JPH03286851A

JPH03286851A - 電気・電子機器用ハウジング部材

Info

Publication number: JPH03286851A
Application number: JP8501190A
Authority: JP
Inventors: Kusuo Sato; 九州男佐藤; Tatsuya Shibata; 達也柴田
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1990-04-02
Filing date: 1990-04-02
Publication date: 1991-12-17

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】し産業上の利用分野コ本発明は、優れた力学特性と優れた表面色調・模様を有
する電気・電子機器用ハウジング部材に関する。更に詳
しくは、優れた力学特性を有する故に薄葉、軽量化が可
能で、しかも成形後の塗装を敢えて純すことなしに、高
品位、高級感のある優れた表面色調模様を有する、然可
塑樹脂系繊維強化複合材料からなる電気・電子機器用ハ
ウジング部材に関する。

［従来技術］現在・電気・電子機器用のケースないしハウジング部材
は、ＥＭＩシールド用フィラーとして、カーボンブラッ
ク（ＣＢ）やチョツプド炭素繊維又は金属系フィラーを
含有する熱可塑性樹脂コンパウンド（いわゆるＦＲＴＰ
）の射出成形か、同様のフィラーを含む熱硬化性樹脂コ
ンパウンド（いわゆるＢＭＣ）の射出成形、又は同様の
フィラーを含む熱硬化性樹脂シート（いわゆるＳＭＣ）
やＢＭＣの圧１（プレス）成形で主に作られている。

これら従来のハウジング部材には次のような問題点が指
摘されている。

（ａ）まず、力学的特性の面からは、フィラーの補強効
果が不充分で、ハウジング部材に要求される力学特性を
満足せしめるには、板厚を上げて対処せざるを得ないた
め、薄葉、軽量化のユーザー・ニーズに充分応えている
とは云えない。

（ｂ）表面着色方法としては、成形後に塗装などを施す
ことが一般に行なわれている。これは、後塗装による広
範囲な色調のバリエーションを得る狙いの他に、成形体
中に含まれるフィラーの元来の色１色調模様がそのまま
表面に浮き出て、低品位な色調になることを防止するこ
とも目的としている。しかし、ポリカーボネートなどの
ように、力学特性に優れ、しかも透明で、かつ着色性の
良いにもかかわらず、耐溶剤性が良くない樹脂では、塗
装時に表面が変質してしまうという問題があり、後塗装
法で全てのマトリックスポリマーをカバーし得るとは云
い難い。

（Ｃ）一部において、透明性がよく、顔料・染料等によ
る着色性の良い尿素樹脂などの熱硬化性樹脂や熱可塑性
樹脂がマトリックスポリマーとして用いられ、底形同時
着色が行なわれているが、ＣＢやチョツプド炭素繊維を
フィラーとして成形する限りにおいては、成形体そのも
のの色調・模様は単調・画一的で、しかも低品位のもの
しか得られないし、加えて力学的特性も劣る。

（ｄ）熱硬化性樹脂をマトリックスとしたものは、熱可
塑性樹脂に比べて一般に靭性に欠け、衝撃落下により破
損しやすい欠点を持つ。

［発明の目的コ本発明は、従来ハウジング部材にみられる上述の如き諸
欠点を解消しようとするもので、力学的特性と表面色調
・模様が共に優れた新規な電気・電子機器用ハウジング
部材を提供することを目的とするものである。

［発明のｍ威］本発明者らは、上述の目的を達成すべて鋭意研究の結果
、実質的に連続繊維の炭素繊維を主成分とする繊維状の
面状補強体［Ｉ］と、透明性がよく、更には顔料・染料
等による着色性の優れたポリカーボネートからなるマト
リックス面状体［ＩＩ］とを組み合わせて積層・熱プレ
スすることにより、力学特性に優れ、しかも広範囲の色
調かつ高級感のある色調・ＳＳを表現できる複合材料を
容易に成形できる製造法を見い出し、本発明に至ったも
のである。

即ち、本発明は、実質的に連続繊維の炭素繊維をその主
要成分として含有する繊維状の面状補強体［Ｉ］とポリ
カーボネートからなるマトリックス面状体［ｎ］とを積
層した材料を熱プレスして得た成形品であって、すぐた
れ力学特性と優れた表面色調模様を有することを特徴と
する電気・電子機器用ハウジング部材である。

