JP2011001394A - 携帯情報端末用キートップ。 - Google Patents

Abstract

【構成】粘度平均分子量が１３０００〜１８０００の直鎖ポリカーボネート樹脂（Ａ）３５〜８５重量％および分岐ポリカーボネート樹脂（Ｂ）１５〜６５重量％からなる樹脂成分１００重量部およびガラス繊維（Ｃ）０．１重量部以上〜１．０重量部未満からなる樹脂組成物を成形してなることを特徴とする携帯情報端末用キートップ。
【効果】本発明の携帯情報端末用キートップは、優れた透明性、耐衝撃性、打鍵強度および生産性を有している。そのため、薄肉化・軽量化が求められる携帯電話用のキートップとして好適に使用できる。
【選択図】 なし

Description

本発明は、携帯電話等の携帯情報端末用キートップに関する。さらに詳しくは、直鎖ポリカーボネート樹脂および分岐ポリカーボネート樹脂からなる樹脂成分とガラス繊維とからなる組成物を成形してなる、耐打鍵強度、透明性および生産性に優れた携帯情報端末用キートップに関する。

ポリカーボネート樹脂は、透明性、耐衝撃性、耐熱性などに優れた熱可塑性樹脂であり、電気、電子、機械、自動車などの分野に広く用いられている。中でも透明性と耐衝撃性を活かして、携帯電話の数字等が表示されているキーの被押圧部（キートップ）をなす部材の樹脂材料として用いられている。

しかしながら、最近の携帯電話は薄肉化および軽量化がすすんでおり、これに伴い携帯電話用キートップの薄肉化が強く求められている。かかる要求を満足するためには、薄肉化されたキートップを射出成形で製造する際の良好な流動性とキートップの打鍵強度を薄肉化されても維持する必要がある。

ポリカーボネート樹脂の流動性を上げる方法としては、分子量を低くすることにより流動性を向上させることは可能であるが、打鍵強度の低下を招き課題を残す。
また、打鍵強度を向上させるには分子量を高くすることで可能であるが、流動性が劣るために薄肉化されたキートップの成形品を得るには困難を伴い、著しい生産性の悪化を招くという問題があった。

直鎖ポリカーボネート樹脂と分岐ポリカーボネート樹脂からなる樹脂組成物に関しては、既に知られており（特許文献１および特許文献２）、これらは押出成形、ブロー成形、真空成形において優れた成形性を示すことが開示されている。しかしながら、薄肉化されたキートップの射出成形法による製造において、直鎖ポリカーボネート樹脂と分岐ポリカーボネート樹脂からなる樹脂組成物を用いることで当該キートップの打鍵強度が著しく改良されることは知られていない。

特開平３−２８１５６７号公報 特開平５−２９５２４６号公報

一方、ポリカーボネート樹脂にガラス繊維等のフィラーを添加することにより、高い剛性を得ることは古くから知られており、実用的には５〜４０重量％のガラス繊維を配合した樹脂組成物は多くの用途で使用されている。また、高屈折率のガラス繊維を用いることで透明性を改良できることも公知であり、近年更に第三成分として可塑剤、カプロラクトン等を配合することが開示されている。（特許文献３および特許文献４）しかしながら、薄肉化されたキートップの製造において、ガラス繊維含有量が１重量％未満のポリカーボネート樹脂組成物を用いることで当該キートップの打鍵強度が著しく改良されることは知られていない。

特開２００２−２０６１０号公報 特開平９-１６５５０６号公報

このように、透明性、耐衝撃性、打鍵強度および生産性に優れた携帯情報端末用キートップの開発が望まれていた。

本発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討を行った結果、直鎖ポリカーボネート樹脂の分子量を特定範囲に調節し、さらに携帯情報端末用キートップの打鍵強度を改良するために分岐ポリカーボネート樹脂およびガラス繊維を当該直鎖ポリカーボネート樹脂に配合することにより、透明性はもとより流動性を維持しつつ打鍵強度を飛躍的に向上させることができることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、粘度平均分子量が１３０００〜１８０００の直鎖ポリカーボネート樹脂（Ａ）３５〜８５重量％および分岐ポリカーボネート樹脂（Ｂ）１５〜６５重量％からなる樹脂成分１００重量部およびガラス繊維（Ｃ）０．１重量部以上〜１．０重量部未満からなる樹脂組成物を成形してなることを特徴とする携帯情報端末用キートップを提供するものである。

