JP2008189767A - 樹脂成形体、筐体及び樹脂成形体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 2種以上の樹脂を含み、機械的特性に優れる樹脂成形体を提供すること。
【解決手段】 樹脂成形体は、2種以上の樹脂を含んでなり、成形時の樹脂の流動方向におけるシャルピー衝撃強度をSMD、及び、成形時の樹脂の流動方向を横断する方向におけるシャルピー衝撃強度をSTDとするときに、SMD/STDが3.5以上5.0以下の範囲にあることを特徴とする。
【選択図】 なし
【解決手段】 樹脂成形体は、2種以上の樹脂を含んでなり、成形時の樹脂の流動方向におけるシャルピー衝撃強度をSMD、及び、成形時の樹脂の流動方向を横断する方向におけるシャルピー衝撃強度をSTDとするときに、SMD/STDが3.5以上5.0以下の範囲にあることを特徴とする。
【選択図】 なし
Description
本発明は、樹脂成形体、筐体及び樹脂成形体の製造方法に関する。
事務機器分野、電気・電子機器分野、自動車分野などの分野では、樹脂成形体が広く使用されている。特に近年は、ポリカーボネート系樹脂(以下、「PC系樹脂」という場合もある)に、ポリスチレン系樹脂(以下、「PS系樹脂」という場合もある)やアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン系樹脂(以下、「ABS系樹脂」という場合もある)などのスチレン系樹脂を配合した樹脂組成物からなる樹脂成形体が、事務機器、電子電気機器の筐体などの部品に多く使用されるようになっている。特に、事務機器の筐体などに使用される樹脂成形体は、高度な機械的特性が要求されている。
一方、資源の再利用、環境保護の観点から、特にコンピューター、プリンタ、複写機などの事務機器の分野では、市場から回収された製品を再利用するリサイクルへの要請が一層高まっている。
これまでにも、市場で使用された材料(以下、「リサイクル材」という場合もある)の含有比率を高めるべく、リサイクル材を使用した際の機械的強度の低下を抑制する技術について検討がなされている。具体的には、特定のコンパウンド工程や特定の相溶化剤の使用などの方法が検討されている(例えば、特許文献1〜3を参照。)。
本発明は、2種以上の樹脂を含み、この樹脂としてリサイクル材を含む場合であっても、機械的特性に優れる樹脂成形体を提供することを目的とする。また、本発明は、係る樹脂成形体の製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、2種以上の樹脂を含んでなり、成形時の樹脂の流動方向におけるシャルピー衝撃強度をSMD、及び、成形時の樹脂の流動方向を横断する方向におけるシャルピー衝撃強度をSTDとするときに、SMD/STDが3.5以上5.0以下の範囲にある樹脂成形体を提供する。
また、請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、ポリカーボネート系樹脂とアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン系樹脂とのアロイ樹脂、及び、ポリカーボネート系樹脂とスチレン系樹脂とのアロイ樹脂、のうちから選択される1種以上の樹脂を含む樹脂成形体を提供する。
また、請求項4に記載の発明は、成形時の樹脂の流動方向におけるシャルピー衝撃強度が、成形時の樹脂の流動方向を横断する方向におけるシャルピー衝撃強度の1.5倍以上8.0倍以下となる第1の樹脂組成物と、第1の樹脂組成物とは異なる樹脂組成物1種以上と、を含み、第1の樹脂組成物の含有量が50質量%以上95質量%以下である混合物を成形することを特徴とする樹脂成形体の製造方法を提供する。
また、請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の発明において、第1の樹脂組成物が、ポリカーボネート系樹脂及びアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン系樹脂を含むことを特徴とする樹脂成形体の製造方法を提供する。
また、請求項6に記載の発明は、請求項4又は5に記載の発明において、第1の樹脂組成物が、下記化学式(1)で表わされるp−クミルフェノキシ基を有するポリカーボネート系樹脂を含み、当該ポリカーボネート系樹脂の含有量が、樹脂成形体全量に対して10質量%以上90質量%以下となるものであることを特徴とする樹脂成形体の製造方法を提供する。
また、請求項7に記載の発明は、請求項4〜6のいずれか一項に記載の発明において、上記混合物を、直接成形法により成形することを特徴とする樹脂成形体の製造方法を提供する。
また、請求項8に記載の本発明は、請求項1〜3のいずれかに記載の樹脂成形体が一部又は全部に用いられたことを特徴とする筐体を提供する。
請求項1に記載の発明は、複数の樹脂を含み、SMD/STDが3.5以上5.0以下の範囲内にあることを満たさない場合に比べて、機械的特性が優れているという効果を有する。また、請求項1に記載の発明は、樹脂としてリサイクル材を含む場合であっても機械的特性が優れているという効果を有する。これにより、リサイクル材の利用率の向上を図ることが容易となる。
また、請求項2に記載の発明は、ポリカーボネート系樹脂を含む場合に、シャルピー衝撃強度及び引張特性が高水準で両立するという効果を有する。このような樹脂成形体は、高度な機械的特性が要求される事務機器、電子電気機器の部品として好適である。また、請求項2に記載の発明は、樹脂としてリサイクル材を含む場合であっても上記の効果を有する。これにより、特に事務機器の分野におけるリサイクル材の利用率の向上を図ることが容易となる。
