繊維強化プラスチック製電子機器筐体の製造方法
【課題】電波遮断性を維持したまま無線通信性能を劣化させず、特に意匠性に優れた電子機器筐体の製造方法を提供する。
【解決手段】次に示す成形材料基材（Ａ）と成形材料基材（Ｂ）とを、成形材料基材（Ｂ）が厚み方向に挿通するように配置して板状の成形前駆体を形成し、その成形前駆体を、成形材料基材に含まれるいずれの熱可塑性樹脂の溶融温度よりも高い温度に加熱し、その後、成形材料基材に含まれるいずれの熱可塑性樹脂の溶融温度よりも低い温度でプレス成形して繊維強化プラスチック成形体を形成することを特徴とする繊維強化プラスチック製電子機器筐体の製造方法。
成形材料基材（Ａ）：強化繊維として導電性繊維を、マトリックスとして熱可塑性樹脂を含む成形材料基材
成形材料基材（Ｂ）：強化繊維として絶縁性繊維を、マトリックスとして熱可塑性樹脂を含む成形材料基材
【解決手段】次に示す成形材料基材（Ａ）と成形材料基材（Ｂ）とを、成形材料基材（Ｂ）が厚み方向に挿通するように配置して板状の成形前駆体を形成し、その成形前駆体を、成形材料基材に含まれるいずれの熱可塑性樹脂の溶融温度よりも高い温度に加熱し、その後、成形材料基材に含まれるいずれの熱可塑性樹脂の溶融温度よりも低い温度でプレス成形して繊維強化プラスチック成形体を形成することを特徴とする繊維強化プラスチック製電子機器筐体の製造方法。
成形材料基材（Ａ）：強化繊維として導電性繊維を、マトリックスとして熱可塑性樹脂を含む成形材料基材
成形材料基材（Ｂ）：強化繊維として絶縁性繊維を、マトリックスとして熱可塑性樹脂を含む成形材料基材
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維強化プラスチック製電子機器筐体に関するものであり、さらに詳しくは、電波遮断性を維持したまま無線通信性能を劣化させず、特に意匠性に優れた繊維強化プラスチック製電子機器筐体に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な電子機器筐体に必要な特性として電波遮断性能（ＥＭＩ）が挙げられる。これはある機器が動作することによって発せられる電波により、他の機器の動作や人体に影響を与えることを防ぐためである。電子機器は何の対策も施さなければ近くにある他の機器の放射電磁波、雷、太陽の活動などの影響で、機能低下や誤作動、停止、記録消失などのトラブルを生じる場合があり、また、電子機器自身の発する電磁波によって他機器の動作や近くにいる人間の健康に悪影響を与えてしまう場合があることも一般に論じられている。そのため電子機器の筐体材料としては電波遮断性能の高い導電性プラスチックや金属などが使用されているが、特に携行が容易であるノートパソコンや携帯電話などの小型電子機器向けの筐体材料については、電波遮断性能に加え堅牢性と軽量性に優れる炭素繊維強化プラスチックやマグネシウム合金などが選定される場合が多い。
【０００３】
近年、ノートパソコンや携帯電話に代表される無線通信機能を内蔵した製品の高機能化が進み、急速にオフィスや一般家庭へと普及した。これらの製品の多くは無線通信用のアンテナが実装されるが、携帯性や意匠性の観点から筺体内部にアンテナが配されるケースが大半である。そのような機器を構成する筺体全面に電解シールド性が高い材料、例えば炭素繊維強化プラスチックやマグネシウム合金などの金属を選定した場合、電波遮断性能の高い筐体によって平均アンテナ利得の低下や偏った電波指向性の発現などが生じ、無線通信性能が劣化するという機能的な問題が生じていた。
【０００４】
このような問題に対して、特許文献１に、電磁遮蔽効果を持つ材料を金型にセットした後、絶縁体部材を射出成形することにより一体化して筺体を得る方法が開示されている。しかしながら、特許文献１で開示される方法を用いた場合、先にセットした電磁波遮断材料の厚みが成形前後で不変であるため成形中に２材料の厚みを均一に調整することが困難であり、得られた成形品の接合部には５０μｍ以上の段差が発生し、例えば塗装した場合に鮮明に接合線を確認できるなど、意匠性に与える影響が大きい。このように従来技術では、無線通信性能と意匠性とを量産性を確保した上で両立することが困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−３４８２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、上記した問題を解決すること、すなわち、電波遮断性を維持したまま無線通信性能を劣化させず、特に意匠性に優れた電子機器筐体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明における電子機器筐体の製造方法は、次の構成を有する。すなわち、次に示す成形材料基材（Ａ）と成形材料基材（Ｂ）とを、成形材料基材（Ｂ）が厚み方向に挿通するように配置して板状の成形前駆体を形成し、その成形前駆体を、成形材料基材に含まれるいずれの熱可塑性樹脂の溶融温度よりも高い温度に加熱し、その後、成形材料基材に含まれるいずれの熱可塑性樹脂の溶融温度よりも低い温度でプレス成形して繊維強化プラスチック成形体を形成することを特徴とする繊維強化プラスチック製電子機器筐体の製造方法である。
成形材料基材（Ａ）：強化繊維として導電性繊維を、マトリックスとして熱可塑性樹脂を含む成形材料基材
成形材料基材（Ｂ）：強化繊維として絶縁性繊維を、マトリックスとして熱可塑性樹脂を含む成形材料基材
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、電波遮断性を維持したまま無線通信性能を劣化させず、特に意匠性に優れた電子機器筐体を工業的に短時間で製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明における繊維強化プラスチック成形体の一例を示す斜視図とその接合部の部分断面図である。
【図２】本発明の一態様を説明するための工程図である。
【図３】本発明における繊維強化プラスチック成形体のインサート成形の一態様を説明するための工程図である。
【図４】電解シールド性（ＫＥＣ法）の測定方法を説明するための概略図である。
【図５】接合部の段差の測定方法を説明するための概略図と粗さ曲線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明において、電子機器筐体とは、電子機器を収容するための箱であり、電子機器と外界とを隔てるための壁体である。例えば自動車や航空機において電子機器を内蔵するためのハウジングをも含むものである。
【００１１】
以下に本発明の製造方法について、好ましい実施の形態とともに詳細に説明する。
【００１２】
本発明では、強化繊維として導電性繊維を、マトリックスとして熱可塑性樹脂を含む成形材料基材である成形材料基材（Ａ）と、強化繊維として絶縁性繊維を、マトリックスとして熱可塑性樹脂を含む成形材料基材である成形材料基材（Ｂ）を用いる。
【００１３】
本発明による電子機器筺体は、マトリックスへの繊維補強効果により寸法安定性と剛性に優れているばかりか、成形材料基材（Ａ）は、導電性繊維を用いていることにより、電波シールド材として機能し、成形材料基材（Ａ）で形成される領域は、高い電波遮断性能を有するので、電波シールド領域となり、成形材料基材（Ｂ）は、絶縁性繊維を用いていることにより、電波透過材として機能し、成形材料基材（Ｂ）で形成される領域は低い電波遮断性能を有するので、電波透過領域となる。図１に本発明により得られる電子機器筺体の一例を示す。本発明により得られる電子機器筺体は、電波シールド領域１ａと電波透過領域１ｂとで構成され、電波シールド領域１ａは、主に成形材料基材（Ａ）で形成され、電波透過領域１ｂは成形材料基材（Ｂ）で形成され、それらの間には接合部１ｃが形成されている。
【００１４】
成形材料基材（Ａ）で強化繊維として用いる導電性繊維としては、例えば、アルミニウム繊維、黄銅繊維、ステンレス繊維などの金属繊維や、ポリアクリロニトリル系、レーヨン系、リグニン系、ピッチ系の炭素繊維（黒鉛繊維を含む）が例示できる。これらの繊維には、カップリング剤による処理、サイジング剤による処理、添加剤の付着処理などの表面処理が施されていても良い。また、これらの導電性繊維は１種類を単独で用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。これらの導電性繊維の中でも、筺体の軽量性や剛性を効率的に高めることができる炭素繊維を用いるのが好ましい。
