KR20180051539A - 전자 기기 하우징 - Google Patents
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Abstract
액정 폴리에스테르와 충전재를 함유하는 수지 조성물을 사출 성형한 전자 기기 하우징이다. 상기 전자 기기 하우징은, 상기 전자 기기 하우징의 투영 면적을, 상기 전자 기기 하우징 표면의 수지 조성물의 충전 게이트 자국의 개수로 나눈, 상기 충전 게이트 자국 1 개당 투영 면적이 100 ㎠ 이상이다. 상기 전자 기기 하우징은, 상기 충전 게이트 자국 1 개당 투영 면적 (㎠) 을 전자 기기 하우징의 평균 두께 (㎝) 로 나눈 비가 1000 이상이다. 상기 전자 기기 하우징은, 평균 두께가 0.01 ㎝ 초과 0.2 ㎝ 이하이다. 또한, 상기 액정 폴리에스테르는 특정 식으로 나타내는 군에서 선택되는 1 개 이상의 반복 단위를 갖는다.
Description
본 발명은 전자 기기 하우징에 관한 것이다.
본원은 2015년 9월 11일에 일본에 출원된 특허출원 2015-179990호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
노트 PC (노트북형 퍼스널 컴퓨터), 스마트폰, 또는 테블릿 기기 등의 휴대 정보 단말로 대표되는 바와 같은 전자 기기의 보급에 수반하여, 박형이며 경량의 제품이 시장에서 강하게 요망되고 있다. 이에 수반하여, 제품을 구성하는 전자 기기 하우징에 있어서도, 박육성, 및 경량성을 가짐과 함께, 내부의 전자 부품을 보호하는 관점에서 충분한 강도를 만족하는 것이 강하게 요구되고 있다.
박육성, 및 경량성을 실현하는 관점에서, 전자 기기 하우징의 재료에는 플라스틱 재료가 채용되고 있다.
예를 들어 특허문헌 1 에는, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체 (ABS) 계 수지, 폴리카보네이트 (PC) 계 수지, ABS 계 수지와 PC 계 수지의 혼합 수지, 나일론계 수지와 폴리페닐렌술파이드 (PPS) 계 수지의 혼합 수지, ABS 계 수지와 폴리부틸렌테레프탈레이트 (PBT) 계 수지의 혼합 수지, 또는 액정 폴리에스테르 (LCP) 계 수지 등을 이용하여, 사출 성형에 의해 얻어진 전자 기기 하우징이 개시되어 있다.
사출 성형에 있어서는, 금형 내에서 용융 수지의 흐름이 합류하여 융착된 부분에 가는 라인 (웰드 라인) 이 생기는 경우가 있다. 특히, 게이트를 2 개 이상 형성할 필요가 있는 경우에는, 웰드 라인의 발생은 피할 수 없다. 이 웰드 라인은, 융착 불량에 의한 외관 불량이나, 강도 저하의 원인이 된다. 유동성이 불충분한 수지를 사용한 종래의 전자 기기 하우징은, 사출 성형시에 게이트를 복수 형성할 필요가 있어, 사용하는 게이트수가 증가할수록 웰드 라인도 많이 발생한다. 그 결과, 성형된 전자 기기 하우징은 강도가 열등한 경우가 있었다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 웰드 라인의 수가 저감되고, 또한 박육이더라도 강도가 우수한 전자 기기 하우징을 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명의 실시양태에 관련된 전자 기기 하우징은,
[1] 액정 폴리에스테르와 섬유상 충전재를 함유하는 수지 조성물을 사출 성형하여 얻어진 전자 기기 하우징으로서, 수지 조성물을 충전하는 게이트 1 개당 투영 면적이 100 ㎠ 이상이며, 또한 1 게이트당 투영 면적 (㎠) 과, 전자 기기 하우징의 평균 두께 (㎝) 의 비가 1000 이상이며, 또한 전자 기기 하우징의 평균 두께가 0.01 ㎝ 초과 0.2 ㎝ 이하이며, 그 수지 조성물은, 하기 일반식 (1), (2) 및 (3) 으로 나타내는 반복 단위를 갖는 액정 폴리에스테르와 충전재를 함유하는 것을 특징으로 하는, 전자 기기 하우징이다.
(1) -O-Ar1-CO-
(2) -CO-Ar2-CO-
(3) -X-Ar3-Y-
(식 중, Ar1 은, 페닐렌기, 나프틸렌기 또는 비페닐릴렌기이며 ; Ar2 및 Ar3 은, 각각 독립적으로 페닐렌기, 나프틸렌기, 비페닐릴렌기 또는 하기 일반식 (4) 로 나타내는 기이며 ; X 및 Y 는, 각각 독립적으로 산소 원자 또는 이미노기이며 ; 상기 Ar1, Ar2 및 Ar3 중의 하나 이상의 수소 원자는, 각각 독립적으로 할로겐 원자, 알킬기 또는 아릴기로 치환되어 있어도 된다.)
(4) -Ar4-Z-Ar5-
(식 중, Ar4 및 Ar5 는, 각각 독립적으로 페닐렌기 또는 나프틸렌기이며 ; Z 는, 산소 원자, 황 원자, 카르보닐기, 술포닐기 또는 알킬리덴기이다.)
또, 본 발명의 실시양태는 다음의 측면도 갖는다.
[1A] 액정 폴리에스테르와 충전재를 함유하는 수지 조성물을 사출 성형한 전자 기기 하우징으로서, 상기 전자 기기 하우징의 투영 면적을, 상기 전자 기기 하우징 표면의 수지 조성물의 충전 게이트 자국의 개수로 나눈, 상기 충전 게이트 자국 1 개당 투영 면적이 100 ㎠ 이상이며, 상기 충전 게이트 자국 1 개당 투영 면적 (㎠) 을 전자 기기 하우징의 평균 두께 (㎝) 로 나눈 비가 1000 이상이며, 상기 전자 기기 하우징의 평균 두께가 0.01 ㎝ 초과 0.2 ㎝ 이하이며, 또한 상기 액정 폴리에스테르는, 하기 일반식 (1), (2) 및 (3) 으로 나타내는 군에서 선택되는 1 개 이상의 반복 단위를 갖는, 전자 기기 하우징.
(1) -O-Ar1-CO-
(2) -CO-Ar2-CO-
(3) -X-Ar3-Y-
(식 중, Ar1 은, 페닐렌기, 나프틸렌기 또는 비페닐릴렌기이며 ; Ar2 및 Ar3 은, 각각 독립적으로 페닐렌기, 나프틸렌기, 비페닐릴렌기 또는 하기 일반식 (4) 로 나타내는 기이며 ; X 및 Y 는, 각각 독립적으로 산소 원자 또는 이미노기이며 ; 상기 Ar1, Ar2 및 Ar3 은, 상기 Ar1, Ar2 및 Ar3 중의 하나 이상의 수소 원자가 각각 독립적으로 할로겐 원자, 알킬기 또는 아릴기로 치환되어 있거나, 또는 치환되어 있지 않다.)
[2A] 하기 일반식 (1), (2) 및 (3) 으로 나타내는 군에서 선택되는 1 개 이상의 반복 단위를 갖는 액정 폴리에스테르와 충전재를 함유하는 수지 조성물을 사출 성형하는 전자 기기 하우징의 제조 방법으로서, 상기 전자 기기 하우징의 투영 면적 (㎠) 을 금형에 있어서의 게이트수로 나누어 얻어지는 금형에 있어서의 게이트 1 개당 투영 면적이 100 ㎠ 이상이고, 상기 금형에 있어서의 게이트 1 개당 투영 면적을 전자 기기 하우징의 평균 두께 (㎝) 로 나눈 비가 1000 이상이며, 상기 전자 기기 하우징의 평균 두께가 0.01 ㎝ 초과 0.2 ㎝ 이하가 되도록 형성된 금형에 대하여, 용융 상태의 상기 수지 조성물을 충전하고, 상기 수지 조성물을 냉각시켜 고화하는, 전자 기기 하우징의 제조 방법.
(1) -O-Ar1-CO-
(2) -CO-Ar2-CO-
(3) -X-Ar3-Y-
(식 중, Ar1 은, 페닐렌기, 나프틸렌기 또는 비페닐릴렌기이며 ; Ar2 및 Ar3 은, 각각 독립적으로 페닐렌기, 나프틸렌기, 비페닐릴렌기 또는 하기 일반식 (4) 로 나타내는 기이며 ; X 및 Y 는, 각각 독립적으로 산소 원자 또는 이미노기이며 ; 상기 Ar1, Ar2 및 Ar3 은, 상기 Ar1, Ar2 및 Ar3 중의 하나 이상의 수소 원자가 각각 독립적으로 할로겐 원자, 알킬기 또는 아릴기로 치환되어 있거나, 또는 치환되어 있지 않다.)
(4) -Ar4-Z-Ar5-
(식 중, Ar4 및 Ar5 는, 각각 독립적으로 페닐렌기 또는 나프틸렌기이며 ; Z 는, 산소 원자, 황 원자, 카르보닐기, 술포닐기 또는 알킬리덴기이다.)
