JP2011132342A - 携帯情報端末用ハウジング - Google Patents

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Abstract

【構成】ポリカーボネート樹脂組成物を成形してなる携帯情報端末用ハウジングであって、前記ポリカーボネート樹脂組成物が、特定のポリカーボネート樹脂、有機系黒色染料、環状ポリ(アルキレンテレフタレート)オリゴマーを必須成分として含有する樹脂組成物からなることを特徴とする携帯情報端末用ハウジング。
【効果】本発明の携帯情報端末用ハウジングは、ポリカーボネート樹脂が本来有する優れた衝撃強度、耐熱性、熱安定性等性能を維持したまま、美麗かつ重厚で品位の高いピアノブラック様の外観を有し、かつ高い流動性を有することから生産性に優れ、かつ落下時の耐衝撃性にも優れている。
【選択図】なし

Description

本発明は、漆黒性に優れ、かつ流動性、落下衝撃性、傷付き性、離型性にも優れたポリカーボネート樹脂組成物からなる携帯情報端末用ハウジングに関する。更に詳しくは、ポリカーボネート樹脂の特徴である耐衝撃性、耐熱性、熱安定性等を保持したまま、優れた漆黒性、流動性、落下衝撃性、傷付き性、離型性を有する携帯情報端末用ハウジングに関する。また、本発明の携帯情報端末用ハウジングは美麗かつ重厚で品位の高い外観を有する。
ポリカーボネート樹脂は、耐衝撃性、耐熱性、熱安定性等に優れた熱可塑性樹脂であり、電気、電子、ITE、機械、自動車などの分野で広く用いられている。一方、携帯情報端末用ハウジングでは、当該樹脂が有するこれらの優れた性能を活かしつつ、得られた成形品の意匠面やデザイン上の観点から優れた漆黒性を有する(ピアノブラックとも称される)外観が望まれている。
ポリカーボネート樹脂組成物に漆黒性を付与させる手法として、従来から隠蔽性の高いカーボンブラックを添加する手法(特許文献1)、シリコーンオイルを添加する手法(特許文献2)などが提案されてきた。しかしながら、カーボンブラック系の顔料を添加した場合、隠蔽性は向上するものの高い漆黒性を発現することは困難であり、一方、シリコーンオイルの添加は成形時に白化するという問題があった。
特開2003−96286 特開2004−210889
一方、ポリカーボネート樹脂は耐衝撃性に優れる樹脂ではあるものの、近年の軽薄短小が求められる携帯情報端末用ハウジングの用途においては薄肉の成形品が多く、製品落下時の割れ、破損などの問題に加えて、成形時の流動性および成形品表面の傷付き性の向上が特に求められている。
本発明の目的は、上記従来技術における問題点、すなわち、カーボンブラックやシリコーンオイルを使用した場合における漆黒性の低下や白化という欠点を克服し、従来技術では達成しえなかった優れた漆黒性(ピアノブラック様の外観)を有し、かつ流動性、落下衝撃性、傷付き性に優れたポリカーボネート樹脂製の携帯情報端末用ハウジングを提供することことにある。
本発明者らは、かかる目的に鑑み鋭意研究を行った結果、透明性を有するポリカーボネート樹脂に特定の光学性能を有する有機系黒色染料および環状ポリ(アルキレンテレフタレート)オリゴマー、ならびに必要によってはゴム成分を配合することにより、得られた成形品の漆黒性を損なうことなく、ピアノブラック様の外観を得られ、流動性のみならず落下時の耐衝撃性が改良できる事を見いだし、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、ポリカーボネート樹脂組成物を成形してなる携帯情報端末用ハウジングであって、
(1)前記ポリカーボネート樹脂組成物が、粘度平均分子量が17000〜24000のポリカーボネート樹脂(A)100重量部、有機系黒色染料(B)0.05〜0.5重量部、環状ポリ(アルキレンテレフタレート)オリゴマー(C)1〜8重量部を必須成分として含有する樹脂組成物からなり、
(2)前記有機系黒色染料(B)の光学特性が、ポリカーボネート樹脂(A)100重量部および有機系黒色染料(B)0.3重量部からなる樹脂組成物を射出成形して得られた厚さ2mmの平板の光線透過率を測定した際に、波長800〜900nmの領域において50%以上の光線透過率を有し、
(3)前記ポリカーボネート樹脂組成物を溶融温度280℃、射出圧力1600kg/cmの条件下、アルキメデススパイラルフロー金型を使用して、流路厚み1mmでの流動長さを測定したとき、流動長さが110mm以上の流動性を有し、かつ
(4)前記ポリカーボネート樹脂組成物を射出成形してなる3.2mmの試験片を用いてASTM D−256に準じてノッチ付き衝撃強度を測定したとき、600J/m以上の耐衝撃性を有する、
