは8μmでありうる。平均繊維長(l)を2μm以上とすることで、成形物に良好な強度を付与しうる。
 反射材用ポリエステル樹脂組成物中の繊維状強化材(B)の平均繊維長(l)を一定以下とするためだけでなく、溶融混練時の樹脂の熱分解などを抑制する観点から、溶融混練前(樹脂組成物に配合される前の原料段階)の繊維状強化材(B)は、平均繊維長が300μmを超えるものを含まないことが好ましい。たとえば、樹脂組成物に配合される前の原料として、平均繊維長が3mm程度のガラス繊維を用いると、ペレット製造時や成形時の混練などによりガラス繊維に応力がかかり、その結果、ペレットや成形物中のガラス繊維の平均繊維長(l)が偶然300μm以下となる場合がある。そのような場合、ペレット製造時や成形時にポリエステル樹脂(A)が余分な応力を受けていることが多いので、樹脂の熱分解が起こる可能性がある。したがって、原料段階の繊維状強化材(B)の平均繊維長は、300μm以下であることが好ましく、100μm以下であることがより好ましく、80μm以下であることがさらに好ましく、60μm以下であることがさらに好ましく、50μm以下であることが特に好ましい。
 反射材用ポリエステル樹脂組成物中の繊維状強化材(B)の平均繊維径(d)は、樹脂組成物の製造時や成形時に繊維状強化材(B)を微分散させやすくし、かつ成形物の表面平滑性を高める観点から、一定以下であることが好ましく、具体的には0.05~18μmであることが好ましく、2~6μmであることがより好ましい。平均繊維径(d)を一定以上とすることで、樹脂組成物の製造時や成形時に繊維状強化材(B)が折れたりするのを抑制しうる。平均繊維径(d)を一定以下とすることで、成形物に高い表面平滑性を付与し、高い反射率が得られやすい。
 反射材用ポリエステル樹脂組成物中の繊維状強化材(B)の平均繊維長(l)および平均繊維径(d)は、以下の手順で測定されうる。
 1)反射材用ポリエステル樹脂組成物(例えばペレットなどのコンパウンド)から繊維状強化材(B)を分離する。ペレットからの繊維状強化材(B)の分離は、ペレットをヘキサフルオロイソプロパノール/クロロホルム溶液(0.1/0.9体積%)に溶解させた後、濾過して得られる濾過物を採取することによって行う。
 2)前記1)で得られた濾過物のうち任意の100本の繊維状強化材(B)を、走査型電子顕微鏡(SEM)(日立社製S-4800)にて50倍の倍率で観察し、それぞれの繊維長と繊維径を計測する。そして、計測された繊維長の平均値を平均繊維長(l)とし、計測された繊維径の平均値を平均繊維径(d)とする。
 繊維状強化材(B)の平均繊維長(l)を平均繊維径(d)で除して得られるアスペクト比(l/d)は、2~20であることが好ましく、4~16であることがより好ましく、7~12であることがさらに好ましく、10超12以下であることが特に好ましい。アスペクト比が2以上であると、成形物に一定以上の強度や剛性を付与しやすい。アスペクト比が20以下であると、繊維状強化材(B)が微分散しやすく、成形物の表面平滑性を高めやすい。
 反射材用ポリエステル樹脂組成物における繊維状強化材(B)の含有割合は、ポリエステル樹脂(A)、繊維状強化材(B)、および白色顔料(C)の合計に対して5~30質量%、好ましくは7~28質量%、より好ましくは10~25質量%である。繊維状強化材(B)の含有割合が5質量%以上であると、成形物に十分な強度を付与でき、かつ成形時などのポリエステル樹脂(A)の熱分解を好ましく抑制しうるので、成形物の初期反射率を高めやすい。繊維状強化材(B)の含有割合が30質量%以下であると、成形性が損なわれにくいだけでなく、繊維状強化材(B)自体が有する色味による反射率の低下も抑制しやすい。
 繊維状強化材(B)の、ポリエステル樹脂(A)に対する含有割合は、好ましくは10~50質量%、より好ましくは15~40質量%でありうる。
 1-3.白色顔料(C)