본 발명에 의하면, 웰드 라인의 수가 저감되고, 또한 박육이더라도 강도가 우수한 전자 기기 하우징을 제공할 수 있다.
도 1 은 본 실시형태의 전자 기기 하우징의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 2 는 실시예의 PC 하우징을 나타내는 도면이다.
도 3a 는 실시예의 PC 하우징의 게이트수가 4 인 경우의 게이트 위치를 나타내는 도면이다.
도 3b 는 도 3a 의 PC 하우징의 게이트 위치를 나타내는 사시도이다.
도 4a 는 실시예의 PC 하우징의 게이트수가 3 인 경우의 게이트 위치를 나타내는 도면이다.
도 4b 는 도 4a 의 PC 하우징의 게이트 위치를 나타내는 사시도이다.
도 5a 는 실시예의 PC 하우징의 게이트수가 12 인 경우의 게이트 위치를 나타내는 도면이다.
도 5b 는 도 5a 의 PC 하우징의 게이트 위치를 나타내는 사시도이다.
도 6 은 실시예의 PC 하우징의 시험편의 절취 위치를 나타내는 도면이다.
도 7a 는 실시예의 굽힘 탄성률 시험에 있어서, 시험편 A 에 지그를 누르는 위치를 나타내는 개략 사시도이다.
도 7b 는 실시예의 굽힘 탄성률 시험에 있어서, 시험편 B 에 지그를 누르는 위치를 나타내는 개략 사시도이다.
도 2 는 실시예의 PC 하우징을 나타내는 도면이다.
도 3a 는 실시예의 PC 하우징의 게이트수가 4 인 경우의 게이트 위치를 나타내는 도면이다.
도 3b 는 도 3a 의 PC 하우징의 게이트 위치를 나타내는 사시도이다.
도 4a 는 실시예의 PC 하우징의 게이트수가 3 인 경우의 게이트 위치를 나타내는 도면이다.
도 4b 는 도 4a 의 PC 하우징의 게이트 위치를 나타내는 사시도이다.
도 5a 는 실시예의 PC 하우징의 게이트수가 12 인 경우의 게이트 위치를 나타내는 도면이다.
도 5b 는 도 5a 의 PC 하우징의 게이트 위치를 나타내는 사시도이다.
도 6 은 실시예의 PC 하우징의 시험편의 절취 위치를 나타내는 도면이다.
도 7a 는 실시예의 굽힘 탄성률 시험에 있어서, 시험편 A 에 지그를 누르는 위치를 나타내는 개략 사시도이다.
도 7b 는 실시예의 굽힘 탄성률 시험에 있어서, 시험편 B 에 지그를 누르는 위치를 나타내는 개략 사시도이다.
＜전자 기기 하우징＞
본 실시형태의 전자 기기 하우징에 대하여 설명한다.
본 실시형태의 전자 기기 하우징은, 전기·전자 기기를 구성하는 하우징으로서, 노트 PC (여기서 PC 는 퍼스널 컴퓨터, 퍼스컴이라고도 부른다), 스마트폰, 또는 테블릿 기기 등의 휴대 정보 단말로 대표되는 바와 같은 다양한 전자 기기를 구성하는 하우징이다. 본 실시형태에 있어서의 전자 기기 하우징은, 특히 상기 전자 기기의 외면을 구성하는 부품 중 하나를 가리키고, 나아가 특히, 그러한 부품 중 후술하는 투영 면적이 100 ㎠ 이상인 부품을 가리킨다.
도 1 에 본 실시형태의 전자 기기 하우징의 일례로서, 노트 PC 의 하우징 (100) 을 나타낸다. 하우징 (100) 은, 평면판 (11) 과, 그 가장자리부의 적어도 1 부에 대략 수직으로 신장한 가장자리판 (12) 을 구비하여 개략 구성된다. 평면판 (11) 은, 다른 부재가 삽입 가능한 구멍 (13) 을 구비하고 있다. 하우징은 장변의 하나를 따라, 다른 부재와의 접속 등에 사용하는 절결 (14) 을 구비하고 있다. 하우징의 절결 (14) 이 형성된 측과는 반대측의 장변에는, 곡면상을 이루며 평면판 (11) 에 대하여 대략 수직으로 신장하는 곡면 가장자리판 (15) 을 구비하고 있다. 도 1 에 나타내는 노트 PC 의 하우징 (100) 에 있어서, 하우징의 장척 방향의 크기 L1 은 약 20 ㎝ 이상 40 ㎝ 이하이며, 하우징의 단척 방향의 크기 L2 (곡면 가장자리판을 제외하다) 는 약 20 ㎝ 이상 30 ㎝ 이하이다. 또, 하우징의 평균 두께의 크기 L3 은, 0.01 ㎝ 이상 0.2 ㎝ 이하이다. 하우징의 평균 두께의 크기 L3 은, 0.01 ㎝ 이상 0.18 ㎝ 이하인 것이 바람직하고, 0.03 ㎝ 이상 0.15 ㎝ 이하인 것이 보다 바람직하다.
보다 바람직한 범위를 도 2 에 나타내면, 절결 (14) 의, 하우징의 단변의 단부 (도면에서는 좌단부) 로부터 멀어진 측의 단부까지의 거리 L4 는, 200 ∼ 300 ㎜ 가 바람직하다. 구멍 (13) 의, 하우징의 단변의 단부로부터 멀어진 측의 단부까지의 거리 L5 는, 160 ∼ 260 ㎜ 가 바람직하다. 구멍 (13) 의 하우징의 단변의 단부에 가까운 측의 단부까지의 거리 L6 은, 90 ∼ 190 ㎜ 가 바람직하다. 절결 (14) 의 하우징의 단변의 단부에 가까운 단부까지의 거리 L7 는, 10 ∼ 100 ㎜ 가 바람직하다. 절결 (14) 의 폭 L8 은, 10 ∼ 100 ㎜ 가 바람직하다. 구멍 (13) 의 하우징의 장변의 단부 (도면에서는 상단부) 에 가까운 단부까지의 거리 L9 는, 35 ∼ 135 ㎜ 가 바람직하다. 구멍 (13) 의 하우징의 장변의 단부로부터 먼 단부까지의 거리 L10 은, 115 ∼ 215 ㎜ 가 바람직하다. 평면판 (11) 과 곡면 가장자리판 (15) 을 포함하는 하우징의 크기 L11 은, 210 ∼ 420 ㎜ 가 바람직하다. 이들은 하우징의 크기인 L1 ∼ L3 의 범위 내에서 설정할 수 있다. 본 실시형태에 있어서 전자 기기 하우징의 크기는 상기 서술한 값 등에 한정되지 않고, 적절히 설계할 수 있다.
또한 「평균 두께」란, 전자 기기 하우징 (100) 의 평면판 (11) 의 두께를 복수 점 (예를 들어, 평면판 (11) 상의, 가장자리판 (12) 이나 절결 (13) 이외의 무작위의 부위를 10 ∼ 40 점) 측정하고, 그 산술 평균치를 산출한 값을 말한다.
본 명세서에 있어서, 「투영 면적」이란 전자 기기 하우징의 치수 (크기) 를 나타내는 척도이다. 전자 기기 하우징이 복잡한 형상 등을 갖는 경우에 그 치수를 투영 면적 (단위 : ㎠) 으로 환산하여 표시할 수 있다. 투영 면적이란, 보다 구체적으로는, 전자 기기 하우징의 상면에 대하여, 수직 방향으로부터 평행 광선을 조사했을 때의, 당 상기 수직 방향과 직교하는 평면에 비추어지는 그림자의 면적을 말한다.
본 실시형태의 전자 기기 하우징은, 특정 수지 조성물을 사출 성형하여 얻어진 것이다. 상기 사출 성형은, 복수의 게이트를 갖는 금형 내에 용융한 수지 재료를 사출하고, 냉각시켜 고화한 후에 성형체를 꺼내는 성형 방법이다.
본 실시형태의 전자 기기 하우징은, 성형된 전자 기기 하우징의 상기 투영 면적에 대하여, 사출 성형시에 상기 수지 조성물이 충전되었을 때의 게이트 1 개당 투영 면적이 상기 면적이 되도록, 게이트수 및 게이트 배치를 조정하여 성형된다. 여기서, 본 실시형태의 금형에 있어서의 게이트수 및 금형에 있어서의 게이트 배치는, 성형된 전자 기기 하우징에 있어서는, 후술하는 충전 게이트 자국으로부터 측정할 수 있다. 금형에 있어서의 게이트수의 설정은, 성형하는 전자 기기 하우징의 투영 면적을 게이트수로 나누었을 경우에, 게이트 1 개당 투영 면적이 100 ㎠ 이상이 되도록 산출하고, 또한 성형하는 전자 기기 하우징의 형상에 따라 적절히 조정하면 된다. 상기 금형에 있어서의 게이트 1 개당 투영 면적을 100 ㎠ 이상으로 함으로써, 게이트수를 줄여, 웰드 라인의 발생을 방지할 수 있다.
