KR101029512B1 - 프리폼 및 이의 제조방법 - Google Patents

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KR101029512B1
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마사토 혼마
소우이치 이시바시
요시키 타케베
하루오 오바라
타케시 니시자와
코수케 시호
세이이치로 에토
타카시 하세가와
히데아키 타니수기
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도레이 카부시키가이샤
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Abstract

열경화성 수지층, 열가소성 수지층, 및, 다수개의 연속된 필라멘트로 이루어지는 강화섬유군으로 이루어지고, 상기 열경화성 수지층과 상기 열가소성 수지층이 이들 층의 계면에 있어서, 상기 열경화성 수지층의 수지와 상기 열가소성 수지층의 수지가 요철형상을 가지고 일체화되어, 상기 강화섬유군 내의 일군의 필라멘트는, 적어도 상기 열경화성 수지층의 수지에 접하고, 상기 강화섬유군 내의 나머지의 군의 필라멘트는, 적어도 상기 열가소성 수지층의 수지에 접하여 이루어지는 성형체이고, 또한, 상기 열가소성 수지층의 상기 계면과는 반대측의 면이 상기 성형체의 표면에 위치되어 있는 적층체.

Description

프리폼 및 이의 제조방법{PREFORM AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME}
본 발명은, 다수개의 연속한 필라멘트로 이루어지는 강화섬유군으로 강화된 섬유강화 수지제의 적층체 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은, 다른 구조부재, 특히 열가소성 수지로 이루어지는 구조부재에 대하여 강고하게 일체화할 수 있는 적층체에 관한 것이다. 본 발명은, 적층체와 다른 구조부재가 일체화됨으로써 형성된 성형품을 폐기할 때에는, 상기 성형품을 부품마다 용이하게 분해, 분별할 수 있어, 부품의 재이용을 가능하게 한 적층체에 관한 것이다.
본 발명은, 다수개의 연속된 필라멘트로 이루어지는 강화섬유군으로 강화된 섬유강화 수지제의 적층체와 다른 구조부재를 일체화시킴으로써 형성된 전자파 실드 성형품에 관한 것이다.
이들 일체화 성형품은, 전기·전자기기, 오피스 오토메이션기기, 가전기기, 의료기기의 부품, 부재 또는 케이스체, 및, 차량 부재, 항공기 부재, 건축 부재 등에 바람직하게 이용된다.
다수개의 연속된 필라멘트로 이루어지는 강화섬유군으로 강화된 수지로 이루어지는 성형체(FRP)는, 각종 부품이나 구조체를 형성하는 부재로서 널리 이용되고 있다. 열경화성 수지를 매트릭스로 한 성형체는, 열경화성 수지를 함침시킨 프리프레그의 프레스 성형이나, 레진 트랜스퍼 몰딩(RTM) 등의 성형방법에 의해 성형체로 함으로써 제조되고 있다.
그러나, 열경화성 수지로 이루어지는 FRP는, 복잡한 형상을 가지는 부품이나 구조체를 단일한 성형 공정으로 제조하기 위해서는 적합하지 않다. 그 때문에, 복잡한 형상을 가지는 부품이나 구조체는, 상기 FRP로 이루어지는 복수의 부재를 작성하고, 다음에, 그들 부재를 일체화함으로써 제조되고 있었다.
이 일체화 방법으로서, 볼트, 리벳, 비스 등의 기계적 접합방법이나, 접착제를 사용하는 접합방법이 사용되고 있다. 기계적 접합방법으로는, 접합부분을 미리 가공하는 가공 공정을 필요로 하기 때문에, 생산비용의 저감을 도모하기 어려운 문제가 있고, 또한, 그 외관으로부터도, 적용 용도가 한정되는 문제가 있었다. 접착제를 사용하는 접합방법으로는, 접착제의 준비나 접착제의 도포작업을 포함하는 접착 공정을 필요로 하기 때문에, 생산비용의 저감을 도모하기 어려운 문제가 있고, 또한, 접착강도의 신뢰성에 충분한 만족이 얻어지지 않는 문제가 있었다.
열가소성 수지로 형성되는 부재와 열경화성 수지로 이루어지는 FRP로 형성되는 부재를 일체화하는 방법이, JP 10 - 138354 A에 제안되어 있다. 이 방법은, 강화용 탄소섬유군과 열경화성 수지로 이루어지는 프리프레그 시트의 표면에 열가소성 수지 필름을 적층하고, 제 1의 적층체를 형성하는 제 1의 공정과, 다음에, 얻어진 제 1의 적층체에 열경화성 수지는 경화되지만, 필름은 유동하지 않는 조건에서 열압을 더해, 열가소성 수지 필름이 점착된 탄소섬유강화 열경화성 수지로 이루어지는 제 2의 적층체를 형성하는 제 2의 공정과, 얻어진 제 2의 적층체를 금형에 넣어, 제 2의 적층체의 열가소성 수지 필름의 표면에 대하여 열가소성 수지를 사출성형하고, 사출성형에 의해 형성된 열가소성 수지부재(심부재)와 제 2의 적층체(표면부재)를 접합시키는 제 3의 공정으로 이루어진다. 이 방법에 따르면, 열가소성 수지로 이루어지는 심부재와 표면부재가 표면부재의 열가소성 수지 필름을 통해서 접합되므로, 이 접합부에 있어서의 접합의 강도에 각별한 문제는 없다고 할 수 있다.
그러나, 표면부재에 있어서의 열경화성 수지와 열가소성 수지 필름의 접합부에 있어서의 접합의 강도는, 충분하다고는 할 수 없는 문제가 있다. 이 후자의 접합부는, 열경화성 수지와 열가소성 수지의 접합에 의해 형성되어 있는, 즉, 이종재료 사이의 접합에 의해 형성되어 있기 때문이다.
섬유강화 수지(FRP)는, 여러가지 제품의 형성 재료로서 널리 사용되고 있다. 한 쪽에 있어서, 이들 제품의 경량화가 요구되고 있다. 특히, 노트북, 휴대전화, 휴대정보단말로 대표되는 바와 같이 휴대전자기기의 보급이 촉진됨에 따라서, 박(薄)형이고 경량의 제품이 시장에서 강하게 요구되고 있다. 이것에 따라, 제품을 구성하는 케이스체나 내부부재가 박육성, 경량성을 가짐과 아울러, 고강성을 가지는 것이 요구되고 있다.
이 요구에 대하여, 마그네슘 합금이 활용되고는 있다. 고강성의 요구는 더욱 높아지고 있어, 알루미늄 합금 등의 더욱 강성이 높은 금속재료의 활용이 검토되고 있다. 그러나, 이들 금속재료로는, 복잡한 형상의 부재나 제품을 양산성 좋고 용이하게 생산하는 것이 곤란하다.
JP 2001 - 298277 A에, 금속제의 성형품과 사출성형한 리브를 에폭시 수지계의 도료로 접착해서 일체화하여 이루어지는 케이스체가 제안되어 있다. JP 06 - 029684 A에, 금속판과 합성수지 성형체를 일체화하여 이루어지는 전자파 실드 케이스체가 제안되어 있다. 그러나, 이들 케이스체에서는 박육성과 고강성을 만족할 수 있어도 금속재료의 비중이 크기 때문에, 결과적으로는, 경량성을 만족하는 것에는 이르러 있지 않다.
이종의 재료로 형성된 부재를 일체화한 이들 제품에서는, 제품의 리사이클성을 고려했을 경우, 각 부재의 분리·분별이 곤란하여 다른 재료의 콘터미네이션이 발생해서, 각각의 부재를 재이용하는 것이 곤란하거나, 리사이클에 따르는 비용상승이 문제가 된다.
본 발명은, 이 이종재료 사이의 접합에 있어서의 접합의 강도에 있어서의 종래의 불안을 저감한 적층체를 제공하는 것을, 그 목적의 하나로 하고 있다.
본 발명은, 이와 같은 종래 기술의 문제점을 감안해서, 다른 구조부재와의 일체화를 용이하게 실시할 수 있고, 또한, 뛰어난 접합강도를 발현하는 적층체 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 이 적층체를 이용한 일체화 성형품은, 뛰어난 역학특성, 경량성, 전자파 실드성 뿐만 아니라, 의장성, 리사이클성을 겸비해서, 전기·전자기기, 휴대정보단말 등의 케이스체나 자동차, 항공기 등의 수송날개기기의 구조재에 바람직하게 사용된다.
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다수개의 연속된 필라멘트로 이루어지는 강화섬유군에 경화 전의 열경화성 수지를 함침시켜 이루어지는 프리프레그, 및 상기 프리프레그의 표면에 동종 또는 이종의 피착재를 열접착하기 위한 열접착용 기재로 이루어지는 프리폼에 있어서, 상기 열접착용 기재는 열가소성 수지로 이루어지고, 상기 열가소성 수지는 상기 열경화성 수지가 경화하는 온도에 있어서 용융 혹은 연화되어 있는 상태이고, 상기 프리프레그에 상기 열접착용 기재를 개재하여 상기 피착재를 열접착하고, 상기 열경화성 수지가 경화한 후에 얻어지는 적층체에 있어서의, 상기 열접착용 기재에 의한 상기 피착재의 ISO4587에 기초하는 접착강도(S)가, 온도 100℃에 있어서 5.0㎫이상이며, 또한, 온도 200℃에 있어서 1.0㎫이하인 것을 특징으로 하는 프리폼.
2. 제 1항에 있어서, 온도 t(℃)일 때의 접착강도를 St(㎫)로 하고, 온도 (t＋30)(℃)일 때의 접착강도를 S(t＋30)(㎫)로 했을 때, St≥3×S(t＋30)로 되는 관계를 만족하는 온도 t가, 100℃ 내지 200℃인 것을 특징으로 하는 프리폼.
3. 제 1항에 있어서, 상기 열접착용 기재가 공중합 폴리아미드계 수지 조성물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 프리폼.
4. 제 3항에 있어서, 상기 공중합 폴리아미드가 3원공중합 폴리아미드6／66／610을 구성성분으로서 함유하는 것을 특징으로 하는 프리폼.
5. 제 1항에 있어서, 상기 열접착용 기재가 부직포 또는 필름의 형태를 가지고, 단위중량이 1 내지 100g／㎡인 것을 특징으로 하는 프리폼.
6. 다수개의 연속된 필라멘트로 이루어지는 강화섬유군에 경화전의 열경화성 수지가 함침시켜져 이루어지는 프리프레그의 표면에, 동종 또는 이종의 피착재를 열접착하기 위한 열가소성 수지로 이루어지는 열접착용 기재를 배치시켜 이루어지는 프리폼의 제조방법에 있어서, 상기 열경화성 수지가 경화하는 온도에 있어서, 상기 열가소성 수지로 이루어지는 상기 열접착용 기재는 용융 혹은 연화되어 있는 상태에 있고, 상기 열경화성 수지의 경화반응시에, 혹은, 경화반응전의 예열시에, 상기 열접착용 기재의 열가소성 수지를 상기 강화섬유군에 함침시켜 프리폼을 제조하고, 얻어진 프리폼에 있어서의 상기 열접착용 기재에 의한 상기 피착재의 ISO4587에 기초하는 접착강도(S)가 온도 100℃에 있어서 5.0㎫이상이며, 또한, 온도 200℃에 있어서 1.0㎫이하인 것을 특징으로 하는 프리폼의 제조방법.
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본 발명의 적층체는, 다른 구조부재와 용이하게 일체화할 수 있고, 또한, 접합되는 부재 사이의 뛰어난 접착강도를 가진다. 본 발명의 적층체를 이용한 일체화 성형품은, 역학특성, 경량성에 뛰어나고, 또한, 폐기시에는 용이하게 해체를 할 수 있다. 또한, 본 발명의 전자파 실드 성형품은, 뛰어난 전자파 실드성 뿐만 아니라, 박형, 경량, 고강성을 가지고 있어, 컴퓨터, 디스플레이나 휴대정보단말 등의 전기·전자기기의 케이스체로서 바람직하다. 본 발명의 열접착용 기재는, 뛰어난 접착강도를 가지고, 적층체와 다른 부재를 일체화할 때의 접착재료로서 바람직하다.
도 1은, 본 발명의 적층체의 제 1의 형태의 모식사시도이다.
도 2는, 도 1의 적층체의 표층부의 일부의 확대단면도이다.
도 3은, 본 발명의 적층체의 실시예의 구조의 제 1의 검증시험에 의해 얻어지는 시험편의 모식단면도이다.
도 4는, 적층체의 비교 실시예의 구조의 제 1의 검증시험에 의해 얻어지는 시험편의 모식단면도이다.
도 5는, 본 발명의 적층체의 실시예의 구조의 제 2의 검증시험에 얻어지는 시험편의 모식단면도이다.
도 6은, 적층체의 비교 실시예의 구조의 제 2의 검증시험에 의해 얻어지는 시험편의 모식단면도이다.
도 7은, 본 발명의 적층체의 실시예의 구조의 제 3의 검증시험에 의해 얻어지는 시험편의 모식사시도이다.
도 8은, 적층체의 ISO4587에 의한 접착강도 시험을 할 때의 시험편의 조정의 방법을 설명하는 사시도이다.
도 9는, 본 발명의 일체화 성형품의 일실시예로서의 전기·전자기기용의 케이스체의 모델의 사시도이다.
도 10은, 적층체의 수직 접착강도를 측정하기 위한 시험기의 요부의 모식정면도이다.
도 11은, 본 발명의 일체화 성형품의 제조 공정을 설명하기 위한 플로우도이다.
도 12는, 종래의 일체화 성형품의 제조 공정을 설명하기 위한 플로우도이다.
도 13은, 본 발명의 일체화 성형품의 다른 실시예로서의 전기·전자기기의 케이스체의 모델의 분해사시도이다.
도 14는, 본 발명의 적층체의 다른 실시예의 분해사시도이다.
도 15는, 본 발명의 일체화 성형품의 또 다른 실시예로서의 전기·전자기기의 케이스체의 모델의 사시도이다.
도 16은, 본 발명의 일체화 성형품의 또 다른 실시예로서의 전기·전자기기의 케이스체의 모델의 분해사시도이다.
본 발명의 적층체의 제 1의 형태 :
본 발명의 적층체는, 열경화성 수지층, 열가소성 수지층, 및, 다수개의 연속된 필라멘트로 이루어지는 강화섬유군으로 이루어지고, 상기 열경화성 수지층과 상기 열가소성 수지층이 이들 층의 계면에 있어서, 상기 열경화성 수지층의 수지와 상기 열가소성 수지층의 수지가 요철형상을 가지고 일체화되어, 상기 강화섬유군 내의 일군의 필라멘트는, 적어도 상기 열경화성 수지층의 수지에 접하고, 상기 강화섬유군 내의 나머지 군의 필라멘트는, 적어도 상기 열가소성 수지층의 수지에 접하여 이루어지는 성형체이고, 또한, 상기 열가소성 수지층의 상기 계면과는 반대측의 면이 상기 성형체의 표면에 위치되어 있다.
본 발명의 적층체에 있어서, 상기 다수개의 연속된 필라멘트가 일방향으로 배열되어 있고, 상기 열경화성 수지층과 상기 열가소성 수지층의 계면이 상기 강화섬유군의 속에 존재하는 것이 바람직하다.
본 발명의 적층체에 있어서, 상기 열경화성 수지층을 형성하는 수지의 유리전이온도가 60℃이상인 것이 바람직하다.
본 발명의 적층체에 있어서, 상기 열가소성 수지층에서, 상기 연속된 필라멘트가 존재하고 있는 영역의 최대 두께가 10㎛이상인 것이 바람직하다. 이 최대 두께는 1,000㎛이하인 것이 바람직하다.
본 발명의 적층체에 있어서, 상기 열가소성 수지층의 표면적이 적층체의 표면적의 0.1 내지 50%인 것이 바람직하다.
본 발명의 적층체에 있어서, 상기 열가소성 수지층이 위치하는 측과는 반대측의 적층체의 면에, 상기 열경화성 수지, 상기 열가소성 수지, 및, 다수개의 연속된 필라멘트로 이루어지는 강화섬유군으로 형성되는 것과 같은 구조로 이루어지는 층이 형성되어 있어도 좋다.
본 발명의 적층체에 있어서, 후에 정의되는 적층체 시험편의 ISO4587에 기초하는 접착강도가 실온에 있어서, 6㎫이상인 것이 바람직하다.
본 발명의 적층체에 있어서, 상기 강화섬유군을 구성하는 다수개의 연속된 필라멘트가 탄소섬유인 것이 바람직하다.
본 발명의 적층체에 있어서, 상기 열경화성 수지가 에폭시 수지를 주성분으로 하는 수지인 것이 바람직하다.
본 발명의 적층체에 있어서, 상기 열가소성 수지가 폴리아미드계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 스티렌계 수지, EVA 수지, 우레탄계 수지, 아크릴계 수지, 폴리올레핀계 수지, PPS계 수지의 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 수지인 것이 바람직하다.
본 발명의 적층체의 제 2의 형태 :
본 발명의 적층체는, 열경화성 매트릭스 수지에 다수개의 연속된 필라멘트로 이루어지는 강화섬유군이 배치된 열경화성 수지 조성물과, 이 열경화성 수지 조성물의 표면의 적어도 일부분에 형성된 열가소성 수지 조성물로 이루어지는 피막으로 이루어지는 적층체이고, 또한, 이 적층체와 상기 피막을 개재해서 접착하는 다른 성형품의 후에 정의되는 수직 접착강도가 온도 40℃에 있어서 10㎫이상이고, 또한, 온도 140℃에 있어서 10㎫미만이다.
본 발명의 적층체가 있어서, 상기 열가소성 수지 조성물로 이루어지는 피막의 평균두께가 0.1 내지 1,000㎛인 것이 바람직하다.
본 발명의 적층체에 있어서, 상기 강화섬유군을 구성하는 다수개의 연속된 필라멘트가 탄소섬유인 것이 바람직하다.
본 발명의 적층체에 있어서, 상기 열경화성 수지가 에폭시 수지를 주성분으로 하는 수지인 것이 바람직하다.
본 발명의 적층체에 있어서, 상기 열가소성 수지가 폴리아미드계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 스티렌계 수지, EVA 수지, 우레탄계 수지, 아크릴계 수지, 폴리올레핀계 수지, PPS계 수지의 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 수지인 것이 바람직하다.
본 발명의 적층체의 제조방법 :
본 발명의 적층체의 제조방법은, 다수개의 연속된 필라멘트로 이루어지는 강화섬유군에 경화전의 열경화성 수지가 함침시켜져 이루어지는 프리프레그의 표면에, 열가소성 수지로 이루어지는 열접착용 기재가 배치시켜지고, 상기 열경화성 수지의 경화반응시에, 혹은, 경화반응전의 예열시에, 상기 열접착용 기재의 열가소성 수지를 상기 강화섬유군에 함침시켜 이루어진다.
