JPH0724862A - 寸法精度および強度特性に優れたシャーシ成形体 - Google Patents

寸法精度および強度特性に優れたシャーシ成形体

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JPH0724862A
JPH0724862A JP16931693A JP16931693A JPH0724862A JP H0724862 A JPH0724862 A JP H0724862A JP 16931693 A JP16931693 A JP 16931693A JP 16931693 A JP16931693 A JP 16931693A JP H0724862 A JPH0724862 A JP H0724862A
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JP
Japan
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resin
molded product
molding
chassis
parts
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JP16931693A
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English (en)
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Yasuro Hattori
靖郎 服部
Kaoru Toyouchi
薫 豊内
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 寸法精度および強度特性に優れたシャーシ成
形体を提供する。 【構成】 ポリフェニレンエーテル系樹脂100重量部
に対し、アスペクト比5以上の鱗片状の無機質充填剤を
15〜50重量部配合した樹脂組成物を最大分子配向度
が5%以下に成形することを特徴とするシャーシ成形体
に関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、事務機、ゲーム機、音
楽プレイヤー、AV機器等に機構部品として使用される
シャーシに関する。更に詳しくは機械的強度、寸法精
度、寸法安定性に優れる無機質充填剤で強化したポリフ
ェニレンエーテル系樹脂から成る精密なシャーシ成形体
に関する。
【0002】
【従来の技術】ポリフェニレンエーテル系樹脂、特にポ
リスチレン系樹脂とから成るポリフェニレンエーテル系
樹脂組成物は機械的特性、熱的特性、電気的特性、難燃
性に優れることから、例えば家電部品、事務機部品、配
電部品等の材料として使用されている。その優れた特性
を生かし、これまで樹脂化が困難とされていた分野への
用途開拓も盛んに試みられている。これに伴ってこの樹
脂組成物に対する要求性能は、益々多様化すると共に厳
しくなる傾向にある。近年、特に目立つのが、従来は板
金、アルミダイキャストが用いられていた事務機のシャ
ーシ部材、パソコンに用いられるFDD(フロッピィー
ディスクドライブ、HDD(ハードディスクドライブ)
のシャーシ及びCD(コンパクトディスク)、LD(レ
ーザーデスク)MD(ミニディスク)等を情報媒体とし
て用いるゲーム機、音楽プレイヤー、AV機器等のシャ
ーシの樹脂化である。
【0003】シャーシ成形体に要求される性能は、機械
的特性、耐熱性、難燃性、寸法精度、寸法安定性等であ
る。この内、最も厳しい性能は、機械的特性と寸法精
度、寸法安定性である。機械的特性としては剛性、強度
が要求される。樹脂類に剛性、強度を付与する技術とし
ては、ガラス繊維等の無機質充填剤を配合する技術が周
知であるが、無機繊維やウィスカ類のアスペクト比の大
きな無機質充填剤を添加した樹脂で、射出成形した場
合、無機質充填剤が流動方向に配向するため、成形品面
内に剛性、強度、成形収縮率、線膨張係数の異方性を生
じる。そのため、成形品の実用剛性、強度が不足した
り、反りによる寸法ズレ等を起こす。また、線膨張係数
の異方性が原因で、温度変化に対して寸法がいびつにな
り、寸法安定性に欠ける。
【0004】一方、周知のガラスビースや炭酸カルシウ
ム等のアスペクト比の小さい無機質充填剤を添加した場
合は、寸法精度、寸法安定性は向上するが、剛性、強度
面で劣る。この様に従来の技術では、機械的特性と寸法
精度の両者を満足するシャーシ成形体が得られないのが
現状であった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ポリフェニ