본 실시형태에 있어서는, 상기 금형에 있어서의 게이트 1 개당 투영 면적은 110 ㎠ 이상이 바람직하고, 120 ㎠ 이상이 보다 바람직하다. 금형에 있어서의 게이트 1 개당 투영 면적의 상한치는 특별히 한정되지 않지만, 600 ㎠ 이하인 것이 바람직하고, 450 ㎠ 이하인 것이 보다 바람직하다. 즉, 상기 금형에 있어서의 게이트 1 개당 투영 면적은 110 ∼ 600 ㎠, 바람직하게는 120 ∼ 450 ㎠ 에서 선택할 수 있다.
금형에 있어서의 게이트의 배치 위치는, 성형하는 전자 기기 하우징의 형상에 따라 적절히 조정하면 되고, 특별히 한정되지 않는다. 그러나, 2 개 이상의 게이트를 형성한 경우, 금형 내에서 용융 수지의 흐름이 합류한 위치에 웰드 라인이 발생한다. 예를 들어 웰드 라인이 전자 기기 하우징을 횡단하도록 직선상으로 형성된 경우, 강도 저하의 원인이 된다. 전자 기기 하우징의 강도 저하를 방지하기 위해서는, 용융 수지의 흐름 방향 등을 고려하여, 웰드 라인의 수 및/또는 크기가 최소가 되도록, 금형에 있어서의 게이트의 배치 위치를 적절히 조정한다. 위치 관계를 선택하기 위한 방법으로는, 전자 기기 하우징의 표면에 있어서, 복수의 게이트가 가능한 한 상기 표면에 균등하게 분산되도록, 게이트의 위치를 설정한다.
게이트의 위치를 설정할 때는, CAE (유동 해석 시뮬레이션) 의 각종 소프트웨어를 사용하여, 용융 수지의 흐름을 사전에 시뮬레이트하고, 상기 조건이 되도록 게이트의 위치를 설정해도 된다. 아울러, 상기 서술한 게이트수도 용융 수지의 흐름으로부터, 배치와 맞추어 설정해도 된다.
기준으로서, 상기 게이트간 거리는, 용융 수지가 금형에 있어서의 게이트로부터 주입되고 나서, 용융 수지가 금형에 충전될 때까지 흐르는 유동 거리에 대하여, 2 배 이하인 것이 바람직하다. 상기 유동 거리에 영향을 미치는 것으로는, 수지의 조성이나 온도 등 외에 전자 기기 하우징의 두께를 들 수 있기 때문에, 후술하는 전자 기기 하우징의 설계 (수지의 조성, 온도 및 전자 기기 하우징의 두께 등) 에 맞추어 게이트간 거리를 설정한다.
금형에 있어서의 게이트의 위치의 구체예로서, 예를 들어 도 3a 에서 나타내는 바와 같이 금형에 있어서의 게이트가 4 개 형성되고, 절결 (14) 이 있는 측의 하우징의 장변을 따라, 하우징의 단변 근처에 게이트 G1 및 G2, 절결 (14) 에 인접하여 게이트 G3, 절결 (14) 이 없는 측의 장변을 따라 게이트 G4 가 있는 경우를 나타낸다. 또한 도 3a 에서는 게이트의 위치는, 하우징 표면의 게이트 자국의 위치로 나타내고 있다. 게이트 G1 과 인접하는 단변 (도면의 좌측 단변) 과의 거리 L14 는 10 ∼ 20 ㎜ 가 바람직하다. 게이트 G1 이 인접하는 단변과의 거리 L15 는 35 ∼ 55 ㎜ 가 바람직하다. 게이트 G2 와 상기 단변과의 거리 L12 는 290 ∼ 310 ㎜ 가 바람직하다. 게이트 G2 와 인접하는 단변과의 거리는 도면에 나타낸 예에서는 게이트 G1 과 동일한 L15 이지만, 35 ∼ 55 ㎜ 로부터 다른 값을 선택해도 된다. 게이트 G3 의 상기 단변과의 거리 L13 은 100 ∼ 200 ㎜, 게이트 G3 과 상기 장변과의 거리 L16 은 60 ∼ 70 ㎜ 가 바람직하다. 게이트 G4 와 상기 단변과의 거리는 도면에 나타낸 예에서는 게이트 G3 과 동일한 L13 이지만, 100 ∼ 200 ㎜ 로부터 다른 값을 선택해도 된다. 게이트 G4 와 상기 장변과의 거리는 150 ∼ 250 ㎜ 가 바람직하다. 이들은 하우징의 크기인 L1 ∼ L3 의 범위 내에서 설정할 수 있다.
금형에 있어서의 게이트의 위치의 다른 구체예로서, 예를 들어 도 4a 에서 나타내는 바와 같이 금형에 있어서의 게이트가 3 개 형성되고, 평면판 (10) 상에 게이트 G5, 절결 (14) 에 인접하여 게이트 G6, 하우징의 단변 근처에 게이트 G7 이 있는 경우를 나타낸다. 게이트 G5 와 가까운 단변 (도면에 나타내는 예에서는 좌측변) 과의 거리 L17 은 50 ∼ 140 ㎜ 가 바람직하다. 게이트 G5 와 가까운 장변 (도면에 나타내는 예에서는 상측변) 과의 거리 L21 은 85 ∼ 185 ㎜ 가 바람직하다. 게이트 G6 과 상기 단변과의 거리 L18 은 100 ∼ 200 ㎜ 가 바람직하다. 게이트 G6 과 상기 장변과의 거리 L20 은 60 ∼ 80 ㎜ 가 바람직하다. 게이트 G7 의 위치는 상기 L12 및 L15 의 범위에서 선택해도 된다.
또한, 성형된 전자 기기 하우징을 제조하기 위한 금형에 있어서의 게이트의 개수 및 위치는, 전자 기기 하우징 상의 충전 게이트 자국의 개수 및 위치로부터 추정할 수 있다. 따라서, 성형된 전자 기기 하우징의 금형에 있어서의 게이트 1 개당 투영 면적은, 전자 기기 하우징의 투영 면적을 충전 게이트 자국의 개수로 나눔으로써 산출할 수 있다.
여기서, 충전 게이트 자국이란, 전자 기기 하우징을 성형할 때에, 금형의 게이트로부터 수지 조성물을 주입하여, 금형에 수지 조성물을 충전했을 때에 생기는 흔적이다. 충전 게이트 자국은, 성형된 전자 기기 하우징의 표면으로부터 식별 가능하다.
또, 금형에 배치되는 게이트의 종류는, 핀 포인트 게이트 (핀 게이트) 나 서브마린 게이트 등을 이용하면 된다. 또, 게이트 직경은 특별히 한정되지 않지만, 통상 0.1 ∼ 5 ㎜ 이며, 그 중에서도 0.2 ∼ 4 ㎜, 특히 0.3 ∼ 3.5 ㎜ 인 것이 바람직하다.
또, 본 실시형태의 전자 기기 하우징은, 상기 게이트 1 개당 투영 면적 (㎠) 과, 전자 기기 하우징의 평균 두께 (㎝) 의 비가 1000 이상이 되는 조건을 만족하는 박육의 하우징이다. 본 명세서에 있어서, 이 투영 면적 (㎠) 과 평균 두께 (㎝) 의 비는, 상기 게이트 1 개당 투영 면적 (㎠) 을 상기 전자 기기 하우징의 평균 두께 (㎝) 로 나눈 크기 (㎝) 로도 나타낼 수 있다. 본 실시형태에 있어서는, 투영 면적과 전자 기기 하우징의 평균 두께 (㎝) 의 비는 1100 이상인 것이 바람직하고, 1200 이상인 것이 보다 바람직하다. 상기 비의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 1800 이하인 것이 바람직하고, 1600 이하인 것이 보다 바람직하다. 즉, 투영 면적과 전자 기기 하우징의 평균 두께 (㎝) 의 비는 1100 ∼ 1800, 바람직하게는 1200 ∼ 1600 에서 선택할 수 있다.
하기 표 1 에, 전자 기기 하우징의 예로서, 15 형 노트 PC, 14 형 노트 PC, 휴대 단말 1 ∼ 2, 및 8 형 테블릿의 하우징의 일반적인 치수와 투영 면적의 예를 기재한다. 또한, 본 실시형태에 있어서 각각의 전자 기기 하우징을 성형하는 경우의 게이트수와, 게이트 1 개당 투영 면적 (여기서는, 각각의 하우징의 투영 면적을, 하우징을 성형할 때의 금형에 있어서의 게이트수로 나눈 값이다) 의 예를 기재한다.
상기 표 1 에 나타낸 바와 같이 본 실시형태의 전자 기기 하우징은, 15 형 노트 PC 의 경우에도 게이트수가 6 개로 적은 게이트수로 성형할 수 있다. 이 때문에 웰드 라인의 수가 적고, 박육이더라도 강도가 우수한 전자 기기 하우징으로 할 수 있다.
