JP3770117B2 - 極薄成形品用熱可塑性成形材料、極薄成形品及びその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、極薄成形品用熱可塑性成形材料、この熱可塑性成形材料を用いて得たメモリーカードなどの極薄成形品、及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
極薄成形品としては、例えば、メモリーカードを挙げることができるが、このメモリーカードは基板に半導体メモリーを実装して形成されるものであり、メモリーカード基板の半導体メモリーを実装する凹所を形成するため、その部分を部分的に極薄肉部として成形する必要がある。そこでこのような部分的に極薄肉部を成形するのに適した射出圧縮成形法が本出願人等によって提案されている（特願２００１−０４０７３０、特願２００１−０４０７３７として特許出願）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のような射出圧縮成形法で極薄肉部を成形するにあたって、既存の成形材料の樹脂では成形性、特に射出時の流動性や圧縮時の圧縮性に問題があり、０．５ｍｍ以下の極薄肉部を形成するのが困難であった。
【０００４】
また、既存の成形材料で極薄肉部を形成できたとしても、耐熱性や靭性の点でまだ十分に満足できるレベルではなかった。
【０００５】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、０．５ｍｍ以下の極薄肉部を成形性良く成形することができ、しかも耐熱性や靭性に優れた極薄成形品用熱可塑性成形材料、この熱可塑性成形材料を用いて得たメモリーカードなどの極薄成形品、及びその製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る極薄成形品用熱可塑性成形材料は、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂のいずれか一方又は両方の樹脂と、エポキシ化されたスチレンブタジエン樹脂と、無機フィラーとを含有する極薄成形品用熱可塑性成形材料であって、無機フィラーを極薄成形品用熱可塑性成形材料の全量に対して５〜３０質量％含有して成ることを特徴とするものである。
また請求項１の発明は、エポキシ化されたスチレンブタジエン樹脂として、スチレンブタジエン樹脂に存在する不飽和二重結合の１０〜３０％がエポキシ化されたものを用いて成ることを特徴とするものである。
【０００７】
また請求項２の発明は、請求項１において、エポキシ化されたスチレンブタジエン樹脂を極薄成形品用熱可塑性成形材料の全量に対して２〜１５質量％含有して成ることを特徴とするものである。
【０００８】
また請求項３の発明は、請求項１又は２において、無機フィラーとして、大きさが１００μｍ以下であるものを用いて成ることを特徴とするものである。
【０００９】
また請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかにおいて、無機フィラーとして、モース硬度が４以下であるものを用いて成ることを特徴とするものである。
【００１０】
また請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかにおいて、ポリブチレンテレフタレート樹脂として、平均分子量が４００００〜６００００であるものを用いて成ることを特徴とするものである。
【００１２】
また請求項６に係る極薄成形品は、請求項１乃至５のいずれかに記載された極薄成形品用熱可塑性成形材料で形成されて成ることを特徴とするものである。
【００１３】
また請求項７に係る極薄成形品の製造方法は、請求項１乃至５のいずれかに記載された極薄成形品用熱可塑性成形材料を用いて、射出圧縮成形法により極薄成形品を製造することを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１５】
本発明に係る極薄成形品用熱可塑性成形材料（以下、単に「熱可塑性成形材料」ともいう）は、ポリブチレンテレフタレート（以下、「ＰＢＴ」ともいう）樹脂とポリエチレンテレフタレート（以下、「ＰＥＴ」ともいう）樹脂のいずれか一方又は両方の樹脂と、エポキシ化されたスチレンブタジエン（以下、「ＳＢＳ」ともいう）樹脂と、無機フィラーとを含有するものである。
【００１６】