본 발명의 적층체의 제조방법에 있어서, 상기 강화섬유군에 열가소성 수지를 함침시킬 때에, 압력 0.1㎫이상의 가압력을 작용시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 일체화 성형품 :
본 발명의 일체화 성형품은, 본 발명의 적층체로 이루어지는 제 1의 부재와, 다른 구조부재로 이루어지는 제 2의 부재가, 상기 제 1의 부재에 있어서의 상기 열가소성 수지를 개재해서 결합되어 이루어진다.
본 발명의 일체화 성형품에 있어서, 상기 제 2의 부재가 본 발명의 적층체로 이루어지는 부재, 열가소성 수지 조성물로 이루어지는 부재, 금속재료로 이루어지는 부재로부터 선택되는 적어도 1종의 부재인 것이 바람직하다.
본 발명의 일체화 성형품의 구체예로서, 전기·전자기기, OA기기, 가전기기, 의료기기의 부품, 부재 또는 케이스체가 있고, 또한, 자동차, 이륜차, 자전거, 항공기, 건재용 부품, 부재 또는 패널이 있다.
본 발명의 일체화 성형품의 제조방법 :
본 발명의 일체화 성형품의 제조방법은, 본 발명의 적층체로 이루어지는 제 1의 부재와, 다른 구조부재로 이루어지는 제 2의 부재가, 열용착, 진동용착, 초음파용착, 레이저용착, 인서트 사출성형, 아웃서트 사출성형으로부터 선택되는 하나 이상의 일체화 방법으로 일체화시켜지는 것으로 이루어진다.
본 발명의 열접착용 기재 :
본 발명의 열접착용 기재는, 동종 및／또는 이종의 피착재를 열접착하기 위한 기재로서, 명세서 중에 정의된 적층체 시험편의 ISO4587에 기초하는 접착강도(S)가 온도 100℃에 있어서 5.0㎫이상이고, 또한, 온도 200℃에 있어서 1.0㎫이하이다.
본 발명의 열접착용 기재에 있어서, 온도 t(℃)일 때의 접착강도를 St(㎫)로 하고, 온도 (t＋30)(℃)일 때의 접착강도를 S(t＋30)(㎫)라고 했을 때 , St≥3×S(t＋30)으로 되는 관계를 만족하는 온도 t가 100℃ 내지 200℃인 것이 바람직하다.
본 발명의 열접착용 기재에 있어서, 상기 기재가 공중합 폴리아미드계 수지 조성물로 이루어지는 것이 바람직하다. 이 공중합 폴리아미드계 수지 조성물이 3원공중합 폴리아미드6／66／610을 구성성분으로서 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명의 열접착용 기재에 있어서, 상기 기재가 부직포 또는 필름의 형태를 가지고, 단위중량이 1 내지 100g／㎡인 것이 바람직하다.
본 발명의 열접착용 기재는, 본 발명의 적층체의 제조방법에 있어서의 열접착용 기재로서 바람직하게 이용된다.
본 발명의 전자파 실드 성형품 :
본 발명의 전자파 실드 성형품은, 다수개의 연속된 필라멘트로 이루어지는 도전성 섬유군이 배치된 수지 조성물로 이루어지는 제 1의 구조체와, 열가소성 수지 조성물로 이루어지는 제 2의 구조체가 일체화되어 이루어지는 성형품으로서, 상기 제 1의 구조체의 KEC법으로 측정되는 주파수 1㎓에 있어서의 전자파 실드성이 40㏈이상이다.
본 발명의 전자파 실드 성형품에 있어서, 상기 제 1의 구조체가 강화섬유군을 구성하는 다수개의 연속된 필라멘트가 탄소섬유인 본 발명의 적층체인 것이 바람직하다.
본 발명의 전자파 실드 성형품에 있어서, 상기 제 1의 구조체의 ASTM－D790에 기초하는 굴곡탄성률이 후에 정의되는 시험편에 있어서, 8㎬이상인 것이 바람직하다.
본 발명의 전자파 실드 성형품에 있어서, 상기 제 1의 구조체의 평균두께가 1.6㎜이하인 것이 바람직하다.
본 발명의 전자파 실드 성형품에 있어서, 성형품을 바깥쪽으로부터 관찰했을 때에, 상기 다수개의 연속된 필라멘트의 배열 상태에 기초하는 모양이 관찰되는 것이 바람직하다.
본 발명의 전자파 실드 성형품에 있어서, 상기 제 1의 구조체에 있어서의 수지 조성물로서, 성형품의 용도에 따라 열경화성 수지, 혹은, 열가소성수지가 선택되는 것이 바람직하다.
본 발명의 전자파 실드 성형품에 있어서, 상기 제 2의 구조체의 열가소성 수지 조성물이 불연속한 탄소섬유를 포함하고, 상기 탄소섬유의 중량평균 섬유길이(Lw)가 0.4㎜이상이고, 또한, 중량평균 섬유길이(Lw)와 수평균 섬유길이(Ln)의 비(Lw／Ln)가 1.3 내지 2.0인 것이 바람직하다.
본 발명의 전자파 실드 성형품의 구체예로서, 전기·전자기기, 0A기기, 가전기기, 의료기기의 부품, 부재 또는 케이스체가 있다. 또한, 상기 케이스체의 천장면부의 적어도 일부에 상기 제 1의 구조체가 위치하고, 상기 케이스체의 프레임, 보스, 리브, 힌지, 러너 및 이들을 포함하는 부재에 상기 제 2의 구조체가 위치하여 이루어지는 전자파 실드 성형품이 있다.
본 발명의 전자파 실드 성형품의 제조방법 :
본 발명의 전자파 실드 성형품의 제조방법은, 미리 성형된 제 1의 구조체가 금형에 인서트되는 제 1의 공정과, 다음에, 제 2의 구조체를 형성하는 열가소성 수지 조성물이 상기 금형에 인서트된 제 1의 구조체에 대하여 출사되고, 상기 제 2의 구조체가 상기 제 1의 구조체에 일체화시켜지는 제 2의 공정으로 이루어진다.
본 발명의 전자파 실드 성형품의 제조방법에 있어서, 미리 성형된 제 1의 구조체와, 미리 사출성형에 의해 성형된 제 2의 구조체가 초음파용착으로 일체화시켜져도 좋다.
본 발명의 적층체의 제 1의 형태 :
도 1에 적층체(5)가 나타내어진다. 적층체(5)는, 하면(4a)으로부터 상면(4b)을 향하여 순차적층된 5개의 층으로 이루어진다. 즉, 적층체(5)는, 제 1층(1a), 제 2층(2a), 제 3층(3), 제 4층(2b), 및, 제 5층(1b)으로 이루어진다.
도 2에, 제 1층(1a)의 일부의 단면을 확대한 도면이 나타내어진다. 도 2는, 제 1층(1a)의 일부의 단면을 주사형 전자현미경(SEM)을 사용하여 촬영해서 얻어진 사진에 기초해 작성된 도면이다.
제 1층(1a)은, 본 발명의 적층체(A1)의 일례이다. 적층체(A1)(제 1층(1a))는, 열경화성 수지층(11)과, 열가소성 수지층(12)과, 다수개의 연속한 필라멘트(13a, 13b)로 이루어지는 강화섬유군(13)으로 이루어진다. 열경화성 수지층(11)과 열가소성 수지층(12)이 이들 층(11, 12)의 계면(14)에 있어서, 요철형상을 가지고 일체화되어 있다. 강화섬유군(13)내의 일군의 필라멘트(13a)는, 적어도 열경화성 수지층(11)의 수지에 접하고, 강화섬유군(13)내의 나머지 군의 필라멘트(13b)는, 적어도 열가소성 수지층(12)의 수지에 접해 있다. 열가소성 수지층(12)의 상기 계면(14)과는 반대측의 면은, 적층체(A1)(제 1층(1a))의 표면에 위치되어 있다.
적층체(A1)(제 1층(1a))는, 다수개의 연속된 필라멘트(13a, 13b)로 이루어지는 강화섬유군(13)에, 경화전의 열경화성 수지가 함침시켜져 이루어지는 프리프레그의 표면에, 열가소성 수지로 이루어지는 열접착용 기재가 배치시켜지고, 열경화성 수지의 경화반응시에, 혹은, 경화반응전의 예열시에, 열접착용 기재의 열가소성 수지를 강화섬유군(13)에 함침시킴으로써 제조된 것이다.
제조된 적층체(A1)(제 1층(1a))에 있어서, 열경화성 수지는 열경화성 수지층(11)을 형성하고, 열가소성 수지는 열가소성 수지층(12)을 형성한다. 열가소성 수지의 강화섬유군(13)으로의 함침, 즉, 강화섬유군(13)을 형성하고 있는 다수개의 필라멘트(13a, 13b) 사이로의 열가소성 수지의 침투에 의해, 열경화성 수지층(11)과 열가소성 수지층(12)의 계면(14)의 요철형상이 형성된다.
상기 프리프레그로서, 필요에 따라 복수의 강화섬유군(13)으로 이루어지고, 이들 강화섬유군이 프리프레그의 폭방향으로 배열되거나, 혹은, 프리프레그의 두께 방향으로 적층되어 있는 프리프레그가 이용된다. 도 2에 있어서는, 프리프레그에 있어서 최외층에 위치한 강화섬유군(13)이 나타내어져 있다.
적층체(A1)의 강화섬유군(13)은, 적어도 일방향으로 10㎜이상의 길이에 걸쳐 연속한 다수개의 필라멘트로 구성되어 있다. 강화10섬유군(13)은, 적층체(A1)의 길이방향의 모든 길이에 걸쳐, 혹은, 적층체(A1)의 폭방향의 모든 폭에 걸쳐 연속되어 있을 필요는 없고, 도중에 분단되어 있어도 좋다.
강화섬유군(13)의 형태의 예로서는, 다수개의 필라멘트로 이루어지는 필라멘트 다발(섬유다발), 이 섬유다발로 구성된 크로스, 다수개의 필라멘트가 일방향으로 배열된 필라멘트 다발(일방향성 섬유다발), 이 일방향성 섬유다발로 구성된 일방향성 크로스가 있다. 프리프레그 혹은 적층체의 생산성의 관점으로부터, 크로스, 일방향성 섬유다발이 바람직하다. 적층체(A1)의 강화섬유군은, 같은 형태의 복수개의 섬유다발로 구성되어 있어도, 혹은, 다른 형태의 복수개의 섬유다발로 구성되어서 있어도 좋다. 필요에 따라, 적층된 강화섬유군의 적층 사이에, 다른 기재가 적층되어 이루어지는 샌드위치 형태가 이용된다.
도 1의 적층체(5)는, 상기한대로 5층으로 이루어지는 적층체이다. 제 1층(1a)과 제 5층(1b)은 같은 구조를 가진다. 제 5층(1b)의 표면(4b)이 제 1층(1a)의 표면(4a)에 상당한다. 제 2층(2a)과 제 4층(2b)은 같은 구조를 가진다. 이들 층(2a, 2b)은, 매트릭스 수지(예를 들면, 에폭시계 수지)와 강화섬유군(예를 들면, 탄소섬유군)으로 구성되어 있다. 제 3층(3)은, 마찬가지로 매트릭스 수지(예를 들면, 에폭시계 수지)와 강화섬유군(예를 들면, 탄소섬유군)으로 구성되어 있다. 도 1의 적층체(A1)에 있어서는, 그 전체의 역학특성을 컨트롤하기 위해, 각 층(1a, 2a, 3, 2b, 1b)에 있어서의 강화섬유군의 배열방향이 바꾸어져 있다. 특히, 적층체(A1)의 탄성율이나 강도를 효율적으로 높이는 점에서, 강화섬유군으로서 일방향성 섬유다발을 사용하는 것이 바람직하다. 적층체(A1)가 박육이고, 층수에 제한이 있을 경우는, 적층체(A1)의 장척방향을 0도 방향으로 했을 때, 최외적층(1a, 1b)의 강화섬유군의 배열 방향이 약 45도가 되도록 적층하는 것이 보다 바람직하다.
적층체(A1)로부터 형성되는 성형품에, 크로스 외관을 부여하기 위해 적층체(A1)의 최외적층의 강화섬유군으로서, 평직, 주자직, 혹은, 능직 등의 크로스를 사용하는 것이 바람직하다.
하나의 강화섬유군을 구성하는 필라멘트수는, 통상, 300 내지 48,000이다. 필라멘트수는, 바람직하게는, 300 내지 12,000이고, 보다 바람직하게는, 1,000 내지 6,000이다. 이 범위의 필라멘트수는, 아름다운 크로스 외관을 보이는 점에서도 바람직하다.
종래, 강화섬유군으로 강화된 열경화성 수지층의 표면에 열가소성 수지층을 피착시킨 적층체가 알려져 있다. 이 종래의 적층체는, 표면에 피착되어 있는 열가소성 수지를 통해서 다른 피착체에 접합된다. 이 접합에 의해, 원하는 성형품이 제조되고 있었다.
종래의 적층체는, 열경화성 수지가 경화되어 있는 강화섬유군으로 강화된 열경화성 수지층의 표면에, 접착제를 이용해서 열가소성 수지층을 피착함으로써 제조되어 있었다. 혹은, 종래의 적층체는, 강화섬유군을 포함하는 미경화의 열경화성 수지층의 표면에 열가소성 수지층을 형성하고, 다음에, 열경화성 수지의 경화시에 열가소성 수지층을 용융시켜, 이 용융된 열가소성 수지가 강화섬유군의 배열을 흩뜨리는 일이 없는 상태에 있어서, 즉, 용융된 열가소성 수지가 강화섬유군속에 진입할 일이 없는 상태에 있어서, 열가소성 수지층을 열경화성 수지층의 표면에 피착시킴으로써 제조되어 있었다. 종래의 적층체는, 그 표면의 열가소성 수지층을 통해서 다른 피착체에 접합되어 성형품을 제조하는 것에도 이용되고 있다. 그러나, 성형품에 따라서는 외력의 작용을 받는 것이 있어, 그 경우, 열가소성 수지층과 피착체의 접합부에서 파손이 생길 경우도 있지만, 열경화성 수지층과 열가소성 수지층의 접합부에서 파손이 생길 경우가 있어, 문제가 되어 있었다.
이 문제는, 본 발명의 적층체(A1)에 의해 해결된다. 적층체(A1)의 특징은, 열경화성 수지층의 수지와 열가소성 수지층의 수지의 계면이 요철형상을 가지고 일체화되어, 강화섬유군 내의 일군의 필라멘트는, 적어도 열경화성 수지층의 수지에 접하고, 강화섬유군 내의 나머지 군의 필라멘트는, 적어도 열가소성 수지층의 수지에 접해 있는 성형체라는 점에 있다. 이 특징은, 강화섬유군이 있는 필라멘트는, 그 길이방향에 있어서, 일부분에서는 열경화성 수지층의 수지에 접하고, 다른 부분에서는 열가소성 수지층의 수지에 접해 있을 경우도 포함한다. 이 특징은, 종래의 적층체에는 볼 수 없다.
본 발명의 적층체(A1)의 구조와 종래의 적층체의 구조를 검증하는 3종류의 시험방법이, 도 3 ~ 7을 이용해서 설명된다.
제 1의 시험방법은, 적층체 표층부분의 단면의 주사형 전자현미경(SEM) 혹은 투과형 전자현미경(TEM)에 의한 관찰에 기초한다. 단면의 관찰은, 필요에 따라 촬영한 단면사진에 기초해서 행하여져도 좋다. 관찰하는 시험편은, 적층체로부터 잘라낸 표층부분을 이용해서 작성된 얇은 절편이다. 이 작성에 있어서, 강화섬유군의 필라멘트의 일부가 탈락할 경우가 있지만, 관찰에 영향이 없는 범위이면 문제는 없다. 시험편은, 관찰의 콘트라스트를 조정하기 위해 필요에 따라 염색되어도 좋다.
강화섬유군을 구성하는 필라멘트는, 통상, 원형단면으로서 관찰된다. 필라멘트가 탈락되어 있을 경우는, 통상, 원형의 탈락 흔적으로서 관찰된다. 강화섬유군을 구성하는 필라멘트가 위치하는 부분 이외의 부분에 있어서, 열경화성 수지층과 열가소성 수지층은 콘트라스트가 다른 2개의 영역으로서 관찰된다.
본 발명의 적층체(A1)의 관찰 결과가 도 3에 나타내어진다. 도 3에 있어서, 열가소성 수지층(22)의 수지가 강화섬유군(23)을 구성하는 다수개의 필라멘트(23a, 23b) 사이의 간극속까지 진입되어 있는 상태가 나타내어지고, 또한, 열경화성 수지층(21)과 열가소성 수지층(22)의 계면(24)이 요철형상을 가지고 있는 상태가 나타내어진다. 이 다수개의 필라멘트를 포함하는 요철형상의 계면(24)의 존재에 의해, 열경화성 수지층(21)과 열가소성 수지층(22)의 강고한 접합이 초래된다.
종래의 적층체(PA)의 관찰 결과가 도 4에 나타내어진다. 도 4에 있어서, 열가소성 수지층(32)의 수지가 강화섬유군(33)을 구성하는 다수개의 필라멘트(33a, 33b)속까지 진입되어 있지 않은 상태가 나타내어지고, 또한, 열경화성 수지층(31)과 열가소성 수지층(32)의 계면(34)이 대략 직선형상을 가지고 있는 상태가 나타내어진다. 이 계면(34)의 형상은, 거의 직선형상이고, 이 계면(34)에는, 다수개의 필라멘트가 실질적으로 위치되어 있지 않기 때문에, 종래의 적층체(PA)에 있어서의 열경화성 수지층(31)과 열가소성 수지층(32)의 접합력은, 본 발명의 적층체(A1)의 경우에 비해 외부에서 작용하는 힘에 대하여 훨씬 약하다.
제 2의 시험방법은, 적층체 표층부분의 열가소성 수지를 용매로 추출제거한 상태의 단면의 주사형 전자현미경(SEM) 혹은 투과형 전자현미경(TEM)에 의한 관찰에 기초한다. 단면의 관찰은, 필요에 따라 단면사진에 기초해서 행하여져도 좋다. 적층체를 길이 10㎜, 폭 10㎜정도로 잘라서 시험편으로 한다. 이 시험편에 있어서, 열가소성 수지층을, 그것을 구성하고 있는 수지의 양호한 용매로 충분히 세정하고, 열가소성 수지를 제거해서 관찰용 시험편이 작성된다. 작성된 시험편의 단면을 SEM(혹은 TEM)을 이용해서 관찰한다.
본 발명의 적층체(A1)의 관찰 결과가 도 5에 나타내어진다. 도 5에 있어서, 열경화성 수지층(41)은, 강화섬유군(43)을 구성하는 필라멘트(43a)를 가지고 존재하지만, 열경화성 수지층(41)과 요철형상의 계면(44)을 가지고 존재하고 있었던 열가소성 수지층은, 시험편의 작성시에 용매에 의해 제거되어 있기 때문에 존재하지 않는다. 계면(44)의 요철형상이 관찰됨과 아울러, 열가소성 수지층이 존재하고 있었던 위치에 강화섬유군(43)을 구성하는 필라멘트(43b)가 관찰되고, 이들 필라멘트(43b)의 사이에 공극(45)이 관찰된다. 이것에 의해, 적층체(A1)의 열가소성 수지층에 강화섬유군(43)을 구성하는 필라멘트(43b)가 존재하고 있는 것이 증명된다.