하기 표 2 에, 전자 기기 하우징의 예로서, 15 형 노트 PC, 14 형 노트 PC, 휴대 단말 1 ∼ 2, 및 8 형 테블릿의 게이트 1 개당 투영 면적 (㎠) 의 예와, 각각의 전자 기기 하우징의 평균 두께와, 투영 면적과 전자 기기 하우징의 평균 두께 (㎝) 의 비의 예를 기재한다.
상기 표 2 에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 전자 기기 하우징은, 게이트 1 개당 투영 면적과 전자 기기 하우징의 평균 두께 (㎝) 의 비가 1000 ∼ 1600 의 범위로, 박육의 하우징이다. 또, 도면에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태는, 상기 비가 1200 ∼ 1550 인 전자 기기 하우징에 대하여 바람직하게 사용할 수 있다.
본 실시형태의 전자 기기 하우징은, 상기 게이트 1 개당 투영 면적이 100 ㎠ 이상인 것과, 상기 투영 면적과 전자 기기 하우징의 평균 두께 (㎝) 로 나눈 크기가 1000 ㎝ 이상인 조건을 만족함으로써, 웰드 라인의 수가 적고, 또한 박육의 하우징된다. 그 때문에, 박육이며 경량 또한 스페이스를 차지하지 않고, 또한 우수한 강도를 양립한 하우징으로 할 수 있다.
≪수지 조성물≫
본 실시형태의 전자 기기 하우징을 성형하기 위해서 사용하는 수지 조성물에 대하여 설명한다.
본 실시형태에 있어서 수지 조성물은, 하기 일반식 (1), (2) 및 (3) 을 포함하는 군에서 선택되는 1 이상으로 나타내는 반복 단위를 갖는 액정 폴리에스테르와 충전재를 함유한다.
(액정 폴리에스테르)
본 실시형태에 사용하는 액정 폴리에스테르는, 하기 일반식 (1), (2) 또는 (3) 으로 나타내는 반복 단위를 갖는다.
(1) -O-Ar1-CO-
(2) -CO-Ar2-CO-
(3) -X-Ar3-Y-
(식 중, Ar1 은, 페닐렌기, 나프틸렌기 또는 비페닐릴렌기이며 ; Ar2 및 Ar3 은, 각각 독립적으로 페닐렌기, 나프틸렌기, 비페닐릴렌기 또는 하기 일반식 (4) 로 나타내는 기이며 ; X 및 Y 는, 각각 독립적으로 산소 원자 또는 이미노기이며 ; 상기 Ar1, Ar2 및 Ar3 은, 상기 Ar1, Ar2 및 Ar3 중의 하나 이상의 수소 원자가 각각 독립적으로 할로겐 원자, 알킬기 또는 아릴기로 치환된 것을 포함한다.)
(4) -Ar4-Z-Ar5-
(식 중, Ar4 및 Ar5 는, 각각 독립적으로 페닐렌기 또는 나프틸렌기이며 ; Z 는, 산소 원자, 황 원자, 카르보닐기, 술포닐기 또는 알킬리덴기이다.)
상기 일반식 (1) ∼ (3) 중, Ar1, Ar2 또는 Ar3 으로 나타내는 상기 기 중의 1 개 이상의 수소 원자와 치환 가능한 할로겐 원자로는, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 또는 요오드 원자를 들 수 있다.
상기 일반식 (1) ∼ (3) 중, Ar1, Ar2 또는 Ar3 으로 나타내는 상기 기 중의 1 개 이상의 수소 원자와 치환 가능한 알킬기의 탄소수는, 1 ∼ 10 인 것이 바람직하다. 상기 알킬기의 구체예로는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, n-헥실기, n-헵틸기, 2-에틸헥실기, n-옥틸기, n-노닐기 또는 n-데실기 등을 들 수 있다.
상기 일반식 (1) ∼ (3) 중, Ar1, Ar2 또는 Ar3 으로 나타내는 상기 기 중의 1 개 이상의 수소 원자와 치환 가능한 아릴기의 예로는, 그 탄소수는, 6 ∼ 20 인 것이 바람직하다. 상기 아릴기의 구체예로는, 페닐기, o-톨릴기, m-톨릴기, 혹은 p-톨릴기 등과 같은 단고리형 방향족기, 또는 1-나프틸기 및 2-나프틸기 등과 같은 축환식 방향족기를 들 수 있다.
상기 일반식 (1) ∼ (3) 중, Ar1, Ar2 또는 Ar3 으로 나타내는 상기 기 중의 1 개 이상의 수소 원자가 이들 기로 치환되어 있는 경우, 그 치환수는, Ar1, Ar2 또는 Ar3 으로 나타내는 상기 기마다, 각각 독립적으로 바람직하게는 1 개 또는 2 개이며, 보다 바람직하게는 1 개이다.
상기 일반식 (4) 중, 알킬리덴기는, 그 탄소수는 1 ∼ 10 인 것이 바람직하다. 상기 알킬리덴기의 구체예로는, 메틸렌기, 에틸리덴기, 이소프로필리덴기, n-부틸리덴기 또는 2-에틸헥실리덴기 등을 들 수 있다.
일반식 (1) 로 나타내는 반복 단위로는, Ar1 이 1,4-페닐렌기인 것 (p-하이드록시벤조산에서 유래하는 반복 단위), 또는 Ar1 이 2,6-나프틸렌기인 것 (6-하이드록시-2-나프토산에서 유래하는 반복 단위) 이 바람직하고, Ar1 이 2,6-나프틸렌기인 것이 보다 바람직하다.
일반식 (1) 로 나타내는 반복 단위를 형성하는 모노머로는, 2-하이드록시-6-나프토산, p-하이드록시벤조산 또는 4-(4-하이드록시페닐)벤조산을 들 수 있으며, 또한 이들의 벤젠 고리 또는 나프탈렌 고리의 수소 원자가, 할로겐 원자, 탄소수 1 ∼ 10 의 알킬기 또는 아릴기로 치환되어 있는 모노머도 들 수 있다. 또한, 후술하는 에스테르 형성성 유도체여도 된다.
일반식 (2) 로 나타내는 반복 단위로는, Ar2 가 1,4-페닐렌기인 것 (테레프탈산에서 유래하는 반복 단위), Ar2 가 1,3-페닐렌기인 것 (이소프탈산에서 유래하는 반복 단위), Ar2 가 2,6-나프틸렌기인 것 (2,6-나프탈렌디카르복실산에서 유래하는 반복 단위), 또는 Ar2 가 디페닐에테르-4,4'-디일기인 것 (디페닐에테르-4,4'-디카르복실산에서 유래하는 반복 단위) 이 바람직하다. 특히, 상기 반복 단위로는 Ar2 가 1,4-페닐렌기인 것, 또는 Ar2 가 1,3-페닐렌기인 것이 보다 바람직하다.
일반식 (2) 로 나타내는 반복 단위를 형성하는 모노머로는, 2,6-나프탈렌디카르복실산, 테레프탈산, 이소프탈산 또는 비페닐-4,4'-디카르복실산을 들 수 있으며, 또한 이들의 벤젠 고리 또는 나프탈렌 고리의 수소 원자가, 할로겐 원자, 탄소수 1 ∼ 10 의 알킬기 또는 아릴기로 치환되어 있는 모노머도 들 수 있다. 또한, 후술하는 에스테르 형성성 유도체로 하여 사용해도 된다.
일반식 (3) 으로 나타내는 반복 단위로는, Ar3 이 1,4-페닐렌기인 것 (하이드로퀴논, p-아미노페놀 또는 p-페닐렌디아민에서 유래하는 반복 단위), 및 Ar3 이 4,4'-비페닐릴렌기인 것 (4,4'-디하이드록시비페닐, 4-아미노-4'-하이드록시비페닐 또는 4,4'-디아미노비페닐에서 유래하는 반복 단위) 이 바람직하다.
일반식 (3) 으로 나타내는 반복 단위를 형성하는 모노머로는, 2,6-나프톨, 하이드로퀴논, 레조르신 또는 4,4'-디하이드록시비페닐을 들 수 있으며, 또한 이들의 벤젠 고리 또는 나프탈렌 고리의 수소 원자가, 할로겐 원자, 탄소수 1 ∼ 10 의 알킬기 또는 아릴기로 치환되어 있는 모노머도 들 수 있다. 또한, 후술하는 에스테르 형성성 유도체로 하여 사용해도 된다.
상기 식 (1), (2) 또는 (3) 으로 나타내는 구조 단위를 형성하는 모노머는, 폴리에스테르를 제조하는 과정에서 중합을 용이하게 하기 위해, 에스테르 형성성 유도체를 사용하는 것이 바람직하다. 이 에스테르 형성성 유도체란, 에스테르 생성 반응을 촉진시키는 기를 갖는 모노머를 나타낸다. 상기 에스테르 형성성 유도체를 구체적으로 예시하면, 모노머 분자 내의 카르복실산기를 산할로겐화물, 산무수물로 전환한 에스테르 형성성 유도체나, 모노머 분자 내의 하이드록실기 (수산기) 를 저급 카르복실산에스테르기로 한 에스테르 형성성 유도체 등의 고반응성 유도체를 들 수 있다.
