专利名称：带由生物可降解材料制造的箱套的电子器械以及由生物可降解材料制造的容器的制作方法
技术领域：
本发明涉及到带箱套及内部构件的电子器械。其中至少部分的箱套及内部构件是由生物可降解材料制造的。另外，本发明也涉及到了由生物可降解材料制造的容器。
例如通常电子器械在使用了几年到十几年之后就会作为废物扔掉。目前，除了一些大尺寸的电子器械之外，这些废物一般不会回收再利用。在日本，二手物品的再利用没有法律来规范。因而一旦电子器械被抛弃，它们大部分将成为不燃的废物。这样在市场容量很大的情况下，即使小尺寸的电子器械也可能会产生大量的废物。由于现在废物处理厂无论是在数量还是容量上都很短缺，这将引起难题。
另外，器械淘汰后，处理废旧器械的最流行的方法是粉碎处理。然而粉碎处理并不是解决这一难题的根本性方法，因为这种废物处理方法只是减小了废物的体积，如果使用掩埋的方法，这些废物将完好无缺的存在几十年甚至几百年。但是，若这些碎末作为资源再利用，则每一部分均细粉碎。因而即使是像金和铜一样贵重的材料中也可以掺杂一些像树脂一样没什么价值的材料，这样不但降低再利用材料的纯度，而且回收效率低。
本发明的一个基本目的就是要提供一种使用箱套及内部构件的器械，其中，至少部分的箱套及内部构件中是由生物可降解材料制成的；另外，本发明也涉及到了由这种生物可降解材料制成的容器。之所以选择生物可降解材料，是由于即使它在丢弃之前不做任何处理也不会对环境造成影响。
根据本发明，容纳在箱套内的器械和容器至少部分结构是由生物可降解材料制成的；其中，生物可降解材料的热变形温度[在JIS(日本工业标准)K7207中规定]优选在50℃以上。这里的生物可降解材料是指能够通过生物的新陈代谢而得到降解。
在本说明书中，箱套是指容纳器械(如电子器械)和构成器械表面部分的元件的盒子。构件是指保持存储在箱套内的器械强度的元件。容器是指用来容纳小部件以及其它电子器械的盒子，比如磁带，磁盘等。电子器械包括例如遥控器以及任何含有电路板，驱动器等的电子器械。
在按照本发明的第一个实施例的器械中，箱套的顶面最好至少几乎全部用熔流率[在JIS(日本工业标准)K7207中规定]优选在6到12之间的生物可降解材料制造。
在按照本发明的第二个实施例的器械中，器械包括箱套，器械的主体单元和可选的构件，其中至少部分箱套和构件是由生物可降解材料制成的，而且器械中生物可降解材料部分和非生物可降解材料部分装配得在处理时可以很容易的分开。
在按照本发明的第二个实施例中，所用的生物可降解材料的热变形温度[在JIS(日本工业标准)K7207中规定]最好在50℃以上。
在按照本发明的第三个实施例的器械中，以遥控器为例，它包括印刷电路板和将印刷电路板容纳在内的箱套。该遥控器通过发出控制红外线被用来控制远处的另一个电子器械。在这种情况下，箱套的发光部分是由光导生物可降解材料制造的，其它部分是由抗冲击的生物可降解材料制造的。这些生物可降解材料的热变形温度最好在50℃以上。
在按照本发明的第四个实施例的器械中，器械的箱套包括表面有按钮的薄面板，按钮是通过冲压形成的，其中薄面板是由生物可降解材料制造的。
在按照本发明的第四个实施例的器械中，制造薄面板的生物可降解材料的热变形温度最好在50℃以上，包含粘合剂的导电膜要由生物可降解材料和导电材料制造，并且最好形成在每个按钮的背面。粘合剂也是由聚酯体系生物可降解材料制造的，用于粘合剂的生物可降解材料的熔点最好低于用于制造面板的生物可降解材料的熔点。
