(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内層には導電性繊維が含まれるものの、表面層には導電性繊維が含まれず、かつ、内層はポリカーボネート樹脂で構成され、表面層はポリスチレン系樹脂で構成された内層が導電性で表面層が絶縁性のポリカーボネート樹脂−ポリスチレン系樹脂製サンドイッチ構造積層板体の製造方法であって、
前記方法は、
ポリカーボネート樹脂と、ポリスチレン系樹脂と、導電性繊維との混合物を、高速充填成形する方法である
ことを特徴とするサンドイッチ構造積層板体の製造方法。
【請求項２】
内層には繊維が含まれるものの、表面層には繊維が含まれず、かつ、内層はポリカーボネート樹脂で構成され、表面層はポリスチレン系樹脂で構成された繊維強化ポリカーボネート樹脂−ポリスチレン系樹脂製サンドイッチ構造積層板体の製造方法であって、
前記方法は、
ポリカーボネート樹脂と、ポリスチレン系樹脂と、繊維との混合物を、高速充填成形する方法である
ことを特徴とするサンドイッチ構造積層板体の製造方法。
【請求項３】
導電性繊維が金属繊維または炭素繊維である
ことを特徴とする請求項１のサンドイッチ構造積層板体の製造方法。
【請求項４】
繊維が無機質繊維あるいは有機質繊維である
ことを特徴とする請求項２のサンドイッチ構造積層板体の製造方法。
【請求項５】
高速充填成形は、射出圧力が５００〜５０００ｋｇ／ｃｍ2、射出速度が１５０〜１００００ｍｍ／ｓｅｃの条件で行われる
ことを特徴とする請求項１〜請求項４いずれかのサンドイッチ構造積層板体の製造方法。
【請求項６】
サンドイッチ構造積層板体が電磁シールド板である
ことを特徴とする請求項１のサンドイッチ構造積層板体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はサンドイッチ構造積層板体の製造方法に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
表面が絶縁性で内層が導電性の材料を得ようとした場合、多射出成形（二色成形）の手法が考慮される。
【０００３】
しかし、この手法は決して簡単なもので無い。
【０００４】
従って、本発明が解決しようとする第１の課題は、繊維状物質を内層にのみ持つサンドイッチ構造積層板体を提供することである。
【０００５】
本発明が解決しようとする第２の課題は、表面が絶縁性で内層が導電性のサンドイッチ構造積層板体を提供することである。
【０００６】
すなわち、ポリカーボネート樹脂とポリスチレン樹脂とカーボン繊維との組成物を用いて高速充填成形し、例えば板状体のものを成形した場合、この板状体１は、図１に示す如く、上層２がカーボン繊維を含まないポリスチレン樹脂からなり、下層３もカーボン繊維を含まないポリスチレン樹脂からなり、その間の中間層４がカーボン繊維を含むポリカーボネート樹脂からなるものであった。
【０００７】
尚、上層２の厚さと下層３の厚さとは同じであり、そして上層２、下層３、及び中間層４の厚さは配合量によって決まるものであった。
【０００８】
この現象についての検討を押し進めて行った結果、これは、次のような事に基づくのであろうことに気付いた。
【０００９】
すなわち、ポリカーボネート樹脂とポリスチレン樹脂との組成物を用いて高速充填成形した場合、これらの樹脂は図２に示される如くの＞状の流れで移動して行き、そして＞状部の先端側を構成する中心側部分には流動性が悪いポリカーボネート樹脂が存在し、＞状部の後部（端部）側を構成する壁側部分には流動性が良いポリスチレン樹脂が存在し、流動性の相違によって樹脂が層状に分離されるのであろうと考えられた。
【００１０】
そして、上記組成物において更に繊維状物質が含まれていると、この繊維状物質は樹脂に比べて更に流動性が悪いことが予想される。この為、繊維状物質は流動性が悪いポリカーボネート樹脂の部分に集中して存在するようになると考えられた。
【００１１】
上記知見を基にして本発明が達成されたものであり、前記第１，２の課題は、
