JP2020131538A - 樹脂積層体、電子機器、樹脂積層体の製造方法 - Google Patents

樹脂積層体、電子機器、樹脂積層体の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】熱可塑性樹脂の樹脂積層体において、下層の樹脂層に含まれる成分が表層の樹脂層に侵入することを抑制する。【解決手段】樹脂積層体は、表層に位置する第１熱可塑性樹脂層１１と、第１熱可塑性樹脂層１１より下層に位置する第２熱可塑性樹脂層１０と、を備え、第１熱可塑性樹脂層１１のガラス転移温度が、第２熱可塑性樹脂層１０のガラス転移温度よりも高い。【選択図】図３

Description

本発明は、樹脂積層体、電子機器、樹脂積層体の製造方法に関するものである。
電子機器として、例えば、携帯可能なノート型のパーソナルコンピュータは、折り畳み可能な筐体を備えている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１８−１７０３７１号公報
このような筐体を樹脂積層体で形成する場合、この樹脂積層体は、熱硬化性樹脂よりも加工時間が短く生産性に優れた熱可塑性樹脂であることが好ましい。しかし、熱可塑性樹脂の樹脂積層体は、熱を加える際に、下層の樹脂層に含まれる成分が、表層の樹脂層に侵入し、筐体の表面に析出してしまう場合があった。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、熱可塑性樹脂の樹脂積層体において、下層の樹脂層に含まれる成分が表層の樹脂層に侵入することを抑制する、ことを目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る樹脂積層体は、表層に位置する第１熱可塑性樹脂層と、前記第１熱可塑性樹脂層より下層に位置する第２熱可塑性樹脂層と、を備え、前記第１熱可塑性樹脂層のガラス転移温度が、前記第２熱可塑性樹脂層のガラス転移温度よりも高い。
また、上記樹脂積層体においては、前記第１熱可塑性樹脂層は、織物とされた繊維を含む繊維強化プラスチックであってもよい。
また、上記樹脂積層体においては、前記繊維は、炭素繊維であってもよい。
また、上記樹脂積層体においては、前記第２熱可塑性樹脂層は、赤リンからなる難燃剤を含んでもよい。
また、上記樹脂積層体においては、前記第１熱可塑性樹脂層は、ポリカーボネート樹脂層であり、前記第２熱可塑性樹脂層は、エポキシ樹脂層であってもよい。
また、本発明の一態様に係る電子機器は、上記樹脂積層体によって、筐体の少なくとも一部が形成されている。
また、本発明の一態様に係る樹脂積層体の製造方法は、第１熱可塑性樹脂層を、前記第１熱可塑性樹脂層よりもガラス転移温度が低い第２熱可塑性樹脂層の上に載置し、前記第２熱可塑性樹脂層のガラス転移温度よりも高く、前記第１熱可塑性樹脂層のガラス転移温度よりも低い温度で加熱し、前記第１熱可塑性樹脂層と前記第２熱可塑性樹脂層とを接合させる。
本発明によれば、熱可塑性樹脂の樹脂積層体において、下層の樹脂層に含まれる成分が表層の樹脂層に侵入することを抑制できる。
本発明の実施形態における電子機器１の斜視図である。 本発明の実施形態における電子機器１の背面図である。 図２に示すディスプレイ筐体３の矢視Ｘ−Ｘ断面図である。 本発明の実施形態における第１熱可塑性樹脂層１１（ＰＣ）と第２熱可塑性樹脂層１０（エポキシ）の温度と弾性率の関係を示すグラフである。 本発明の実施形態における樹脂積層体の製造方法を工程順に説明する説明図である。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態における電子機器１の斜視図である。図２は、本発明の実施形態における電子機器１の背面図である。
本実施形態の電子機器１は、図１に示すように、クラムシェル型のラップトップパーソナルコンピュータ（いわゆるノート型のパーソナルコンピュータ）である。電子機器１は、システム筐体２と、ディスプレイ筐体３と、を備える。システム筐体２とディスプレイ筐体３は、図示しないヒンジで開閉可能に連結されている。
システム筐体２には、キーボード・アセンブリ４が設けられ、キーボード・アセンブリ４の手前側には、パームレスト部５が形成されている。このシステム筐体２には、周知のように、図示しない、プロセッサ、マザー・ボード、無線モジュール、ハードディスク・ドライバ等の各種の電子部品が内蔵されている。
ディスプレイ筐体３には、ディスプレイ・モジュール６が設けられている。ディスプレイ・モジュール６は、例えば、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどから形成されている。ディスプレイ・モジュール６の表示面は、タッチパネルとなっていても構わない。図２に示すように、ディスプレイ筐体３の外表面（ディスプレイ・モジュール６と反対側の面）には、織物の意匠が施されている。
図３は、図２に示すディスプレイ筐体３の矢視Ｘ−Ｘ断面図である。
図３に示すように、ディスプレイ筐体３は、熱可塑性樹脂の樹脂積層体で形成されている。以下、樹脂積層体の下層に位置し、樹脂積層体の母材となる熱可塑性樹脂層を、第２熱可塑性樹脂層１０と称する。また、第２熱可塑性樹脂層１０の上に載置され、且つ、融着されている表層の熱可塑性樹脂層を、第１熱可塑性樹脂層１１と称する。
