JP3139021B2

JP3139021B2 - 光学系機器シャーシ用材料

Info

Publication number: JP3139021B2
Application number: JP03001613A
Authority: JP
Inventors: 孝中島; 宏浦部; 一大山; 義和倉原
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1991-01-10
Filing date: 1991-01-10
Publication date: 2001-02-26
Anticipated expiration: 2016-02-26
Also published as: JPH04239053A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ポリカーボネート樹脂
組成物よりなる光学系機器シャーシ用材料に関する。詳
しくは、本発明は、強度・剛性が高く、外観が良好であ
り、特に線膨張係数・成形収縮率などの寸法精度に優れ
たポリカーボネート樹脂組成物よりなる光学系機器シャ
ーシ用材料に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ポリカーボネート樹脂は衝撃強度・耐熱
性等に優れており、電気・電子部品、機械部品、自動車
部品、医療・保安、建材、家庭用品など多くの用途に用
いられている。なかでもガラス繊維強化ポリカーボネー
ト樹脂は、剛性・寸法精度・難燃性に優れるため、機械
部品、事務機器部品等に用いられてきた。特に剛性・寸
法精度の要求の厳しい用途にはガラス繊維を多く充填し
たポリカーボネート樹脂が用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、かかるガラス
繊維強化ポリカーボネート樹脂においては、ポリカーボ
ネート樹脂へのガラス繊維の充填量が増すにつれて、剛
性・寸法精度が向上する反面、材料の異方性が大きくな
るという欠点が生じる。例えば、寸法精度について言え
ば、線膨張係数・成形収縮率ともに成形時の樹脂の流動
方向については小さくできるが、流動方向に対して直角
の方向については、ガラス繊維の充填量を増しても小さ
くならないため、実際の製品の精度としては不十分であ
り、ゲート位置等の金型設計及び製品設計上、大きな制
約を受ける。このような材料の異方性を低減するため、
従来よりガラス粉末・ガラスフレークなど異方性の小さ
い充填材をガラス繊維と併用して添加する方法が知られ
ているが、その方法では流動方向の線膨張係数・成形収
縮率が大きくなるため、結果として直角方向との差が小
さくなるのであって、材料の寸法精度のレベルとして
は、かえって低下する。また、剛性や強度も不十分な値
しかえられない。

【０００４】また、剛性・寸法精度を高めようとしてガ
ラス繊維を特に多く（例えば４０重量％以上）充填する
と、ポリカーボネート樹脂のもつ靱性が損なわれ、強度
が低下するとともに、ガラス繊維の浮きにより成形品の
外観が悪化する従って、事務機器、特にレーザービーム
プリンター・複写機・ファクシミリ等の光学系機器のシ
ャーシ用として特に好適な材料、即ち、強度・剛性が高
く、外観が良好で、特に線膨張係数・成形収縮率などの
寸法精度が流動方向・直角方向ともに極めて優れた熱可
塑性樹脂材料は、工業的に得られていないのが実情であ
った。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述の問
題を解決するために鋭意検討を行った結果、ポリカーボ
ネート樹脂に異なるアスペクト比を有する２種のガラス
繊維とロックウールを組合せて配合することにより、強
度・剛性が高く、外観が良好で、特に線膨張係数・成形
収縮率などの寸法精度が流動方向・直角方向ともに優れ
た組成物が得られることを見出し、本発明に到達した。

【０００６】すなわち、本発明の要旨は、（Ｉ）芳香族ポリカーボネート樹脂３０〜９０重量％、（II）繊維径が６〜２０μｍ、アスペクト比が１０以上
のガラス繊維５〜６０重量％、（III)繊維径が６〜２０μｍ、アスペクト比が１０未満
のガラス繊維３〜３０重量％、（IV）繊維径が１〜１０μｍ、アスペクト比が１０〜１
００のロックウール２〜３０重量％、を配合してなる樹脂組成物からなる光学系機器シャーシ
用材料に存する。

【０００７】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
おける光学系機器とは、光学的記憶装置を内蔵するレー
ザービームプリンター、ファクシミリ、乾式複写機、光
学的読み取り装置を内蔵する各種データリーダー、ビデ
オディスクプレーヤー、コンパクトディスクプレーヤ
ー、光ディスクドライブ等を意味する。本発明における
光学系機器シャーシとは、このような機器の光学系部品
が取り付けられる板状、もしくは函状の部品の総称であ
り、光学部品のほか駆動部品やモータ類、プリント基板
類などが、ボルトなどによりシャーシに取り付けられ
る。また、部品点数の削減のために、光学系シャーシが
機器の構造部品の一部を兼ねて設計されることもある。