 本発明の反射材用ポリエステル樹脂組成物に含まれる白色顔料(C)は、樹脂組成物を白色化し、光反射機能を向上できるものであればよい。具体的には、白色顔料(C)は、屈折率が2.0以上であることが好ましい。白色顔料(C)の屈折率の上限値は、例えば4.0でありうる。白色顔料(C)の例には、酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、鉛白、硫酸亜鉛、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、酸化アルミナなどが挙げられる。これらの白色顔料(C)は、一種を単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。
 なかでも、酸化チタンが好ましい。白色顔料(C)として酸化チタンを含む反射材用ポリエステル樹脂組成物の成形物は、反射率や隠蔽性などが高いからである。酸化チタンは、ルチル型が好ましい。酸化チタンの平均粒子径は、0.1~0.5μmであることが好ましく、より好ましくは0.15~0.3μmである。
 白色顔料(C)は、シランカップリング剤あるいはチタンカップリング剤などで処理されたものでもありうる。例えば、白色顔料(C)は、ビニルトリエトキシシラン、2-アミノプロピルトリエトキシシラン、2-グリシドキシプロピルトリエトキシシランなどのシラン系化合物で表面処理されていてもよい。
 白色顔料(C)は、反射率を均一化させるためなどから、アスペクト比の小さい、すなわち球状に近いものが好ましい。
 反射材用ポリエステル樹脂組成物における白色顔料(C)の含有割合は、ポリエステル樹脂(A)、繊維状強化材(B)、および白色顔料(C)の合計に対して5~50質量%、好ましくは10~50質量%、より好ましくは10~40質量%、さらに好ましくは10~30質量%である。白色顔料(C)の含有割合が5質量%以上であると、十分な白色度が得られやすく、かつ成形物の反射率を高めやすい。白色顔料(C)の含有割合が50質量%以下であると、成形性が損なわれにくい。特に、繊維状強化材(B)の平均繊維長(l)を一定以下とすることで、高い反射率を得ることができるので、白色顔料(C)の含有割合を従来よりも少なくすることができる。
 白色顔料(C)の、ポリエステル樹脂(A)に対する含有割合は、好ましくは20~70質量%、より好ましくは35~65質量%でありうる。
 1-4.その他の成分(D)
 本発明の反射材用ポリエステル樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、用途に応じて、任意の成分、例えば、酸化防止剤(フェノール系類、アミン類、イオウ類、リン類等)、耐熱安定剤(ラクトン化合物、ビタミンE類、ハイドロキノン類、ハロゲン化銅、ヨウ素化合物等)、光安定剤(ベンゾトリアゾール類、トリアジン類、ベンゾフェノン類、ベンゾエート類、ヒンダードアミン類、オギザニリド類等)、他の重合体(ポリオレフィン類、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・1-ブテン共重合体等のオレフィン共重合体、プロピレン・1-ブテン共重合体等のオレフィン共重合体、ポリスチレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリスルフォン、ポリフェニレンオキシド、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、LCP等)、難燃剤(臭素系、塩素系、リン系、アンチモン系、無機系等)蛍光増白剤、可塑剤、増粘剤、帯電防止剤、離型剤、顔料、結晶核剤、種々公知の配合剤などを含んでもよい。
 なかでも、本発明の反射材用ポリエステル樹脂組成物は、酸化防止剤を含むことが好ましく、その好ましい例には、ペンタエリトリトールテトラキス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオナート]や、下記式(1)で表される化合物などのヒンダードフェノール類やP(OR)構造(Rはアルキル基、アルキレン基、アリール基、アリーレン基など)を有するリン類などが含まれる。これらの酸化防止剤は、高温雰囲気下(特に、リフローはんだ工程のように250℃を超える条件下)において、ポリエステル樹脂(A)の分解反応を抑制し、樹脂組成物の変色を抑制しやすいからである。