(57)【要約】【課題】  従来の炭素繊維を含有する樹脂組成物は衝撃強度が不十分であった。また、これらの樹脂組成物は曲げ弾性率の値が大きいため組立が容易でないという課題があった。【解決手段】  ポリカーボネート樹脂、炭素繊維、無水マレイン酸基を有する樹脂を含有する樹脂組成物であって、前記ポリカーボネート樹脂がポリカーボネート−ポリオルガノシロキサン共重合樹脂を含む。また、炭素繊維の含有量が前記樹脂組成物１００質量部に対して８質量部以上３５質量部以下である。また、炭素繊維の表面に無水マレイン酸基を有する樹脂が設けられている。また、樹脂組成物をＪＩＳ  ７１１１に基づいてシャルピー衝撃試験を行った後に、樹脂組成物の破断面を観察したときに、紐状の無水マレイン酸基を有する樹脂が観察されることを特徴とする樹脂組成物。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリカーボネート樹脂、炭素繊維、無水マレイン酸基を有する樹脂を含有する樹脂組成物であって、
前記ポリカーボネート樹脂がポリカーボネート−ポリオルガノシロキサン共重合樹脂を含み、
前記炭素繊維の含有量が前記樹脂組成物１００質量部に対して８質量部以上３５質量部以下であり、
前記炭素繊維の表面に前記無水マレイン酸基を有する樹脂が設けられており、
前記樹脂組成物をＪＩＳ  ７１１１に基づいてシャルピー衝撃試験を行った後に、前記樹脂組成物の破断面を観察したときに、紐状の前記無水マレイン酸基を有する樹脂が観察されることを特徴とする樹脂組成物。
【請求項２】
前記樹脂組成物をＪＩＳ  ７１１１に基づいてシャルピー衝撃試験を行った後に、前記樹脂組成物の破断面を観察したときに、前記紐状の無水マレイン酸基を有する樹脂が前記炭素繊維および前記ポリカーボネート樹脂と繋がっていることが観察される請求項１に記載の樹脂組成物。
【請求項３】
前記樹脂組成物の弾性率が４０００ＭＰａ以上７０００ＭＰａ未満である請求項１または２に記載の樹脂組成物。
【請求項４】
前記無水マレイン酸基を有する樹脂の分子量が１００００以上である請求項１乃至３のいずれか１項に記載の樹脂組成物。
【請求項５】
前記無水マレイン酸基を有する樹脂の含有量が前記樹脂組成物１００質量部に対して３質量部以上１５質量部以下である請求項１乃至４のいずれか１項に記載の樹脂組成物。
【請求項６】
前記樹脂組成物が、界面活性剤を含有し、
前記界面活性剤の含有量が前記炭素繊維の含有量１００質量部に対して、０．５質量部以上１５質量部以下である請求項１乃至５のいずれか１項に記載の樹脂組成物。
【請求項７】
樹脂組成物からなる外装部品を有する電子機器であって、前記樹脂組成物が請求項１乃至６のいずれか１項に記載の樹脂組成物であることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は樹脂組成物に関し、特に高い衝撃強度を有し、組立性に優れた導電性を有する樹脂組成物に関する。また、その樹脂組成物を用いた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、デジタル一眼レフカメラ、スマートフォン等の電子機器の筐体に広く使用されている樹脂組成物として、炭素繊維を含有する樹脂組成物が知られている。炭素繊維を含有する樹脂組成物は電界シールド特性と軽量化の両立を可能にすることができるためである。
【０００３】
また、電子機器の筐体に使用される樹脂組成物は、高い衝撃強度が必要とされる。しかし、炭素繊維を含有する樹脂組成物は、一般に、炭素繊維を含有していない組成物に比べて衝撃強度が低いことが知られている。
【０００４】
そこで、炭素繊維を含有する樹脂組成物の衝撃強度を改善するために様々な提案がなされている。例えば、特許文献１には炭素繊維を含有する樹脂組成物にポリエステル樹脂等を含有させた組成物が開示されている。また、特許文献２には炭素繊維を含有する樹脂組成物にオレフィン系ワックスを含有させた組成物が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１３７３０８号公報
【特許文献２】特開２０１５−１３７３０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、近年の電子機器の形状の小型化、複雑化に伴い、電子機器の筐体にはより高い衝撃強度が求められている。本願発明者が特許文献１および２に開示された樹脂組成物を追試した結果、これらの樹脂組成物では衝撃強度がまだ不十分であることが分かった。また、これらの樹脂組成物は曲げ弾性率の値が微細な形状の組み立てに適した範囲にないため、例えば、特許文献１では成形して他の部材と接合する際に硬くてはまりにくく、特許文献２では柔らか過ぎて微細な突起形状が曲がってしまうなど、組立が容易でないという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ポリカーボネート樹脂、炭素繊維、無水マレイン酸基を有する樹脂を含有する樹脂組成物であって、前記ポリカーボネート樹脂がポリカーボネート−ポリオルガノシロキサン共重合樹脂を含み、前記炭素繊維の含有量が前記樹脂組成物１００質量部に対して８質量部以上３５質量部以下であり、前記炭素繊維の表面に前記無水マレイン酸基を有する樹脂が設けられており、前記樹脂組成物をＪＩＳ  ７１１１に基づいてシャルピー衝撃試験を行った後に、前記樹脂組成物の破断面を観察したときに、紐状の前記無水マレイン酸基を有する樹脂が観察されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、高い衝撃強度を有し、かつ組立が容易な導電性を有する樹脂組成物を提供することができる。