CN105452527B - 树脂组合物、树脂成型品以及树脂成型品的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供机械强度优异的树脂组合物。一种树脂组合物,其中,相对于100重量份的包含聚碳酸酯树脂80~30重量%和苯乙烯系树脂20~70重量%的树脂成分,包含激光直接成型添加剂、以及0.5~8重量份的平均纤维长度为1~10mm的短切纤维,前述激光直接成型添加剂包含锑和锡作为金属成分,并且锡比锑的含量多。
Description
技术领域
本发明涉及激光直接成型用树脂组合物(以下,有时简称为“树脂组合物”)。还涉及将前述树脂组合物成型而成的树脂成型品以及在前述树脂成型品的表面形成有镀层的带镀层的树脂成型品的制造方法。
背景技术
近年来,随着包括智能手机在内的手机的开发,对在手机内部制造天线的方法开展了各种研究。尤其,需求制造在手机中能够三维设计的天线的方法。作为形成这样的三维天线的技术之一,激光直接成型(以下,有时简称为“LDS”)技术备受瞩目。LDS技术为例如在包含LDS添加剂的树脂成型品的表面用激光照射,仅使照射了激光的部分活化,在前述活化的部分施加金属从而形成镀层的技术。该技术的特征在于,能够在树脂基材表面直接地制造天线等金属结构体而不使用粘接剂等。所述LDS技术被公开于例如专利文献1~4等。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开WO2011/095632号小册子
专利文献2:国际公开WO2011/076729号小册子
专利文献3:国际公开WO2011/076730号小册子
专利文献4:国际公开WO2012/128219号小册子
发明内容
发明要解决的问题
然而,与将不包含LDS添加剂的树脂组合物成型而成的成型品相比,将激光直接成型用树脂组合物成型而成的树脂成型品有机械物性降低的倾向。其原因在于,LDS添加剂虽然对于LDS加工是不可欠缺的,但在最终的树脂成型品中成为微细异物。
本发明以解决所述课题为目的,其目的在于,提供即使配混LDS添加剂也不降低机械强度的树脂组合物。
用于解决问题的方案
基于所述情况,本发明人进行了深入研究,结果发现,通过使用少量的平均纤维长度为1~10mm的短切纤维,能够解决该问题,从而完成了本发明。具体而言,通过以下方案<1>、优选通过<2>~<15>,解决了上述课题。
<1>一种树脂组合物,其中,相对于100重量份的包含聚碳酸酯树脂80~30重量%和苯乙烯系树脂20~70重量%的树脂成分,包含激光直接成型添加剂、以及0.5~8重量份的平均纤维长度为1~10mm的短切纤维,
前述激光直接成型添加剂包含锑和锡作为金属成分,并且锡比锑的含量多。
<2>根据<1>所述的树脂组合物,其中,前述激光直接成型添加剂的配混量相对于100重量份的前述树脂成分为1~30重量份。
<3>根据<1>或<2>所述的树脂组合物,其中,前述短切纤维用环氧树脂进行了表面处理。
<4>根据<1>~<3>中任一项所述的树脂组合物,其中,前述激光直接成型添加剂包含锑和锡作为金属成分,并且金属成分的70重量%以上为锡。
<5>根据<1>~<4>中任一项所述的树脂组合物,其中,前述激光直接成型添加剂包含锑和锡作为金属成分,并且金属成分中的锑和锡的总量为90重量%以上。
<6>一种树脂粒料,其是将<1>~<5>中任一项所述的树脂组合物混合(compound)而成的。
<7>一种树脂成型品,其是将<1>~<5>中任一项所述的树脂组合物或<6>所述的树脂粒料成型而成的。
<8>根据<7>所述的树脂成型品,其表面还具有镀层。
<9>根据<8>所述的树脂成型品,其中,前述镀层保有作为天线的性能。
<10>根据<7>~<9>中任一项所述的树脂成型品,其为便携电子设备部件。
<11>一种树脂粒料的制造方法,其包括:使用双螺杆挤出机将<1>~<5>中任一项所述的树脂组合物混合(compound)。
<12>根据<11>所述的树脂粒料的制造方法,其中,由主送料器(main feeder)供给短切纤维。
<13>一种带镀层的树脂成型品的制造方法,其包括:对<7>所述的树脂成型品的表面照射激光后,施加金属而形成镀层。
<14>根据<13>所述的带镀层的树脂成型品的制造方法,其中,前述镀层为铜镀层。
<15>一种具有天线的便携电子设备部件的制造方法,其包含<13>或<14>所述的带镀层的树脂成型品的制造方法。
发明的效果
根据本发明,能够提供可镀性优异、机械强度优异的树脂组合物。
附图说明
图1为示出在树脂成型品的表面设置镀层的工序的示意图。图1中,1表示树脂成型品,2表示激光,3表示用激光照射的部分,4表示镀液,5表示镀层。
具体实施方式
以下,详细地说明本发明的内容。需要说明的是,本申请说明书中,“~”以包含其前后记载的数值作为下限值和上限值的意义来使用。
本发明的树脂组合物的特征在于,相对于100重量份的包含聚碳酸酯树脂80~30重量%和苯乙烯系树脂20~70重量%的树脂成分,包含激光直接成型添加剂、以及0.5~8重量份的平均纤维长度为1~10mm的短切纤维,前述激光直接成型添加剂包含锑和锡作为金属成分,并且锡比锑的含量多。通过这样的构成,可以制成具有高机械强度的树脂组合物。
以下,关于本发明的树脂组合物的详细内容进行说明。
<聚碳酸酯树脂>
作为本发明中使用的聚碳酸酯树脂没有特别限制,可以使用芳香族聚碳酸酯、脂肪族聚碳酸酯、芳香族-脂肪族聚碳酸酯中的任一种。其中优选芳香族聚碳酸酯,进而更优选使芳香族二羟基化合物与碳酰氯或碳酸的二酯反应而得到的热塑性芳香族聚碳酸酯聚合物或共聚物。
作为芳香族二羟基化合物,可列举出2,2-双(4-羟基苯基)丙烷(=双酚A)、四甲基双酚A、双(4-羟基苯基)-对二异丙基苯、氢醌、间苯二酚、4,4-二羟基联苯等,优选可列举出双酚A。进而,以制备阻燃性高的组合物的目的,可以使用上述的芳香族二羟基化合物键合有1个以上磺酸四烷基鏻的化合物、或具有硅氧烷结构的两末端含酚性OH基的聚合物或低聚物等。