ことを特徴とする携帯情報端末用ハウジングを提供するものである。
本発明の携帯情報端末用ハウジングは、ポリカーボネート樹脂が本来有する優れた衝撃強度、耐熱性、熱安定性等性能を維持したまま、美麗かつ重厚で品位の高いピアノブラック様の外観を有し、かつ高い流動性を有することから生産性に優れ、かつ落下時の耐衝撃性にも優れている。
本発明にて使用されるポリカーボネート樹脂(A)とは、種々のジヒドロキシジアリール化合物とホスゲンとを反応させるホスゲン法、またはジヒドロキシジアリール化合物とジフェニルカーボネートなどの炭酸エステルとを反応させるエステル交換法によって得られる重合体であり、代表的なものとしては、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(通称ビスフェノールA)から製造されたポリカーボネート樹脂が挙げられる。
上記ジヒドロキシジアリール化合物としては、ビスフェノールAの他に、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ブタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)オクタン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)フェニルメタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル−3−メチルフェニル)プロパン、1,1−ビス(4−ヒドロキシ−3−第三ブチルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−ブロモフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジブロモフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジクロロフェニル)プロパンのようなビス(ヒドロキシアリール)アルカン類、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロペンタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサンのようなビス(ヒドロキシアリール)シクロアルカン類、4,4′−ジヒドロキシジフェニルエーテル、4,4′−ジヒドロキシ−3,3′−ジメチルジフェニルエーテルのようなジヒドロキシジアリールエーテル類、4,4′−ジヒドロキシジフェニルスルフィドのようなジヒドロキシジアリールスルフィド類、4,4′−ジヒドロキシジフェニルスルホキシド、4,4′−ジヒドロキシ−3,3′−ジメチルジフェニルスルホキシドのようなジヒドロキシジアリールスルホキシド類、4,4′−ジヒドロキシジフェニルスルホン、4,4′−ジヒドロキシ−3,3′−ジメチルジフェニルスルホンのようなジヒドロキシジアリールスルホン類等が挙げられる。
これらは単独または2種類以上混合して使用されるが、これらの他に、ピペラジン、ジピペリジルハイドロキノン、レゾルシン、4,4′−ジヒドロキシジフェニル等を混合して使用してもよい。
さらに、上記のジヒドロキシアリール化合物と以下に示すような3価以上のフェノール化合物を混合使用してもよい。3価以上のフェノールとしてはフロログルシン、4,6−ジメチル−2,4,6−トリ−(4−ヒドロキシフェニル)−ヘプテン、2,4,6−ジメチル−2,4,6−トリ−(4−ヒドロキシフェニル)−ヘプタン、1,3,5−トリ−(4−ヒドロキシフェニル)−ベンゾール、1,1,1−トリ−(4−ヒドロキシフェニル)−エタンおよび2,2−ビス−〔4,4−(4,4′−ジヒドロキシジフェニル)−シクロヘキシル〕−プロパンなどが挙げられる。
ポリカーボネート樹脂(A)の粘度平均分子量は、17000〜24000である。粘度平均分子量が17000未満の場合には落下衝撃強度に劣り、また24000を超えると流動性が劣るので好ましくない。好適には、18000〜23000 、更に好ましくは19000〜22000の範囲である。
ポリカーボネート樹脂(A)の粘度平均分子量は、塩化メチレンを溶媒として0.5重量%のポリカーボネート樹脂溶液とし、キャノンフェンスケ型粘度管を用い温度20℃で比粘度(ηsp)を測定し、濃度換算により極限粘度〔η〕を求め下記のSCHNELLの式から算出した。
〔η〕=1.23×10−40.83
本発明にて使用される有機系黒色染料(B)としては、アントラキノン系、ペリノン系、ペリレン系、アゾ系、メチン系、キリノン系等の有機染料の混合物などが挙げられる。とりわけ、アントラキノン系、ペリノン系の有機染料が好適に使用され、アントラキノン系有機染料としては青、紫、緑など、ペリノン系有機染料としては赤、オレンジなどの有機染料が好ましい。