また、高い衝撃強度を有し、かつ組立が容易な電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の樹脂組成物における樹脂と炭素繊維の分散状態を示す概略図である。
【図２】衝撃試験後における本発明の樹脂組成物における樹脂と炭素繊維の分散状態を示す概略図である。
【図３】衝撃試験前における実施例１の樹脂組成物の断面の電子顕微鏡写真である。
【図４】衝撃試験後における実施例１の樹脂組成物の断面の電子顕微鏡写真である。
【図５】衝撃試験後における実施例１の樹脂組成物の断面の電子顕微鏡写真である。
【図６】ペレット状の樹脂組成物を製造する製造装置を示す概略図である。
【図７】射出成形装置を示す概略図である。
【図８】本発明の電子機器の一実施態様を示す概略図である。
【図９】組立性評価に用いた樹脂組成物を示す概略図である。
【図１０】比較例のペレット状の樹脂組成物を製造する製造装置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（樹脂組成物）
本発明の樹脂組成物は、ポリカーボネート樹脂、炭素繊維および無水マレイン酸基を有する樹脂を含有する。また、前記ポリカーボネート樹脂はポリカーボネート−ポリオルガノシロキサン共重合樹脂を含む。ここで、樹脂組成物とは、樹脂組成物を金型等で成形した樹脂や、押し出し成形や射出成形等によって得られるシート状、平板状の樹脂といったいわゆる樹脂成形物も含む。
【００１１】
本発明の樹脂組成物において、ポリカーボネート樹脂はマトリックス樹脂である。また、炭素繊維は樹脂組成物に導電性を発現させるために含有されている。また、ポリカーボネート−ポリオルガノシロキサン共重合樹脂のポリカーボネート樹脂はマトリックス樹脂であり、かつ、ポリオルガノシロキサン共重合樹脂に含まれるオルガノシロキサンは、後述する振動吸収剤としての役割を担う。さらに、無水マレイン酸基を有する樹脂は、前記炭素繊維およびオルガノシロキサンとの相互作用によって、樹脂組成物の衝撃強度を大きく、かつ、弾性率を組み立てに適した範囲に含有されている。
【００１２】
前記炭素繊維の含有量は、前記樹脂組成物１００質量部に対して８質量部以上３５質量部以下である。炭素繊維の含有量がこの範囲であると、樹脂組成物は電界シールド性と衝撃強度を両立できる。前記含有量が８質量部未満であると、電気抵抗値が高くなり電界シールド性が不十分となってしまう。一方、３５質量部を超えると樹脂組成物の衝撃強度が低くなってしまう。
【００１３】
ここで、前記炭素繊維の種類は特に限定されない。ポリアクリロニトリルを原料とするＰＡＮ系でも、コールタールピッチや石油ピッチを原料とするピッチ系でも構わない。また、紡糸に供するピッチの結晶状態が異なる、メスフェーズピッチ系と等方性ピッチ系のいずれでも構わない。樹脂との濡れ性を高めるという観点においては、エポキシ系の樹脂で表面処理され、ＯＨ基（ヒドロキシ基）が表面に存在していることが好ましい。無水マレイン酸の極性基部分が炭素繊維表面のＯＨ基に近づくことで、無水マレイン酸基を有する樹脂を選択的に偏在させることが可能となるためである。また、集束材により結束されていることが好ましい。
【００１４】
前記ポリカーボネートの含有量は、前記樹脂組成物１００質量部に対して２０質量部以上９０質量部以下であることが好ましい。前記含有量が９０質量部より多くなると、他の成分の含有量が少なくなり、電界シールド性と衝撃強度の両立が難しくなるおそれがある。前記含有量が２０質量部未満であると、衝撃強度が低下するおそれがある。
【００１５】
ここで、前記ポリカーボネートの種類は特に限定されない。商業的に入手可能なものとしては、三菱化学社製のユーピロンシリーズ、帝人社製のパンライトシリーズ、出光興産社製のタフロンシリーズ等がある。
【００１６】
前記ポリカーボネート−ポリオルガノシロキサン共重合樹脂の含有量は、前記樹脂組成物１００質量部に対して５質量部以上で４０質量部以下であることが好ましい。後述する無水マレイン酸を炭素繊維表面に偏在させやすくする効果を有するためである。
【００１７】
以下に、炭素繊維表面に無水マレイン酸を偏在させやすくする効果について説明する。ポリカーボネート−ポリオルガノシロキサン共重合樹脂に含まれるオルガノシロキサンは、ケイ素と酸素からなる主鎖が螺旋を形成し、側鎖のアルキル基が螺旋の外側に向いた構造をとるため、低極性である。そのため、高極性である無水マレイン酸基とは親和性が低い。一方、高極性である無水マレイン酸基は、マトリックス樹脂であるポリカーボネート樹脂中のオルガノシロキサンから遠ざかり、同じく高極性である炭素繊維表面に近づく。そのため、炭素繊維表面に無水マレイン酸を偏在させやすくする効果を奏する。