また、請求項3に記載の発明は、PC系樹脂/ABS系樹脂のアロイ樹脂及び/又はPC系樹脂/PS系樹脂のアロイ樹脂を含む場合に、シャルピー衝撃強度及び引張特性が高水準で両立するという効果を有する。このような樹脂成形体は、高度な機械的特性が要求される事務機器、電子電気機器の部品として好適である。
また、請求項4に記載の発明は、複数の樹脂組成物を用いる場合に、優れた機械的特性が得られるという効果を有する。また、請求項4に記載の発明は、引張特性を損なうことなく、第1の樹脂組成物に対して同等或いはより高いシャルピー衝撃強度が達成されるという効果を有する。また、請求項4に記載の発明は、樹脂組成物としてリサイクル材を用いる場合であっても、優れた機械的特性が得られるという効果を有する。これにより、特に事務機器の分野におけるリサイクル材の利用率の向上を図ることが容易となる。
また、請求項5に記載の発明は、PC系樹脂及びABS系樹脂を用いる場合に、優れた機械的特性が得られるという効果を有する。これにより、高度な機械的特性が要求される事務機器、電子電気機器の部品として好適な樹脂成形体を得ることが容易となる。また、請求項5に記載の発明は、樹脂組成物としてリサイクル材を用いる場合であっても、樹脂成形体のシャルピー衝撃強度及び引張特性を高水準で両立させる効果を有する。これにより、樹脂成形体にリサイクル材を従来よりも高い比率で含有させることができ、特に事務機器の分野におけるリサイクル材の利用率の向上を図ることが容易となる。
また、請求項6に記載の発明は、本構成を有していない場合に比べて、シャルピー衝撃強度及び引張特性を高水準で両立させることが容易となる効果を有する。これにより、高度な機械的特性が要求される事務機器、電子電気機器の部品として好適な樹脂成形体を得ることが更に容易となる。また、請求項6に記載の発明は、樹脂組成物としてリサイクル材を用いる場合であっても、上記の効果を有する。これにより、特に事務機器の分野におけるリサイクル材の利用率の向上を図ることが更に容易となる。
また、請求項7に記載の発明は、熱履歴を複数回経る製造方法に比べて、より高水準の機械的強度(特には、シャルピー衝撃強度)が達成されるという効果を有する。なお、請求項7に記載の発明が上記効果を有することは、樹脂成形体の機械的強度を高めるためには樹脂組成物同士の相溶性を考慮して溶融混合を行うことが一般的であることを鑑みれば、予想外の効果であるといえる。また、請求項7に記載の発明は、相溶化剤の添加や樹脂組成物同士の混練工程を省くことができるので、作業性、生産性、コストの点においても有利である。
また、請求項8に記載の発明は、筐体がリサイクル材を含む場合であっても、機械的強度に優れるという効果を有する。これにより、リサイクル材の利用率の向上を図ることが更に容易となる。
以下、本発明の樹脂成形体、樹脂成形体の製造方法及び筐体の好適な実施形態を説明する。
<樹脂成形体>
本実施形態の樹脂成形体は、2種以上の樹脂を含んでなり、成形時の樹脂の流動方向(以下、「MD方向」という場合もある。)におけるシャルピー衝撃強度をSMD、及び、成形時の樹脂の流動方向を横断する方向(以下、「TD方向」という場合もある。)におけるシャルピー衝撃強度をSTDとするときに、SMD/STDが3.5以上5.0以下の範囲にあるものである。
本実施形態の樹脂成形体は、2種以上の樹脂を含んでなり、成形時の樹脂の流動方向(以下、「MD方向」という場合もある。)におけるシャルピー衝撃強度をSMD、及び、成形時の樹脂の流動方向を横断する方向(以下、「TD方向」という場合もある。)におけるシャルピー衝撃強度をSTDとするときに、SMD/STDが3.5以上5.0以下の範囲にあるものである。
ここで、「成形時の樹脂の流動方向におけるシャルピー衝撃強度(SMD)」とは、成形時の樹脂の流動方向について引かれる全ての接線の方向が、ISO多目的試験片の長手方向に対して45°以内の角度差となるように、樹脂成形体から作製された試験片を測定して得られるシャルピー衝撃強度を意味する。また、「成形時の樹脂の流動方向を横断する方向におけるシャルピー衝撃強度(STD)」とは、成形時の樹脂の流動方向について引かれる全ての接線の方向が、ISO多目的試験片の短手方向に対して45°以内の角度差となるように、樹脂成形体から作製された試験片を測定して得られるシャルピー衝撃強度を意味する。
また、本明細書においてシャルピー衝撃強度は、JIS K7111に準拠し、衝撃試験機を用いて、持上げ角度150度、使用ハンマー2.0J、測定数n=10の条件で測定される値を意味する。
SMD/STDが3.5よりも小さいと異方性が小さく、含有される各樹脂の機械的強度の維持効果或いは向上効果が十分に得られない。一方、SMD/STDが5.0よりも大きいと、シャルピー衝撃強度が高い樹脂材料でも60〜70kJ/m2程度であるため、TD方向のシャルピー衝撃強度が十分に得られず、樹脂成形体の機械的強度が不十分となる。本実施形態の樹脂成形体においては、TD方向におけるシャルピー衝撃強度が7kJ/m2以上であることが好ましく、10kJ/m2以上であることがより好ましい。
本実施形態の樹脂成形体においては、2種以上の樹脂として、以下の(A)群から選択される1種以上の樹脂と、(B)群から選択される1種以上の樹脂とが含まれていることが好ましい。
(A)群
ポリカーボネート系樹脂、ポリカーボネート系樹脂及びアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン系樹脂のアロイ樹脂(以下、「PC/ABSアロイ樹脂」と略称する)、並びに、少なくとも一部にシロキサン結合を有するポリカーボネート系樹脂及びそのアロイ樹脂。
ポリカーボネート系樹脂、ポリカーボネート系樹脂及びアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン系樹脂のアロイ樹脂(以下、「PC/ABSアロイ樹脂」と略称する)、並びに、少なくとも一部にシロキサン結合を有するポリカーボネート系樹脂及びそのアロイ樹脂。