【００１５】
成形材料基材（Ｂ）で強化繊維として用いる絶縁性繊維としては、例えば、ガラス繊維や、アラミド、ＰＢＯ、ポリフェニレンスルフィド、ポリエステル、アクリル、ナイロン、ポリエチレンなどの有機繊維や、シリコンカーバイト、シリコンナイトライドなどの無機繊維が例示できる。これらの繊維には、カップリング剤による処理、サイジング剤による処理、添加剤の付着処理などの表面処理が施されていても良い。また、これらの絶縁性繊維は１種類を単独で用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。これらの導電性繊維の中でも、特に電波透過性、比剛性、コストの観点からガラス繊維を用いるのが好ましい。
【００１６】
成形材料基材（Ａ）や成形材料基材（Ｂ）でマトリックスとして用いる熱可塑性樹脂は、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、液晶ポリエステル等のポリエステルや、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリブチレン等のポリオレフィンや、スチレン系樹脂の他や、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチレンメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、変性ＰＰＥ、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリスルホン（ＰＳＵ）、変性ＰＳＵ、ポリエーテルスルホン、ポリケトン（ＰＫ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、フェノール系樹脂、フェノキシ樹脂、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素系樹脂、更にポリスチレン系、ポリオレフィン系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系、ポリイソプレン系、フッ素系等の熱可塑エラストマー等や、これらの共重合体、変性体などの熱可塑性樹脂成分を、単独または２種類以上ブレンドして用いる。熱可塑性樹脂成分としては、耐熱性、耐薬品性の観点からＰＰＳが、成形品外観、寸法安定性の観点からポリカーボネートやスチレン系樹脂が、成形品の強度や耐衝撃性の観点からポリアミドが好ましく用いられる。マトリックスには、用途等に応じ、熱可塑性樹脂に加えて、耐衝撃性向上のために、ゴム成分などの他のエラストマーを含有しても良いし、種々の機能を与えるために、他の充填材や添加剤を含有してもよい。かかる充填材や添加剤としては、例えば、無機充填材、難燃剤、導電性付与剤、結晶核剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、制振剤、抗菌剤、防虫剤、防臭剤、着色防止剤、熱安定剤、離型剤、帯電防止剤、可塑剤、滑剤、着色剤、顔料、染料、発泡剤、制泡剤、カップリング剤などが挙げられる。
【００１７】
このような成形材料基材（Ａ）と成形材料基材（Ｂ）を用いて板状の成形前駆体を形成するのだが、製品内部に実装される無線通信アンテナのサイズや位置にあわせ、成形材料基材（Ｂ）により電波透過領域が形成されるようにその配置を決定する。このとき、成形材料基材（Ｂ）を、板状の成形前駆体の厚み方向に挿通する領域を有するように配置することが重要である。それにより、得られる電子機器筺体において、成形材料基材（Ｂ）が厚み方向に挿通した領域が良好な電波透過性を有する電波透過領域となり、成形材料基材（Ａ）の特性である堅牢性や剛性などの特性を最大限に維持したまま電波透過性を確保しつつ、機能上不要な周波数帯の電波を遮断し、電波透過領域から機能上必要な電波のみを送受信するといった製品設計が可能となる。成形前駆体において、成形材料基材（Ｂ）が厚み方向に挿通した領域、すなわち電波透過領域以外は、通常、成形材料基材（Ａ）のみを配置して電波シールド領域を構成するが、電波シールド領域には、成形材料基材（Ａ）に加えて、必要に応じて成形材料基材（Ｂ）など、他の基材を本発明の目的を損なわない範囲で積層してもよい。
【００１８】
次にこのようにして得た成形前駆体を、成形材料基材に含まれるいずれの熱可塑性樹脂の溶融温度よりも高い温度に加熱し、その後、成形材料基材に含まれるいずれの熱可塑性樹脂の溶融温度よりも低い温度でプレス成形して繊維強化プラスチック成形体を形成する。すなわち、成形前駆体を、成形材料基材に含まれるいずれの熱可塑性樹脂の溶融温度よりも高い温度に加熱し、加熱した成形材料基材を金型にセットし、成形材料基材におけるマトリックスで熱可塑性樹脂が溶融した状態で、その後、成形材料基材に含まれるいずれの熱可塑性樹脂の溶融温度よりも低い温度でプレス成形するのである。
【００１９】
ここでプレス成形とは、加工機械および型、工具等を用いて金属、プラスチック材料、セラミックス材料などに例示される各種材料に、曲げ、剪断、圧縮等の変形を与えて成形体を得る方法であるが、本発明では、得られる製品の意匠性の観点から、予め前駆体を熱可塑性樹脂の溶融温度よりも高い温度に加熱し熱可塑性樹脂を溶融、軟化させた状態で、その後、熱可塑性樹脂の溶融温度未満の温度でプレス成形する、いわゆるコールドプレス法を選択するものである。具体的には、成形材料基材に含まれる熱可塑性樹脂が結晶性樹脂の場合、成形材料基材（Ａ）に含まれる熱可塑性樹脂の融点と、成形材料基材（Ｂ）に含まれる熱可塑性樹脂の融点のうちの高い方の融点をＴｍＨとしたとき、ＴｍＨ以上、好ましくは、ＴｍＨ＋５℃〜ＴｍＨ＋６５℃の範囲に成形前駆体を加熱する。ここで結晶性樹脂とは、示査走査熱量計（ＤＳＣ）により測定した結晶化ピークが実質的に存在するものをいう。結晶化ピークが複数存在する場合は最も高いものがＴｍＨとして選択される。成形材料基材に含まれる熱可塑性樹脂が非結晶性樹脂の場合、成形材料基材（Ａ）の熱可塑性樹脂に含まれるガラス転移点と、成形材料基材（Ｂ）に含まれる熱可塑性樹脂のガラス転移点のうちの高い方のガラス転移点をＴｇとしたとき、Ｔｇ＋１２０℃〜Ｔｇ＋１７０℃、好ましくはＴｇ＋１２０℃〜Ｔｇ＋１５０℃の範囲に成形前駆体を加熱する。ここで非結晶性樹脂とは、示査走査熱量計（ＤＳＣ）により測定した結晶化ピークが実質的に存在しないものをいう。ガラス転移点が複数存在する場合は最も高いものがＴｇとして選択される。
【００２０】
熱可塑性樹脂を溶融、軟化させ、熱可塑性樹脂が溶融、軟化している状態で、成形型の下面となる下型の上に配置し、次いで上型を閉じて型締を行い、その後加圧して、成形材料基材（Ａ）に含まれる熱可塑性樹脂の溶融温度と、成形材料基材（Ｂ）に含まれる熱可塑性樹脂の溶融温度のうちの低い方の溶融温度未満に冷却する。これにより、電波シールド材を構成するマトリックスと電波透過材を構成するマトリックスとの両材料を一旦溶融状態させた上で溶融接合させた後、一様に冷却することで、電波シールド領域と電波透過領域との接合部における段差を小さくでき、意匠面での表面高さが均一な意匠面を得ることができる。
【００２１】
図２に、本発明の一態様として好ましく用いられる手順を具体的に示す。
（１）電波透過領域が形成されるべき部分を刳り抜いた成形材料基材（Ａ）２ａと、その部分に適合した形状を有する成形材料基材（Ｂ）２ｂを用意する。電波透過領域が形成されるべき部分の範囲については特に制限はないが、製品内部側に実装される無線通信アンテナの投影面積よりも広い範囲に設定ことが好ましく、また、その範囲が製品の側壁に及んでも良い。
（２）成形材料基材（Ａ）２ａに、成形材料基材（Ｂ）２ｂを嵌め込み、板状の成形前駆体２ｃを形成する。
（３）得られた成形前駆体２ｃを、遠赤外線ヒーターを具備したオーブン２ｄ中で成形材料基材（Ａ）および（Ｂ）に含まれるいずれの熱可塑性樹脂の溶融温度よりも高い温度に加熱する。
（４）オーブン中で加熱された成形前駆体２ｃを、プレス機２ｅに具備された、成形材料基材（Ａ）および（Ｂ）に含まれるいずれの熱可塑性樹脂の溶融温度よりも低い表面温度に予め設定されたプレス金型２ｆの上下型の間に配置する。
（５）プレス金型２ｆに対しプレス機で適正な圧力を付与し、プレス成形する。
（６）プレス金型から繊維強化プラスチック成形体２ｇを取り出す。