【００１８】
また、オルガノシロキサンは、振動を吸収する働きがあることが知られており、樹脂組成物中での衝撃エネルギーの伝搬を妨げる効果を奏する。
【００１９】
前記ポリカーボネート−ポリオルガノシロキサン共重合樹脂の含有量は、前記樹脂組成物１００質量部に対して５質量部未満であると、上記２つの効果が十分でなくなるおそれがある。一方、前記含有量が４０質量部より多くなると、樹脂組成物のコストが高くなってしまうおそれがある。
【００２０】
ここで、前記ポリカーボネート−ポリオルガノシロキサン共重合樹脂の種類は特に限定されない。商業的に入手可能なものとして、帝人社製ＳＳ−２５２５、出光興産社製タフロンネオ、ＳＡＢＩＣ社製ＬＥＸＡＮ−１４１４、住化スタイロン社製カリバーＩＭ−４００がある。
【００２１】
前記無水マレイン酸基を有する樹脂は、引張破断ひずみの大きさが５００以上であることが好ましい。樹脂組成物の破断の際に、長く延伸しやすくなり、紐状形状を得やすくなるためである。その結果、樹脂組成物の衝撃強度をより大きく、弾性率をより組み立てに適した範囲にできるためである。例えば、前記無水マレイン酸基を有する樹脂の主鎖がポリオレフィンであれば、引張破断ひずみは１０００以上である。これはポリエステル（引張破断ひずみが５０〜３００程度）等より大きな値である。なお、無水マレイン酸基を有する樹脂の主鎖がポリオレフィンであるか否かは、例えば各磁気共鳴分光法等の分析手法で判断することが可能である。また、引張破断ひずみは、例えば引張試験機で測定できる。
【００２２】
また、前記無水マレイン酸基を有する樹脂は分子量が１００００以上であることが好ましい。破断の際に、より長く延伸することが可能になり、樹脂組成物の衝撃強度をより大きく、弾性率をより組み立てに適した範囲にできるためである。なお、分子量の測定はゲル浸透クロマトグラフィー等の手法で測定することが可能である。
【００２３】
また、前記無水マレイン酸基を有する樹脂の含有量は、前記樹脂組成物１００質量部に対して３質量部以上１５質量部以下であることが好ましい。前記含有量が３質量部未満であると、衝撃強度の低下および弾性率の増加が生じるおそれがある。一方、前記含有量が１５質量部より高くなると、成形加工が難しくなるおそれがある。
【００２４】
また、無水マレイン酸基は、カルボン酸基等に比べると、ポリカーボネートとの溶解度パラメータ（ＳＰ値）の差が小さく親和性が高いため、ポリカーボネートに分散し易いという利点もある。
【００２５】
本発明の樹脂組成物に含有される樹脂が無水マレイン酸基を有するか否かは、例えばフーリエ変換型赤外分光（ＦＴ−ＩＲ）等の分析手法で判断することが可能である。また、樹脂組成物中の無水マレイン酸基を有する樹脂が炭素繊維の表面に設けられているか否かは、例えば、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で断面を観察することで判断できる。
【００２６】
また、本発明の樹脂組成物は耐熱性の観点においても優れる。無水マレイン酸基が、カルボン酸基等に比べると極性が低いため、高温でせん断応力のかかる混錬工程においてマトリックス樹脂であるポリカーボネートの分子量を低下させるおそれが少ないからである。
【００２７】
次に、本発明の樹脂組成物が高い衝撃強度を有するメカニズムについて説明する。
【００２８】
図１は、本発明の樹脂組成物における樹脂と炭素繊維の分散状態を示す概略図である。図１のように、本発明の樹脂組成物はマトリックス樹脂であるポリカーボネート樹脂２に炭素繊維１、オルガノシロキサン３および無水マレイン酸基を有する樹脂４が存在する。また、炭素繊維１の表面に無水マレイン酸基を有する樹脂４が設けられている。また、樹脂組成物中にはボイド（空隙）５が存在する。
【００２９】
本発明の樹脂組成物は、ＪＩＳ  ７１１１に基づいてシャルピー衝撃試験を行った後に、前記樹脂組成物の破断面を観察したときに、紐状の前記無水マレイン酸基を有する樹脂が観察される。図２は、衝撃試験後における本発明の樹脂組成物における樹脂と炭素繊維の分散状態を示す概略図である。
【００３０】
一般的に、樹脂組成物にハンマー等によって衝撃を与えると、炭素繊維１の周りにボイドが新たに発生し、その新たに発生したボイドがボイド５と連結しボイド５１を形成し、ボイド５１を起点に樹脂組成物は破断される。ここで破断に際しては、オルガノシロキサン３がボイド５１を起点に生じた振動を吸収し、振動吸収剤として機能し、さらなるボイドの発生を遅延および抑制する。その結果、本発明の樹脂組成物は高い衝撃強度を有することが可能となる。
【００３１】
また、本発明の樹脂組成物は炭素繊維１の表面に無水マレイン酸基を有する樹脂４が設けられている。無水マレイン酸基を有する樹脂４は、炭素繊維、ポリカーボネート樹脂と比べて引張破断ひずみ（破断したときの伸び率）が大きく破断されにくい。そのため、無水マレイン酸基を有する樹脂４は、破断に際して、延伸し、紐状の形状となることから、従来の樹脂組成物に比べ弾性率が低い材料となる。その結果、本発明の樹脂組成物は、衝撃強度が大きく、かつ弾性率が小さくなる。すなわち、本発明の樹脂組成物は、組み立てやすい軟らかさと高い強度を有する樹脂である。
