JPH0834023A

JPH0834023A - 樹脂成形品

Info

Publication number: JPH0834023A
Application number: JP19356794A
Authority: JP
Inventors: Fumio Kurihara; 文夫栗原; Yasuhito Ito; 康仁伊藤; Masaaki Motai; 政明馬渡
Original assignee: Japan Synthetic Rubber Co Ltd
Current assignee: JSR Corp
Priority date: 1994-07-25
Filing date: 1994-07-25
Publication date: 1996-02-06

Abstract

(57)【要約】【目的】極薄肉・軽量で高剛性の樹脂成形品を提供す
る。好ましくは、０．５〜０．７ｍｍ程度の肉厚の樹脂
成形品を生産性良く低コストで提供する。【構成】放射線透過性材料から成る型11,12,21,22 を
用い、型内の樹脂圧力が０．１〜１００ｋｇ／ｃｍ²と
なる注入圧力でプランジャ40により上記型内へ放射線硬
化性樹脂溶液＋長繊維を注入して、ランプ30により照射
される放射線により硬化して成る肉厚１．５ｍｍ以下の
樹脂成形品。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ノート型パソコンや移
動電話器等の携帯型機器のハウジング等に好適に用いら
れる薄肉の樹脂成形品に関する。

【０００２】

【従来の技術】

（１）ノート型パソコン等の携帯型機器のハウジング
は、薄肉・軽量で、剛性に優れていることが要求され、
従来、下記の方法で成形されている。 (a) 射出成形法溶融状態の熱可塑性樹脂（ＡＢＳ樹脂等）を金型内へ射
出した後、冷却して固化させる成形方法である。生産性
に優れているが、薄肉部では冷却が速く、型内の薄肉部
の隅々まで充填できず、このため、薄肉化に或る限界が
ある。また、薄肉成形品の剛性を確保するためにはガラ
ス繊維等を充填する場合があるが、ガラス繊維等を充填
すると流動性が低下して、薄肉部に一層入り込み難くな
る。以上の理由から、現状では、１．２ｍｍ程度の薄肉
化が限界である。 (b) ダイキャスト成形法マグネシウム合金をダイキャスト成形する方法である。
薄肉化が可能で、さらに、剛性にも優れているが、比較
的不良率が高く、また、防錆処理等が必要となるため量
産し難く、低コスト化が困難である。 (c) 圧縮成形法熱硬化性樹脂にガラス繊維等を充填して圧縮成形するこ
とで、ＦＲＰを製造する方法である。薄肉・軽量化が可
能で、剛性にも優れているが、成形サイクルが長時間
（数分）であり、さらに、表面不良の改善やバリの除去
等の後加工が必要であるため生産性が悪く、低コスト化
が困難である。

【０００３】（２）種々の光硬化性樹脂が開発されてい
る。例えば、特開昭５９−１７０１５４号公報には、光
ファイバーのコーティングに好適な放射線硬化性コーテ
ィング組成物が開示されている。また、特開平１−２０
４９１５号公報には、立体の造形に好適な光学的立体造
形用樹脂組成物が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、薄肉・軽量
で、剛性に優れ、生産性良く低コストで製造でき、そし
て、ノート型パソコン等の携帯機器のハウジング等に好
適な、肉厚１．５ｍｍ以下の成形品の提供を目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも一
面が放射線透過性材料から成る型を用い、型内の樹脂圧
力が１００ｋｇ／ｃｍ²以下になる注入圧力で、放射線
硬化性樹脂（Ａ）１００重量部に対して放射線透過性充
填剤（Ｂ）０〜１０００重量部になるように、上記型内
へ、上記（Ａ）、又は、上記（Ａ）及び上記（Ｂ）を注
入し、放射線で硬化して成る肉厚１．５ｍｍ以下の樹脂
成形品である。上記に於いて、放射線硬化性樹脂（Ａ）
は、硬化される前の成分のことを指しており、金型への
注入時、流動状或いは液状のものである。

