JP2015108124A - 樹脂組成物、樹脂成形品、および樹脂成形品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ポリカーボネート樹脂50〜90重量%と、スチレン系樹脂10〜50重量%とからなる樹脂成分100重量部に対し、ケイ酸塩鉱物0.5〜10重量部と、レーザーダイレクトストラクチャリング添加剤を含む樹脂組成物であって、繊維状の強化材の配合量が樹脂組成物の2重量%以下である、樹脂組成物。
【選択図】 図1
Description
本発明は、かかる課題を解決することを目的としたものであって、LDS添加剤を配合しても、高いノッチ有シャルピー衝撃強度を維持でき、かつ、良好なメッキ性を達成できる樹脂組成物を提供することを目的とする。
<2>前記ケイ酸塩鉱物が、タルクおよびマイカの少なくとも1種である、<1>に記載の樹脂組成物。
<3>前記ケイ酸塩鉱物が、タルクである、<1>に記載の樹脂組成物。
<4>レーザーダイレクトストラクチャリング添加剤に対するケイ酸塩鉱物の重量比(ケイ酸塩鉱物/レーザーダイレクトストラクチャリング添加剤)が1〜5である、<1>〜<3>のいずれかに記載の樹脂組成物。
<5>さらに、エラストマーを含む、<1>〜<4>のいずれかに記載の樹脂組成物。
<6>前記レーザーダイレクトストラクチャリング添加剤の配合量が、前記樹脂成分100重量部に対し、1〜30重量部である、<1>〜<5>のいずれかに記載の樹脂組成物。
<7>前記レーザーダイレクトストラクチャリング添加剤が、金属成分としてアンチモンと錫を含み、かつ、アンチモンよりも錫の含有量の方が多い、<1>〜<6>のいずれかに記載の樹脂組成物。
<8>前記レーザーダイレクトストラクチャリング添加剤が、金属成分としてアンチモンと錫を含み、かつ、金属成分中、アンチモンと錫の合計量が90重量%以上である、<1>〜<6>のいずれかに記載の樹脂組成物。
<9><1>〜<8>のいずれかに記載の樹脂組成物を成形してなる樹脂成形品。
<10>さらに、表面にメッキ層を有する、<9>に記載の樹脂成形品。
<11>前記メッキ層がアンテナとしての性能を保有する、<10>に記載の樹脂成形品。
<12>携帯電子機器部品である、<9>〜<11>のいずれかに記載の樹脂成形品。
<13><1>〜<8>のいずれかに記載の樹脂組成物を成形してなる樹脂成形品の表面に、レーザーを照射後、金属を適用して、メッキ層を形成することを含む、メッキ層付樹脂成形品の製造方法。
<14>前記メッキが銅メッキである、<13>に記載のメッキ層付樹脂成形品の製造方法。
<15><13>または<14>に記載のメッキ層付樹脂成形品の製造方法を含む、アンテナを有する携帯電子機器部品の製造方法。
以下、本発明の樹脂組成物の詳細について説明する。
本発明で用いるポリカーボネート樹脂としては特に制限されず、芳香族ポリカーボネート、脂肪族ポリカーボネート、芳香族−脂肪族ポリカーボネートのいずれも用いることができる。中でも芳香族ポリカーボネートが好ましく、さらに、芳香族ジヒドロキシ化合物をホスゲンまたは炭酸のジエステルと反応させることによって得られる熱可塑性芳香族ポリカーボネート重合体または共重合体がより好ましい。
本発明の樹脂組成物において、全樹脂成分中、ポリカーボネート樹脂の割合が、50〜90重量%であり、60〜90重量%であることが好ましく、70〜85重量%であることがより好ましい。
本発明の樹脂組成物は、樹脂成分として、ポリカーボネート樹脂の他にスチレン系樹脂を含む。スチレン系樹脂を配合することにより、シャルピー衝撃強度を向上させることができる。
本発明の樹脂組成物において、全樹脂成分中、スチレン系樹脂の割合が、10〜50重量%であり、10〜40重量%であることが好ましく、15〜30重量%であることがより好ましい。
本発明の樹脂組成物は、組成物の合計の70重量%以上が樹脂成分であることが好ましく、80重量%以上が樹脂成分であることがより好ましい。
本発明の樹脂組成物はケイ酸塩鉱物を含む。本発明では、ケイ酸塩鉱物を配合することにより、レーザーを照射した部分のメッキ性能をより向上せ、さらに、ノッチ有りシャルピー衝撃強度を向上させることできる。ケイ酸塩鉱物としては、ケイ素Siと酸素Oを含む鉱物であれば、特に制限はないが、タルクおよびマイカの少なくとも1種が好ましく、タルクがより好ましい。