같은 시험편에 기초하는 종래의 적층체(PA)의 관찰 결과가, 도 6에 나타내어진다. 종래의 적층체(PA)에 있어서는, 열경화성 수지층(51)속에 위치하는 강화섬유군(53)을 구성하는 필라멘트(53a, 53b)까지, 열가소성 수지층의 수지가 침투되어 있지 않다. 시험편의 작성시에 열가소성 수지층은 제거되고, 열경화성 수지층(51)과의 계면(54)이 실질적으로 직선형상을 그려 관찰되며, 이 계면(54)의 열가소성 수지층이 존재하고 있었던 측에는, 도 5에 나타내어지는 필라멘트(43b)와 그들 사이의 공극(45)은 관찰되지 않는다.
제 3의 시험방법은, 적층체(A1)에 다른 부재가 피착체(B1)(도시생략)로서 접합되어 일체화된 성형품(C1)(도시생략)에 있어서, 한 쪽으로부터 다른 쪽을 강제적으로 박리했을 때에 얻어지는 상태의 관찰에 기초한다. 이 시험방법은, 일체화 성형품(C1)을 적층체(A1)와 피착체(B1) 사이에서 파괴하도록, 실온에서 강제적으로 박리시킴으로써 행하여진다. 박리된 피착체(B1)에는, 적층체(A1) 표층의 일부가 잔사로서 부착될 경우가 있다. 이 잔사가 현미경으로 관찰된다.
제 3의 시험방법을 실시해서 얻어진 시험편의 상태의 일례가 도 7에 나타내어진다. 도 7에 있어서, 피착체(B1)의 끝부에 적층체(A1)의 표면이 접합되어 있었던 접합부분(61)이 나타내어지고, 이 접합부분(61)의 일부에 적층체(A1)의 표층부의 일부의 잔사(62)가 관찰된다. 이 잔사(62)에는, 적층체(A1)의 표층에 위치되어 있었던 강화섬유군으로부터 탈락한 복수의 필라멘트가 존재하고 있는 것이 관찰된다. 한편, 이와 같은 잔사가 피착체(B1)에 부착되어 있지 않을 경우나, 잔사속에 필라멘트가 관찰되지 않을 경우는, 적층체에 있어서, 표면의 열가소성 수지층의 수지가 강화섬유군속까지 침투되어 있지 않고, 이와 같은 적층체는, 본 발명의 작용, 효과를 가지지 않는다.
본 발명의 적층체의 구조적 특징은, 상기의 하나 이상의 시험방법으로 검증할 수 있다.
본 발명의 적층체(A1)는, 다른 피착재(B1)와의 접착강도를 높일 목적으로 열가소성 수지층(12)에 있어서, 연속된 필라멘트(13b)가 존재하고 있는 영역의 최대 두께(Tpf)가 10㎛이상인 것이 바람직하고, 20㎛이상인 것이 보다 바람직하며, 40㎛이상인 것이 더욱 바람직하다. 이 최대 두께(Tpf－max)는, 열가소성 수지층(12)의 두께 방향에 있어서, 열가소성 수지층(12)의 수지에 접해 있는 가장 외측(표면측)의 필라멘트(13b－out)와, 열가소성 수지층(12)의 수지의 표면으로부터의 침투 두께가 가장 큰 부위에 있어서, 열가소성 수지층(12)의 수지에 접해 있는 가장 내측의 필라멘트(13b－in－max)와의 사이의 거리(Tpf－max)로 정의된다. 최대 두께(Tpf－max)는, 제 1의 시험방법이나 제 2의 시험방법에 의해 얻어지는 SEM 혹은 TEM 사진에 있어서 측정할 수 있다. 최대 두께(Tpf－max)는, 최대로 1,000㎛이면 본 발명의 효과가 충분히 달성된다.
최소 두께(Tpf－min)는, 열가소성 수지층(12)의 두께 방향에 있어서, 열가소성 수지층(12)의 수지에 접해 있는 가장 외측(표면측)의 필라멘트(13b－out)와, 열가소성 수지층(12)의 수지의 표면으로부터의 침투 두께가 가장 작은 부위에 있어서, 열가소성 수지층(12)의 수지에 접해 있는 가장 내측의 필라멘트(13b－in－min)와의 사이의 거리(Tpf－min)로 정의된다.
적층체(A1)에 있어서, 열경화성 수지층(11)과 열가소성 수지층(12)의 계면(14)은, 도 2에 나타내어지는 바와 같이, 일방향으로 맞추어진 다수개의 필라멘트(13a, 13b)로 이루어지는 강화섬유군(13)속에 존재하는 것이 바람직하다. 적층체(A1)에 있어서, 강화섬유군(13)이 두께 방향으로 복수적층 존재할 경우, 계면(14)은 최외층의 강화섬유군(13)속에 존재하면, 통상은, 충분하다.
본 발명의 적층체(A1)의 열경화성 수지층(11)을 형성하고 있는 수지는, 역학특성에 뛰어난 적층체(A1)를 얻기 위해서는, 경화반응한 것이 바람직하고, 그 유리전이온도는 60℃이상인 것이 바람직하며, 80℃이상인 것이 보다 바람직하고, 100℃ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 유리전이온도는, 시차주사열량 측정(DSC)에 의한 공지의 측정방법에 의해 측정된다. 예를 들면, 적층체(A1)의 열경화 수지층(11)을, 강화섬유군(13)을 분리하지 않고 잘라내고, 측정편을 작성하여 그 측정편의 흡열 피크로부터 유리전이온도가 특정된다. 열경화성 수지의 경화반응이 진행됨에 따라, 그 유리전이온도는 고온측으로 시프트하고, 그것과 함께 흡열 피크는 작아지는 경향이 있다.
본 발명의 적층체(A1)는, 다른 피착재(B1)와 접합시켜 일체화 성형품으로 할 때에, 뛰어난 접착 효과를 얻기 위해서는, 적층체(A1)의 표면에 형성되어 있는 열가소성 수지층(12)과 피착재(B1)가 마주보는 상태로 접합되는 것이 필요하다. 적층체(A1)의 표면에 형성되는 열가소성 수지층(12)의 면적(S)은, 접합이 예정되는 피착체(B1)와의 접합력이 확보가능한 면적에 따라 결정된다. 면적(S)은, 필요이상으로 클 필요는 없다. 그러나, 일체화 성형품의 제조에 있어서의 프로세스성의 관점으로부터, 적층체(A1)와 피착체(B1)가 접하는 면의 모든 면에 열가소성 수지층(12)이 존재하도록 해도 좋다.
열가소성 수지층(12)이 적층체(A1)의 표면에 있어서 부분적으로 형성될 경우, 적층체(A1)의 표면적에 차지하는 열가소성 수지층(12)의 면적은, 0.1 내지 50%인 것이 바람직하고, 1 내지 40%인 것이 보다 바람직하며, 10 내지 30%인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 적층체(A1)의 휘어짐의 관점으로부터, 도 1에 예시되는 바와 같이, 열가소성 수지층(12)은 적층체(A1)의 양면에 형성되어 있어도 좋다. 이 경우, 적층체(A1)의 적층구조가 대칭이 되기 때문에, 적층체(A1)의 치수안정성은 양호하게 된다.
본 발명의 적층체(A1)는, 실온상태에서는 다른 피착재(B1)와의 적극적인 접착력을 가지지 않지만, 가열 등에 의해 열가소성 수지층(12)이 용융상태가 되면, 다른 피착재(B1)와 용이하게 접착되고, 적층체(A1)와 피착재(B1)의 일체화가 가능하게 된다.
본 발명의 적층체(A1)의 ISO4587에 규정되는 접착강도(AS)가, 실온에 있어서 6㎫이상인 것이 바람직하고, 8㎫이상인 것이 보다 바람직하며, 10㎫이상인 것이 더욱 바람직하다. 접착강도(AS)의 상한에 대해서는 특별히 제한은 없지만, 30㎫이하면, 본 발명의 효과를 충분히 달성할 수 있다.
접착강도(AS)의 측정을 행하기 위한 시험편은, 다음에 설명되는 방법에 의해 준비된다.
시험편(TP1)의 형상 및 치수는, ISO4587의 규정에 근거하여, 도 8에 나타내어진다. 시험편(TP1)의 길이(TP1L)는 100㎜, 폭(TP1W)은 25㎜이다. 시험편(TP1)은, 2개 작성된다. 적층체(A1)의 형상으로부터 이들 치수로 이루어지는 시험편의 잘라내기가 곤란한 경우는, 도 8에 나타내어지는 형상을 비례적으로 축소한 치수로 이루어지는 시험편으로 대용해도 좋다.
준비된 2개의 시험편(TP1)끼리를, 각각의 열가소성 수지층(12)이 접합부가 되도록 향해 마주보게 한다. 이 접합부(BP)의 길이(BPL)는 12.5㎜로 한다. 열가소성 수지층(12)의 수지가 충분히 용융하는 온도까지, 쌍방의 시험편(TP1)을 가열해서, 양자를 접착시켜 클램프하면서 냉각하고, 양자를 접합시킨 것을 인장시험편으로 한다. 이 인장시험편을 인장시험에 제공한다. 접합위치근방(경계근방)에서 파괴된 것을 확인하고, 그 강력(kN)을 접합부 표면적으로 나눈 값이 접착강도(㎫)가 된다. 인장시험편의 작성에 있어서, 쌍방의 시험편(TP1)끼리를 접착할 수 있으면, 그 접합 수단에는 특별히 제한은 없다. 접합 수단이 진동용착이나 초음파용착 등의 접착방법이여도 좋다. 클램프하는 방법에도, 특별히 제한은 없다. 접합면(BP)을 0.1 내지 1㎫의 압력으로 프레스하는 방법 등을 이용할 수 있다.
본 발명의 적층체의 제 2의 형태 :
도 9에 일체화 성형품(C2)이 나타내어진다. 도 9에 있어서, 성형품(C2)은 천장판(101)을 형성하는 본 발명의 적층체(A2)와 프레임체(102)를 형성하는 구조부재(B2)로 형성되어 있다. 도 9에 나타내어지는 성형품은, 천장판(101)(적층체(A2))이 프레임체(102)(구조부재(B2))의 입벽부분의 상면과 일체화되어 이루어지며, 예를 들면, 컴퓨터 케이스체 등의 전자파 실드 성형품(C2)의 일례이다.
도 9에 있어서, 전자파 실드 성형품(C2)을 구성하는 본 발명의 적층체(A2)(천장판(101))는, 열경화성 수지로 이루어지는 매트릭스 수지와 수지속에 배치된 도전성을 가지는 연속한 강화섬유군으로 이루어지고, 또한, 적층체(A2)(천장판(101))의 표면의 적어도 일부분에, 후에 설명되는 열가소성 수지 조성물로 이루어지는 피막이 형성되어 이루어지는 것이다(이 표면은, 적층체(A2)(천장판(101))의 하면에 해당하기 때문에, 도 9에는 이 피막은 도시되어 있지 않다).
적층체(A2)란, 역학특성을 달성하기 위해, 배열 방향이 다른 강화섬유를 포함하는 수지 조성물 시트가 복수층, 두께 방향으로 적층된 것을 말한다. 도전성을 가지는 강화섬유는, 적층체(A2)에 있어서, 적어도 일방향으로 10㎜이상의 길이로 배열되어 있다. 그러나, 강화섬유는, 반드시 적층체(A2)전체에 걸쳐 연속한 섬유일 필요는 없고, 도중에 분단되어 있어도 좋다.
도전성 섬유의 형태로서는, 필라멘트 다발, 이 필라멘트 다발로 형성된 크로스, 일방향성 필라멘트 다발, 이 일방향성 필라멘트 다발로 형성된 일방향성 크로스 등이 있다. 크로스 혹은 일방향성 필라멘트 다발이 바람직하게 사용된다. 강화섬유는, 각각의 섬유의 형태의 단독사용으로 이루어지는 것이여도, 혹은, 2종이상의 형태의 병용으로 이루어지는 것이여도 좋다.
본 발명의 적층체(A2)는, 열가소성 수지 조성물로 이루어지는 피막을 개재하고, 다른 부재, 예를 들면, 구조부재(B2)(프레임체(102))와 접착해서 일체화되어 일체화 성형품으로 되었을 때에, 접착부에 있어서의 수직 접착강도가 40℃에 있어서 10㎫이상이고, 또한, 140℃에 있어서 10㎫미만인 접착강도가 얻어지도록 설계되어 있다.
일체화 성형품은, 그 용도가 주로 발열체를 수납하는 케이스체이므로, 40℃부근이 그 통상의 사용환경이며, 그 환경에서의 사용을 감당하는 접착강도로 하는 관점으로 해서, 40℃에 있어서의 수직 접착강도는, 10㎫이상인 것이 바람직하고, 13㎫이상인 것이 보다 좋으며, 18㎫이상인 것이 더욱 바람직하다. 40℃에 있어서의 수직 접착강도가 10㎫미만에서는, 컴퓨터사용시에 낙하시키는 등의 강한 충격을 받았을 때, 적층체(A2)와 구조부재(B2)의 접합부에서 일체화 성형품(C2)이 파괴되는 경우가 있다. 40℃에 있어서의 수직 접착강도의 상한에 대해서는, 특별히 제한은 없지만 30㎫이하이면 본 발명의 효과를 충분히 달성할 수 있다.
또한, 본 발명의 적층체(A2)는, 140℃에 있어서의 수직 접착강도가, 40℃에 있어서의 수직 접착강도보다 크게 저하하는 것에 특징이 있다. 140℃에 있어서의 수직 접착강도는 10㎫미만이며, 바람직하게는 5㎫이하, 보다 바람직하게는 1㎫이하이다.
통상, 적층체(A2)의 열경화성 수지로서는, 대기분위기하(상압, 50%RH)에 있어서의 유리전이점(Tg)이 130 내지 150℃의 열경화성 수지가 사용된다. 이것은, 적층체(A2)의 주된 용도가 퍼스널 컴퓨터이며, 이 용도의 성형품이 150℃를 초과하는 온도환경에서 사용될 일은 없는 것에 의한다. 이것에 주목해서, 본 발명의 적층체(A2)의 140℃에 있어서의 수직 접착강도가 10㎫미만으로 되어 있다. 본 발명의 적층체(A2)가 이 요건을 만족하고 있음으로써, 적층체(A2)와 다른 부재(B2)가 적층체(A2)의 표면에 형성되어 있는 열가소성 수지 조성물을 통하여 접합되어서 형성된 성형품(C2)을 폐기처리할 때, 부품마다, 예를 들면, 천장판(101)과 프레임체(102)에 140℃부근의 온도환경에서 용이하게 분해할 수 있고, 그 결과, 부품마다의 분별 작업도 용이하게 한다는 작용, 효과가 초래된다. 이것에 의해 부품의 재이용도 촉진된다.
수직 접착강도의 측정방법은 도 10을 사용해서 설명된다. 일체화 성형품(C2)의 적층체(A2)와 구조부재(B2)가 접착해서 일체화되어 있는 부분으로부터 측정용 시험편(TP2)을 잘라낸다. 시험편(TP2)의 상하 끝부를 통상의 인장시험장치의 지그(111a, 111b)에 고정하고, 시험편(TP2)의 접착면(112)에 대하여 수직(90도)의 방향(화살표(113a, 113b))으로 인장시험을 행한다. 접착면(112)이 파단될 때의 최대하중을 접착면(112)의 면적으로 나눔으로써 인장강도(T)㎫를 구하여, 이 값을 수직 접착강도로 한다. 실제로 사용된 인장시험장치는, “인스트론”(상표)5565형 만능재료시험기(인스트론 재팬(주)제품)이며, 시험때의 인장속도는 1.27㎜／분으로 했다.
인장시험은, 분위기온도가 조절가능한 시험실에 있어서, 40℃ 및 140℃의 2점의 분위기온도로 행하여졌다. 시험개시전에 시험편(TP2)은, 시험실내에 있어서 적어도 5분동안 인장시험의 부하가 걸리지 않는 상태를 유지한다. 시험편(TP2)에 열전대를 배치해서, 분위기온도와 동등하게 된 것을 확인한 후에, 인장시험을 행하는 것이 보다 바람직하다.
성형품(C2)이 인장시험장치의 지그(111a, 111b)에 파지될 수 있을 경우는, 성형품(C2)을 그대로 지그(111a, 111b)에 끼워 인장시험을 행한다. 파지될 수 없을 경우는, 성형체(C2)에 아크릴계 접착제(스리본드1782, 가부시키가이샤 스리본드 제품)를 도포하여, 23±5℃, 50±5%RH에서 4시간 방치해서 지그(111a, 111b)와 접착시켰다. 시험 결과는, 지그와 성형품의 접착부에서 파괴가 일어나지 않고, 적층체(A2)와 구조부재(B2)의 접합부분이 떼어질 경우의 값만을 채용한다. 지그와 성형품의 접착부가 박리될 경우는, 정확한 접착강도값을 구할 수 없기 때문이다.
본 발명의 적층체(A2)에 형성되는 피막의 평균두께는, 0.1 내지 1,000㎛인 것이 바람직하고, 1 내지 200㎛인 것이 보다 바람직하며, 10 내지 50㎛인 것이 더욱 바람직하다. 피막의 평균두께는, 도 2에 나타내어지는 최대 두께(Tpf)의 두께이며, 피막의 평균두께는, 최대 두께(Tpf)의 측정방법과 같은 방법에 의해 측정된다. 피막의 두께가 일정하지 않을 경우는 임의인 수점에 있어서 측정하고, 얻어진 측정값의 평균값을 피막의 두께로 한다. 평균두께가 상기의 바람직한 범위에 있으면, 40℃에 있어서의 수직 접착강도가 보다 확실하게 달성된다.
본 발명의 적층체(A1) 및 본 발명의 적층체(A2)에 사용되는 강화섬유군의 섬유소재로서는 예를 들면, 유리섬유, 탄소섬유, 금속섬유, 방향족 폴리아미드섬유, 폴리아라미드섬유, 산화알루미늄 섬유, 탄화규소섬유, 보론섬유가 있다. 이들은 단독 또는 2종이상 병용해서 이용된다. 이들 섬유소재는 표면처리가 실시되어 있는 것이여도 좋다. 표면처리로서는 금속의 피착처리, 커플링제에 의한 처리, 사이징제에 의한 처리, 첨가제의 부착처리 등이 있다. 이들 섬유소재 중에는 도전성을 가지는 섬유소재도 포함되어 있다. 섬유소재로서는 비중이 작고, 고강도, 고탄성율인 탄소섬유가 바람직하게 사용된다.