【０００６】＊放射線硬化性樹脂（Ａ）上記（Ａ）としては、放射線照射によって硬化する樹脂
であれば特に限定されないが、例えば、ウレタンアクリ
レート系の放射線硬化性樹脂（ウレタンアクリレートオ
リゴマー＋アクリレート系モノマー＋光重合開始剤）
や、ビニルエ−テル／マレイン酸系の放射線硬化性樹脂
（適当な分子量のビニルエーテル化合物＋マレイン酸系
化合物＋光開始剤）等を用いることができる。上記のウ
レタンアクリレート系の放射線硬化性樹脂は、主にウレ
タンアクリレートオリゴマーと、アクリレート系モノマ
ー（架橋性の多官能モノマーも含む）、それに光ラジカ
ル重合開始剤からなる液体である。上記ウレタンアクリ
レートオリゴマーは、ジオール化合物（ポリテトラメチ
レングリコール等）とジイソシアネート化合物を反応さ
せて両末端がイソシアネート基になっているオリゴマー
を作り、これに水酸基を持ったアクリレート化合物を反
応させて末端がアクリレート基になった架橋性のウレタ
ンアクリレートオリゴマーを合成する。合成の順番は、
先に水酸基を持ったアクリレート化合物とジイソシアネ
ートを反応させることも可能である。一般に、繰り返し
回数は１回からせいぜい３回で、分子量は１０００〜１
００００程度である。このオリゴマーに種々のアクリレ
ート系モノマーと光重合開始剤を加えることで、ウレタ
ンアクリレート系の放射線硬化性樹脂が得られる。上記
のビニルエーテル／マレイン酸系の放射線硬化樹脂のマ
レイン酸側は、好ましくは、無水マレイン酸とジオール
の反応で合成される。このときに、ジイソシアネートを
反応させるとウレタン基を含んだマレイン酸化合物を合
成することができる。また、ジオール種の分子量をさま
ざまに変えることにより、柔らかいものから硬いものま
で調節することができる。ビニルエーテル側は一般には
２官能性のエーテルを用いられるが、２官能以上の多官
能性のビニルエーテルも使用することができる。ビニル
エーテルとマレイン酸の混合物に放射線開始剤を添加
し、ビニルエーテル／マレイン酸系の放射線硬化樹脂が
得られる。＊放射線透過性充填剤（Ｂ）上記（Ｂ）は特に限定されないが、好ましくはガラスで
ある。ここで使用されるガラスとしては、ガラス繊維、
ミルドファイバー、ガラスフレーク、ガラスビーズ、ガ
ラスバルーン、ガラスマット等がある。好ましい上記
（Ｂ）成分は、繊維状ガラスである。ガラス繊維、ミル
ドファイバー、ガラスフレーク、ガラスビーズ、ガラス
バルーンは、硬化前の硬化性樹脂の１種又は２種以上に
混合分散して型に注入し硬化させる方法が好ましく、ガ
ラスマットの場合は型の内に予め入れておき、硬化性樹
脂を注入し硬化させる方法が好ましい。また、上記
（Ｂ）成分は、目的に応じて上記の１種又は２種以上を
併用することもできる。＊（Ａ）と（Ｂ）の組成上記（Ａ）成分と上記（Ｂ）成分の組成割合は、（Ａ）
成分１００重量部に対して（Ｂ）成分０〜１０００重量
部、好ましくは０〜７００重量部、さらに好ましくは０
〜５００重量部である。（Ｂ）成分が１０００重量部を
越えると耐衝撃性強度が低下して好ましくない。上記
（Ｂ）成分を用いると、成形品の剛性、硬度、磨耗性等
を向上させることができる。このような（Ｂ）成分の添
加効果を得るための（Ｂ）成分の使用量は、（Ａ）成分
１００重量部に対して好ましくは１〜１０００重量部、
さらに好ましくは２〜７００重量部、特に好ましくは５
〜５００重量部である。なお、本樹脂成形品の硬化前に
公知の難燃剤、酸化防止剤、顔料、染料、抗菌剤、防黴
剤等を配合することもできる。

