JP2019054034A - 立体成形回路部品用樹脂組成物、立体成形品及びその製造方法、ならびに立体成形回路部品及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
・携帯電話、無線LAN、電子料金収受システム(ETC)、車間通信等における情報の大容量化に伴い、通信信号の高周波化が進んでいる。そのため、高周波帯域(ミリ波)で用いられるMIDには、電気特性、特に低誘電損失特性が求められる。
・自動車、ドローン、家電製品、通信機器等においてMIDは、筐体の一部を構成することもある。そのため、MIDには、機械特性、特に耐衝撃性が求められる。
・MIDは、立体成形品の表面に導電層を形成して製造される。そのため、MIDには、立体成形品への導電層の密着性、特にメッキ密着性が求められる。
<1>下記含フッ素樹脂又は下記含フッ素エラストマーと、熱可塑性樹脂(前記含フッ素樹脂及び前記含フッ素エラストマーを除く。)及び熱硬化性樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種とを含む、立体成形回路部品用樹脂組成物。
含フッ素樹脂:カルボニル基含有基、ヒドロキシ基、エポキシ基及びイソシアネート基からなる群から選ばれる少なくとも1種の官能基を有し、融点が100〜325℃である、溶融成形可能な含フッ素樹脂。
含フッ素エラストマー:テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、フッ化ビニリデン及びクロロトリフルオロエチレンからなる群から選ばれる少なくとも1種の単量体に基づく単位を有する含フッ素弾性共重合体(ただし、前記含フッ素樹脂を除く)。
<2>前記熱可塑性樹脂が、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアリレート、ポリエーテルスルホン、ポリアリールスルホン、芳香族ポリエーテルイミド、ポリアリーレンスルフィド、ポリアリールエーテルケトン、ポリアミドイミド及び液晶ポリエステルからなる群から選ばれる1種以上であり、前記熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂、シアネートエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂、ユリア・メラミン樹脂、ポリイミド及びビスマレイミド樹脂からなる群から選ばれる1種以上である、前記<1>の立体成形回路部品用樹脂組成物。
<3>前記<1>又は<2>の立体成形回路部品用樹脂組成物を用いて形成された、立体成形品。
<4>前記<3>の立体成形品と、前記立体成形品の表面に設けられた導電層とを有する、立体成形回路部品。
<5>前記<1>又は<2>の立体成形回路部品用樹脂組成物を成形する、立体成形品の製造方法。
<6>前記立体成形回路部品用樹脂組成物を溶融成形法によって成形する、前記<5>の立体成形品の製造方法。
<7>前記溶融成形法が、射出成形法、押出成形法又はプレス成形法である、前記<6>の立体成形品の製造方法。
<8>前記立体成形回路部品用樹脂組成物を積層造形法によって成形する、前記<5>の立体成形品の製造方法。
<9>前記<5>〜<8>のいずれかの立体成形品の製造方法によって立体成形品を得て、前記立体成形品の表面に導電層を設ける、立体成形回路部品の製造方法。
<10>前記導電層を、金属メッキ、スパッタリング又は蒸着によって形成する、前記<9>の立体成形回路部品の製造方法。
本発明の立体成形品は、電気特性、機械特性及び導電層との密着性に優れる。
本発明の立体成形品の製造方法によれば、電気特性、機械特性及び導電層との密着性に優れた立体成形品を製造できる。
本発明の立体成形回路部品は、電気特性、機械特性及び立体成形品と導電層との密着性に優れる。
本発明の立体成形回路部品の製造方法によれば、電気特性、機械特性及び立体成形品と導電層との密着性に優れた立体成形回路部品を製造できる。
「溶融成形可能」であるとは、溶融流動性を示すことを意味する。