【００２２】
成形材料基材（Ａ）に含まれる熱可塑性樹脂と、成形材料基材（Ｂ）に含まれる熱可塑性樹脂とは、共通の熱可塑性樹脂成分を含有することにより、熱可塑性樹脂における極性の差を減少させ、成形材料基材（Ａ）と成形材料基材（Ｂ）との接合部における強度を確保することができる。この共通する熱可塑性樹脂成分は、成形材料基材（Ａ）に含まれる熱可塑性樹脂と、成形材料基材（Ｂ）に含まれる熱可塑性樹脂のそれぞれにおいて、熱可塑性樹脂重量当たり、好ましくは５０〜１００重量％、より好ましくは７５〜１００重量％、最も好ましくは１００重量％とする。
【００２３】
前記したとおり、本発明では通常、コールドプレスに際してプレス金型２ｆのような成形型を用いるが、成形材料（Ａ）および（Ｂ）に含まれる熱可塑性樹脂が結晶性樹脂である場合、成形型の表面温度Ｔｓを、前記したＴｍＨに対して、プレス開始前に予めＴｍＨ−６０℃〜ＴｍＨ−１５５℃の範囲、好ましくはＴｍＨ−１００℃〜ＴｍＨ−１４５℃の範囲に設定することで電波シールド領域と電波透過領域との接合部の段差を０〜２０μｍにまで小さくすることができる。ＴｓがＴｍＨ−１５５℃を下回るとプレス時の固化が早すぎるため段差を均一化することが困難となることがあり、ＴｓがＴｍＨ−６０℃を上回るとプレス時の固化が遅延して量産性を確保することが困難となることがある。また、成形材料（Ａ）および（Ｂ）に含まれる熱可塑性樹脂が非結晶性樹脂である場合、成形型の表面温度Ｔｓを、前記したＴｇに対して、プレス開始前に予めＴｇ−２０℃〜Ｔｇ−８５℃の範囲、好ましくはＴｇ−３０℃〜Ｔｇ−８０℃の範囲に設定することで電波シールド領域と電波透過領域との接合部の段差を０〜２０μｍにまで小さくすることができる。ＴｓがＴｇ−８５℃を下回ると前記同様にプレス時の固化が早すぎるため段差を均一化することが困難となることがあり、ＴｓがＴｇ−２０℃を上回ると前記同様にプレス時の固化が遅延して量産性を確保することが困難となることがある。
【００２４】
成形材料基材（Ａ）や成形材料基材（Ｂ）の形態は、強化繊維と熱可塑性樹脂を含有した形態であれば特に制限されない。強化繊維は、例えばクロス、フィラメント、ブレイド、フィラメント束、紡績糸等を一方向にひきそろえた形態、互いに繊維を交絡させたストランドマット状、不織布状などの形態を採り得るが、とりわけ、プレス時の意匠性の観点から、強化繊維を抄造して得られる形態が好ましい。かかる形態は、具体的には、後述するような所定の重量平均繊維長を有する強化繊維を水中に分散した懸濁液から抄造して得られる不織材料である。このような不織材料に粉末形状、繊維形状、フィルム形状、不織布形状の熱可塑性樹脂を加熱、加圧し、接着して成形材料基材を得る。
【００２５】
成形材料基材（Ａ）における導電性繊維および成形材料基材（Ｂ）における絶縁性繊維は、それぞれの基材に、その重量当たり、好ましくは１５〜８０重量％、より好ましくは２０〜７５質量％、さらに好ましくは２５〜７０質量％の割合で含有されているようにする。１５重量％を下回ると得られる製品の剛性が不足し変形しやすくなることがあり、また８０質量％を上回ると熱可塑性樹脂の流動性が著しく低下しプレス成形が困難となることがある。
【００２６】
さらに、成形材料基材（Ａ）および成形材料基材（Ｂ）に含有される強化繊維の重量平均繊維長が好ましくは１〜１５ｍｍ、より好ましくは１．５〜１０ｍｍ、さらに好ましくは２〜６．５ｍｍであるようにする。強化繊維の重量平均繊維長が１ｍｍを下回ると得られる製品の剛性が不足し変形しやすくなることがあるし、強化繊維の重量平均繊維長が１５ｍｍを上回ると、プレス後の外観に繊維浮き等の不良が発生しやすくなることがある。
【００２７】
上記のようにして得られた繊維強化プラスチック成形体をそのまま電子機器筺体として用いてもよいが、形成された繊維強化プラスチック成形体を射出成形型にインサートした上で型締めを行い、成形材料基材（Ａ）で形成された領域の表面上に、次の成形材料基材（Ｃ）を射出成形して更に一体化して電子機器筺体とすることで、例えば厚み０．６ｍｍ以下のボスやリブなど詳細形状の部位を付与することができる。
【００２８】
成形材料基材（Ｃ）：強化繊維と熱可塑性樹脂を含み、該熱可塑性樹脂は、成形材料基材（Ａ）に含まれる熱可塑性樹脂と共通の熱可塑性樹脂成分を含む成形材料基材
具体的には、図３に示すように、形成された繊維強化プラスチック成形体２ｇを射出成形機３ａに取り付けた射出成形金型３ｂの中のキャビティに配置した上で型締めを行い、成形材料基材（Ｃ）を射出成形機からスクリューで射出して、スプルーおよびランナー３ｃを経由して、繊維強化プラスチック成形体２ｇにおける成形材料基材（Ａ）で形成された領域の表面上に成形して、繊維強化プラスチック成形体２ｇと、成形材料基材（Ｃ）で形成された部位３ｄを一体化させて電子機器筺体とするのである。
【００２９】
成形材料基材（Ｃ）に含まれる強化繊維は、必要以上に電波透過領域を形成しないよう、前記したような導電性繊維を用いるのが良い。
【００３０】
成形材料基材（Ｃ）に含まれる熱可塑性樹脂は、成形材料基材（Ａ）や成形材料基材（Ｂ）で用いる前記と同様のものを用いることができるが、成形材料基材（Ａ）に含まれる熱可塑性樹脂と共通の熱可塑性樹脂成分を含んでいるため、成形材料基材（Ａ）と成形材料基材（Ｃ）の接合強度を良好なものとすることができる。この共通する熱可塑性樹脂成分は、成形材料基材（Ａ）に含まれる熱可塑性樹脂と、成形材料基材（Ｃ）に含まれる熱可塑性樹脂のそれぞれにおいて、熱可塑性樹脂重量当たり、好ましくは５０〜１００重量％、より好ましくは７５〜１００重量％、最も好ましくは１００重量％とする。
【００３１】
このようにして得られた繊維強化プラスチック製電子機器筺体では、成形材料基材（Ａ）で形成された領域は良好な電波遮蔽性能を有し、具体的には、ＫＥＣ法により測定される電界シールド性が周波数１ＧＨｚ帯において１６〜８０ｄＢとすることができ、成形材料基材（Ａ）で形成された領域は良好な電波透過性能を有し、具体的には、ＫＥＣ法により測定される電界シールド性が周波数１ＧＨｚ帯において０〜１５ｄＢとすることができる。なお、接合部を有する繊維強化プラスチック成形体において、電波シールド領域の電解シールド性や電波透過領域それぞれの部位における電解シールド性は、各部位を形成する成形材料基材（Ａ）や成形材料基材（Ｂ）を単一で使用した参照成形体により測定される。具体的には維強化プラスチック成形体を製造する場合と同一の積層枚数を積層して単一の成形材料基材を用いた成形前駆体を形成し、接合部を有する繊維強化プラスチック成形体を製造する場合と同一の成形プロセス条件で成形し、成形品厚みを同一相当とした参照成形体について電解シールド性を測定することにより得ることができる。ここでいう厚みの同一相当とは、目標厚み±０．０５ｍｍである。材料厚みがこの範囲であれば電解シールド性に明確な優位差が見られないことが多い。
【実施例】
【００３２】
以下、実施例によって、本発明を具体的に説明するが、下記の実施例は本発明を制限するものではない。
【００３３】
［電解シールド性の測定方法（ＫＥＣ法）］
図４に示すように、金属管４ｅにより遮蔽された空間において信号発信用アンテナ４ｂと信号受信用アンテナ４ｃの間に、測定試料４ａを挿入し、試料の有無による電界の強度を測定する。測定試料が無い場合の空間の電界強度をＥ０［Ｖ／ｍ］とし、測定試料が有る場合の空間の電界強度をＥＸ［Ｖ／ｍ］として、シールド効果を次の式で求める。
電界シールド性（シールド効果）＝２０ｌｏｇ１０Ｅ０／ＥＸ［ｄＢ］
【００３４】
［繊維強化プラスチック成形体における接合部の段差］
複数の成形材料基材が接合されてなる繊維強化プラスチック成形体の接合部において、表面粗さ測定器を用いて、接合部を横切るように表面粗さ計測定ヘッド５ａを走査し成形体表面の粗さを測定（測定方法はＪＩＳ‘０１に準拠）して、図５に例示されるような方法により、Ｙ方向変位（単位:μｍ）−測定ストローク（単位:ｍｍ）の粗さ曲線５ｂを得る。測定条件として、測定ストロークは３０ｍｍ、測定速度０．３ｍｍ／ｓ、カットオフ値０．３ｍｍ、フィルタ種別はガウシアン、傾斜補正無し、が選択される。接合部は測定ストロークの中間点である１５．０ｍｍの部分にセットする。ここで、接合部の段差５ｃとは、得られた粗さ曲線における最大の山頂のＹ方向変位と最小の谷底のＹ方向変位との差をいう。なお本実施例では、表面粗さ測定器として、（株）東京精密製サーフコム４８０Ａを用い、接合部を垂直に横切るように表面粗さ計測定ヘッド５ａを走査した。