【０００７】＊成形品の肉厚本発明の成形品の肉厚は１．５ｍｍ以下、好ましくは
１．３ｍｍ以下、さらに好ましくは１．２ｍｍ以下、特
に好ましくは１．０ｍｍ以下である。一般に、従来の射
出成形法では肉厚１．５ｍｍ以下の成形品を成形するこ
とは極めて困難であった。また、得られたとしても、成
形外観性、性能が充分でなかった。本発明の成形法によ
ると、従来の射出成形法では得られなかった品質の優れ
た成形品を得ることができる。なお、肉厚が１．５ｍｍ
を越えると現在携帯型機器のハウジング等で求められて
いる薄肉化・軽量化に充分対応できない。＊成形過程まず、上記（Ａ）成分を単独で型内へ注入する。又は、
上記（Ａ）成分及び上記（Ｂ）成分を型内へ注入する。
なお、（Ａ）成分及び（Ｂ）成分から成る成形材料を型
内へ注入する方法としては、（Ａ）成分及び（Ｂ）成分
を混合した流体で注入する方法と、（Ｂ）成分を型内に
設置しておいて（Ａ）成分を注入する方法とがある。注
入すべき（Ａ）成分の粘度が高い場合や、固状である場
合等であって注入に支障がある場合は、加熱することで
粘度を下げたり、或いは、流動性の良い液状にして注入
することもできる。注入するときの樹脂圧力は、１００
ｋｇ／ｃｍ²以下、好ましくは７０ｋｇ／ｃｍ²以下、
さらに好ましくは５０ｋｇ／ｃｍ²以下、特に好ましく
は０．１〜３０ｋｇ／ｃｍ²である。なお、１００ｋｇ
／ｃｍ²を越えると、使用する型の強度が必要となるた
め好ましくない。注入が完了すると、次に、型の付近に
設けられているランプ等の放射線を、型の透過部分（放
射線透過性材料で構成された部分）を通して型内の液体
に照射する。これにより、型内の放射線硬化性樹脂が短
時間で硬化される。このため、成形サイクルが短くて足
り、生産性が良好となる。また、面照射を行うように放
射線の照射を制御することにより硬化度分布を低減でき
る。また、硬化部位を精密に制御できる。さらに、極薄
肉化できるため、収縮分布が低減され、収縮分布に起因
する歪も防止される。

【０００８】＊型と型の製造方法本発明で使用される型と製造方法の一例を、図１，図
２，図３を参照して説明する。なお、図１〜図３に限定
されるものではない。図１の（ａ）に於いて、30は放射
線を照射するランプである。このランプ30によって照射
される放射線の波長としては、Ｘ線域、紫外線域、近紫
外線域、可視光域等を用いることができる。また、電子
線を用いることもできる。何れの波長の放射線を用いる
かは、開始剤の種類等に応じて定まる。なお、可視光を
用いた場合は透過光の深度が大きくなり、肉厚依存を回
避できる。型の材料としては、少なくとも型内の液体を
照射する部分に関しては、使用される放射線に対して透
過性を有する材料（放射線透過性材料）を用いる。紫外
線域〜可視光域の波長の放射線を使用するのであれば、
図１の（ａ）のように、透明ガラス製基部11と透明ポリ
マー（例：透明樹脂，透明ゴム等）製モ−ルド部12から
成る雌型と、同様に透明ガラス製基部21と透明ポリマー
（例：透明樹脂，透明ゴム等）製モ−ルド部22から成る
雄型とから成る型を用いることができる。なお、透明ゴ
ムを用いることもできる。図１の（ａ）の型は、例え
ば、図２の（ａ）（ｂ）と図３の（ｃ）（ｄ）に示す手
順で製造することができる。即ち、まず、容器60内に未
反応の溶液状態の光硬化性樹脂55a を満たす。また、昇
降機構62により昇降される載置台61を上記容器60内の所
定の深さに浸す。この深さは、ガラス製基部11(21)を水
平に支持するための脚部55の高さに対応する。次に、レ
−ザ装置63から出力されるレ−ザ光を可動鏡64で反射し
て、容器60内の液面の所望の部位（脚部55を作製すべき
部位）を走査する。これにより、当該被走査部分の光硬
化性樹脂が硬化する。硬化後、載置台61を一層（１回の
走査で硬化される厚さ）分下降させて、同様にレ−ザ光
で走査する。この手順を繰り返すことで、上記硬化部分
が、図２の（ａ）の如く脚部55となる。脚部55の形成
後、図２の（ｂ）の如く、脚部55上に透明ガラスを載置
する。ここで、脚部55の上面は液面の硬化で形成された
ものであるため水平であり、したがって、透明ガラスも
水平となる。なお、この透明ガラスは、前記型の透明ガ
ラス製基部11(21)に相当する。透明ガラスの載置後、載
置台61を一層（１回の走査で硬化される厚さ）分下降さ
せ、ＣＡＤの一層の断面形状設計デ−タに基づいて所望
の部位をレ−ザ光で走査することにより、図３の（ｃ）
のように雄型を形成し、又は、図３の（ｄ）のように雌
型を形成する。なお、図３の（ｅ）は雌型の外観を示
し、図３の（ｆ）はこの型で成形される樹脂成形品の外
観を示す。上記の説明は本実施例用の型の製造方法の一
例を述べたものであり、他の製造方法によって本実施例
用の型を製造してもよい。例えば、成形品と同じ形状の
模型（木型等）を作製し、この模型を、エポキシ樹脂や
シリコン樹脂に転写することにより、本実施例用の型を
製造してもよい。なお、透明樹脂モールド製作に使用さ
れる光硬化性樹脂は、成形品と同じ放射線硬化性樹脂
（Ａ）であってもかまわないが、放射線を照射した場
合、透明樹脂モールド内の放射線硬化性樹脂（Ａ）が硬
化することと、透明樹脂モールドから成形品が離型する
ことが条件である。また、離型を確実なものとするため
に、透明樹脂モールド内にテフロンコーティング等の離
型処理をすることが好ましい。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明するが、本発明
はこれに限定されない。図４の（ａ）は実施例の樹脂成
形品を製造する光成形加工システムの一例の構成を示
す。本システムは、ガラス製基部11a,21a と透明樹脂製
モールド部12a,22a からなる少なくとも一対の型を低圧
の型締装置35に配置し、該型内へプランジャ型低圧注入
装置40を用いて、所望の組成割合の放射線硬化性樹脂
（Ａ）と放射線透過性充填剤（Ｂ）を低圧で充填した
後、放射線照射装置30a の放射線によって上記放射線硬
化性樹脂（Ａ）と放射線透過性充填剤（Ｂ）の混合樹脂
を硬化させる、樹脂成形品製作装置である。