本发明中使用的聚碳酸酯树脂的优选例子中包括:由2,2-双(4-羟基苯基)丙烷衍生的聚碳酸酯树脂;由2,2-双(4-羟基苯基)丙烷与其它芳香族二羟基化合物衍生的聚碳酸酯共聚物。
聚碳酸酯树脂的分子量以使用二氯甲烷作为溶剂、在温度25℃下测定的溶液粘度换算的粘度平均分子量计,优选为14000~30000、更优选为15000~28000、进一步优选为16000~26000。粘度平均分子量为前述范围时,机械强度变得更良好、且成型性也变得更良好,故而优选。
对于聚碳酸酯树脂的制造方法没有特别限定,本发明中,也可以使用碳酰氯法(界面聚合法)和熔融法(酯交换法)等任一种方法制造的聚碳酸酯树脂。另外,本发明中,也可以使用经过通常的熔融法的制造工序后,经历调整末端基团的OH基量的工序而制造的聚碳酸酯树脂。
进而,本发明中使用的聚碳酸酯树脂不仅为作为未使用过的原料的聚碳酸酯树脂,也可以为由使用过的制品再生的聚碳酸酯树脂、即所谓的材料再生的聚碳酸酯树脂。
另外,针对本发明中使用的聚碳酸酯树脂,例如可以参考日本特开2012-72338号公报的0018~0066段的记载,将其内容组合引入至本申请说明书。
本发明的树脂组合物可以仅包含一种聚碳酸酯树脂,也可以包含2种以上。
本发明的树脂组合物中,在全部树脂成分中,聚碳酸酯树脂的比率的下限值为30重量%以上、优选为45重量%以上、进一步优选为50重量%以上,也可以设为52重量%以上。上限值优选为80重量%以下,从提高可镀性的观点出发,也可以设为70重量%以下。
<苯乙烯系树脂>
本发明的树脂组合物中,作为树脂成分除聚碳酸酯树脂以外,还包含苯乙烯系树脂。通过配混苯乙烯树脂,可以提高夏比冲击强度。
苯乙烯系树脂是指,选自由下述物质组成的组中的至少1种聚合物:由苯乙烯系单体形成的苯乙烯系聚合物、苯乙烯系单体与其它能够共聚的乙烯基系单体的共聚物、在橡胶质聚合物的存在下使苯乙烯系单体聚合而成的聚合物、在橡胶质聚合物的存在下使苯乙烯系单体和能够与苯乙烯系单体共聚的乙烯基系单体聚合而成的共聚物。这些之中,优选使用在橡胶质聚合物的存在下使苯乙烯系单体聚合而成的聚合物或在橡胶质聚合物的存在下苯乙烯系单体与其它能够共聚的乙烯基系单体的共聚物。
作为苯乙烯系单体的具体例子,可列举出苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、二乙烯基苯、乙基乙烯基苯、二甲基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、溴苯乙烯、二溴苯乙烯等苯乙烯衍生物,其中,优选苯乙烯。需要说明的是,它们可以单独地或混合2种以上使用。
作为可以与上述苯乙烯系单体共聚的乙烯基系单体,可列举出丙烯腈、甲基丙烯腈等乙烯基氰化合物,丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸己酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸环己酯等丙烯酸烷基酯,甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸环己酯等甲基丙烯酸烷基酯,丙烯酸苯酯、丙烯酸苄酯等丙烯酸芳基酯,甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苄酯等甲基丙烯酸芳基酯,丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯等含环氧基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯,马来酰亚胺、N,N-二甲基马来酰亚胺、N-苯基马来酰亚胺等马来酰亚胺系单体,丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、马来酸酐、富马酸、衣康酸等α,β-不饱和羧酸或其酸酐等。
进而,作为可以与苯乙烯系单体共聚的橡胶质聚合物,可列举出聚丁二烯、聚异戊二烯、苯乙烯-丁二烯无规共聚物和嵌段共聚物、丙烯腈-丁二烯无规共聚物和嵌段共聚物、丙烯腈-丁二烯共聚物、丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯与丁二烯的共聚物、聚丁二烯-聚异戊二烯系共聚物,乙烯-异戊二烯无规共聚物和嵌段共聚物、乙烯-丁烯无规共聚物和嵌段共聚物等乙烯与α-烯烃的共聚物,乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物等乙烯与α,β-不饱和羧酸酯的共聚物,乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯-己二烯共聚物等乙烯-丙烯-非共轭二烯三聚物,丙烯酸系橡胶、由聚有机硅氧烷橡胶和聚丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸酯橡胶形成的复合橡胶等。
这样的苯乙烯系树脂,例如可列举出苯乙烯树脂、高抗冲击聚苯乙烯(HIPS)、丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS树脂)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS树脂)、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(MABS树脂)、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸系橡胶共聚物(ASA树脂)、丙烯腈-乙烯丙烯系橡胶-苯乙烯共聚物(AES树脂)、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(MS树脂)、苯乙烯-马来酸酐共聚物等。