第２熱可塑性樹脂層１０は、エポキシ樹脂層からなる熱可塑性ＣＦＲＰ（熱可塑性炭素繊維強化プラスチック）で形成されている。また、母材となる第２熱可塑性樹脂層１０は、電子機器１の筐体として難燃性が要求されるので、赤リンが難燃剤として添加されている。図３中の黒丸で示される粒子１２（成分）は、第２熱可塑性樹脂層１０に添加されている赤リンを示している。
第１熱可塑性樹脂層１１は、ポリカーボネート樹脂層からなる熱可塑性ＣＦＲＰで形成されている。この第１熱可塑性樹脂層１１は、図２に示すように、織物とされた繊維（本実施形態では炭素繊維）を含む繊維強化プラスチックである。織物としては、平織、綾織、ＵＤ（UniDirectioal carbon）等の好みの織物を選択することができる。
図４は、本発明の実施形態における第１熱可塑性樹脂層１１（ＰＣ）と第２熱可塑性樹脂層１０（エポキシ）の温度と弾性率の関係を示すグラフである。図中、Ｔ１はエポキシ樹脂のガラス転移点（ガラス転移温度）を示し、Ｔ２はポリカーボネート樹脂のガラス転移点（ガラス転移温度）を示している。
図４に示すように、ポリカーボネート樹脂（第１熱可塑性樹脂層１１）のガラス転移温度は、エポキシ樹脂（第２熱可塑性樹脂層１０）のガラス転移温度よりも高い。
具体的に、エポキシ樹脂層からなる第２熱可塑性樹脂層１０のガラス転移温度は、例えば９５℃であり、ポリカーボネート樹脂からなる第１熱可塑性樹脂層１１のガラス転移温度は、例えば１５０℃である。なお、エポキシ樹脂の好ましい成形温度は１６０℃であるのに対し、ポリカーボネート樹脂の好ましい成形温度は２５０℃である。したがって、ガラス転移温度と成形温度は、別のものと解釈しなければならない。
以下、図５（ａ）〜（ｃ）を用いて、本実施形態における樹脂積層体の製造方法について説明する。
図５は、本発明の実施形態における樹脂積層体の製造方法を工程順に説明する説明図である。
図５（ａ）は、積層載置工程を示している。この工程では、第１熱可塑性樹脂層１１を、第１熱可塑性樹脂層１１よりもガラス転移温度が低い第２熱可塑性樹脂層１０の上に載置積層する。ここで、第２熱可塑性樹脂層１０は、電子機器１のディスプレイ筐体３として要求を満たす形状に成形されている。一方、第１熱可塑性樹脂層１１は、ディスプレイ筐体３の外表面を覆う大きさのシート状に成形されている。第１熱可塑性樹脂層１１の表面に現れる織物の意匠は、電子機器１の美観を向上させる。
図５（ｂ）は、加熱押圧工程を示している。この工程では、第１熱可塑性樹脂層１１を第２熱可塑性樹脂層１０に押圧しつつ、第２熱可塑性樹脂層１０のガラス転移温度よりも高く、第１熱可塑性樹脂層１１のガラス転移温度よりも低い温度で加熱する。第１熱可塑性樹脂層１１及び第２熱可塑性樹脂層１０は、図示しないプレス機械で押圧するとよい。加熱温度は、第２熱可塑性樹脂層１０（エポキシ樹脂）のガラス転移温度（９５℃）を越え、第１熱可塑性樹脂層１１（ポリカーボネート樹脂）のガラス転移温度（１５０℃）を越えない温度、例えば１００〜１４０℃が好ましい。
図５（ｃ）は、融着接合工程を示している。この工程では、第１熱可塑性樹脂層１１と第２熱可塑性樹脂層１０とを融着接合する。上記加熱押圧工程において、第２熱可塑性樹脂層１０はガラス転移温度を越えているので、第１熱可塑性樹脂層１１に融着し、第２熱可塑性樹脂層１０と第１熱可塑性樹脂層１１が接合される。この際、第１熱可塑性樹脂層１１はガラス転移温度に達していないので、第２熱可塑性樹脂層１０に添加されている赤リンの粒子１２の第１熱可塑性樹脂層１１への侵入が抑制される（図５（ｃ）中の鎖線で示される赤リンの粒子１２の移動を参照）。
したがって、例えば、第１熱可塑性樹脂層１１の表面に、織物の目を縫って粒子１２が赤く析出することはなく、織物の意匠や本来の色彩に影響を及ぼすことはなくなる。つまり、図２に示すような、優れた織物の意匠を備えるディスプレイ筐体３を備えた電子機器１を製造することができる。
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は上記の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。上記の実施形態において説明した各構成は、矛盾しない限り任意に組み合わせることができる。
例えば、上記実施形態では、第１熱可塑性樹脂層１１及び第２熱可塑性樹脂層１０が、炭素繊維強化プラスチックで形成された形態を例示したが、他の繊維強化プラスチック、例えば、ガラス繊維強化プラスチックで形成されていても構わない。
また、炭素繊維強化プラスチックでなければ、第２熱可塑性樹脂層１０に含まれる成分は、必ずしも難燃剤からなる赤リンの粒子１２である必要は無い。
また、さらに、上記実施形態では、繊維を含む繊維強化プラスチックを前提としていたが、繊維強化プラスチックでなくとも、下層の熱可塑性樹脂層に含まれる成分が、表層の熱可塑性樹脂層に侵入する場合があり得るため、第１熱可塑性樹脂層１１及び第２熱可塑性樹脂層１０が繊維強化プラスチックでなくても構わない、
また、例えば、上記実施形態では、電子機器の一例としてノート型パーソナルコンピュータを用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばタブレット等の他の電子機器にも適用できるものである。
１ 電子機器
２ システム筐体
３ ディスプレイ筐体（筐体、樹脂積層体）
４ キーボード・アセンブリ
５ パームレスト部
６ ディスプレイ・モジュール
１０ 第２熱可塑性樹脂層
１１ 第１熱可塑性樹脂層
１２ 粒子（難燃剤、赤リン）