(B)群
(A)群のものとは異なるPC/ABSアロイ樹脂、ポリカーボネート系樹脂及びスチレン系樹脂のアロイ樹脂(以下、「PC/PSアロイ樹脂」と略称する)、ポリカーボネート系樹脂のリサイクル材、PC/ABSアロイ樹脂のリサイクル材、PC/PSアロイ樹脂のリサイクル材、少なくとも一部にシロキサン結合を有するポリカーボネート系樹脂のリサイクル、及び、少なくとも一部にシロキサン結合を有するポリカーボネート系樹脂のアロイ樹脂のリサイクル材。
(A)群のものとは異なるPC/ABSアロイ樹脂、ポリカーボネート系樹脂及びスチレン系樹脂のアロイ樹脂(以下、「PC/PSアロイ樹脂」と略称する)、ポリカーボネート系樹脂のリサイクル材、PC/ABSアロイ樹脂のリサイクル材、PC/PSアロイ樹脂のリサイクル材、少なくとも一部にシロキサン結合を有するポリカーボネート系樹脂のリサイクル、及び、少なくとも一部にシロキサン結合を有するポリカーボネート系樹脂のアロイ樹脂のリサイクル材。
上記ポリカーボネート系樹脂としては、例えば、「ユーロピン FPR3000」(商品名、三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製)が挙げられる。
上記PC/ABSアロイ樹脂としては、例えば、マルチロンTN7300」(商品名、帝人化成(株)製)が挙げられる。
上記PC/PSアロイ樹脂としては、例えば、「PC/PSアロイ樹脂 タフロンNN2710AS」(商品名、出光興産(株)製)が挙げられる。
更に、本実施形態の樹脂成形体に含まれる樹脂(A)と樹脂(B)とは非相溶であることが好ましい。具体的には、樹脂(A)のポリカーボネート系樹脂と、樹脂(B)のスチレン系樹脂を含有するアロイ樹脂との組み合わせが好ましい。なお、樹脂成形体に含まれる樹脂同士が非相溶であるか否かは、例えば、破断面の観察で確認することができる。
本実施形態の樹脂成形体においては、下記化学式(1)で表されるp−クミルフェノキシ基を有するポリカーボネート系樹脂が含まれることが好ましい。
なお、化学式(1)で表されるp−クミルフェノキシ基は、ポリカーボネート系樹脂の分子鎖の両端部の少なくとも一方に存在していても、分子鎖の側鎖に存在していてもよい。
なお、化学式(1)で表されるp−クミルフェノキシ基は、ポリカーボネート系樹脂の分子鎖の両端部の少なくとも一方に存在していても、分子鎖の側鎖に存在していてもよい。
このようなポリカーボネート系樹脂は、例えば、芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとを、p−クミルフェノキシ基を導入し得る化合物を含む末端封止剤の存在下で溶融重縮合させることにより製造することができる。p−クミルフェノキシ基を導入し得る化合物としては、例えば、p−クミルフェノール、p−クミルフェニルフェニルカーボネート及びp−クミルフェニルカーボネートなどが挙げられる。
また、上記化学式(1)で表されるp−クミルフェノキシ基を有するポリカーボネート系樹脂は、例えば、「LEXAN221R」(商品名、日本ジーイープラスチックス社製)として商業的に入手可能である。
上記のポリカーボネート系樹脂の含有量は、機械的強度の確保及びリサイクル材の有効利用の観点から、樹脂成形体全量に対して10質量%以上90質量%以下であることが好ましく、15質量%以上86質量%以下であることがより好ましく、20質量%以上80質量%以下であることがさらにより好ましい。
また、上記化学式(1)で表されるp−クミルフェノキシ基を有するポリカーボネート系樹脂は他の樹脂とのアロイ樹脂として含まれるものであってもよい。他の樹脂としては、流動性、成形加工性の点から、ABS系樹脂が好ましい。
また、本実施形態の樹脂成形体においては、成形時の樹脂の流動方向におけるシャルピー衝撃強度が、成形時の樹脂の流動方向を横断する方向におけるシャルピー衝撃強度の0.9倍以上3.4倍以下となるポリカーボネート系樹脂が含まれることが好ましい。
このようなポリカーボネート系樹脂は、例えば、芳香族ジヒドロキシ化合物と炭酸ジエステルとを、p−クミルフェノキシ基を導入し得る化合物を含む末端封止剤の存在下で溶融重縮合させることにより製造することができる。p−クミルフェノキシ基を導入し得る化合物としては、例えば、p−クミルフェノール、p−クミルフェニルフェニルカーボネート及びp−クミルフェニルカーボネートなどが挙げられる。また、商業的に入手可能なものとしては、例えば、「LEXAN221R」(商品名、日本ジーイープラスチックス社製)が挙げられる。
上記のポリカーボネート系樹脂の含有量は、機械的強度の確保及びリサイクル材の有効利用の観点から、樹脂成形体全量に対して10質量%以上90質量%以下であることが好ましく、15質量%以上86質量%以下であることがより好ましく、20質量%以上80質量%以下であることがさらにより好ましい。
本実施形態の樹脂成形体は、シャルピー衝撃強度の点で、(B)群から選択される1種以上の樹脂として、ポリカーボネート系樹脂とアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン系樹脂とのアロイ樹脂、及び、ポリカーボネート系樹脂とスチレン系樹脂とのアロイ樹脂、のうちから選択される1種以上の樹脂を含むことが好ましい。
本実施形態の樹脂成形体においては、機械的強度の確保及びリサイクル材の有効利用の観点から、リサイクル材が樹脂成形体全量に対して5質量%以上20質量%以下含まれていることが好ましく、10質量%以上15質量%以下含まれていることがより好ましい。
リサイクル材としては、上記のポリカーボネート系樹脂のリサイクル材、PC/ABSアロイ樹脂のリサイクル材、PC/PSアロイ樹脂のリサイクル材などが好ましい。