【００３５】
（参考例１）
東レ（株）製“トレカ（登録商標）”Ｔ７００Ｓ−２４Ｋの炭素繊維連続束を、カートリッジカッターでカットし、繊維長６．４ｍｍのチョップド糸を得た。これに界面活性剤を添加し撹拌した後、抄紙機に流し込み、吸引により脱水し、その後乾燥し炭素繊維からなる不織材料を得た。次にこの不織材料に対し、ポリアミド６樹脂（東レ（株）社製、“アミラン”（登録商標）ＣＭ１００１（融点：２２５℃、ガラス転移温度４７℃、結晶性樹脂）製のフィルム基材２層をサンドイッチ状に挟み込み、温度２４０℃、圧力５ＭＰａでプレスした後冷却することで厚み０．４ｍｍの成形材料基材（Ａ）を得た。成形材料基材（Ａ）における炭素繊維の含有率は３５重量％であった。
【００３６】
得られた成形材料基材（Ａ）を所定の製品外寸サイズに切断した後３枚積層して得られた成形前駆体を、実施例１に示す成形プロセス条件で成形して、厚み１．０ｍｍの参照成形体を得た。得られた参照成形体はＫＥＣ法における電界シールド性が１ＧＨｚ帯において３５ｄＢであった。
【００３７】
（参考例２）
炭素繊維連続束を、日東紡製ガラスチョップドストランドＣＳ１３Ｃ―８９７に変えた以外は、参考例１と同様の方法で製造することで厚み０．４ｍｍの成形材料基材（Ｂ）を得た。
【００３８】
得られた成形材料基材（Ｂ）を所定の製品外寸サイズに切断した後３枚積層して得られた成形前駆体を、実施例１に示す成形プロセス条件で成形して、厚み１．０ｍｍの参照成形体を得た。得られた参照成形体は、ＫＥＣ法における電界シールド性が１ＧＨｚ帯において２ｄＢであった。
【００３９】
（実施例１）
参考例１により得られた成形材料基材（Ａ）を所定の製品外寸サイズに切断した後３枚積層し、その一部分から成形材料基材（Ａ）を刳り抜いて厚み方向に成形材料基材（Ａ）が存在しない領域を有する積層体とした。次に参考例２で得られた成形材料基材（Ｂ）を、前記積層体における成形材料基材（Ａ）が存在しない領域と同一の形状を持つように切断し、成形材料基材（Ａ）が存在しない領域に３枚積層して、成形材料基材（Ｂ）が厚み方向に挿通するように配置された板状の成形前駆体を得た。得られた成形前駆体を、次の成形プロセス条件で成形して、側壁を有する箱状の繊維強化プラスチック成形体を形成し、そのまま電子機器筐体として用いた。
【００４０】
［成形プロセス条件］
成形前駆体を、その表面温度が２３５℃になるまで遠赤外線ヒーターを具備したオーブン中で加熱する。下型として雄金型と、上型として雌金型を具備する成形型の表面温度を８５℃に温調し、型開きし、加熱された成形前駆体をセットしてキャビティの厚みが１．０ｍｍとなるまで型締めしてプレス成形を行った後、６０秒間保持し、型開きする。
【００４１】
得られた繊維強化プラスチック成形体における成形材料基材（Ａ）と成形材料基材（Ｂ）との接合部の段差は１０μｍであった。
【００４２】
得られた繊維強化プラスチック成形体は、電波遮断性を維持した領域と電波透過性を維持した領域を有し、電波透過領域近傍に配された無線通信アンテナに性能の劣化は認められなかった。前記繊維強化プラスチック成形体の接合部をサンディング処理せず塗装処理したところ、塗装後外観において成形材料（Ａ）および成形材料（Ｂ）の接合線は目視で認められず高品位であった。また、得られた繊維強化プラスチック成形体を電子機器筐体として用いたところ、剛性においても優れたものであった。
【００４３】
（実施例２）
実施例１により得られた繊維強化プラスチック成形体を、表面温度７５℃に温調されたアウトサート型にセットした後に型締めし、繊維強化プラスチック成形体の成形材料基材（Ａ）で形成された領域の上に成形材料基材（Ｃ）として東レ（株）製長繊維ペレットＴＬＰ１１４６（ポリアミド樹脂マトリックス（融点２２５℃）、炭素繊維含有量２０重量％）を射出成形することにより一体化して成形材料機材（Ｃ）で形成された部位を持つ繊維強化プラスチック製成形体を得、これを電子機器筐体として用いた。得られた成形体は表面に成形材料基材（Ｃ）で形成された部位３ｄであるボスやリブ等の複雑な詳細形状を有し、これらには電子機器を構成する他の部品（例えばディスプレイモジュール、無線通信アンテナ、無線通信ユニット、意匠面の化粧パネル、システムユニットなど）を組み込むことでき、より高性能な電子機器に利用することができた。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明により、電波遮断性能と無線通信性能とを両立させ、かつ表面意匠性に優れた電子機器筺体を製造できるので、前記機能的な両立が必要な分野に制限無く利用可能であり、例えば自動車の内蔵部品を構成する一部品などにも利用できるが、とりわけノートパソコンや携帯電話などの小型電子機器向けの筐体を製造するにあたり好適に利用できる。
【符号の説明】
【００４５】
１ａ 電波シールド領域
１ｂ 電波透過領域
１ｃ 接合部
２ａ 成形材料基材（Ａ）
２ｂ 成形材料基材（Ｂ）
２ｃ 成形前駆体
２ｄ 遠赤外線ヒーターを具備したオーブン
２ｅ プレス機
２ｆ プレス金型
２ｇ 繊維強化プラスチック成形体
３ａ 射出成形機
３ｂ 射出成形金型
３ｃ スプルーおよびランナー
３ｄ 成形材料基材（Ｃ）で形成された部位
４ａ 測定試料
４ｂ 信号発信用アンテナ
４ｃ 信号受信用アンテナ
４ｄ 測定試料厚み
４ｅ 金属管
５ａ 表面粗さ計測定ヘッド
５ｂ 粗さ曲線
５ｃ 段差
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維強化プラスチック製電子機器筐体に関するものであり、さらに詳しくは、電波遮断性を維持したまま無線通信性能を劣化させず、特に意匠性に優れた繊維強化プラスチック製電子機器筐体に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な電子機器筐体に必要な特性として電波遮断性能（ＥＭＩ）が挙げられる。これはある機器が動作することによって発せられる電波により、他の機器の動作や人体に影響を与えることを防ぐためである。電子機器は何の対策も施さなければ近くにある他の機器の放射電磁波、雷、太陽の活動などの影響で、機能低下や誤作動、停止、記録消失などのトラブルを生じる場合があり、また、電子機器自身の発する電磁波によって他機器の動作や近くにいる人間の健康に悪影響を与えてしまう場合があることも一般に論じられている。そのため電子機器の筐体材料としては電波遮断性能の高い導電性プラスチックや金属などが使用されているが、特に携行が容易であるノートパソコンや携帯電話などの小型電子機器向けの筐体材料については、電波遮断性能に加え堅牢性と軽量性に優れる炭素繊維強化プラスチックやマグネシウム合金などが選定される場合が多い。
【０００３】
近年、ノートパソコンや携帯電話に代表される無線通信機能を内蔵した製品の高機能化が進み、急速にオフィスや一般家庭へと普及した。これらの製品の多くは無線通信用のアンテナが実装されるが、携帯性や意匠性の観点から筺体内部にアンテナが配されるケースが大半である。そのような機器を構成する筺体全面に電解シールド性が高い材料、例えば炭素繊維強化プラスチックやマグネシウム合金などの金属を選定した場合、電波遮断性能の高い筐体によって平均アンテナ利得の低下や偏った電波指向性の発現などが生じ、無線通信性能が劣化するという機能的な問題が生じていた。
【０００４】
このような問題に対して、特許文献１に、電磁遮蔽効果を持つ材料を金型にセットした後、絶縁体部材を射出成形することにより一体化して筺体を得る方法が開示されている。しかしながら、特許文献１で開示される方法を用いた場合、先にセットした電磁波遮断材料の厚みが成形前後で不変であるため成形中に２材料の厚みを均一に調整することが困難であり、得られた成形品の接合部には５０μｍ以上の段差が発生し、例えば塗装した場合に鮮明に接合線を確認できるなど、意匠性に与える影響が大きい。このように従来技術では、無線通信性能と意匠性とを量産性を確保した上で両立することが困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−３４８２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、上記した問題を解決すること、すなわち、電波遮断性を維持したまま無線通信性能を劣化させず、特に意匠性に優れた電子機器筐体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明における電子機器筐体の製造方法は、次の構成を有する。すなわち、次に示す成形材料基材（Ａ）と成形材料基材（Ｂ）とを、成形材料基材（Ｂ）が厚み方向に挿通するように配置して板状の成形前駆体を形成し、その成形前駆体を、成形材料基材に含まれるいずれの熱可塑性樹脂の溶融温度よりも高い温度に加熱し、その後、成形材料基材に含まれるいずれの熱可塑性樹脂の溶融温度よりも低い温度でプレス成形して繊維強化プラスチック成形体を形成することを特徴とする繊維強化プラスチック製電子機器筐体の製造方法である。