本発明の有機系黒色染料(B)は、その光学特性として、ポリカーボネート樹脂(A)100重量部および有機系黒色染料(B)0.3重量部からなる樹脂組成物を射出成形して得られた厚さ2mmの平板の光線透過率を測定した際に、波長800〜900nmの領域において50%以上の光線透過率を有することを要件とする。当該光線透過率は、ASTM D−1003に準拠して測定される。
前記の光線透過率が50%未満である場合は、優れた漆黒性(ピアノブラック様)の外観が得られないので好ましくない。好ましい光線透過率は80%以上、より好ましくは85%以上である。
また、有機系黒色染料(B)の配合量としては、ポリカーボネート樹脂(A)100重量部に対し、0.05〜0.5重量部である。この配合量が0.05重量部未満では漆黒性および隠蔽性に劣り、また0.5重量部を超えるとポリカーボネート樹脂(A)の熱安定性が劣り、さらには成形時の発生ガス量が多くなるので好ましくない。より好ましい配合量は、0.1〜0.4重量部、さらに好ましくは0.2〜0.3重量部の範囲である。
本発明にて使用される環状ポリ(アルキレンテレフタレート)オリゴマー(C)は、下記一般式に示される構成単位を有するものをいう。
Figure 2011132342
式中、Rは炭素数2〜8のアルキレン基、Arは2価の芳香族基を表す。とりわけ、Rがエチレンまたはテトラメチレンであり、Arがm−フェニレンまたはp−フェニレンであるものが好ましく使用される。
環状ポリ(アルキレンテレフタレート)オリゴマー(C)は、通常、重合度2〜30の重合度のオリゴマーからなり、その主要成分が12までの重合度を有する環状オリゴマーの混合物である。市販品としては、サイクリクスコーポレーション社製CBTがあげられる。
環状ポリ(アルキレンテレフタレート)オリゴマー(C)の配合量は、ポリカーボネート樹脂(A)100重量部に対し、1〜8重量部である。配合量が1重量部未満では傷付き性の改良効果が小さく、8重量部を超えると衝撃強度が低下し、さらに成形品の外観も低下するので好ましくない。より好ましくは、2〜5重量部の範囲である。
本発明にて使用されるゴム成分(D)とは、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS樹脂)、メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレン共重合体(MBS樹脂)、ハイ・インパクトポリスチレン(HIPS)等のゴム強化スチレン系共重合体、アクリル系またはシリコーン系のエラストトマーなどが挙げられる。
ゴム成分(D)の配合量は、ポリカーボネート樹脂(A)100重量部に対し、1〜8重量部である。配合量が1重量部未満では落下衝撃強度が小さく、8重量部を超えると漆黒性が低下するので好ましくない。より好ましくは、2〜5重量部の範囲である。
本発明の各種配合成分(A)、(B)および(C)、所望によっては(D)の配合方法は、特に制限はなく、任意の混合機、例えばタンブラー、リボンブレンダー、高速ミキサー等によりこれらを混合し、通常の単軸または二軸押出機等で溶融混練する方法があげられる。また、これら配合成分は一括混合、分割混合を採用することについても特に制限はない。
また、混合時、必要に応じて他の公知の添加剤、例えば離型剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、酸化防止剤、リン系熱安定剤、展着剤(エポキシ大豆油、流動パラフィン等)等を配合することができる。
本発明の携帯情報端末用ハウジングの製造方法としては、射出成形、射出圧縮成形および射出プレス成形などの方法が採用できる。
以下に、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれら実施例により何ら制限されるものではない。なお、部や%は特に断りのない限り重量基準に基づく。
使用した配合成分の詳細は、以下のとおりである。
ポリカーボネート樹脂:
ビスフェノールAとホスゲンから合成されたポリカーボネート樹脂
住友ダウ社製カリバー200−13
(粘度平均分子量:21000、以下PC1と略記する。)
住友ダウ社製カリバー200−40
(粘度平均分子量:16500、以下PC2と略記する。)
住友ダウ社製カリバー200−4
(粘度平均分子量:26000、以下PC3と略記する。)
有機系黒色染料:
Sumiplast Black HB
(住化ケムテックス社製、以下、着色剤1と略記)