本実施形態の樹脂成形体においては、複写機の外装カバーなど、事務所等で人の目に触れることが多い製品に使用されることを考慮して、成形体表面の光沢度が50以上100以下であることが好ましい。光沢度は、例えば、ハンディータイプ光沢計「グロスチェッカ IG−331」(つやげん(株)製)を使用して測定することができる。このような美観に優れる樹脂成形体は、例えば、後述する直接成形法を用いた本発明に係る樹脂成形体の製造方法により得ることができる。
本実施形態の樹脂成形体は、例えば、射出成形、射出圧縮成形、押出成形などの公知の成形方法により得られる。
本実施形態の樹脂成形体は、難燃剤が含まれていることが好ましい。難燃剤としては、例えば、臭素や塩素等のハロゲン系難燃剤、ポリリン酸メラミン、縮合リン酸エステル、ポリリン酸アンモニウムなどのリン系難燃剤、シリコーン系難燃剤、金属水酸化物等が挙げられる。燃焼させた際に発生するダイオキシンの懸念から、上記のうち、ハロゲン系難燃剤以外の難燃剤が好ましい。
本実施形態の樹脂成形体において、難燃剤の含有量は、樹脂成形体全量を100質量部とすると、0.1質量部以上200質量部以下であることが好ましく、0.1質量部以上50質量部以下であることがより好ましい。難燃剤の含有量が0.1質量部未満であると、難燃性が十分に得られにくくなる傾向があり、200質量部を越えると、成形体の機械的強度が低下する傾向がある。
本実施形態の樹脂成形体は、上述した各成分以外に更に他の添加剤を含有していてもよい。かかる添加剤としては、例えば、ドリップ防止剤、相溶化剤、強化剤、帯電防止剤、酸化防止剤、耐候剤、耐加水分解防止剤等が挙げられる。これらの添加剤の含有量は、成形体の機械的強度を損なわない範囲であれば特に制限されないが、樹脂成形体全量を基準としてそれぞれ2質量%以下であることが好ましい。
本実施形態の樹脂成形体の用途は特に制限されないが、具体例として、例えば、電子電気機器や事務機器などの筐体又はそれらの各種部品、オーディオ機器や電子楽器などの家庭電器製品、及び、各種の車両部品などが挙げられる。これらのうち、電子電気機器や事務機器などの筐体が好ましい。
<樹脂成形体の製造方法>
次に、本発明の樹脂成形体の製造方法の好適な実施形態を説明する。
次に、本発明の樹脂成形体の製造方法の好適な実施形態を説明する。
本実施形態の樹脂成形体の製造方法は、成形時の樹脂の流動方向に平行な方向におけるシャルピー衝撃強度が、成形時の樹脂の流動方向を横断する方向におけるシャルピー衝撃強度の1.5倍以上8.0倍以下となる第1の樹脂組成物と、第1の樹脂組成物とは異なる樹脂組成物1種以上と、を含み、第1の樹脂組成物の含有量が50質量%以上95質量%以下である混合物を成形することを特徴とする。
そして、上記の方法により、2種以上の樹脂を含んでなり、成形時の樹脂の流動方向におけるシャルピー衝撃強度をSMD、及び、成形時の樹脂の流動方向を横断する方向におけるシャルピー衝撃強度をSTDとするときに、SMD/STDが3.5以上5.0以下の範囲にある樹脂成形体を得る。
第1の樹脂組成物としては、かかる樹脂組成物を成形したときに、MD方向におけるシャルピー衝撃強度が、TD方向におけるシャルピー衝撃強度の1.5倍以上8.0倍以下となるものであればよく、好ましくは3.0倍以上5.5倍以下のものである。
本実施形態においては、第1の樹脂組成物が、ポリカーボネート系樹脂及びアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン系樹脂を含むことが好ましい。ポリカーボネート系樹脂及びアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン系樹脂としては、上述したものが挙げられる。
第1の樹脂組成物は、上記化学式(1)で表わされるp−クミルフェノキシ基を有するポリカーボネート系樹脂を含み、当該ポリカーボネート系樹脂の含有量が、樹脂成形体全量に対して10質量%以上90質量%以下となるものであることが好ましい。また、上記のポリカーボネート系樹脂の含有量は、機械的強度の確保及びリサイクル材の有効利用の観点から、樹脂成形体全量に対して15質量%以上86質量%以下となるように設定することがより好ましく、20質量%以上80質量%以下となるように設定することがさらにより好ましい。
第1の樹脂組成物には、難燃剤、ドリップ防止剤、相溶化剤、強化剤、帯電防止剤、酸化防止剤、耐候剤、耐加水分解防止剤等の添加剤を含有させることができる。これらの配合量は、第1の樹脂組成物とは異なる樹脂組成物に含まれる添加剤の量を考慮し、樹脂成形体において所定量となるよう適宜設定される。
第1の樹脂組成物は、粒子化された形態(ペレット)で、第1の樹脂組成物とは異なる樹脂組成物と混合されることが好ましい。
第1の樹脂組成物とは異なる樹脂組成物としては、上述した(B)群の樹脂の1種以上を含むものが挙げられる。
本実施形態においては、機械的強度の確保及びリサイクル材の有効利用の観点から、第1の樹脂組成物とは異なる樹脂組成物が、上述した、ポリカーボネート系樹脂のリサイクル材、PC/ABSアロイ樹脂のリサイクル材、又はPC/PSアロイ樹脂のリサイクル材を含むことが好ましい。また、第1の樹脂組成物とは異なる樹脂組成物が、本発明の樹脂成形体のリサイクル材を含んでいてもよい。
第1の樹脂組成物とは異なる樹脂組成物におけるリサイクル材の含有量は、樹脂成形体全量に対して5質量%以上15質量%以下となるように設定されることが好ましく、10質量%以上15質量%以下となるように設定されることがより好ましい。
また、第1の樹脂組成物とは異なる樹脂組成物が、2種以上の樹脂を含有してもよい。例えば、サンドイッチ成形により得られ、スキン材とコア材とが混ざった部材を、粉砕して得られるリサイクル材を含有させることができる。