成形材料基材（Ａ）：強化繊維として導電性繊維を、マトリックスとして熱可塑性樹脂を含む成形材料基材
成形材料基材（Ｂ）：強化繊維として絶縁性繊維を、マトリックスとして熱可塑性樹脂を含む成形材料基材
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、電波遮断性を維持したまま無線通信性能を劣化させず、特に意匠性に優れた電子機器筐体を工業的に短時間で製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明における繊維強化プラスチック成形体の一例を示す斜視図とその接合部の部分断面図である。
【図２】本発明の一態様を説明するための工程図である。
【図３】本発明における繊維強化プラスチック成形体のインサート成形の一態様を説明するための工程図である。
【図４】電解シールド性（ＫＥＣ法）の測定方法を説明するための概略図である。
【図５】接合部の段差の測定方法を説明するための概略図と粗さ曲線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明において、電子機器筐体とは、電子機器を収容するための箱であり、電子機器と外界とを隔てるための壁体である。例えば自動車や航空機において電子機器を内蔵するためのハウジングをも含むものである。
【００１１】
以下に本発明の製造方法について、好ましい実施の形態とともに詳細に説明する。
【００１２】
本発明では、強化繊維として導電性繊維を、マトリックスとして熱可塑性樹脂を含む成形材料基材である成形材料基材（Ａ）と、強化繊維として絶縁性繊維を、マトリックスとして熱可塑性樹脂を含む成形材料基材である成形材料基材（Ｂ）を用いる。
【００１３】
本発明による電子機器筺体は、マトリックスへの繊維補強効果により寸法安定性と剛性に優れているばかりか、成形材料基材（Ａ）は、導電性繊維を用いていることにより、電波シールド材として機能し、成形材料基材（Ａ）で形成される領域は、高い電波遮断性能を有するので、電波シールド領域となり、成形材料基材（Ｂ）は、絶縁性繊維を用いていることにより、電波透過材として機能し、成形材料基材（Ｂ）で形成される領域は低い電波遮断性能を有するので、電波透過領域となる。図１に本発明により得られる電子機器筺体の一例を示す。本発明により得られる電子機器筺体は、電波シールド領域１ａと電波透過領域１ｂとで構成され、電波シールド領域１ａは、主に成形材料基材（Ａ）で形成され、電波透過領域１ｂは成形材料基材（Ｂ）で形成され、それらの間には接合部１ｃが形成されている。
【００１４】
成形材料基材（Ａ）で強化繊維として用いる導電性繊維としては、例えば、アルミニウム繊維、黄銅繊維、ステンレス繊維などの金属繊維や、ポリアクリロニトリル系、レーヨン系、リグニン系、ピッチ系の炭素繊維（黒鉛繊維を含む）が例示できる。これらの繊維には、カップリング剤による処理、サイジング剤による処理、添加剤の付着処理などの表面処理が施されていても良い。また、これらの導電性繊維は１種類を単独で用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。これらの導電性繊維の中でも、筺体の軽量性や剛性を効率的に高めることができる炭素繊維を用いるのが好ましい。
【００１５】
成形材料基材（Ｂ）で強化繊維として用いる絶縁性繊維としては、例えば、ガラス繊維や、アラミド、ＰＢＯ、ポリフェニレンスルフィド、ポリエステル、アクリル、ナイロン、ポリエチレンなどの有機繊維や、シリコンカーバイト、シリコンナイトライドなどの無機繊維が例示できる。これらの繊維には、カップリング剤による処理、サイジング剤による処理、添加剤の付着処理などの表面処理が施されていても良い。また、これらの絶縁性繊維は１種類を単独で用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。これらの導電性繊維の中でも、特に電波透過性、比剛性、コストの観点からガラス繊維を用いるのが好ましい。
【００１６】
成形材料基材（Ａ）や成形材料基材（Ｂ）でマトリックスとして用いる熱可塑性樹脂は、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、液晶ポリエステル等のポリエステルや、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリブチレン等のポリオレフィンや、スチレン系樹脂の他や、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチレンメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、変性ＰＰＥ、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリスルホン（ＰＳＵ）、変性ＰＳＵ、ポリエーテルスルホン、ポリケトン（ＰＫ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、フェノール系樹脂、フェノキシ樹脂、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素系樹脂、更にポリスチレン系、ポリオレフィン系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系、ポリイソプレン系、フッ素系等の熱可塑エラストマー等や、これらの共重合体、変性体などの熱可塑性樹脂成分を、単独または２種類以上ブレンドして用いる。熱可塑性樹脂成分としては、耐熱性、耐薬品性の観点からＰＰＳが、成形品外観、寸法安定性の観点からポリカーボネートやスチレン系樹脂が、成形品の強度や耐衝撃性の観点からポリアミドが好ましく用いられる。マトリックスには、用途等に応じ、熱可塑性樹脂に加えて、耐衝撃性向上のために、ゴム成分などの他のエラストマーを含有しても良いし、種々の機能を与えるために、他の充填材や添加剤を含有してもよい。かかる充填材や添加剤としては、例えば、無機充填材、難燃剤、導電性付与剤、結晶核剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、制振剤、抗菌剤、防虫剤、防臭剤、着色防止剤、熱安定剤、離型剤、帯電防止剤、可塑剤、滑剤、着色剤、顔料、染料、発泡剤、制泡剤、カップリング剤などが挙げられる。
【００１７】
このような成形材料基材（Ａ）と成形材料基材（Ｂ）を用いて板状の成形前駆体を形成するのだが、製品内部に実装される無線通信アンテナのサイズや位置にあわせ、成形材料基材（Ｂ）により電波透過領域が形成されるようにその配置を決定する。このとき、成形材料基材（Ｂ）を、板状の成形前駆体の厚み方向に挿通する領域を有するように配置することが重要である。それにより、得られる電子機器筺体において、成形材料基材（Ｂ）が厚み方向に挿通した領域が良好な電波透過性を有する電波透過領域となり、成形材料基材（Ａ）の特性である堅牢性や剛性などの特性を最大限に維持したまま電波透過性を確保しつつ、機能上不要な周波数帯の電波を遮断し、電波透過領域から機能上必要な電波のみを送受信するといった製品設計が可能となる。成形前駆体において、成形材料基材（Ｂ）が厚み方向に挿通した領域、すなわち電波透過領域以外は、通常、成形材料基材（Ａ）のみを配置して電波シールド領域を構成するが、電波シールド領域には、成形材料基材（Ａ）に加えて、必要に応じて成形材料基材（Ｂ）など、他の基材を本発明の目的を損なわない範囲で積層してもよい。
【００１８】