这些之中,优选丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS树脂)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS树脂)、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸系橡胶共聚物(ASA树脂)、丙烯腈-乙烯丙烯系橡胶-苯乙烯共聚物(AES树脂),更优选丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS树脂)、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸系橡胶共聚物(ASA树脂)、丙烯腈-乙烯丙烯系橡胶-苯乙烯共聚物(AES树脂),特别优选丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS树脂)。
上述苯乙烯系树脂可以通过乳液聚合、溶液聚合、本体聚合、悬浮聚合或者本体/悬浮聚合等方法来制造,本发明中,在所谓苯乙烯系聚合物、或苯乙烯系无规共聚物或者嵌段共聚物的情况下,适宜通过本体聚合、悬浮聚合或本体/悬浮聚合来制造;在苯乙烯系接枝共聚物的情况下,适宜通过本体聚合、本体/悬浮聚合或者乳液聚合来制造。
本发明中,特别适宜使用的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS树脂)是指,在丁二烯橡胶成分上接枝聚合了丙烯腈和苯乙烯的热塑性接枝共聚物和丙烯腈与苯乙烯的共聚物的混合物。丁二烯橡胶成分在ABS树脂成分100重量%中优选为5~40重量%、其中优选为10~35重量%、特别优选为13~25重量%。另外,橡胶粒径优选为0.1~5μm、其中优选为0.2~3μm、进一步优选为0.3~1.5μm、特别优选为0.4~0.9μm。橡胶粒径的分布可以具有单一分布或具有二峰以上的多个分布。
本发明的树脂组合物可以仅包含1种苯乙烯系树脂,也可以包含2种以上。
本发明的树脂组合物中,全部树脂成分中的苯乙烯系树脂的比率为20重量%以上,也可以设为30重量%以上。作为上限值,为70重量%以下,优选为55重量%以下、更优选为50重量%以下,也可以设为48重量%以下。
进而,在不脱离本发明的主旨的范围内,本发明的树脂组合物也可以包含其它树脂成分。然而,其它树脂优选为全部树脂成分的5重量%以下。
本发明的树脂组合物中,优选组合物总计的60重量%以上为树脂成分、更优选70重量%以上为树脂成分。
<短切纤维>
本发明的树脂组合物中,相对于100重量份的树脂成分,包含0.5~8重量份的平均纤维长度为1~10mm的短切纤维。通过包含少量的短切纤维,可以提供机械强度优异的树脂组合物。
本发明中使用的短切纤维的平均纤维长度优选为1~5mm、进一步优选为1~4mm。平均纤维长度为1mm以上时,可以提高树脂组合物的机械强度,为10mm以下时,可以提高树脂组合物的成型加工性。
另外,短切纤维的平均纤维直径优选为1~20μm、更优选为10~20μm、进一步优选为10~15μm。
需要说明的是,本发明中,平均纤维长度表示重量平均纤维长度。
作为本发明中使用的短切纤维,是将股线(将连续的1根纤维捆扎数百根~数千根)切成规定长度而得到的纤维,作为纤维,可列举出玻璃纤维、氧化铝纤维、钛酸钾晶须、钢纤维、不锈钢纤维等,特别优选玻璃纤维。
玻璃纤维包含A玻璃、C玻璃、E玻璃、S玻璃等玻璃组成,尤其是E玻璃(无碱玻璃)对聚碳酸酯树脂不带来不良影响,故而优选。
作为短切纤维,由Asahi Fiber Glass Co.,Ltd.以“Glasron Chopped Strand”、“Glasron Milled Fiber”的商品名上市销售,能够容易获得。也可以并用形态不同的玻璃纤维。
另外,本发明中,作为玻璃纤维也优选具有异形截面形状的玻璃纤维。该异形截面形状是指,将与纤维的长度方向成直角的截面的长径设为D2、短径设为D1时,由长径/短径比(D2/D1)所表示的扁平率例如为1.5~10,其中优选为2.5~10、更优选为2.5~8、特别优选为2.5~5。针对所述扁平玻璃,可以参考日本特开2011-195820号公报的0065~0072段的记载,将其内容组合引入至本申请说明书。
对于本发明的树脂组合物中的短切纤维的配混量,相对于100重量份的树脂成分为0.5~8重量份、优选为1~8重量份、更优选为2~7重量份。
本发明的树脂组合物可以仅包含1种短切纤维,也可以包含2种以上。包含2种以上时,总量处于上述范围。通过配混短切纤维,存在可以提高机械强度、并且可镀性也提高的倾向。
<集束剂>
本发明的树脂组合物中配混的短切纤维优选用集束剂覆盖而进行了表面处理。集束剂的种类没有特别限定。集束剂可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
短切纤维优选用选自聚烯烃树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂和有机硅树脂中的至少1种集束剂进行了表面处理,更优选用环氧树脂进行了表面处理。这样的集束剂与包含聚碳酸酯树脂的本发明的树脂成分的密合性弱。因此,包含这样的短切纤维的树脂组合物中,在短切纤维与树脂成分之间形成间隙,镀液进入所述间隙中,能够进一步提高可镀性。这样的集束剂中,从高机械强度的观点出发,优选聚氨酯树脂。
本发明的树脂组合物中的集束剂的配混量优选为短切纤维的0.1~5.0重量%、更优选为1.0~5.0重量%。本发明的树脂组合物可以仅包含1种集束剂,也可以包含2种以上。包含2种以上时,总量处于上述范围。
<激光直接成型添加剂(LDS添加剂)>
本发明的树脂组合物包含LDS添加剂。