【０００８】したがって光学系機器のシャーシには、通
常の機器シャーシ、例えば機械式プリンターやフロッピ
ーディスクドライブなどのシャーシに要求される、機構
部品の重量を支えるだけの剛性・ボルト等の締め付けに
耐える強度などの特性に加えて、光学系の光軸のブレを
起こさないように、振動しにくく変形が少ないこと即ち
高い剛性と、環境温度による寸法変化の少ないこと即ち
低い線膨張率とが求められる。また、光学系シャーシ用
の熱可塑性樹脂材料には、設計寸法と実際の成形品の寸
法との誤差を小さくし、成形品の寸法のバラツキを抑え
るために、成形収縮率が樹脂の流動方向、直角方向とも
に小さいことが要求される。

【０００９】本発明において使用される芳香族ポリカー
ボネート樹脂は、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や、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
る重合体または共重合体であり、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）から製造されたポリカーボネート
樹脂が挙げられる。

【００１０】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−３−メチルフェニ
ル）プロパン、１，１−ビス（４−ヒドロキシ−３−ｔ
−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、４，４′−ジヒドロキシ−３，３′−ジメ
チル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
リールスルホン酸等が挙げられる。

【００１１】これらは単独または２種以上混合して使用
されるが、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
フェニル類を混合して使用してもよい。本発明で使用さ
れるポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量は、１５０
００〜３００００のものが好ましい。

【００１２】本発明において使用されるアスペクト比が
１０以上のガラス繊維は、通常ポリカーボネート樹脂に
使用されるものであれば任意に使用されるが、無アルカ
リガラス（Ｅガラス）のチョップドストランドが最も好
ましい。ガラス繊維の径は６〜２０μｍ、好ましくは９
〜１４μｍの範囲である。繊維径が６μｍ未満では、成
形品の外観が悪くなり、２０μｍを越えると補強効果が
不十分となるまた、ガラス繊維のアスペクト比は１０以
上、好ましくは２０以上、より好ましくは５０〜５０
０、更に好ましくは１００〜４００でなければならな
い。アスペクト比が１０未満では、補強効果が不十分と
なる。チョップドストランドは、通常カット長１〜６ｍ
ｍのものが使用される。

【００１３】本発明において使用されるアスペクト比が
１０未満のガラス繊維は、上述のようなガラス繊維を粉
砕した粉末状のものであり、通常ミルドファイバーと称
して市販されている。このものの繊維径は６〜２０μ
ｍ、好ましくは９〜１４μｍであり、アスペクト比は１
０未満、好ましくは２〜９でなければならない。径が６
μｍ未満あるいはアスペクト比が１０を越えると、得ら
れる樹脂組成物の成形収縮率及び線膨張率の異方性が大
きく、また成形品の外観が悪くなる。一方、径が２０μ
ｍを越えると、補強効果が不十分となる。

【００１４】また、これらのガラス繊維は、樹脂との密
着性を向上させる目的で、シランカップリング剤（例え
ばアミノシラン、エポキシシラン）などによる表面処
理、あるいは取扱い性を向上させる目的で、アクリル系
樹脂、ウレタン系樹脂などによる収束処理を施して使用
してもよい。

【００１５】本発明において使用されるロックウールと
は、鉱物繊維の一種で、天然の岩石や鉱滓を溶融・加工
精製して得られる、通常ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃−ＭｇＯ
−ＣａＯを主成分とする無機の繊維である。繊維径は通
常１〜１０μｍ、好ましくは３〜７μｍの範囲内のもの
が使用される。アスペクト比は１０〜１００、好ましく
は１５〜８０の範囲内である。アスペクト比が１０未満
では得られる樹脂組成物の剛性・強度が低く、成形収縮
率・線膨張率が大きくなる。一方１００を越えると成形
収縮率・線膨張率の異方性が大きくなり、また成形品の
外観が悪化する。