在按照本发明的第五个实施例中，电子器械包括箱套，箱套包括均由生物可降解材料制造的薄面板和盒子，薄面板和盒子由生物可降解材料制造的粘合剂固定在一起。上述所有的生物可降解材料的热变形温度最好在50℃以上。
按照本发明的第六个实施例中，器械包括箱套，器械的主体单元和可选的构件，其中至少部分箱套和构件是由以聚乳酸为主要成分的生物可降解材料制造的。
以聚乳酸为主要成分的生物可降解材料是聚乳酸和其它成分的混合物，其它成分的重量最好不超过总重量的50％。上述的其它成分优选有任意选自除聚乳酸之外的生物可降解有机化合物和无机化合物(氢氧化镁，滑石，碳，氧化铁等)的一种或多种物质。
除聚乳酸之外的有机化合物可以是从聚琥珀酸丁二酯，聚己内酯，脂族聚酯(如聚水合乳酸(polyhydlacticacid))，醋酸纤维素型的生物可降解树脂，聚乙烯醇和天然有机物(纸，浆，天然橡胶，胶，漆等等)中任选的一种或多种材料。优选生物可降解材料只包括聚乳酸，这样处理过程会变得更容易，而且处理过程不会对环境造成污染。
在按照本发明的器械中，器械的主体单元通过螺钉，装配，或者使用粘合剂粘附固定在箱套内，这样使得分离箱套和主体器械更容易，因而能够很容易的分成生物可降解元件和非生物可降解元件。按照本发明的器械中，操纵器械的按钮置于箱套的表面，这些按钮最好是以聚乳酸为主要成分的生物可降解材料制成的。
按照本发明的第七个实施例的容器，至少有一部分是由以聚乳酸为主要成分的生物可降解材料制成的。
本发明的容器和器械优选按如下要求制造。
1)以聚乳酸为主要成分的生物可降解材料是聚乳酸和其它成分的混合物，其中其它成分的重量最好不要超过总重的50％。
2)上述其它成分含有从除聚乳酸之外的生物可降解有机化合物和无机化合物(氢氧化镁，滑石，碳，氧化铁等)中任意选取的一种或多种物质。
3)除聚乳酸之外的其它有机化合物可以是从聚琥珀酸丁二酯，聚己内酯，脂族聚酯(如聚水合乳酸)，醋酸纤维素型生物可降解树脂，聚乙烯醇和天然有机物(纸，浆，天然橡胶，胶，漆等等)中任选的一种或多种材料。
4)以聚乳酸为主要成分的生物可降解材料仅仅包含聚乳酸。
5)器械的主体单元通过螺钉，装配，或者使用粘合剂粘附固定在箱套内，这样使得分离箱套和器械的主体单元更容易。
6)在一些情况下，容器是透明或半透明的。
7)如果设置活动盖，箱套或容器的分离或拆卸会更容易，即用枢承以可旋转的方式支持活动盖，从而盖子可以绕着枢承旋转，配合到箱套或者容器上关闭它。
在附图中
图1是一个显示由不同生物可降解材料制造的薄片的耐热和防潮性的测试结果表。
图2A和图2B显示了一种测量测试样本的弯曲性能的方法；图3是一个显示用图2A和图2B所给方法测试弯曲性能的测试结果表。
图4是一个显示以上述薄片制成并作为按钮的圆形凸起的卡搭接触和耐用性的测试结果表。
图5是一个显示不同材料的透光度的测试结果表。
图6是按照本发明一个实施例的遥控器的分解透视图。
图7是控钮叠层结构的剖面图。
图8是一个显示粘合剂和碳所占百分比重量对薄膜性质的影响的表；图9是本发明的另外一个实施例小型唱机(Disc player)套筒型壳体的分解透视图。
根据本发明，器械的箱套，可选的构件以及容器都是由生物可降解材料制造的。当然，如果可能的话，最好的方法是使用生物可降解材料来制造器械的所有部件(箱套，可选的构件，及其它部分)。但实际上要用生物可降解材料来制造所有的元件及电子部件，技术上很难实现。