中でも、下記式(1)で表される化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 一般式(1)のXは、有機基を示す。有機基Xは、炭素原子数1~20の置換または未置換のアルキル基、置換または未置換のシクロヘキシル基、あるいは炭素原子数6~20の置換または未置換のアリール基である。炭素原子数1~20の置換または未置換のアルキル基の例には、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-オクチル基、n-テトラデシル基、n-ヘキサデシル基などが含まれる。炭素原子数6~20の置換または未置換のアリール基の例には、2,4-ジ-t-ブチルフェニル基、2,4-ジ-t-ペンチルフェニル基などが含まれる。アルキル基、シクロヘキシル基およびアリール基が有しうる置換基は、炭素原子数1~12のアルキル基、炭素原子数6~12のアリール基、ヒドロキシ基、メトキシ基、およびオキサジアゾール基からなる群より選ばれることが好ましい。
 一般式(1)で表される化合物の例には、以下のものが含まれる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 酸化防止剤は、ポリエステル樹脂(A)を含む樹脂成分の合計(好ましくはポリエステル樹脂(A))に対して10質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であるより好ましく、1質量%以下であることがさらに好ましい。
 本発明の反射材用ポリエステル樹脂組成物を他の成分と組み合わせて使用する場合、前記添加剤の選択が重要になる場合がある。例えば、組合せ使用する他の成分が触媒などを含む場合、前記添加剤に触媒毒になる成分や元素が含まれている化合物は避けることが好ましい。避けた方が好ましい添加剤としては、例えば、硫黄などを含む化合物等が挙げられる。
 1-5.物性
 (流動性)
 本発明の反射材用ポリエステル樹脂組成物は、良好な成形性を有しうる。具体的には、反射材用ポリエステル樹脂組成物を下記条件で射出成形したときの流動長が、30mm以上であることが好ましく、31mm以上であることがより好ましい。
 射出成形装置:(株)ソディック プラステック、ツパールTR40S3A
 射出設定圧力:2000kg・cm
 シリンダー設定温度:融点+10℃
 金型温度:30℃
 本発明の反射材用ポリエステル樹脂組成物の流動性は、繊維状強化材(B)や白色顔料(C)の含有量や、繊維状強化材(B)の平均繊維長(l)またはアスペクト比(l/d)によって調整されうる。流動性を高めるためには、例えば繊維状強化材(B)や白色顔料(C)の含有割合を一定以下としたり、繊維状強化材(B)の平均繊維長(l)やアスペクト比(l/d)を一定以下としたりすればよい。
 2.反射材用ポリエステル樹脂組成物の製造方法
 本発明の反射材用ポリエステル樹脂組成物は、上記の各成分を、公知の方法、例えばヘンシェルミキサー、Vブレンダー、リボンブレンダー、タンブラーブレンダーなどで混合する方法、あるいは混合後さらに一軸押出機、多軸押出機、ニーダー、バンバリーミキサーなどで溶融混練後、造粒あるいは粉砕する方法により製造することができる。
 本発明の反射材用ポリエステル樹脂組成物は、好ましくは上記各成分を一軸押出機や多軸押出機などで混合後、溶融混練し、造粒あるいは粉砕して得られるペレットなどのコンパウンドでありうる。コンパウンドは、成形用材料として好ましく用いられる。溶融混練は、ポリエステル樹脂(A)の融点より5~30℃高い温度で行うことが好ましい。溶融混練温度の好ましい下限値は、255℃、より好ましくは275℃とすることができ、好ましい上限値は、360℃、より好ましくは340℃とすることができる。
 3.反射板
 本発明の反射板は、本発明の反射材用ポリエステル樹脂組成物の成形物でありうる。
 本発明の反射材用ポリエステル樹脂組成物の成形物中の繊維状強化材(B)の平均繊維長(l)、平均繊維長(d)およびアスペクト比(l/d)の範囲は、反射材用ポリエステル樹脂組成物中の繊維状強化材(B)の平均繊維長(l)や平均繊維径(d)と同じ範囲でありうる。