상기 액정 폴리에스테르의 반복 단위 (1) 의 함유율은, 반복 단위 (1), 반복 단위 (2) 및 반복 단위 (3) 의 합계량 100 몰％ 에 대하여, 바람직하게는 30 몰％ 이상 100 몰％ 미만, 보다 바람직하게는 30 몰％ 이상 80 몰％ 이하, 더욱 바람직하게는 40 몰％ 이상 70 몰％ 이하, 특히 바람직하게는 45 몰％ 이상 65 몰％ 이하이다.
상기 액정 폴리에스테르의 반복 단위 (2) 의 함유율은, 반복 단위 (1), 반복 단위 (2) 및 반복 단위 (3) 의 합계 100 몰％ 에 대하여, 바람직하게는 0 몰％ 이상 35 몰％ 이하, 보다 바람직하게는 10 몰％ 이상 35 몰％ 이하, 더욱 바람직하게는 15 몰％ 이상 30 몰％ 이하, 특히 바람직하게는 17.5 몰％ 이상 27.5 몰％ 이하이다.
상기 액정 폴리에스테르의 반복 단위 (3) 의 함유율은, 반복 단위 (1), 반복 단위 (2) 및 반복 단위 (3) 의 합계 100 몰％ 에 대하여, 바람직하게는 0 몰％ 이상 35 몰％ 이하, 보다 바람직하게는 10 몰％ 이상 35 몰％ 이하, 더욱 바람직하게는 15 몰％ 이상 30 몰％ 이하, 특히 바람직하게는 17.5 몰％ 이상 27.5 몰％ 이하이다.
즉, 상기 액정 폴리에스테르는, 반복 단위 (1), 반복 단위 (2) 및 반복 단위 (3) 의 합계를 100 몰％ 로 하여, 반복 단위 (1) 의 함유율이 30 몰％ 이상 80 몰％ 이하이며, 반복 단위 (2) 의 함유율이 10 몰％ 이상 35 몰％ 이하이며, 반복 단위 (3) 의 함유율이 10 몰％ 이상 35 몰％ 이하인 것이 바람직하다. 상기 값의 범위 내에서, 상기 액정 폴리에스테르가 (1), (2) 또는 (3) 중 2 이상을 포함하는 경우, 각각의 함유율의 합계는 100 몰％ 미만일 필요가 있다.
상기 액정 폴리에스테르는, 반복 단위 (1) 의 함유율이 상기 범위이면, 용융 유동성이나 내열성이나 강도·강성이 향상되기 쉬워진다.
상기 액정 폴리에스테르에 있어서는, 반복 단위 (2) 의 함유율과 반복 단위 (3) 의 함유율의 비율이, [반복 단위 (2) 의 함유율]/[반복 단위 (3) 의 함유율](몰/몰) 로 나타내어, 바람직하게는 0.9/1 ∼ 1/0.9, 보다 바람직하게는 0.95/1 ∼ 1/0.95, 더욱 바람직하게는 0.98/1 ∼ 1/0.98 이다.
상기 액정 폴리에스테르는, 반복 단위 (1), 반복 단위 (2) 및 반복 단위 (3) 으로서, 각각 2,6-나프틸렌기를 포함하는 반복 단위를 갖는다.
그리고, 상기 액정 폴리에스테르는, 전체 반복 단위의 합계를 100 몰％ 로 하여, 2,6-나프틸렌기를 포함하는 반복 단위의 함유율이, 40 몰％ 이상이다. 2,6-나프틸렌기를 포함하는 반복 단위의 함유율이 40 몰％ 이상이면, 얻어지는 수지 조성물은, 용융 가공시에 있어서의 유동성이 보다 양호해져, 미세한 격자 구조를 갖는 전자 기기 하우징의 가공에 보다 적합한 것이 된다.
또한, 상기 액정 폴리에스테르는, 반복 단위 (1), (2) 또는 (3) 을, 각각 독립적으로 1 종만 가져도 되고, 2 종 이상 가져도 된다. 또, 상기 액정 폴리에스테르는, 반복 단위 (1) ∼ (3) 이외의 반복 단위를 1 종 또는 2 종 이상 가져도 되는데, 그 함유율은, 전체 반복 단위의 합계에 대하여, 바람직하게는 0 몰％ 이상 10 몰％ 이하, 보다 바람직하게는 0 몰％ 이상 5 몰％ 이하이다.
상기 액정 폴리에스테르는, 반복 단위 (3) 으로서, X 및 Y 가 각각 산소 원자인 것을 갖는 것, 즉 소정의 방향족 디올에서 유래하는 반복 단위를 갖는 것이, 상기 서술한 함유율에 있어서 용융 점도가 낮아지기 쉽기 때문에 바람직하고, 반복 단위 (3) 으로서, X 및 Y 가 각각 산소 원자인 것만을 갖는 것이 보다 바람직하다.
상기 액정 폴리에스테르는, 이것을 구성하는 반복 단위에 대응하는 원료 모노머를 용융 중합시켜, 얻어진 중합물 (프레폴리머) 을 고상 중합시킴으로써, 제조하는 것이 바람직하다. 이로써, 내열성이나 강도·강성이 높은 고분자량의 액정 폴리에스테르를 양호한 조작성으로 제조할 수 있다. 용융 중합은 촉매의 존재하에서 실시해도 되고, 상기 촉매의 예로는, 아세트산마그네슘, 아세트산제일주석, 테트라부틸티타네이트, 아세트산납, 아세트산나트륨, 아세트산칼륨, 혹은 삼산화안티몬 등의 금속 화합물이나, 또는 N,N-디메틸아미노피리딘, 혹은 N-메틸이미다졸 등의 함질소 복소 고리형 화합물을 들 수 있으며, 바람직하게는 함질소 복소 고리형 화합물을 들 수 있다.
상기 액정 폴리에스테르의 유동 개시 온도는, 바람직하게는 270 ℃ 이상, 보다 바람직하게는 270 ℃ 이상 400 ℃ 이하, 더욱 바람직하게는 280 ℃ 이상 380 ℃ 이하이다. 상기 액정 폴리에스테르는, 유동 개시 온도를 상기 하한보다 높게 함으로써 내열성이나 강도·강성을 향상시킬 수 있다. 한편, 상기 상한보다 낮게 함으로써, 용융시키기 위해서 고온을 필요로 하거나, 성형시에 열열화되기 쉬워지거나, 용융시의 점도가 높아져 유동성이 저하되거나 하는 경우가 적다.
또한, 유동 개시 온도는, 플로우 온도 또는 유동 온도라고도 불리우며, 모세관 레오미터를 사용하여, 9.8 ㎫ (100 ㎏f/㎠) 의 하중하, 4 ℃/분의 속도로 승온시키면서, 액정 폴리에스테르를 용융시켜, 내경 1 ㎜ 및 길이 10 ㎜ 의 노즐로부터 압출시킬 때, 4800 Pa·s (48000 포이즈) 의 점도를 나타내는 온도이며, 액정 폴리에스테르의 분자량의 기준이 되는 것이다 (코이데 나오유키 편, 「액정 폴리머-합성·성형·응용-」, 주식회사 씨엠씨, 1987년 6월 5일, p.95 참조).
상기 액정 폴리에스테르는, 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.
(충전재)
본 실시형태의 수지 조성물이 함유하는 충전재에 대하여 설명한다.
본 실시형태에 있어서는, 수지 조성물이 특정 충전재를 함유하고 있음으로써, 성형 후의 전자 기기 하우징에 충분한 강도를 부여할 수 있다.
본 실시형태의 수지 조성물에 있어서 사용되는 충전재는, 무기 충전재여도 되고, 유기 충전재여도 된다. 상기 충전재는, 섬유상의 충전재여도 되고, 판상의 충전재여도 된다. 여기서, 충전재가 섬유상이라는 것은, 예를 들어 충전재의 가장 장척인 방향의 크기가 다른 2 방향의 크기의 10 배 이상인 것을 가리킨다. 충전재가 판상이라는 것은, 예를 들어 충전재의 1 평면을 이루는 길이 방향 및 폭 방향과, 나머지의 1 방향을 두께 방향으로 했을 경우, 길이 방향 및 폭 방향의 크기가 모두 두께 방향의 크기의 3 배 이상인 것을 가리킨다.
상기 섬유상의 충전재는, 섬유상 무기 충전재여도 된다. 상기 섬유상 무기 충전재의 예로는, 유리 섬유 ; 팬계 탄소 섬유 혹은 피치계 탄소 섬유 등의 탄소 섬유 ; 실리카 섬유, 알루미나 섬유 혹은 실리카 알루미나 섬유 등의 세라믹 섬유 ; 또는 스테인리스 섬유 등의 금속 섬유를 들 수 있다. 또, 티탄산칼륨 위스커, 티탄산바륨 위스커, 월라스토나이트 위스커, 붕산알루미늄 위스커, 질화규소 위스커, 또는 탄화규소 위스커 등의 위스커도 들 수 있다.