また、本実施形態においては、第1の樹脂組成物と、第1の樹脂組成物とは異なる樹脂組成物2種以上とを混合してもよい。
また、本実施形態においては、第1の樹脂組成物を成形したときのTD方向におけるシャルピー衝撃強度S1TDに対するMD方向におけるシャルピー衝撃強度S1MDの比S1MD/S1TDと、第1の樹脂組成物とは異なる樹脂組成物を成形したときのTD方向におけるシャルピー衝撃強度S2TDに対するMD方向におけるシャルピー衝撃強度S2MDの比S2MD/S2TDとが、以下の関係を満たしていることが好ましい。
0.2≦[(S1MD/S1TD)/(S2MD/S2TD)]≦8
0.2≦[(S1MD/S1TD)/(S2MD/S2TD)]≦8
[(S1MD/S1TD)/(S2MD/S2TD)]が8より大きいと、得られる樹脂成形体のSMD/STDが5.0を超えやすくなる傾向にあり、シャルピー衝撃強度が低下する傾向にある。[(S1MD/S1TD)/(S2MD/S2TD)]が0.2より小さいと、第1の樹脂組成物のシャルピー衝撃強度を維持する或いは向上させる効果が得られるにくくなる。
上記混合物を得る場合、第1の樹脂組成物と、第1の樹脂組成物とは異なる樹脂組成物と、必要に応じて添加物とを加熱して溶融混合することにより粒状に成形してもよいが、本実施形態においては、このような成形をせずに、非加熱で各成分を混合することが好ましい。この場合、樹脂成形体の機械的特性(シャルピー衝撃強度及び引張特性)を更に向上させることができる。
また、上記混合物を成形する方法としては、例えば、射出成形、射出圧縮成形、押出成形などの公知の成形方法を用いることができる。
本実施形態においては、第1の樹脂組成物がポリカーボネート系樹脂を含む場合、成形温度を235℃以上245℃以下とすることが好ましい。成形温度が235℃未満であると、樹脂組成物の溶融が不十分となる傾向にあり、245℃を超えると熱劣化によりシャルピー衝撃強度が低下する傾向にある。
本実施形態においては、上述したように、上記混合物を直接成形法により成形することが好ましい。より具体的には、上記第1の樹脂組成物と、第1の樹脂組成物とは異なる樹脂組成物と、必要に応じて添加物とを射出成形機に入れ、混合及び樹脂成形体の成形を連続して行う方法を用いることが好ましい。すなわち、各樹脂組成物同士を加熱し溶融混合して一旦ペレット化することなく、直接成形することが、得られる樹脂成形体の機械的特性、作業性、消費電力及び製造効率の観点から好ましい。
本実施形態の樹脂成形体の製造方法によれば、複数の樹脂組成物から機械的特性に優れた樹脂成形体を製造することができる。
また、本実施形態の樹脂成形体の製造方法は、第1の樹脂組成物のシャルピー衝撃強度を、引張特性を損なうことなく向上させる方法として利用することができる。
また、本実施形態の樹脂成形体の製造方法は、第1の樹脂組成物とは異なる樹脂組成物としてリサイクル材を用いても機械的特性に優れた樹脂成形体を製造することができることから、使用済み樹脂の再資源化方法或いは樹脂成形体のリサイクル方法として利用することができる。この場合、上記第1の樹脂組成物は、使用済み樹脂の再資源化材として機能する。
<筐体>
図1は、本発明の樹脂成形体の一実施形態に係る筐体及び事務機器部品を備える画像形成装置を、前側から見た外観斜視図である。図1の画像形成装置100は、本体装置110の前面にフロントカバー120a,120bを備えている。これらのフロントカバー120a,120bは、操作者が装置内を操作できるよう開閉可能となっている。これにより、操作者は、トナーが消耗したときにトナーを補充したり、消耗したプロセスカートリッジを交換したり、装置内で紙詰まりが発生したときに詰まった用紙を取り除いたりすることができる。図1には、フロントカバー120a,120bが開かれた状態の装置が示されている。
図1は、本発明の樹脂成形体の一実施形態に係る筐体及び事務機器部品を備える画像形成装置を、前側から見た外観斜視図である。図1の画像形成装置100は、本体装置110の前面にフロントカバー120a,120bを備えている。これらのフロントカバー120a,120bは、操作者が装置内を操作できるよう開閉可能となっている。これにより、操作者は、トナーが消耗したときにトナーを補充したり、消耗したプロセスカートリッジを交換したり、装置内で紙詰まりが発生したときに詰まった用紙を取り除いたりすることができる。図1には、フロントカバー120a,120bが開かれた状態の装置が示されている。
本体装置110の上面には、用紙サイズや部数等の画像形成に関わる諸条件が操作者からの操作によって入力される操作パネル130、及び、読み取られる原稿が配置されるコピーガラス132が設けられている。また、本体装置110は、その上部に、コピーガラス132上に原稿を自動的に搬送することができる自動原稿搬送装置134を備えている。更に、本体装置110は、コピーガラス132上に配置された原稿画像を走査して、その原稿画像を表わす画像データを得る画像読取装置を備えている。この画像読取装置によって得られた画像データは、制御部を介して画像形成ユニットに送られる。なお、画像読取装置及び制御部は、本体装置110の一部を構成する筐体150の内部に収容されている。また、画像形成ユニットは、着脱可能なプロセスカートリッジ142として筐体150に備えられている。プロセスカートリッジ142の着脱は、操作レバー144を回すことによって可能となる。
本体装置110の筐体150には、トナー収容部146が取り付けられており、トナー供給口148からトナーを補充することができる。トナー収容部146に収容されたトナーは現像装置に供給されるようになっている。