【００３２】
ここで紐状の形状とは、丸紐でも角紐でもよく、円柱もしくは角柱と見立てた時に、底面の直径もしくは長辺（太さ）より高さの方が大きい形状であり、太さと長さとの比が１：１０より大きい形状を指す。ここで、太さは円相当径で０．０１μｍ以上２．０μｍ以下であることが好ましい。また、長さは２．０μｍより長いことが好ましい。
【００３３】
また、前記紐状の無水マレイン酸基を有する樹脂は、ＪＩＳ  ７１１１に基づいてシャルピー衝撃試験を行った際に、前記樹脂組成物の破断面を観察したときに、マトリックス樹脂であるポリカーボネートと繋がっていることが好ましい。さらに、前記紐状の無水マレイン酸基を有する樹脂は炭素繊維とも繋がっていることが好ましい。樹脂組成物の衝撃強度をより大きくすることができるためである。
【００３４】
（樹脂組成物の物性）
本発明の樹脂組成物の衝撃強度は、例えば、ＪＩＳ  ７１１１に基づいてシャルピー衝撃試験を行うことによって評価することができる。衝撃強度は１０ｋＪ／ｍ２以上が好ましく、１６ｋＪ／ｍ２以上がより好ましい。１０ｋＪ／ｍ２未満であると、落下試験等で割れが発生するおそれがある。
【００３５】
本発明の樹脂組成物の曲げ弾性率は、例えば、ＪＩＳ  Ｋ７１７１に準じて評価することができる。曲げ弾性率としては、４０００ＭＰａ以上７０００ＭＰａ未満であることが好ましい。曲げ弾性率がこの範囲であると、本発明の樹脂組成物を部品に用いた時に、組立性に優れるためである。４０００ＭＰａ未満であると、組立時に弾性変形が大きくなり、例えば、凸形状が曲がってしまうおそれがある。一方、７０００ＭＰａ以上では変形しにくいため、例えば、組立時に微細な凹凸がうまく噛み合わなかったり、割れが発生したりするおそれがある。より好ましくは４０００ＭＰａ以上６０００ＭＰａ以下である。
【００３６】
また、本発明の樹脂組成物の電気抵抗値は８０ｍｍ×１０ｍｍ×４ｍｍの形状において、１０ｋΩ以下であることが好ましい。電気抵抗値の値が１０ｋΩ以下であれば、本発明の樹脂組成物を電子機器等の外装部品に用いた際に、良好な電界シールド特性が得られるためである。電子機器外部で発生した電波が、導電性の高い本発明の樹脂組成物に流れやすくなり、電子機器内部へと侵入しづらくなるからである。
【００３７】
（樹脂組成物の添加材）
本発明の樹脂組成物は非イオン系界面活性剤を含有することが好ましい。樹脂組成物中における炭素繊維の分散性を良くすることができるためである。非イオン系界面活性剤の好ましい含有量としては、炭素繊維の含有量１００質量部に対して、０．５質量部以上１５質量部以下であることが好ましい。０．５質量部未満であると、炭素繊維が十分に分散せず、凝集し、電気抵抗値が高くなり電界シールド性が不十分となるおそれがある。また、１５質量部より多く含有すると、混練時に樹脂の粘度が下がり、炭素繊維が混練時に十分に切断できず、混練機のベント口から吹き上げたり、ダイスに目詰まりが生じたりするおそれがある。更に好ましくは３質量部以上１０質量部以下である。
【００３８】
なお、非イオン系界面活性剤とは、水に溶けてもイオン性を示さないが、界面活性を呈する界面活性剤を指し、混練時の温度で使用可能な界面活性剤であればよい。具体的にはポリグリセリンエステルや脂肪アルコールエトキシレート等が挙げられる。商業的に入手可能なものとしては、巴工業社製モールドウィズ、太陽化学社製チラバゾール等が挙げられる。
【００３９】
本発明の樹脂組成物には、衝撃強度および電界シールド特性を妨げない範囲で各種添加剤を添加することができる。各種添加剤としては、難燃剤、着色剤、フィラー、分散剤、流動性改善剤、酸化防止剤、耐候剤、分解防止剤など、樹脂に用いられる各種添加剤がある。
【００４０】
添加されるフィラーとしては特に限定されない。
【００４１】
例えば無機系のフィラーとしては、雲母、ガラス繊維、ガラスバルーン、クリオライト、酸化亜鉛、酸化チタン、炭酸カルシウム、クレー類、タルク、シリカ、ウォラストナイト、ゼオライト、フライアッシュ、フライアッシュバルーン、シラスバルーンがある。また、けい藻土、けい砂、軽石粉、スレート粉、アルミナ、アルミナホワイト、硫酸アルミニウム、硫酸バリウム、リトポン、硫酸カルシウム、二硫化モリブデン等もある。
【００４２】
また、有機系フィラーとしては、四フッ化エチレン樹脂粒子、三フッ化塩化エチレン樹脂粒子、四フッ化エチレン六フッ化プロピレン樹脂粒子、フッ化ビニル樹脂粒子、フッ化ビニリデン樹脂粒子等がある。また、二フッ化二塩化エチレン樹脂粒子及びそれらの共重合体、フッ化炭素、シリコーン樹脂粒子、シリコーンゴム粒子などのシリコーン系の化合物ゴム粉末、エボナイト粉末、セラミック、木粉、ココナッツやし殻粉等もある。
【００４３】
本発明の樹脂組成物の構成比率は、公知の分離技術および分析技術を組み合わせて知ることができる。その方法や手順は特に制限されないが、例えば、樹脂組成物から有機成分を抽出した溶液を各種クロマトグラフ法等で成分を分離したのちに成分分析を行うことができる。
【００４４】