次にこのようにして得た成形前駆体を、成形材料基材に含まれるいずれの熱可塑性樹脂の溶融温度よりも高い温度に加熱し、その後、成形材料基材に含まれるいずれの熱可塑性樹脂の溶融温度よりも低い温度でプレス成形して繊維強化プラスチック成形体を形成する。すなわち、成形前駆体を、成形材料基材に含まれるいずれの熱可塑性樹脂の溶融温度よりも高い温度に加熱し、加熱した成形材料基材を金型にセットし、成形材料基材におけるマトリックスで熱可塑性樹脂が溶融した状態で、その後、成形材料基材に含まれるいずれの熱可塑性樹脂の溶融温度よりも低い温度でプレス成形するのである。
【００１９】
ここでプレス成形とは、加工機械および型、工具等を用いて金属、プラスチック材料、セラミックス材料などに例示される各種材料に、曲げ、剪断、圧縮等の変形を与えて成形体を得る方法であるが、本発明では、得られる製品の意匠性の観点から、予め前駆体を熱可塑性樹脂の溶融温度よりも高い温度に加熱し熱可塑性樹脂を溶融、軟化させた状態で、その後、熱可塑性樹脂の溶融温度未満の温度でプレス成形する、いわゆるコールドプレス法を選択するものである。具体的には、成形材料基材に含まれる熱可塑性樹脂が結晶性樹脂の場合、成形材料基材（Ａ）に含まれる熱可塑性樹脂の融点と、成形材料基材（Ｂ）に含まれる熱可塑性樹脂の融点のうちの高い方の融点をＴｍＨとしたとき、ＴｍＨ以上、好ましくは、ＴｍＨ＋５℃〜ＴｍＨ＋６５℃の範囲に成形前駆体を加熱する。ここで結晶性樹脂とは、示査走査熱量計（ＤＳＣ）により測定した結晶化ピークが実質的に存在するものをいう。結晶化ピークが複数存在する場合は最も高いものがＴｍＨとして選択される。成形材料基材に含まれる熱可塑性樹脂が非結晶性樹脂の場合、成形材料基材（Ａ）の熱可塑性樹脂に含まれるガラス転移点と、成形材料基材（Ｂ）に含まれる熱可塑性樹脂のガラス転移点のうちの高い方のガラス転移点をＴｇとしたとき、Ｔｇ＋１２０℃〜Ｔｇ＋１７０℃、好ましくはＴｇ＋１２０℃〜Ｔｇ＋１５０℃の範囲に成形前駆体を加熱する。ここで非結晶性樹脂とは、示査走査熱量計（ＤＳＣ）により測定した結晶化ピークが実質的に存在しないものをいう。ガラス転移点が複数存在する場合は最も高いものがＴｇとして選択される。
【００２０】
熱可塑性樹脂を溶融、軟化させ、熱可塑性樹脂が溶融、軟化している状態で、成形型の下面となる下型の上に配置し、次いで上型を閉じて型締を行い、その後加圧して、成形材料基材（Ａ）に含まれる熱可塑性樹脂の溶融温度と、成形材料基材（Ｂ）に含まれる熱可塑性樹脂の溶融温度のうちの低い方の溶融温度未満に冷却する。これにより、電波シールド材を構成するマトリックスと電波透過材を構成するマトリックスとの両材料を一旦溶融状態させた上で溶融接合させた後、一様に冷却することで、電波シールド領域と電波透過領域との接合部における段差を小さくでき、意匠面での表面高さが均一な意匠面を得ることができる。
【００２１】
図２に、本発明の一態様として好ましく用いられる手順を具体的に示す。
（１）電波透過領域が形成されるべき部分を刳り抜いた成形材料基材（Ａ）２ａと、その部分に適合した形状を有する成形材料基材（Ｂ）２ｂを用意する。電波透過領域が形成されるべき部分の範囲については特に制限はないが、製品内部側に実装される無線通信アンテナの投影面積よりも広い範囲に設定ことが好ましく、また、その範囲が製品の側壁に及んでも良い。
（２）成形材料基材（Ａ）２ａに、成形材料基材（Ｂ）２ｂを嵌め込み、板状の成形前駆体２ｃを形成する。
（３）得られた成形前駆体２ｃを、遠赤外線ヒーターを具備したオーブン２ｄ中で成形材料基材（Ａ）および（Ｂ）に含まれるいずれの熱可塑性樹脂の溶融温度よりも高い温度に加熱する。
（４）オーブン中で加熱された成形前駆体２ｃを、プレス機２ｅに具備された、成形材料基材（Ａ）および（Ｂ）に含まれるいずれの熱可塑性樹脂の溶融温度よりも低い表面温度に予め設定されたプレス金型２ｆの上下型の間に配置する。
（５）プレス金型２ｆに対しプレス機で適正な圧力を付与し、プレス成形する。
（６）プレス金型から繊維強化プラスチック成形体２ｇを取り出す。
【００２２】
成形材料基材（Ａ）に含まれる熱可塑性樹脂と、成形材料基材（Ｂ）に含まれる熱可塑性樹脂とは、共通の熱可塑性樹脂成分を含有することにより、熱可塑性樹脂における極性の差を減少させ、成形材料基材（Ａ）と成形材料基材（Ｂ）との接合部における強度を確保することができる。この共通する熱可塑性樹脂成分は、成形材料基材（Ａ）に含まれる熱可塑性樹脂と、成形材料基材（Ｂ）に含まれる熱可塑性樹脂のそれぞれにおいて、熱可塑性樹脂重量当たり、好ましくは５０〜１００重量％、より好ましくは７５〜１００重量％、最も好ましくは１００重量％とする。
【００２３】
前記したとおり、本発明では通常、コールドプレスに際してプレス金型２ｆのような成形型を用いるが、成形材料（Ａ）および（Ｂ）に含まれる熱可塑性樹脂が結晶性樹脂である場合、成形型の表面温度Ｔｓを、前記したＴｍＨに対して、プレス開始前に予めＴｍＨ−６０℃〜ＴｍＨ−１５５℃の範囲、好ましくはＴｍＨ−１００℃〜ＴｍＨ−１４５℃の範囲に設定することで電波シールド領域と電波透過領域との接合部の段差を０〜２０μｍにまで小さくすることができる。ＴｓがＴｍＨ−１５５℃を下回るとプレス時の固化が早すぎるため段差を均一化することが困難となることがあり、ＴｓがＴｍＨ−６０℃を上回るとプレス時の固化が遅延して量産性を確保することが困難となることがある。また、成形材料（Ａ）および（Ｂ）に含まれる熱可塑性樹脂が非結晶性樹脂である場合、成形型の表面温度Ｔｓを、前記したＴｇに対して、プレス開始前に予めＴｇ−２０℃〜Ｔｇ−８５℃の範囲、好ましくはＴｇ−３０℃〜Ｔｇ−８０℃の範囲に設定することで電波シールド領域と電波透過領域との接合部の段差を０〜２０μｍにまで小さくすることができる。ＴｓがＴｇ−８５℃を下回ると前記同様にプレス時の固化が早すぎるため段差を均一化することが困難となることがあり、ＴｓがＴｇ−２０℃を上回ると前記同様にプレス時の固化が遅延して量産性を確保することが困難となることがある。
【００２４】
成形材料基材（Ａ）や成形材料基材（Ｂ）の形態は、強化繊維と熱可塑性樹脂を含有した形態であれば特に制限されない。強化繊維は、例えばクロス、フィラメント、ブレイド、フィラメント束、紡績糸等を一方向にひきそろえた形態、互いに繊維を交絡させたストランドマット状、不織布状などの形態を採り得るが、とりわけ、プレス時の意匠性の観点から、強化繊維を抄造して得られる形態が好ましい。かかる形態は、具体的には、後述するような所定の重量平均繊維長を有する強化繊維を水中に分散した懸濁液から抄造して得られる不織材料である。このような不織材料に粉末形状、繊維形状、フィルム形状、不織布形状の熱可塑性樹脂を加熱、加圧し、接着して成形材料基材を得る。
【００２５】
成形材料基材（Ａ）における導電性繊維および成形材料基材（Ｂ）における絶縁性繊維は、それぞれの基材に、その重量当たり、好ましくは１５〜８０重量％、より好ましくは２０〜７５質量％、さらに好ましくは２５〜７０質量％の割合で含有されているようにする。１５重量％を下回ると得られる製品の剛性が不足し変形しやすくなることがあり、また８０質量％を上回ると熱可塑性樹脂の流動性が著しく低下しプレス成形が困難となることがある。
【００２６】
さらに、成形材料基材（Ａ）および成形材料基材（Ｂ）に含有される強化繊維の重量平均繊維長が好ましくは１〜１５ｍｍ、より好ましくは１．５〜１０ｍｍ、さらに好ましくは２〜６．５ｍｍであるようにする。強化繊維の重量平均繊維長が１ｍｍを下回ると得られる製品の剛性が不足し変形しやすくなることがあるし、強化繊維の重量平均繊維長が１５ｍｍを上回ると、プレス後の外観に繊維浮き等の不良が発生しやすくなることがある。
【００２７】
上記のようにして得られた繊維強化プラスチック成形体をそのまま電子機器筺体として用いてもよいが、形成された繊維強化プラスチック成形体を射出成形型にインサートした上で型締めを行い、成形材料基材（Ａ）で形成された領域の表面上に、次の成形材料基材（Ｃ）を射出成形して更に一体化して電子機器筺体とすることで、例えば厚み０．６ｍｍ以下のボスやリブなど詳細形状の部位を付与することができる。
【００２８】
成形材料基材（Ｃ）：強化繊維と熱可塑性樹脂を含み、該熱可塑性樹脂は、成形材料基材（Ａ）に含まれる熱可塑性樹脂と共通の熱可塑性樹脂成分を含む成形材料基材