ＰＢＴ樹脂とＰＥＴ樹脂は、いずれも熱可塑性ポリエステルであり、耐熱性、強靭性、成形性、流動性などに優れているが、本発明においてはこれらの樹脂の特性を損なうことなく、熱可塑性成形材料を調製することができる。そして、上記の熱可塑性ポリエステルの特性をより高く得ようとする場合、かかる熱可塑性ポリエステルの好ましい配合量は、熱可塑性成形材料の全量に対して５５〜９３質量％である。また、ＰＢＴ樹脂として、特に平均分子量が４００００〜６００００であるものを用いると、射出圧縮成形やトランスファー成形において、熱可塑性成形材料が金型キャビティ内に完全に充填されない不良現象、すなわちショートショットを防止することが可能となり、極薄成形品製造時における不良品の数を低減することができるため、好ましい。しかし、ＰＢＴ樹脂の平均分子量が４００００未満であると、良好な極薄成形品を安定して生産することができなくなるおそれがあり、逆に平均分子量が６００００を超えると、射出圧縮成形法などにより極薄成形品を製造する際にショートショットが起こるおそれがある。
【００１７】
また、エポキシ化されたＳＢＳ樹脂においてエポキシ化の程度は次のように限定される。すなわち、エポキシ化する前のＳＢＳ樹脂に存在する不飽和二重結合のうち、１０〜３０％の数の不飽和二重結合をエポキシ化しておく。エポキシ化される不飽和二重結合が１０％を下回ると、靭性を向上させる効果を十分に得ることができなくなるおそれがあり、逆に３０％を上回ると、熱可塑性成形材料を混練しにくくなりペレット化が困難となるおそれがある。
【００１８】
また、エポキシ化されたＳＢＳ樹脂を熱可塑性成形材料の全量に対して２〜１５質量％含有しておくと、極薄成形品の靭性を向上させることができて好ましい。しかし、エポキシ化されたＳＢＳ樹脂の配合量が２質量％未満であると、極薄成形品に曲げ荷重が加わった際に破断するおそれがあり、逆に１５質量％を超えると、耐熱性が悪くなるおそれがある。
【００１９】
また無機フィラーとしては、特に限定されるものではないが、本発明においてはこの無機フィラーは、熱可塑性成形材料の全量に対して５〜３０質量％含有しておくものである。このようにしておくと、熱可塑性成形材料の熱変形温度が１２０℃以上となり、この成形材料を用いて成形された極薄成形品を１００℃程度の温度雰囲気下においても寸法変化がなくなり、寸法安定性を高く得ることができるものである。しかし、無機フィラーの配合量が５質量％未満であると、耐熱性が悪化し、逆に３０質量％を超えると、極薄成形品の外観が悪化するものである。なお、無機フィラーとしては、特に限定されるものではないが、例えば、タルク、ワラストナイト、ガラス繊維、石英等を挙げることができる。
【００２０】
また無機フィラーとしては、大きさが１００μｍ以下であるものを用いるのが好ましい。ここに、大きさが１００μｍ以下である無機フィラーとは、直径１００μｍの球を想定した場合、この球の内部に収まるような無機フィラーをいい、無機フィラーの形状を問わない。上記のような無機フィラーを用いると、外観が良好な極薄成形品を得ることができるものである。しかし、無機フィラーの大きさが１００μｍを超えると、極薄成形品の外観が悪化するおそれがある。なお、無機フィラーの大きさの実質上の下限は０．０５μｍである。
【００２１】
また無機フィラーとしては、モース硬度が４以下であるものを用いるのが好ましい。かかる無機フィラーを用いると、金型のキャビティ内面が摩耗されにくくなり、また傷付きにくくなり、光沢を有する極薄成形品を安定して得ることができるものである。しかし、無機フィラーのモース硬度が４を超えると、金型のキャビティ内面が摩耗したり傷を受けたりして、この金型の傷が極薄成形品の表面に写されて外観上の欠陥を伴うおそれがある。なお、無機フィラーのモース硬度の実質上の下限は１である。
【００２２】
本発明に係る熱可塑性成形材料を調製するにあたっては、以下のようにして行うことができる。すなわち、ＰＢＴ樹脂やＰＥＴ樹脂を予め乾燥処理しておき、次いでこれらの樹脂とエポキシ化したＳＢＳ樹脂と無機フィラーとをタンブラーで混合しルーダーに通す。ルーダーから出たストランドはすぐに冷却槽で冷却し、その後、ストランドをカッターで切断することによって、ペレット状の熱可塑性成形材料を得ることができるものである。
【００２３】
そして、上記のようにして調製した熱可塑性成形材料を用い、射出圧縮成形を行うことによって、極薄肉部を有するメモリーカードの基板などの極薄成形品を製造することができるものである。すなわち、例えば、射出成形において、わずかに開いた金型キャビティに上記の熱可塑性成形材料を射出し、次いで冷却固化又は硬化の過程で体積収縮分だけ型を閉じるか、キャビティコアーを圧縮することによって、０．５ｍｍ以下の極薄肉部を成形性良く成形することができ、かかる極薄肉部を有し耐熱性や靭性に優れたメモリーカードなどの極薄成形品を容易に製造することができるものである。このように本発明に係る熱可塑性成形材料は、流動性が良好であるため、プリプラ式射出成形機などの射出成形機で射出圧縮成形を行うにあたって、好適に用いることができるものである。
