(57)【要約】【課題】電子機器の筐体等に適した、軽量性、機械強度、熱伝導性、電界遮蔽性、導電・非帯電性、ねじのセルフタップ強度、成形の容易さを備える材料を提供する。【解決手段】電子機器または電子部品を収容する筐体に用いる複合樹脂材料であって、ＰＡ６樹脂（ポリアミド６＝６ナイロン樹脂）とＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン・共重合合成樹脂）と炭素繊維とを含み、１ＧＨｚ帯での電界遮蔽性が２０ｄＢ以上であり、かつ、熱伝導率が１．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である複合樹脂材料である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子機器または電子部品を収容する筐体に用いる複合樹脂材料であって、
ＰＡ６樹脂（ポリアミド６＝６ナイロン樹脂）とＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン・共重合合成樹脂）と炭素繊維とを含み、
１ＧＨｚ帯での電界遮蔽性が２０ｄＢ以上であり、かつ、熱伝導率が１．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である複合樹脂材料。
【請求項２】
前記ＰＡ６樹脂および前記ＡＢＳ樹脂は、重量比１：３−３：１で混合されていることを特徴とする、請求項１に記載の複合樹脂材料。
【請求項３】
前記炭素繊維は、平均直径が１−３０μｍであり、
繊維長が２ｍｍ以下である短繊維と、繊維長が３−１０ｍｍである長繊維とが、重量比１：３−３：１で混合されていることを特徴とする請求項１または２に記載の複合樹脂材料。
【請求項４】
前記炭素繊維は、前記ＰＡ６樹脂および前記ＡＢＳ樹脂の合計に対して、重量比１０−３０％で混合されていることを特徴とする、請求項３に記載の複合樹脂材料。
【請求項５】
電子機器または電子部品を収容する筐体であって、
少なくとも一部が、請求項１−４のいずれかに記載の複合樹脂材料を射出成形して成形される、筐体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器や電子部品を収容する筐体に用いる樹脂材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器や電子部品を収容する筐体は、内部の電子機器や電子部品を物理的衝撃から保護するための機械強度、発生した熱を外部に逃がすための熱伝導性（放熱性）、外部からの電磁波による誤動作等を防ぐための、電界遮蔽性および導電・非帯電性が要求される。さらに、筐体自身の組み立て、収容する電子機器等の取り付け、および、他の機器との連結等のため、筐体をねじ止めする場合、確実にねじ止めできるように、ねじのセルフタップ強度が要求される。また、筐体成形時の加工コストの低減のため、材料の成形の容易さが要求される。
【０００３】
図１に、筐体の例を示す。筐体１００はボトムハウジング１０１とトップカバー１０３とから構成される。ボトムハウジング１０１はねじ受け１０２を備えている。トップカバー１０３は、ねじ孔１０４を備えている。ボトムハウジング１０１に電子機器等（不図示）を収容した後、トップカバー１０３をボトムハウジング１０１に嵌合し、ねじ止めすることで、筐体が完成する。
【０００４】
電子機器や電子部品を収容する筐体としては、アルミニウム等の金属が材料として用いられてきた。しかし、金属は、重量が大きく、また、複雑な加工が必要であり加工コストが高いため、近年、軽量で加工コストが低い樹脂が、金属に代わりつつある。例えば、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）筐体には、現在、ダイキャスト成形や抜き打ちプレス加工によってアルミニウムを成形したものだけでなく、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン・共重合合成樹脂）単体を成形したものが市場に導入されている。なお、例えば、ボトムハウジング１０１をＡＢＳ樹脂で成形し、トップカバー１０３をアルミニウムで成形するというように、複数の材料を組み合わせて筐体を構成する場合もある。
【０００５】