樹脂組成物から有機成分を抽出するには、有機成分を溶解可能な溶媒に樹脂組成物を浸して溶解させればよい。あらかじめ樹脂組成物を細かく破砕したり溶媒を加熱撹拌したりすることで、抽出に必要とする時間を短縮することができる。使用する溶媒は樹脂組成物を構成する有機成分の極性に応じて任意に選択できるが、トルエンやキシレン等の芳香族溶媒、テトラヒドロフランやジオキサン、塩化メチレン、クロロホルム、Ｎ−メチルピロリドン等の溶媒が好適に用いられる。また、これらの溶媒を任意の比率で混合して用いてもよい。
【００４５】
ここで有機成分を分離した後に残る残渣を乾燥して秤量することで、樹脂組成物中に含まれる無機成分の含有量を知ることができる。樹脂組成物の無機成分の含有量を知る方法としては、他に熱重量分析（ＴＧＡ）等で樹脂の分解温度以上まで温度を上げて灰分を定量する方法もある。
【００４６】
また、有機成分を抽出した後に残る残渣を乾燥したサンプルの蛍光Ｘ線分析（ＸＲＦ）を行うことで、無機成分に含まれる元素やその構成比率を知ることができる。
【００４７】
樹脂組成物から有機成分を抽出した溶液は、各種クロマトグラフ等の方法により成分を分離できる。低分子量の添加物の類はガスクロマトグラフ（ＧＣ）や高速液相カラムクロマトグラフ（ＨＰＬＣ）法、高分子量の重合体はゲル浸透クロマトグラフ法（ＧＰＣ）等で分離を行える。特に分子量の大きな架橋重合物やゲルが含まれる場合、液中にミセルが形成されている場合は、遠心分離や半透膜による分離を選択することもできる。分離された有機成分は、核磁気共鳴（ＮＭＲ）スペクトル測定や赤外吸収（ＩＲ）スペクトル測定、ラマンスペクトル測定、マススペクトル測定、元素分析などの公知の分析手法により分析できる。
【００４８】
（樹脂組成物の製造方法）
本発明の樹脂組成物の製造方法は特に限定されない。例えば、炭素繊維と樹脂を混合して製造することができ、２軸押出し法、単軸押し出し法、電線被覆法などの各種押し出し機を用いて混練・成形する方法等がある。また、ニーダー、バンバリーミキサーなどの各種ミキサーによる方法、２本ロール、３本ロールミルなどの各種ロールミルを用いて混練・成形する方法等もある。
【００４９】
射出成形に適応させるには、樹脂組成物の形状はペレット状であることが好ましい。例えば、２軸押出し法等で線状の成形物を成形したのちペレタイザー等でペレット状にできる。
【００５０】
本発明の好ましい製造方法としては、二軸押出し混練機に炭素繊維をボビンから挿入するロービング方式での混練が好ましい。二軸押出し混練機にチョップドと呼ばれる短くカットした炭素繊維を投入する方法に比べ、樹脂まわりの含浸がよいという利点が挙げられる。
【００５１】
（電子機器）
本発明の電子機器は、樹脂組成物からなる外装部品を有する電子機器であって、前記樹脂組成物が本発明の樹脂組成物であることを特徴とする。図８は本発明の電子機器（一眼レフカメラのボディ部分）の一実施形態を示した概略図である。外装部品１１に本発明の樹脂組成物を用いることにより、高い衝撃強度を有し、かつ組立が容易な電子機器を提供することができる。また、本発明の樹脂組成物は高い導電性を有するため、電子機器の外部で発生した電波が、ボディ内部に設けられた不図示の電子部品ではなく、外装部品１１に流れやすくなる。そのため、本発明の電子機器は高い電界シールド特性を有することが可能となる。
【００５２】
上記においては、電子機器として、一眼レフカメラのボディ部分について説明したが、レンズとカメラ本体が一体となったコンパクトカメラ、スマートフォン等、電界シールド特性と衝撃強度の両立が必要とされる多様な電子機器に適用することができる。
【実施例】
【００５３】
以下に実施例および比較例を用いて、本発明を詳細に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
【００５４】
＜電子顕微鏡画像による構造の評価＞
ＪＩＳ  ７１１１に基づいてシャルピー衝撃試験を行う前後において、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて樹脂組成物の断面を観察した。ＳＥＭの倍率は１００倍以上、加速度電圧は２ｋＶ以上とした。なお、樹脂組成物は四酸化オスミウムで染色すると、オレフィンが白色に見える。
【００５５】
＜衝撃強度の評価＞
評価を行う試験片である樹脂組成物の形状は、８０ｍｍ×１０ｍｍ×４ｍｍ厚とし、試験片中央に深さ２ｍｍ、角度４５°のノッチ加工を施した形状とした。得られた試験片を、ＪＩＳ  ７１１１に基づいてシャルピー耐衝撃性試験装置（安田精機社製）に２．０Ｊのハンマーを設置して衝撃強度を測定した。
【００５６】
＜曲げ弾性率の評価＞
評価を行う試験片である樹脂組成物の形状は、８０ｍｍ×１０ｍｍ×４ｍｍ厚とした。前記樹脂組成物をＪＩＳ  Ｋ７１７１に準じて、引っ張り試験機（インストロン社製  商品名：５５８１）に３点曲げ用冶具を設置し、支点間距離６４ｍｍ、圧子の下降速度２ｍｍ／分にて測定し、試験片５個の測定値の平均値を曲げ弾性率とした。
【００５７】
＜組立性の評価＞