本発明で用いるケイ酸塩鉱物は、粒子状であることが好ましく、その平均粒径は、1〜30μmであることが好ましく、2〜20μmであることがより好ましい。
また、本発明で用いるケイ酸塩鉱物は、表面処理されていてもされていなくてもよい。表面処理されている場合は、ポリオルガノハイドロジェンシロキサン類およびオルガノポリシロキサン類から選択される化合物の少なくとも1種で表面処理されたケイ酸塩鉱物であることが好ましい。
ケイ酸塩鉱物の配合量は、樹脂成分100重量部に対し、0.5〜10重量部であり、0.5〜8重量部がより好ましく、1〜6重量部がさらに好ましい。本発明の樹脂組成物は、ケイ酸塩鉱物を1種類のみ含んでいてもよいし、2種類以上含んでいてもよい。2種類以上含む場合は、合計量が上記範囲となる。
本発明の樹脂組成物は、LDS添加剤を含む。
本発明におけるLDS添加剤は、ポリカーボネート樹脂(三菱エンジニアリングプラスチックス製、ユーピロン(登録商標)、S−3000F)100重量部に対し、LDS添加剤と考えられる添加剤を4重量部添加し、1064nmのYAGレーザーを用い、出力2.6〜13Wの範囲のいずれか、速度1〜2m/sのいずれか、周波数10〜50μsの範囲のいずれかの条件でレーザー照射により印字し、続いて、プレートを硫酸にて脱脂後、キザイ製THPアルカリアクチ及びTHPアルカリアクセで処理後、キザイ製SELカッパ―にてメッキ処理を適用したときに、メッキを形成できる化合物をいう。本発明で用いるLDS添加剤は、合成品であってもよいし、市販品を用いてもよい。また、市販品はLDS添加剤として市販されているものの他、本発明におけるLDS添加剤の要件を満たす限り、他の用途として販売されている物質であってもよい。
また、レーザーダイレクトストラクチャリング添加剤に対するケイ酸塩鉱物の重量比(ケイ酸塩鉱物/レーザーダイレクトストラクチャリング添加剤)が1〜5であることが好ましく、1〜3であることがより好ましく、1.1〜1.8であることがさらに好ましい。このような範囲とすることにより、メッキ性がより向上する傾向にある。特に、ケイ酸塩鉱物として、タルクを用いたときに効果的である。
第一の実施形態で用いるLDS添加剤は、平均粒子径が0.01〜50μmであることが好ましく、0.05〜30μmであることがより好ましい。このような平均粒子径とすることにより、本発明の効果がより効果的に発揮される傾向にある。
本発明で用いられるLDS添加剤として、アンチモンがドープされた錫、アンチモンがドープされた酸化錫、酸化アンチモンがドープされた酸化錫が例示できる。
本発明の樹脂組成物は、エラストマーを含むことが好ましい。エラストマーを含有することで、樹脂組成物の耐衝撃性を改良することができる。本発明に用いるエラストマーとしては、メタクリル酸メチル−ブタジエン−スチレン共重合体(MBS樹脂)、SBS、SEBSと呼ばれているスチレン−ブタジエン系トリブロック共重合体とその水添物、SPS、SEPSと呼ばれているスチレン−イソプレン系トリブロック共重合体とその水添物、TPOと呼ばれているオレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系エラストマー、シロキサン系ゴム、アクリレート系ゴム等が挙げられる。エラストマーとしては、特開2012−251061号公報の段落番号0075〜0088に記載のエラストマー、特開2012−177047号公報の段落番号0101〜0107に記載のエラストマー等を用いることができ、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
本発明の樹脂組成物は白色顔料を含んでいてもよい。本発明では、白色顔料を添加することにより、樹脂成形品を着色することが可能になる。白色顔料としては、ZnS、ZnOおよび酸化チタンの少なくとも1種を含むことが好ましくが例示され、硫化亜鉛および酸化チタンの少なくとも1種を含むことがより好ましく、酸化チタンがさらに好ましい。
ポリオルガノハイドロジェンシロキサン類としては、より具体的には、特公昭63−26140号公報に記載されている式(イ)〜式(ハ)で表されるポリオルガノハイドロジェンシロキサン類、及び特公昭63−31513号公報に記載されている式で表される炭化水素オキシシロキサン類などが好ましい。また、下記式(2)を繰り返し単位とするポリシロキサン、ならびに下記式(3)又は(4)で表される化合物を用いるのも好ましい。