因而，像作为器械主要部分的箱套和器械的容器最好由以聚乳酸为主要成分的生物可降解材料制造。在装配器械和容器时，箱套和容器的构造应使得在处理时，箱套和容器的生物可降解材料和非生物可降解材料容易彼此分离。这样，器械和箱套的生物可降解材料和非生物可降解材料可以经过很容易的加工之后投入再循环过程。
另外，在按照本发明的实施例如电子器械中，箱套以及构件的顶面最好由生物可降解材料制造。也就是说，电子器械(如收音机，话筒，手提电视，键盘，立体声耳机，电话，半导体(cassette-radio)，耳机等等)的箱套和/或构件至少顶面是由生物可降解材料制造的。在一种情况下，生物可降解材料可以涂或喷在电子器械的箱套顶面。也就是说，在电子器械中，箱套的顶面作为一种层状结构形成，而且比箱套的内部有更多的生物可降解材料。因为生物可降解材料对人体的危害比通常的树脂材料更小，所以带有覆盖有生物可降解材料的箱套的电子器械比通常的器械更安全。
为了将生物可降解材料用于电子器械的箱套和构件，下面的要求是生物可降解材料所必需的。也就是说，生物可降解材料的热变形温度最好在50℃以上。为了使铸模成形过程容易，生物可降解材料的熔流率最好在6到12之间。另外，理想的是，生物可降解材料处于温度60℃、湿度80％的环境中，在24小时之内其物理性质不会改变。
在本发明的器械和容器中，以聚乳酸为主要成分的生物可降解材料可以是聚乳酸和其它成分的混合物，其它成分可以是从润滑剂，阻燃保持剂(flameretardation providing agent)，阻燃剂，紫外线吸收剂，抗氧化剂，着色剂，抗静电剂，隔音剂(sound insulation providing agent)，耐热剂(heat resistance providing agent)，抗磨损剂(abrasion resistanceproviding agent)，以及增强纤维中任意选择的一种或多种添加物。
下面是一些添加物的具体例子(1)润滑剂如硬脂酸锌、硬脂酸丁酯；(2)阻燃保持剂如滑石；(3)阻燃剂如氢氧化镁、氢氧化铝；(4)紫外线吸收剂如水杨酸苯酯；(5)抗氧化剂，如1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷；(6)着色剂如无机颜料、有机颜料及染料；(7)抗静电剂如烷基咪唑啉；(8)隔音保持剂如氧化铁；(9)耐热保持剂如滑石；(10)抗磨损保持剂如石墨；(11)增强纤维如无机高强度纤维、有机高强度纤维。
本发明的结构参照如下的测试结果和各种实施例进行解释。
当然，由于制造箱套或容器的材料有各自的性质，因而本发明中的器械的箱套和容器都要求一定水平的特性和物理性质。因而本发明的发明者经过测试发现，生物可降解材料适合用于器械的箱套，构件和容器(容纳器械，盒式磁带，磁盘等)。
图1显示了由不同的生物可降解材料(生物可降解树脂)制造的0.1毫米厚的薄片的耐热和防潮性测试结果。至于聚乳酸，选用了不同生产厂商的两种产品(A和B)，两种产品都显示了比在图1中显示的其它材料有更好的耐热性和防潮性。
片的弯曲特性是在加热破坏了物理特性后测量的。如图2A，一个尺寸为，例如长50毫米、宽7毫米、厚度2毫米的长方形测试样品S放置在测试桌50上。测试样品S的一端直接放在测试桌50上，另一端通过高为15毫米的支撑元件51放在测试桌50上。测试样品S连同测试桌置于温度80℃、湿度任意的环境中保持24小时。从上述环境中取出测试样品后，测量样品S的位错B(图2B所示)，位错B就定义为弯曲特性。