以下に本発明の構成について詳述する。

直見３０組生ユ」」− 本発明を構成する面状補強体［Ｉ］は、炭素繊維を出発
素材とする種々の形態のものを総称する。

代表的な形態としては、フィラメント・トウ、織物１編
物、マット（含ペーパー、不織布）などを挙げることが
できる。しかし、本発明の目的を達成するには、実質的
に連続繊維の炭素繊維から構成される面状体であること
が必要であり、短繊維、あるいは最近話題となっている
数個前後の繊維長を有する、いわゆる“長繊維”の炭素
繊維から構成される面状体は含まれない、但し、これら
短繊維あるいは“長繊維”の炭素繊維から構成される繊
維質面体は、本発明の目的の他の１つである、表面色調
・模様のバリエーションを広げる為１表層部にサーフェ
イスマット（Ｓｕｒｆａｃｅ　ｌａｔ＞ないしサーフェ
イサー（５ｕｒｆａｃｅｒ　）として、連続繊維の炭素
繊維からなる面状体［Ｉ］の補完ないし組み合わせとし
て使用することはできる。

一方何の（ｕｎｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａ＋　）炭素繊維
からなる面状体としては、フィラメント・トウなどを挙
げることができる。かかる一方向の炭素繊維をそのまま
本発明に使用することも出来るが、−船釣には、３！！
続繊維の炭素繊維を、熱可塑性繊維（好ましくはマトリ
ックスと同じポリカーボネート繊維）を織糸又は編糸と
して用いて面状化するか、あるいは、連続繊維の炭素繊
維に熱可塑性繊維（好ましくはポリカーボネート繊維）
からなる面状バインダーを適当量重ね合わせ、熟プレス
等により炭素繊維を軽く接着したものが好ましく使用さ
れ得る。

連続繊維の炭素繊維からなる織物としては、平織、綾織
（フィル）、朱子織の他に、一部の３次元織物などを使
用できる。

編物としては、炭素繊維に適用できる各種の編物を本発
明に使用できる。炭素繊維は一般に伸度か低いので、絹
糸として、熱可塑糸の種々の繊維を用い、交編すること
が好ましいｌも好ましい編糸は、ポリカーボネート系の
ポリマーから製糸したものである。

炭素繊維を使用した連続繊維マットは、上述の、一方向
性繊維、ａ編物等に比べ一般に力学的補強効果は低いが
、短繊維ないし上述の“長繊維”から成る面状体よりは
補強効果があるので、目的に応じて使用可能である。

本発明によれば、上述の面状補強体［Ｉ］と組合せて、
後述の透明性を有するマトリックス面状体［■］を使用
することにより、マトリックス表層を通して面状補強体
［Ｉ］の織・編構造あるいはその模様（パターン）を見
ることか可能であり、ある種の商品の価値を高めること
が期待される。

更に透明性を有し、かつ着色されたマトリックス面状体
［ＩＩ］を使用すれば、炭素ｍ鱈の黒地と、オーバーラ
ツプした高品位の高級感のある（深みのめる）広範囲の
色調を付与することが可能である。

また、テクノーフ　、ゲブフー　、トワロン■−■　　
　　　−■ などのいわゆるバラ型アラミド繊維と炭素繊維とを交織
した黄色、′黒色のパターン、あるいは原着テクノーラ
■などを使用した交織パターンも必要に応じて実施出来
る。勿論、他の補強繊維１例えばガラス繊維、シリコン
カーバイド繊維、シリコンナイトライド繊維、ボロン繊
維、アルミナ繊維等のセラミックス繊維や、本発明の熱
プレス温度条件下で補強繊維の物性等が著しく損われな
いような有機質補強縁ｍ（例えば、ある種のボリアリレ
ート繊維、ポリイミド系繊維等）も、炭素繊維と組み合
せて使用できる。