内層には導電性繊維が含まれるものの、表面層には導電性繊維が含まれず、かつ、内層はポリカーボネート樹脂で構成され、表面層はポリスチレン系樹脂で構成された内層が導電性で表面層が絶縁性のポリカーボネート樹脂−ポリスチレン系樹脂製サンドイッチ構造積層板体の製造方法であって、
前記方法は、
ポリカーボネート樹脂と、ポリスチレン系樹脂と、導電性繊維との混合物を、高速充填成形する方法である
ことを特徴とするサンドイッチ構造積層板体の製造方法によって解決される。
又、内層には導電性繊維が含まれるものの、表面層には導電性繊維が含まれず、かつ、内層はＡ樹脂で構成され、表面層はＢ樹脂で構成された内層が導電性で表面層が絶縁性のＡ樹脂−Ｂ樹脂製サンドイッチ構造積層板体の製造方法であって、
前記Ｂ樹脂は、その流動性が前記Ａ樹脂の流動性の１．２倍以上大きなものが選ばれてなり、
前記方法は、
Ａ樹脂と、Ｂ樹脂と、導電性繊維との混合物を、高速充填成形する方法である
ことを特徴とするサンドイッチ構造積層板体の製造方法によって解決される。
【００１２】
前記第１の課題は、
内層には繊維が含まれるものの、表面層には繊維が含まれず、かつ、内層はポリカーボネート樹脂で構成され、表面層はポリスチレン系樹脂で構成された繊維強化ポリカーボネート樹脂−ポリスチレン系樹脂製サンドイッチ構造積層板体の製造方法であって、
前記方法は、
ポリカーボネート樹脂と、ポリスチレン系樹脂と、繊維との混合物を、高速充填成形する方法である
ことを特徴とするサンドイッチ構造積層板体の製造方法によって解決される。
又、内層には繊維が含まれるものの、表面層には繊維が含まれず、かつ、内層はＡ樹脂で構成され、表面層はＢ樹脂で構成された繊維強化Ａ樹脂−Ｂ樹脂製サンドイッチ構造積層板体の製造方法であって、
前記Ｂ樹脂は、その流動性が前記Ａ樹脂の流動性の１．２倍以上大きなものが選ばれてなり、
前記方法は、
Ａ樹脂と、Ｂ樹脂と、繊維との混合物を、高速充填成形する方法である
ことを特徴とするサンドイッチ構造積層板体の製造方法によって解決される。
【００１３】
尚、上記樹脂材料は、成形時における流動性が少なくとも１．２倍（流動性の高い値／流動性の低い値）相違するものであることが好ましい。すなわち、理論的には、流動性が多少でも相違すれば、図１の如くの層状構成のものとなり、そして中心層に繊維状物質が偏在する筈であるが、上記に規定されるような特徴のものを選定することによって、明らかに、層状構成のものが得られる。特に、表面には繊維状物質が実質上存在しない層状構成のものが得られる。尚、上限値に格別の制約は無いと考えられるが、現実的には、流動性の高い値／流動性の低い値は５００以下である。
【００１４】
このような樹脂の組み合わせとしては、例えばポリカーボネート系樹脂とポリスチレン系樹脂とが挙げられる。
【００１５】
繊維状物質としては、目的とする材料の機械的強度を強化、及び／又は導電性を付与する為、鉄繊維、アルミニウム繊維、銅繊維などの金属繊維、カーボン繊維、ガラス繊維、炭化珪素繊維などの無機質繊維、ナイロン繊維やアラミド繊維などの有機質繊維の群の中から適宜選ばれる。尚、本発明において、繊維とは、繊維長／繊維径が１．５以上のものを言う。
【００１６】
又、前記第１の課題は、上記した組成物が用いられて構成されてなり、
前記繊維状物質は、表面層には実質上含まれず、内層に含まれる
ことを特徴とする内層に繊維状物質を含有する材料によって解決される。
【００１７】
尚、この内層に繊維状物質を含有する材料において、繊維状物質は、表裏の表面層には実質上含まれず、内層にのみ含まれるサンドイッチ構造のものである。
そして、表面層の樹脂材料は内層の樹脂材料よりも流動性が良い樹脂材料で構成されている。例えば、表面層の樹脂材料はポリスチレン系樹脂であり、内層の樹脂材料はポリカーボネート系樹脂である。
【００１９】
この高速充填成形は、射出圧力が５００〜５０００ｋｇ／ｃｍ2 （望ましくは、７００ｋｇ／ｃｍ2 以上、特に１０００ｋｇ／ｃｍ2 以上。そして、４８００ｋｇ／ｃｍ2 以下、特に４５００ｋｇ／ｃｍ2 以下）、射出速度が１５０〜１００００ｍｍ／ｓｅｃ（望ましくは、２００ｍｍ／ｓｅｃ以上、特に３００ｍｍ／ｓｅｃ以上。そして、２５００ｍｍ／ｓｅｃ以下、特に２０００ｍｍ／ｓｅｃ以下）で行われるのが好ましい。