본 발명의 적층체(A1) 및 본 발명의 적층체(A2)에 사용되는 열경화성 수지로서는, 적층체(A1, A2)를 이용해서 성형품(C1, C2)을 성형했을 때, 성형품(C1, C2)에 뛰어난 강성이나 강도가 부여가능한 열경화성 수지가 바람직하다. 열경화성 수지로서는 예를 들면, 불포화 폴리에스테르, 비닐에스테르, 에폭시, 페놀(레졸형), 유리아 멜라민, 폴리이미드, 이들의 공중합체, 변성체, 및, 이들의 2종류 이상을 블렌드한 수지가 있다. 내충격성 향상을 위해 열경화성 수지에는, 엘라스토머 혹은 고무 성분이 첨가되어 있어도 좋다. 특히, 에폭시 수지는 성형품(C1, C2)의 역학특성의 관점으로부터 바람직하다.
본 발명의 적층체(A1)의 열가소성 수지층(12), 및, 본 발명의 적층체(A2)의 피막을 형성하는 열가소성 수지로서는, 예를 들면, 폴리아미드 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리카보네이트 수지, 스티렌계 수지, 에틸렌-초산비닐 공중합(EVA)수지, 폴리우레탄 수지, 아크릴계 수지, 폴리올레핀 수지, 폴리페닐렌설파이드(PPS) 스티렌 수지, 이들의 공중합체, 변성체, 및, 이들의 2종류 이상을 블렌드한 수지가 있다. 필요에 따라, 첨가제, 충전재 등이 첨가되어 있어도 좋다. 열가소성 수지는, 일체화되는 피착재(B1, B2)와의 접착성을 고려하여, 피착부의 조성에 가까운 수지로부터 선택되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 폴리아미드계 수지로 이루어지는 피착재(B1, B2)에 적층체(A1, A2)가 접착될 경우는, 적층체(A1, A2)의 표면에 형성되는 열가소성 수지층 혹은 피막은 폴리아미드 수지로 하는 것이 바람직하다.
이용되는 열가소성 수지의 융점 또는 연화점은, 성형품의 실용성, 적층체를 제조할 때의 프로세스성을 고려해서 50℃이상인 것이 바람직하고, 또한, 열경화성 수지를 경화시키는 온도에 있어서 용융 혹은 연화되어 있는 것이 필요하기 때문에, 300℃이하가 바람직하다. 열가소성 수지의 융점 또는 연화점은, 100℃ 내지 250℃인것이 보다 바람직하고, 125 내지 220℃인 것이 더욱 바람직하다. 융점은, JIS－K7121에 준거해서, DSC에 의해 승온속도10℃／분으로 측정한 값이다. 연화점은, JIS－K7206에 준거해서, 비커드 연화온도를 측정한 값이다.
본 발명의 적층체(A1), 및, 본 발명의 적층체(A2)에 있어서의 연속한 도전성 강화섬유의 함유율은, 성형성, 역학특성과 전자파 실드성을 양립시키는 관점으로부터, 5 내지 75체적%가 바람직하고, 30 내지 75체적%가 보다 바람직하며, 50 내지 70체적%가 더욱 바람직하다.
일체화 성형품(C1, C2)을 구성하는 구조부재(B1, B2)는, 적층체(A1, A2)와의 접합부에 있어서 열접착성을 가지는 소재로 이루어지는 것이면 특별히 제한은 없다. 알루미늄, 철, 마그네슘, 티타늄 및 이들과의 합금 등에 열접착성의 표면처리를 실시한 금속재료여도 좋다.
구조부재(B1, B2)는, 강화섬유를 포함한 열가소성 수지 조성물로 이루어지는 것이 바람직하다. 강화섬유로서는, 예를 들면, 폴리아크릴로니트릴계, 레이온계, 리그닌계, 피치계의 탄소섬유, 흑연섬유, 유리섬유, 알루미늄 섬유, 황동섬유, 스텐레스섬유 등의 금속섬유, 실리콘카바이트섬유, 실리콘나이트라이드섬유 등의 무기섬유가 있다.
구조부재(B1, B2)에 사용되는 열가소성 수지로서는, 특별히 제한은 없다. 열가소성 수지로서는, 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 액정 폴리에스테르 등의 폴리에스테르나, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리부틸렌 등의 폴리올레핀이나, 스티렌계 수지의 외나, 폴리옥시메틸렌(POM), 폴리아미드(PA), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸렌메타크릴레이트(PMMA), 폴리염화비닐(PVC), 폴리페닐렌술피드(PPS), 폴리페닐렌에테르(PPE), 변성PPE, 폴리이미드(PI), 폴리아미드이미드(PAI), 폴리에테르이미드(PEI), 폴리술폰(PSU), 변성PSU, 폴리에테르술폰, 폴리케톤(PK), 폴리에테르케톤(PEK), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리에테르케톤케톤(PEKK), 폴리아릴레이트(PAR), 폴리에테르니트릴(PEN), 페놀계 수지, 페녹시 수지, 폴리테트라플루오로에틸렌 등의 불소계 수지, 또한 폴리스티렌계, 폴리올레핀계, 폴리우레탄계, 폴리에스테르계, 폴리아미드계, 폴리부타디엔계, 폴리이소프렌계, 불소계 등의 열가소 엘라스토머 등이나, 이들의 공중합체, 변성체, 및, 이들의 2종류 이상을 블렌드한 수지가 있다. 열가소성 수지에는, 내충격성 향상을 위해 엘라스토머 혹은 고무 성분이 첨가되어 있어도 좋다. 내열성, 내약품성의 관점으로부터 PPS수지가, 성형품 외관, 치수안정성의 관점으로부터 폴리카보네이트 수지나 스티렌계 수지가, 성형품의 강도, 내충격성의 관점으로부터 폴리아미드 수지가 바람직하게 이용된다. 열가소성 수지에는, 충전재나 첨가제가 첨가되어 있어도 좋다. 첨가제의 하나에 도전성 부여제가 있다. 도전성 부여제로서는, 예를 들면, 카본블랙, 아모르포스카본분말, 천연흑연분말, 인조흑연분말, 팽창흑연분말, 피치마이크로비즈, 기상성장 탄소섬유, 카본나노튜브가 있다. 도전성 부여제는, 성형품(C1, C2)이 퍼스널 컴퓨터의 케이스체의 경우, 전자파 실드성을 보다 높이는 목적으로 바람직하게 사용된다.
본 발명의 적층체(A1, A2)를 이용한 일체화 성형품(C1, C2)의 제조방법은, 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 그 제조방법은, 적층체(A1, A2)를 구성하고 있는 열가소성 수지층(12) 혹은 피막의 융점 또는 연화점이상의 온도에서, 구조부재(B1, B2)를 접합시켜 붙이고, 다음에 냉각하는 것으로 이루어진다.
적층체(A1, A2)와 구조부재(B1, B2)를 접합시키는 순서는, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, (i) 적층체(A1, A2)를 미리 성형해 두고, 구조부재(B1, B2)의 성형과 동시에 양자를 접합하여 일체화시키는 방법, (ii) 구조부재(B1, B2)를 미리 성형해 두고, 적층체(A1, A2)의 성형과 동시에 양자를 접합하여 일체화시키는 방법, 혹은, (iii) 적층체(A1, A2)와 구조부재(B1, B2)를 각각 따로따로 미리 성형해 두고, 양자를 접합하여 일체화시키는 방법이 있다.
일체화의 방법으로서, 적층체(A1, A2)와 구조부재(B1, B2)를 기계적으로 끼워맞추게 하여 일체화하는 방법, 양자를 볼트, 나사 등의 기계적 결합 수단을 이용해서 일체화하는 방법, 양자를 접착제 등의 화학적 결합 수단을 이용해서 일체화하는 방법도 있다. 이들 일체화하는 방법은 필요에 따라 병용되어도 좋다.
상기 일체화 방법(i)의 구체예로서는, 적층체(A1, A2)를 프레스 성형하고, 필요에 따라 소정의 사이즈로 가공 혹은 후처리하며, 이어서 사출성형 금형에 인서트하고, 그 후, 구조부재(B1, B2)를 형성하는 재료를 금형으로 사출성형하는 방법이 있다.
상기 일체화 방법(ii)의 구체예로서는, 구조부재(B1, B2)를 사출성형하고, 필요에 따라 소정의 사이즈로 가공 혹은 후처리하며, 이어서 프레스 금형에 인서트하고, 그 후, 프레스 금형을 소정의 프로세스 온도로서 적층체(A1, A2)를 형성하는 미경화의 열경화성 수지와 다수개의 연속한 필라멘트로 이루어지는 도전성 섬유군으로 이루어지는 프리프레그의 표면에 열가소성 수지층이 형성된 기재를 레이업하며, 이어서 열가소성 수지의 융점이상의 온도로 진공백 성형하는 방법이 있다.
상기 일체화 방법(iii)의 구체예로서는, 적층체(A1, A2)를 프레스 성형하고, 필요에 따라 소정의 사이즈로 가공 혹은 후처리해서 준비한 적층체(A1, A2)와, 별도로 사출성형으로 구조부재(B1, B2)를 미리 성형하여, 각각을 열접착이나 초음파용착 등으로 상기 일체화 방법(ii)과 마찬가지로 해서 일체화시키는 방법이 있다.
일체화 성형품(C1, C2)의 양산성의 관점으로부터, 상기 일체화 방법(i)에 있어서의 인서트 사출성형이나 아웃서트 사출성형이 바람직하게 사용된다. 형상안정성이나 접착부분의 정밀성의 관점으로부터, 상기 일체화 방법(iii)이 바람직하게 사용되어, 열용착, 진동용착, 초음파용착, 레이저용착을 바람직하게 사용할 수 있다.
이와 같은 방법으로 일체화된 성형품(C1, C2)에 의하면, 종래의 금속재료와의 일체화에서는 실현할 수 없었던 성형품의 경량성이 얻어진다. 이와 같은 일체화 방법은, 적층체(A1, A2)와 구조부재(B1, B2) 사이에 있어서 뛰어난 접착력을 발현하고, 열경화성 수지 조성물과의 일체화에서 종래 문제가 되어 있었던 재료 사이의 박리문제도 해결하는 것이다.
성형품(C1, C2)의 형태를 유지하기 위해서, 적층체(A1, A2)와 구조부재(B1, B2)의 접합면의 적어도 일부에 접착 부위(접착층)가 존재하지만, 접착 부위(접착층)의 면적은, 접합면의 면적의 50%이상인 것이 바람직하고, 70%이상인 것이 보다 바람직하며, 접합면의 전체 면적과 같은 것이 더욱 바람직하다.
일체화 성형품(C1, C2)은, 적층체(A1, A2)와 구조부재(B1, B2)가 일체화하여 이루어지는 것이지만, 성형품(C1, C2)의 형상에는 특별히 제한은 없다. 형상으로서는, 곡면, 리브, 힌지, 보스, 공중부를 가지는 것이여도 좋다. 성형품(C1, C2)에는, 도금, 도장, 증착, 인서트, 스탬핑, 레이저 조사 등에 의해 표면가식(加飾)의 처리가 실시되어 있어도 좋다.
이와 같은 일체화 성형품(C1, C2)의 용도로서는, 전자파 실드성이 요구되는 분야에 있어서의 제품이 있다. 예를 들면, 각종 기어, 각종 케이스, 센서, LED 램프, 커넥터, 소켓(socket), 저항기, 릴레이(relay) 케이스, 스위치, 코일 보빈, 콘덴서, 광픽업, 발진자, 각종 단자판, 변성기, 플러그, 프린트 배선판, 튜너, 스피커, 마이크로폰, 헤드폰, 소형 모터, 자기 헤드 베이스, 파워모듈, 반도체, 디스플레이, FDD 캐리지, 샤시, HDD, MO, 모터 브러시 홀더, 파라볼라 안테나, 노트북, 휴대전화, 디지털 스틸 카메라, PDA, 포터블 MD, 플라즈마 디스플레이 등의 전기 또는 전자기기의 부품, 부재 및 케이스체, 전화, 팩시밀리, VTR, 복사기, 텔레비전, 다리미, 헤어드라이어, 밥솥, 전자레인지, 음향기기, 청소기, 화장품류 용품, 레이저디스크, 콤팩트디스크, 조명, 냉장고, 에어컨, 타자기, 워드 프로세서 등으로 대표되는 가정 또는 사무제품 부품, 부재 및 케이스체, 파칭코, 슬롯 머신, 게임기 등의 유기(遊技) 또는 오락제품 부품, 부재 및 케이스체, 현미경, 쌍안경, 카메라, 시계 등의 광학기기, 정밀기계관련 부품, 부재 및 케이스체, X선 카세테 등의 의료용도, 모터 부품, 알터네이터 터미널, 알터네이터 커넥터, IC 조정기, 라이트디어(light-deer)용 전위차계 베이스, 서스펜션 부품, 배기가스 밸브 등의 각종 밸브, 연료관계, 배기계 또는 흡기계 각종 파이프, 에어 인테이크 노즐 스노켈, 인테이크 매니폴드, 각종 아암(arm), 각종 프레임, 각종 힌지, 각종 축받이, 연료 펌프, 가솔린 탱크, CNG 탱크, 엔진 냉각수 조인트, 카뷰레터 메인바디, 카뷰레터 스페이서, 배기가스 센서, 냉각수 센서, 유온 센서, 브레이크 패트웨어 센서, 스로틀 포지션 센서, 크랭크 샤프트 포지션 센서, 에어플로미터, 브레이크 패드 마모 센서, 에어컨용 서모스탯 베이스, 난방 온풍 플로우 컨트롤 밸브, 라디에이터 모터용 브러시 홀더, 워터 펌프 임펠러, 터빈 베인, 와이퍼 모터 관계 부품, 디스트리뷰터(분배기), 스타터 스위치, 스타터 릴레이, 트랜스미션용 와이어 하네스, 윈도우 워셔 노즐, 에어컨 패널 스위치 기판, 연료관계 전자기밸브용 코일, 퓨즈용 커넥터, 배터리 트레이, AT 브래킷, 헤드램프 서포트, 페달 하우징, 핸들, 도어 빔, 프로텍터, 샤시, 프레임, 암레스트(armrest), 크락션(horn) 터미널, 스텝 모터 로터, 램프 소켓, 램프 리플렉터, 램프 하우징, 브레이크 피스톤, 노이즈 실드, 라디에이터 서포트, 스페어 타이어 커버, 시트 셸(shell), 솔레노이드 보빈, 엔진 오일 필터, 점화 장치 케이스, 언더 커버, 스커프(scuff) 플레이트, 필러 트림(pillar trim), 프로펠러 샤프트, 휠(wheel), 펜더(fender), 페이셔, 범퍼, 범퍼 빔, 보닛, 에어로 파트, 플랫폼, 카울 루버(cowl louver), 루프, 인스트러먼트 패널, 스포일러 및 각종 모듈 등의 자동차, 이륜차 관련부품, 부재 및 외판, 랜딩 기어 포드, 윙렛(winglet), 스포일러, 에지(edge), 래더(ladder), 엘리베이터, 페이링, 리브 등의 항공기 관련부품, 부재 및 외판, 각종 라켓, 골프 클럽 샤프트, 요트, 보드, 스키 용품, 낚싯대, 자전거 등의 스포츠 관련 부품, 부재 및 인공위성 관련 부품, 패널 등의 건재용도 등의 각종 용도에 유용하다.
상기 중에서도, 경량이고 또한 고강성으로서, 복잡형상부를 가지고, 또한 전자파 차폐능력이 요구되는, 컴퓨터, 디스플레이, 휴대전화, 휴대정보단말 등의 전기 또는 전자기기, OA기기, 가전기기, 의료기기의 용도로 바람직하게 이용된다.
또한, 역학특성에 뛰어난 대형성형품에 복잡형상부를 용이하게 성형할 수 있으므로, 자동차, 이륜차, 자전거, 또는 항공기, 건재용의 부품, 부재나 패널외판에도 바람직하게 이용된다.
본 발명의 적층체로 형성되는 전자파 실드 성형품은, 뛰어난 전자파 실드성을 가지기 때문에, 전기, 전자기기용 케이스체로서, 혹은, 외부부재로서 바람직하고, 또한, 박육이고 넓은 투영 면적을 필요로 하는 노트북 컴퓨터나 휴대정보단말 등의 케이스체로서 바람직하다. 이와 같은 케이스체로서 사용할 경우, 전자파 실드성의 관점으로부터, 적층체(A2)가, 성형품(C2)인 케이스체의 천장면의 적어도 일부를 구성하는 것이 바람직하고, 천장면의 투영 면적의 50%이상을 구성하는 것이 더욱 바람직하며, 천장면의 투영 면적의 70%이상을 구성하는 것이 특히 바람직하다.
본 발명의 적층체(A1, A2)의 제조방법을 일체화 성형품(C1, C2)의 바람직한 용도인 전자기기 케이스체의 제조방법을 예로 들고, 도 11, 12를 사용해서 설명한다.
도 11에, 예를 들면, 도 1에 나타내어지는 본 발명의 적층체(5)의 제조방법의 일례가 나타내어진다.
적층체(A)는, 다수개의 연속한 필라멘트로 이루어지는 강화섬유다발(63)에 열경화성 수지(61)를 매트릭스 수지로서 함침한 프리프레그(60)를 소정의 크기로 커트하고(공정(71)), 그것들을 소정의 각도로 적층시켜, 예를 들면, 5장을 각도 0도, ＋45도, 90도, ―45도, 0도로 적층시켜, 그 표면의 전부 또는 일부분에 열가소성 수지 조성물로 이루어지는 열접착용 수지기재(62)를 배치하는 적층공정(72)과, 다음에 열경화성 수지 조성물의 경화반응과 병행되어서, 혹은 경화반응전의 예열로 열접착용 수지기재(62)의 열가소성 수지 조성물을 용융시킴과 아울러 가압하고, 열가소성 수지층 및 열가소성 수지의 피막을 형성시키는 가열 성형공정(73)에 의해 제조된다(적층체 성형공정(70)). 즉, 경화전의 열경화성 수지 조성물과 강화섬유다발로 이루어지는 프리프레그(60)의 표층에, 열가소성 수지 조성물(62)을 막상으로 배치하고나서, 열가소성 수지 조성물(62)의 융점이상 온도로 열경화성 수지 조성물을 경화시키는 것이고, 이것에 의해, 열경화성 수지 조성물(61)과 열가소성 수지 조성물(62)이 강화섬유다발(63)을 개재시켜서, 좋게 접착된 상태의 적층체(A)가 얻어진다. 이 접착성이 높은 이유는, 경화 과정에 있는 열경화성 수지 조성물에 대하여, 용융 과정에 있는 열가소성 수지 조성물이 강화섬유다발을 형성하고 있는 다수개의 필라멘트 사이를 통과하고, 침투하여, 다수개의 필라멘트를 개재해서, 열경화성 수지 조성물과 열가소성 수지 조성물의 계면이 요철형상을 그려서 형성되는 것에 있다. 따라서, 열경화성 수지 조성물을 경화시킨 후에, 열소성수지 조성물을 용융시켜서 적층해도, 본 발명의 적층체를 얻는 것은 곤란하다.