「溶融流動性を示す」とは、荷重49Nの条件下、樹脂の融点よりも20℃以上高い温度において、溶融流れ速度が0.1〜1000g/10分となる温度が存在することを意味する。
「融点」は、示差走査熱量測定(DSC)法で測定した融解ピークの最大値に対応する温度である。
「溶融流れ速度」は、JIS K 7210−1:2014(対応国際規格ISO 1133−1:2011)に規定されるメルトマスフローレイト(MFR)である。
「カルボニル基含有基」とは、構造中にカルボニル基(−C(=O)−)を有する基を意味する。
「酸無水物基」とは、−C(=O)−O−C(=O)−で表される基を意味する。
「単量体に基づく単位」は、単量体1分子が重合して直接形成される原子団と、該原子団の一部を化学変換して得られる原子団との総称である。本明細書において、単量体に基づく単位を、単に、単量体単位とも記す。
「単量体」とは、重合性炭素−炭素二重結合を有する化合物を意味する。
数値範囲を示す「〜」は、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含むことを意味する。
図1における寸法比は、説明の便宜上、実際のものとは異なったものである。
本発明の立体成形回路部品用樹脂組成物(以下、単に「樹脂組成物」とも記す。)は、特定の含フッ素樹脂(以下、「含フッ素樹脂A」とも記す。)又は特定の含フッ素エラストマー(以下、「含フッ素エラストマーB」とも記す。)と、熱可塑性樹脂(含フッ素樹脂A及び含フッ素エラストマーBを除く。)を含む。
本発明の樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない範囲において、必要に応じて含フッ素樹脂A、含フッ素エラストマーB及び熱可塑性樹脂以外の他の成分を含んでいてもよい。
含フッ素樹脂Aは、カルボニル基含有基、ヒドロキシ基、エポキシ基及びイソシアネート基からなる群から選ばれる少なくとも1種の官能基(以下、「接着性官能基」と記す。)を有する。含フッ素樹脂Aは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用しもよい。
カルボニル基含有基としては、炭化水素基の炭素原子間にカルボニル基を有する基、カーボネート基、カルボキシ基、ハロホルミル基、アルコキシカルボニル基、酸無水物基等が挙げられる。
ハロホルミル基は、−C(=O)−X(ただし、Xはハロゲン原子である。)で表される。ハロホルミル基におけるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。
アルコキシカルボニル基におけるアルコキシ基は、直鎖状であってもよく、分岐状であってもよく、炭素数1〜8のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基又はエトキシ基がより好ましい。
熱可塑性樹脂の融点が高い場合、含フッ素樹脂Aの融点も高い方が好ましい。この場合においては、含フッ素樹脂Aの融点は、250〜320℃が好ましく、280〜315℃がより好ましく、290〜310℃がさらに好ましい。
含フッ素樹脂Aの融点は、含フッ素樹脂Aを構成する単位の種類、単位の割合、含フッ素樹脂Aの分子量等によって調整できる。例えば、後述する単位u1の割合が多くなるほど、融点が上がる傾向がある。
溶融成形が可能な含フッ素樹脂Aとしては、公知の溶融成形が可能な含フッ素樹脂(テトラフルオロエチレン−フルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体等)に接着性官能基を導入した含フッ素樹脂等が挙げられる。
・含フッ素重合体の製造の際に用いた単量体、連鎖移動剤及び重合開始剤からなる群から選ばれる少なくとも1種に由来する接着性官能基を有する含フッ素重合体(以下、「含フッ素重合体A1」とも記す)。
・コロナ放電処理、プラズマ処理等の表面処理によって接着性官能基を有しない含フッ素樹脂に接着性官能基を導入した含フッ素樹脂。
・接着性官能基を有しない含フッ素樹脂に、接着性官能基を有する単量体をグラフト重合して得られた含フッ素樹脂。
含フッ素樹脂Aとしては、熱可塑性樹脂との混和性が著しく優れる点から、含フッ素重合体A1が好ましい。