一方、本体装置110の下部には、用紙収納カセット140a,140b,140cが備えられている。また、本体装置110には、一対のローラで構成される搬送ローラが装置内に複数個配列されることによって、用紙収納カセットの用紙が上部にある画像形成ユニットまで搬送される搬送経路が形成されている。なお、各用紙収納カセットの用紙は、搬送経路の端部近傍に配置された用紙取出し機構によって1枚ずつ取り出されて、搬送経路へと送り出される。また、本体装置110の側面には、手差しの用紙トレイ136が備えられており、ここからも用紙を供給することができる。
画像形成ユニットによって画像が形成された用紙は、本体装置110の一部を構成する筐体152によって支持された相互に当接する2個の定着ロールの間に順次移送された後、本体装置110の外部に排紙される。本体装置110には、用紙トレイ136が設けられている側と反対側に排出トレイ138が複数備えられており、これらのトレイに画像形成後の用紙が排出される。
本発明の樹脂成形体は、リサイクル材を含有する場合(特には、リサイクル材の含有量が5質量%以上95質量%以下)であっても、優れた機械特性を十分維持することが可能であることから、上述したような電子写真装置の外装筐体(ハウジング)、筐体を構成する部材(フロントカバー、リアカバーなど)、トナーカートリッジ、及び、給紙トレイとして好適である。この場合、電子写真装置におけるリサイクル材の使用量をより一層高めることが可能となる。
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
<樹脂組成物の準備>
以下の樹脂組成物A〜F及びリサイクル材A,Bを用意した。なお、本実施例においては、樹脂組成物を成形したときのMD方向におけるシャルピー衝撃強度をMD(kJ/m2)、樹脂組成物を成形したときのTD方向におけるシャルピー衝撃強度をTD(kJ/m2)と表す。
以下の樹脂組成物A〜F及びリサイクル材A,Bを用意した。なお、本実施例においては、樹脂組成物を成形したときのMD方向におけるシャルピー衝撃強度をMD(kJ/m2)、樹脂組成物を成形したときのTD方向におけるシャルピー衝撃強度をTD(kJ/m2)と表す。
樹脂組成物A:末端基として下記化学式(1)で表されるp−クミルフェノキシ基を有するポリカーボネート樹脂「LEXAN221R」(日本ジーイープラスチック社製、商品名)75質量部、ABS樹脂「SANTAC AT07」(日本A&L社製、商品名)25質量部、難燃剤である「CR741」(大八化学工業社製、レジシノールダイフォスフェート)10質量部、及び、ドリップ防止剤としてのポリテトラフルオロエチレン(上海/サンケミカル社製)0.5質量部の混合物(ペレット)、MD:TD=48.4:9.0、MD/TD=5.4。
樹脂組成物B:PC/ABSアロイ樹脂「マルチロンTN7300」(帝人化成(株)製、商品名)、MD:TD=15:12、MD/TD<1.5。
樹脂組成物C:末端基として上記化学式(1)で表されるp−クミルフェノキシ基を有するポリカーボネート樹脂「LEXAN221R」(日本ジーイープラスチック社製、商品名)75質量部、ABS樹脂「SANTAC AT07」(日本A&L社製、商品名)25質量部、衝撃強度改質材としての「メタブレンS2001」(三菱レーヨン社製、商品名)10質量部、難燃剤である「CR741」(大八化学工業社製、レジシノールダイフォスフェート)10質量部、及び、ドリップ防止剤としてのポリテトラフルオロエチレン(上海/サンケミカル社製)0.5質量部の混合物(ペレット)、MD:TD=42.0:4.9、MD/TD=8.6。
樹脂組成物D:末端基として下記化学式(2)で表されるp‐tert−ブチルフェノキシ基を有するポリカーボネート樹脂「FC1700」(出光石油化学社製、商品名)70質量部、ABS樹脂「B600N」(宇部サイコン社製、商品名)30質量部、及び、難燃剤である「PX200」(大八化学工業社製、縮合りん酸エステル)15質量部の混合物、MD:TD=33.0:26.0、MD/TD=1.3。
樹脂組成物E:樹脂組成物Dを360t成形機のシリンダ内にて260℃で15分間滞留させたもの。
樹脂組成物F:PC/PSアロイ樹脂「タフロンNN2710AS」(出光興産(株)製)。
リサイクル材A:市場で1〜3年間使用されていた、PC/PSアロイ樹脂「タフロンNN2710AS」(出光興産(株)製)からなる成形品を回収し、それを12mmメッシュの大きさに粉砕したもの。
リサイクル材B:樹脂組成物Aからなるスキン材80質量部と、樹脂組成物Dからなるコア材20質量部とのサンドイッチ成形品を、12mmメッシュの大きさに粉砕したもの。
<樹脂成形体の製造>
(実施例1)
樹脂組成物A90質量部及び樹脂組成物D10質量部を、50kgタンブラーにて15分間非加熱で単純混合した。次に、得られた混合物を、射出成形機「NEX500」(日精樹脂工業株式会社製)に投入し、シリンダ温度235℃、金型温度60℃の条件で射出成形し、樹脂成形体としてISO多目的試験片及びUL試験片(厚さ2mm)を得た。
(実施例1)
樹脂組成物A90質量部及び樹脂組成物D10質量部を、50kgタンブラーにて15分間非加熱で単純混合した。次に、得られた混合物を、射出成形機「NEX500」(日精樹脂工業株式会社製)に投入し、シリンダ温度235℃、金型温度60℃の条件で射出成形し、樹脂成形体としてISO多目的試験片及びUL試験片(厚さ2mm)を得た。
(実施例2)
樹脂組成物A90質量部及び樹脂組成物E10質量部を、50kgタンブラーにて15分間非加熱で単純混合した。次に、得られた混合物を、射出成形機「NEX500」(日精樹脂工業株式会社製)に投入し、シリンダ温度235℃、金型温度60℃の条件で射出成形し、樹脂成形体としてISO多目的試験片及びUL試験片(厚さ2mm)を得た。
樹脂組成物A90質量部及び樹脂組成物E10質量部を、50kgタンブラーにて15分間非加熱で単純混合した。次に、得られた混合物を、射出成形機「NEX500」(日精樹脂工業株式会社製)に投入し、シリンダ温度235℃、金型温度60℃の条件で射出成形し、樹脂成形体としてISO多目的試験片及びUL試験片(厚さ2mm)を得た。