【００１０】＊放射線硬化性樹脂（Ａ）本実施例では、放射線硬化性樹脂（Ａ）として、ウレタ
ン−アクリレート系紫外線硬化性樹脂（「デソライトＳ
ＣＲ−３５０」（日本合成ゴム株式会社の登録商標））
を使用した。このウレタン−アクリレート系紫外線硬化
性樹脂は、放射線照射装置30a の波長領域に反応して硬
化するものである。なお、放射線硬化性樹脂（Ａ）は上
記樹脂に限定されるものではなく、前記記載に於いて放
射線硬化性樹脂（Ａ）として例示されているものであれ
ば用いることができる。＊放射線透過性充填剤（Ｂ）本実施例では、放射線透過性充填剤（Ｂ）として、直径
１３μｍ、平均長さ７０μｍのガラスのミルドファイバ
ー（日本硝子繊維株式会社製）を使用した。このミルド
ファイバーは、放射線照射装置30a の放射線波長領域に
対して透過性を有する充填剤である。なお、放射線透過
性充填剤（Ｂ）は上記充填剤に限定されるものではな
く、前記記載に於いて放射線透過性充填剤（Ｂ）として
例示されているものであれば用いることができる。例え
ば、放射線照射装置30a の放射線波長領域が、紫外線域
や可視光域であれば、紫外線域や可視光域で透過性を有
するガラス繊維を用いることができる。＊（Ａ）と（Ｂ）の組成樹脂成形品500 の材料となる混合樹脂は、上記放射線硬
化性樹脂（Ａ）と、上記放射線透過性充填剤（Ｂ）を所
望量混合して成る。本実施例では、放射線硬化性樹脂
（Ａ）／放射線透過性充填剤（Ｂ）＝７０／３０と、放
射線硬化性樹脂（Ａ）／放射線透過性充填剤（Ｂ）＝５
０／５０と、の混合樹脂を使用した。つまり、「ガラス
のミルドファイバー」が、３０重量％の混合樹脂と、５
０重量％の混合樹脂とを各々使用した。

【００１１】＊透明樹脂型図２の（ａ）（ｂ）と図３の（ｃ）（ｄ）に示す手順で
図４の雌型と雄型を製作した。雌型のモールド部12a 及
び雄型のモールド部22a の材料として放射線硬化性樹脂
（Ａ）であるウレタン−アクリレート系感光性樹脂を用
い、製造装置としてはソリッドクリエーターＪＳＣ２０
００（株式会社ソニー製）を用いた。なお、雌型−雄型
の型内で硬化される樹脂成形品500 が、硬化後、型内か
ら分離できることが条件となるため、雌型−雄型の各型
面に表面処理を行うことが好ましい。また、雌型及び雄
型を、透明アクリル樹脂や透明シリコンゴム等で製作し
てもよい。要は、少なくとも雌型−雄型内の放射線硬化
性樹脂（Ａ）を放射線で照射する部分に関しては、当該
放射線に対して透過性を有する材料を用いて構成する。
本例では紫外線領域の波長を使用するため上記の材料を
使用し、また、基部11,21 として透明ガラスを用いてい
る。なお、雌型−雄型の型内で硬化される樹脂成形品の
厚さを０．５ｍｍとした。