マトリックス面　　　■ 本発明を構成するポリカーボーネートからなるマトリッ
クス面状体［ｎ］は、その成形品の形態から、基本的に
下記２種に区分できる：ａ）繊維系面状体：フィラメン
ト・トウ、１１！物編物、マット（不織布）などｂ）フィルム系面状体：膜、フィルム、シートテープな
ど本発明においてマトリックス面状体［Ｉ［］戒肘用のポ
リマーは、溶融成形可能なポリカーボネート類の中から
選択される。このようなポリカーボネート類としては、
各種のジフェノールとホスゲンあるいは炭酸カーボネー
トからのポリマーが本発明に使用でき、各種のポリエス
テルカーボネートら必要に応じて採用できる。最も代表
的なポリカーボネート類としては、ヒスフェノール−Ａ
とホスゲンからのポリマーを挙げることが出来る。

又、難燃性、耐候（光）性等の向上を目的に、常法によ
り適当なある種の添加剤を加えてもよい。

ａ）繊維系面状体染料・顔料などで着色したフィラメント・トウは、Ｉｋ
ら簡便にはポリカーボネートを顔料などで着色したベレ
ットを製糸（紡糸）することによって製造できる。この
着色フィラメント・トウに必要な前処理などを施した後
、ａ物１編物、マット（不織布）などにすることが出来
る。

この段階で、他種の繊維・他の色のＩ繊維との混合（混
繊、混綿なと）・交織を必要に応じて実施することが出
来る。

ｂ）フィルム系面状体１ａ雑系面状体と同様に最も簡便な方法は、ポリカーボ
ネートを顔料などで着色したペレットを製膜により、膜
、フィルム、シート、テープなどを製造する方法である
。製膜段階あるいは製ＩＩ後に、他種のフィルム、他の
色のフィルムなどとの共押出、貼り付けなどにより、本
発明に使用するフィルム系面状体の付加価値を高めるこ
とも出来る。

東星去羞上記の方法によって製造された補強面状体［■］、マト
リックス面状体［Ｉｒｌを、必要枚数積層して、次の熱
プレス工程で種々の形状を賦与した積層体とする。

補強面状体［Ｉ］とマトリックス面状体［Ｉ［］の必要
枚数（ｐｌｙ数）は、最終的に熱プレスにより出来上が
る成形品（ハウジング）の形態・要求特性（力学的１色
調的など）あるいは成形加工上の要請により決定するこ
とが出来る。力学的あるいは色調的な必要性に基づき、
補強面状体［Ｉ］及び／又はマトリックス面状体［ｎ］
及び／又は他の繊維・面状体をとくに他の箇所よりも多
くする必要があれば、この積層段階で措置することが出
来る。

マトリックス面状体［Ｉｒｌは熱プレス時に溶融・流動
して炭素繊維間に浸透・含浸されるので第−ａ的には、
好適な含浸状態が発現されるようにこの積層工程での補
強面状体［Ｉ］と、着色したポリカーボネートとからな
るマトリックス面状体［Ｉｒｌとを積層配列することが
要求される。−船釣には、マトリックス面状体［ｎ］と
補強面状体［Ｉ］を交互に積層する。−枚／−枚の完全
交互積層にするか、数枚／１〜数枚の変形交互積層にす
るかは、熱プレス成形体の力学性能９表面性状などの観
点から決定することが出来る。

成形体の表面性状をとくに改善したい場合には、表面層
にマトリックス面状体［１］を複数枚使用するか、ある
種の表面性改善マット（Ｓｕｒｆａｃｅ　ｎａｔ。

５ｕｒｆａｃｅｒ）を必要枚数使用することが出来る。

本発明の１つの特徴である着色されたマトリックス面状
体の積層による色の発現・彩色から明白なように、複数
色のマトリックス面状体の積層使用によって、広範囲の
色調を成形体に賦与できる（赤色＋黄色→オレンジ、黄
色中青色−緑色など）、同色系統に属していても、例え
ば下記のとおり多探で微妙な色調の発現が可能である。

：各色の使用枚数の調整（赤色／青色＝２／３又は３７２など）表面層に使用す
る枚数（［１］／　［Ｉ］／　［Ｉｒｌ・・・＝２／１／１．
または１／１／２）積層順序〈表面から赤色／青色・・・又は青色／赤色・・・）本
発明において、積層する補強面状体［Ｉ］とマトリック
ス面状体［Ｉｒｌ以外の構成成分をさらに積層・熱プレ
スを行い、得られる成形体の性能・外観などを好ましく
改良することが可能である。