(実施例3)
樹脂組成物A90質量部及び樹脂組成物F10質量部を、50kgタンブラーにて15分間非加熱で単純混合した。次に、得られた混合物を、射出成形機「NEX500」(日精樹脂工業株式会社製)に投入し、シリンダ温度235℃、金型温度60℃の条件で射出成形し、樹脂成形体としてISO多目的試験片及びUL試験片(厚さ2mm)を得た。
樹脂組成物A90質量部及び樹脂組成物F10質量部を、50kgタンブラーにて15分間非加熱で単純混合した。次に、得られた混合物を、射出成形機「NEX500」(日精樹脂工業株式会社製)に投入し、シリンダ温度235℃、金型温度60℃の条件で射出成形し、樹脂成形体としてISO多目的試験片及びUL試験片(厚さ2mm)を得た。
(実施例4)
樹脂組成物A90質量部及びリサイクル材A10質量部を、50kgタンブラーにて15分間非加熱で単純混合した。次に、得られた混合物を、射出成形機「NEX500」(日精樹脂工業株式会社製)に投入し、シリンダ温度235℃、金型温度60℃の条件で射出成形し、樹脂成形体としてISO多目的試験片及びUL試験片(厚さ2mm)を得た。
樹脂組成物A90質量部及びリサイクル材A10質量部を、50kgタンブラーにて15分間非加熱で単純混合した。次に、得られた混合物を、射出成形機「NEX500」(日精樹脂工業株式会社製)に投入し、シリンダ温度235℃、金型温度60℃の条件で射出成形し、樹脂成形体としてISO多目的試験片及びUL試験片(厚さ2mm)を得た。
(実施例5)
樹脂組成物A90質量部及びリサイクル材B10質量部を、50kgタンブラーにて15分間非加熱で単純混合した。次に、得られた混合物を、射出成形機「NEX500」(日精樹脂工業株式会社製)に投入し、シリンダ温度235℃、金型温度60℃の条件で射出成形し、樹脂成形体としてISO多目的試験片及びUL試験片(厚さ2mm)を得た。
樹脂組成物A90質量部及びリサイクル材B10質量部を、50kgタンブラーにて15分間非加熱で単純混合した。次に、得られた混合物を、射出成形機「NEX500」(日精樹脂工業株式会社製)に投入し、シリンダ温度235℃、金型温度60℃の条件で射出成形し、樹脂成形体としてISO多目的試験片及びUL試験片(厚さ2mm)を得た。
(実施例6)
樹脂組成物A90質量部及び樹脂組成物D10質量部を、50kgタンブラーにて15分間非加熱で単純混合した。次に、得られた混合物を、射出成形機「NEX500」(日精樹脂工業株式会社製)に投入し、シリンダ温度255℃、金型温度60℃の条件で射出成形し、樹脂成形体としてISO多目的試験片及びUL試験片(厚さ2mm)を得た。
樹脂組成物A90質量部及び樹脂組成物D10質量部を、50kgタンブラーにて15分間非加熱で単純混合した。次に、得られた混合物を、射出成形機「NEX500」(日精樹脂工業株式会社製)に投入し、シリンダ温度255℃、金型温度60℃の条件で射出成形し、樹脂成形体としてISO多目的試験片及びUL試験片(厚さ2mm)を得た。
(実施例7)
樹脂組成物A90質量部及び樹脂組成物D10質量部を加熱・溶融混合し、ペレタイズした。次に、得られた混合物(ペレット)を、射出成形機「NEX500」(日精樹脂工業株式会社製)に投入し、シリンダ温度235℃、金型温度60℃の条件で射出成形し、樹脂成形体としてISO多目的試験片及びUL試験片(厚さ2mm)を得た。
樹脂組成物A90質量部及び樹脂組成物D10質量部を加熱・溶融混合し、ペレタイズした。次に、得られた混合物(ペレット)を、射出成形機「NEX500」(日精樹脂工業株式会社製)に投入し、シリンダ温度235℃、金型温度60℃の条件で射出成形し、樹脂成形体としてISO多目的試験片及びUL試験片(厚さ2mm)を得た。
(参考例1)
樹脂組成物Aのみを、射出成形機「NEX500」(日精樹脂工業株式会社製)に投入し、シリンダ温度235℃、金型温度60℃の条件で射出成形し、樹脂成形体としてISO多目的試験片及びUL試験片(厚さ2mm)を得た。
樹脂組成物Aのみを、射出成形機「NEX500」(日精樹脂工業株式会社製)に投入し、シリンダ温度235℃、金型温度60℃の条件で射出成形し、樹脂成形体としてISO多目的試験片及びUL試験片(厚さ2mm)を得た。
(参考例2)
樹脂組成物Aのみを、射出成形機「NEX500」(日精樹脂工業株式会社製)に投入し、シリンダ温度255℃、金型温度60℃の条件で射出成形し、樹脂成形体としてISO多目的試験片及びUL試験片(厚さ2mm)を得た。
樹脂組成物Aのみを、射出成形機「NEX500」(日精樹脂工業株式会社製)に投入し、シリンダ温度255℃、金型温度60℃の条件で射出成形し、樹脂成形体としてISO多目的試験片及びUL試験片(厚さ2mm)を得た。
(比較例1)
樹脂組成物B90質量部及び樹脂組成物D10質量部を、50kgタンブラーにて15分間非加熱で単純混合した。次に、得られた混合物を、射出成形機「NEX500」(日精樹脂工業株式会社製)に投入し、シリンダ温度235℃、金型温度60℃の条件で射出成形し、樹脂成形体としてISO多目的試験片及びUL試験片(厚さ2mm)を得た。
樹脂組成物B90質量部及び樹脂組成物D10質量部を、50kgタンブラーにて15分間非加熱で単純混合した。次に、得られた混合物を、射出成形機「NEX500」(日精樹脂工業株式会社製)に投入し、シリンダ温度235℃、金型温度60℃の条件で射出成形し、樹脂成形体としてISO多目的試験片及びUL試験片(厚さ2mm)を得た。
(比較例2)
樹脂組成物C90質量部及び樹脂組成物D10質量部を、50kgタンブラーにて15分間非加熱で単純混合した。次に、得られた混合物を、射出成形機「NEX500」(日精樹脂工業株式会社製)に投入し、シリンダ温度235℃、金型温度60℃の条件で射出成形し、樹脂成形体としてISO多目的試験片及びUL試験片(厚さ2mm)を得た。