なお、携帯情報端末用キートップの打鍵強度の評価に関しては、各種の実用的な評価方法が用いられている。しかしながら、実用性能を代表する比較的簡便な評価方法は一般的に知られていなかった。本発明者は、打鍵強度の評価方法についても検討を行った結果、携帯情報端末用キートップの片面に塗装処理を施し、これを試験片として用いて特定条件下で曲げ試験に行ない当該試験片の破折の有無結果と携帯情報端末用キートップの打鍵強度とが極めてよく対応することも見出した。

本発明の携帯情報端末用キートップは、優れた透明性、耐衝撃性、打鍵強度および生産性を有している。そのため、薄肉化・軽量化が求められる携帯電話用のキートップとして好適に使用できる。

本発明にて使用される直鎖ポリカーボネート樹脂（Ａ）とは、種々のジヒドロキシジアリール化合物とホスゲンとを反応させるホスゲン法、またはジヒドロキシジアリール化合物とジフェニルカーボネートなどの炭酸エステルとを反応させるエステル交換法によって得られる重合体であり、代表的なものとしては、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン（ビスフェノールＡ）から製造された直鎖ポリカーボネート樹脂が挙げられる。

上記ジヒドロキシジアリール化合物としては、ビスフェノールＡの他に、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ブタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）オクタン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）フェニルメタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル−３−メチルフェニル）プロパン、１，１−ビス（４−ヒドロキシ−３−第三ブチルフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３−ブロモフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３、５−ジブロモフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジクロロフェニル）プロパンのようなビス（ヒドロキシアリール）アルカン類、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロペンタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサンのようなビス（ヒドロキシアリール）シクロアルカン類、４，４′−ジヒドロキシジフェニルエーテル、４，４′−ジヒドロキシ−３，３′−ジメチルジフェニルエーテルのようなジヒドロキシジアリールエーテル類、４，４′−ジヒドロキシジフェニルスルフィドのようなジヒドロキシジアリールスルフィド類、４，４′−ジヒドロキシジフェニルスルホキシド、４，４′−ジヒドロキシ−３，３′−ジメチルジフェニルスルホキシドのようなジヒドロキシジアリールスルホキシド類、４，４′−ジヒドロキシジフェニルスルホン、４，４′−ジヒドロキシ−３，３′−ジメチルジフェニルスルホンのようなジヒドロキシジアリールスルホン類等が挙げられる。

これらは、単独または２種類以上混合して使用される。これらの他に、ピペラジン、ジピペリジルハイドロキノン、レゾルシン、４，４′−ジヒドロキシジフェニル等を混合して使用してもよい。

本発明にて使用される分岐ポリカーボネート樹脂（Ｂ）は、上記の直鎖ポリカーボネート樹脂の製造において、さらに分岐剤として３価以上のフェノール化合物を０．５〜２．５モル％添加することにより得られる。

３価以上のフェノールとしては、フロログルシン、４，６−ジメチル−２，４，６−トリ−（４−ヒドロキシフェニル）−ヘプテン、２，４，６−ジメチル−２，４，６−トリ−（４−ヒドロキシフェニル）−ヘプタン、１，３，５−トリ−（４−ヒドロキシフェニル）−ベンゾール、１，１，１−トリ−（４−ヒドロキシフェニル）−エタンおよび２，２−ビス−［４，４−（４，４′−ジヒドロキシジフェニル）−シクロヘキシル］−プロパンなどが挙げられる。

直鎖及び分岐ポリカーボネート樹脂を製造するに際し、分子量調節剤、触媒等を必要に応じて使用することができる。

直鎖ポリカーボネート樹脂（Ａ）の粘度平均分子量は、１３０００〜１８０００である。粘度平均分子量が１３０００未満のものは、流動性は良好となることが期待されるが機械的強度が極端に低いため実用化されていない、また粘度平均分子量が１８０００を超えると打鍵強度は良好であるが流動性に劣るので好ましくない。より好ましくは、１５５００〜１７０００の範囲である。

一方、分岐ポリカーボネート樹脂（Ｂ）は、粘度平均分子量２５０００〜３５０００のものが好ましい。粘度平均分子量が２５０００未満の場合には、流動性は良好であるが打鍵強度に劣る場合がある。また、粘度平均分子量が３５０００を超えると打鍵強度は良好であるが流動性に劣る場合がある。より好ましくは、２５０００〜３００００の範囲である。