第三の積層構成成分として代表的なものは補強面状体［
１］以外の１ａ維秋物、発泡体などを挙げることが出来
る。とくに発泡体は成形体を低比重にし、表面性を改良
できるので好ましい０発泡体としては、熱プレス前に既
に発泡しているものの他に熟プレス時に発泡を起こすも
のも使用できる。

上述の積層方法を施した、積層シートを商業的に提供す
ることら可能である。即ち、最終成形品（ハウジング）
の形態・要求特性（力学的１色調的、模様的など）、あ
るいは成形加工上の要請により、積層仕様１寸法等が定
まったシートについては、その積層仕様に従って、＃Ｉ
戒顔面状体積層し、ステイツチング法やロールスタンピ
ング法等の常法によって、各構成面状体を部分的に接合
ないし接着せしめて一体化し、必要に応じてスリット化
して、巻き取るか、又は、切断して平板状ブランクシー
トにする。

４乙乞王旦且旦１上記で積層配列されたものを、必要に応じて適当な前処
理を施した後、熱プレスして成形体の形状を賦与する。

ポリカーボネート系のマトリックス面状体を使用するに
当り考えられる前処理は、下記の各処理である：（イ）油剤・処理剤の除去処理：溶剤法、加熱法、Ｘ圧法など（ロ）乾燥処理：　　加熱法、減圧法など勿論、例示の
前処理は不必要なら省略することが出来る。さらに、次
の熱プレス工程と条件次第で、例えば真空バッグ法を採
用する場合には、前処理を兼ねることが多いので敢えて
実施しないことも多い。

熱プレス熱可塑系複合材料の熱プレス成形法には、加熱溶融工程
とプレス工程を一つのプレス機で同様に行なう、いわゆ
るシングル・プレス法と、別々に行なういわゆるトラン
スファー・プレス成形法とに大別できる。２つの成形法
で熱プレス条件に若干の差はあるが、本発明においては
、以下に述べる内容が基本的条件となる。

熱プレスでは、雰囲気・温度・圧力の三つの主要条件の
時間経過が重要である。

（イ）雰囲気：減圧法、常圧法（空気雰囲気、不活性雰
囲気）、加圧法ポリカーボネート類は、高温加熱時の耐加水分解性に劣るので、除湿・高温経過時間の短縮などの必要な配慮を要する。また、成形体内層の空隙〈ボイド）を少なくするためには、減圧法が比較的有利である。

（ロ）　プレス温度・プレス圧：最高プレス温度は使用するポリ力 −ボネートの融点以上である。融点を決定する主要な支配因子は、化字楕遣・組成と分子量であり、実際的には、可塑剤などの配合剤も影響を及ぼす４勿論、熱プレス時のマトリックスポリマーの溶融流動性（温度１時間圧力などの関数である）も重要である。

本発明にｆｉも好ましく採用されるマトリックス面状体
用のポリマーであるビスフェノールＡと２官能性炭酸誘
導体（ホスゲン・炭酸ジエステルなど）とから得られる
ポリカーボネートの場合を例にして熱プレスについてさ
らに詳述する。なお、このホモポリマーのガラス転移点
は約１５０°Ｃである。

前処理を施した面状補強体［Ｉ］とマトリックス面状体
［Ｉ［］とを積層し、熱プレス機に装着する。プレス機
へのセットを容易にするために、予め比較的高くない温
度（室温〜約１３０℃）、低圧力（〜１０ｋｇ　／　ｃ
ｊ　）で予備プレスしておいても良い。