波長800〜900nmの領域における光線透過率*1:85%
Sumiplast Black HLG
(住化ケムテックス社製、以下、着色剤2と略記)
波長800〜900nmの領域における光線透過率*1:55%
カーボンブラック:
ファーネス型カーボンブラック
(キャボット社製XC−305、以下、着色剤3と略記)
波長800〜900nmの領域における光線透過率*1: 1%未満
*1:当該光線透過率は、100部のPC1および0.3部の
着色剤1、2または3からなる樹脂組成物を射出成形し
て得られた厚さ2mmの平板を用いて、ASTM
D−1003に準拠して波長800〜900nmの領域
において測定した。
環状ポリ(アルキレンテレフタレート)オリゴマー:
環状ポリ(ブチレンテレフタレート)オリゴマー
(Axia Materials社製CBT、以下、CBTと略記)
ゴム成分:
アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS樹脂)
(日本エイアンドエル社製クララスチックS3710、以下ABSと略記)
(ポリカーボネート樹脂組成物のペレットの作成)
前述の各種配合成分を表1〜3に示す配合比率にて一括してタンブラーに投入し、10分間乾式混合した後、二軸押出機(神戸製鋼所製KTX37)を用いて、溶融温度280℃にて混練し、ポリカーボネート樹脂組成物の各種ペレットを得た。
(漆黒性・傷付き性および衝撃強度評価用試験片の作成)
得られた各種樹脂組成物のペレットを120℃で4時間乾燥した後、射出成形機(日本製鋼所社製J100E−C5)にてシリンダー温度280℃、金型温度100℃の条件下、漆黒性・光学特性・傷付き性評価用として平板(90×50×2mm)と衝撃強度評価用としてASTM Izod衝撃試験片(3.2mm厚み)を作成した。
(落下試験評価用試験片の作成)
得られた各種樹脂組成物のペレットを120℃で4時間乾燥した後、射出成形機(日本製鋼所社製J100E−C5)にてシリンダー温度280℃、金型温度120℃の条件下、箱状の成形品(150×30×20mm、主肉厚2mm厚み)を作成した。
(漆黒性の評価)
漆黒性の評価は、得られた2mmの平板にLED光源のライト(GEMTOS社製GTR−32T、明るさ26.6ルーメン)を照射し(平板とLED光源のライトの距離は10cm)、目視にて漆黒性の程度を評価した。結果を表1〜3に示した。
尚、評価基準は以下のとおり:
良好(◎):LED光源を照射しても、黒く光る。
良 (○):LED光源を照射しても、黒く光るが、若干白っぽく見える。
不良(×):LED光源を照射すると、白っぽく光る。
(衝撃強度の評価)
衝撃強度は、得られたIzod衝撃試験片を用いて、ASTM D−256に準拠し、23℃の条件下、ノッチつきIzod衝撃強度(J/m)を測定した。600J/m以上を合格とした。結果を表1〜3に示した。
(落下強度の評価)
落下強度は、得られた箱状の成形品に、全体の重量が1Kgになるように箱の内側に重りを取り付け、75cmの高さから厚さ14mmのラワン材上に落下させて損傷の程度を観察することにより評価した。具体的には、最初に成形品の6面、続いて所定のコーナー部から3辺、最後に当該コーナー部の1角(1角3辺6面)がラワン材にあたる様に自然落下させ、これらの計10回の落下試験を1サイクルとした。
成形品の表面にクラックが発生したり、また破断面が見られたりするような割れに至ったものは不合格とし、箱の形状を保持した変形は合格として、3サイクル以上を合格とした。結果を表1〜3に示した。
(傷付き性の評価)
傷付き性の評価は、次のとおり行った。
(1)市販のティッシュ・ペーパー1枚を拡げて、5回折りたたみ、合計32枚の積層体を予め準備する。
(2)線圧部が15mmになるような冶具(ステンレス・スチール製、高さ15mm×幅15mm×奥行き10mm、R3mmの蒲鉾型)を用意し、前記の積層されたティッシュ・ペーパーを冶具に巻きつける。
(3)傷付き性評価用の平板(90×50×2mm)の表面に、前記(2)で得られた積層されたティッシュ・ペーパーを巻きつけた冶具を接触させ、ティッシュ上に合計250gの荷重となるように調整したうえで、50mm/secの速度で50回往復させる。
(4)その後、前記平板の表面に生じる傷の有無を目視で観察し、次の基準で評価した。
良好(◎):傷がなく、良好。
良 (○):若干の傷はあるが、白化はしていない。
不良(×):表面が白化し、白っぽく見える。または、表面に傷が付く。
(5)表面に白化や傷がないものを合格とした。
(流動性の評価)
溶融温度280℃、射出圧力1600kg/cmの条件下、アルキメデススパイラルフロー金型を使用して、流路厚み1mmでの流動長さを測定した。流動長さが110mm以上を合格とした。