レンエーテル系樹脂について、その本来の好ましい特性
を損なうことなしに、機械的特性と寸法精度、寸法安定
性を付与した係数の異方性が小さく、シャーシ成形体を
提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、ポ
リフェニレンエーテル系樹脂100重量部に対し、アス
ペクト比5以上の鱗片状の無機質充填剤を15〜50重
量部配合した樹脂組成物を最大分子配向度が5%以下に
成形することを特徴とするシャーシ成形体に関する。
【0007】更には、本成形体の曲げ強度の面内異方性
が1.5以下、平均成形収縮率が0.3以下で、成形収
縮率の面内異方性が3以下、線膨張係数の面内異方性が
1.5以下であることが好ましい。以下、本発明を詳細
に説明する。本発明の樹脂組成物の成分一つであるポリ
フェニレンエーテル系樹脂とは、化1(1)、化2
(2)を繰り返し単位とし、構成単位が式(1)及び式
(2)からなる単独重合体、あるいは共重合体が使用で
きる。(式中、R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6
炭素1〜4のアルキル基、アリール基、ハロゲン、水素
等の一価の残基であり,R5 、R6 は同時に水素ではな
い。)
【0008】
【化1】
【0009】
【化2】
【0010】ポリフェニレンエーテル系樹脂の単独重合
体の代表例としては、ポリ〔2,6−ジメチル−1,4
−フェニレンエーテル、ポリ(2−メチル−6−エチル
1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2,6−ジメチ
ル−1,4−フェニレン(エーテル、ポリ(2−エチル
−6−n−ブロチル−1,4−フェニレン)エーテル、
ポリ(2,6−ジ−n−プロピル−1,4−フェニレ
ン)エーテル、ポリ(2−メチル−6−n−ブチル−
1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2−エチル−6
−イソプロピル−1,4−フェニレン)エーテル、ポリ
(2−メチル−6−クロロエチル−1,4−フェニレ
ン)エーテル、ポリ(2−メチル−6−ヒドロキシエチ
ル−1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2−メチル
−6−クロロエチル−1,4−フェニレン)エーテル等
のホモポリマーが挙げられる。
【0011】ポリフェニレンエーテル共重合体は、2,
6−ジメチルフェノールと2,3,6−トリメチルフェ
ノールとの共重合体あるいはo−クレゾールとの共重合
体あるいは2,3,6−トリメチルフェノール及びo−
クレゾールとの共重合体等、ポリフェニレンエーテル構
造を主体としてなるポリフェニレンエーテル共重合体等
が挙げられる。
【0012】次に、本発明のポリフェニレンエーテル系
樹脂のアロイ成分として良好に用いられるポリスチレン
系樹脂とは、スチレン系化合物、スチレン系化合物と共
重合可能な化合物をゴム質重合体存在または非存在下に
重合して得られる重合体である。スチレン系化合物と
は、化3(3)で表わされる化合物である。(式中、R
は水素、低級アルキルまたはハロゲンを示し、Zはビニ
ル、水素、ハロゲン及び低級アルキルよりなる群から選
択され、pは0〜5の整数である。)
【0013】
【化3】
【0014】これらの具体例としては、スチレン、α−
メチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、モノクロ
ロスチレン、p−メチルスチレン、p−tert−ブチ
ルスチレン、エチルスチレン等が挙げられる。また、ス
チレン系化合物と共重合可能な化合物としては、メチル
メタクリレート、エチルメタクリレート等のメタクリル
酸エステル類、アクリロニトリル、メタクリロニトリル
等の不飽和ニトリル化合物類、無水マレイン酸等の酸無
水物等が挙げられ、スチレン系化合物とともに使用され
る。また、ゴム質重合体としては共役ジエン系ゴムある
いは共役ジエンと芳香族ビニル化合物のコポリマーある
いはエチレン−プロピレン共重合体系ゴム等が挙げられ
る。
【0015】必要に応じて他のゴム質重合体、例えばス
チレン−ブタジェンブロック共重合体またはその水添物
等を添加することも可能である。本発明のシャーシ成形
体はポリフェニレンエーテル系樹脂とポリスチレン系樹
脂とを主体とした樹脂組成物が好ましく用いられる。ポ
リフェニレンエーテル系樹脂としては、ポリ〔2,6−
ジメチル−1,4−フェニレン〕エーテルが、ポリスチ
レン系樹脂としては、スチレン樹脂、共役ジエン系ゴム
を島状に分散したゴム強化スチレン樹脂が好ましく使用