本发明中的LDS添加剂是指下述化合物:相对于100重量份聚碳酸酯树脂(Mitsubishi Engineering-Plastics Corporation制、Iupilon(注册商标)、S-3000F),添加被认为是LDS添加剂的添加剂4重量份,使用1064nm的YAG激光,以功率2.6~13W的范围中的任意值、扫描速度1~2m/s中的任意值、频率10~50μs的范围中的任意值的条件,通过激光照射进行打印,接着将试验片在硫酸中脱脂,然后用KIZAI Corporation制造的THPAlkaliacti和THP Alkaliacce进行处理后,用KIZAI Corporation制造的SEL Copper进行镀覆处理时,能够形成镀层的化合物。本发明中使用的LDS添加剂可以为合成品,也可以使用市售品。另外,市售品除了作为LDS添加剂而上市销售的物质以外,只要满足本发明中的LDS添加剂的条件,也可以为作为其它用途而上市销售的物质。
对于本发明的组合物中的LDS添加剂的配混量,相对于100重量份树脂成分,优选为1~30重量份、更优选为3~15重量份、进一步优选为3~9重量份。LDS添加剂可以仅使用1种,也可以并用2种以上。并用2种以上时,优选其总量处于上述范围。
本发明中使用的LDS添加剂是包含锑和锡作为金属成分、并且锡比锑的含量多的LDS添加剂。LDS添加剂中的金属成分中,锑和锡的含量分别优选为1~95重量%、更优选为1.5~60重量%。另外,LDS添加剂的金属成分中,锑锑和锡的总量优选为90重量%以上。作为上限值,可以设为100重量%以下。
LDS添加剂优选包含氧化锑和/或氧化锡。
作为本发明中可使用的LDS添加剂,可例示出掺杂有锑的锡、掺杂有锑的氧化锡、掺杂有氧化锑的氧化锡。
<弹性体>
本发明的树脂组合物包含弹性体。通过含有弹性体,可以改良树脂组合物的耐冲击性。作为本发明中使用的弹性体,可列举出甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS树脂),被称为SBS、SEBS的苯乙烯-丁二烯系三嵌段共聚物及其氢化物,被称为SPS、SEPS的苯乙烯-异戊二烯系三嵌段共聚物及其氢化物,被称为TPO的烯烃系热塑性弹性体,聚酯系弹性体,硅氧烷系橡胶,丙烯酸酯系橡胶等。作为弹性体,可以使用日本特开2012-251061号公报的0075~0088段所述的弹性体、日本特开2012-177047号公报的0101~0107段所述的弹性体等,将其内容引入至本申请说明书。
本发明中使用的弹性体优选为在橡胶成分上接枝共聚有能够与该橡胶成分共聚的单体成分而成的接枝共聚物。作为接枝共聚物的制造方法,可以为本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合等中的任意制造方法,共聚的方式可以为一步接枝、也可以为多步接枝。
橡胶成分的玻璃化转变温度通常为0℃以下,其中优选为-20℃以下、更优选为-30℃以下。作为橡胶成分的具体例,可列举出聚丁二烯橡胶,聚异戊二烯橡胶,聚丙烯酸丁酯、聚(丙烯酸-2-乙基己酯)、丙烯酸丁酯·丙烯酸-2-乙基己酯共聚物等聚丙烯酸烷基酯橡胶,聚有机硅氧烷橡胶等有机硅系橡胶,丁二烯-丙烯酸复合橡胶,由聚有机硅氧烷橡胶和聚丙烯酸烷基酯橡胶形成的IPN(互穿聚合物网络,Interpenetrating Polymer Network)型复合橡胶,苯乙烯-丁二烯橡胶,乙烯-丙烯橡胶、乙烯-丁烯橡胶、乙烯-辛烯橡胶等乙烯-α-烯烃系橡胶,乙烯-丙烯酸系橡胶,氟橡胶等。这些可以单独或混合2种以上使用。这些之中,从机械特性、表面外观的方面出发,优选聚丁二烯橡胶、聚丙烯酸烷基酯橡胶、聚有机硅氧烷橡胶、由聚有机硅氧烷橡胶和聚丙烯酸烷基酯橡胶形成的IPN型复合橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶。
作为能够与橡胶成分接枝共聚的单体成分的具体例子,可以举出:芳香族乙烯基化合物,氰化乙烯基化合物,(甲基)丙烯酸酯化合物,(甲基)丙烯酸化合物,(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等含环氧基的(甲基)丙烯酸酯化合物;马来酰亚胺、N-甲基马来酰亚胺、N-苯基马来酰亚胺等马来酰亚胺化合物;马来酸、邻苯二甲酸、衣康酸等α,β-不饱和羧酸化合物、它们的酸酐(例如马来酸酐等)等。这些单体成分可以单独使用1种或并用2种以上。这些之中,从机械特性、表面外观的方面出发,优选芳香族乙烯基化合物、氰化乙烯基化合物、(甲基)丙烯酸酯化合物、(甲基)丙烯酸化合物,更优选(甲基)丙烯酸酯化合物。作为(甲基)丙烯酸酯化合物的具体例子,可列举出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸辛酯等。
从耐冲击性、表面外观的观点出发,共聚有橡胶成分的接枝共聚物优选为核/壳型接枝共聚物型共聚物。其中,特别优选包含如下核层和壳层的核/壳型接枝共聚物:以选自含聚丁二烯橡胶、含聚丙烯酸丁酯橡胶、聚有机硅氧烷橡胶、由聚有机硅氧烷橡胶和聚丙烯酸烷基酯橡胶形成的IPN型复合橡胶中的至少1种橡胶成分作为核层;和在核层周围共聚(甲基)丙烯酸酯而形成的壳层。上述核/壳型接枝共聚物中,优选含有40重量%以上橡胶成分、进一步优选含有60重量%以上。另外,(甲基)丙烯酸优选含有10重量%以上。需要说明的是,本发明中的核/壳型是指:不必明确地区分核层和壳层,也广泛地包含在成为核部分的周围接枝聚合橡胶成分而得到的化合物。