【００２４】
導電性を有する繊維状物質としては、各種のものがあるが、好ましくはカーボン繊維である。
【００３０】
本発明になる内層に繊維状物質を含有する材料は、上記内層に繊維状物質を含有する材料の組成物が用いられて構成されてなり、前記繊維状物質は、表面層には実質上含まれず、内層に含まれるものである。特に、繊維状物質は、表裏の表面層には実質上含まれず、内層にのみ含まれるサンドイッチ構造のものである。表面層の樹脂材料は内層の樹脂材料よりも流動性が良い樹脂材料で構成されている。例えば、表面層の樹脂材料はポリスチレン系樹脂であり、内層の樹脂材料はポリカーボネート系樹脂である。
【００３１】
本発明になる内層に繊維状物質を含有する材料の製造方法は、上記内層に繊維状物質を含有する材料の組成物を用いて高速充填成形する。この高速充填成形は、射出圧力が５００〜５０００ｋｇ／ｃｍ2 （望ましくは、７００ｋｇ／ｃｍ2 以上、特に１０００ｋｇ／ｃｍ2 以上。そして、４８００ｋｇ／ｃｍ2 以下、特に４５００ｋｇ／ｃｍ2 以下）、射出速度が１５０〜１００００ｍｍ／ｓｅｃ（望ましくは、２００ｍｍ／ｓｅｃ以上、特に３００ｍｍ／ｓｅｃ以上。そして、２５００ｍｍ／ｓｅｃ以下、特に２０００ｍｍ／ｓｅｃ以下）で行われる。
【００３２】
本発明になる表面が絶縁性で内層が導電性の材料の組成物は、成形時における流動性が互いに異なる複数種の絶縁性の樹脂材料と、導電性を有する繊維状物質とを含有する。又、絶縁性を有する第１の樹脂材料と、前記第１の樹脂材料とは成形時における流動性が異なり、かつ、絶縁性を有する第２の樹脂材料と、導電性を有する繊維状物質とを含有する。上記樹脂材料は、成形時における流動性が、少なくとも１．２倍（特に、２倍以上。５００倍以下。）相違するものである。例えば、ポリカーボネート系樹脂とポリスチレン系樹脂との組み合わせである。繊維状物質としては、鉄繊維、アルミニウム繊維、銅繊維などの金属繊維、或いはカーボン繊維である。特に、カーボン繊維である。
【００３３】
本発明になる表面が絶縁性で内層が導電性の材料は、上記した表面が絶縁性で内層が導電性の材料の組成物が用いられて構成されてなり、表面層は導電性を有する繊維状物質を実質上含まず、表面層が実質上絶縁性であり、内層は導電性を有する繊維状物質を含み、内層が導電性を有する。特に、導電性を有する繊維状物質は、表裏の表面層には実質上含まず、内層にのみ含まれるサンドイッチ構造のものである。表面層の樹脂材料は内層の樹脂材料よりも流動性が良い樹脂材料で構成されている。例えば、表面層の樹脂材料はポリスチレン系樹脂であり、内層の樹脂材料はポリカーボネート系樹脂である。
【００３４】
本発明になる表面が絶縁性で内層が導電性の材料の製造方法は、上記した表面が絶縁性で内層が導電性の材料の組成物を用いて高速充填成形する。この高速充填成形は、射出圧力が５００〜５０００ｋｇ／ｃｍ2 （望ましくは、７００ｋｇ／ｃｍ2 以上、特に１０００ｋｇ／ｃｍ2 以上。そして、４８００ｋｇ／ｃｍ2 以下、特に４５００ｋｇ／ｃｍ2 以下）、射出速度が１５０〜１００００ｍｍ／ｓｅｃ（望ましくは、２００ｍｍ／ｓｅｃ以上、特に３００ｍｍ／ｓｅｃ以上。そして、２５００ｍｍ／ｓｅｃ以下、特に２０００ｍｍ／ｓｅｃ以下）で行われる。
【００３５】
以下、更に詳しく説明する。
【００３６】
高速充填成形は、これまでにも良く知られている。例えば、成形加工（第５巻、第１２号、１９９３年、第８４９〜８５３頁）、成形加工（第６巻、第７号、１９９４年、第４５８〜４６４頁）、高速充填の可能性とその効果「次世代射出成形の研究専門委員会（高速充填分科会））などにおいて説明されている。
【００３７】
これによれば、高速充填（射出圧力が高圧で、射出速度が高速）により得たものは、高圧低速充填（射出圧力が高圧で、射出速度が低速）、或いは低圧低速充填（射出圧力が低圧で、射出速度が低速）で得たものに比べて、次のような点において特徴があると言われている。
（１）  樹脂状態の均一化