【００２４】
【実施例】
以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。
【００２５】
（熱可塑性成形材料の配合成分）
ＰＢＴ樹脂として、三菱レイヨン（株）製「Ｎ１３００」（平均分子量：４００００、６００００、６２０００）を用いた。
【００２６】
またＰＥＴ樹脂として、（株）クラレ製「ＫＬ２３６Ｒ」（極限粘度（ＩＶ値）：０．５７、０．７６、１．２）を用いた。
【００２７】
またエポキシ化されたＳＢＳ樹脂として、ダイセル化学工業（株）製「Ａ１０１０」（エポキシ化：１０％）とダイセル化学工業（株）製「Ａ１０２０」（エポキシ化：２５％）を用いた。
【００２８】
また無機フィラーとして、タルクである竹原化学工業（株）製「ＴＴタルク」（大きさ：５０μｍ、モース硬度：２）、ワラストナイトであるキンセイマテック（株）製「ワラストナイト」（大きさ：１２０μｍ、モース硬度：３）、ガラス繊維である日本板硝子（株）製「ＧＦＴＰ−７０」（大きさ：１００μｍ、モース硬度：４、混練前の繊維長さ：５ｍｍ）、サンプルの石英（大きさ：１０μｍ、モース硬度：５）を用いた。
【００２９】
（熱可塑性成形材料の調製）
予め、ＰＢＴ樹脂には乾燥処理を行っておいた。そして、上記の各成分を表１〜表３に示す配合量で配合してタンブラーで１０分間混合し、ルーダーに通した。ルーダーの温度は、ダイス付近で２６０℃、投入口付近で２５０℃となるように設定した。ルーダーから出たストランドはすぐに冷却槽で冷却し、その後、このストランドをカッターで２〜４ｍｍの長さのペレット状に切断し、実施例１〜１６及び比較例１〜４の熱可塑性成形材料を得た。
【００３０】
（成形品の作製）
まず、上記の熱可塑性成形材料を、除湿乾燥機を用いて１４０℃で４時間乾燥処理した。そして、金型として、キャビティの大きさが３０ｍｍ×３０ｍｍ×０．２ｍｍであって、内面がクロムメッキされたものを用い、この金型に１００トン射出成形機を用いて上記の熱可塑性成形材料を射出し、成形品の作製を行った。なお、射出成形機のシリンダーの温度は、ヘッド付近で２６０℃、材料投入口付近で２００℃、また、金型の温度は１００℃となるように設定した。
【００３１】
（評価方法）
（外観光沢）
上記のようにして作製した成形品（大きさ：３０ｍｍ×３０ｍｍ×厚さ０．２ｍｍ）の表面に光沢があるかどうかを目視で観察し、以下のような基準で評価した。
【００３２】
「×」：成形品の表面が粗く、全く光を反射しない状態
「○」：成形品の表面が非常に光を反射する状態
（熱変形温度）
ＡＳＴＭ Ｄ６４８に従って熱変形温度を測定し、以下のような基準で評価した。
【００３３】
「×」：１１５℃未満
「○」：１１５℃以上
（成形品ショートショット）
金型のキャビティ（大きさ：３０ｍｍ×３０ｍｍ×０．２ｍｍ）に上記の熱可塑性成形材料を射出する際に、充填不良が生じるかどうかを目視で観察し、以下のような基準で評価した。
【００３４】
「×」：キャビティ内部に熱可塑性成形材料が充填されたもの
「○」：キャビティ内部に熱可塑性成形材料が充填されなかったもの
（曲げ時の破断）
上記のようにして作製した成形品（大きさ：３０ｍｍ×３０ｍｍ×厚さ０．２ｍｍ）を１８０度折り曲げたときに破断が発生するかどうかを確認し、以下のような基準で評価した。
【００３５】
「×」：破断したもの。
【００３６】
「○」：破断しなかったもの。
【００３７】
（金型摩耗）
連続して１０００ショット分の成形品を作製した後の金型キャビティのクロムメッキ面の曇りを確認し、以下のような基準で評価した。
【００３８】
「×」：クロムメッキ面が曇ったもの（キャビティ内面が削れたもの）
「○」：クロムメッキ面が曇らなかったもの（キャビティ内面に光沢があるもの）
以上の評価方法によって得られた結果を表１〜表３に示す。
【００３９】
【表１】

【００４０】
【表２】

【００４１】
【表３】

【００４２】
表１〜表３にみられるように、各実施例のものは、０．５ｍｍ以下の極薄肉部を有し、しかも、熱変形温度が高くて耐熱性に優れていると共に、１８０度折り曲げても破断しないほどの強い靭性を有していることが確認される。
【００４３】
これに対し、無機フィラーを全く含有していない比較例１及び３のものは、熱変形温度が低くて耐熱性が悪く、一方、エポキシ化されたＳＢＳ樹脂を全く含有していない比較例２及び４のものは、１８０度折り曲げると破断し靭性に乏しいことが確認される。
【００４４】