真空バッグなどを用いて、金型内を減圧にする。

プレス機の温度を融点以上の所定の温度に上昇させる。

この昇温過程でプレス圧力は通常、５〜３０　ｋ［／’
−に加圧しておくことが多いが、必ずしも必須ではない
、ポリカーボネートのガラス転移点からプレス温度まで
の間にてボンピングを行って、積層体内部の気泡・ボイ
ドを減少させることが出来る。ボンピンクの圧力は、通
常５〜５０ｋｉｒ／ａＪの範囲で１〜１０数回行う、プ
レス成形の最高温度は、製造される積層体の使用目的に
より若干異なるが、通常２４０℃〜３５０℃の範囲から
選択される。２５０°Ｃ以下では、積層体の表面性が悪
化するかプレスに長時間・高圧力を要するので好ましく
ない、また、３５０℃を超えるとポリマーの然分解・加
水分解が無視出来ない、好ましくはプレス成形の最高温
度は２５０°Ｃ〜３２０℃であり、さらに好ましくは、
２６０°Ｃ〜３００℃である。

冷却：冷却は急冷・徐冷のいずれも採用できる。取り出し温度
は、成形体の使用目的、とくに歪に対する許容度合によ
り選択することか多い、２００℃以上の熱時取り出しを
行うと、薄物の成形体では歪みが大きくなることが多い
ので、２００℃以下、好ましくはポリカーボネートのガ
ラス転移点付近で圧力を解除して成形体を取り出すこと
が好ましい。

尚、上述の基本成形（熱プレス）条件の本質を逸脱しな
い範囲で、本発明を達成しうる製造法ら含まれる。その
例として、いわゆるスタンパブルシートの成形方法等が
挙げられる。スタンパブルシート成形性を採用する場合
、前述の補強面状体［ＩＩとマトリックス面状［Ｉ［］
の複合積層シートを連続的に加熱・溶融・含浸・プレス
してもよいし、あるいは前記複合積層シートを予め加熱
・溶融・含浸・プレス・冷却して、いわゆるスタンパブ
ルシートのような含浸シートになした後、別工程で熱プ
レス（例えば真空成形なと）して成形体を製造してもよ
い。

旌息こ本発明によって製造された商品形態の成形体の中には、
表面硬度を要求されるものがある。このような場合には
、各種のポリカーボネート製品で既に実施されている耐
スクラッチ性向上のための表面処理を本発明においても
実施することが出来る。

［発明の効果］本発明に係る電気・電子機器のハウジング部材は、各種
形状の平板状のものは勿論１箱型、半球状など種々の立
体形態を有し、かつ、優れた力学特性と高品位、高級感
のある表面色Ｆｌ（・模様）を提供する。

さらに、上述の如く、透明なマトリックス面状体を用い
るので、外測からマトリックス層を通して補強面状体の
織・編構造あるいはその＃Ｘ探（パターン）を見ること
が可能である。また、着色マトリックス面状体の積層に
よる色の発現・彩色が容易であり、広範囲の色調を、多
様に且つ微妙に発現することが可能である。

主１１トｉ丑羞本発明に係る電気・電子機器用ハウジング部材の適用用
途としては、以下のものが挙げられるが、これに限定さ
れるものではない。

（１）オーディオ機器二ヘッドホンステレオ、ラジカセ
、ＣＤコンポ、ミニコンポ。

スピーカーボックスなど（２）　　ビデオ機器：ビデオ一体型カメラ、８關ビデ
オなど（３１テープレコーダー：（４Ｊ　　携帯型ないし可搬型小型電子機器：電子手帳
電卓、ハンディ電子ゲーム機、コードレステレフォン、可搬型ワードプロセッサ１可搬型んパーソナルコンピュータ等（５）家電製品：掃除機、アイロン等［実施例］以下に本発明を実施例によって詳述する。

なお、各実施例において使用した積層・熟プレス用の素
材を下記に示す。

補強面状体［■〕：炭素１１ｊＩ維平ｍ物目付け＝１９
８　ｔ／ｌｒ？　（トレカ■炭素鐵維；Ｔ　−３００使
用）マトリックス面状体［■］：＊、ｉｌｌ茶系面状体ポリカーボーネート繊維平織物）目付け＝１００ｇ／ｒｒｒ色；赤、青、黄色および（透明；無原着）＊フィルム系
面状体（原着ポリカーボーネートフィルム）厚み：１００μｍ色；赤、青、黄色および（透明；無原着）上記［ＩＩ、
［ｆｆ］は寸法６０ｗ　Ｘ　９０１１ｆｆｉ、平均深さ
５．０ｍｗ＋、平均厚み０．６−のヘッドホンステレオ
のフロント（上部）−１ｒヤビネツトのモデル金型に合
致するように裁断して使用した。