また、近年、軽量性、機械強度、熱伝導性および導電性に優れた材料として、炭素繊維が注目されている。特許文献１は、電子部品の放熱用部材等に用いる、熱伝導性および電界遮蔽性に優れた炭素繊維シートを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２００６/１１２５１６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、これら従来の技術では、電子機器等を収容する筐体に要求される、軽量性、機械強度、熱伝導性、電界遮蔽性、導電・非帯電性、ねじのセルフタップ強度、成形の容易さのすべてを備える筐体を提供することはできなかった。
【０００８】
例えば、ＡＢＳ樹脂成形体は、機械強度、熱伝導性、電界遮蔽性および導電・非帯電性が低かった。また、炭素繊維シートは、炭素繊維をシート状に成形する工程が必要なため、成形容易でなく、加工コストが高かった。
【０００９】
それ故に、本発明の目的は、電子機器を収容する筐体等に適した材料として、軽量性、機械強度、熱伝導性、電界遮蔽性、導電・非帯電性、ねじのセルフタップ強度、成形の容易さのすべてを備える樹脂材料を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の発明は、電子機器または電子部品を収容する筐体に用いる複合樹脂材料であって、ＰＡ６樹脂（ポリアミド６＝６ナイロン樹脂）とＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン・共重合合成樹脂）と炭素繊維とを含み、１ＧＨｚ帯での電界遮蔽性が２０ｄＢ以上であり、かつ、熱伝導率が１．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である複合樹脂材料である。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明において、ＰＡ６樹脂およびＡＢＳ樹脂は、重量比１：３−３：１で混合されていることを特徴とする。
【００１２】
第３の発明は、第１または第２の発明において、炭素繊維は、平均直径が１−３０μｍであり、繊維長が２ｍｍ以下である短繊維と、繊維長が３−１０ｍｍである長繊維とが、重量比１：３−３：１で混合されていることを特徴とする。
【００１３】
第４の発明は、第３の発明において、炭素繊維は、ＰＡ６樹脂およびＡＢＳ樹脂の合計に対して、重量比１０−３０％で混合されていることを特徴とする。
【００１４】
第５の発明は、電子機器または電子部品を収容する筐体であって、少なくとも一部が、第１−４の発明のいずれかの複合樹脂材料を射出成形して成形される、筐体である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、電子機器を収容する筐体等に適した材料として、軽量性、機械強度、熱伝導性、電界遮蔽性、導電・非帯電性、ねじのセルフタップ強度、成形の容易さのすべてを備える樹脂材料を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】電子機器を収容する筐体の一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明に係る複合樹脂について、説明する。本発明に係る複合樹脂は、ＰＡ６樹脂とＡＢＳ樹脂と炭素繊維とを混合したものであり、金属に比べて軽く、従来の樹脂と同程度の軽量性を維持している。また、ＰＡ６樹脂は、機械強度やねじのセルフタップ強度がＡＢＳ樹脂に比べ高い。したがって、本発明に係る複合樹脂では、ＰＡ６樹脂を混合することにより、ＡＢＳ樹脂単体に比べ、機械強度およびねじのセルフタップ強度を向上している。また、本発明に係る複合樹脂は、炭素繊維を混合することによって、機械強度、熱伝導性、導電・非帯電性および電界遮蔽性を向上している。
【００１８】
ここで、本発明に係る複合樹脂において、ＡＢＳ樹脂を混合している理由を説明する。ＰＡ６樹脂および炭素繊維のみを混合して射出成形した場合、表面スキン層として、ＰＡ６樹脂のみからなり炭素繊維を含まない層が現れる。このような表面スキン層では、導電性の高い炭素繊維が成形体の表面に露出しないため、成形体の電気的な接地性が悪化し、表面抵抗が高くなる。このため、成形体の導電・非帯電性が低下するとともに電界遮蔽性も低下し、炭素繊維を混合することの効果が低下してしまう。また、ＰＡ６樹脂の表面スキン層は、ヒケが発生しやすく、成形体の表面が波打った形状となり、平滑面に対しての接触面積が減り、成形体外部に対する熱伝導性が低下してしまう。