なお、実施例４及び１２のものの外観光沢の評価が悪いのは、無機フィラーとして大きさが１００μｍを超えるものを用いているためであると考えられ、また、実施例５及び１３のものの金型摩耗の評価が悪いのは、無機フィラーとしてモース硬度が４を超えるものを用いているためであると考えられる。
【００４５】
【発明の効果】
上記のように本発明の請求項１に係る極薄成形品用熱可塑性成形材料は、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂のいずれか一方又は両方の樹脂と、エポキシ化されたスチレンブタジエン樹脂と、無機フィラーとを含有する極薄成形品用熱可塑性成形材料であって、無機フィラーを極薄成形品用熱可塑性成形材料の全量に対して５〜３０質量％含有しているので、流動性が良好であって、０．５ｍｍ以下の極薄肉部を成形性良く成形してメモリーカードのような極薄成形品を得ることができ、また熱変形温度が１２０℃以上と高くて耐熱性に優れると共に靭性も高い極薄成形品を得ることができるものである。
また請求項１の発明は、エポキシ化されたスチレンブタジエン樹脂として、スチレンブタジエン樹脂に存在する不飽和二重結合の１０〜３０％がエポキシ化されたものを用いているので、容易にペレット化することができると共に、極薄成形品の靭性をさらに向上させることができるものである。
【００４６】
また請求項２の発明は、エポキシ化されたスチレンブタジエン樹脂を極薄成形品用熱可塑性成形材料の全量に対して２〜１５質量％含有しているので、極薄成形品の靭性をさらに向上させることができるものである。
【００４７】
また請求項３の発明は、無機フィラーとして、大きさが１００μｍ以下であるものを用いているので、外観が良好な極薄成形品を得ることができるものである。
【００４８】
また請求項４の発明は、無機フィラーとして、モース硬度が４以下であるものを用いているので、金型のキャビティ内面が摩耗されにくくなり、光沢のある極薄成形品を安定して得ることができるものである。
【００４９】
また請求項５の発明は、ポリブチレンテレフタレート樹脂として、平均分子量が４００００〜６００００であるものを用いているので、射出圧縮成形などにおいて、ショートショットを防止することが可能となり、極薄成形品の不良品の数を低減することができるものである。
【００５１】
また請求項６に係る極薄成形品は、請求項１乃至５のいずれかに記載された極薄成形品用熱可塑性成形材料で形成されているので、０．５ｍｍ以下の極薄肉部を有していても耐熱性や靭性に優れているものである。
【００５２】
また請求項７に係る極薄成形品の製造方法は、請求項１乃至５のいずれかに記載された極薄成形品用熱可塑性成形材料を用いて、射出圧縮成形法により極薄成形品を製造するので、０．５ｍｍ以下の極薄肉部を有していても耐熱性や靭性に優れた極薄成形品を容易に得ることができるものである。

Claims (7)

1. ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂のいずれか一方又は両方の樹脂と、エポキシ化されたスチレンブタジエン樹脂と、無機フィラーとを含有する極薄成形品用熱可塑性成形材料であって、無機フィラーを極薄成形品用熱可塑性成形材料の全量に対して５〜３０質量％含有すると共に、エポキシ化されたスチレンブタジエン樹脂として、スチレンブタジエン樹脂に存在する不飽和二重結合の１０〜３０％がエポキシ化されたものを用いて成ることを特徴とする極薄成形品用熱可塑性成形材料。
2. エポキシ化されたスチレンブタジエン樹脂を極薄成形品用熱可塑性成形材料の全量に対して２〜１５質量％含有して成ることを特徴とする請求項１に記載の極薄成形品用熱可塑性成形材料。
3. 無機フィラーとして、大きさが１００μｍ以下であるものを用いて成ることを特徴とする請求項１又は２に記載の極薄成形品用熱可塑性成形材料。
4. 無機フィラーとして、モース硬度が４以下であるものを用いて成ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の極薄成形品用熱可塑性成形材料。
5. ポリブチレンテレフタレート樹脂として、平均分子量が４００００〜６００００であるものを用いて成ることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の極薄成形品用熱可塑性成形材料。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載された極薄成形品用熱可塑性成形材料で形成されて成ることを特徴とする極薄成形品。
7. 請求項１乃至５のいずれかに記載された極薄成形品用熱可塑性成形材料を用いて、射出圧縮成形法により極薄成形品を製造することを特徴とする極薄成形品の製造方法。