 成形物中の繊維状強化材(B)の平均繊維長(l)および平均繊維径(d)は、前述と同様にして測定されうる。即ち、
 1)成形物を、ヘキサフルオロイソプロパノール/クロロホルム溶液(0.1/0.9体積%)に溶解させた後、濾過して得られる濾過物を採取する。
 2)前記1)で得られた濾過物のうち任意の100本の繊維状強化材(B)を、走査型電子顕微鏡(日立社製S-4800)を用いて50倍の倍率で観測し、それぞれの繊維長と繊維径を計測する。計測された繊維長の平均値を、成形物中の繊維状強化材(B)の平均繊維長(l)とし;計測された繊維径の平均値を、成形物中の繊維状強化材(B)の平均繊維径(d)とする。
 本発明の反射材用ポリエステル樹脂組成物の成形物は、反射板として良好に機能させる観点から、波長450nmの光の反射率が90%以上であることが好ましく、94%以上であることがより好ましい。反射率は、コニカミノルタ社製CM3500dを用いて測定することができる。測定時の成形物の厚みは、0.5mmとしうる。初期の反射率を一定以上とするためには、成形時などのポリエステル樹脂(A)の熱分解を抑制することが好ましく、繊維状強化材(B)の平均繊維長(l)を一定以下とすることがより好ましい。
 本発明の反射材用ポリエステル樹脂組成物の成形物は、熱や光を受けても反射率の低下が少ないことが好ましい。具体的には、当該成形物の、150℃で168時間加熱後に測定される波長450nmの光の反射率は、例えば90%以上、好ましくは93%以上でありうる。当該成形物の、紫外線を16mW/cmで500時間照射後に測定される波長450nmの光の反射率は、例えば80%以上、好ましくは87%以上でありうる。測定時の成形物の厚みは、0.5mmとしうる。当該成形物を170℃で2時間保存した後、表面温度が260℃となる条件でリフローはんだを行った後の当該成形物の光の反射率は、例えば89%以上、好ましくは91%以上でありうる。
 本発明の反射板は、少なくとも光を反射させる面を有するケーシングやハウジングなどでありうる。光を反射させる面は、平面、曲面または球面でありうる。例えば、反射板は、箱状または函状、漏斗状、お椀形状、パラボラ形状、円柱状、円錐状、ハニカム状などの形状の反射面を有する成形物でありうる。
 本発明の反射板は、有機ELや発光ダイオード(LED)などの各種光源の反射板として用いられる。なかでも、発光ダイオード(LED)の反射板として用いられることが好ましく、表面実装に対応した発光ダイオード(LED)の反射板として用いられることがより好ましい。
 本発明の反射板は、本発明の反射材用ポリエステル樹脂組成物を、射出成形、特にフープ成形等の金属のインサート成形、溶融成形、押出し成形、インフレーション成形、ブロー成形等の加熱成形により、所望の形状に賦形することによって得ることができる。
 本発明の反射材用ポリエステル樹脂組成物は、繊維状強化材(B)の平均繊維長(l)が一定以下であるため、樹脂組成物の製造時や成形時にポリエステル樹脂(A)中に繊維状強化材(B)が微分散しうる。その結果、樹脂組成物の製造時や成形時にポリエステル樹脂(A)の熱分解を抑制でき、変色が少なく、高い反射率を有する反射板を得ることができる。
 本発明の反射板を備えたLEDパッケージは、例えば基板上に成形された、LEDを搭載するための空間を有するハウジング部と、当該空間に搭載されたLEDと、LEDを封止する透明な封止部材とを有しうる。このようなLEDパッケージは、1)基板上に反射板を成形してハウジング部を得る工程と;2)ハウジング部内にLEDを配置し、LEDと基板とを電気的に接続する工程と;3)LEDを封止剤で封止する工程とを経て製造されうる。
 封止工程では、封止剤を熱硬化させるために100~200℃の温度で加熱する。さらに、LEDパッケージをプリント基板に実装する際のリフローはんだ工程では、LEDパッケージが250℃以上もの高温に曝される。本発明の反射板は、前述の反射材用ポリエステル樹脂組成物の成形物であることから、これらの工程で高温の熱に曝されても高い反射率を維持しうる。もちろん、使用環境下でLEDから発生する可視光や紫外光などの光や熱を長時間受けても、高い反射率を維持しうる。