樹脂の流動性が高い為、キャビティ内の圧力や温度が場所によって偏ることが無い。このような事は通常の成形では困難である。
（２）  流動限界の拡大
大型成形品の成形が可能となる。又、超薄肉成形品の射出成形が可能となる。
（３）  成形歪の減少
成形歪は、樹脂の流動、過剰な保圧、冷却時の収縮の偏りによって生じる。流動性が高く、ゲートを小さくすることが可能で、成形歪は生じ難い。
（４）  転写性の向上
流動性の良くなった樹脂が金型内に流れ込むので、金型面の微細な溝などに樹脂が浸透し易く、転写性が向上する。
（５）  金型の負担が軽減
ゲートを小さくすることが可能で、圧力損失が大きい為、金型の負担を軽減できる。これにより、金型構造の自由度が高くなる。
（６）  多数個取りへの効果
樹脂は非常に短時間でほぼ同時に各ゲートまで達するので、キャビティ間のバラツキが抑えられ、引いては成形品の品質向上や生産性の向上につながる。
【００３８】
そして、上記した高速充填、特に射出圧力が５００〜５０００ｋｇ／ｃｍ2 （望ましくは、７００ｋｇ／ｃｍ2 以上、特に１０００ｋｇ／ｃｍ2 以上。そして、４８００ｋｇ／ｃｍ2 以下、特に４５００ｋｇ／ｃｍ2 以下）、射出速度が１５０〜５００００ｍｍ／ｓｅｃ（望ましくは、２００ｍｍ／ｓｅｃ以上、特に３００ｍｍ／ｓｅｃ以上。そして、２５００ｍｍ／ｓｅｃ以下、特に２０００ｍｍ／ｓｅｃ以下）の高速充填の技術を用いて、かつ、樹脂材料としてポリカーボネート系樹脂とポリスチレン系樹脂とＰＡＮ系カーボン繊維との混合物を用いて成形を行い、板状体を得た。
【００３９】
尚、この成形に際して、金型温度は約１０〜８０℃であり、樹脂温度は約２６０〜２８０℃であった。
【００４０】
このようにして得られた板状体は、図１に示す構造を有していた。
【００４１】
因みに、ポリカーボネート系樹脂：ポリスチレン系樹脂：ＰＡＮ系カーボン繊維（繊維長は２００〜４００μｍ、繊維径は７μｍ）＝１００：１００：４２の組成物を用い、射出圧力が３０００ｋｇ／ｃｍ2 、射出速度が１０００ｍｍ／ｓｅｃ、金型温度が２０℃、樹脂温度が２８０℃の条件下で高速充填成形を行った場合、上層２及び下層３の厚さが共に約４００μｍ、中間層４の厚さが１２００μｍであった。
【００４２】
そして、比重は１．３ｇ／ｃｍ3 であり、比較的軽量なものであった。
【００４３】
曲げ弾性率は１０ＧＰａ、曲げ強さは１４０ＭＰａであった。この事実は、機械的強度に優れていることを示している。
【００４４】
又、熱膨張率が小さく、寸法安定性に富むものであった。
【００４５】
又、表面の潤滑性に富むものであった。つまり、摺動抵抗は小さく、磨耗の少ないものであった。
【００４６】
この事は、ギアや軸受け等のような摺動部品（製品）にも利用できることを示している。
【００４７】
又、薬品に対する抵抗性が高いものであった。すなわち、薬品によって侵され難く、耐蝕性に富むものであった。
【００４８】
又、カーボン繊維は、その殆どが、中間層４に偏在しており、上層２や下層３には実質上認められなかった。カーボン繊維が、中間層４にのみ偏在し、上層２や下層３に存在していないと言うことは、板状体１の表面は絶縁性であり、そして、内層部が導電性であることを意味する。因みに、中間層４における体積抵抗率は９．８８Ω・ｃｍであった。上層２や下層３における体積抵抗率は１０9 Ω・ｃｍ以上であった。
【発明の効果】
内層に繊維状物質が偏在した材料が簡単に得られる。例えば、表面は絶縁性を示し、内層が導電性を示す材料が簡単に得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明になる材料の断面図
【図２】本発明になる材料を説明する為の成形時の説明図
【符号の説明】
１    板状体
２    上層（カーボン繊維を含まないポリスチレン樹脂層）
３    下層（カーボン繊維を含まないポリスチレン樹脂層）
４    中間層（カーボン繊維を含むポリカーボネート樹脂層）
【図１】
0004462520.tif 000002
【図２】
0004462520.tif 000003