본 실시형태의 수지 조성물에 있어서 사용되는 충전재는, 상기 중에서도 섬유상 무기 충전재가 바람직하고, 섬유상 무기 충전재 중에서도 유리 섬유 또는 탄소 섬유가 바람직하다.
상기 유리 섬유의 예로는, 촙드 유리 섬유, 또는 밀드 유리 섬유 등 다양한 방법으로 제조된 것을 들 수 있다.
상기 유리 섬유는, 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.
상기 탄소 섬유의 예로는, 폴리아크릴로니트릴을 원료로 하는 팬계 탄소 섬유여도 되고, 석탄 타르나 석유 피치를 원료로 하는 피치계 탄소 섬유여도 되고, 비스코스 레이온이나 아세트산셀룰로오스 등을 원료로 하는 셀룰로오스계 탄소 섬유여도 되고, 또는 탄화수소 등을 원료로 하는 기상 성장계 탄소 섬유여도 된다. 상기 탄소 섬유로는, 전자 기기 하우징의 강도가 가장 향상되는 팬계 탄소 섬유가 특히 바람직하다.
또, 상기 탄소 섬유는, 촙드 탄소 섬유여도 되고, 밀드 탄소 섬유여도 된다. 상기 탄소 섬유는, 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.
섬유상 무기 충전재의 수 평균 섬유 직경은 1 ∼ 20 ㎛ 인 것이 바람직하고, 5 ∼ 15 ㎛ 인 것이 보다 바람직하다. 여기서, 수 평균 섬유 직경은 광학 현미경에 의해 측정된 값이다. 액정 폴리에스테르에 배합하기 전의 섬유상 무기 충전재의 수 평균 섬유 길이는 사출 성형하는 전자 기기 하우징의 형상에 따라 선택되는데, 50 ㎛ ∼ 10 ㎜ 인 것이 바람직하고, 1 ∼ 9 ㎜ 인 것이 보다 바람직하고, 2 ∼ 7 ㎜ 인 것이 더욱 바람직하다. 여기서, 수 평균 섬유 길이는 광학 현미경에 의해 측정된 값이다.
본 실시형태에 있어서 수지 조성물에 있어서의 상기 충전재의 함유량은, 수지 조성물의 유동성을 저해하지 않는 범위에서 적절히 조정하면 된다.
구체적으로는, 액정 폴리에스테르 100 질량부에 대하여, 15 질량부 이상 80 질량부 이하인 것이 바람직하고, 40 질량부 이상 67 질량부 이하인 것이 보다 바람직하다.
본 실시형태에 있어서 수지 조성물은, 상기 충전재의 함유량이 이와 같은 범위임으로써, 수지 조성물의 충분한 유동성을 유지하면서, 또한 성형 후의 전자 기기 하우징에 충분한 강도를 부여할 수 있다.
(다른 성분)
본 실시형태에 있어서 수지 조성물은, 본 실시형태의 효과를 저해하지 않는 범위 내에 있어서, 액정 폴리에스테르 및 충전재의 어느 것에도 해당하지 않는 성분을 함유해도 된다.
상기 다른 성분의 예로는, 상기 충전재 이외의 충전재 (이하, 「그 밖의 충전재」라고 하는 경우가 있다.), 첨가제, 또는 상기 액정 폴리에스테르 이외의 수지 (이하, 「그 밖의 수지」라고 하는 경우가 있다.) 등을 들 수 있다.
상기 다른 성분은, 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.
상기 그 밖의 충전재는, 판상 충전재 또는 입상 충전재여도 된다.
여기서 입상이란, 구상, 타원체상, 다면체상 등의 형상인 것일 수 있는데, 일 방향의 크기가 다른 2 방향의 크기에 비하여 3 배를 넘지 않는 것을 말한다. 특히 본 실시형태에서는, 0.1 ∼ 1000 ㎛ 의 크기인 것을 말한다.
또, 상기 그 밖의 충전재는, 무기 충전재여도 되고, 또는 유기 충전재여도 된다.
판상 무기 충전재의 예로는, 탤크, 마이카, 그라파이트, 월라스토나이트, 황산바륨 또는 탄산칼슘 등을 들 수 있다. 마이카는, 백운모여도 되고, 금 운모여도 되고, 불소 금 운모여도 되고, 또는 사규소 소운모여도 된다.
입상 무기 충전재의 예로는, 실리카, 알루미나, 산화티탄, 질화붕소, 탄화규소 또는 탄산칼슘 등을 들 수 있다.
본 실시형태에 있어서 수지 조성물이, 상기 그 밖의 충전재를 함유하는 경우, 상기 수지 조성물의 그 밖의 충전재의 함유량은, 상기 액정 폴리에스테르 100 질량부에 대하여, 0 질량부보다 많고 10 질량부 이하인 것이 바람직하다. 또, 상기 그 밖의 충전재의 함유량은, 수지 조성물의 전체 질량 100 질량부에 대하여, 0 질량부보다 많고 8 질량부 이하인 것이 바람직하다.
상기 첨가제의 예로는, 계량 안정제, 이형제, 산화 방지제, 열안정제, 자외선 흡수제, 대전 방지제, 계면 활성제, 난연제 또는 착색제를 들 수 있다.
본 실시형태에 있어서 수지 조성물이, 상기 첨가제를 함유하는 경우, 상기 수지 조성물의 첨가제의 함유량은, 상기 액정 폴리에스테르 100 질량부에 대하여, 0 질량부보다 많고 5 질량부 이하인 것이 바람직하다. 또, 상기 첨가제의 함유량은, 수지 조성물의 전체 질량 100 질량부에 대하여, 0 질량부보다 많고 3 질량부 이하인 것이 바람직하다.
상기 그 밖의 수지의 예로는, 폴리프로필렌, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리페닐렌술파이드, 폴리에테르케톤, 폴리카보네이트, 폴리페닐렌에테르, 폴리에테르이미드, 혹은 불소 수지 등의 액정 폴리에스테르 이외의 열가소성 수지 ; 또는, 페놀 수지, 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 혹은 시아네이트 수지 등의 열경화성 수지를 들 수 있다.
본 실시형태에 있어서 수지 조성물이, 상기 그 밖의 수지를 함유하는 경우, 상기 수지 조성물의 그 밖의 수지의 함유량은, 상기 액정 폴리에스테르 100 질량부에 대하여, 0 질량부보다 많고 20 질량부 이하인 것이 바람직하다. 또, 상기 그 밖의 수지의 함유량은, 수지 조성물의 전체 질량 100 질량부에 대하여, 0 질량부보다 많고 15 질량부 이하인 것이 바람직하다.
본 실시형태에 있어서 수지 조성물은, 상기 액정 폴리에스테르, 충전재, 및 필요에 따라 사용되는 다른 성분을, 일괄로 또는 적당한 순서로 혼합함으로써 제조할 수 있다.
그리고, 본 실시형태의 수지 조성물은, 액정 폴리에스테르, 충전재, 및 필요에 따라 사용되는 다른 성분을, 압출기를 사용하여 용융 혼련함으로써, 펠릿화한 것이 바람직하다.
본 실시형태의 전자 기기 하우징은, 유동성이 우수한 상기 액정 폴리에스테르를 함유하는 수지 조성물을 사용하였기 때문에, 1 게이트당 투영 면적을 크게 할 수 있어, 적은 게이트수로 성형할 수 있다. 적은 게이트수로 성형할 수 있음으로써, 웰드 라인의 수가 감소하고, 또한 박육이더라도 충분한 강도를 갖고 있다.
＜굽힘 탄성률＞
본 실시형태의 전자 기기 하우징은, 굽힘 탄성률이 적어도 일 방향에 대하여 측정한 값이 20 ∼ 50 GpPa 이며, 바람직하게는, 대략 직교하는 2 방향을 포함하는 적어도 2 방향에 대하여 측정한 값이 모두 20 ∼ 50 GpPa 이다.
여기서, 소정 방향에 대한 굽힘 탄성률은, 하우징의 평면판 (11) 으로부터, 가장자리판 (12), 구멍 (13) 또는 절결 (14) 을 포함하지 않는 위치에서 선택한 150 × 150 ㎜ 의 대략 평면상의 부위를 절취하여 시험편으로 하고, 그 방향에서 지그 폭 150 ㎜ 의 지그를 갖다 대어, 3 점 굽힘 시험과 동일한 측정 방법에 의해, 표선간 거리 Z 를 100 ㎜, 시험 속도 2 ㎜/s 로 측정했을 때의 값으로 한다.
＜전자 기기 하우징의 성형 방법＞
전자 기기 하우징은 사출 성형법에 의해 성형할 수 있다.