(上記式中、Rは炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキル基であり、α及びβの合計は2である。)
本発明の樹脂組成物は、リン系安定剤を含むことが好ましい。
リン系安定剤としては、リン酸エステルおよび亜リン酸エステルが好ましい。
一般式(3)
O=P(OH)m(OR)3-m・・・(3)
(一般式(3)中、Rはアルキル基またはアリール基であり、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。mは0〜2の整数である。)
Rは炭素数1〜30のアルキル基または、炭素数6〜30のアリール基であることが好ましく、炭素数2〜25のアルキル基、フェニル基、ノニルフェニル基、アテアリルフェニル基、2,4−ジtert−ブチルフェニル基、2,4−ジtert−ブチルメチルフェニル基、トリル基がより好ましい。
一般式(4)
R'は炭素数1〜25のアルキル基または、炭素数6〜12のアリール基であることが好ましい。R’がアルキル基である場合、炭素数1〜30のアルキル基が好ましい。R’がアリール基である場合、炭素数6〜30のアリール基が好ましい。
本発明の樹脂組成物は、酸化防止剤を含んでいてもよい。酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤が好ましく、より具体的には、2,6−ジ−オブチル−4−メチルフェノール、n−オクタデシル−3−(3',5'−ジ−t−ブチル−4'−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、テトラキス[メチレン−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン、トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4―ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート、4,4'−ブチリデンビス−(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、トリエチレングリコール−ビス[3−(3−t−ブチル−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオネート]、3,9−ビス{2−[3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ]−1,1−ジメチルエチル}−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン、およびオクタデシル−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート等が挙げられる。中でも、オクタデシル−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、テトラキス[メチレン−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタンが好ましい。
本発明の樹脂組成物が酸化防止剤を含む場合、前記酸化防止剤の配合量は、樹脂成分100重量部に対し、0.01〜5重量部であり、0.05〜3重量部がより好ましい。本発明の樹脂組成物は、酸化防止剤を1種類のみ含んでいてもよいし、2種類以上含んでいてもよい。2種類以上含む場合は、合計量が上記範囲となる。
本発明の樹脂組成物は、離型剤を含んでいてもよい。離型剤は、脂肪族カルボン酸、脂肪族カルボン酸エステル、および数平均分子量200〜15000の脂肪族炭化水素化合物から選ばれる少なくとも1種の化合物が好ましい。中でも、脂肪族カルボン酸、および脂肪族カルボン酸エステルから選ばれる少なくとも1種の化合物がより好ましく用いられる。
これらの成分については、特開2007−314766号公報、特開2008−127485号公報および特開2009−51989号公報、特開2012−72338号公報等の記載を参酌でき、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