具体的には、図３に示すように、形成された繊維強化プラスチック成形体２ｇを射出成形機３ａに取り付けた射出成形金型３ｂの中のキャビティに配置した上で型締めを行い、成形材料基材（Ｃ）を射出成形機からスクリューで射出して、スプルーおよびランナー３ｃを経由して、繊維強化プラスチック成形体２ｇにおける成形材料基材（Ａ）で形成された領域の表面上に成形して、繊維強化プラスチック成形体２ｇと、成形材料基材（Ｃ）で形成された部位３ｄを一体化させて電子機器筺体とするのである。
【００２９】
成形材料基材（Ｃ）に含まれる強化繊維は、必要以上に電波透過領域を形成しないよう、前記したような導電性繊維を用いるのが良い。
【００３０】
成形材料基材（Ｃ）に含まれる熱可塑性樹脂は、成形材料基材（Ａ）や成形材料基材（Ｂ）で用いる前記と同様のものを用いることができるが、成形材料基材（Ａ）に含まれる熱可塑性樹脂と共通の熱可塑性樹脂成分を含んでいるため、成形材料基材（Ａ）と成形材料基材（Ｃ）の接合強度を良好なものとすることができる。この共通する熱可塑性樹脂成分は、成形材料基材（Ａ）に含まれる熱可塑性樹脂と、成形材料基材（Ｃ）に含まれる熱可塑性樹脂のそれぞれにおいて、熱可塑性樹脂重量当たり、好ましくは５０〜１００重量％、より好ましくは７５〜１００重量％、最も好ましくは１００重量％とする。
【００３１】
このようにして得られた繊維強化プラスチック製電子機器筺体では、成形材料基材（Ａ）で形成された領域は良好な電波遮蔽性能を有し、具体的には、ＫＥＣ法により測定される電界シールド性が周波数１ＧＨｚ帯において１６〜８０ｄＢとすることができ、成形材料基材（Ａ）で形成された領域は良好な電波透過性能を有し、具体的には、ＫＥＣ法により測定される電界シールド性が周波数１ＧＨｚ帯において０〜１５ｄＢとすることができる。なお、接合部を有する繊維強化プラスチック成形体において、電波シールド領域の電解シールド性や電波透過領域それぞれの部位における電解シールド性は、各部位を形成する成形材料基材（Ａ）や成形材料基材（Ｂ）を単一で使用した参照成形体により測定される。具体的には維強化プラスチック成形体を製造する場合と同一の積層枚数を積層して単一の成形材料基材を用いた成形前駆体を形成し、接合部を有する繊維強化プラスチック成形体を製造する場合と同一の成形プロセス条件で成形し、成形品厚みを同一相当とした参照成形体について電解シールド性を測定することにより得ることができる。ここでいう厚みの同一相当とは、目標厚み±０．０５ｍｍである。材料厚みがこの範囲であれば電解シールド性に明確な優位差が見られないことが多い。
【実施例】
【００３２】
以下、実施例によって、本発明を具体的に説明するが、下記の実施例は本発明を制限するものではない。
【００３３】
［電解シールド性の測定方法（ＫＥＣ法）］
図４に示すように、金属管４ｅにより遮蔽された空間において信号発信用アンテナ４ｂと信号受信用アンテナ４ｃの間に、測定試料４ａを挿入し、試料の有無による電界の強度を測定する。測定試料が無い場合の空間の電界強度をＥ０［Ｖ／ｍ］とし、測定試料が有る場合の空間の電界強度をＥＸ［Ｖ／ｍ］として、シールド効果を次の式で求める。
電界シールド性（シールド効果）＝２０ｌｏｇ１０Ｅ０／ＥＸ［ｄＢ］
【００３４】
［繊維強化プラスチック成形体における接合部の段差］
複数の成形材料基材が接合されてなる繊維強化プラスチック成形体の接合部において、表面粗さ測定器を用いて、接合部を横切るように表面粗さ計測定ヘッド５ａを走査し成形体表面の粗さを測定（測定方法はＪＩＳ‘０１に準拠）して、図５に例示されるような方法により、Ｙ方向変位（単位:μｍ）−測定ストローク（単位:ｍｍ）の粗さ曲線５ｂを得る。測定条件として、測定ストロークは３０ｍｍ、測定速度０．３ｍｍ／ｓ、カットオフ値０．３ｍｍ、フィルタ種別はガウシアン、傾斜補正無し、が選択される。接合部は測定ストロークの中間点である１５．０ｍｍの部分にセットする。ここで、接合部の段差５ｃとは、得られた粗さ曲線における最大の山頂のＹ方向変位と最小の谷底のＹ方向変位との差をいう。なお本実施例では、表面粗さ測定器として、（株）東京精密製サーフコム４８０Ａを用い、接合部を垂直に横切るように表面粗さ計測定ヘッド５ａを走査した。
【００３５】
（参考例１）
東レ（株）製“トレカ（登録商標）”Ｔ７００Ｓ−２４Ｋの炭素繊維連続束を、カートリッジカッターでカットし、繊維長６．４ｍｍのチョップド糸を得た。これに界面活性剤を添加し撹拌した後、抄紙機に流し込み、吸引により脱水し、その後乾燥し炭素繊維からなる不織材料を得た。次にこの不織材料に対し、ポリアミド６樹脂（東レ（株）社製、“アミラン”（登録商標）ＣＭ１００１（融点：２２５℃、ガラス転移温度４７℃、結晶性樹脂）製のフィルム基材２層をサンドイッチ状に挟み込み、温度２４０℃、圧力５ＭＰａでプレスした後冷却することで厚み０．４ｍｍの成形材料基材（Ａ）を得た。成形材料基材（Ａ）における炭素繊維の含有率は３５重量％であった。
【００３６】
得られた成形材料基材（Ａ）を所定の製品外寸サイズに切断した後３枚積層して得られた成形前駆体を、実施例１に示す成形プロセス条件で成形して、厚み１．０ｍｍの参照成形体を得た。得られた参照成形体はＫＥＣ法における電界シールド性が１ＧＨｚ帯において３５ｄＢであった。
【００３７】
（参考例２）
炭素繊維連続束を、日東紡製ガラスチョップドストランドＣＳ１３Ｃ―８９７に変えた以外は、参考例１と同様の方法で製造することで厚み０．４ｍｍの成形材料基材（Ｂ）を得た。
【００３８】
得られた成形材料基材（Ｂ）を所定の製品外寸サイズに切断した後３枚積層して得られた成形前駆体を、実施例１に示す成形プロセス条件で成形して、厚み１．０ｍｍの参照成形体を得た。得られた参照成形体は、ＫＥＣ法における電界シールド性が１ＧＨｚ帯において２ｄＢであった。
【００３９】
（実施例１）
参考例１により得られた成形材料基材（Ａ）を所定の製品外寸サイズに切断した後３枚積層し、その一部分から成形材料基材（Ａ）を刳り抜いて厚み方向に成形材料基材（Ａ）が存在しない領域を有する積層体とした。次に参考例２で得られた成形材料基材（Ｂ）を、前記積層体における成形材料基材（Ａ）が存在しない領域と同一の形状を持つように切断し、成形材料基材（Ａ）が存在しない領域に３枚積層して、成形材料基材（Ｂ）が厚み方向に挿通するように配置された板状の成形前駆体を得た。得られた成形前駆体を、次の成形プロセス条件で成形して、側壁を有する箱状の繊維強化プラスチック成形体を形成し、そのまま電子機器筐体として用いた。
【００４０】
［成形プロセス条件］
成形前駆体を、その表面温度が２３５℃になるまで遠赤外線ヒーターを具備したオーブン中で加熱する。下型として雄金型と、上型として雌金型を具備する成形型の表面温度を８５℃に温調し、型開きし、加熱された成形前駆体をセットしてキャビティの厚みが１．０ｍｍとなるまで型締めしてプレス成形を行った後、６０秒間保持し、型開きする。
【００４１】
得られた繊維強化プラスチック成形体における成形材料基材（Ａ）と成形材料基材（Ｂ）との接合部の段差は１０μｍであった。
【００４２】
得られた繊維強化プラスチック成形体は、電波遮断性を維持した領域と電波透過性を維持した領域を有し、電波透過領域近傍に配された無線通信アンテナに性能の劣化は認められなかった。前記繊維強化プラスチック成形体の接合部をサンディング処理せず塗装処理したところ、塗装後外観において成形材料（Ａ）および成形材料（Ｂ）の接合線は目視で認められず高品位であった。また、得られた繊維強化プラスチック成形体を電子機器筐体として用いたところ、剛性においても優れたものであった。
【００４３】
（実施例２）
実施例１により得られた繊維強化プラスチック成形体を、表面温度７５℃に温調されたアウトサート型にセットした後に型締めし、繊維強化プラスチック成形体の成形材料基材（Ａ）で形成された領域の上に成形材料基材（Ｃ）として東レ（株）製長繊維ペレットＴＬＰ１１４６（ポリアミド樹脂マトリックス（融点２２５℃）、炭素繊維含有量２０重量％）を射出成形することにより一体化して成形材料機材（Ｃ）で形成された部位を持つ繊維強化プラスチック製成形体を得、これを電子機器筐体として用いた。得られた成形体は表面に成形材料基材（Ｃ）で形成された部位３ｄであるボスやリブ等の複雑な詳細形状を有し、これらには電子機器を構成する他の部品（例えばディスプレイモジュール、無線通信アンテナ、無線通信ユニット、意匠面の化粧パネル、システムユニットなど）を組み込むことでき、より高性能な電子機器に利用することができた。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明により、電波遮断性能と無線通信性能とを両立させ、かつ表面意匠性に優れた電子機器筺体を製造できるので、前記機能的な両立が必要な分野に制限無く利用可能であり、例えば自動車の内蔵部品を構成する一部品などにも利用できるが、とりわけノートパソコンや携帯電話などの小型電子機器向けの筐体を製造するにあたり好適に利用できる。
