JP2007231034A

JP2007231034A - 筐体用材料

Info

Publication number: JP2007231034A
Application number: JP2006050709A
Authority: JP
Inventors: Takamitsu Nakamura; 貴光中村
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2006-02-27
Filing date: 2006-02-27
Publication date: 2007-09-13

Abstract

【課題】耐熱性及び剛性の向上、並びに、難燃性の向上の両立を図れる筐体用材料を提供する。
【解決手段】天然繊維（ケナフ繊維）に難燃剤（ポリホウ酸ナトリウム）を含浸させる。この含浸物が、難燃性を有する強化材として働く。この含浸物を、充填材、結晶核材と共に、植物性樹脂（ポリ乳酸樹脂）に混練配合する。このような材料を適切な配合割合にて混練してペレット化することにより、高い耐熱性及び剛性と高い難燃性とを併せ持った筐体用の材料を得る。
【選択図】図１

Description

本発明は、家電機器、電子機器などの製品に使用される筐体の材料に関する。

家電機器、電子機器用の筐体の材料として、環境負荷の低減、天然資源の有効利用の観点から、トウモロコシ、イモ類から作られる植物性樹脂の使用が注目され始めている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、植物性樹脂単体を電子機器などの筐体に適用した場合には、耐熱性、剛性、難燃性が不足するという問題がある。

そこで、これらの物性を向上するために、リン系難燃剤を植物性樹脂に添加する方法、または、ガラス繊維などを植物性樹脂に配合する方法が行われている。
特開２００５−１０５２４５号公報

リン系難燃剤を添加する前者の方法では、難燃性の向上は図れるが、耐熱性及び剛性は低下する。一方、ガラス繊維を配合する後者の方法では、耐熱性及び剛性の向上は図れるが、難燃性は低下する。このように、何れの方法も、耐熱性及び剛性の向上、難燃性の向上を両立できない。その結果、植物性樹脂の使用は、耐熱性及び剛性、または、難燃性を必要としない小部品などへの適用に限られてしまって、植物性樹脂の使用による環境負荷の低減効果を十分に発揮できないという問題がある。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、耐熱性及び剛性の向上、並びに、難燃性の向上の両立を図れる筐体用材料を提供することを目的とする。

本発明に係る筐体用材料は、難燃剤を含浸させた天然繊維と、少なくとも植物性樹脂とを混練させてあることを特徴とする。

本発明の筐体用材料にあっては、難燃剤を含浸させた天然繊維と、少なくとも植物性樹脂とを混練させてあり、必要に応じて筐体の成形性を得るために充填材、結晶核材も混練させている。よって、高い耐熱性及び剛性と、高い難燃性とを併せて実現できる。

本発明に係る筐体用材料は、前記難燃剤を含浸させた天然繊維の割合が２０〜２５重量％であることを特徴とする。

本発明の筐体用材料にあっては、難燃剤を含浸させた天然繊維の割合を２０〜２５重量％とすることが好ましく、優れた難燃性が得られる。

本発明に係る筐体用材料は、前記天然繊維がケナフ繊維、麻繊維、ジュート繊維からなる群から選ばれた繊維であることを特徴とする。

本発明の筐体用材料にあっては、天然繊維として、ケナフ繊維、麻繊維、ジュート繊維を使用することが好ましく、優れた耐熱性及び剛性が得られる。

本発明に係る筐体用材料は、前記難燃剤がポリホウ酸ナトリウムまたはリン酸エステル系難燃剤であることを特徴とする。

本発明の筐体用材料にあっては、難燃剤として、ポリホウ酸ナトリウム、リン酸エステル系難燃剤を使用することが好ましく、優れた難燃性が得られる。

本発明に係る筐体用材料は、前記植物性樹脂がポリ乳酸樹脂であることを特徴とする。

本発明の筐体用材料にあっては、植物性樹脂として、ポリ乳酸樹脂を使用することが好ましく、筐体の成形性に優れている。

本発明の筐体用材料では、難燃剤を含浸させた天然繊維と、少なくとも植物性樹脂とを混練させるようにしたので、植物性樹脂の難点であった耐熱性、剛性、難燃性の向上を図ることができる。この結果、電子機器などの筐体の素材として、天然資源である植物性樹脂を多量に使用できるようになり、環境負荷の低減効果を大きくすることができる。

以下、本発明の実施の形態について具体的に説明する。但し、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。

植物性樹脂として最も広汎に利用されているポリ乳酸樹脂の物性を改善するためには、他種ポリマーとのアロイ化、添加剤の配合、強化繊維の配合などの手法が考えられる。本発明では、難燃性を有する添加剤を含浸させた強化繊維をポリ乳酸樹脂に配合している。