樹脂組成物を、図９（ａ）のように直径１．８０ｍｍ×高さ３．５ｍｍの円柱形状と直方体形状が一体となった形状である樹脂組成物の成形体２０と、直径１．８１ｍｍφ×深さ３．５ｍｍの凹みを有する樹脂組成物の成形体１０に加工した。産業用ロボットアーム（三菱電機社製  商品名：ＭＥＬＦＡ）にピックアップ用ハンドのアタッチメントを装着し、樹脂組成物１０を固定した台を設置した。ピックアップ用ハンドを動かして樹脂組成物２０をつかんで凹みを有する樹脂組成物１０の真上まで搬送し、５Ｎの力で１０秒間に１２回押しつける動作をプログラムにより稼働させ、問題なく組み立てられた数が１０個以上であったものを「〇」、１０個未満であったものを「×」とした。
【００５８】
＜電気抵抗値の評価＞
評価を行う試験片である樹脂組成物の形状は、８０ｍｍ×１０ｍｍ×４ｍｍ厚とした。
【００５９】
試験片の両端（８０ｍｍの長手方向）にアルミ箔を巻きつけて、テスター（ＦＬＵＫＥ社製）に接続したワニ口クリップで、それぞれの端を挟んで抵抗値を測定した。電気抵抗値は、電界シールド性を十分に発揮できるという観点において、１０ｋΩ以下であったものを「○」、１０ｋΩを超えるもの「×」とした。
【００６０】
（実施例１）
まず、樹脂を混合し、樹脂混合物を得た。
【００６１】
具体的には、ポリカーボネート樹脂（出光興産社製  タフロンＡ１９００）、炭素繊維（三菱レイヨン社製  パイロフィルＴＲＨ５０  ６０Ｍ  ＲＪ  ２５００ｍ巻き  フィラメント径６μｍ  フィラメント数６００００）を用意した。また、ポリカーボネート−ポリオルガノシロキサン共重合樹脂（帝人社製  ＳＳ−２５２５）、無水マレイン酸変性ポリオレフィン（三井化学社製  タフマーＭＨ７０２０）を用意した。なお、炭素繊維にはエポキシ処理がなされている。
【００６２】
ポリカーボネート樹脂３８．５質量部、ポリカーボネート−ポリオルガノシロキサン共重合樹脂３５質量部、無水マレイン酸変性ポリオレフィン１０質量部を秤量し、タンブラーを用いて室温にて混合した。
【００６３】
次に、図６に示す二軸押し出し混練機（池貝社製  ＰＣＭ−３０）を２６０℃に設定し、混合した樹脂混合物をホッパー２０２に投入し、スクリュー回転を開始した。また、液体分散剤（界面活性剤  太陽化学社製  縮合リシノレイン酸ポリグリセリンエステル  チラバゾールＨ−８１８）を液体用ポンプに接続した液体分散剤投入用ホース２０９から滴下にて、樹脂混合物８３．５質量部に対し１．５質量部になるよう投入した。続いて、炭素繊維を投入する前のストランドの重量からフィーダーの速度を調節し、ボビン状の炭素繊維２０４をホッパー２０３から樹脂混合物８３．５質量部に対し１５質量部になるように投入し、混練した。
【００６４】
次に、得られたストランド１２１を冷却部２０７で水冷してペレタイザー２０８にて３ｍｍ長にカットしてペレット状の樹脂組成物１２２を得た。
【００６５】
続いて、得られたペレット状の樹脂組成物を１２０℃で乾燥した。乾燥したペレット状の樹脂組成物をホッパー３１１から射出成形機３０１に投入し、金型３０２および３０３を８０℃にし、設定温度３００℃で射出成形し、８０ｍｍ×１０ｍｍ×４ｍｍ厚である樹脂組成物の成形体３０４を得た（図７参照）。なお、射出成形機３０１は、住友重機械工業製の射出成形機（ＳＥ１８０Ｄ）を用いた。
【００６６】
＜評価結果＞
図３は、衝撃試験前の樹脂組成物の断面ＳＥＭ写真である。染色処理は行っていないが、炭素繊維のまわりに、マトリックス部分とは異なる材料があることがわかる。
【００６７】
図４、図５は衝撃試験後の樹脂組成物の破断面のＳＥＭ写真である。図４は樹脂組成物に対し四酸化オスミウム処理を施したものである。図４において、オレフィンは白く見えるため、炭素繊維の表面に無水マレイン酸基を有する樹脂であるオレフィンが存在していることが分かった。また、炭素繊維のまわりの紐状のオレフィンはポリカーボネート樹脂を主とするマトリックスとネットワークを形成していることが分かった。
【００６８】
表１に、衝撃強度、曲げ弾性率および組立性の結果を示す。シャルピー衝撃試験から測定された衝撃強度は２３ｋＪ／ｍ２と非常に良好な値であった。また、曲げ弾性率は４７７８ＭＰａであった。また、組立性評価は、問題なく組み立てられた数が１２個であったため「○」であった。また電気抵抗値は１０ｋΩ以下であり、「○」であった。
【００６９】
（実施例２〜２６）
樹脂混合物の混合割合を変更した点以外は、実施例１と同様の方法で製造および評価を行った。実施例２〜２６の混合割合および評価結果を表１、表２および表３に示す。
【００７０】
ここで、表１、表２および表３において、記号表記した各成分は下記の通りである。
【００７１】
＜ポリカーボネート樹脂＞
Ａ−１：出光興産社製タフロンＡ１９００  （ＭＶＲ  １０ｃｍ３／１０ｍｉｎ）
Ａ−２：帝人社製パンライトＬ−１２２５Ｌ  （ＭＶＲ  １８ｃｍ３／１０ｍｉｎ）
【００７２】
＜炭素繊維＞
Ｂ−１：三菱レイヨン社製パイロフィルＴＲＨ５０  ６０Ｍ  ＲＪ  ２５００ｍ巻き  フィラメント径６μｍ  フィラメント数６００００
Ｂ−２：東邦テナックス社製  ＨＴ  Ｃ２０５  フィラメント径７μｍ  カット長６ｍｍ  エポキシ集束剤
Ｂ−３：東邦テナックス社製  ＨＴ  Ｃ４２２  フィラメント径７μｍ  カット長６ｍｍ  ウレタン系集束剤
【００７３】
＜ポリカーボネート−ポリオルガノシロキサン共重合樹脂＞