적층체(A)의 구체적인 제조방법으로서는, 특별히 한정되는 것은 아니고, 핸드 레이업 성형법, 스프레이업 성형법, 진공백 성형법, 가압 성형법, 오토클레이브 성형법, 프레스 성형법, 트랜스퍼 성형법 등의 열경화 수지를 사용한 공지의 성형방법이나 보다 간이한 프레스 성형, 스탬핑 성형법 등의 열가소성 수지를 사용한 공지의 성형방법이 이용된다. 프로세스성, 역학특성의 관점으로부터 진공백 성형법, 프레스 성형법, 트랜스퍼 성형법이 바람직하게 이용된다.
일체화 성형품(C)에 있어서의 적층체(A)와 구조부재(B)의 접착강도를 보다 높이기 위해서, 강화섬유다발(63)의 필라멘트 사이에 용융된 열가소성 수지 조성물(62)을 함침시킬 때에, 0.1㎫이상의 가압을 이용하는 것이 바람직하다.이 가압은, 보다 바람직하게는 0.5㎫이상이며, 더욱 바람직하게는 1㎫이상이다.
얻어진 적층체(A)로부터 일체화 성형품(C)을 제조하기 위해서, 적층체(A)를 펀칭법 등으로, 소정의 크기로 잘라낸 후 가공(공정(74))을 행하고, 성형품(C)의 제조용 적층체(A)를 준비한다.
다음에, 적층체(A)를 사출성형용 금형에 인서트하고(공정(81)), 이것에 보스, 리브, 힌지, 프레임 등의 구조부재(B)의 형성 재료인 열가소성수지 조성물(83)을 사출하여, 아웃서트 성형시킨다(공정(82)). 이 간편한 일체화 공정(80)에 의해 얻어진 성형품(C)을 필요에 따라, 보수하는 보수공정(91)을 거쳐서, 제품(92)으로 한다(후처리공정(90)). 얻어진 제품(92)이 완성된 일체화 성형품(C)이다.
도 12에, 종래의 적층체를 사용했을 경우의 일체화 성형품(PC)의 제조방법이 나타내어진다. 열경화성 수지 조성물과 강화섬유다발로 이루어지는 프리프레그를 적층하고, 도 11에 나타내어지는 적층체 성형공정(70)과 같은 성형방법으로 적층체(PA)를 성형한다. 이 적층체(PA)에는, 도 11에 있어서의 열가소성 수지 조성물(62)은 존재하지 않는다. 얻어진 적층체(PA)는, 열접착성을 가지지 않기 때문에 일체화 성형품(PC)으로 하기 위해서는, 예를 들면, 접착제 등에 의한 일체화 공정이 필요하게 된다.
별도로, 보스, 리브, 힌지, 프레임 등의 구조부재(PB)가 성형된다. 이 구조부재(PB)는, 예를 들면, 열가소성 수지 조성물(121)을 사출성형하는 공정(122)을 거쳐서 성형되는 부재(123)로서 얻어진다(사출성형 공정(120)). 얻어진 구조부재(PB)는, 필요에 따라, 프라이머 처리되어(공정(131)), 적층체(PA)가 접착되는 부위에 접착제가 도포된다(공정(132)). 접착제가 도포된 구조부재(PB)에, 적층체(PA)가 접착하게 된다(공정(133)). 양자의 접착은 지그로 고정됨으로써 행해진다(공정(134)). 다음에, 일체화 제품(PC)은 장시간 건조하게 된다(공정(135)). 그 후, 지그로부터 떼어내어져, 제품(136)이 얻어진다(일체화 공정(130)). 이 제품(136)은, 일체화 성형품(PC)이지만, 필요에 따라, 또한, 보수공정(141)을 거쳐서, 제품(142)이 된다(후처리 공정(140)). 이 제품(142)이 최종의 일체화 제품(PC)이 된다. 이와 같이, 종래의 적층체(PA)의 제조에는, 본 발명의 적층체(A)의 제조에 비해 많은 노동력과 시간과 비용을 필요로 한다. 얻어지는 일체화 성형품(PC)의 적층체(PA)와 구조부재(PB) 사이의 접착강도는, 본 발명에 의해 얻어지는 일체화 성형품의 경우에 비해 뒤떨어진다.
본 발명의 열접착용 기재의 형태 :
본 발명의 열접착용 기재는, 동종 및／또는 이종의 피착재를 열접착하기 위한 기재이다. 즉, 열접착용 기재는, 2개 이상의 피착재를 접착할 때에 이용되고, 어떠한 가열 수단에 의해, 피착재의 계면에 열접착용 기재로 이루어지는 접착층을 형성한다.
열접착용 기재는, ISO4587(JIS규격 K6850)에 나타내어지는, 접착제－강성피착재의 인장 전단 접착강도 시험방법에 기초하는 접착강도(S)가 시험온도 100℃일 때, 5.0㎫이상의 값을 가진다. 접착강도(S)는, 바람직하게는 7㎫이상이며, 더욱 바람직하게는 8㎫이상이다.
시험온도는, 상기 수직 접착강도의 경우와 마찬가지로, 열접착용 기재를 이용해서 열접착된 부재의 접착강도를 측정할 때의 분위기온도를 나타낸다. 시험편을 항온조의 안에 배치해서, 분위기온도와 동등하게 된 것을 확인한 후, 척(chuck)으로 파지하여 인장시험이 행하여진다.
접착강도(S)가 시험온도 100℃일 때 5.0㎫미만이면, 접착된 제품이 실용 고온환경하에 있어서 부하를 받았을 경우에, 응력으로 피착재가 용이하게 박리되는 등의 문제가 생길 경우가 있다,
또한, 열접착용 기재의 접착강도(S)는, 시험온도 200℃일 때 1.0㎫이하이고, 바람직하게는 0.8㎫이하이며, 더욱 바람직하게는 0.7㎫이하이다.
접착강도(S)가 시험온도 200℃일 때 1.0㎫를 초과하면, 피착재를 용이하게 분리, 해체를 행할 때의 노동력과 비용이 커지고, 리사이클때의 분별이 곤란하게 되거나 재료의 분별정밀도가 저하되며, 이종재료의 콘터미네이션을 일으킬 경우가 있다.
접착강도(S)의 측정용 시험편의 조제방법에 대해서 설명한다. 접착된 시험편의 형상은, ISO4587에 근거하여 도 8에 나타내어지는 치수로 한다. 강화섬유인 일방향성 탄소섬유다발에 열경화성 수지를 함침시킨 프리프레그로부터, JIS6850의 접착제－강성피착재의 인장 전단 접착강도 시험방법에 준하는 시험편을 채취한다. 이 채취한 시험편을 0도／90도／90도／0도의 방향으로 적층한 제 2의 시험편을 2세트 준비한다. 그 중의 한 쪽의 제 2의 시험편의 열접착을 행하는 접합면의 부위에, 열접착용 기재를 배치한다. 그 위에, 다른 쪽의 제 2의 시험편을 겹치게 해서, ISO4587에 기재된 형상의 프리폼(preform)을 작성한다. 이 프리폼을 프레스 성형 금형에 세트하고, 필요에 따라, 지그나 스페이서를 사용해서, 이 형상을 유지시킨 채 프레스 성형을 행한다. 이 프레스는, 가열 프레스 성형기로 약 5분간 1㎫의 압력을 가하여 예열 프레스하고, 계속해서, 프리프레그에 함침되어 있는 수지의 경화온도로 30분간, 1㎫의 압력을 가하여 경화반응을 완결시킨다. 예열온도는, 열접착용 기재의 주성분인 열가소성 수지가 용융하는 온도이다. 구체적으로는, 예열온도는, 열가소성 수지의 융점 또는 연화점온도이상이고 그보다 30℃ 높은 온도이하의 범위에서 선택되는 것이 바람직하다. 융점 및 연화점의 온도는, 상기의 측정법에 의해 측정된다.
사용되는 프리프레그로서는, 특별히 제한되지 않지만, 에폭시 수지(열경화성 수지)가 탄소섬유다발에 함침되고, 탄소섬유의 함유량(Wf)이 70wt%, 두께가 0.11㎜의 프리프레그(도레이(주) 제품, 토레카 UD 프리프레그 3053S－12)가 바람직하게 이용된다. 이것을 사용했을 때의 경화온도는 130 내지 150℃가 적절하다. 얻어진 시험편은 접착강도(S)의 평가에 제공된다.
본 발명의 열접착용 기재는, 동종 및／또는 이종의 피착재를 가열에 의한 분해를 용이하게 할 목적으로, 그 접착강도(S)는, 특정한 온도의존성을 가지는 것이 바람직하다. 즉, 임의의 시험온도 t(℃)일 때의 접착강도 St와 시험온도 (t＋30)℃일 때의 접착강도 S(t＋30)가, St≥3×S(t＋30)의 관계를 만족하는 시험온도 t가, 100 내지 200℃의 온도범위에 존재하는 것이 바람직하다. 이 온도범위는, 120 내지 180℃인 것이 보다 바람직하고, 130 내지 170℃인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 열접착 기재는, 열가소성 수지 조성물을 기재의 형상으로 가공한 것이다. 이용되는 열가소성 수지 조성물은, 특별히 제한되지 않지만, 온도의존성이나 실온에서 높은 접착강도를 얻을 목적으로부터, 폴리아미드 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리카보네이트 수지로부터 선택되는 적어도 1종의 수지를 구성성분으로서 함유하는 수지인 것이 바람직하다. 특히, 폴리아미드 수지가 바람직하다. 폴리아미드 수지는, 아미노산, 락탐 혹은 디아민과 디카르본산을 주된 성분으로 하는 중합체이지만, 열접착용 기재의 성분으로서, 그 호모폴리머 또는 코폴리머도 이용할 수 있다. 접착강도(S)의 온도의존성의 관점으로부터, 공중합 폴리아미드 수지가 더욱 바람직하다.
유용한 폴리아미드 수지의 구체적인 예로서는, 폴리아미드11, 폴리아미드12, 폴리아미드610, 폴리아미드612, 폴리아미드66／6, 폴리아미드6／66／610, 폴리아미드6／66／612, 폴리아미드6／66／610／612, 폴리아미드6／6I가 있다. 이들 2종류 혹은 그 이상을 병용해도 좋다. 그 중에서도, 3원공중합 폴리아미드6／66／610을 구성성분으로서 함유하는 열접착성 기재는 바람직한 형태이다.
열가소성 수지 조성물에는, 난연성이 요구되는 부재로의 전개를 목적으로 해서, 난연성 성분이 첨가되어 있는 것이 바람직하다. 난연성 성분으로서, 할로겐 화합물, 안티몬 화합물, 인 화합물, 질소 화합물, 실리콘 화합물, 불소 화합물, 페놀 화합물, 금속수산화물 등의 공지의 난연제를 사용할 수 있다. 환경부하의 관점으로부터, 폴리인산암모늄, 폴리포스파젠, 포스페이트, 포스포네이트, 포스피네이트, 포스핀옥시드, 적인(red phosphorous) 등의 인 화합물을 바람직하게 사용할 수 있다. 열가소성 조성물에는, 요구되는 특성에 따라 본 발명의 목적을 손상하지 않는 범위에서, 충전재, 첨가제, 다른 열가소성 수지 등이 함유되어 있어도 좋다.
첨가제로서는, 결정핵제, 자외선흡수제, 산화방지제, 제진제, 항균제, 방충제, 방취제, 착색방지제, 열안정제, 이형제, 대전방지제, 가소제, 윤활제, 착색제, 안료, 염료, 제포제, 커플링제 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 열접착용 기재의 형태로서는, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면, 부직포 형태, 필름 형태, 시트 형태가 있다. 취급성의 관점으로부터, 부직포 형태 혹은 필름 형태가 바람직하다.
열접착용 기재가 복잡한 형상을 가지는 피착체와의 접착에 이용되는 경우는, 열접착용 기재에 부형성이 요구된다. 이 경우, 열접착용 기재는, 부직포 형태를 가지고 있는 것이 바람직하다. 부직포는, 사용되는 형태를 고려해서 공지의 제조방법으로 제조된 것이면 된다.
피착재에 보다 균일하게 열접착용 기재를 배치시키는 관점으로부터는, 열접착용 기재의 형태는 필름 형태인 것이 바람직하다. 필름의 특성에는, 특별히 제한은 없고, 공지의 방법으로 제조된 필름이 사용된다. 필름의 두께는, 복잡한 형상으로의 부형성의 관점으로부터, 0.01 내지 0.5㎜가 바람직하고, 0.03 내지 0.2㎜가 보다 바람직하다.
본 발명의 열접착용 기재의 단위중량은, 그 취급성의 관점으로부터 1 내지 100g／㎡인 것이 바람직하고, 3 내지 80g／㎡인 것이 보다 바람직하며, 5 내지 60g／㎡인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 열접착용 기재는, 열경화성 수지, 열가소성 수지, 금속재료, 카본계 재료, 섬유, 목재, 종이 등의 폭넓은 재료로부터 선택되는 피착재의 접착에 사용할 수 있다. 피착재의 바람직한 형태의 하나는, 다수개의 연속한 강화섬유군이 층형상으로 배치된 열경화성 수지 조성물로 이루어지는 적층체이다. 이 열경화성 수지로서는, 예를 들면, 에폭시 수지, 말레이미드 수지, 페놀 수지, 비닐에스테르 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 시안산 에스테르말단을 가지는 수지, 알릴말단을 가지는 수지, 아세틸렌말단을 가지는 수지, 나딕산말단을 가지는 수지, 벤조시클로부텐을 말단에 가지는 수지가 있다. 피착재의 역학특성의 관점으로부터, 에폭시 수지가 바람직하게 이용된다.
사용되는 강화섬유로서는, 예를 들면, 탄소섬유, 금속섬유, 유리섬유, 유기섬유, 무기섬유, 이들 섬유에 도전체를 피복한 섬유가 있다. 이들 중에서, 피착재의 경량성과 역학특성의 균형이 뛰어난 점에서, 탄소섬유가 바람직하게 이용된다.
본 발명의 열접착용 기재는, 상기 본 발명의 적층체의 제조방법에 있어서의 열접착용 기재(62)로서 바람직하게 이용된다.
본 발명의 전자파 실드 성형품 :
도 13을 이용하여 본 발명의 전자파 실드 성형품(C3)이 설명된다. 도 13에 있어서, 전자파 실드 성형품(C3)은, 다수개의 필라멘트로 이루어지는 연속한 도전성 섬유군이 층형상으로 배치된 수지 조성물로 이루어지는 제 1의 구조체(A3)와 열가소성 수지 조성물로 이루어지는 제 2의 구조체(B2)가 일체화되어 이루어진다.
제 1의 구조체(A3)에 사용되는 도전성 섬유로서는, 예를 들면, 알루미늄 섬유, 황동섬유, 스텐레스 섬유 등의 금속섬유, 폴리아크릴로니트릴계, 레이온계, 리그닌계, 피치계의 탄소섬유, 흑연섬유 등 단독으로 도전성을 가지는 섬유, 및, 이들에 더욱 도전체가 피복된 섬유가 있다. 또한, 유리섬유 등의 절연성 섬유, 아라미드섬유, PBO섬유, 폴리페닐렌술피드 섬유, 폴리에스테르 섬유, 아크릴 섬유, 폴리아미드 섬유, 폴리에틸렌 섬유 등의 유기섬유, 및, 실리콘 카바이드 섬유, 실리콘 나이트라이드 섬유 등의 무기섬유에 도전체가 피복된 섬유가 있다. 도전체의 피복방법으로서는, 예를 들면, 니켈, 이테르븀, 금, 은, 구리, 알루미늄 등의 금속을 도금법(전해, 무전해), CVD법, PVD법, 이온플레이팅법, 증착법이 있고, 이들에 의해, 1층 이상의 도전층이 형성된다. 이들 도전성 섬유는, 단독으로, 혹은, 2종류 이상을 병용해서 이용된다. 비강도, 비강성, 경량성의 균형의 관점으로부터, 탄소섬유, 특히 저렴한 생산비용를 실현할 수 있는 점에서, 폴리아크릴로니트릴계 탄소섬유가 바람직하게 이용된다.
제 1의 구조체(A3)에 이용되는 수지성분으로서는, 열경화성 수지 및 열가소성 수지를 모두 사용할 수 있다. 열경화성 수지의 경우는, 성형품(C3)의 강성, 강도에 뛰어나고, 열가소성 수지의 경우는, 성형품(C3)의 충격강도, 리사이클성에 뛰어나다.
열경화성 수지로서는, 예를 들면, 불포화 폴리에스테르, 비닐에스테르, 에폭시, 페놀(레졸형), 유리아 멜라민, 폴리이미드가 있고, 이들 공중합체, 변성체, 및, 이들의 2종류 이상을 블렌드한 수지가 있다. 충격성향상을 위해, 엘라스토머 혹은 고무 성분이 첨가되어 있어도 좋다.
열가소성 수지로서는, 예를 들면, 폴리에틸렌텔레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌텔레프탈레이트(PBT), 폴리트리메틸렌텔레프탈레이트(PTT), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 액정 폴리에스테르 등의 폴리에스테르나, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리부틸렌 등의 폴리올레핀이나, 스티렌계 수지나, 그 외, 폴리옥시 메틸렌(POM), 폴리아미드(PA), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸렌메타크릴레이트(PMMA), 폴리염화비닐(PVC), 폴리페닐렌술피드(PPS), 폴리페닐렌에테르(PPE), 변성PPE, 폴리이미드(PI), 폴리아미드이미드(PAI), 폴리에테르이미드(PEI), 폴리술폰(PSU), 변성PSU, 폴리에테르술폰, 폴리케톤(PK), 폴리에테르케톤(PEK), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리에테르케톤케톤(PEKK), 폴리아릴레이트(PAR), 폴리에테르 니트릴(PEN), 페놀 수지, 페녹시 수지, 폴리테트라플루오로에틸렌 등의 불소계 수지, 또한, 폴리스티렌계, 폴리올레핀계, 폴리우레탄계, 폴리에스테르계, 폴리아미드계, 폴리부타디엔계, 폴리이소프렌계, 불소계 등의 열가소 엘라스토머 등이나, 이들의 공중합체, 변성체, 이들의 2종류 이상을 블렌드한 수지가 있다. 내충격성향상을 위해, 엘라스토머 혹은 고무 성분이 첨가되어 있어도 좋다.
제 1의 구조체(A3)를 구성하는 수지 조성물에 있어서의 도전성 섬유의 함유 비율은, 성형성, 역학특성과 전자파 실드성의 관점으로부터, 20 내지 90체적%가 바람직하고, 30 내지 80체적%가 보다 바람직하다.
제 1의 구조체(A3)의 형태로서는, 예를 들면, 도전성 섬유가 층형상으로 적층된 적층체나, 수지 조성물, 불연속의 섬유로 강화된 수지, 금속, 발포체 등의 코어(core)재와 도전섬유가 층형상으로 배치된 표층재의 샌드위치재나, 도전성 섬유가 층형상으로 배치된 것을 코어재로 하는 샌드위치재가 있지만, 상기 본 발명의 적층체를 제 1의 구조체(A3)로서 이용함으로써, 전자파 실드 성형품(C3)의 제조가 용이하게 되어 바람직하다.