できる。
【0016】ゴム強化スチレン樹脂としては、二重結合
の10%以上が水素化された共役ジエン系ゴムを含むゴ
ム強化スチレン樹脂が更に好ましく使用できる。更に、
衝撃特性を向上させる目的で、例えば共役ジエン、好ま
しくは二重結合の20%以上が水素化された共役ジエン
とスチレンとのブロック重合体を添加させることもでき
る。
【0017】ポリフェニレンエーテル系樹脂とポリスチ
レン系樹脂の割合は、ポリフェニレンエーテル系樹脂1
00重量部に対して、ポリスチレン系樹脂を20〜60
0重量部が好ましい。更に好ましくは100〜500重
量部である。本発明のシャーシ成形体に用いられる無機
質充填剤の形状は鱗片状である。鱗片状の無機質充填剤
の場合も射出成形に依って配向するが、その形状が鱗片
状のため流動方向と直角方向の長さに差が少ないので、
成形品面内の線膨張係数の異方性が少ないからである。
無機充填剤の種類については特に制限はなく、ガラスフ
レーク、アルミなどの金属フレーク類、マイカ類等が用
いられるが、剛性付与、コストの面からガラスフレーク
が最も好ましい。
【0018】鱗片状の無機質充填剤のアスペクト比は5
以上が必要で、好ましくは10以上、更に好ましくは3
0以上がよい。アスペクト比が5未満のものは、成形品
の剛性の向上が不十分で、アイゾット衝撃強さも低下す
る傾向がある。鱗片状の無機質充填剤の長径は1000
μm以下、好ましくは1〜500μmの範囲である。長
径が1000μmを超えるものは、配合時に分級が生じ
て、樹脂との均一混合が困難であり、成形品の物性に斑
を生じる場合がある。
【0019】鱗片状の無機質充填剤の含有量は、樹脂成
分100重量部に対して15〜50重量部必要であり、
好ましくは30〜40重量部である。15重量部未満で
は剛性、及び寸法精度の改良効果が十分でないため好ま
しくない。50重量部を超える場合には耐衝撃性、成形
性の低下が著しく大きくなるため好ましくない。本発明
のシャーシ成形体は、成形時の成形品に生じる面内の最
大分子配向度を5%以下に抑える条件で射出成形するこ
とによって得られる。
【0020】本発明で最大分子配向度とは、成形品のゲ
ートより20mm以上離れた非ウェルド部の平坦部から
任意の大きさの試験片を切り出し、この試験片を成形品
母材の高荷重熱変形温度(以下HDTと略す。)より2
0〜30℃高い温度に、30分放置した後、試験片の面
方向の最大加熱収縮率を測定する。最大加熱収縮量を加
熱収縮前の元の寸法で除した値を百分率で示した。
【0021】最大分子配向度、即ち樹脂の流動方向の分
子配向度が5%を超えると分子配向の成形収縮率への影
響が大きくなるので成形品の成形収縮率異方性が大きく
なり、成形品の寸法精度が悪くなるので好ましくない。
分子配向異方度を小さくするには樹脂の流動ひずみを抑
えるべく流動を制御する必要がある。
【0022】流動ひずみを小さくするには、成形品の型
内樹脂圧力をできるだけ小さくせしめた状態で成形する
のが良い。樹脂の流動性をよくするには、通常、成形温
度を上げればよいが、しかしながら成形温度を上げる
と、難燃剤に起因するガスが多くなり、成形品表面が荒
れたり、樹脂の熱劣化が促進されるので適正な成形温度
で成形するのが好ましい。熱劣化を抑止する観点から、
成形温度の上限は320℃を越えるないことが好まし
い。本発明のシャーシ成形体の適正成形温度は、母材の
HDTプラス160〜220℃、好ましくは、プラス1
80〜200℃の成形温度である。
【0023】流動ひずみを小さくするには、成形時のゲ
ートを除く成形品の型内樹脂圧力は最大400kg/c
2 を超えない範囲で成形することが好ましい。適正成
形温度に於いて型内樹脂圧力が400kg/cm2 を超
える場合は、成形品の流動ひずみが小さくなるように、
成形品のゲートを設計するか、成形方法を選定する必要
がある。
【0024】本発明のシャーシ成形体を得るためのゲー
ト設計は、ゲートの種類、成形品の肉厚によって異なる
が、ピンゲートの場合、肉厚1〜3mmに於いてゲート
1点あたりのL/t(流動距離と肉厚の比)をおよそ、
100以下に範囲に設計すると良い。更に好ましくは6
0以下である。サイドゲート、サブマリンゲート、タブ
ゲート、ファンゲートもほぼ同様である。本発明の最も
好ましい成形方法はガスアシスト射出成形である。
【0025】該射出成形法は樹脂を金型に射出後、高圧
ガスを樹脂中に注入する技術である。通常の射出成形に
於いては、射出された樹脂の冷却による体積収縮を補填
するために、一次射出で金型キャビティに樹脂が満たさ
れた後、樹脂保圧により更に金型内に樹脂を押し込んで
いる。このため、成形品のゲート付近は高圧になり、内