作为这些核/壳型接枝共聚物优选的具体例子,可列举出:甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(MABS)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯共聚物(MB)、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸系橡胶共聚物(MA)、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸系橡胶-苯乙烯共聚物(MAS)、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸·丁二烯橡胶共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸·丁二烯橡胶-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-(丙烯酸·有机硅IPN橡胶)共聚物、包含聚硅氧烷和聚(甲基)丙烯酸烷基酯的有机硅-丙烯酸复合橡胶等,特别优选包含聚硅氧烷和聚(甲基)丙烯酸烷基酯的有机硅-丙烯酸复合橡胶和甲基丙烯酸甲酯-丁二烯共聚物(MB)。这样的橡胶质聚合物可以单独使用1种或并用2种以上。
作为这样的弹性体,例如可列举出:由Rohm and Haas Japan K.K.制造的“PARALOID(注册商标,以下相同)EXL 2602”、“PARALOID EXL 2603”、“PARALOID EXL2655”、“PARALOID EXL 2311”、“PARALOID EXL 2313”、“PARALOID EXL 2315”、“PARALOIDKM 330”、“PARALOID KM 336P”、“PARALOID KCZ 201”,由MITSUBISHI RAYON Co.,Ltd.制造的“METABLEN(注册商标,以下相同)C-223A”、“METABLEN E-901”、“METABLEN S-2001”、“METABLEN SRK-200”、“METABLEN S-2030”,由KANEKACORPORATION制造的“KANEACE(注册商标,以下相同)M-511”、“KANEACE M-600”、“KANEACE M-400”、“KANEACE M-580”、“KANEACEM-711”、“KANEACE MR-01”,由UBE INDUSTRIES Ltd制造的“UBESTA XPA”等。
对于弹性体的配混量,相对于100重量份树脂成分为1~20重量份、优选为1~15重量份、更优选为2~10重量份。本发明的树脂组合物可以仅包含1种弹性体、也可以包含2种以上。包含2种以上时,总量处于上述范围。
<白色颜料>
本发明的树脂组合物可以包含白色颜料。本发明中,通过添加白色颜料,能够使树脂成型品着色。作为白色颜料,可例示出ZnS、ZnO、氧化钛,优选硫化锌和氧化钛。
作为氧化钛,在通常市售品中,在白度和遮盖力的方面,优选使用含有80重量%以上氧化钛的产品。作为本发明中使用的氧化钛,例如可列举出一氧化钛(TiO)、三氧化二钛(Ti2O3)、二氧化钛(TiO2)等,这些均可使用,但优选二氧化钛。另外,作为氧化钛,优选使用具有金红石型晶体结构的氧化钛。
白色颜料的平均一次粒径优选为1μm以下、更优选处于0.001~0.5μm的范围内、进一步优选处于0.002~0.1μm的范围内。通过将白色颜料的平均粒径设为这样的范围且将配混量设为后述范围内,可以获得会赋予白度高、表面反射率高的成型品的树脂组合物。
使用无机颜料作为白色颜料时,可以使用实施了表面处理的颜料。本发明中使用的白色颜料优选为用至少1种硅氧烷化合物进行了表面处理的白色颜料。在该情况下,硅氧烷化合物的附着量优选为白色颜料的0.1~5重量%。关于硅氧烷化合物,可以优选使用聚有机氢硅氧烷类和有机聚硅氧烷类。
作为本发明优选的实施方式,可例示出下述配方:使用由选自聚有机氢硅氧烷类和有机聚硅氧烷类中的至少1种进行了表面处理的氧化钛。
白色颜料可以使用市售的颜料。进而,也可以使用适当粉碎块状颜料、平均粒径大的颜料,根据需要利用筛网等进行分级,以成为上述平均粒径的颜料。
本发明的树脂组合物包含白色颜料的情况下,对于白色颜料的配混量,相对于100重量份树脂成分,优选为0.1~10重量份、更优选为1~8重量份、进一步优选为2~5重量份。本发明的树脂组合物可以仅包含1种白色颜料,也可以包含2种以上。包含2种以上时,总量处于上述范围。
<滑石>
本发明的树脂组合物可以包含滑石。本发明中,通过配混滑石,有照射了激光的部分的可镀性能提高的倾向。
另外,本发明中使用的滑石优选为由选自聚有机氢硅氧烷类和有机聚硅氧烷类中的至少1种化合物进行了表面处理的滑石。在该情况下,硅氧烷化合物的附着量优选为滑石的0.1~5重量%。关于硅氧烷化合物,优选采用在上述的白色颜料中记载的硅氧烷化合物。
本发明的树脂组合物包含滑石的情况下,对于滑石的配混量,相对于100重量份树脂成分,优选为1~30重量份、更优选为5~28重量份、进一步优选为7~22重量份。滑石经表面处理的情况下,表面处理的总量优选处于上述范围。
<磷系稳定剂>
本发明的树脂组合物优选包含磷系稳定剂。
作为磷系稳定剂,优选磷酸酯和亚磷酸酯。
作为磷酸酯,优选由下述通式(3)表示的化合物。
通式(3)
O=P(OH)m(OR)3-m···(3)
(通式(3)中,R为烷基或芳基,分别可以相同或不同。m为0~2的整数。)
R优选为碳数1~30的烷基或碳数6~30的芳基,更优选为碳数2~25的烷基、苯基、壬基苯基、硬脂基苯基、2,4-二叔丁基苯基、2,4-二叔丁基甲基苯基、甲苯基。
作为磷酸酯,可列举出:磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三(壬基苯基)酯、磷酸-2-乙基苯基二苯酯、四(2,4-二叔丁基苯基)-4,4-二亚苯基亚膦酸酯等。
作为亚磷酸酯,优选由下述通式(4)表示的化合物。
通式(4)
(通式(4)中,R’为烷基或芳基,分别可以相同或不同。)
R’优选为碳数1~25的烷基或碳数6~12的芳基。R’为烷基时,优选为碳数1~30的烷基。R’为芳基时,优选为碳数6~30的芳基。