전자파 실드 성형품(C3)을 전기, 전자기기의 케이스체 형상으로 적합시키기 위해서, 제 1의 구조체(A3)는, 하나 이상의 대략 평면부를 가지고 있는 것이 요구된다. 제 1의 구조체(A3)의 최대면적을 담당하는 면의 50%이상이 대략 평면인 것이 바람직하다.
전기, 전자기기의 케이스체를 상정하고, 박육, 경량성의 관점으로부터, 구조체(A3)의 평균두께는, 1.6㎜이하인 것이 바람직하고, 1.2㎜인 것이 보다 바람직하며, 1.0㎜이하인 것이 더욱 바람직하고, 0.8㎜이하인 것이 특히 바람직하다. 제 1의 구조체(A3)의 평균두께는, 상기 대략 평면부에 있어서의 평균으로 분포된 적어도 5점에 있어서의 두께의 측정값의 평균치이다. 평균두께의 측정에 있어서는, 리브부, 힌지부, 요철부 등 의도적으로 형상이 부여되어 있는 부위는 제외된다.
제 1의 구조체(A3)의 투영 면적은, 전자파 실드 성형품(C3)에 적합가능한 크기이면 특별히 제한되지 않지만, 일체화했을 경우의 전자파 실드성을 보다 높이는 관점으로부터, 원하는 전자기기 케이스체의 천장면의 크기에 준하는 크기인 것이 바람직하다. 노트북(랩탑)의 케이스체에 사용하는 것을 상정했을 경우, 제 1의 구조체(A3)의 투영 면적은, 200㎠이상인 것이 바람직하고, 400㎠이상인 것이 보다 바람직하며, 600㎠이상인 것이 더욱 바람직하다. 투영 면적은, 성형품(C3)의 외형치수로부터 구해지는 성형품(C3)면의 크기를 나타내는 척도이다.
본 발명의 전자파 실드 성형품(C3)은, 뛰어난 전자파 실드성을 가지므로, 제 1의 구조체(A3)의 KEC법으로 측정되는 주파수 1㎓에 있어서의 전파 실드성이, 40㏈이상이다. 이 전파 실드성의 값은, 45㏈이상인 것이 바람직하고, 50㏈이상인 것이 보다 바람직하다.
KEC법은, (재)칸사이덴시고교신코우센터가 정하는 측정방법으로, 상하 혹은 좌우 대칭으로 분할한 실드 박스에 시험편을 끼워넣고, 스펙트럼 애널라이저로 전자파의 감쇠도를 측정하는 것이다. 시험에 있어서는, 제 1의 구조체(A3)의 일부로부터 적당한 면적의 평판을 잘라내, 이것을 측정편으로서 이용한다.
전자파 실드 성형품(C3)이 전기, 전자기기의 케이스체에 사용되는 것을 상정하면, 성형품(C3)의 파손, 휘어짐, 변형으로부터, 그것에 실장되는 부재를 보호하는 관점으로부터, 제 1의 구조체(A3)를 구성하는 하나 이상의 대략 평면부의 ASTM－D790에 기초하는 굴곡탄성률이 8㎬이상인 것이 바람직하고, 10㎬이상인 것이 보다 바람직하며, 12㎬이상인 것이 더욱 바람직하다. 일반적으로, 전기, 전자기기의 케이스체는, 내부에 수납되는 충격, 하중, 전기적 단락에 대하여 델리케이트한 전자회로나 파손되기 쉬운 부재 등을 보호하기 위한 것이고, 가혹한 하중하에 노출되는 것이 상정된다. 이와 같은 용도에서는, 파손은 말할 것도 없이, 하중에 의한 휘어짐이나 변형에서조차 내부의 전자회로나 부재에 대하여 치명적인 데미지를 주는 경우가 있다.
제 1의 구조체(A3)의 굴곡탄성률은, 배치되는 도전성 섬유(강화섬유)의 배치 방향에 따라 다른 값을 가지는 일이 있지만, 여기에서 말하는 굴곡탄성률은, 이들 중에서 최소값을 나타내는 것을 의미한다. 구체적으로는, 굴곡탄성률 측정용의 시험편은, 제 1의 구조체(A3)의 대략 평면부로부터 제 1의 구조체(A3)의 길이방향을 기준으로 해서, 0도, 45도, 90도, 135도와 같이, 다른 각도에 있어서 잘라낸, 적어도 4개, 바람직하게는 6개의 시험편으로 해서 준비된다. 이들 시험편은, ASTM－D790에 기초하는 굴곡탄성률의 측정에 제공된다. 시험편의 잘라내기는, 리브부, 힌지부, 요철부 등 의도적으로 형상이 붙여져 있는 부위를 피해서 행하여지는 것이 바람직하다. 시험편에 이들 의도적인 형상부위가 포함되어 있을 경우, 시험편의 두께의 측정은, 이 부위를 제외해서 행하여진다. 이들 시험편에 있어서 얻어지는 굴곡탄성률 중의 최소값이, 여기에서 말하는 굴곡탄성률로서 채용된다.
전자파 실드 성형품(C3)을 구성하는 제 2의 구조체(B3)에 사용되는 열가소성 수지 조성물로서는, 제 1의 구조체(A3)에 사용되는 열가소성 수지 조성물과 같은 것을 이용할 수 있다. 이용하는 열가소성 수지 조성물은, 불연속의 강화섬유를 포함하는 것이 바람직하다.
여기서 사용되는 강화섬유로서는, 특별히 제한되지 않지만, 상기 본 발명의 적층체(A)에 있어서 사용되는 강화섬유와 같은 것을 이용할 수 있다. 제 2의 구조체(B2)에 포함되는 강화섬유는, 도전성 섬유인 것이 바람직하다. 이 도전성 섬유로서는, 얻어지는 전자파 실드 성형품(C3)의 경량성과 역학특성의 관점으로부터, 탄소섬유가 바람직하다. 강화섬유는, 2종류 이상의 강화섬유로 구성되어 있어도 좋다.
제 2의 구조체(B2)에 있어서, 열가소성 수지 조성물에 강화섬유가 균일하게 분산되어 있는 것이 바람직하고, 성형성, 강도, 경량성의 균형의 관점으로부터, 열가소성 수지 조성물과 강화섬유의 비율은, 열가소성 수지 조성물이 바람직하게는 25 내지 95중량%, 보다 바람직하게는 35 내지 85중량%이며, 강화섬유가 바람직하게는 5 내지 75중량%, 보다 바람직하게는 15 내지 65중량%이다.
불연속의 강화섬유의 섬유길이는 길수록, 강도, 강성의 향상 효과가 높고, 특히 충격강도가 현저한 향상 효과가 얻어지는 것은, 잘 알려져 있다. 불연속의 강화섬유를 포함하는 수지 조성물에 있어서는, 수지 조성물 중에 포함되어 있는 불연속의 강화섬유의 길이는, 모두 같은 길이가 아니고, 다른 길이의 분포를 가지고 있다. 이와 같은 상태의 강화섬유의 섬유길이를 나타내는 것에, 수평균 섬유길이(Ln)나 중량 평균 섬유길이(Lw)가 이용된다.
수평균 섬유길이(Ln)는, 측정수에 대한 섬유길이의 단순한 평균값이고, 짧은 섬유길이를 가지는 섬유의 기여를 민감하게 반영한다. 섬유길이에 기초하는 보강 효과는, 섬유길이가 길수록 보강 효과가 크다. 섬유길이가 긴 섬유와 섬유길이가 짧은 섬유가 초래하는 효과에 차이가 있으므로, 이들을 동열로 취급하는 것은 바람직하지 않다. 섬유길이가 긴 섬유가 달성하는 보강 효과를 중시하는 경우, 중량 평균 섬유길이(Lw)를 고려하면 좋다. 성형품(C3)의 기계적 특성을 판정할 때, 제 2의 구조체(B2)에 포함되어 있는 불연속의 강화섬유의 중량 평균 섬유길이(Lw)를 고찰하는 것이 바람직하다고 한다.
중량 평균 섬유길이(Lw)와 수평균 섬유길이(Ln)의 비(Lw／Ln)에 의해, 섬유길이의 분포를 알 수 있다. Lw／Ln의 값이 1보다 클수록, 섬유길이가 긴 섬유가 많이 포함되어 있게 된다. 제 2의 구조체(B3)에 있어서의 불연속의 강화섬유는, 섬유길이가 긴 것이 바람직하고, 섬유길이가 긴 섬유가 보다 많이 포함되어 있는 것이 보다 바람직하다.
제 2의 구조체(B3)의 불연속의 강화섬유는, 중량 평균 섬유길이(Lw)가 0.4㎜이상이고, 또한, 중량 평균 섬유길이(Lw)와 수평균 섬유길이(Ln)의 비(Lw／Ln)가 1.3 내지 2.0인 것이 바람직하다. 중량 평균 섬유길이(Lw)가 0.4 내지 1.0㎜인 것이 보다 바람직하다.
수평균 섬유길이(Ln), 중량 평균 섬유길이(Lw), 및, 비(Lw／Ln)는, 다음의 방법에 의해 구해진다. 즉, 제 2의 구조체(B3)의 일부를 길이 10㎜, 폭 10㎜의 크기로 잘라내, 측정편을 작성한다. 작성된 시험편을 열가소성 수지가 가용인 용제에 24시간 침지하여, 수지성분을 용해시킨다. 수지성분이 용해된 시험편을 현미경으로, 10 내지 100배의 배율로 관찰한다. 이 관찰에 있어서, 시야내의 강화섬유 중의 임의의 400개에 대해서, 섬유길이를 측정한다. 측정된 여기의 섬유길이를 Li로 하고, 수평균 섬유길이(Ln)와 중량 평균 섬유길이(Lw)를 다음 식에 근거하여 산출한다.
수평균 섬유길이(Ln)＝(ΣLi)／(N)
여기서, N은, 측정 개수(400개)
중량 평균 섬유길이(Lw)＝(ΣLi2／(ΣLi)
중량 평균 섬유길이(Lw)가 0.4㎜이상이고, 또한, 비(Lw／Ln)가 1.3 내지 2.0이 되는 강화섬유를 포함하는 제 2의 구조체(B2)의 성형에, 예를 들면, JP63 － 37694B에 개시되어 있는 장섬유 펠릿이 이용된다. 이 장섬유 펠릿은, 펠릿의 길이에 실질적으로 같은 길이를 가지고, 펠릿의 길이방향으로 배열된 강화섬유와 열가소성 수지 조성물로 이루어진다. JU 60－62912A에 개시되어 있는 코티드 펠릿(coated pellet)을 이용할 수도 있다. 이 코티드 펠릿은, 연속한 강화섬유다발의 둘레를 열가소성 수지 조성물로 피복한 후, 소정의 길이로 절단해서 제조된 것이다. 제 2의 구조체(B2)의 성형은, 길이 1 내지 20㎜의 촙트(chopped) 섬유와 수지 조성물로 이루어지는 펠릿을 혼합하여, 사출성형함으로써 행할 수도 있고, 이 성형방법이 바람직하다.
장섬유 펠릿으로 성형된 성형품은, 단섬유 펠릿으로 성형된 성형품과 비교하여, 성형품 중에, 강화섬유가 긴 상태로 존재하고, 또한, 섬유길이가 긴 섬유가 많이 존재하기 때문에 기계특성에 뛰어나다. 장섬유 펠릿의 길이가 1 내지 20㎜이면, 장섬유에 의한 보강 효과와 성형에 이용되는 압축기의 스크류 등으로의 섬유의 얽힘의 방지 효과가 얻어져 바람직하다. 장섬유 펠릿의 길이는 3 내지 10㎜인 것이 보다 바람직하다.
제 2의 구조체(B3)를 구성하는 열가소성 수지 조성물에는, 요구되는 특성에 따라, 충전제나 첨가제가 포함되어 있어도 좋다. 충전제 혹은 첨가제로서는, 무기충전제, 난연제, 도전성 부여제, 결정핵제, 자외선 흡수제, 산화방지제, 제진제, 항균제, 방충제, 방취제, 착색방지제, 열안정제, 이형제, 대전방지제, 가소제, 윤활제, 착색제, 안료, 발포제, 커플링제 등이 있다.
대전성 부여제로서는, 예를 들면, 카본블랙, 아모르포스 카본 분말, 천연흑연분말, 인조흑연분말, 팽창흑연분말, 피치마이크로비즈, 기상성장 탄소섬유, 카본나노튜브가 있다. 이들은, 전자파 실드 성형품(C3)의 전자파 실드 효과를 보다 높일 목적으로, 바람직하게 사용된다.
본 발명의 전자파 실드 성형품(C3)은, 제 1의 구조체(A3)와 제 2의 구조체(B3)가 일체화되어 이루어진다. 제 1의 구조체(A3)와 제 2의 구조체(B3)를 일체화시키는 방법은, 특별히 제한되지 않는다. 하나의 방법으로서는, 제 1의 구조체(A3)를 미리 성형해 두고, 제 2의 구조체(B3)의 성형과 동시에, 양자를 일체화시키는 방법이 있다. 다른 방법으로서는, 제 2의 구조체(B3)를 미리 성형해 두고, 제 1의 구조체(A3)의 성형과 동시에, 양자를 일체화시키는 방법이 있다. 또한 다른 방법으로서는, 미리 제 1의 구조체(A3)와 미리 제 2의 구조체(B3)를 별개로 성형하고, 다음에, 양자를 일체화시키는 방법이 있다. 양자를 일체화시키는 수단으로서는, 접착, 융착, 끼워맞추기, 끼워넣기 등이 있다. 특히 바람직한 일체화 방법은, 미리 성형한 제 1의 구조체(A3)를 금형에 인서트하고, 다음에, 제 2의 구조체(B3)를 성형하는 열가소성 수지 조성물을 사출함으로써, 제 2의 구조체(B3)를 제 1의 구조체(A3)에 일체화하는 방법이다. 다른 바람직한 일체화 방법은, 미리 성형한 제 1의 구조체(A3)와 미리 성형한 제 2의 구조체(B3)를, 초음파용착으로 일체화하는 방법이다. 이 때 사용하는 제 1의 구조체(A3)를 상기 본 발명의 적층체(A)로 함으로써, 뛰어난 접착강도를 얻을 수 있다.
또한 다른 일체화 방법으로서는, 미리 사출성형되어, 후처리된 제 2의 구조체(B3)를, 프레스 금형에 인서트하고, 다음에, 제 1의 구조체(A3)를 형성하는 연속한 도전성 섬유의 기재에 수지 조성물이 함침된 프리프레그를 레이업하여, 진공백 성형함으로써, 제 1의 구조체(A3)와 제 2의 구조체(B3)를 일체화하는 방법이 있다.
또한 다른 일체화 방법으로서는, 미리 프레스 성형으로 성형되어 후처리된 제 1의 구조체(A3)와, 미리 사출성형으로 성형되어 후처리된 제 2의 구조체(B3)를, 잘 알려져 있는 접착제를 이용해서 접합함으로써 일체화하는 방법이 있다.
제 1의 구조체(A3)의 제조방법은, 특별히 한정되지 않는다. 제 1의 구조체(A3)의 제조방법으로서는, 예를 들면, 핸드 레이업 성형법, 스프레이업 성형법, 진공백 성형법, 가압 성형법, 오토클레이브 성형법, 프레스 성형법, 트랜스퍼 성형법 등의 열경화성 수지 조성물을 사용하는 잘 알려진 방법이 있다. 프로세스성, 역학특성의 관점으로부터, 진공백 성형법, 프레스 성형법, 트랜스퍼 성형법이 바람직하게 이용된다.
제 2의 구조체(B3)의 제조방법은, 특별히 한정되지 않는다. 제 2의 구조체(B3)의 제조방법으로서는, 사출성형법, 압출성형법, 프레스 성형법 등 잘 알려진 방법이 있다. 사출성형법은, 생산성이 높고, 또한, 리브부, 도 13에 나타내는 힌지부(151), 보스부(152)를 가지는 복잡한 형상의 제 2의 구조체(B3)를 용이하게 양산할 수 있으므로 바람직하게 사용된다.
제 1의 구조체(A3)와 제 2의 구조체(B3)의 일체화에 의해 제조되는 전자파 실드 성형품(C3)은, 일체화후도, 그 일체화구조가 유지될 필요가 있으므로, 제 1의 구조체(A3)와 제 2의 구조체(B3)의 접합면의 적어도 일부에 접착층을 가지고 있는 것이 바람직하다. 접합면의 면적의 50% 이상의 면적에 접착층을 가지고 있는 것이 보다 바람직하고, 접합면의 면적의 70% 이상의 면적에 접착층을 가지고 있는 것이 더욱 바람직하며, 접합면의 모든 면에 접착층을 가지고 있는 것이 특히 바람직하다.
접착층의 소재는, 제 1의 구조체(A3) 혹은 제 2의 구조체(B3)를 구성하고 있는 소재와 다른 성분으로 이루어지는 것이여도 좋고, 유사의 성분으로 이루어지는 것이여도 좋다. 접착층의 소재는, 제 2의 구조체(B3)와의 접착강도의 관점으로부터, 이것을 구성하는 열가소성 수지 조성물과 동류의 수지로 이루어지는 것이 바람직하다.
전자파 실드 성형품(C3)의 형상은, 특별히 제한되지 않는다. 전자파 실드 성형품(C3)은, 곡면, 리브, 힌지, 보스, 공중부를 가지고 있어도 좋다. 전자파 실드 성형품(C3)은, 도금, 도장, 증착, 인서트, 스탬핑, 레이저 조사 등에 의해, 그 표면에 장식처리가 되어 있어도 좋다. 특히, 제 1의 구조체(A3) 중의 강화섬유가 그리는 모양을 바깥쪽으로부터 관찰했을 때, 관찰 가능하게 함으로써, 전자파 실드 성형품(C3)의 의장적 효과가 창출된다.
전자파 실드 성형품(C3)의 용도로서는, 상기 본 발명의 적층체(A)에 대해서 예시한 용도가 있다. 바람직한 용도로서는, 컴퓨터, 디스플레이, OA기기, 휴대전화, 휴대정보단말, 팩시밀리, 컴팩트 디스크, 포터블 MD, 휴대 라디오 카세트, PDA(전자수첩 등의 휴대정보단말), 비디오 카메라, 디지털 스틸 카메라, 광학기기, 오디오, 에어컨, 조명 기기, 오락용품, 완구용품, 그 외 가전제품 등 전기, 전자기기의 케이스체, 및, 트레이나 샤시 등의 내부부재나 그 케이스, 기구부품, 자동차나 항공기의 전장부재, 내부부품 등이 있다.
전자파 실드 성형품(C3)은, 그 뛰어난 전자파 실드성으로부터 전기, 전자기기용 케이스체나 외부부재로서 바람직하게 이용되어, 박육이고 넓은 투영면적을 필요로 하는 노트북이나 휴대정보단말 등의 케이스체로서 바람직하게 이용된다. 전자파 실드 성형품(C3)을 이와 같은 케이스체로서 이용할 경우, 전자파 실드성의 관점으로부터 케이스체의 천장면의 적어도 일부가 제 1의 구조체(A3)에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하고, 천장면의 투영 면적의 50% 이상이 제 1의 구조체(A3)에 의해 형성되어 있는 것이 보다 바람직하며, 천장면의 투영 면적의 70% 이상이 제 1의 구조체(A3)에 의해 형성되어 있는 것이 더욱 바람직하다.