【００１６】本発明において使用される上述の芳香族ポ
リカーボネート樹脂、ガラス繊維、及びロックウール
は、次のような比率で配合される。（Ｉ）芳香族ポリカーボネート樹脂は３０〜９０重量
％、好ましくは４０〜８０重量％。（II）アスペクト比が１０以上のガラス繊維は５〜６０
重量％、好ましくは１０〜５０重量％。（III)アスペクト比が１０未満のガラス繊維は３〜３０
重量％、好ましくは５〜２０重量％。（IV）ロックウールは２〜３０重量％、好ましくは５〜
２０重量％。

【００１７】ここで（Ｉ）の芳香族ポリカーボネート樹
脂の配合量は、３０重量％未満では得られる樹脂組成物
の強度と成形時の流動性が低下し、９０重量％を越える
と剛性と寸法精度が低下する。また、（II）のアスペク
ト比が１０以上のガラス繊維の配合量は、５重量％未満
では得られる組成物の剛性と寸法精度が低下し、６０重
量％を越えると線膨張率と成形収縮率の異方性（流動方
向と、それと直角方向との値の差）が大きくなる。（II
I)のアスペクト比が１０未満のガラス繊維の配合量は、
３重量％未満では線膨張率と成形収縮率の異方性が大き
くなり、３０重量％を越えると得られる樹脂組成物の剛
性と寸法精度が低下する。（IV）のロックウールの配合
量は、２重量％未満では得られる樹脂組成物の線膨張率
と成形収縮率の異方性が大きくなり、また成形品の外観
が損なわれる。配合量が３０重量％を越えると、得られ
る組成物の剛性と寸法精度が低下する。

【００１８】本発明の樹脂組成物は、これら４種の成分
をタンブラー、ブレンダー、バンバリーミキサー、押出
機などにより混合して使用されるが、押出機により溶融
混練することが最も好ましい。さらに、本発明の樹脂組
成物には、上記の配合物以外にも、周知の各種の添加
剤、例えばパラフィンワックスや脂肪酸エステルなどの
滑剤、ヒンダードフェノール類、リン酸エステル又は亜
リン酸エステル類などの酸化防止剤、アクリルゴムなど
の耐衝撃性改良剤、耐候剤、難燃剤、発泡剤、帯電防止
剤、顔料、染料などを含有していてもよい。また、本発
明の組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で、他
の樹脂材料、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポ
リブチレンテレフタレート、ＡＢＳなどを混合して使用
することが出来る。また、本発明の光学系機器用シャー
シは、本発明の樹脂組成物を用いて、当該業者に周知の
方法で成形加工されるが、射出成形法が最も好ましい。

【００１９】

【実施例】以下に、本発明を実施例により更に具体的に
説明するが、本発明はその要旨を逸脱しない限りこれら
実施例によって何ら制約を受けるものではない。なお、
以下の実施例において、各種物性値の測定方法は下記の
通りである。引張強度・・・ＡＳＴＭ−Ｄ−６３８に準じて行っ
た。曲げ強度及び曲げ弾性率・・・ＡＳＴＭ−Ｄ−７９
０に準じて行った。アイゾット衝撃強度・・・ＡＳＴＭ−Ｄ−２５６に
準じて厚み３．２ｍｍのノッチ付試験片について行っ
た。成形収縮率・・・肉厚３ｍｍ、１００ｍｍ×１００
ｍｍの平板状の試験片を用い、試験片表面に樹脂の流動
方向及び直角方向にそれぞれ７０ｍｍ間隔で付けられた
マーク間の距離を、三次元寸法測定装置を用いて測定
し、金型の実際の寸法との比率から成形収縮率を算出し
た。線膨張係数・・・肉厚３ｍｍ、１００ｍｍ×１００
ｍｍの平板状の試験片を用い、樹脂の流動方向及び直角
方向に沿ってそれぞれ長さ３０ｍｍ、幅５ｍｍの試験片
を切り出し、ＡＳＴＭ−Ｄ−６９６に準じて測定し、０
℃から１００℃までの平均線膨張係数を求めた。外観・・・目視により、ガラス繊維の浮き等を基準
にしてＡ（良）→Ｂ→Ｃ→Ｄ→Ｅ（不良）の５段階で評
価した。