上記の粘度平均分子量は、塩化メチレンを溶媒として０．５重量％のポリカーボネート樹脂溶液とし、キャノンフェンスケ型粘度管を用い温度２０℃で比粘度（η_sp）を測定し、濃度換算により極限粘度〔η〕を求め下記のＳＣＨＮＥＬＬの式から算出した。
〔η〕＝１．２３×１０^−４Ｍ^０．８３

分岐ポリカーボネート樹脂（Ｂ）の配合量は、１５〜６５重量％（（Ａ）および（Ｂ）の合計量を基準にして）である。分岐ポリカーボネート樹脂（Ｂ）の配合量が１５重量％未満では打鍵強度に劣り、また６５重量％を超えると流動性が劣る。より好適な配合量は２５〜５０重量％の範囲である。

本発明にて使用されるガラス繊維（Ｃ）は、一般にポリカーボネート樹脂に使用されるＥガラスのガラス繊維であり、ミルドファイバー、チョップドストランド等の形態で用いられているものであり、特に制限されるものではない。

ガラス繊維（Ｃ）の屈折率は、１．５５〜２．００の範囲にあるものが好適に使用できる。とりわけ、直鎖ポリカーネート樹脂（Ａ）および分岐ポリカーボネート樹脂（Ｂ）からなる樹脂成分との屈折率の差が０．０１５以下の高屈折率ガラス繊維（例えば、旭ファイバーガラス社製のＥＣＲガラス（屈折率１．５７９））が好適に用いられる。当該屈折率の差が０．０１５を超える高屈折率ガラス繊維を使用すると透明性が劣る場合がある。ガラス繊維（Ｃ）は、単独または併用して使用してもよい。

ガラス繊維（Ｃ）の配合量は、直鎖ポリカーボネート樹脂（Ａ）および分岐ポリカーボネート樹脂（Ｂ）からなる樹脂成分１００重量部あたり０．１重量部以上〜１．０重量部未満である。配合量が０．１重量部未満では打鍵強度に劣り、また１．０重量部以上であると、変形時の靱性が悪化し打鍵強度が低下するので好ましくない。より好適な配合量は０．２〜０．７重量部の範囲である。

本発明にて使用される各種配合成分（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）の配合方法は特に制限はなく、任意の混合機、例えばタンブラー、リボンブレンダー、高速ミキサー等によりこれらを混合し、通常の一軸または二軸押出機で容易に溶融混練することができる。また、これらの配合順序についても特に制限はない。

更に、本発明の効果を損なわない範囲で、前記（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）からなる樹脂組成物に各種の熱安定剤、酸化防止剤、離型剤等の添加剤を配合しても良い。

以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、実施例中の「％」、「部」はそれぞれ重量基準に基づく。

なお、使用した原材料は以下のものである。
直鎖ポリカーボネート樹脂：
住友ダウ社製カリバー３０１−４０
（粘度平均分子量：１６５００、屈折率１．５８５、以下、Ｌ−ＰＣ１と略記）
住友ダウ社製カリバー１０８０ＤＶＤ
（粘度平均分子量：１４５００、以下、屈折率１．５８５、Ｌ−ＰＣ２と略記）
住友ダウ社製カリバー３０１−２２
（粘度平均分子量：１９０００、以下、屈折率１．５８５、Ｌ−ＰＣ３と略記）
分岐ポリカーボネート樹脂：
ＬＧ ＤＯＷ社製カリバー６２１−２
（粘度平均分子量：２６２００、屈折率１．５８５、以下、Ｂ−ＰＣと略記）
ガラス繊維：
旭ファイバーガラス社製 ＥＣＲ
（屈折率１．５７９、以下、ＧＦ−１と略記）
オーウェンスコーニング社製 ＣＳ０３ＭＡ４０９Ｃ
（屈折率１．５５５、以下、ＧＦ−２と略記）

本発明における各種評価項目の測定方法等については、以下のとおり。
（樹脂組成物ペレットの作成）
表１および表２に示す配合成分におよび配合比率にて、各種配合成分をタンブラーで混合し、３７ｍｍ径の二軸押出機（神戸製鋼社製ＫＴＸ３７）を用いて、シリンダー温度２６０度にて溶融混練し、各種ペレットを得た。