Ｃ−１：帝人社製ＳＳ−２５２５
Ｃ−２：出光興産社製タフロンネオ
Ｃ−３：ＳＡＢＩＣ社製ＬＥＸＡＮ−１４１４
Ｃ−４：住化スタイロン社製カリバーＩＭ−４００
【００７４】
＜無水マレイン酸基を有する樹脂＞
Ｄ−１：三井化学社製タフマーＭＨ７０２０（無水マレイン酸変性ポリオレフィン、分子量８４０００、引張破壊ひずみ＞１０００）
Ｄ−２：三井化学社製タフマーＭＨ７０１０（無水マレイン酸変性ポリオレフィン、分子量８４０００、引張破壊ひずみ＞１０００）
Ｄ−３：三井化学社製タフマーＭＨ５０２０（無水マレイン酸変性ポリオレフィン、分子量８４０００、引張破壊ひずみ＞１０００）
Ｄ−４：三井化学社製タフマーＭＡ８５１０（無水マレイン酸変性ポリオレフィン、分子量８４０００、引張破壊ひずみ＞１０００）
【００７５】
＜その他＞
Ｅ−１：３Ｍ社製ＦＣ−４４００（導電性樹脂、トリ−ｎ−ブチルメチルアンモニウム  ビストリフルオロメタンスルホンイミド）
Ｅ−２：三菱ケミカル社製ＣＢ  ＭＡ１００（着色剤）
Ｅ−３：ポリプラスチック社製ジュラネックス  ５００ＥＰ  ＥＦ２０２Ｘ（ポリブチレンテレフタラート、引張破壊ひずみ＝８０）
Ｅ−４：三菱化学社製ダイヤカルナＤＣ３０Ｍ（オレフィンワックス、分子量９０００）
Ｅ−５：伏見製薬所製ＦＰ−１１０（環状フェノキシホスファゼン）
Ｅ−６：ダイキン工業社製ポリフロンＭＰＡ  ＦＡ５００（ＰＴＦＥ）
Ｅ−７：大八化学工業社製ＴＭＰ（リン系安定剤）
Ｅ−８：ケミプロ化成工業社製ケミソーブ７９（ＵＶ吸収剤）
Ｅ−９：界面活性剤  太陽化学社製  縮合リシノレイン酸ポリグリセリンエステル  チラバゾールＨ−８１８
【００７６】
【表１】
2019081819.tif 000003
【００７７】
【表２】
2019081819.tif 000004
【００７８】
【表３】
2019081819.tif 000005
【００７９】
＜評価結果＞
実施例２〜２６の樹脂組成物はいずれも、衝撃試験前の樹脂組成物の断面ＳＥＭ写真から、無水マレイン酸基を有する樹脂であるポリオレフィンが、炭素繊維の表面に設けられていたことが確認できた。
【００８０】
また、実施例２〜２６の樹脂組成物はいずれも、衝撃試験後の樹脂組成物の断面ＳＥＭ写真から、紐状の無水マレイン酸基を有する樹脂であるポリオレフィンを有していたことが確認できた。また、実施例２〜２６の樹脂組成物はいずれも、また、紐状のポリオレフィンはマトリックスであるポリカーボネートと、炭素繊維の表面とネットワークを形成していたことが確認できた。
【００８１】
表１、２に示したように、実施例２〜２６の樹脂組成物はいずれも、衝撃強度が１０ｋＪ／ｍ２以上と良好な値であった。また、曲げ弾性率は４０００ＭＰａ以上７０００ＭＰａ未満の範囲内であった。また、組立性評価は、いずれも「○」であった。また電気抵抗値はいずれも「○」であった。
【００８２】
なお、実施例２１、２２および２５は導電性樹脂を、実施例２３、２４および２５は着色剤を含有していた。しかし、衝撃強度、曲げ弾性率および組立性のいずれも他の実施例と比べて遜色のない結果であった。
【００８３】
（比較例１）
まず、樹脂を混合し、樹脂混合物を得た。
【００８４】
具体的には、ポリカーボネート樹脂（帝人社製  パンライトＬ−１２２５Ｌ）、炭素繊維（東邦テナックス社製  ＨＴ  Ｃ２０５  フィラメント径７μｍ  カット長６ｍｍ）を用意した。また、ポリカーボネート−ポリオルガノシロキサン共重合樹脂（帝人社製  ＳＳ−２５２５）、ＰＢＴ（ポリプラスチック社製  ジュラネックス  ５００ＥＰ  ＥＦ２０２Ｘ）を用意した。さらに、環状フェノキシホスファゼン（伏見製薬所製  ＦＰ−１１０）、ＰＴＦＥ（ダイキン工業社製  ポリフロンＭＰＡ  ＦＡ５００）を用意した。
【００８５】
ポリカーボネート樹脂５０．３質量部、ポリカーボネート−ポリオルガノシロキサン共重合樹脂５．６質量部、ＰＢＴ４．５質量部、環状フェノキシホスファゼン１１．２質量部およびＰＴＦＥ０．６質量部を秤量し、タンブラーを用いて室温にて混合した。
【００８６】
次に、二軸押し出し混練機（池貝社製  商品名：ＰＣＭ−３０）を２９０℃に設定し、混合した樹脂混合物をホッパー２０２に投入し、スクリュー回転を開始した。続いて、６ｍｍ長の炭素繊維をサイドフィーダー２１０から樹脂混合物６８質量部に対し３２質量部になるように投入し、混練した（図１０参照）。
【００８７】
次に、得られたストランド１２１を冷却部２０７で水冷してペレタイザー２０８にて３ｍｍ長にカットしてペレット状の樹脂組成物１２２を得た。
【００８８】
続いて、得られたペレット状の樹脂組成物を１２０℃で乾燥した。乾燥したペレット状の樹脂組成物をホッパー３１１から射出成形機３０１に投入し、金型３０２および３０３を８０℃にし、設定温度３００℃で射出成形し、８０ｍｍ×１０ｍｍ×４ｍｍ厚である樹脂組成物の成形体３０４を得た（図７参照）。なお、射出成形機３０１は、住友重機械工業製の射出成形機（ＳＥ１８０Ｄ）を用いた。
【００８９】
＜評価結果＞
衝撃試験後の樹脂組成物の断面ＳＥＭ写真から、紐状の樹脂は確認されなかった。
【００９０】