전자파 실드 성형품(C3)의 내부에 복잡한 형상부를 필요로 할 경우는, 프레임, 보스, 리브, 힌지, 러너, 및, 이것들을 포함하는 부재를 제 2의 구조체(B3)에 형성해 두는 것이 바람직하다.
실시예
실시예 및 비교예에 기초하여, 본 발명이 더욱 구체적으로 설명된다. 실시예 및 비교예 중에 나타내어지는 배합비율(%)은, 별도로 특정되어 있는 경우를 제외하고, 모두 중량%에 기초하는 값이다.
실시예－1 : 적층체 및 일체화 성형품 :
실시예1－1 : 적층체(A4)
매트릭스 수지가 에폭시 수지(열경화성 수지)로, 일방향으로 배열된 다수개의 탄소 필라멘트로 이루어지는 강화섬유군으로 이루어지고, 강화섬유군의 함유량이 중량비율(Wf)로 70%, 체적비율(Vf)로 61%의 프리프레그(도레이(주)제품 토레카 프리프레그 P6053－12)로부터, 소정의 크기를 가지는 직사각형의 프리프레그 시트를 6장 잘라냈다. 도 14에 있어서, 이들 6장의 시트(161－166)가 사시도로서 나타내어진다. 각각의 시트는, 양끝면에 있어서 접어 구부려져, 오목형상으로 가공되어 있다.
프레스 성형기의 암(雌)금형(도시생략)에, 직사각형의 긴 변의 방향을 0°로 하고, 섬유방향이 위로부터 45°, ―45°, 90°, 90°, ―45°, 45°가 되도록, 6장의 프리프레그(161－166)를 아래로부터 순차적층했다(화살표(160)로 나타내어진다).
한편, 후술의 실시예3－1에 있어서 설명되는 열접착용 기재로부터, 소정의 폭을 가지는 열접착용 기재 테이프를 작성했다. 열접착용 기재 테이프(171)를 2장겹치고, 프리프레그 시트(166)의 상면의 바깥둘레 약 20㎜의 폭 및 접어 구부려진 끝면에 적층했다(화살표(170)로 나타내어진다).
다음에, 수(雄)금형(도시생략)을 세트하여, 프레스 성형을 행했다. 프레스 성형기로 160℃에서 5분간 예열하고, 열접착용 기재(171)를 용융시킨 후, 6㎫의 압력을 가하면서, 150℃에서 30분간 가열해서 열경화성 수지를 경화시켰다. 경화종료후, 실온에서 냉각하여, 탈형하고, 평균두께 0.7㎜의 적층체(A4)를 제조했다.
제조된 적층체(A4)의 열접착용 기재(171)가 적층되어 있는 부분으로부터, 10㎜×10㎜의 정사각형의 시험편을 잘라내고, 메틸알콜로 30분동안 초음파세정을 행하여, 열접착용 기재(171)의 열가소성 수지를 제거했다. 얻어진 시험편을 SEM으로 관찰했다. 시험편의 표면에는, 섬유다발이 노출되어 있는 상태가 관찰되었다. 또한, 시험편의 단면에는, 적층체(A4)의 표면방향으로 공극을 가지는 섬유군의 층과, 적층체(A4)의 내부방향으로 공극을 가지지 않는 섬유군의 층의 2층구조가 관찰되었다. 이 2층구조는, 도 5에 나타내어져 있다. 열경화성 수지층과 열가소성 수지층의 계면(44)은, 요철 형상을 가지고 있는 것이 확인되었다. 공극(45)을 가지는 섬유군(43b)의 층이 열가소성 수지층 중의 연속한 필라멘트가 배치되어 있는 영역이다. 이 영역에 있어서, 필라멘트(43b)가 존재하고 있는 영역의 최대 두께(Tpf)와 최소 두께(Tpf－min)를 측정했다. 최소 두께(Tpf－min)는 30㎛, 최대 두께(Tpf－max)는 50㎛였다.
얻어진 적층체(A4)의 열접착용 기재 테이프가 적층되어 있지 않은 부분을 잘라내서, 열경화성 수지층의 수지의 유리전이온도를 퍼킨엘머사 제품 DSC로 측정했다. 측정된 유리전이온도는 130℃였다.
얻어진 적층체(A4)의 직사각형의 바닥면으로부터, 직사각형의 긴 변방향을 0°로 해서, 0°, 45°, 90°, 135°방향의 굴곡탄성률을 측정하기 위해, 각각의 각도로 시험편을 잘라냈다. 측정된 굴곡탄성률은, 45°방향, 즉, 최외층의 섬유방향에서 최대가 되고, 그 값은 116㎬이었다. 측정된 굴곡탄성률은, 135°방향, 즉, 최외층의 섬유의 90°방향에서 최소가 되고, 그 값은 25㎬이었다.
얻어진 적층체(A4)로부터, ISO4587의 피착재에 준하는 형상의 적층판을 잘라냈다. 적층체(A4)의 열접착용 기재 테이프가 적층되어 있는 부분끼리를 접합시키도록 합치고, 6㎫의 압력을 가하면서, 180℃에서 5분간 프레스하여 시험편을 작성했다. 얻어진 시험편을 이용해서 실온에서의 접착강도를 측정했다. 접착강도는 20㎫이었다. 강도시험후의 시험편의 접착면을 관찰한 바, 적층체(A4)로부터 박리된 필라멘트의 부착이 관찰되었다.
실시예1－2 : 일체화 성형품(C5)
도 15에 나타내어지는 일체화 성형품(C5)을 제조한다. 적층체(1－1)를 적층체(A5)로서 이용하고, 이 적층체(A5)를 사출성형용 금형(도시생략)에 인서트했다. 매트릭스 수지가 폴리아미드계 수지로 이루어지고, 탄소섬유함유율이 중량비율(Wf)로 20%의 장섬유 펠릿(도레이(주)제품 TLP1146)을 준비했다. 이 펠릿을 이용해서, 인서트되어 있는 적층체(A5)에 대하여, 외주 프레임 부분, 보스, 힌지부를 가지는 피착부재(B5)를 사출성형으로 형성시켜, 일체화 성형품(C5)을 제조했다. 인서트한 적층체(A5)에는, 미리, 피착부재(B5)와의 접합면에 닿는 부분에, 후술의 실시예3－1에 있어서 설명되는 열접착용 기재로부터 얻어지는 열접착용 기재 테이프를 점착해 두었다. 사출성형은, 니혼세코우쇼(주)제품 J350EIII 사출성형기를 이용해서 행하고, 실린더 온도는 280℃로 했다.
실시예1－3 : 적층체(A6)
우선, 폴리아미드12 수지(우베코산(주)제품, 융점180℃)의 펠릿을 열프레스하여, 두께 70㎛의 필름형상의 열접착용 기재를 작성했다. 다음에, 실시예1－1에서 설명한 것과 같은 요령으로 프리프레그를 적층하고, 최후에 적층한 프리프레그의 위에서부터, 작성된 열접착용 기재를 적층체 전체에 1장 적층했다.
다음에, 핫플레이트로 190℃에서 5분간 예열해서, 열접착용 기재를 용융시킨 후, 프레스 성형기로 3㎫의 압력을 가하면서, 150℃에서 30분간 가열하여 평균두께0.8㎜의 적층체(A6)를 제조했다.
얻어진 적층체(A6)를 개미산을 사용해서 열가소성 수지를 제거하고, 열가소성 수지층 중 연속한 필라멘트가 배치되어 있는 영역의 두께를 측정했다. 최소 두께(Tpf－min)는 20㎛, 최대 두께(Tpf－max)는 30㎛였다. 열경화성 수지층의 수지의 유리전이온도는 134℃였다.
적층체(A6)의 굴곡탄성률은, 135°방향에서 최소가 되고, 그 때의 값은 26㎬이었다.
실시예1－1의 경우와 같은 요령으로 6㎫의 압력을 가하면서, 195℃에서 5분간 프레스해서 시험편을 작성했다. 이 시험편을 이용하여 ISO4587에 준하는 실온에서의 접착강도를 측정한 바, 14㎫이었다. 접착강도시험후의 시험편의 접착면을 관찰하면, 적층체(A6)로부터 박리된 필라멘트의 부착이 관찰되었다.
실시예1－4 : 일체화 성형품(C7)
실시예1－2의 경우와 같은 요령으로, 적층체(A6)를 금형에 인서트해서 일체화 성형품(C7)을 제조했다.
실시예1－5 : 적층체(A7)
실시예1－1의 경우와 같은 요령으로, 적층체(A7)를 제조했다. 단, 프리프레그를 적층하기 전에 열접착용 기재로서, 폴리아미드6 필름(도레이 합성 필름(주)제품 레이팬 NO1401, 두께 50㎛, 융점 210℃)을 암형의 적층면의 전체면에 미리 배치했다. 다음에, 매트릭스 수지가 에폭시 수지이며, 일방향으로 배열된 탄소섬유군의 함유량이 중량비율(Wf)로 60%의 직물 프리프레그(도레이(주)제품 토레카 프리프레그 F6343B－05P)를 0°／90°가 되도록 배치했다. 또한, 매트릭스 수지가 에폭시 수지이고, 일방향으로 배열된 탄소섬유군의 함유량이 중량비율(Wf)로 60%의 일방향성 프리프레그(도레이(주)제품 토레카 P6053－12)를 45°, ―45°, ―45°, 45°가 되도록 4장 적층하고, 다시, 상기 직물 프리프레그(F6343B－05P)를 (0°／90°)가 되도록 적층했다. 최후에, 적층한 프리프레그위에 열접착용 기재로서, 다시 폴리아미드6 필름(레이팬 NO1401)을 적층체 전체에 적층했다.
다음에, 프레스 성형전에, 핫플레이트로 225℃에서 3분간 예열해서 열접착용 기재를 용융시킨 후, 프레스 성형기로 6㎫의 압력을 가하면서, 150℃에서 30분간 가열하여, 평균두께 0.9㎜의 적층체(A7)를 제조했다.
얻어진 적층체(A7)를, 실시예1－3의 경우와 같은 요령으로, 열가소성 수지층 중 연속한 필라멘트가 배치되어 있는 영역의 두께를 측정했다. 최소 두께(Tpf－min)는 10㎛, 최대 두께(Tpf－max)는 40㎛였다.
열가소성 수지층의 양표면을 절삭제거한 후, 열경화성 수지층의 수지의 유리전이온도를 측정했다. 측정된 유리전이온도는 132℃였다.
얻어진 적층체(A7)의 직사각형의 바닥면으로부터, 직사각형의 긴변방향을 0°로 해서, 0°, 22.5°, 45°, 90°, 112.5°, 135°방향의 굴곡탄성률을 측정하기 위해, 각각의 각도로 시험편을 잘라냈다. 측정된 적층체(A7)의 굴곡탄성률은, 22.5°방향에서 최소가 되고, 그 때의 값은 20㎬이었다.
실시예1－1의 경우와 같은 요령으로 6㎫의 압력을 가하면서, 225℃에서 5분간 프레스해서 시험편을 작성했다. 작성된 시험편을 이용해서, IS04587에 준하는 실온에서의 접착강도를 측정한 바, 16㎫이었다. 접착강도시험후의 시험편의 접착면을 관찰한 바, 적층체(A7)로부터 박리된 필라멘트의 부착이 관찰되었다.
실시예1－6 : 일체화 성형품(C8)
실시예1－2의 경우와 같은 요령으로, 적층체(A7)를 금형에 인서트해서 일체화 성형품(C8)을 제조했다.
또, 상기 장섬유 펠릿(도레이(주)제품 TLP1146)을 사출성형해서, 도 15에 나타내어지는 피착재(B5)와 같은 피착재(B8)를 작성했다. 얻어진 일체화 성형품(C8)에 피착재(B8)를 초음파용착에 의해 접합했다. 초음파용착에는, 세덴샤덴시고교(주)제품 초음파용착기(SONOPETΣ―1200S／R)를 사용하고, 주파수는 19㎑, 가압력은 1kN으로 했다.
실시예1－7 : 적층체(A9)
상기 실시예1－1의 경우와 같은 요령으로 프리프레그를 적층하고, 최후에 적층한 프리프레그위에 열접착용 기재로서, 폴리카보네이트(바이엘(주)제품 폴리카보네이트 필름, 두께 50㎛)를 적층체(A9) 전체에 1장 적층했다.
다음에, 핫플레이트로 260℃에서 3분간 예열해서 열접착용 기재를 용융시킨 후, 프레스 성형기로 6㎫의 압력을 가하면서, 150℃에서 30분간 가열하여, 평균두께 0.7㎜의 적층체(A9)를 제조했다.
얻어진 적층체(A9)를 염화메틸렌을 사용해서 열가소성 수지를 제거하고, 열가소성 수지층 중 연속한 필라멘트가 배치되어 있는 영역의 두께를 측정했다. 최소 두께(Tpf－min)는 10㎛, 최대 두께(Tpf－max)는 20㎛였다.
열가소성 수지층의 양표면을 절삭제거한 후, 열경화성 수지층의 수지의 유리전이온도를 측정했다. 측정된 유리전이온도는 134℃였다.
측정된 적층체(A9)의 굴곡탄성률은 135°방향에서 최소가 되고, 그 때의 값은 25㎬이었다.
실시예1－1의 경우와 같은 요령으로 6㎫의 압력을 가하면서, 260℃에서 3분간 프레스해서 시험편을 작성했다. 작성된 시험편을 이용해서 ISO4587에 준하는, 실온에서의 접착강도를 측정한 바, 11㎫이었다. 접착시험후의 시험편의 접착면을 관찰하면, 적층체(A9)로부터 박리된 필라멘트의 부착이 관찰되었다.
실시예1－8 : 일체화 성형품(C10)
폴리카보네이트 수지(닛폰GEP(주)제품 폴리카보네이트 수지 렉산 121R)와, 촙드탄소섬유(도레이(주)제품 촙드탄소섬유 TS－12)를 2축압출기(니혼세코우쇼(주)제품 2축압출기 TEX－30α)를 사용해서 컨파운드하고, 섬유함유량 30중량%의 사출성형용 펠릿을 준비했다.
상기 적층체(A9)를 사출성형용 금형에 인서트하고, 준비한 사출성형용 펠릿을 이용하여 일체화 성형품(C10)을 제조했다.
실시예1－2, 실시예1－4, 실시예1－6, 및, 실시예1－8의 일체화 성형품은, 뛰어난 강성을 가지는 적층체와, 복잡형상의 성형에 유리한 사출성형부재로 이루어지는 구조부재가 강고하게 결합되어 있어, 노트북 등의 전기·전자기기의 케이스체에 바람직한 것이 판명되었다. 또한, 적층체의 강화섬유가 그리는 모양을 바깥쪽으로부터 관찰할 수 있고, 상품가치가 한층 높아지는 것이 확인되었다.
비교예1－1 : 적층체(PA1)
열접착성 기재를 적층하지 않고, 상기 실시예1－1의 경우와 같은 요령으로 프리프레그를 적층했다.
다음에, 6㎫의 압력을 가하면서, 150℃에서 30분간 가열하여 프레스 성형을 행하고, 평균두께 0.7㎜의 적층체(PA1)를 제조했다.
얻어진 적층체(PA1)는, 열가소성 수지층이 성형품(PC1)의 표면에 형성되어 있지 않기 때문에, 다른 부재(PB1)와의 열접착성을 가지지 않는다. ISO4587의 피착재에 준하는 형상의 적층판을 잘라내고, 접합부를 2액형 에폭시 접착제(타카다카가쿠힌세이(주)제품 스완본드 4000)를 사용해서, 25℃, 1㎫의 압력으로 24시간 접합시켜 시험편을 작성했다. 얻어진 시험편을 사용해서, 실온에서의 접착강도를 측정했다. 측정된 접착강도는 4㎫이었다.
비교예1－2 : 일체화 성형품(PC2)
상기 실시예1－2의 경우와 같은 요령으로, 비교예1－1의 적층체(PA1)를 사출성형용 금형에 인서트하고, 장섬유 펠릿(도레이(주)제 장섬유 펠릿 TLP1146)을 사용하여, 외주 프레임 부분, 보스, 및, 힌지부를 사출성형으로 형성했다. 그러나, 탈형후 즉시, 적층체(PA1)와 사출성형부재(PB1)가 박리되어서, 접착강도시험에 제공할 수 없었다.
비교예1－3 : 적층체(PA3)
상기 실시예1－5에 있어서, 예열하는 것 없이 6㎫의 압력을 가하면서, 150℃에서 30분간 가열하고, 프레스 성형을 행하여, 평균두께 0.9㎜의 적층체(PA3)를 제조했다.
얻어진 적층체(PA3)를 실시예1－3의 경우와 같은 요령으로 개미산에 의한 세정을 행했지만, 공극을 가지는 섬유군의 층이 보여지지 않았다. 단면을 SEM으로 관찰하면, 열가소성 수지층에는 연속한 필라멘트가 배치되어 있지 않은 것을 알 수 있다. 이 상태는, 도 6에 나타내어지는 상태와 같은 것이 확인되었다.
열가소성 수지층의 양 표면을 절삭제거한 후, 열경화성 수지층의 수지의 유리전이온도를 측정했다. 측정된 유리전이온도는 130℃였다.
실시예1－1의 경우와 같은 요령으로, 6㎫의 압력을 가하면서, 225℃에서 5분간 프레스하여 시험편을 작성했다. 작성된 시험편을 이용해서, ISO4587에 준하는 실온에서의 접착강도를 측정했다. 측정된 접착강도는 0.6㎫이며, 용이하게 박리되는 것이 판명되었다.
비교예1－4 : 일체화 성형품(PC4)
상기 실시예1－6의 경우와 같은 요령으로, 얻어지는 적층체(PA4)를 금형에 인서트하여 일체화 성형품(PC4)을 제조했다.
얻어진 일체화 성형품(PC4)으로부터, 적층체(PA4)와 사출성형부분(PB4) 사이의 수직 접착강도 측정시험을 행했다. 적층체(PA4)와 사출성형부분(PB4)의 계면부근에서 금방 분해되고, 수직 접착강도는 1㎫이하인 것이 판명되었다. 분해후의 사출성형부품(PB4)의 접착면을 관찰해도, 적층체(PA4)로부터 박리된 필라멘트의 부착은 관찰되지 않았다.
비교예1－2, 및, 비교예1－4의 일체화 성형품은, 적층체와 사출성형부재의 접착강도가 충분하지 않고, 제품으로 했을 경우에, 박리문제를 일으키는 경우가 있다. 이 때문에, 비교예의 적층체로부터는 실시예의 적층체와 같은 생산성, 양산성에 뛰어난 용이한 방법으로 일체화 성형품을 제조하는 것이 곤란한 것이 확인되었다.
실시예2 : 적층체 및 일체화 성형품
도 9에 나타내어진 전기·전자기기용 모델 케이스체(C2)의 사시도를 이용해서 실시예를 설명한다.