（流動性）
得られたペレットを１２５℃で４時間乾燥後、射出成形機（ＦＵＮＡＣ社製Ｓ２０００ｉ））を用いて３２０℃、射出圧力１６００ｋｇ／ｃｍ２の条件下、アルキメデススパイラルフロー金型（幅１０ｍｍ、厚み１．０ｍｍ）を用い流動長を測定した。スパイラル流動長が１３５ｍｍ以上を合格（○）、１３５ｍｍ未満を不合格（×）とした。

（耐曲げ特性）
得られたペレットを１２５℃で４時間乾燥後、射出成形機（日本製鋼所製Ｊ１００Ｅ−５）を用いて２８０℃、射出圧力１６００ｋｇ／ｃｍ２の条件下、強度測定用試験片（３．２ｍｍ厚みｘ１２７ｍｍｘ１２．７ｍｍ）を成形した。
試験片の片面にソフト９９コーポレーション社製タッチアップチョイ塗りペイントを塗布して、この試験片をＩＳＯ１７９−２に準拠し２３℃、湿度５０％の恒温室の中で４８時間状態調整後、塗装面を下面として曲げ試験を行い、試験片の破折の有無を測定した。 曲げ試験の条件は、支点間距離を４０ｍｍとして曲げ試験速度を５００ｍｍ／分の条件で東洋精機社製ストログラフＶＥ−１０−Ｄ機を用いた。
曲げ試験の非破折本数が１０本の試験片中５本以上を合格（○）、５本未満を不合格（×）とした。

（透明性）
得られたペレットを１２５℃で４時間乾燥後、射出成形機（日本製鋼所製Ｊ１００Ｅ−５）を用いて３００℃、射出圧力１６００ｋｇ／ｃｍ２の条件下、光学測定用試験片（幅５０ｍｍ、長さ４０ｍｍ、厚み１ｍｍ）を成形した。前述の試験片を２３℃、湿度５０％の恒温室の中で４８時間放置し、ヘーズ値をヘーズメーター（村上色彩研究所製ＨＭ−１５０型）により測定した。ヘーズ値が２％未満となるものを優（◎）、２〜１０％となるものを良（○）、１０％を超えるものを劣（×）とした。

表１に示すとおり、本発明の構成を満足する場合（実施例１〜６）には、全ての評価項目において十分な性能を有していた。

一方、表２に示すとおり、本発明の構成を満足しない場合には、いずれの場合も何らかの欠点を有していた。
比較例１は、分岐ポリカーボネート樹脂の配合量が規定量よりも多い場合で、流動性が劣っていた。
比較例２は、分岐ポリカーボネート樹脂の配合量が規定量よりも少ない場合で、耐曲げ特性が劣っていた。
比較例３は、ガラス繊維の配合量が規定量よりも少ない場合で、耐曲げ特性が劣っていた。
比較例４は、ガラス繊維の配合量が規定量よりも多い場合で、透明性が劣っていた。
比較例５は、直鎖ポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量が既定値よりも高い場合で、
流動性が劣っていた。

Claims (5)

1. 粘度平均分子量が１３０００〜１８０００の直鎖ポリカーボネート樹脂（Ａ）３５〜８５重量％および分岐ポリカーボネート樹脂（Ｂ）１５〜６５重量％からなる樹脂成分１００重量部およびガラス繊維（Ｃ）０．１重量部以上〜１．０重量部未満からなる樹脂組成物を成形してなることを特徴とする携帯情報端末用キートップ。
2. 分岐ポリカーボネート樹脂（Ｂ）の分岐剤の濃度が、０．５〜２．５モル％（分岐ポリカーボネート樹脂（Ｂ）を基準にして）であることを特徴とする請求項１に記載の携帯情報端末用キートップ。
3. 分岐ポリカーボネート樹脂（Ｂ）の粘度平均分子量が、２５０００〜３５０００であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の携帯情報端末用キートップ。
4. ガラス繊維（Ｃ）の屈折率が、直鎖ポリカーボネート樹脂（Ａ）および分岐ポリカーボネート樹脂（Ｂ）からなる樹脂成分の屈折率との差で０．０１５以下であることを特徴とする請求項１に記載の携帯情報端末用キートップ。
5. ガラス繊維（Ｃ）の配合量が、直鎖ポリカーボネート樹脂（Ａ）および分岐ポリカーボネート樹脂（Ｂ）からなる樹脂成分１００重量部あたり、０．２〜０．７重量部であることを特徴とする請求項１に記載の携帯情報端末用キートップ。