图3显示了三种类型(A、B和C)原料树脂的弯曲特性的测试结果。用于箱套和容器的原材料的弯曲特性的位错B最好在1.0毫米以下。
图4显示了直径为7毫米、高0.5毫米的圆形凸起的卡搭接触和耐用性的测试结果，这里圆形凸起是通过冲压上述薄片形成的，并作为按钮使用。测试的原因是薄片材料常常制成这种形式构成电子器械的表面，并用作按钮。测试结果显示，聚乳酸在适当范围内有刚度和令人满意的耐用性。
图5显示了不同材料的透光度的测试结果。将这些材料用于器械时，务必使其不仅在可见光的波长范围内是透明的，而且在红外线波长区域900纳米或附近是透光的以允许传输。由图5可以清楚的看到，聚乳酸在两个波长范围内都有很高的透光度，虽然其它的物理性质，如抗冲击性、抗张强度和可成形性也需要考虑，但这些都可以很容易通过各种信息渠道(如树脂生产商公布的物质数据表)来获得，从中我们容易认识到使用聚乳酸的优点。既然聚乳酸在每种物理性质上都很出色，所以发明人就选用这些材料来制造原型。
下面介绍本发明的实施例的遥控器。
图6是一个表示电视，录像机这一类器械的遥控器的整体结构的分解透视图。遥控器1包括薄面板2，外壳3，滤光器4，装置板或者印刷电路板5和用来将装置板5固定到外壳3的螺钉6。面板2和外壳3构成了箱套，滤光器4作为构件使用。面板2、外壳3和滤光器4由以聚乳酸为主要成分的生物可降解树脂制成。滤光器4通过把凸起部分4a与置于外壳3上的孔部分3a啮合而固定在外壳3上。与前面一样，装置板5通过螺钉6固定在外壳3上。面板2通过在其背面涂上粘合剂固定在装置板5上，这样可以使得面板2可以很容易从装置板5上剥落。
在处理遥控器1时，首先将面板2从装置板5上剥落下来，将滤光器4从外壳3上卸下来，然后松开螺钉6，将箱套元件(面板2和外壳3)与装置板5分开，面板2和外壳3是由生物可降解树脂制造的，装置板5是由非生物可降解材料制造的。通常箱套的总体积差不多是装置板5的3倍，因此用生物可降解树脂来制造整个箱套可以压缩再循环部分的体积，使之小至通常遥控器的1/4。
下一步解释制造遥控器1部件的方法。外壳3和滤光器4通过注塑过程形成。在这种情况下，外壳3使用抗冲击的原料树脂，滤光器4使用透光原料树脂，因为从遥控器1内发出的红外线必须透过滤光器4。具体地说，滑石或者氢氧化镁可以添加在聚乳酸中来增加外壳3所使用的原料树脂的抗冲击性，纯聚乳酸用于添加在滤光器4所使用的原料树脂中来增加光导性。另外，为了使外壳3呈现黑色，可以在聚乳酸中添加炭黑(粉末)。着色剂中除了炭黑外，氧化铁也是一个较好的选择，因为这些物质在生物代谢之后都不会产生环境污染。
参照图7对面板2做进一步详细的解释，其中该图显示了面板的剖面，并特别给出了面板2的主要部分-按钮的层状结构。也就是说面板2包括圆顶形的按钮30和用来支撑按钮30的衬底31，按钮30由粘合剂32固定。粘合剂32最好是由天然树脂和天然橡胶胶乳的混合物制造的。
按钮30包括由聚琥珀酸丁二酯制造的125微米厚的垫片33和通过粘合剂34层压在垫片33上的按钮体20。粘合剂34也是由天然树脂和天然橡胶胶乳混合物制造的。
在按钮体20中，最外层37为100微米厚的聚乳酸膜(由2轴绘图过程制得的薄片)。印制层36是通过在最外层37的背面用网板印刷法印刷丙烯酸型树脂得到的；而厚为20μm的聚琥珀酸丁二酯薄层膜35和导电膜38依此次序层压在印制层36上。导电膜38是由添加了炭黑的聚琥珀酸丁二酯制成的，印制层36用网板印刷法印制了遥控器的操纵指示。薄层膜35用来保护印制层36。