Claims (7)

  1. 表層に位置する第１熱可塑性樹脂層と、
    前記第１熱可塑性樹脂層より下層に位置する第２熱可塑性樹脂層と、を備え、
    前記第１熱可塑性樹脂層のガラス転移温度が、前記第２熱可塑性樹脂層のガラス転移温度よりも高い、樹脂積層体。
  2. 前記第１熱可塑性樹脂層は、織物とされた繊維を含む繊維強化プラスチックである、請求項１に記載の樹脂積層体。
  3. 前記繊維は、炭素繊維である、請求項２に記載の樹脂積層体。
  4. 前記第２熱可塑性樹脂層は、赤リンからなる難燃剤を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の樹脂積層体。
  5. 前記第１熱可塑性樹脂層は、ポリカーボネート樹脂層であり、
    前記第２熱可塑性樹脂層は、エポキシ樹脂層である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の樹脂積層体。
  6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の樹脂積層体によって、筐体の少なくとも一部が形成されている、電子機器。
  7. 第１熱可塑性樹脂層を、前記第１熱可塑性樹脂層よりもガラス転移温度が低い第２熱可塑性樹脂層の上に載置し、
    前記第２熱可塑性樹脂層のガラス転移温度よりも高く、前記第１熱可塑性樹脂層のガラス転移温度よりも低い温度で加熱し、
    前記第１熱可塑性樹脂層と前記第２熱可塑性樹脂層とを接合させる、樹脂積層体の製造方法。
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