 本発明の反射板は、種々の用途に用いることができ、例えば各種電気電子部品、室内照明、屋外照明、自動車照明などの反射板として用いることができる。
 以下において、実施例を参照して本発明を説明する。実施例によって、本発明の範囲は限定して解釈されない。
 1.材料の調製
 <ポリエステル樹脂(A)>
 以下の方法で、ポリエステル樹脂(A)を調製した。
 ジメチルテレフタレートl06.2質量部と、1,4-シクロヘキサンジメタノール(シス/トランス比:30/70)(東京化成工業社製)94.6質量部とを混合した。当該混合物に、テトラブチルチタネート0.0037質量部を加え、150℃から300℃まで3時間30分かけて昇温し、エステル交換反応をさせた。
 前記エステル交換反応終了時に、1,4-シクロヘキサンジメタノールに溶解した酢酸マグネシウム・四水塩0.066質量部を加え、引き続きテトラブチルチタネート0.1027質量部を導入して重縮合反応を行った。重縮合反応は常圧から1Torrまで85分かけて徐々に減圧し、同時に所定の重合温度300℃まで昇温した。温度と圧力を保持したまま撹拌を続け、所定の撹拌トルクに到達した時点で反応を終了させた。その後、得られた重合体を取り出し、260℃、1Torr以下で3時間固相重合させてポリエステル樹脂(A)を得た。
 得られたポリエステル樹脂(A)の極限粘度[η]は0.6dl/gであり、融点は290℃であった。極限粘度[η]と融点は、以下の方法で測定した。
 (極限粘度)
 得られたポリエステル樹脂(A)を、フェノールとテトラクロロエタンの50/50質量%の混合溶媒に溶解して試料溶液とした。得られた試料溶液の流下秒数を、ウベローデ粘度計を用いて25℃±0.05℃の条件下で測定し、下記式に当てはめて極限粘度[η]を算出した。
 [η]=ηSP/[C(1+kηSP)]
 [η]:極限粘度(dl/g)
 ηSP:比粘度
 C:試料濃度(g/dl)
 t:試料溶液の流下秒数(秒)
 t0:溶媒の流下秒数(秒)
 k:定数(溶液濃度の異なるサンプル(3点以上)の比粘度を測定し、横軸に溶液濃度、縦軸にηsp/Cをプロットして求めた傾き)
 ηSP=(t-t0)/t0
 (融点)
 ポリエステル樹脂(A)の融点の測定は、JIS-K7121に準じて行った。具体的には、測定装置としてX-DSC7000(SII社製)を準備した。これに、ポリエステル樹脂(A)の試料を封入したDSC測定用パンをセットし、窒素雰囲気下で、昇温速度10℃/分で、320℃まで昇温し、その温度で5分間保持した後、10℃/分の降温測定で30℃まで降温させた。そして、昇温時の吸熱ピークのピークトップの温度を「融点」とした。
 <繊維状強化材(B)>
 (B-1)ワラストナイト:巴工業(株)社製NYGLOS 4W(平均繊維長50μm、平均繊維径4.5μm、アスペクト比11)
 (B-2)ワラストナイト:巴工業(株)社製NYGLOS 8(平均繊維長136μm、平均繊維径8μm、アスペクト比17)
 (B-3)ガラス繊維:セントラルグラスファイバー(株)社製ミルドファイバーEFDE50-01(平均繊維長50μm、平均繊維径6μm、アスペクト比8)
 <比較用強化材>
 (R-1)ワラストナイト:巴工業(株)社製NYAD G(平均繊維長600μm、平均繊維径40μm、アスペクト比15)
 (R-2)ガラス繊維:日本電気硝子(株)製ECS03T-790DE(平均繊維長3mm、平均直径(平均繊維径)6μm、アスペクト比500)
 原料としての繊維状強化材(B)および比較用強化材の平均繊維長および平均繊維径は、以下のように測定した。即ち、繊維状強化材(B)のうち任意の100本の繊維長と繊維径を、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて50倍でそれぞれ計測した。そして、得られた繊維長の平均値を平均繊維長とし、得られた繊維径の平均値を平均繊維径とした。アスペクト比=平均繊維長/平均繊維径として求めた。
 <白色顔料(C)>
 酸化チタン(粉末状、平均粒径*b0.21μm)