樹脂組成物C90質量部及び樹脂組成物D10質量部を、50kgタンブラーにて15分間非加熱で単純混合した。次に、得られた混合物を、射出成形機「NEX500」(日精樹脂工業株式会社製)に投入し、シリンダ温度235℃、金型温度60℃の条件で射出成形し、樹脂成形体としてISO多目的試験片及びUL試験片(厚さ2mm)を得た。
上記で得られた実施例1〜7、参考例1〜2及び比較例1〜2の樹脂成形体(ISO多目的試験片)について、以下の方法に基づいてシャルピー耐衝撃強度比MD/TDを求めた。得られた結果を表1に示す。
[シャルピー衝撃強度比]
ISO多目的ダンベル試験片をノッチ加工したものを用い、JIS K7111に準拠して、デジタル衝撃試験機(東洋精機製作所製)により、持上げ角度150度、使用ハンマー2.0J、測定数n=10の条件で、MD方向におけるシャルピー耐衝撃強度MD及びTD方向におけるシャルピー耐衝撃強度TDをそれぞれ測定し、シャルピー耐衝撃強度比MD/TDを求めた。
ISO多目的ダンベル試験片をノッチ加工したものを用い、JIS K7111に準拠して、デジタル衝撃試験機(東洋精機製作所製)により、持上げ角度150度、使用ハンマー2.0J、測定数n=10の条件で、MD方向におけるシャルピー耐衝撃強度MD及びTD方向におけるシャルピー耐衝撃強度TDをそれぞれ測定し、シャルピー耐衝撃強度比MD/TDを求めた。
また、上記で得られた実施例1〜7、参考例1〜2及び比較例1〜2の樹脂成形体(ISO多目的試験片)について、以下の方法に基づいてシャルピー耐衝撃強度、引張降伏点強度、引張降伏点伸び、引張弾性率を測定した。また、上記で得られた実施例1〜7、参考例1〜2及び比較例1〜2の樹脂成形体(UL試験片)について、以下の方法に基づいて難燃性を評価した。得られた結果を表1にまとめる。
[シャルピー衝撃強度]
ISO多目的ダンベル試験片をノッチ加工したものを用い、JIS K7111に準拠して、デジタル衝撃試験機(東洋精機製作所製)により、持上げ角度150度、使用ハンマー2.0J、測定数n=10の条件で、MD方向におけるシャルピー耐衝撃強度(kJ/m2)を測定した。
ISO多目的ダンベル試験片をノッチ加工したものを用い、JIS K7111に準拠して、デジタル衝撃試験機(東洋精機製作所製)により、持上げ角度150度、使用ハンマー2.0J、測定数n=10の条件で、MD方向におけるシャルピー耐衝撃強度(kJ/m2)を測定した。
[引張降伏点強度、引張降伏点伸び、引張弾性率]
ISO多目的ダンベル試験片について、JIS K7161に準拠して、インストロン5566(東洋精機製作所製)により、試験速度50mm/分、チャック間距離115mm、測定数n=5の条件で、引張降伏点強度(MPa)、引張降伏点伸び(%)、引張弾性率(MPa)をそれぞれ測定した。
ISO多目的ダンベル試験片について、JIS K7161に準拠して、インストロン5566(東洋精機製作所製)により、試験速度50mm/分、チャック間距離115mm、測定数n=5の条件で、引張降伏点強度(MPa)、引張降伏点伸び(%)、引張弾性率(MPa)をそれぞれ測定した。
[難燃性の評価]
UL試験片(厚さ2mm)について、UL94Vに準拠して、難燃性の評価を行った。なお、状態調節は、23℃±2℃、50±5%RHの条件下で48時間行った。なお、表1の燃焼性の欄中、「NotV」はUL燃焼試験においてVレベル未達であったことを意味する。
UL試験片(厚さ2mm)について、UL94Vに準拠して、難燃性の評価を行った。なお、状態調節は、23℃±2℃、50±5%RHの条件下で48時間行った。なお、表1の燃焼性の欄中、「NotV」はUL燃焼試験においてVレベル未達であったことを意味する。
100…画像形成装置、110…本体装置、120a,b…フロントカバー、136…用紙トレイ、138…排出トレイ、142…プロセスカートリッジ、150,152…筐体。
Claims (8)
- 2種以上の樹脂を含んでなり、
成形時の樹脂の流動方向におけるシャルピー衝撃強度をSMD、及び、成形時の樹脂の流動方向を横断する方向におけるシャルピー衝撃強度をSTDとするときに、SMD/STDが3.5以上5.0以下の範囲にある、樹脂成形体。 - ポリカーボネート系樹脂とアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン系樹脂とのアロイ樹脂、及び、ポリカーボネート系樹脂とスチレン系樹脂とのアロイ樹脂、のうちから選択される1種以上の樹脂を含む、請求項1又は2に記載の樹脂成形体。
- 成形時の樹脂の流動方向におけるシャルピー衝撃強度が、成形時の樹脂の流動方向を横断する方向におけるシャルピー衝撃強度の1.5倍以上8.0倍以下となる第1の樹脂組成物と、
前記第1の樹脂組成物とは異なる樹脂組成物1種以上と、を含み、
前記第1の樹脂組成物の含有量が50質量%以上95質量%以下である混合物、
を成形することを特徴とする樹脂成形体の製造方法。 - 前記第1の樹脂組成物が、ポリカーボネート系樹脂及びアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン系樹脂を含むことを特徴とする請求項4に記載の樹脂成形体の製造方法。
- 前記混合物を、直接成形法により成形することを特徴とする請求項4〜6のいずれか一項に記載の樹脂成形体の製造方法。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載の樹脂成形体が一部又は全部に用いられたことを特徴とする筐体。
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