方法1:単量体の重合によって含フッ素重合体A1を製造する際に、接着性官能基を有する単量体を用いる。
方法2:接着性官能基を有する連鎖移動剤の存在下に、単量体の重合によって含フッ素重合体A1を製造する。
接着性官能基を有する連鎖移動剤としては、酢酸、無水酢酸、酢酸メチル、エチレングリコール、プロピレングリコール等が挙げられる。
方法3:接着性官能基を有するラジカル重合開始剤等の重合開始剤の存在下に、単量体の重合によって含フッ素重合体A1を製造する。
接着性官能基を有するラジカル重合開始剤としては、ジ−n−プロピルペルオキシジカーボネート、ジイソプロピルペルオキシカーボネート、tert−ブチルペルオキシイソプロピルカーボネート、ビス(4−tert−ブチルシクロヘキシル)ペルオキシジカーボネート、ジ−2−エチルヘキシルペルオキシジカーボネート等が挙げられる。
含フッ素重合体A1としては、接着性官能基の含有量を容易に制御でき、そのため、熱可塑性樹脂との混和性を調整しやすい点から、方法1で製造された、単量体に由来する接着性官能基を有するものが好ましい。
テトラフルオロエチレン(以下、「TFE」とも記す。)又はクロロトリフルオロエチレン(以下、「CTFE」とも記す。)に基づく単位u1と、酸無水物基含有環状単量体に基づく単位u2と、含フッ素単量体(ただし、TFE及びCTFEを除く。)に基づく単位u3とを有する含フッ素重合体A1。
ここで、単位u2の有する酸無水物基が接着性官能基に相当する。
酸無水物基含有環状単量体としては、IAH、CAH及びNAHからなる群から選ばれる1種以上が好ましい。IAH、CAH及びNAHからなる群から選ばれる1種以上を用いると、無水マレイン酸を用いた場合に必要となる特殊な重合方法(特開平11−193312号公報参照)を用いることなく、酸無水物基を有する含フッ素重合体A1を容易に製造できる。
酸無水物基含有環状単量体としては、熱可塑性樹脂との混和性が著しく優れ、また立体成形品と導電層との密着性がさらに優れる点から、IAH又はNAHが好ましい。
PAVEとしては、CF2=CFOCF3(以下、「PMVE」とも記す。)、CF2=CFOCF2CF3、CF2=CFOCF2CF2CF3(以下、「PPVE」とも記す。)、CF2=CFOCF2CF2CF2CF3、CF2=CFO(CF2)6F等が挙げられ、PPVEが好ましい。
FAEとしては、CH2=CH(CF2)q1X4(ただし、q1は、2〜6であり、2〜4が好ましい。)が好ましく、PFEE、CH2=CH(CF2)3F、PFBE、CH2=CF(CF2)3H、CH2=CF(CF2)4Hがより好ましく、PFEE又はPFBEが特に好ましい。
非フッ素単量体としては、重合性炭素−炭素二重結合を1つ有する化合物が好ましく、オレフィン(エチレン、プロピレン、1−ブテン等)、ビニルエステル(酢酸ビニル等)等が挙げられる。非フッ素単量体は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
非フッ素単量体としては、立体成形品の機械特性等に優れる点から、エチレン、プロピレン、1−ブテンが好ましく、エチレンが特に好ましい。
単位u1の割合は、単位u1と単位u2と単位u3との合計のうち、50〜99.89モル%が好ましく、50〜99.4モル%がより好ましく、50〜98.9モル%がさらに好ましい。
単位u2の割合は、単位u1と単位u2と単位u3との合計のうち、0.01〜5モル%が好ましく、0.1〜3モル%がより好ましく、0.1〜2モル%がさらに好ましい。
単位u3の割合は、単位u1と単位u2と単位u3との合計のうち、0.1〜49.99モル%が好ましく、0.5〜49.9モル%がより好ましく、1〜49.9モル%がさらに好ましい。
各単位の割合が前記範囲内であれば、立体成形品の耐熱性、耐薬品性、高温での弾性率に優れる。
単位u2の割合が前記範囲内であれば、含フッ素重合体A1における酸無水物基の量が適切になり、熱可塑性樹脂との混和性が著しく優れる。
単位u3の割合が前記範囲内であれば、含フッ素重合体A1の成形性に優れ、立体成形品の耐屈曲性等に優れる。