 *b:酸化チタンの平均粒径は、透過型電子顕微鏡写真をもとに画像回折装置(ルーゼックスIIIU)にて画像解析して求めた。
 <酸化防止剤(D)>
 (D-1)Irganox1010(BASF社製):ペンタエリトリトールテトラキス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオナート]
 (D-2)KEMISORB114(ケミプロ化成(株):下記式で表される化合物
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 2.反射材用ポリエステル樹脂組成物の作製
 [実施例1]
 ポリエステル樹脂(A)として上記調製した重合体54.5質量部、繊維状強化材(B)として(B-1)ワラストナイト10質量部、白色顔料(C)として上記酸化チタン35質量部、および酸化防止剤(D)として(D-1)Irganox1010(BASF社製)0.5質量部を、タンブラーブレンダーを用いて混合した。得られた混合物を、二軸押出機((株)日本製鋼所製 TEX30α)にてシリンダー温度300℃で原料を溶融混錬した後、ストランド状に押出した。押出物を水槽で冷却後、ペレタイザーでストランドを引き取り、カットして、ペレット状の反射材用ポリエステル樹脂組成物を得た。コンパウンド性は良好であることを確認できた。
 [実施例2~5、および比較例1~4]
 表1又は2に示す組成比率に変更した以外は実施例1と同様にしてペレット状のポリエステル樹脂組成物を得た。
 各実施例および各比較例で得られたポリエステル樹脂組成物の、成形物の各種反射率、および流動性を以下の方法で評価した。
 <反射率>
 (初期反射率)
 得られたペレット状のポリエステル樹脂組成物を、下記の成形機を用いて、下記の成形条件で射出成形して、長さ30mm、幅30mm、厚さ0.5mmの試験片を調製した。得られた試験片を、ミノルタ(株)CM3500dを用いて、波長領域360nm~740nmの反射率を求めた。450nmの反射率を代表値として初期反射率とした。
 成形機: 住友重機械工業(株)社製、SE50DU
 シリンダー温度:融点(Tm)+10℃、
 金型温度:150℃
 (リフロー試験後の反射率)
 初期反射率を測定した試料片を、170℃のオーブンに2時間放置した。次いで、この試料片を、エアーリフローはんだ装置(エイテックテクトロン(株)製AIS-20-82-C)を用いて、試料片の表面温度が260℃となり、その温度を20秒保持する温度プロファイルの熱処理(リフローはんだ工程と同様の熱処理)を施した。この試料片を徐冷後、初期反射率と同様の方法で反射率を測定し、リフロー試験後の反射率とした。
 (加熱後の反射率)
 初期反射率を測定した試験片を、150℃のオーブンに168時間放置した。その後、得られた試料片の反射率を、初期反射率と同様の方法で測定し、加熱後の反射率とした。
 (紫外線照射後の反射率)
 初期反射率を測定した試験片を、下記の紫外線照射装置に500時間放置した。その後、得られた試料片の反射率を、初期反射率と同様の方法で測定し、紫外線照射後の反射率とした。
 紫外線照射装置: ダイプラ・ウィンテス(株) スーパーウィンミニ
 出力: 16mW/cm
 <流動性>
 得られたペレット状のポリエステル樹脂組成物を、幅10mm、厚み0.5mmのバーフロー金型を用いて、以下の条件で射出成形し、金型内の樹脂の流動長(mm)を測定した。
 射出成形機:(株)ソディック プラステック、ツパールTR40S3A
 射出設定圧力:2000kg/cm
 シリンダー設定温度:融点(Tm)+10℃
 金型温度:30℃
 <表面平滑性>
 初期反射率を測定した試験片の表面を目視で観察し、表面平滑性を以下の基準により評価した。
 A:表面に引っ掛かりがなく滑らか
 B:表面に引っ掛かりがあり、滑らかでない
 さらに、実施例1~5及び比較例1~3について、ペレット状のポリエステル樹脂組成物中および成形物中の繊維状強化材(B)の平均繊維長・平均繊維径の測定、および当該樹脂組成物と成形物のSEM観察を行った。