作为亚磷酸酯,例如可列举出:亚磷酸三苯酯、亚磷酸三壬基苯酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、亚磷酸三壬酯、亚磷酸三癸酯、亚磷酸三辛酯、亚磷酸三(十八烷基)酯、二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯、亚磷酸三环己酯、亚磷酸单丁基二苯酯、亚磷酸单辛基二苯酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇亚磷酸酯、双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇亚磷酸酯、2,2-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯基)辛基亚磷酸酯、单硬脂基酸式磷酸酯、二硬脂基酸式磷酸酯等亚磷酸的三酯、二酯、单酯等。
本发明的树脂组合物包含磷系稳定剂的情况下,对于磷系稳定剂的配混量,相对于100重量份树脂成分为0.01~5重量份、更优选为0.02~2重量份。本发明的树脂组合物可以仅包含1种磷系稳定剂,也可以包含2种以上。包含2种以上时,总量处于上述范围。
<抗氧化剂>
本发明的树脂组合物可以包含抗氧化剂。作为抗氧化剂,优选酚系抗氧化剂,更具体而言,可列举出2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、正十八烷基-3-(3’,5’-二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸酯、四[亚甲基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]甲烷、三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰脲酸酯、4,4’-丁叉基双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、三乙二醇双[3-(3-叔丁基羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]、3,9-双{2-[3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧基]-1,1-二甲基乙基}-2,4,8,10-四氧杂螺[5,5]十一烷和十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯等。其中,优选十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、四[亚甲基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]甲烷。
本发明的树脂组合物包含抗氧化剂的情况下,对于抗氧化剂的配混量,相对于100重量份树脂成分为0.01~5重量份、更优选为0.05~3重量份。本发明的树脂组合物可以仅包含1种抗氧化剂,也可以包含2种以上。包含2种以上时,总量处于上述范围。
<脱模剂>
本发明的树脂组合物可以包含脱模剂。脱模剂优选为选自脂肪族羧酸、脂肪族羧酸酯、和数均分子量200~15000的脂肪族烃化合物中的至少1种化合物。其中,更优选使用选自脂肪族羧酸和脂肪族羧酸酯中的至少1种化合物。
作为脂肪族羧酸,可列举出饱和或不饱和的脂肪族单羧酸、二羧酸或三羧酸。本说明书中,脂肪族羧酸的术语也包括脂环式羧酸的含义来使用。脂肪族羧酸中,优选碳数6~36的单羧酸或二羧酸、更优选碳数6~36的脂肪族饱和单羧酸。作为这样的脂肪族羧酸的具体例子,可列举出:棕榈酸、硬脂酸、戊酸、己酸、癸酸、月桂酸、花生酸、山萮酸、二十四烷酸、蜡酸、蜂花酸、三十四烷酸、褐煤酸、戊二酸、己二酸、壬二酸等。
作为构成脂肪族羧酸酯的脂肪族羧酸成分,可以使用与前述脂肪族羧酸相同的脂肪族羧酸成分。另外,作为构成脂肪族羧酸酯的醇成分,可列举出:饱和或不饱和的一元醇、饱和或不饱和的多元醇等。这些醇可以具有氟原子、芳基等取代基。这些醇中,优选碳数30以下的一元或多元的饱和醇、进一步优选碳数30以下的脂肪族饱和一元醇或多元醇。此处,脂肪族醇也包括脂环式醇。作为这些醇的具体例子,可列举出:辛醇、癸醇、十二烷醇、硬脂醇、山嵛醇、乙二醇、二乙二醇、甘油、季戊四醇、2,2-二羟基全氟丙醇、新戊二醇、二(三羟甲基)丙烷(ditrimethylolpropane)、二季戊四醇等。这些脂肪族羧酸酯可以以杂质的形式含有脂肪族羧酸和/或醇,也可以为多种化合物的混合物。作为脂肪族羧酸酯的具体例子,可列举出:蜂蜡(以十六酸蜂花酯作为主要成分的混合物)、硬脂酸硬脂酯、山嵛酸山嵛酯、山萮酸辛基十二烷酯、甘油单棕榈酸酯、甘油单硬脂酸酯、甘油二硬脂酸酯、甘油三硬脂酸酯、季戊四醇单棕榈酸酯、季戊四醇单硬脂酸酯、季戊四醇二硬脂酸酯、季戊四醇三硬酯酸酯、季戊四醇四硬脂酸酯。
本发明的树脂组合物包含脱模剂的情况下,对于脱模剂的配混量,相对于100重量份树脂成分为0.01~5重量份、更优选为0.05~3重量份。本发明的树脂组合物可以仅包含1种脱模剂,也可以包含2种以上。包含2种以上时,总量处于上述范围。
在不脱离本发明的主旨的范围内,本发明的树脂组合物也可以包含其它成分。作为其它成分,可列举出磷系稳定剂以外的稳定剂、紫外线吸收剂、阻燃剂、短切纤维和滑石以外的无机填料、荧光增白剂、抗滴落剂、抗静电剂、防雾剂、润滑剂、抗粘连剂、流动性改良剂、增塑剂、分散剂、抗菌剂等。它们可以并用2种以上。
这些成分可以参考日本特开2007-314766号公报、日本特开2008-127485号公报和日本特开2009-51989号公报、日本特开2012-72338号公报等的记载,将其内容引入至本申请说明书。
需要说明的是,本发明的树脂组合物也可以包含除短切纤维以外的纤维状填料,也可将除短切纤维以外的纤维状填料的配混量设为短切纤维的配混量的5重量%以下。