구체적으로는, 전자 기기 하우징의 투영 면적을 사출 성형시의 금형의 게이트수로 나누어 얻어지는, 게이트 1 개당 투영 면적이 100 ㎠ 이상이 되도록 게이트수를 조정하고, 용융 상태의 상기 수지 조성물을 금형 내에 충전한다. 상기 금형은, 게이트 1 개당 투영 면적 (㎠) 과, 전자 기기 하우징의 평균 두께 (㎝) 의 비가 1000 이상 (또는, 상기 투영 면적 (㎠) 을 상기 평균 두께 (㎝) 로 나눈 크기가 1000 ㎝ 이상) 이 되는 금형을 채용한다. 그 후, 냉각시켜 고화한 후에 성형체를 꺼내면 된다.
본 실시형태의 전자 기기 하우징의 제조시에 있어서의 압출기의 온도는, 수지 조성물에 사용되는 액정 폴리에스테르의 모노머 조성에 따라 상이한데, 상기 서술한 액정 폴리에스테르의 유동 개시 온도를 FT 로 했을 때, FT ∼ FT＋120 ℃ 의 범위인 것이 바람직하고, FT ∼ FT＋80 ℃ 의 범위인 것이 보다 바람직하다. 예를 들어, FT 가 280 ℃ 의 액정 폴리에스테르이면, 압출기의 온도는 280 ∼ 400 ℃ 가 바람직하고, 280 ∼ 360 ℃ 인 것이 보다 바람직하다.
압출기의 온도가 FT 보다 높음으로써, 액정 폴리에스테르 내의 필러의 분산이 양호해진다. 또한, 압출기의 온도가 높을수록, 전자 기기 하우징의 내열성, 강도 및 강성을 향상시킬 수 있다. 한편, 압출기의 온도가 FT＋120 ℃ 이하임으로써, 열열화에 의한 역학 특성의 저하 가능성이 작고, 압출기의 온도가 FT＋80 ℃ 이하임으로써 역학 특성을 더욱 바람직하게 조정할 수 있다. 또한, 압출기의 온도는, 예를 들어 사출 성형시의 실린더 노즐의 온도에 따라 조정할 수 있다.
전자 기기 하우징의 성형시의 수지 조성물의 온도는, 수지 조성물에 사용되는 액정 폴리에스테르의 모노머 조성에 따라 상이한데, 상기 서술한 액정 폴리에스테르의 유동 개시 온도를 FT 로 했을 때, FT ∼ FT＋120 ℃ 의 범위인 것이 바람직하고, FT ∼ FT＋80 ℃ 의 범위인 것이 보다 바람직하다. 예를 들어, FT 가 280 ℃ 의 액정 폴리에스테르이면, 압출기의 온도는 280 ∼ 400 ℃ 가 바람직하고, 280 ∼ 360 ℃ 인 것이 보다 바람직하다. 또한, 수지 조성물의 온도는, 예를 들어 사출 성형시의 사출 성형기의 실린더 온도에 따라 조정할 수 있다.
전자 기기 하우징의 성형시의 수지 조성물의 온도가 FT 이상임으로써, 금형 내의 수지 조성물의 용융 수지의 유동성을 확보할 수 있어, 다른 게이트로부터 충전된 수지가 서로 부딪치는 웰드부에 있어서, 수지 조성물의 용융 수지가 부딪치는 압력이 일정 이상이 되므로, 전자 기기 하우징의 강도가 웰드부에 있어서 낮아지는 경우가 적다. 한편, 수지 조성물의 온도가 FT＋120 ℃ 이하임으로써, 성형기 실린더 내에서의 용융 수지의 체류에 의한 열열화의 가능성이 적고, 수지 조성물의 온도가 FT＋80 ℃ 이하임으로써 역학 특성을 더욱 바람직하게 조정할 수 있다.
전자 기기 하우징의 성형시의 수지 조성물의 사출률은, 200 ∼ 500 ㎤/s 인 것이 바람직하고, 300 ∼ 400 ㎤/s 인 것이 더욱 바람직하다. 구체적으로는, φ58 ㎜ 의 스크루를 사용한 경우, 전자 기기 하우징의 성형시의 수지 조성물의 사출 속도는, 80 ㎜/s 이상이 바람직하다. 상기 사출률임으로써, 웰드부에서의 수지 조성물의 용융 수지가 부딪치는 압력이 커지기 때문에, 웰드부에 있어서의 강도가 상승한다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
·액정 폴리에스테르 A1 의 제조 방법
교반 장치, 토크 미터, 질소 가스 도입관, 온도계 및 환류 냉각기를 구비한 반응기에, 6-하이드록시-2-나프토산 (1034.99 g, 5.5 몰), 2,6-나프탈렌디카르복실산 (378.33 g, 1.75 몰), 테레프탈산 (83.07 g, 0.5 몰), 하이드로퀴논 (272.52 g, 2.475 몰, 2,6-나프탈렌디카르복실산 및 테레프탈산의 합계량에 대하여 0.225 몰 과잉), 무수 아세트산 (1226.87 g, 12 몰), 및 촉매로서 1-메틸이미다졸 (0.17 g) 을 넣고, 반응기 내의 가스를 질소 가스로 치환한 후, 질소 가스 기류하, 교반하면서, 실온으로부터 145 ℃ 까지 15 분간에 걸쳐 승온시키고, 145 ℃ 에서 1 시간 환류시켰다. 얻어진 생성물로부터 부생 아세트산 및 미반응의 무수 아세트산을 증류 제거하면서, 145 ℃ 에서 310 ℃ 까지 3.5 시간에 걸쳐 승온시키고, 310 ℃ 에서 3 시간 유지한 후, 반응기의 내용물을 꺼내어, 이것을 실온까지 냉각시켰다. 얻어진 고형물을, 분쇄기로 입경 약 0.1 ∼ 1 ㎜ 로 분쇄 후, 질소 분위기하, 실온으로부터 250 ℃ 까지 1 시간에 걸쳐 승온시키고, 이어서 250 ℃ 에서 310 ℃ 까지 10 시간에 걸쳐 승온시키고, 310 ℃ 에서 5 시간 유지함으로써, 고상 중합을 실시하였다. 고상 중합 후, 냉각시켜, 분말상의 액정 폴리에스테르 A1 을 얻었다. 이 액정 폴리에스테르의 유동 개시 온도는 324 ℃ 였다.
표 3 에 나타내는 비율로, 액정 폴리에스테르 등을 스크루 직경 30 ㎜ 의 동일 방향 회전 2 축 압출기 (이케가이 철공사 제조 「PCM-30HS」) 에 공급하고, 표 3 에 나타내는 온도로 용융 혼련하여 펠릿화함으로써, 수지 1 ∼ 3 의 펠릿을 얻었다.
하기 표 3 중 각 기호는 이하의 것을 의미한다. 또, [ ] 안의 수치는 배합비 (질량부) 이다.
·A1 : 상기 액정 폴리에스테르 A1
·P1 : 우베코산 (주) 제조, UBE 나일론 66 2020B
·유리 섬유 : 오웬스 코닝 (주) 제조, CS03-JAPx-1 (수 평균 섬유 직경 10 ㎛, 수 평균 섬유 길이 3 ㎜)
·탄소 섬유 : 미츠비시 레이욘 (주) 제조, TR06UB4E (수 평균 섬유 직경 7 ㎛, 수 평균 섬유 길이 6 ㎜)
＜전자 기기 하우징의 성형＞
전자 기기 하우징의 일례로서, PC 하우징을 제조하였다.
도 2 에 나타내는 형상 및 치수의 PC 하우징 (100A) 을 성형하였다. 도 2 에 있어서, L1=340, L2=230, L4=255, L5=210, L6=140, L7=50, L8=50, L9=85, L10=165, L11=220 이다. 도 2 에 나타내는 이들 치수의 단위는 각각 ㎜ 이다.
또, 도 2 에 나타내는 형상 및 치수의 PC 하우징 (100A) 의 평균 두께의 크기 L3 (도시 생략) 은 0.13 ㎝ 이다.
성형 조건은 하기와 같다.
·성형기 : JSW450AD 스크루 직경 66 ㎜
·실린더 노즐 온도 : 수지 1 ∼ 2 350 ℃
수지 3 280 ℃
·핫런너 매니폴드 온도 : 수지 1 ∼ 2 350 ℃
수지 3 280 ℃
·금형 온도 : 60 ℃
·사출률 : 340 ㎤/s
·사용 수지 : 표 5 에 기재된 각 수지
·게이트수 : 표 5 에 기재된 각 게이트수
·게이트 직경 : 2 ㎜
도 2 에 나타내는 형상 및 치수의 PC 하우징 (100A) 을 사용하여 게이트수를 4, 3, 12 의 각 게이트수를 형성한 PC 하우징 (100B, 100C 및 100D) 을 각각 제조하였다. 성형 후의 PC 하우징 (100B, 100C 및 100D) 의 외관을 육안으로 확인하고, 발생한 웰드 라인을 세었다.