 <樹脂組成物中および成形物中における、繊維状強化材(B)の平均繊維長(l)・平均繊維径(d)の測定>
 (A)ペレット状のポリエステル樹脂組成物
 1)実施例1および3で得られたペレット状のポリエステル樹脂組成物を、ヘキサフルオロイソプロパノール/クロロホルム溶液(0.1/0.9体積%)に溶解させて、濾過物を採取した。
 2)得られた濾過物のうち任意の100本の繊維状強化材(B)を、走査型電子顕微鏡(日立社製S-4800)にて50倍の倍率で観察し、それぞれの繊維長と繊維径を計測した。そして、計測された繊維長の平均値を「樹脂組成物中の平均繊維長(l)」とし;計測された繊維径の平均値を「樹脂組成物中の平均繊維径(d)」とした。
 (B)成形物
 実施例1および3で得られたペレット状のポリエステル樹脂組成物を、下記の成形機を用いて下記の成形条件で射出成形して、長さ30mm、幅30mm、厚さ0.5mmの試験片を調製した。
 成形機:住友重機械工業(株)社製、SE50DU
 シリンダー温度:融点(Tm)+10℃、
 金型温度:150℃
 得られた試験片を、上記(A)の1)と同様に、ヘキサフルオロイソプロパノール/クロロホルム溶液(0.1/0.9体積%)に溶解させて、濾過物を採取した。次いで、上記(A)の2)と同様に、当該採取した濾過物のうち任意の100本の繊維状強化材(B)の繊維長および繊維径をそれぞれ計測した。そして、計測された繊維長の平均値を「成形物中の平均繊維長(l)」とし;計測された繊維径の平均値を「成形物中の平均繊維径(d)」とした。
 <SEM観察>
 実施例1および比較例1で得られたペレット状のポリエステル樹脂組成物の一部と、その成形物の一部とを、それぞれアルゴンイオンビーム加工にて切り出して、走査型電子顕微鏡(日立社製S-4800)にて観察した。成形物としては、前述の成形物中の繊維状強化材(B)の平均繊維長および平均繊維径の測定に用いた試験片を用いた。実施例1のペレット状のポリエステル樹脂組成物のSEM写真を図1Aに示し;その成形物のSEM写真を図1Bに示す。比較例1のペレット状のポリエステル樹脂組成物のSEM写真を図2Aに示し;その成形物のSEM写真を図2Bに示す。
 実施例1~5の評価結果を表1に示し、比較例1~4の評価結果を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 表1および2に示されるように、実施例1~5の組成物は、比較例1および3の組成物よりも、初期反射率が高いことがわかる。これは、実施例1~5の組成物は、原料として、比較例1および3よりも平均繊維長が短い繊維状強化材(B)を用いたことで、ペレット製造時または成形時にポリエステル樹脂(A)中に繊維状強化材(B)を微分散させることができ、ポリエステル樹脂(A)が受ける余分な応力を低減し、ポリエステル樹脂(A)の熱分解を抑制できたためであると考えられる。
 さらに、実施例1~5の組成物は、加熱後の反射率の低下と紫外線照射後の反射率の低下が、いずれも比較例1と同等かそれよりも少ないことがわかる。このことから、本発明の反射板は、熱や光による劣化も少ないことがわかる。
 さらに、ワラストナイト(B-1)を用いた実施例1の組成物は、ワラストナイト(B-2)を用いた実施例2の組成物よりも初期および加熱後の反射率がいずれも高い傾向があることがわかる。また、ワラストナイト(B-1)を用いた実施例1および3の組成物は、繊維状強化材(B)を含まない比較例4の組成物よりも、白色顔料(C)の含有割合が少ないにも係わらず、初期および加熱後または光照射後の反射率が高いことがわかる。
 一方で、ワラストナイト(B-1)の含有割合が多すぎる比較例2の組成物は、実施例3の組成物よりも初期反射率が低く、成形性も低下することがわかる。
 実施例の組成物では、比較例の組成物よりも繊維状強化材(B)の分散状態が極めて良好であることが図1と図2との対比によっても示される。即ち、実施例1のペレット状のポリエステル樹脂組成物のSEM写真(図1A)、およびその成形物のSEM写真(図1B)から示されるように、実施例1の繊維状強化材(B)が樹脂中に均一に微分散していることがわかる。また、これらの対比から、繊維状強化材(B)の繊維長は、成形前後でほとんど変化しないことがわかる。これに対して、比較例1のペレット状のポリエステル樹脂組成物のSEM写真(図2A)、およびその成形物のSEM写真(図2B)から示されるように、比較例1の繊維状強化材(B)が樹脂中に不均一に分散しているだけでなく、繊維状強化材(B)と樹脂との間にボイド(隙間)が生じていることがわかる。