本发明的树脂组合物的制造方法没有特别限定,可以广泛采用公知的热塑性树脂组合物的制造方法。具体而言,可以通过使用转鼓、亨舍尔混合机等各种混合机将各成分预先混合,然后利用班伯里密炼机、辊、布拉本德混合机、单螺杆混炼挤出机、双螺杆混炼挤出机、捏合机等进行熔融混炼,由此制造树脂组合物。本发明中,特别优选使用双螺杆挤出机混合(compound)树脂组合物,由此制造树脂粒料。进而,本发明中优选由主送料器供给纤维状的填料。通过这样的混合(compound),使所得树脂粒料中的短切纤维的平均纤维长度较长地残留、并且能够稳定生产。
本发明的树脂组合物或由粒料制造树脂成型品的方法没有特别限定,可以采用针对热塑性树脂中通常采用的成型法、即通常的注射成型法、超高速注射成型法、注射压缩成型法、二色成型法、气体辅助等中空成型法、使用绝热模具的成型法、使用快速加热模具的成型法、发泡成型(也包括超临界流体)、嵌件成型、IMC(模内涂布成型)成型法、挤出成型法、片成型法、热成型法、旋转成型法、层叠成型法、压制成型法等。另外,也可以选择使用热流道系统的成型法。
接着,根据图1说明在将本发明的树脂组合物成型而成的树脂成型品的表面设置镀层的工序。图1为示出通过激光直接成型技术在树脂成型品1的表面形成镀层的工序的示意图。图1中,树脂成型品1为平坦的基板,但未必必须为平坦的基板,也可以为一部分或全部是曲面的树脂成型品。另外,树脂成型品不限于最终产品,也可以包括各种部件。作为本发明中的树脂成型品,优选便携电子设备部件。便携电子设备部件具有高耐冲击性和刚性,同时具有优异的耐热性,并且具有各向异性小、翘曲小的特征,作为电子记事本、便携式计算机等PDA、袖珍无线传呼机、移动电话、PHS等的内部结构和壳体极其有用,特别适于树脂成型品的不包括肋部在内的平均壁厚为1.2mm以下(下限值没有特别限定,例如为0.4mm以上)的平板形状的便携电子设备部件,其中特别适于作为壳体。
再次回到图1,用激光2照射树脂成型品1。此处的激光没有特别限定,可以适当选自YAG激光、准分子激光、电磁射线等公知的激光,优选为YGA激光。另外,激光的波长也没有特别限定。优选波长范围为200nm~1200nm。特别优选为800~1200nm。
用激光照射时,树脂成型品1的仅照射了激光的部分3处被活化。该活化的状态下,将树脂成型品1应用于镀液4。作为镀液4,没有特别限定,可以广泛采用公知的镀液,作为金属成分,优选混合有铜、镍、金、银、钯的溶液,更优选铜。
将树脂成型品1应用于镀液4的方法没有特别限定,例如可列举出将树脂成型品1投入配混有镀液的液体中的方法。应用镀液后的树脂成型品仅在激光照射过的部分形成镀层5。
本发明的方法中,可以形成宽度1mm以下、进一步为150μm以下的电路间隔(下限值没有特别限定,例如为30μm以上)。所述电路优选作为便携电子设备部件的天线使用。即,作为本发明的树脂成型品优选的实施方式的一例,可列举出设置于便携电子设备部件表面的镀层保有作为天线的性能的树脂成型品。
实施例
以下,举出实施例来进一步详细地说明本发明。以下的实施例所示的材料、使用量、比率、处理内容、处理顺序等在不脱离本发明的主旨的范围内可以适当变更。因此,本发明的范围不限于以下示出的具体例子。
<树脂成分>
S-3000F:Mitsubishi Engineering-Plastics Corporation制、芳香族聚碳酸酯树脂
AT-08:NIPPON AL Inc.制、经本体聚合而成的ABS树脂
<纤维状填料>
T-187:Nippon Electric Glass Co.,Ltd.制、平均纤维直径为13μm的短切纤维、平均纤维长度3mm的具有圆形截面的玻璃纤维,使用环氧树脂作为集束剂。
T-571:Nippon Electric Glass Co.,Ltd.制、平均纤维直径为13μm的短切纤维、平均纤维长度3mm,使用聚氨酯树脂作为集束剂。
JB1-20:Asahi Fiber Glass Co.,Ltd.制、研磨纤维、平均纤维直径10μm、平均纤维长度30~100μm
MF-S-R:Asahi Fiber Glass Co.,Ltd.制、平均纤维直径10μm、平均纤维长度110μm的研磨纤维、用亚磷酸进行表面处理。
<LDS添加剂>
Black1G:Shepherd Japan制、尖晶石结构的铜铬氧化物
CP5C:Keeling&Walker制、包含锑掺杂的氧化锡(氧化锡95重量%、氧化锑5重量%、氧化铅0.02重量%、氧化铜0.004重量%)
<弹性体>
M711:KANEKACORPORATION制、MBS树脂
<白色颜料>
CP-K:RESINO COLOR INDUSTRIES CO.,LTD.制、经甲基氢硅氧烷处理的氧化钛
<磷系稳定剂>
PEP-8:ADEKACORPORATION制、(环新戊烷四基双(十八烷基亚磷酸酯))
AX71:ADEKACORPORATION制、约等摩尔的(单硬脂基酸式磷酸酯和二硬脂基酸式磷酸酯)的混合物
<抗氧化剂>
Irganox 1076:BASF制、十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯
<脱模剂>
VPG861:Cognis Oleo Chemicals Japan制、季戊四醇四硬脂酸酯
<混合(compound)-侧送料>
以成为后述的下表所示组成的方式,分别称量各成分,利用转鼓将除了纤维状填料以外的成分共混,由双螺杆挤出机(Toshiba Machine Co.Ltd.,制、TEM26SS)的底部投入,进行熔融,然后将纤维状填料侧送料,从而制作树脂粒料。挤出机的温度设定以280℃实施。
<混合(compound)-主送料>
以成为后述的下表所示组成的方式,分别称量各成分,利用转鼓共混,由双螺杆挤出机(Toshiba Machine Co.Ltd.,制、TEM26SS)的底部投入,进行熔融,从而制作树脂粒料。挤出机的温度设定以280℃实施。需要说明的是,实施例1-3、2-3使用单螺杆挤出机(TANABEPLASTICS MACHINERY CO.,LTD.制、VS-40)制作树脂粒料。