根据上述实施例，聚乳酸用来制造最外层37，比聚乳酸有更低的热变形温度的聚琥珀酸丁二酯不仅用来制造薄层膜35，也用来制造导电膜38的粘合剂。相应地，当按钮的圆顶形元件通过冲压聚乳酸得到时，这些膜诸如导电膜38也同时被热固定。在这种情况下，冲压过程的温度最好定在80℃到100℃，这时聚乳酸不会热变形，而聚琥珀酸丁二酯会产生足够的热变形来得到热固定。
此外，在上述提及的导电膜38中，炭黑用来作为导电材料，这样当导电膜38和面板2一起被生物代谢时可以避免污染问题。本实施例中，聚琥珀酸丁二酯被用作粘合剂，但其它的生物可降解材料(如聚乳酸)也可以使用。为了制造导电膜38，通过将炭黑粉末混合和分散在溶解于氯仿的聚琥珀酸丁二酯树脂溶液中制得乳剂后，将乳剂涂在玻璃板上得到合适厚度的漆膜。这样进行了干燥处理后，将漆膜从玻璃板上剥落就得到了导电膜38。
用作粘合剂的聚琥珀酸丁二酯和碳黑粉末的百分比重量与膜的性质的关系见图8。
根据本发明的实施例，粘合剂和碳的重量百分比最好选择为1/15。此外，导电膜38的厚度最好为90微米到140微米，导电膜38的电阻值指定为70欧姆/厘米到100欧姆/厘米。
在上述实施例中，天然树脂和天然橡胶胶乳的混合物用于上述的粘合剂32和34，但也可以选择其它的生物可降解材料来制造粘合剂，如聚乳酸，脂族聚酯(如聚琥珀酸丁二酯，聚己内酯，聚水合乳酸)，醋酸纤维素型生物可降解树脂和聚乙烯醇。此外，作为粘合剂的原料，可以使用分子量小的例如用作面板或薄片的高聚物。此外，天然材料混合物如天然橡胶和聚乳酸也可以作为粘合剂原料，如果制造粘合剂的原料是熔点低于100℃的脂族聚酯，则它也可以用作热熔粘合剂，粘合胶液或溶剂型粘合剂。
图7中的面板2，除了衬底31和印制层36外，所有的构件，如粘合剂32，垫片33，粘合剂34，薄层膜35，最外层37和用于导电膜38的粘合剂都是由生物可降解材料制造的。
下面接着解释本发明的另外一个实施例-装载各种部件的容器。
图9是一个装载用于记录音乐的小型唱片(Mini Disc)(商标)14的容器11的分解透视图。容器11仅包含上壳体12和下壳体13。因而整个容器11可以由以聚乳酸为主要成分的生物可降解树脂来制造。尽管有时可将容器11和装于其内的小型唱片14一起处理，小型唱片14和容器11也很容易分离。
权利要求
1．一种器械，包括箱套所述器械的主体单元；和任选的构件，其中至少部分所述箱套和所述构件是由热变形温度在50℃以上的生物可降解材料制造的。
2．按照权利要求1的器械，其中至少箱套的顶面是由生物可降解材料制造的。
3．按照权利要求1的器械，其中生物可降解材料的熔流率定为6到12。
4．一种器械，包括箱套所述器械的主体单元；和任选的构件；其中至少部分所述箱套和所述构件是由生物可降解材料制造的，器械的构造使得容易将生物可降解材料部分和非生物可降解材料部分分开。
5．按照权利要求4的器械，其中生物可降解材料的热变形温度定为50℃以上。
6．一种电子器械，通过发射光控制信号来控制位于远处的器械，所述电子器械包括印刷电路板；和用来封装所述印刷电路板的箱套；其中所述箱套的一部分是由透光生物可降解材料制造的，箱套的其它部分是由抗冲击生物可降解材料制造的。
7．按照权利要求6的电子器械，其中透光生物可降解材料和抗冲击生物可降解材料的热变形温度都定为50℃以上。
8．一种电子器械，具有作为箱套一部分的薄面板，其中通过冲压成型方法形成的多个按钮设置在所述薄面板的顶面上，而且所述薄面板是由生物可降解材料制造的。