部ひずみが流動ひずみとして残りやすい。
【0026】これに対してガスアシスト射出成形では、
一次射出で樹脂を金型に満たしつつまたは満たした後、
ガスを成形品中に圧入することで樹脂保圧に代えるの
で、ゲート付近の樹脂の過充填がなく、流動ひずみが低
い。成形品中に注入されたガスの圧力損失は実質的にゼ
ロで、ゲートがシールされることがないので、成形品末
端まで樹脂圧力も均一になり、冷却完了時まで必要なガ
ス圧力をかけることができる。
【0027】ガス保圧の結果、成形品に生じる流動ひず
みを小さく、また成形品に生じる最大分子配向度を小さ
くできる。本発明で述べる曲げ強度の面内異方性は、成
形品のゲートより20mm以上離れた非ウェルド部の平
坦部の任意の位置から15×10mmの大きさの試験片
を流動方向と流動方向に対して直角方向(以下直角方向
と略す。)に切り出し、ダインスタット試験機にて測定
した該試験片の曲げ強度の比(流動方向の値を直角方向
の値を除した値)で示す。
【0028】成形収縮率の面内異方性は、成形品の寸法
を流動方向と直角方向に測定し、それぞれ金型寸法から
割り出した成形収縮率の値の比(直角方向の値を流動方
向の値で除した値)で示す。平均成形収縮率はそれらの
値の平均値である。本発明で述べる平均曲げ弾性率は成
形品を粉砕し、射出成形にて得た試験片をASTM D
790に準拠して測定した値で示す。曲げ強度の面内異
方性は成形品からウェルド部を除いた位置にて15×1
0mmの大きさの試験片を隣接する場所から流動方向と
流動方向に対して直角方向(以下直角方向と略す。)に
切り出し、ダインスタット試験機にて測定した曲げ強度
の値の比(流動方向の値を直角方向の値で除した値)で
示す。
【0029】成形収縮率の面内異方性は、成形品の寸法
を流動方向と直角方向に測定し、それぞれ金型寸法から
割り出した成形収縮率の値の比(流動方向の値を直角方
向の値で除した値)で示す。平均成形収縮率はそれら値
の平均値で示す。線膨張係数の面内異方性はゲート、ウ
ェルド部を除いた場所から流動方向と直角方向に切り出
した試験片をTMAにて−30〜80℃の間で測定した
値の比(直角方向の値を流動方向の値で除した値)で示
す。成形品が多点ゲート等ゲートデザインの問題で流動
方向と直角方向が明確でない場合は、面内異方性の数値
は任意の直交する方向の値の比(大きい値を小さい値で
除した値)で示す。
【0030】最大分子配向度は、前述の通り、最大の加
熱収縮率で示す。本発明のシャーシ成形体に使用する樹
脂組成物に配合する無機質充填剤は、鱗片状の無機質充
填剤が主であるが、本発明のシャーシ成形体の特性を損
なわない範囲で繊維状のものも併用できる。また、本発
明の目的を損なわない範囲で、所望に応じシラン系カッ
プリング剤による表面処理や集束剤による集束剤処理が
施されたものも用いることができる。また、難燃剤も添
加することができる。熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂の難
燃化に慣用されているものの中から任意のものを選択し
て用いることができる。
【0031】中でも好適な難燃剤は芳香族がリン酸エス
テル類である。更に酸化防止剤、紫外線吸収剤、熱安定
剤等の添加剤を配合できる。
【0032】
【実施例】実施例及び比較例に示す各特性は、射出成形
して図1のシャーシ状の成形品について、以下の測定方
法により測定した。 (1)曲げ弾性率 成形品を粉砕し、射出成形して得た試験片を用い、AS
TM D256に準拠して求めた。 (2)曲げ強度の異方性 成形品のa,b部を切り出し、ダインスタット試験機に
て満足して求めた。 (3)成形収縮率の異方性 成形品のc,d部の寸法を測定して求めた。 (4)線膨張係数の異方性 成形品のe,f部を切り出し、TMAにて−30〜80
℃の間で測定した。 (5)分子配向異方性 成形品のg部を切り出し、母材のHDTより30℃高い
温度に設定されたオーブン中に30分間放置し、最大加
熱収縮率測定した。 (6)寸法精度(反り) 図1の稜線l1 ,l2 の内側へ変位量(mm)の合計量
を三次元測定機にて測定した。
【0033】
【実施例1】ポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニ
レン)エーテル30部、10%のポリプタジェン成分を
含む耐衝撃性ポリスチレン20部、ポリスチレン20
部、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノ
ール0.5部、平均粒径600μm、平均厚み5μm、
平均アスペクト比5120のガラスフレーク(REFG