<弯曲模量和弯曲强度>
将由上述的制造方法得到的树脂粒料在100℃下干燥5小时之后,使用住友重机械工业株式会社制造的SG75-MII,在料筒温度280℃、模具温度80℃、成型周期50秒的条件下注射成型,成型为厚度4mm的ISO拉伸试验片。
根据ISO178,使用上述ISO拉伸试验片(4mm厚),在23℃的温度下测定弯曲模量(单位:MPa)和弯曲强度(单位:MPa)。
<拉伸最大点强度>
将由上述的制造方法得到的树脂粒料在100℃下干燥5小时之后,使用住友重机械工业株式会社制造的SG75-MII,在料筒温度280℃、模具温度80℃、成型周期50秒的条件下注射成型,成型为厚度4mm的ISO拉伸试验片。
根据ISO527-1&2,使用上述ISO拉伸试验片(4mm厚),在23℃的温度下测定拉伸最大点强度(单位:MPa)。
<熔接处拉伸最大点强度>
将由上述的制造方法得到的树脂粒料在100℃下干燥5小时之后,使用日精树脂工业株式会社制造的NEX80,在料筒温度280℃、模具温度80℃、成型周期50秒的条件下注射成型,成型为厚度4mm的中央部具有熔接处(weld)的拉伸试验片。
根据ISO527-1&2,使用上述具有熔接处的拉伸试验片(4mm厚),在23℃的温度下测定熔接处拉伸最大点强度(单位:MPa)。
<夏比冲击强度>
将由上述的制造方法得到的树脂粒料在100℃下干燥5小时之后,使用住友重机械工业株式会社制造的SG75-MII,在料筒温度280℃、模具温度80℃、成型周期50秒的条件下注射成型,成型为厚度3mm的ISO哑铃状试验片。
使用由上述得到的ISO哑铃状试验片(3mm厚),根据ISO179,在23℃的条件下测定有切口和无切口的夏比冲击强度。NB代表不断裂。
<可镀性(LDS活性)-Plating Index>
将由上述的制造方法得到的树脂粒料在100℃下干燥5小时之后,使用日精树脂工业株式会社制造的J-50,在料筒温度280℃、模具温度80℃、成型周期30秒的条件下注射成型,成型为厚度3mm的板。
对于由上述得到的3mm厚的板,使用1064nm的YAG激光,在由功率2.6~13W的范围中任意值、扫描速度1~2m/s中任意值、频率10~50μs的范围中任意值的条件进行组合的各种条件下,通过激光照射进行打印,接着将板在硫酸中脱脂,然后用KIZAI Corporation制造的THP Alkaliacti和THP Alkaliacce进行处理后,用KIZAI Corporation制造的SELCopper进行镀覆处理。镀覆处理后的板通过目视进行判断,分为下述5个阶段。
5:各种激光条件中,明确载有镀层的条件为40%以上且100%以下
4:各种激光条件中,明确载有镀层的条件为30%以上且不足40%
3:各种激光条件中,明确载有镀层的条件为20%以上且不足30%
2:各种激光条件中,明确载有镀层的条件为10%以上且不足20%
1:各种激光条件中,明确载有镀层的条件为不足10%
[表1]
[表2]
[表3]
[表4]
将结果在上述表中示出。表中,配混量为重量%。
由上述表显然可知,本发明的树脂组合物中即使包含LDS添加剂,机械强度也未降低、可镀性优异。与此相对,比较例的组合物不能得到满意的机械强度。即,可知本发明的树脂组合物不但维持可镀性,而且具有优异的机械强度。
Claims (17)
1.一种树脂组合物,其中,相对于100重量份的包含聚碳酸酯树脂80~30重量%和苯乙烯系树脂20~70重量%的树脂成分,包含激光直接成型添加剂、以及0.5~8重量份的平均纤维长度为1~10mm的短切纤维,
所述激光直接成型添加剂包含锑和锡作为金属成分,并且锡比锑的含量多。
2.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,所述激光直接成型添加剂的配混量相对于100重量份的所述树脂成分为1~30重量份。
3.根据权利要求1或2所述的树脂组合物,其中,所述短切纤维用选自聚烯烃树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂和有机硅树脂中的至少1种集束剂进行了表面处理。
4.根据权利要求3所述的树脂组合物,其中,所述集束剂包含环氧树脂。
5.根据权利要求3所述的树脂组合物,其中,所述集束剂为短切纤维的0.1~5.0重量%。
6.根据权利要求1或2所述的树脂组合物,其中,所述激光直接成型添加剂包含锑和锡两者作为金属成分,并且金属成分的70重量%以上为锡。
7.根据权利要求1或2所述的树脂组合物,其中,所述激光直接成型添加剂包含锑和锡两者作为金属成分,并且金属成分中的锑和锡的总量为金属成分的90重量%以上。
8.一种树脂粒料,其是将权利要求1~7中任一项所述的树脂组合物混合而成的。
9.一种树脂成型品,其是将权利要求1~7中任一项所述的树脂组合物或权利要求8所述的树脂粒料成型而成的。
10.根据权利要求9所述的树脂成型品,所述树脂成型品表面还具有镀层。
11.根据权利要求10所述的树脂成型品,其中,所述镀层保有作为天线的性能。
12.根据权利要求9~11中任一项所述的树脂成型品,所述树脂成型品为便携电子设备部件。
13.一种树脂粒料的制造方法,其包括:使用双螺杆挤出机将权利要求1~7中任一项所述的树脂组合物混合。
14.根据权利要求13所述的树脂粒料的制造方法,其中,由主送料器供给短切纤维。
15.一种带镀层的树脂成型品的制造方法,其包括:对权利要求9所述的树脂成型品的表面照射激光后,施加金属而形成镀层。
16.根据权利要求15所述的带镀层的树脂成型品的制造方法,其中,所述镀层为铜镀层。
17.一种具有天线的便携电子设备部件的制造方法,其包含权利要求15或16所述的带镀层的树脂成型品的制造方法。
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