9．按照权利要求8的电子器械，其中生物可降解材料的热变形温度定为50℃以上。
10．按照权利要求8的电子器械，其中具有导电材料和由生物可降解材料制成的粘合剂的导电层形成于所述薄面板的按钮背面上。
11．按照权利要求10的电子器械，其中所述粘合剂是由聚酯型生物可降解材料制成的。
12．按照权利要求10的电子器械，其中用作粘合剂的聚酯型生物可降解材料的熔点低于用于有多个按钮的所述薄面板的生物可降解材料的熔点。
13．一种电子器械，它具有由薄面板和外壳组成的箱套，其中所述薄面板和所述外壳是由生物可降解材料制造的，并且所述薄面板和所述外壳通过由生物可降解材料制成的粘合剂相互固定。
14．按照权利要求13的电子器械，其中生物可降解材料的热变形温度定为50℃以上。
15．一种电子器械，包括箱套；所述电子器械的主体单元；和任选的构件；其中至少部分所述箱套和所述构件是由以聚乳酸为主要成分的生物可降解材料制造的。
16．按照权利要求15的电子器械，其中以聚乳酸为主要成分的生物可降解材料是聚乳酸和其它成分的混合物，所述其它成分的重量百分比不超过总重的50％。
17．按照权利要求16的电子器械，其中其它成分包含从除了聚乳酸外的生物可降解有机化合物和无机化合物中任意选取一种或多种物质。
18．按照权利要求17的电子器械，其中所述除聚乳酸之外的有机化合物是从聚琥珀酸丁二酯，聚己内酯，脂族聚酯，醋酸纤维素型生物可降解树脂，聚乙烯醇和天然有机物中任选的一种或多种材料。
19．按照权利要求15的电子器械，其中所述以聚乳酸为主要成分的生物可降解材料仅仅包含聚乳酸。
20．按照权利要求15的电子器械，其中所述电子器械的所述主体单元通过旋紧螺钉、装配或者使用粘合剂粘合来固定在箱套上，以使其容易从箱套剥落。
21．按照权利要求15的电子器械。其中所述箱套表面有按钮用来操纵所述电子器械的主体单元，所述按钮是由以聚乳酸为主要成分的生物可降解材料制造的。
22．用于安放器械的容器，其中所述容器至少有一部分是由以聚乳酸为主要成分的生物可降解材料制造的。
23．按照权利要求22的容器，其中以聚乳酸为主要成分的生物可降解材料是聚乳酸和其它成分的混合物，而且其它成分的重量百分比不超过总重的50％。
24．按照权利要求23的容器，其中所述其它成分包含从除了聚乳酸外的生物可降解有机化合物和无机化合物中任意选取的一种或多种物质。
25．按照权利要求24的容器，其中所述除聚乳酸之外的有机化合物是从聚琥珀酸丁二酯，聚己内酯，脂族聚酯，醋酸纤维素型生物可降解树脂，聚乙烯醇和天然有机物中任选的一种或多种材料。
26．按照权利要求22的容器，其中所述以聚乳酸为主要成分的生物可降解材料仅仅包含聚乳酸。
27．按照权利要求22的容器，其中所述容器包含至少，第一外壳和第二外壳，所述的第一外壳和第二外壳通过旋紧螺钉、装配或者用粘合剂粘合来彼此啮合，使得彼此容易剥离。
28．按照权利要求22的容器，其中所述容器是透明或半透明的。
全文摘要
一种由箱套、器械的主要装置和可选结构件构成的器械,其中箱套和结构件中至少有一部分是由以聚乳酸为主要成分的生物可降解材料制造的。这种器械在实际使用中可以获得足够的耐用性,同时,如果箱套和结构件被处理,也不会对环境构成(有害)影响。
文档编号H05K5/02GK1323156SQ0012069
公开日2001年11月21日 申请日期2000年12月20日 优先权日1999年12月20日
发明者森浩之, 井上律子, 佐竹一基, 龟井美幸, 藤平裕子, 野口勉 申请人:索尼株式会社