Figure 2011132342
Figure 2011132342
Figure 2011132342
ポリカーボネート樹脂組成物が本発明の構成要件を全て満足する場合(実施例1〜7)にあっては、全ての評価項目にわたり良好な結果を示した。
一方、ポリカーボネート樹脂組成物が本発明の構成要件を満足しない場合においては、いずれの場合も何らかの欠点を有していた。
比較例1は、有機系黒色染料の配合量が規定量よりも少ないため、漆黒性に劣っていた。
比較例2は、有機系黒色染料の配合量が規定量よりも多いため、衝撃強度、落下強度の低下が見られた。
比較例3は、着色剤にカーボンブラックを使用したために、漆黒性に劣っていた。
比較例4は、CBTの配合量が規定量よりも少ないために、傷付き性および流動性に劣っていた。
比較例5は、CBTの配合量が規定よりも多いために、衝撃強度および落下強度に劣っていた。
比較例6は、ポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量が規定よりも低いために、衝撃強度、落下強度に劣っていた。
比較例7は、ポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量が規定よりも高いために、流動性に劣っていた。
比較例8は、ABSの配合量が規定よりも多いために、漆黒性、衝撃強度、落下強度および傷付き性に劣っていた。

Claims (6)

  1. ポリカーボネート樹脂組成物を成形してなる携帯情報端末用ハウジングであって、
    (1)前記ポリカーボネート樹脂組成物が、粘度平均分子量が17000〜24000のポリカーボネート樹脂(A)100重量部、有機系黒色染料(B)0.05〜0.5重量部、環状ポリ(アルキレンテレフタレート)オリゴマー(C)1〜8重量部を必須成分として含有する樹脂組成物からなり、
    (2)前記有機系黒色染料(B)の光学特性が、ポリカーボネート樹脂(A)100重量部および有機系黒色染料(B)0.3重量部からなる樹脂組成物を射出成形して得られた厚さ2mmの平板の光線透過率を測定した際に、波長800〜900nmの領域において50%以上の光線透過率を有し、
    (3)前記ポリカーボネート樹脂組成物を溶融温度280℃、射出圧力1600kg/cmの条件下、アルキメデススパイラルフロー金型を使用して、流路厚み1mmでの流動長さを測定したとき、流動長さが110mm以上の流動性を有し、かつ
    (4)前記ポリカーボネート樹脂組成物を射出成形してなる3.2mmの試験片を用いてASTM D−256に準じてノッチ付き衝撃強度を測定したとき、600J/m以上の耐衝撃性を有する、
    ことを特徴とする携帯情報端末用ハウジング。
  2. 有機系黒色染料(B)の光学特性が、ポリカーボネート樹脂(A)100重量部および有機系黒色染料(B)0.3重量部からなる樹脂組成物を射出成形して得られた厚さ2mmの平板の光線透過率を測定した際に、波長800〜900nmの領域において80%以上の光線透過率を有することを特徴とする請求項1に記載の携帯情報端末用ハウジング。
  3. 有機系黒色染料(B)の光学特性が、ポリカーボネート樹脂(A)100重量部および有機系黒色染料(B)0.3重量部からなる樹脂組成物を射出成形して得られた厚さ2mmの平板の光線透過率を測定した際に、波長800〜900nmの領域において85%以上の光線透過率を有することを特徴とする請求項1に記載の携帯情報端末用ハウジング。
  4. 環状ポリ(アルキレンテレフタレート)オリゴマー(C)が、環状ポリ(ブチレンテレフタレート)オリゴマーであることを特徴とする請求項1に記載の携帯情報端末用ハウジング。
  5. 前記ポリカーボネート樹脂組成物に、さらにゴム成分(D)1〜8重量部(ポリカーボネート樹脂(A)100重量部あたり)を配合することを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の携帯情報端末用ハウジング。
  6. ゴム成分(D)が、アクリロニトリルーブタジエンースチレン樹脂であることを特徴とする請求項5に記載の携帯情報端末用ハウジング。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013124273A (ja) * 2011-12-14 2013-06-24 Sumika Styron Polycarbonate Ltd 漆黒性に優れたポリカーボネート樹脂組成物。

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