참고예2－1 : 사출성형재료
폴리아미드6 수지(도레이(주)제품 폴리아미드6 수지(CM1001))와, 촙드탄소섬유(도레이(주)제품 촙드탄소섬유 TS－12)를 니혼세코우쇼(주)제품 2축압출기(TEX－30α)를 이용해서 컴파운드하고, 섬유함유량 30중량%의 사출성형용 펠릿을 제조했다.
실시예2－1 : 적층체(A21)
매트릭스 수지가 에폭시 수지(열경화성 수지)이며, 탄소섬유의 함유율이 중량비율(Wf)로 63%의 프리프레그(도레이(주)제품 토레카 프리프레그 3051S－12)를 소정의 크기로 커트하여, 길이 350㎜×폭 300㎜의 적층체를 제조했다.
프레스 성형용 금형에, 커트된 직사각형의 프리프레그의 긴변방향을 0°로 해서, 섬유방향이 위로부터 45°, ―45°, 90°, 90°,―45°, 45°가 되도록, 6장의 프리프레그를 적층했다. 최후에 적층한 프리프레그상에, 후술하는 실시예3－1에 있어서의 열접착용 기재를 2장 적층했다.
다음에, 프레스 성형기로 160℃에서 5분간 예열해서, 열접착용 기재를 용융시킨 후, 6㎫의 압력을 가하면서, 150℃에서 30분간 가열하여 열경화성 수지를 경화시켰다. 경화 종료후, 실온에서 냉각하여 두께 0.7㎜의 적층체를 제조했다. 제조된 적층체의 단면을 SEM관찰하면, 표면에는 열가소성 수지가 용융해서 막형상으로 부착되어 있고, 그 막두께는 10㎛였다. 제조된 적층체를 펀칭하여, 도 9에 나타내는 적층체(A2)(천장판)형상으로 가공한 것을 적층체(A21)로 한다.
실시예2－2 : 일체화 성형품(C22)
실시예2－1로 제조된 적층체(A21)를 적층체(A22)로 하여 이것을 사출성형용 금형에 인서트하고, 상기 참고예2－1에서 조제한 사출성형용 펠릿을 이용해서, 도 9에 나타내는 구조부재(B2)와 같은 구조부재(B22)를 사출성형한다. 얻어진 일체화 성형품(C22)에 있어서, 적층체(A22)와 구조부재(B22)가 강고하게 일체접합되어 있었다. 이 일체화 성형품(C22)은 케이스체로서 이용된다.
제조된 일체화 성형품(C22)의 적층체(A22)와 구조부재(B22)가 결합되어 있는 부분으로부터, 10㎜×10㎜의 시험편을 잘라내서 수직 접착강도 시험에 제공했다. 지그와 시험편을 접착제(상기 스리본드 1782)로 접착시켜, 수직 접착강도 시험을 행했다. 시험 결과는, 40℃ 분위기에서는, 적층체와 사출성형부재 사이에서 파괴는 일어나지 않고, 지그와 적층체를 고정하고 있는 접착제 부분에서 박리가 발생했다. 140℃ 분위기에서는, 수직 접착강도는 4㎫이었다.
실시예2－3 : 적층체(A23)
상기 실시예2－1의 경우와 같은 요령으로, 평직물의 탄소섬유직물(도레이(주)제품 토레카 직물 C06343)에 에폭시 수지를 함침시킨 탄소섬유량 57체적%의 프리프레그를 이용해서 적층체(A23)를 제조했다. 적층구성으로서, 직사각형의 긴변방향을 0°로 하여, 섬유방향이 0°／90°가 되도록 4장의 프리프레그를 적층하고, 또한 최후에 적층한 프리프레그위에 열접착용 기재로서, 폴리아미드계 부직포(쿠레하카가쿠샤(주)제품 폴리아미드계 부직포 다이낙 LNS－0050, 단위중량50g／㎡, 융점135℃)를 적층했다.
다음에, 진공백 성형하고, 140℃에서 1시간 가열해서 경화시켜, 두께 0.9㎜의 적층체(A23)를 제조했다. 제조된 적층체(A23)의 표면에는, 부직포가 용융해서 막형상으로 부착되어 있고, 그 막두께는 25㎛였다. 얻어진 적층체(A22)를 펀칭하여, 도 9에 나타내는 적층체(A2)의 형상으로 가공한 것을 적층체(A23)(천장판)로 한다.
실시예2－4 : 일체화 성형품(C24)
상기 실시예2－2의 경우와 같은 요령으로, 적층체(A23)를 적층체(A24)로서 금형에 인서트하고, 구조부재(B24)를 사출성형한다. 얻어진 일체화 성형품(C24)에 있어서의, 적층체(A24)와 구조부재(B24)의 수직 접착강도를 강제적으로 척으로 파지하는 방법으로 측정한 결과, 40℃분위기에서는, 수직 접착강도는 21㎫이며, 또한 140℃분위기에서는, 수직 접착강도는 2㎫이었다.
실시예2－5 : 적층체(A25)
상기 실시예2－3의 경우와 같은 요령으로, 평직물의 탄소섬유직물(도레이(주)제품 토레카 직물 C06343)에 180℃경화형 에폭시 수지를 함침시킨 탄소섬유량 57체적%의 프리프레그를 이용하여, 적층체(A25)를 제조했다.
열접착용 기재로서, 폴리아미드 필름(도레이고우세이필름(주)제품 폴리아미드 필름, 타입 1401, 두께 80㎛, 융점 215℃)을 1장 적층했다.
다음에, 진공백 성형하고, 220℃에서 5분간 예열해서 열접착용 기재를 용융시킨 후, 180℃에서 45분간 열경화성 수지를 경화시켜, 두께 0.9㎜의 적층체(A25)를 제조했다. 제조된 적층체(A25)의 표면에는, 부직포가 용융되어서 막형상으로 부착되어 있고, 그 막두께는 65㎛였다. 얻어진 적층체(A25)를 펀칭하여, 도 9에 나타내는 적층체(A2)의 형상으로 가공한 것을 적층체(A25)(천장판)로 한다.
실시예2－6 : 일체화 성형품(C26)
상기 실시예2－2의 경우와 같은 요령으로, 적층체(A25)를 적층체(A26)로 하여 금형에 인서트하고, 구조부재(B26)를 사출성형한다. 얻어진 일체화 성형품(C26)에 있어서의 적층체(A26)와 구조부재(B26)의 수직 접착강도를 실시예2－4의 경우와 같은 방법으로 측정한 결과, 40℃ 분위기에서는, 수직 접착강도는 15㎫이며, 또한 140℃분위기에서는, 수직 접착강도는 8㎫이었다.
비교예2－1 : 적층체(PA21)
열접착용 기재를 적층하지 않고, 상기 실시예2－1의 경우와 같은 요령으로 실시하여 적층체(PA21)를 제조했다.
비교예2－2 : 일체화 성형품(PC22)
실시예2－2의 경우와 같은 요령으로, 비교예2－1의 적층체(PA21)를 적층체(PA22)로 하여 금형에 인서트하고, 구조부재(PB22)를 사출성형했다. 얻어진 일체화 성형품(PC22)에 있어서의 적층체(PA22)와 구조부재(PB22)의 수직 접착강도를 실시예2－2의 경우와 같은 방법으로 측정한 결과, 40℃분위기에서는, 수직 접착강도는 0.2㎫이며, 또한 140℃분위기에서는, 수직 접착강도는 0.1㎫이었다.
실시예2－2, 실시예2－4, 및 실시예2－6의 일체화 성형품은, 뛰어난 강성을 가지는 적층체와, 복잡형상의 성형에 유리한 사출성형부재가 강고하게 결합되어 있어, 노트북 등의 전기·전자기기의 케이스체에 바람직한 것이 판명되었다. 또한, 높은 분위기온도에서는, 접착강도가 크게 저하되어 있어 적층체의 분해가 용이해서, 리사이클성의 관점으로부터 상품가치가 한층 높은 것이 인식되었다.
비교예2－1의 적층체는, 열접착력을 가지지 않고, 일체화 성형품으로서도 실용적인 제품은 되지 않았다.
비교예2－2의 일체화 성형품은, 적층체와 사출성형부재의 접착강도가 충분하지 않고, 제품으로 했을 경우에, 박리문제를 일으키는 경우가 있다. 이 때문에, 비교예의 적층체는, 실시예의 적층체의 경우와 같이 용이한 방법으로 일체화 성형품을 제조하는 것에는 적합하지 않는 것이 확인되었다.
실시예3 : 열접착용 기재
실시예3－1
3원공중합 폴리아미드 수지(도레이(주)제품, 3원공중합 폴리아미드 수지 CM4000, 폴리아미드6／66／610, 융점 150℃)의 펠릿을 이용하여, 멜트블로우법으로 폭 1,000㎜의 부직포형상의 기재를 제조했다. 이 열접착용 기재의 단위중량은 30g／㎡였다.
이것을 열접착용 기재로서 이용하여, 예열 프레스온도를 160℃로 해서, ISO4587에 기초하는 접착강도(S)의 평가를 행했다.
비교예3－1
열접착용 기재로서, 폴리프로필렌 수지(치소(주)제품 폴리프로필렌 수지, 융점 170℃)를 이용하여, 마찬가지로 부직포형상의 기재를 제조했다. 이것을 열접착용 기재로서 이용해서, 예열 프레스를 180℃로 하고, 실시예3－1과 같은 방법으로 접착강도(S)의 평가를 행했다.
비교예3－2
열접착용 기재로서, 폴리아미드6 수지(도레이(주)제품, 폴리아미드6 수지, 융점 215℃)를 이용하여, 마찬가지로 부직포형상의 기재를 제조했다. 이것을 열접착용 기재로서 이용해서, 예열 프레스를 220℃로 하고, 실시예3－1과 같은 방법으로 접착강도(S)의 평가를 행했다.
이들 평가 결과가 표1에 나타내어진다.
Figure 112010004604357-pat00001
표 1은, 다음의 것을 나타내고 있다. 즉, 실시예3－1의 열접착용 기재는, 130℃ 이하의 온도에서는 뛰어난 접착강도를 나타내고, 또한, 160℃ 이상의 온도에서는 용이하게 분리할 수 있어, 리사이클성에 바람직하다. 한편, 비교예3－1의 열접착용 기재는, 100℃에서의 접착강도가 불충분해서 실용상문제이다. 또한, 비교예3－2의 열접착용 기재는, 200℃에 있어서도, 용이하게는 분리할 수 없기 때문에, 리사이클성에는 대응할 수 없는 경우가 있다.
실시예4 : 전자파 실드 성형품(C41)
실시예4－1
상기 실시예2－2에 의해, 본 발명의 전자파 실드 성형품(C41)의 일형태를 설명할 수 있다. 이 전자파 실드 성형품(C41)은, 도 13에 있어서의 제 1의 구조체(A3)와, 열가소성 수지로 이루어지는 제 2의 구조체(B3)가 일체화되어 이루어진다. 또한, 제 1의 구조체(A3)의 KEC법에 의한 전파 실드성은 50㏈이상이다.
실시예4－2
상기 비교예2－1에 의해 얻어진 적층체를 제 1의 구조체(A3)로 한다. 다음에, 실시예2－2에서 사용한 금형을 사용하여, 적층체를 인서트하는 대신에, 스페이서를 배치해서 참고예2－1의 사출성형용 펠릿을 사출성형하여, 제 2의 구조체(B3)를 작성했다.
얻어진 제 1의 구조체(A3)와 제 2의 구조체(B3)를, 접합면을 알코올로 세정한 후, 상기 스리본드(주)제품 2액형 접착재(3921／3926)를 이용해서 접착하여, 일체화 성형품(C3)을 제조했다. 접착후는, 상온에서 24시간 방치했다.
제 1의 구조체(A3)의 KEC법에 의한 전파 실드성은, 50㏈이상이었다.
실시예4－3
도 16에, 천장면(181)이 2층 구조를 가지는 제 1의 구조체(A43)와 이것에 접합되는 제 2의 구조체(B43)로 이루어지는 전자파 실드 성형품(C43)의 분해사시도가 나타내어진다.
상기 도레이(주)제품 토레카 직물(C06343)에 에폭시 수지를 함침시킨 탄소섬유량 57체적%의 프리프레그를 단독으로 프레스 성형기로, 6㎫의 압력을 가하면서, 150℃에서 30분간 가열하여, 열경화성 수지를 경화시킨다. 경화 종료후, 실온에서 냉각하여, 두께 0.2㎜의 제 1의 구조체(A43)를 제조했다.
다음에, 장섬유 펠릿(도레이(주)제품 장섬유 펠릿 TLP1146)을 사출성형해서, 제 2의 구조체(B43)를 작성했다.
얻어진 제 1의 구조체(A43)와 제 2의 구조체(B43)를, 접합면을 알코올로 세정한 후, 상기 스리본드(주)제품 2액형 접착재(3921／3926)를 이용해서 접착하여, 일체화 성형품(C43)을 제조했다. 접착후는, 상온에서 24시간 방치했다.
얻어진 성형품(C43)의 천장면(181)은 2층 구조를 가지고 있고, 그 두께는 1.4㎜, 전파 실드성은 50㏈이상이었다. 굴곡탄성률을 측정하기 위해, 천장면 길이방향을 0°로 하고, 0°, 45°, 90°방향에 대해서, 각각의 각도로 시험편을 잘라냈다. 단, 보스, 리브, 힌지, 웰드를 포함하는 부분은 제외했다. 시험편을 이용해서 측정된 굴곡탄성률은 45°방향에서 최소가 되고, 그 값은 15㎬이었다.
제 2의 구조체(B43)의 일부로부터, 3㎜×3㎜의 크기의 시험편을 잘라내고, 용제(개미산) 약 100㎖에 24시간 침지해서 수지성분을 용해시켰다. 그 후, 페이퍼필터를 이용해서 강화섬유성분을 여과하고, 필터잔사를 현미경으로 관찰해서, 무작위로 추출한 400개의 강화섬유의 섬유길이(㎜)를 측정했다. 중량평균 섬유길이(Lw)는, 0.48㎜이고, 또한, 중량평균 섬유길이(Lw)와 수평균 섬유길이(Ln)의 비교(Lw／Ln)는, 1.8이었다.
비교예4－1
참고예1에서 조정한 열가소성 수지를 사용하여, 모델 케이스체를 사출성형했다. 제조한 성형품의 천장면의 두께는 1.2㎜, 전파 실드성은 23㏈이었다. 굴곡탄성률을 측정하기 위해서, 천장면 길이방향을 0°로 하고, 0°, 30°, 60°, 90°방향에 대해서 각각의 각도로 시험편을 잘라냈다. 단, 보스, 리브, 힌지, 웰드를 포함하는 부분은 제외했다. 시험편을 사용해 측정된 굴곡탄성률은, 45°방향에서 최소가 되고, 그 값은 6㎬이었다.
실시예4－1, 실시예4－2, 및, 실시예4－3의 일체화 성형품은, 뛰어난 전자파 실드성과 강성을 가지는 구조체와, 복잡형상의 성형에 유리한 사출성형으로 형성되는 구조체로 이루어져, 노트북 등의 전기·전자기기의 케이스체에 바람직한 것이 확인되었다.
또한, 비교예4－1의 일체화 성형품에서는, 전자파 실드성, 강성이 불충분해서, 전기·전자기기에 실장했을 경우에, 전자파 장해, 내부의 전자회로의 보호 등, 최근의 전기·전자기기의 케이스체 용도 등의 엄격한 요구에 응하기 위해서는 불충분함이 판명되었다.

Claims (6)

  1. 다수개의 연속된 필라멘트로 이루어지는 강화섬유군에 경화 전의 열경화성 수지를 함침시켜 이루어지는 프리프레그, 및 상기 프리프레그의 표면에 형성된 동종 또는 이종의 피착재를 상기 프리프레그의 표면에 열접착하기 위한 열접착용 기재로 이루어지는 프리폼에 있어서,
    상기 열접착용 기재는 열가소성 수지로 이루어지고,
    상기 프리폼이 가열 및 가압될 때, 상기 열가소성 수지는 상기 열경화성 수지가 경화하는 온도에 있어서 용융 혹은 연화하여, 상기 열경화성 수지와 요철형상을 갖고 접하고 있는 상태이고, 또한 상기 강화섬유군 중 일군의 필라멘트는 적어도 상기 열경화성 수지에 접하고, 상기 강화섬유군 중 나머지 군의 필라멘트는 적어도 상기 열가소성 수지에 접하고 있는 상태이며,
    상기 프리프레그에 상기 열접착용 기재를 개재하여 상기 피착재를 열접착하고, 상기 열경화성 수지가 경화한 후에 얻어지는 적층체에 있어서의, 상기 열접착용 기재에 의한 상기 피착재의 ISO4587에 기초하는 접착강도(S)가, 온도 100℃에 있어서 5.0㎫이상이며, 또한, 온도 200℃에 있어서 1.0㎫이하인 것을 특징으로 하는 프리폼.
  2. 제 1항에 있어서, 온도 t(℃)일 때의 접착강도를 St(㎫)로 하고, 온도 (t＋30)(℃)일 때의 접착강도를 S(t＋30)(㎫)로 했을 때, St≥3×S(t＋30)로 되는 관계를 만족하는 온도 t가, 100℃ 내지 200℃인 것을 특징으로 하는 프리폼.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 열접착용 기재가 공중합 폴리아미드계 수지 조성물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 프리폼.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 공중합 폴리아미드가 3원공중합 폴리아미드6／66／610을 구성성분으로서 함유하는 것을 특징으로 하는 프리폼.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 열접착용 기재가 부직포 또는 필름의 형태를 가지고, 단위중량이 1 내지 100g／㎡인 것을 특징으로 하는 프리폼.
  6. 다수개의 연속된 필라멘트로 이루어지는 강화섬유군에 경화전의 열경화성 수지가 함침시켜져 이루어지는 프리프레그의 표면에, 동종 또는 이종의 피착재를 열접착하기 위한 열가소성 수지로 이루어지는 열접착용 기재를 배치시켜 이루어지는 프리폼의 제조방법에 있어서,
    상기 프리폼이 가열 및 가압될 때, 상기 열가소성 수지는 상기 열경화성 수지가 경화하는 온도에 있어서 용융 혹은 연화하여, 상기 열경화성 수지와 요철형상을 갖고 접하고 있는 상태이고, 또한 상기 강화섬유군 중 일군의 필라멘트는 적어도 상기 열경화성 수지에 접하고, 상기 강화섬유군 중 나머지 군의 필라멘트는 적어도 상기 열가소성 수지에 접하고 있는 상태이며,
    상기 열경화성 수지의 경화반응시에, 혹은, 경화반응전의 예열시에, 상기 열가소성 수지를 상기 강화섬유군에 함침시킨 프리폼을 제조하고,
    얻어진 프리폼에 있어서의 상기 열접착용 기재에 의한 상기 피착재의 ISO4587에 기초하는 접착강도(S)가 온도 100℃에 있어서 5.0㎫이상이며, 또한, 온도 200℃에 있어서 1.0㎫이하인 것을 특징으로 하는 프리폼의 제조방법.
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