単位u1の割合は、単位u1と単位u2と単位u3と単位u4との合計のうち、25〜79.79モル%が好ましく、40〜64.47モル%がより好ましく、45〜61.95モル%がさらに好ましい。
単位u2の割合は、単位u1と単位u2と単位u3と単位u4との合計のうち、0.01〜5モル%が好ましく、0.03〜3モル%がより好ましく、0.05〜1モル%がさらに好ましい。
単位u3の割合は、単位u1と単位u2と単位u3と単位u4との合計のうち、0.2〜20モル%が好ましく、0.5〜15モル%がより好ましく、1〜12モル%がさらに好ましい。
単位u4の割合は、単位u1と単位u2と単位u3と単位u4との合計のうち、20〜74.79モル%が好ましく、35〜50モル%がより好ましく、37〜53.95モル%がさらに好ましい。
各単位の割合が前記範囲内であれば、立体成形品の難燃性、耐薬品性等に著しく優れる。
単位u2の割合が前記範囲内であれば、含フッ素重合体A1における酸無水物基の量が適切になり、熱可塑性樹脂との混和性が著しく優れる。
単位u3の割合が前記範囲内であれば、含フッ素重合体A1の成形性に著しく優れる。
含フッ素重合体A1が単位u1と単位u2と単位u3とからなる場合、単位u2の割合が0.01モル%であることは、含フッ素重合体A1中の酸無水物基の含有量が含フッ素重合体A1の主鎖炭素数1×106個に対して100個であることに相当する。単位u2の割合が5モル%であることは、含フッ素重合体A1中の酸無水物基の含有量が含フッ素重合体A1の主鎖炭素数1×106個に対して50000個であることに相当する。
TFE単位とNAH単位とPPVE単位とを有する共重合体、
TFE単位とIAH単位とPPVE単位とを有する共重合体、
TFE単位とCAH単位とPPVE単位と有する共重合体、
TFE単位とIAH単位とHFP単位と有する共重合体、
TFE単位とCAH単位とHFP単位とを有する共重合体、
TFE単位とIAH単位とPFBE単位とE単位とを有する共重合体、
TFE単位とCAH単位とPFBE単位とE単位とを有する共重合体、
TFE単位とIAH単位とPFEE単位とE単位とを有する共重合体、
TFE単位とCAH単位とPFEE単位とE単位とを有する共重合体、
TFE単位とIAH単位とHFP単位とPFBE単位とE単位とを有する共重合体等。
重合法としては、塊状重合法、有機溶媒(フッ化炭化水素、塩化炭化水素、フッ化塩化炭化水素、アルコール、炭化水素等)を用いる溶液重合法、水性媒体と必要に応じて適当な有機溶媒とを用いる懸濁重合法、水性媒体と乳化剤とを用いる乳化重合法が挙げられ、溶液重合法が好ましい。
含フッ素エラストマーBは、TFE、HFP、VdF及びCTFEからなる群から選ばれる1種以上の単量体(以下、「単量体M1」とも記す。)に基づく単位を有する含フッ素弾性共重合体である。含フッ素エラストマーBは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用しもよく、1種を単独で用いることが好ましい。
単量体M3に基づく単位の割合は、含フッ素エラストマーBを構成する全単位のうち、0〜20モル%が好ましく、0〜5モル%がより好ましく、0モル%が特に好ましい。
単量体M1に基づく単位の2種又は3種からなる含フッ素弾性共重合体、及び単量体M1に基づく単位の1種以上と単量体M2に基づく単位の1種以上とからなる含フッ素弾性共重合体は、樹脂組成物の柔軟性に寄与する。
TFE単位とプロピレン単位(以下、「P単位」とも記す)とを有する共重合体、
HFP単位とVdF単位とを有する共重合体、
TFE単位とPAVE単位とを有する共重合体。
TFE単位とP単位とからなる共重合体、
TFE単位とP単位とVF単位とからなる共重合体、
TFE単位とP単位とVdF単位とからなる共重合体、
TFE単位とP単位とE単位とからなる共重合体、
TFE単位とP単位とTFP単位とからなる共重合体、
TFE単位とP単位とPAVE単位とからなる共重合体、
TFE単位とP単位と1,3,3,3−テトラフルオロプロピレン単位とからなる共重合体、
TFE単位とP単位と2,3,3,3−テトラフルオロプロピレン単位とからなる共重合体、
TFE単位とP単位とTrFE単位とからなる共重合体、