−302 日本板硝子社製)を30部を押出機を用い
て、300℃の温度にて溶融混練して組成物を得た後、
290℃の成形温度、80℃の金型温度の条件にて射出
成形し、図1の形状の成形品を得た。評価結果を表1に
示す。
【0034】
【比較例1】実施例1と同様の組成物を用い、250℃
の成形温度、50℃の金型温度の条件にて射出成形して
図1の成形品を得た。評価結果を表1に示す。
【0035】
【比較例2】実施例1と同様の組成物を用い、330℃
の成形温度、80℃の金型温度の条件にて射出成形して
図1の成形品を得た。評価結果を表1に示す。
【0036】
【比較例3】実施例1と同様の組成物を用い、同一成形
条件にて、図1の成形品に於いてピンゲート(ハ)の無
い状態にて射出成形した。評価結果を表1に示す。
【0037】
【比較例4】ガラスフレークを直径13μm、平均長さ
3mmのアミノシラン処理されたガラス繊維に替えた以
外は、実施例1と同様の組成物を同様の条件で得た後、
290℃の成形温度、80℃の金型温度の条件にて射出
成形して図1の成形品を得た。評価結果を表1に示す。
【0038】
【実施例2】ガラスフレークを40部に替えた以外は、
実施例1と同様の組成物を同様の条件で得た後、290
℃の成形温度、80℃の金型温度の条件にてガスアシス
ト射出成形を行ない、図1の成形品を得た。ガスの注入
条件は、樹脂の計量を通常成形の95%にし、樹脂の射
出終了と同時にゲートから注入し、ガス圧力150kg
/cm2 で10秒間保持した。評価結果を表1に示す。
【0039】
【比較例5】実施例2と同様の組成物を用い、290℃
の成形温度、80%℃の金型温度の条件にて通常成形を
行ない。図1の成形品を得た。評価結果を表1に示す。
【0040】
【表1】
【0041】
【発明の効果】本発明のシャーシ成形体は、機械的特性
と寸法精度の両者を満足するものであり、事務機、ゲー
ム機、AV機器等のシャーシとして有用であり、シャー
シの樹脂化に応えるものである。特に精度が要求される
CD−ROM関連、FDD関連、シャーシ、シャーシ周
り部品として有用なものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1はシャーシの簡易モデルの概念図である。
【図2】図1におけるA−A′における断面図である。
【図3】図1におけるB−B′における断面図である。
【符号の説明】
イ ピンゲートの位置 ロ ピンゲートの位置 ハ ピンゲートの位置 a 曲げ試験の試験片切り出し位置 b 曲げ試験の試験片切り出し位置 c 成形収縮率の試験片切り出し位置 d 成形収縮率の試験片切り出し位置 e 線膨張係数の試験片切り出し位置 f 線膨張係数の試験片切り出し位置 g 分子配向の試験片切り出し位置 l1 成形品の設計長辺稜 l2 成形品の設計長辺稜 l1 ′成形後の長辺稜 l2 ′成形後の長辺稜

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリフェニレンエーテル系樹脂100重
    量部に対し、アスペクト比5以上の鱗片状の無機質充填
    剤を15〜50重量部配合した樹脂組成物を最大分子配
    向度が5%以下に成形することを特徴とするシャーシ成
    形体。
JP16931693A 1993-07-08 1993-07-08 寸法精度および強度特性に優れたシャーシ成形体 Withdrawn JPH0724862A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7738043B2 (en) 2007-11-30 2010-06-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Noise reducing circuit, noise reducing method, and video apparatus
JP2014001350A (ja) * 2012-06-21 2014-01-09 Asahi Kasei Chemicals Corp 塗装成形体

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US7738043B2 (en) 2007-11-30 2010-06-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Noise reducing circuit, noise reducing method, and video apparatus
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