【００２０】実施例１〜４及び比較例１〜７（Ｉ）の芳香族ポリカーボネートとして粘度平均分子量
が２２０００のビスフェノールＡ型ポリカーボネート樹
脂（三菱化成（株）製、商品名：ノバレックス７０２２
Ａ：ノバレックスは登録商標）、（II）のガラス繊維と
して繊維径１３μｍ、長さ３ｍｍのチョップドガラス繊
維（旭ファイバーグラス（株）製、商品名：４８６
Ａ）、（III)のガラス繊維として繊維維径１０μｍ、平
均繊維長４０μｍのミルドファイバー（旭ファイバーグ
ラス（株）製、商品名：ＭＦ−Ａ）、（IV）のロックウ
ールとして繊維径５μｍ、平均繊維長１００μｍの鉱物
繊維（ラピナスロックフィル社製：商品名：ＲＦ４１０
３）を用い、以下に示す組成にて混合した後、シリンダ
ー径４００ｍｍのベント付押出機にて、樹脂温度２８０
〜３００℃にて溶融混合してレット化した。

【００２１】配合組成（重量％）実施例１：（Ｉ）＝７０，（II）＝２０，（III)＝５，（IV）＝５実施例２：（Ｉ）＝７０，（II）＝１５，（III)＝７，（IV）＝８実施例３：（Ｉ）＝５０，（II）＝３５，（III)＝７，（IV）＝８実施例４：（Ｉ）＝５０，（II）＝３０，（III)＝１０，（IV）＝１０比較例１：（Ｉ）＝１００，（II）＝０，（III)＝０，（IV）＝０比較例２：（Ｉ）＝７０，（II）＝３０，（III)＝０，（IV）＝０比較例３：（Ｉ）＝７０，（II）＝２０，（III)＝１０，（IV）＝０比較例４：（Ｉ）＝５０，（II）＝５０，（III)＝０，（IV）＝０比較例５：（Ｉ）＝５０，（II）＝３５，（III)＝１５，（IV）＝０比較例６：（Ｉ）＝５０，（II）＝１０，（III)＝０，（IV）＝４０比較例７：（Ｉ）＝５０，（II）＝４０，（III)＝０，（IV）＝１０

【００２２】さらに、ペレットを１２０℃の雰囲気で５
時間乾燥後、型締力７５トンの射出成形機（東芝機械
（株）製：商品名ＩＳ７５ＰＮII）を用いて、シリンダ
ー温度２８０〜２９０℃、金型温度９０〜１００℃に
て、下記の物性値測定に必要な各種試験片を射出成形し
た。得られた試験片を用い、引張強度、曲げ強度、曲げ
弾性率、アイゾット衝撃強度、成形収縮率及び線膨張係
数を測定した。また引張試験片の外観を目視観察した。
結果を表１及び表２に示す。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【表２】

【００２５】

【発明の効果】本発明の樹脂組成物は、従来のガラス繊
維強化ポリカーボネート樹脂に比べて強度・剛性が高
く、成形収縮率・線膨張率が樹脂の流動方向・直角方向
ともに低くて寸法安定性に優れ、しかも外観が良好であ
る。従って、光学系機器のシャーシ用材料として非常に
好適なものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者倉原義和神奈川県茅ヶ崎市円蔵370番地三菱化成株式会社茅ヶ崎事業所内 (56)参考文献特開平２−60959（ＪＰ，Ａ) 特開昭51−36271（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−6049（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−241355（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C08L 69/00 C08K 3/00 - 3/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ｉ）芳香族ポリカーボネート樹脂
３０〜９０重量％（II）繊維径が６〜２０μｍ、アスペクト比が１０以上
のガラス繊維５〜６０重量％（III)繊維径が６〜２０μｍ、アスペクト比が１０未満
のガラス繊維３〜３０重量％（IV）繊維径が１〜１０μｍ、アスペクト比が１０〜１
００のロックウール２〜３０重量％を配合してなる樹脂組成物からなる光学系機器シャーシ
用材料。
【請求項２】（１）芳香族ポリカーボネート樹脂
４０〜８０重量％（II）繊維径が６〜２０μｍ、アスペクト比が５０〜５
００のガラス繊維１０〜５０重量％（III)繊維径が６〜２０μｍ、アスペクト比が２〜９の
ガラス繊維５〜２０重量％（IV）繊維径が１〜１０μｍ、アスペクト比が１５〜８
０のロックウール５〜２０重量％を配合してなる樹脂組成物からなる光学系機器シャーシ
用材料。
【請求項３】溶融成形時の流動方向とこれに直角方向
との成形収縮率の比が０．４９以上であることを特徴と
する請求項１又は２記載の光学系機器シャーシ用材料。