【００１９】
これに対して、ＰＡ６樹脂とＡＢＳ樹脂とを混合すると、成形体には、ＰＡ６樹脂のみからなる表面スキン層は発生せず、成形体表面に炭素繊維を露出させることができる。これにより、成形体の表面抵抗が下がり、導電・非帯電性および電界遮蔽性の低下を防止できる。また、成形体表面は、強固な平滑面となり、他の平滑面との接触面積が大きくなり、成形体外部に対する熱伝導性の低下も防止できる。このような効果が得られるＰＡ６樹脂およびＡＢＳ樹脂の好適な混合比率は重量比１：３−３：１である。ＰＡ６樹脂の混合比率が、この範囲より低い場合、機械強度およびやセルフタップ強度が十分得られず、この範囲より高い場合、上述の表面スキン層が発生するおそれがある。
【００２０】
また、本発明に係る複合樹脂においては、炭素繊維として、長繊維のものと短繊維のものとを混合して用いている。炭素繊維の導電・非帯電性、電界遮蔽性および熱伝導性は、短繊維より長繊維のほうが優れている。ただし、長繊維のみを炭素繊維として用いた場合、炭素繊維の混合比率が高くなると、射出成形時に炭素繊維が射出ゲート部や金型ランナー部に詰まり、成形品質が低下してしまう。特に、炭素繊維の混合比率が、複合樹脂全体に対して重量比２５％を超えたとき、この長繊維の詰まりの発生が顕著となる。
【００２１】
本発明に係る複合樹脂では、長短混合した炭素繊維を用いることで、炭素繊維が射出ゲート部や金型ランナー部に詰まるのを防止しつつ、炭素繊維の混合比率を高くすることができる。これにより、従来の樹脂と同様、射出成形が可能であり、低い加工コストを維持しながら、導電・非帯電性、電界遮蔽性および熱伝導性を向上できる。長繊維の一例として、長さ３−１０ｍｍ、平均直径１−３０μｍのもの、短繊維の一例として、長さ２ｍｍ以下、平均直径１−３０μｍのものが挙げられる。また、長繊維および短繊維の好適な混合比率は、重量比１：３−３：１であり、全炭素繊維の樹脂（ＰＡ６樹脂およびＡＢＳ樹脂）に対する好適な混合比率は、重量比１０−３０％である。複合樹脂全体に占める長繊維の炭素繊維の混合比率が、この範囲より低い場合、導電・非帯電性、電界遮蔽性および熱伝導性の向上効果が得られにくく、この範囲より高い場合は、上述の詰まりが発生しやすくなる。
【００２２】
以上のように、本発明に係る複合樹脂では、ＰＡ６樹脂とＡＢＳ樹脂と炭素繊維を混合することで、電子機器を収容する筐体等において要求される、軽量性、機械強度、熱伝導性、電界遮蔽性、導電・非帯電性、および、ねじのセルフタップ強度を実現している。また、本発明に係る複合樹脂を射出成形することによって、電子機器を収容する筐体等の成形品を、低コストで作製することができる。
【００２３】
本発明に係る複合樹脂材料は、図１に示すような、電子機器を収容する筐体１００の材料として利用することができる。また、他の形態の成形体の材料としても利用できる。筐体１００は、２つの成形体を組み合わせて、２本のねじで固定する構成としたが、筐体は、１つの成形体で構成してもよく、３つ以上の成形体によって構成してもよい。また、ねじ受け１０２の数および位置も、何ら限定されるものではなく、さらに多くのねじ受けを設けてもよいし、あるいはねじ受けの代わりに、つめを設けて嵌合させる等の態様としてもよい。また、筐体は、本発明に係る複合樹脂材料を用いた成形体のみで構成してもよいし、他の樹脂材料や金属材料を用いた成形体と組み合わせて構成してもよい。さらにまた、本発明に係る複合樹脂材料は、電子機器や電子部品を収容する筐体だけでなく、他の物品を収容する筐体の材料として利用してもよい。
【実施例】
【００２４】
本発明に係る複合樹脂の一実施例として、ＰＡ６樹脂、ＡＢＳ樹脂、長繊維炭素繊維および短繊維炭素繊維を重量比５５：２０：１５：１０で混合したものが挙げられる。また、本実施例では、炭素繊維として、ＰＡＮ（ポリアクリロニトリル）系炭素繊維を用いている。本発明の効果を検証するため、本実施例および複数の比較例の材料を、射出成形で成形して、図１に示す筐体を作製し、物性値を測定した。物性値は、機械強度として引張り強度、電界遮蔽性、熱伝導率、導電性として表面抵抗、および、ねじのセルフタップ強度である。また、射出成形時における射出ゲート部や金型ランナー部への炭素繊維の詰まりの発生の有無についても調査した。なお、引張り強度については、筐体から一部を切り取って測定した。また、ねじのセルフタップ強度については、ねじ受け１０２にねじ止めした直径２ｍｍの皿ねじに、締め付けワイヤーをかけ、締め付けワイヤーを引っ張ることで測定した。以下に、測定に用いた比較例について説明する。