【００１２】＊樹脂成形品の製造（１）充填プランジャ型低圧注入装置40に、前記デソライトＳＣＲ
−３５０と前記ミルドファイバーの混合樹脂（前述のよ
うに３０重量％と５０重量％の２種類ある）を入れる。
なお、前記デソライトＳＣＲ−３５０は、熱可塑性樹脂
とは異なり、注入時に固化層の形成や粘度の増大が無い
ため、高圧・高速充填の必要が無く、低圧で充填するこ
とができる。充填の際に、混合樹脂に気泡が混入するた
め、エアー除去手段、例えば、真空脱泡機23a により気
泡を排出する。（２）放射線照射本実施例では、前記デソライトＳＣＲ−３５０を硬化さ
せるのに適した紫外線を照射する装置として、超高圧水
銀ランプ30a(株式会社オーク製作所製；片側１基＝１ｋ
Ｗ）を使用した。なお、前記放射線硬化性樹脂（Ａ）と
放射線透過性充填剤（Ｂ）の混合物を硬化させ得る放射
線を照射できるランプであればよい。前記の混合樹脂の
注入後、超高圧水銀ランプ30a によって雌型と雄型の両
面側から各々紫外線（主として３００〜４５０ｎｍの範
囲の波長）を１０秒間照射して前記の混合樹脂を硬化さ
せた。雌型と雄型の両面側から照射した理由は、硬化後
の樹脂成形品500 の強度を均一化するためである。（３）離型紫外線の照射による硬化後、雌型−雄型を開いて、硬化
した樹脂成形品500 を離型する。この時、樹脂成形品50
0 に加わった熱は超高圧水銀ランプ30a の熱源のみであ
るため、冷却することなく樹脂成形品500 を取り出すこ
とができる。この離型を確実なものとするために、雌型
のモールド部12a −雄型のモールド部22a の各型面に
は、テフロンコーティングが施されている。（４）樹脂成形品完成した樹脂成形品500 は、図４の（ｂ）の形状を成す
薄板形状（厚さ０．５ｍｍ）であり、射出成形品のよう
な反り、ひけ、変形は無かった。また、熱可塑性樹脂の
場合には、放射線透過性充填剤を混入すると粘度が高く
なり、流動抵抗が増すことから、射出成形では成形品の
厚さに限界があったが、本樹脂成形品500 では、放射線
硬化性樹脂の粘度が低く、溶解する必要が無いため、樹
脂が細部まで行き渡らないショートショットは無く、良
好な成形品を得られた。

【００１３】

【発明の効果】本発明では、溶液状態の放射線硬化性樹
脂（＋長繊維）の型内への充填が、固化層の成長や粘度
の上昇無く行われるため、上記溶液を型内の薄肉部の隅
々まで充填できる。このため、極薄肉の成形品を製造で
きる。また、上記充填を低圧で行い得るため、剪断応力
の残留や、長繊維の破断が防止される。このため、成形
品の反りや変形を著しく低減できるとともに、高剛性を
得られる。また、放射線を用いて硬化させるため、反応
が速やかで生産性が良好である。また、上記充填を低圧
で行い得るため、型の強度も小さくて足り、装置も小型
化できる。したがって、装置を全体的に低価格で構成で
きる。さらに、装置の製造も容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明品を製造する型の断面を示す模式図
（ａ）と、要部拡大図（ｂ）。

【図２】本発明品を製造する型の製造工程を示す模式
図。

【図３】本発明品を製造する型の製造工程の続きと、製
造された型と、型で製造される本発明品の一例を示す模
式図。

【図４】実施例品を製造する型の断面を示す模式図
（ａ）と、該型で製造される実施例品の外観を示す模式
図。

【符号の説明】

１１，１１ａ，２１，２１ａガラス製基部１２，１２ａ，２２，２２ａ樹脂製モ−ルド部３０，３０ａランプ３５低圧型締装置４０プランジャ型低圧注入装置５０，５００樹脂成形品

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一面が放射線透過性材料から
成る型を用い、型内の樹脂圧力が１００ｋｇ／ｃｍ²以
下になる注入圧力で、放射線硬化性樹脂（Ａ）１００重
量部に対して放射線透過性充填剤（Ｂ）０〜１０００重
量部になるように、上記型内へ、上記（Ａ）、又は、上
記（Ａ）及び上記（Ｂ）を注入し、放射線で硬化して成
る肉厚１．５ｍｍ以下の樹脂成形品。