さらに、例えば、一部の成分を予め混合し押出機に供給して溶融混練することで得られる樹脂組成物をマスターバッチとし、このマスターバッチを再度残りの成分と混合し、溶融混練することによって本発明の樹脂組成物を製造することもできる。
レーザーが照射されると、レーザーが照射された部分3のみ、樹脂成形品1が活性化される。この活性化された状態で、樹脂成形品1をメッキ液4に適用する。メッキ液4としては、特に定めるものではなく、公知のメッキ液を広く採用することができ、金属成分として銅、ニッケル、金、銀、パラジウムが混合されているものが好ましく、銅がより好ましい。
樹脂成形品1をメッキ液4に適用する方法についても、特に定めるものではないが、例えば、メッキ液を配合した液中に投入する方法が挙げられる。メッキ液を適用後の樹脂成形品は、レーザー照射した部分のみ、メッキ層5が形成される。
本発明の方法では、1mm以下、さらには、150μm以下の幅の回路間隔(下限値は特に定めるものではないが、例えば、30μm以上)を形成することができる。かかる回路は携帯電子機器部品のアンテナとして好ましく用いられる。すなわち、本発明の樹脂成形品の好ましい実施形態の一例として、携帯電子機器部品の表面に設けられたメッキ層が、アンテナとしての性能を保有する樹脂成形品が挙げられる。
S−3000F:三菱エンジニアリングプラスチックス製、芳香族ポリカーボネート樹脂
AT−08:日本A&L製、塊状重合させたABS樹脂
PK−C:タルカンパウダー、林化成製、タルクが93重量%以上を占める(SiO262.0重量%、MgO:31.2重量%)
JB1−20:旭ファイバーグラス製、ミルドファイバー、平均繊維径10μm、平均繊維長30〜100μm
Black1G:シェパードジャパン製、スピネル構造の銅クロム酸化物
CP5C:Keeling&Walker製、アンチモンドープ酸化スズ(酸化スズ95重量%、酸化アンチモン5重量%、酸化鉛0.02重量%、酸化銅0.004重量%)からなる
M711:カネカ製、MBS樹脂
CP−K:レジノカラー製、メチルハイドロジェンシロキサン処理された酸化チタン
PEP−8:ADEKA製、(サイクリックネオペンタンテトライルビス(オクタデシルホスファイト))
AX71:ADEKA製、(モノおよびジステアリルアシッドフォスフェート)の略等モルの混合物
<酸化防止剤>
Irganox1076:BASF製、オクタデシル−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート
<離型剤>
VPG861:コグニスオレオケミカルズジャパン製、ペンタエリスリトールテトラステアレート
後述する下記表に示す組成となるように、各成分をそれぞれ秤量し、タンブラーにてブレンドし、二軸押出機(東芝機械製、TEM26SS)の根元から投入し、溶融した後で、一部の比較例については繊維状強化材をサイドフィードしてペレットを作製した。押出機の温度設定は、280℃にて実施した。
上述の製造方法で得られたペレットを100℃で5時間乾燥させた後、住友重機械工業製、SG75−MIIを用いて、シリンダー温度280℃、金型温度80℃、成形サイクル50秒の条件で射出成形し、4mm厚さのISO引張り試験片を成形した。
ISO178に準拠して、上記ISO引張り試験片(4mm厚)を用いて、23℃の温度で曲げ弾性率(単位:MPa)および曲げ強度(単位:MPa)を測定した。
ISO527−1および2に準拠して、上記で得られたISO引張り試験片(4mm厚)を用いて、23℃の温度で引張最大点強度(単位:MPa)を測定した。
上述の製造方法で得られたペレットを100℃で5時間乾燥させた後、住友重機械工業製、SG75−MIIを用いて、シリンダー温度280℃、金型温度80℃、成形サイクル50秒の条件で射出成形し、3mm厚さのISOダンベル試験片を成形した。
上記で得られたISOダンベル試験片(3mm厚)を用い、ISO179に準拠し、23℃の条件で、ノッチ有およびノッチ無シャルピー衝撃強度を測定した。NBは、ノンブレイクであることを意味する。
上述の製造方法で得られたペレットを100℃で5時間乾燥させた後、日精樹脂工業製、J−50を用いて、シリンダー温度280℃、金型温度80℃、成形サイクル30秒の条件で射出成形し、3mm厚さのプレートを成形した。