【００２５】
（比較例１）
比較例１は、ＡＢＳ樹脂単体である。ＰＡ６樹脂および炭素繊維は、混合していない。
【００２６】
（比較例２）
比較例２は、ＰＡ６樹脂、ＡＢＳ樹脂および短繊維炭素繊維を重量比３５：３５：３０で混合したものである。長繊維炭素繊維は、混合していない。
【００２７】
（比較例３）
比較例３は、ＡＢＳ樹脂および長繊維炭素繊維を重量比８０：２０で混合したものである。ＰＡ６樹脂および短繊維炭素繊維は、混合していない。
【００２８】
（比較例４）
比較例４は、ＰＡ６樹脂および長繊維炭素繊維を重量比８０：２０で混合したものである。ＡＢＳ樹脂および短繊維炭素繊維は、混合していない。
【００２９】
表１に結果を示し、以下に測定項目ごとに説明する。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
（引張り強度）
比較例２−４および実施例は、ＡＢＳ樹脂単体の比較例１に比べて引張り強度が増加しており、炭素繊維、もしくは炭素繊維およびＰＡ６樹脂を混合した効果が確認できた。実施例については、７７４Ｎで２位であったが、炭素繊維が詰まりを起こしていないものの中では１位であり、良好な結果といえる。
【００３２】
（電界遮蔽性）
比較例２−４および実施例は、ＡＢＳ樹脂単体の比較例１に比べて電界遮蔽性が強化されており、炭素繊維を混合した効果が確認できた。比較例３、４および実施例が１−３位を占めていることから、特に長繊維の炭素繊維を混合した効果が確認できる。実施例については、２９ｄＢで３位であったが、炭素繊維が詰まりを起こしていないものの中では１位であり、良好な結果といえる。
【００３３】
（熱伝導率）
比較例２−４および実施例は、ＡＢＳ樹脂単体の比較例１に比べて熱伝導率が向上しており、炭素繊維を混合した効果が確認できた。実施例については、１．２２Ｗ／ｍ・Ｋで１位であり、特に顕著な効果が確認できた。
【００３４】
（表面抵抗）
比較例２−４および実施例は、ＡＢＳ樹脂単体の比較例１に比べて表面抵抗が低下しており、炭素繊維を混合した効果が確認できた。また、ＡＢＳ樹脂を混合した比較例２、３および実施例は、ＡＢＳ樹脂を混合していない比較例４に比べて数値が減少しており、ＡＢＳ樹脂を混合したことの効果が確認できた。実施例については、１０３Ω／ｓｑで２位であり、特に顕著な効果が確認できた。
【００３５】
（ねじのセルフタップ強度）
ＡＢＳ樹脂に炭素繊維を混合した比較例３は、ＡＢＳ樹脂単体の比較例１に比べて、ねじのセルフタップ強度が大幅に低下している。しかし、比較例２、４および実施例は、ＰＡ６樹脂を混合することにより、セルフタップ強度が補強されることが確認できた。実施例は１２７Ｎで３位であったが、炭素繊維が詰まりを起こしていないものの中では２位であった。１位の比較例１における１４７Ｎと比べて、同程度のセルフタップ強度を維持しており、良好な結果といえる。
【００３６】
（炭素繊維の詰まり）
長繊維の炭素繊維を重量比で２０％含む比較例３および４で、射出成形の際、射出ゲート部や金型ランナー部に炭素繊維の詰まりが発生した。実施例では、炭素繊維を重量比で２５％含むが、そのうち１０％を短繊維にし、長繊維を１５％に抑えたことにより、詰まりが防止できることが確認できた。
【００３７】
（まとめ）
以上のように、いずれの項目においても、実施例は良好な結果を示し、本発明の効果を検証できた。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、電子機器や電子部品を収容する筐体等の成形品の材料として、有用である。
【符号の説明】
【００３９】
１００    筐体
１０１    ボトムハウジング
１０２    ねじ受け
１０３    トップカバー
１０４    ねじ孔
【図１】
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