【符号の説明】
【００４５】
１ａ 電波シールド領域
１ｂ 電波透過領域
１ｃ 接合部
２ａ 成形材料基材（Ａ）
２ｂ 成形材料基材（Ｂ）
２ｃ 成形前駆体
２ｄ 遠赤外線ヒーターを具備したオーブン
２ｅ プレス機
２ｆ プレス金型
２ｇ 繊維強化プラスチック成形体
３ａ 射出成形機
３ｂ 射出成形金型
３ｃ スプルーおよびランナー
３ｄ 成形材料基材（Ｃ）で形成された部位
４ａ 測定試料
４ｂ 信号発信用アンテナ
４ｃ 信号受信用アンテナ
４ｄ 測定試料厚み
４ｅ 金属管
５ａ 表面粗さ計測定ヘッド
５ｂ 粗さ曲線
５ｃ 段差
【特許請求の範囲】
【請求項１】
次に示す成形材料基材（Ａ）と成形材料基材（Ｂ）とを、成形材料基材（Ｂ）が厚み方向に挿通するように配置して板状の成形前駆体を形成し、その成形前駆体を、成形材料基材に含まれるいずれの熱可塑性樹脂の溶融温度よりも高い温度に加熱し、その後、成形材料基材に含まれるいずれの熱可塑性樹脂の溶融温度よりも低い温度でプレス成形して繊維強化プラスチック成形体を形成することを特徴とする繊維強化プラスチック製電子機器筐体の製造方法。
成形材料基材（Ａ）：強化繊維として導電性繊維を、マトリックスとして熱可塑性樹脂を含む成形材料基材
成形材料基材（Ｂ）：強化繊維として絶縁性繊維を、マトリックスとして熱可塑性樹脂を含む成形材料基材
【請求項２】
成形材料基材（Ａ）に含まれる熱可塑性樹脂と、成形材料基材（Ｂ）に含まれる熱可塑性樹脂は、共通の熱可塑性樹脂成分を含有する請求項１に記載の繊維強化プラスチック製電子機器筐体の製造方法。
【請求項３】
前記プレス成形を成形型で行なうとともに、成形材料（Ａ）および（Ｂ）に含まれる熱可塑性樹脂が結晶性樹脂であって、成形材料基材（Ａ）の熱可塑性樹脂に含まれる融点と、成形材料基材（Ｂ）に含まれる熱可塑性樹脂の融点のうちの高い方の融点をＴｍＨとしたとき、前記成形型の表面温度Ｔｓを、プレス開始前に予めＴｍＨ−６０℃〜ＴｍＨ−１５５℃の範囲に設定する請求項１または２に記載の繊維強化プラスチック製電子機器筐体の製造方法。
【請求項４】
前記プレス成形を成形型で行なうとともに、成形材料（Ａ）および（Ｂ）に含まれる熱可塑性樹脂が非結晶性樹脂であって、成形材料基材（Ａ）の熱可塑性樹脂に含まれるガラス転移点と、成形材料基材（Ｂ）に含まれる熱可塑性樹脂のガラス転移点のうちの高い方のガラス転移点をＴｇとしたとき、前記成形型の表面温度Ｔｓを、プレス開始前に予めＴｇ−２０℃〜Ｔｇ−８５℃の範囲に設定する請求項１または２に記載の繊維強化プラスチック製電子機器筐体の製造方法。
【請求項５】
成形材料基材（Ａ）および／または成形材料基材（Ｂ）が、強化繊維を抄造して得られる請求項３または４に記載の繊維強化プラスチック製電子機器筐体の製造方法。
【請求項６】
成形材料基材（Ａ）における導電性繊維および成形材料基材（Ｂ）における絶縁性繊維は、それぞれの基材に、その重量当たり１５〜８０重量％含有される請求項５に記載の繊維強化プラスチック製電子機器筐体の製造方法。
【請求項７】
成形材料基材（Ａ）および成形材料基材（Ｂ）に含有される強化繊維は、その重量平均繊維長が１〜１５ｍｍである、請求項５または６に記載の繊維強化プラスチック製電子機器筐体の製造方法。
【請求項８】
絶縁性繊維がガラス繊維である、請求項５〜７のいずれかに記載の繊維強化プラスチック製電子機器筐体の製造方法。
【請求項９】
導電性繊維が炭素繊維である請求項５〜８のいずれかに記載の繊維強化プラスチック製電子機器筐体の製造方法。
【請求項１０】
形成された繊維強化プラスチック成形体を射出成形型にインサートした上で型締めを行い、成形材料基材（Ａ）で形成された領域の表面上に、次の成形材料基材（Ｃ）を射出成形して更に一体化する請求項５〜９のいずれかに記載の繊維強化プラスチック製電子機器筐体の製造方法。
成形材料基材（Ｃ）：強化繊維と熱可塑性樹脂を含み、該熱可塑性樹脂は、成形材料基材（Ａ）に含まれる熱可塑性樹脂と共通の熱可塑性樹脂成分を含む成形材料基材
【請求項１】
次に示す成形材料基材（Ａ）と成形材料基材（Ｂ）とを、成形材料基材（Ｂ）が厚み方向に挿通するように配置して板状の成形前駆体を形成し、その成形前駆体を、成形材料基材に含まれるいずれの熱可塑性樹脂の溶融温度よりも高い温度に加熱し、その後、成形材料基材に含まれるいずれの熱可塑性樹脂の溶融温度よりも低い温度でプレス成形して繊維強化プラスチック成形体を形成することを特徴とする繊維強化プラスチック製電子機器筐体の製造方法。
成形材料基材（Ａ）：強化繊維として導電性繊維を、マトリックスとして熱可塑性樹脂を含む成形材料基材
成形材料基材（Ｂ）：強化繊維として絶縁性繊維を、マトリックスとして熱可塑性樹脂を含む成形材料基材
【請求項２】
成形材料基材（Ａ）に含まれる熱可塑性樹脂と、成形材料基材（Ｂ）に含まれる熱可塑性樹脂は、共通の熱可塑性樹脂成分を含有する請求項１に記載の繊維強化プラスチック製電子機器筐体の製造方法。
【請求項３】
前記プレス成形を成形型で行なうとともに、成形材料（Ａ）および（Ｂ）に含まれる熱可塑性樹脂が結晶性樹脂であって、成形材料基材（Ａ）の熱可塑性樹脂に含まれる融点と、成形材料基材（Ｂ）に含まれる熱可塑性樹脂の融点のうちの高い方の融点をＴｍＨとしたとき、前記成形型の表面温度Ｔｓを、プレス開始前に予めＴｍＨ−６０℃〜ＴｍＨ−１５５℃の範囲に設定する請求項１または２に記載の繊維強化プラスチック製電子機器筐体の製造方法。
【請求項４】
前記プレス成形を成形型で行なうとともに、成形材料（Ａ）および（Ｂ）に含まれる熱可塑性樹脂が非結晶性樹脂であって、成形材料基材（Ａ）の熱可塑性樹脂に含まれるガラス転移点と、成形材料基材（Ｂ）に含まれる熱可塑性樹脂のガラス転移点のうちの高い方のガラス転移点をＴｇとしたとき、前記成形型の表面温度Ｔｓを、プレス開始前に予めＴｇ−２０℃〜Ｔｇ−８５℃の範囲に設定する請求項１または２に記載の繊維強化プラスチック製電子機器筐体の製造方法。
【請求項５】
成形材料基材（Ａ）および／または成形材料基材（Ｂ）が、強化繊維を抄造して得られる請求項３または４に記載の繊維強化プラスチック製電子機器筐体の製造方法。
【請求項６】
成形材料基材（Ａ）における導電性繊維および成形材料基材（Ｂ）における絶縁性繊維は、それぞれの基材に、その重量当たり１５〜８０重量％含有される請求項５に記載の繊維強化プラスチック製電子機器筐体の製造方法。
【請求項７】
成形材料基材（Ａ）および成形材料基材（Ｂ）に含有される強化繊維は、その重量平均繊維長が１〜１５ｍｍである、請求項５または６に記載の繊維強化プラスチック製電子機器筐体の製造方法。
【請求項８】
絶縁性繊維がガラス繊維である、請求項５〜７のいずれかに記載の繊維強化プラスチック製電子機器筐体の製造方法。
【請求項９】
導電性繊維が炭素繊維である請求項５〜８のいずれかに記載の繊維強化プラスチック製電子機器筐体の製造方法。
【請求項１０】
形成された繊維強化プラスチック成形体を射出成形型にインサートした上で型締めを行い、成形材料基材（Ａ）で形成された領域の表面上に、次の成形材料基材（Ｃ）を射出成形して更に一体化する請求項５〜９のいずれかに記載の繊維強化プラスチック製電子機器筐体の製造方法。
成形材料基材（Ｃ）：強化繊維と熱可塑性樹脂を含み、該熱可塑性樹脂は、成形材料基材（Ａ）に含まれる熱可塑性樹脂と共通の熱可塑性樹脂成分を含む成形材料基材
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−９３２１３（Ｐ２０１１−９３２１３Ａ）
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４９７４５（Ｐ２００９−２４９７４５）
【出願日】平成２１年１０月３０日（２００９．１０．３０）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月３０日（２００９．１０．３０）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
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