게이트수가 4 인 PC 하우징 (100B) 을 도 3a 에 나타낸다. 도 3a 에 있어서의 L12=300, L13=150, L14=20, L15=45, L16=70, L17=200 이다. 도 3a 에 나타내는 치수의 단위는 각각 ㎝ 이다. 도 3a 의 G1 ∼ G4 로 나타내는 위치가 게이트 위치이다. 도 3a 중 W 는 웰드 라인을 모식적으로 나타내고 있다. 도 3a 에 나타내는 바와 같이, 게이트수가 4 인 경우에는 웰드 라인이 4 군데 발생하였다. 도 3b 는 도 3a 의 PC 하우징 (100B) 의 게이트 위치를 사시도로 나타낸 도면이다.
게이트수가 3 인 PC 하우징 (100C) 을 도 4a 에 나타낸다. 도 4a 에 있어서의 L12=300, L18=150, L19=90, L20=45, L21=70, L22=135 이다. 도 4a 에 나타내는 치수의 단위는 각각 ㎝ 이다. 도 4a 의 G 로 나타내는 위치가 게이트 위치이다. 도 4a 중 W 는 웰드 라인을 나타내고 있다. 도 4a 에 나타내는 바와 같이, 게이트수가 3 인 경우에는 웰드 라인이 2 군데 발생하였다. 도 4b 는 도 4a 의 PC 하우징 (100C) 의 게이트 위치를 사시도로 나타낸 도면이다.
게이트수가 12 인 경우의 PC 하우징 (100D) 을 도 5a 에 나타낸다. 도 5a 에 있어서의 L22=300, L23=250, L24=150, L25=90, L26=60, L27=20, L28=45, L29=70, L30=85, L31=151, L32=190, L33=200 이다. 도 5a 에 나타내는 치수의 단위는 각각 ㎝ 이다. 도 5a 의 G 로 나타내는 위치가 게이트 위치이다. 도 5a 중 W 는 웰드 라인을 나타내고 있다. 도 5a 에 나타내는 바와 같이, 게이트수가 12 인 경우에는 웰드 라인이 14 군데 발생하였다. 도 5b 는 도 5a 의 PC 하우징 (100D) 의 게이트 위치를 사시도로 나타낸 도면이다.
도 2 에 나타내는 형상 및 치수의 PC 하우징에 있어서, 게이트수가 4, 3, 12 인 PC 하우징 (100B, 100C 및 100D) 각각에 있어서의 게이트 1 개당 투영 면적과, 게이트 1 개당 투영 면적과 PC 하우징의 평균 두께의 비는 하기 표 4 에 기재된 대로이다.
수지 1 ∼ 3 을 이용하고, 게이트수 4, 3, 12 로 각각 도 2 에 나타내는 형상 및 치수로, 100B, 100C 및 100D 에 나타내는 게이트를 갖는 PC 하우징을 성형했을 경우의 성형 결과를 표 5 에 기재한다.
상기 표 5 에 나타낸 바와 같이, 수지 1 을 사용한 경우, 게이트수가 4, 3, 12 의 어느 경우라도, PC 하우징을 성형할 수 있었다. 수지 2 를 사용한 경우, 게이트수가 3, 12 의 어느 경우라도, PC 하우징을 성형할 수 있었다.
수지 1 ∼ 2 를 사용한 실시예 1 ∼ 2 는, 수지가 충분한 유동성을 갖고 있었기 때문에, 게이트수가 3 또는 4 로 적은 경우라도, PC 하우징을 성형할 수 있었다.
한편, 수지 3 을 사용한 경우에는, 수지의 유동성이 충분하지 않았기 때문에, 게이트수가 3 또는 4 인 경우에는 PC 하우징을 성형할 수 없었다.
또한, 게이트수가 12 인 경우에는 어느 수지를 사용해도 성형은 가능하지만, 웰드 라인이 다수 생겨, 강도에 문제가 생기는 경우가 있다.
＜굽힘 탄성률의 측정＞
하기 표 6 에 나타내는 성형 조건으로 성형한, 도 6 에 나타내는 치수의 PC 하우징을 성형하였다. 그리고, 도 6 에 나타내는 치수로 시험편 A 및 시험편 B 를 절취하였다. 도 6 에 있어서 L34=330, L35=220, L37=15, L38=60, L39=210 이다. 도 6 에 나타내는 치수의 단위는 각각 ㎜ 이다.
시험편 A 에 대하여, 도 7a 에 나타내는 방향으로 지그 폭 150 ㎜ 의 지그 X 를 갖다 대어, 굽힘 시험을 실시하였다. 또, 시험편 B 에 대하여, 도 7b 에 나타내는 방향에서 지그 폭 150 ㎜ 의 지그 X 를 갖다 대어, 굽힘 시험을 실시하였다. 굽힘 시험은, 도 7a 및 도 7b 에 나타내는 지지체 Y 상에 시험편 A 또는 B 를 얹고, 표선간 거리 Z 를 100 ㎜, 시험 속도 2 ㎜/s 로 실시하였다.
이 때의, 시험편 A 및 B 의 굽힘 탄성률 (GPa) 을 표 6 에 기재한다.
상기 표 6 에 나타낸 바와 같이, 수지 1 ∼ 2 를 사용하여 성형한 실시예 3 ∼ 4 의 PC 하우징은, 시험편 A 및 B 모두, 굽힘 탄성률이 양호하였다. 이는, 실시예 3 ∼ 4 는 게이트수가 4 또는 3 으로 적은 게이트수로 성형할 수 있었기 때문에, 웰드 라인의 발생이 적고, 웰드 라인의 발생에서 기인하는 강도 저하를 억제할 수 있었기 때문으로 생각된다.
한편, 비교예 2 는, 12 의 게이트수로 성형했기 때문에, 웰드 라인이 많이 발생하여, 다수의 웰드 라인부에 의해 강도가 저하된 것으로 생각된다.
산업상 이용가능성
본 발명에 의하면, 웰드 라인의 수가 저감되고, 또한 박육이더라도 강도가 우수한 전자 기기 하우징을 제공할 수 있다.
11 평면판
12 가장자리판
13 구멍
14 절결
15 곡면 가장자리판
100 하우징
100A PC 하우징
A, B 시험편
G, G1 ∼ G7 게이트
L1 ∼ L39 크기
W 웰드 라인
X 지그
Y 지지체
Z 표선간 거리
12 가장자리판
13 구멍
14 절결
15 곡면 가장자리판
100 하우징
100A PC 하우징
A, B 시험편
G, G1 ∼ G7 게이트
L1 ∼ L39 크기
W 웰드 라인
X 지그
Y 지지체
Z 표선간 거리
Claims (3)
- 액정 폴리에스테르와 충전재를 함유하는 수지 조성물을 사출 성형한 전자 기기 하우징으로서, 상기 전자 기기 하우징의 투영 면적을, 상기 전자 기기 하우징 표면의 수지 조성물의 충전 게이트 자국의 개수로 나눈, 상기 충전 게이트 자국 1 개당 투영 면적이 100 ㎠ 이상이며,
상기 충전 게이트 자국 1 개당 투영 면적 (㎠) 을 전자 기기 하우징의 평균 두께 (㎝) 로 나눈 비가 1000 이상이며,
상기 전자 기기 하우징의 평균 두께가 0.01 ㎝ 초과 0.2 ㎝ 이하이며, 또한,
상기 액정 폴리에스테르는, 하기 일반식 (1), (2) 및 (3) 으로 나타내는 군에서 선택되는 1 개 이상의 반복 단위를 갖는, 전자 기기 하우징.
(1) -O-Ar1-CO-
(2) -CO-Ar2-CO-
(3) -X-Ar3-Y-
(식 중, Ar1 은, 페닐렌기, 나프틸렌기 또는 비페닐릴렌기이며 ; Ar2 및 Ar3 은, 각각 독립적으로 페닐렌기, 나프틸렌기, 비페닐릴렌기 또는 하기 일반식 (4) 로 나타내는 기이며 ; X 및 Y 는, 각각 독립적으로 산소 원자 또는 이미노기이며 ; 상기 Ar1, Ar2 및 Ar3 은, 상기 Ar1, Ar2 및 Ar3 중의 하나 이상의 수소 원자가 각각 독립적으로 할로겐 원자, 알킬기 또는 아릴기로 치환되어 있거나, 또는 치환되어 있지 않다.)
(4) -Ar4-Z-Ar5-
(식 중, Ar4 및 Ar5 는, 각각 독립적으로 페닐렌기 또는 나프틸렌기이며 ; Z는, 산소 원자, 황 원자, 카르보닐기, 술포닐기 또는 알킬리덴기이다.) - 제 1 항에 있어서,
상기 충전재가 유리 섬유 또는 탄소 섬유인, 전자 기기 하우징. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 액정 폴리에스테르가, 이것을 구성하는 전체 반복 단위의 합계에 대하여, 상기 일반식 (1) 로 나타내는 반복 단위를 30 몰％ 이상 80 몰％ 이하, 상기 일반식 (2) 로 나타내는 반복 단위를 10 몰％ 이상 35 몰％ 이하, 상기 일반식 (3) 으로 나타내는 반복 단위를 10 몰％ 이상 35 몰％ 이하 갖는, 전자 기기 하우징.
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