使用機器二上記サイズの金型、？！！、プレス実施例１補強面状体ＣＩ］として上記の炭素繊維平Ｓｔ物を、常
法により脱すイジング剤処理し、併せてマトリックス面
状＃［■］として上記のポリカーボネート繊維平ｌｉ物
（赤、青、黄色および無原着）を下記の如く積層した。

積層順序：　［ＩＩ］　ｘｌｐｌｙ　＋　［ＩＩ　ＸＩ
Ｄ１ｙ　十［ＩＩ　］　Ｘ２ｐｌｙ　＋　［Ｉ　］　ｘ
　Ｉｐｌｙ　十［Ｉ［］Ｘ１ｐｌｙ積層した面状体をヘッドホンステレオのフロントキャビ
ネットの金型にセットし、下記の如く温度及びプレス圧
をかけて成形した。

室温〜２５０℃＝２０贈／− ２５０℃でボンピング（０〜２０ｋｇ／ｃｌｉ；　１０
回）→２９０　’Ｃ昇ｆＡ（３０に＋ｒ　／　ａｄ　）
→２９０℃×３０分く３０ｋｇ　７　ａｄ　）９１５０
℃へ冷却得られた成形サンプル（ヘッドホンステレオのフロント
キャビネット）は、平均板厚０．５６ｍ、重量４．５ｇ
でそり、歪もなく、強さも満足のいくらのであり、又、
表面性は成形しただけとは考えられない程滑らかで光沢
があり、しかも、炭素繊維の織目が浮き出、色調は各々
用いたポリカーボネートマトリ・ソケス面状体［Ｉ］の
色に応じて、炭素繊維の黒地がオーバーラツプした高級
感のある、深みのある色調を戒し、光線の入射角度によ
っては、炭素繊維の織目の各凹凸できらきらと光り、さ
ながら虹の如き色調を呈するものであった。

実施例２実施例１と全く同様にして、但しマトリックス面状［Ｉ
［］として上記のポリカーボネートフィルム（赤、青、
黄色および無原着）を用い下記の如く積層した。

積層順序：　　［ＩＩｌ　ｘｌｐｌｙ　＋　［Ｔ　］　
ｘｌｐｌｙ　＋［ＩＩｌ　　ｘ２ｐｌｙ　　＋　　［Ｉ
］　　ｘｌｐｌｙ　　＋［［）ｘ２ｐｌｙ得られた成形サンプルは、平均板厚０．６０ｍｍ、重量
５．０ｇで、実施例１と同様、力学的１表面性状共に満
足できるものであり、電気・電子機器用のハウジングと
して好適なものであった。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）実質的に連続繊維の炭素繊維を主体とする繊維状
の面状補強体［Ｉ］と、ポリカーボネートからなるマト
リックス面状体［ＩＩ］とを、積層したシート状材料を
、熱プレスして得た成形品からなることを特徴とする優
れた力学特性と優れた表面色調・模様を有する、電気・
電子機器用ハウジング部材。
（２）マトリックス面状体［ＩＩ］が、無色で、かつ、
透明性を有するポリカーボネートの繊維状面状体及び／
又はフィルム・シートであることを特徴とする請求項（
１）に記載の電気・電子機器用ハウジング部材。
（３）マトリックス面状体［ＩＩ］が、着色し、かつ、
透明性を有するポリカーボネートの繊維状面状体及び／
又はフィルム・シートであることを特徴とする請求項（
１）に記載の電気・電子機器用ハウジング部材。
（４）マトリックス面状体［ＩＩ］の製造に使用するポ
リカーボネートが、ビスフェノールＡ系ポリカーボネー
トであることを特徴とする請求項（１），（２）又は（
３）記載の電気・電子機器用ハウジング部材。
（５）電気・電子機器が、オーディオ機器、ビデオ機器
、テープレコーダー又はその他の携帯型ないし可搬型電
子機器である請求項（１），（２），（３）又は（４）
に記載の電気・電子機器用ハウジング部材。