まず、天然繊維（ケナフ繊維など）に難燃剤（ポリホウ酸ナトリウムなど）を含浸させる。この含浸物が、難燃性を有する強化材として働く。この含浸物を、充填材、結晶核材と共に、植物性樹脂（ポリ乳酸樹脂）に混練配合する。このような材料を適切な配合割合にて混練してペレット化することにより、高い耐熱性及び剛性と高い難燃性とを併せ持った筐体用の材料が得られる。この材料は、ＰＣなどの大型の電子機器の筐体にも使用可能である。

次に、本発明の筐体用材料の具体的な実施例について説明する。バングラデシュ産のケナフ繊維を、ポリホウ酸ナトリウム（ホウ酸としてＨ₃ＢＯ₃、水溶液としてＮａ₂［Ｂ₄Ｏ₅（ＯＨ）₄］・８Ｈ₂Ｏ）に含浸させる。これにより、ケナフ繊維に難燃性が付与される。

その後、その含浸物を５ｍｍにカットしたものを強化材として用い、充填材としてのタルク（ＬＳ−４０２：宇部マテリアルズ製）、結晶核材としてのポリエチレングリコール（エマノーン３２９９：花王製）と共に、植物性樹脂としてのポリ乳酸樹脂（ＬＡＣＥＡＨ−１００Ｊ：三井化学製）に配合する。

この配合には、二軸押出混練機を用い、含浸物はサイドフィーダによって混入させてケナフ繊維の折損を防止する。得られた混練物をペレタイザによってペレット状に加工し、射出成形の材料として用いる。

次に、本発明の筐体用材料における物性について説明する。ポリホウ酸ナトリウムを含浸させたケナフ繊維（ホウ酸含浸ケナフ）の配合割合を変化させて、本発明による６種類の筐体用材料を作成した。この６種類の筐体用材料（実施例１〜６）における配合割合を図１に示す。一方、比較例１として、ポリ乳酸樹脂単体で筐体用材料を作成した。また、比較例２として、図１に示すように、ホウ酸含浸ケナフの代わりにリン酸エステルを配合した筐体用材料を作成した。

これらの実施例１〜６、比較例１及び比較例２について、物性の評価を行った。その評価結果を図２に示す。物性として、曲げ強度、曲げ弾性率、アイゾット衝撃強度、熱変形温度、難燃性について評価した。なお、難燃性の評価結果は、アメリカのＵＬ規格に基づいたものであり、「Ｖ−１」は「ＨＢ」に比べてより燃えにくいことを表している。

ポリ乳酸樹脂単体で作成した筐体用材料（比較例１）では、曲げ特性、耐衝撃性、耐熱性、難燃性が何れも低いことが分かる。リン酸エステルを配合して作成した筐体用材料（比較例２）では、難燃性は優れているものの、曲げ特性、耐衝撃性、耐熱性は劣っている。

これに対して、本発明の実施例１〜６では、曲げ特性、耐衝撃性、耐熱性、難燃性の全ての物性が、比較例１に比べて大幅に向上している。よって、実施例１〜６は、電子機器の筐体に求められる高い耐熱性及び剛性と高い難燃性とを両立できる材料である。なお、ホウ酸含浸ケナフの配合割合が２０重量％（実施例４）、２５重量％（実施例５）である筐体用材料は、他の実施例より難燃性に優れており、ホウ酸含浸ケナフの配合割合は２０〜２５重量％が好ましいことが分かる。

なお、上述した実施の形態では、天然繊維としてケナフ繊維を用いることとしたが、麻繊維、ジュート繊維など、他の天然繊維を使用しても良い。また、難燃剤としてポリホウ酸ナトリウムを用いたが、リン酸エステル系難燃剤を使用しても同様の効果を奏する。

本発明の実施例及び比較例における配合割合を示す図表である。本発明の実施例及び比較例についての物性の評価結果を示す図表である。

Claims

難燃剤を含浸させた天然繊維と、少なくとも植物性樹脂とを混練させてあることを特徴とする筐体用材料。
前記難燃剤を含浸させた天然繊維の割合は、２０〜２５重量％であることを特徴とする請求項１記載の筐体用材料。
前記天然繊維は、ケナフ繊維、麻繊維、ジュート繊維からなる群から選ばれた繊維であることを特徴とする請求項１または２記載の筐体用材料。
前記難燃剤は、ポリホウ酸ナトリウムまたはリン酸エステル系難燃剤であることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の筐体用材料。
前記植物性樹脂は、ポリ乳酸樹脂であることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の筐体用材料。