上記で得られた3mm厚のプレートに1064nmのYAGレーザーを用い、出力2.6〜13Wの範囲のいずれか、速度1〜2m/sのいずれか、周波数10〜50μsの範囲のいずれかの条件から組み合わされた各種条件でレーザー照射により印字し、続いて、プレートを硫酸にて脱脂後、キザイ製THPアルカリアクチ及びTHPアルカリアクセで処理後、キザイ製SELカッパ―にてメッキ処理を行った。メッキ処理後のプレートを目視にて判定し、下記5段階に分類した。
5:各種レーザー条件中、明瞭にメッキが載った条件が75%以上100%以下
4:各種レーザー条件中、明瞭にメッキが載った条件が50%以上75%未満
3:各種レーザー条件中、明瞭にメッキが載った条件が30%以上50%未満
2:各種レーザー条件中、明瞭にメッキが載った条件が10%以上30%未満
1:各種レーザー条件中、明瞭にメッキが載った条件が10%未満
上記表から明らかなとおり、本発明の樹脂組成物は、LDS添加剤を含んでいても、ノッチ有シャルピー衝撃強度が低下しておらず、メッキ性に優れていることが分かった(実施例1−1〜1−5、実施例2−1〜2−5)。これに対し、ケイ酸塩鉱物に変えて、繊維状の強化材を配合した場合(比較例1−1〜1−3、比較例2−1〜2−3)、ノッチ有シャルピー衝撃強度が劣り、メッキ性もやや劣っていることが分かった。一方、ケイ酸塩鉱物を配合しても、LDS添加剤を配合しない場合(比較例1−4、比較例2−4)、機械的強度は優れているが、メッキが全く形成できなかった。
Claims (15)
- ポリカーボネート樹脂50〜90重量%と、スチレン系樹脂10〜50重量%とからなる樹脂成分100重量部に対し、ケイ酸塩鉱物0.5〜10重量部と、レーザーダイレクトストラクチャリング添加剤を含む樹脂組成物であって、繊維状の強化材の配合量が樹脂組成物の2重量%以下である、レーザーダイレクトストラクチャリング用樹脂組成物。
- 前記ケイ酸塩鉱物が、タルクおよびマイカの少なくとも1種である、請求項1に記載の樹脂組成物。
- 前記ケイ酸塩鉱物が、タルクである、請求項1に記載の樹脂組成物。
- レーザーダイレクトストラクチャリング添加剤に対するケイ酸塩鉱物の重量比(ケイ酸塩鉱物/レーザーダイレクトストラクチャリング添加剤)が1〜5である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- さらに、エラストマーを含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 前記レーザーダイレクトストラクチャリング添加剤の配合量が、前記樹脂成分100重量部に対し、1〜30重量部である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 前記レーザーダイレクトストラクチャリング添加剤が、金属成分としてアンチモンと錫を含み、かつ、アンチモンよりも錫の含有量の方が多い、請求項1〜6のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 前記レーザーダイレクトストラクチャリング添加剤が、金属成分としてアンチモンと錫を含み、かつ、金属成分中、アンチモンと錫の合計量が90重量%以上である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載の樹脂組成物を成形してなる樹脂成形品。
- さらに、表面にメッキ層を有する、請求項9に記載の樹脂成形品。
- 前記メッキ層がアンテナとしての性能を保有する、請求項10に記載の樹脂成形品。
- 携帯電子機器部品である、請求項9〜11のいずれか1項に記載の樹脂成形品。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載の樹脂組成物を成形してなる樹脂成形品の表面に、レーザーを照射後、金属を適用して、メッキ層を形成することを含む、メッキ層付樹脂成形品の製造方法。
- 前記メッキが銅メッキである、請求項13に記載のメッキ層付樹脂成形品の製造方法。
- 請求項13または14に記載のメッキ層付樹脂成形品の製造方法を含む、アンテナを有する携帯電子機器部品の製造方法。
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