 また、ポリエステル樹脂(A)とワラストナイト35質量%とを含む比較例2の組成物は、成形物の表面平滑性がAと高いのに対し;本発明者らが独自に実施したポリアミド樹脂とワラストナイト35質量%とを含む組成物は、成形物の表面平滑性がBと低かった。これらのことから、ポリエステル樹脂(A)とワラストナイトとの組み合わせは、ポリアミド樹脂とワラストナイトとの組み合わせよりも、成形物の表面平滑性を高められることを確認した。また、ポリエステル樹脂(A)は、本発明者らが独自に実施したポリアミド樹脂よりも、成形物の反射率も高いことを確認した。これは、ポリアミド樹脂は、加熱、光照射によって変色が生じることがあり、それにより反射率が低下したためと考えられる。この変色は、ポリアミド樹脂の末端アミノ基や、アミド結合由来によると推察される。
 本出願は、2014年6月30日出願の特願2014-135027に基づく優先権を主張する。当該出願明細書および図面に記載された内容は、すべて本願明細書に援用される。
 本発明の反射材用ポリエステル樹脂組成物は、成形物の反射率が高く、かつLEDパッケージの製造工程やLEDパッケージの実装時のリフローはんだ工程などの熱に曝されたり、使用環境下で光源から生じる熱や光に曝されたりしても、反射率の低下が少ない成形物を提供することができる。

Claims (9)

  1.  示差走査熱量計(DSC)で測定した融点(Tm)もしくはガラス転移温度(Tg)が250℃以上であるポリエステル樹脂(A)30~80質量%と、
     平均繊維長(l)が2~300μmであり、平均繊維径(d)が0.05~18μmであり、かつ前記平均繊維長(l)を前記平均繊維径(d)で除して得られるアスペクト比(l/d)が2~20である繊維状強化材(B)5~30質量%と、
     白色顔料(C)5~50質量%とを含む(ただし、(A)、(B)および(C)の合計は100質量%である)、反射材用ポリエステル樹脂組成物。
  2.  前記繊維状強化材(B)の前記平均繊維長(l)が8~100μmであり、前記平均繊維径(d)が2~6μmであり、かつ前記アスペクト比(l/d)が4~16である、請求項1に記載の反射材用ポリエステル樹脂組成物。
  3.  前記ポリエステル樹脂(A)が、
     テレフタル酸から誘導されるジカルボン酸成分単位30~100モル%、テレフタル酸以外の芳香族ジカルボン酸成分単位0~70モル%を含むジカルボン酸成分単位(a1)と、
     炭素原子数4~20の脂環族ジアルコール成分単位および/または脂肪族ジアルコール成分単位を含むジアルコール成分単位(a2)と、を含む、請求項1または2に記載の反射材用ポリエステル樹脂組成物。
  4.  前記脂環族ジアルコール成分単位が、シクロヘキサン骨格を有する、請求項3に記載の反射材用ポリエステル樹脂組成物。
  5.  前記ジアルコール成分単位(a2)が、シクロヘキサンジメタノール成分単位30~100モル%、前記脂肪族ジアルコール成分単位0~70モル%を含む、請求項3または4に記載の反射材用ポリエステル樹脂組成物。
  6.  前記繊維状強化材(B)がワラストナイトである、請求項1~5のいずれか一項に記載の反射材用ポリエステル樹脂組成物。
  7.  前記白色顔料(C)の含有量が、前記(A)、前記(B)および前記(C)の合計に対して10~40質量%である、請求項1~6のいずれか一項に記載の反射材用ポリエステル樹脂組成物。
  8.  請求項1~7のいずれか一項に記載の反射材用ポリエステル樹脂組成物を成形して得られる、反射板。
  9.  発光ダイオード素子用の反射板である、請求項8に記載の反射板。
     
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