表４に衝撃強度、曲げ弾性率および組立性の結果を示す。ノッチ加工を施したシャルピー衝撃試験から測定された衝撃強度は９ｋＪ／ｍ２であり、実施例１〜２６と比べて小さな値であった。また、曲げ弾性率は１８５００ＭＰａであり、実施例１〜２６と比べて大きな値であった。また、組立性評価は、問題なく組み立てられた数が６個であったため、「×」であった。また電気抵抗値は１０ｋΩ以下であり、「○」であった。
【００９１】
比較例１の樹脂組成物の衝撃強度が低かったことについて考察する。これは、比較例１の樹脂組成物が、無水マレイン酸基ではなくカルボン酸基を有していることに起因すると考えられる。カルボン酸基は無水マレイン酸基と比べて極性が高いため、高温で高いせん断応力がかかる混練工程において、ポリカーボネートの分子量を低下させ、樹脂組成物の衝撃強度を低下させたことが推察される。また、カルボキシル基は無水マレイン酸基と比べてポリカーボネートとの親和性が低い。樹脂組成物中においてＰＢＴがポリカーボネートと混ざりにくかったことも、衝撃強度を低下させた原因の一つと推察される。
【００９２】
また、弾性率が本発明の実施例に対し、２倍以上も高くなっていた。これは、比較例１の樹脂組成物が、極性基は有するものの、極性基を有する樹脂の主鎖構造の伸びが不十分なためであると推察される。比較例１の樹脂の主鎖はＰＢＴであり、ＰＢＴはベンゼン環を有するため、引張破断ひずみが８０と、オレフィンの引張破断ひずみ（４５０〜７００）に比べて非常に小さい。そのため、樹脂組成物が衝撃を受けたときに、ＰＢＴが紐状に伸びて衝撃エネルギーを消費することなく、マトリックスにクラックが伝搬し、破断したと考える。
【００９３】
（比較例２〜４）
比較例２は樹脂混合物の混合割合を変更した点以外は、比較例１と同様の方法で製造および評価を行った。また、比較例３、４は樹脂混合物の混合割合を変更した点以外は、実施例１と同様の方法で製造および評価を行った。比較例２〜４の混合割合および評価結果を表４に示す。ここで、表４において記号表記した各成分は表１、表２および表３と同一である。
【００９４】
【表４】
2019081819.tif 000006
【００９５】
＜評価結果＞
比較例２の樹脂組成物は、衝撃試験後の樹脂組成物の断面ＳＥＭ写真から、紐状の樹脂は確認されなかった。
【００９６】
表４に衝撃強度、曲げ弾性率および組立性の結果を示す。シャルピー衝撃試験から測定された衝撃強度は８ｋＪ／ｍ２であり、実施例１〜２６と比べて小さな値であった。
【００９７】
比較例２の樹脂組成物の衝撃強度が低かったことについて考察する。これは、比較例２の樹脂組成物が、無水マレイン酸基を有するオレフィン樹脂を含むものの、分子量が９０００と小さく、引張破断ひずみが５００より小さい。樹脂の破断と同じタイミングもしくは、その前にオレフィンワックスも破断してしまったために、紐状の樹脂が確認されなかったと推察される。
【００９８】
比較例３は、樹脂組成物１００質量に対する炭素繊維量が７質量部と少なかったため、耐衝撃性は良好であったが、曲げ弾性率が小さく、組立性が不十分であった。電気抵抗値が１０ｋΩを超える値となったため「×」であった。
【００９９】
比較例４は、樹脂組成物１００質量に対する炭素繊維量が３６質量部と多かったために、耐衝撃性が低く、曲げ弾性率が高すぎて組立性が不十分であった。
【０１００】
以上のことから電界シールド特性と衝撃強度の両立の観点においては、ＪＩＳ  ７１１１に基づいてシャルピー衝撃試験を行った後に、前記樹脂組成物の破断面を観察したときに、紐状の前記無水マレイン酸基を有する樹脂が観察されることが良いと分かった。
【０１０１】
同じく、電界シールド特性と衝撃強度の両立の観点において炭素繊維の含有量は樹脂組成物１００質量部に対して８質量部以上３５質量部以下とすれば良いことが分かった。
【符号の説明】
【０１０２】
１  炭素繊維
１０  樹脂組成物の成形体
１１  外装部品
１２１  ストランド
１２２  ペレット状の樹脂組成物
２  ポリカーボネート樹脂
２０  樹脂組成物の成形体
２０１  押し出し機
２０２  ホッパー
２０３  ホッパー
２０４  ボビン状の炭素繊維
２０７  冷却部
２０８  ペレタイザー
２０９  液体分散剤投入用ホース
２１０  サイドフィーダー
２１１  液体分散剤供給用ポンプ
３  オルガノシロキサン
３０１  射出成形装置
３０２  金型
３０３  金型
３０４  樹脂組成物の成形体
３１１  ホッパー
４  無水マレイン酸基を有する樹脂
５  ボイド（空隙）
５１  ボイド（空隙）
【図１】
2019081819.tif 000007
【図２】
2019081819.tif 000008
【図３】
2019081819.tif 000009
【図４】
2019081819.tif 000010
【図５】
2019081819.tif 000011
【図６】
2019081819.tif 000012
【図７】
2019081819.tif 000013
【図８】
2019081819.tif 000014
【図９】
2019081819.tif 000015
【図１０】
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