TFE単位とP単位とDiFE単位とからなる共重合体、
TFE単位とP単位とVdF単位とTFP単位とからなる共重合体、
TFE単位とP単位とVdF単位とPAVE単位とからなる共重合体。
TFE単位とP単位とを有する共重合体としては、TFE単位とP単位とからなる共重合体が好ましい。
HFP単位とVdF単位とからなる共重合体、
TFE単位とVdF単位とHFP単位とからなる共重合体、
TFE単位とVdF単位とHFP単位とTFP単位とからなる共重合体、
TFE単位とVdF単位とHFP単位とPAVE単位とからなる共重合体、
VdF単位とHFP単位とTFP単位とからなる共重合体、
VdF単位とHFP単位とPAVE単位とからなる共重合体。
HFP単位とVdF単位とを有する共重合体としては、HFP単位とVdF単位とからなる共重合体が好ましい。
TFE単位とPAVE単位とからなる共重合体、
TFE単位とPMVE単位とからなる共重合体、
TFE単位とPMVE単位とPPVE単位とからなる共重合体。
TFE単位とPAVE単位とを有する共重合体としては、TFE単位とPMVE単位とからなる共重合体が好ましい。
TFE単位とVdF単位と2,3,3,3−テトラフルオロプロピレン単位とからなる共重合体、
VdF単位とPAVE単位とからなる共重合体、
VdF単位と2,3,3,3−テトラフルオロプロピレン単位とからなる共重合体、
E単位とHFP単位とからなる共重合体。
TFE単位とP単位とからなる共重合体における各単位のモル比(TFE単位:P単位)は、30〜80:70〜20が好ましく、40〜70:60〜30がより好ましく、60〜50:40〜50がさらに好ましい。
TFE単位とP単位とVF単位とからなる共重合体における各単位のモル比(TFE単位:P単位:VF単位)は、30〜60:60〜20:0.05〜40が好ましい。
TFE単位とP単位とVdF単位とからなる共重合体における各単位のモル比(TFE単位:P単位:VdF単位)は、30〜60:60〜20:0.05〜40が好ましい。
TFE単位とP単位とE単位とからなる共重合体における各単位のモル比(TFE単位:P単位:E単位)は、20〜60:70〜30:0.05〜40が好ましい。
TFE単位とP単位とTFP単位とからなる共重合体における各単位のモル比(TFE単位:P単位:TFP単位)は、30〜60:60〜30:0.05〜20が好ましい。
TFE単位とP単位とPAVE単位とからなる共重合体における各単位のモル比(TFE単位:P単位:PAVE単位)は、40〜70:60〜29.95:0.05〜20が好ましい。
TFE単位とP単位と1,3,3,3−テトラフルオロプロピレン単位とからなる共重合体における各単位のモル比(TFE単位:P単位:1,3,3,3−テトラフルオロプロピレンン単位)は、30〜60:60〜20:0.05〜40が好ましい。
TFE単位とP単位と2,3,3,3−テトラフルオロプロピレン単位とからなる共重合体における各単位のモル比(TFE単位:P単位:2,3,3,3−テトラフルオロプロピレン単位)は、30〜60:60〜20:0.05〜40が好ましい。
TFE単位とP単位とTrFE単位とからなる共重合体における各単位のモル比(TFE単位:P単位:TrFE単位)は、30〜60:60〜20:0.05〜40が好ましい。
TFE単位とP単位とDiFE単位とからなる共重合体における各単位のモル比(TFE単位:P単位:DiFE単位)は、30〜60:60〜20:0.05〜40が好ましい。
TFE単位とP単位とVdF単位とTFP単位とからなる共重合体における各単位のモル比(TFE単位:P単位:VdF単位:TFP単位)は、30〜60:60〜20:0.05〜40:0.05〜20が好ましい。
TFE単位とP単位とVdF単位とPAVE単位とからなる共重合体における各単位のモル比(TFE単位:P単位:VdF単位:PAVE単位)は、30〜70:60〜20:0.05〜40:0.05〜20が好ましい。
TFE単位とVdF単位とHFP単位とからなる共重合体における各単位のモル比(TFE単位:VdF単位:HFP単位)は、20〜45:1〜40:20〜44が好ましい。
TFE単位とVdF単位とHFP単位とTFP単位とからなる共重合体における各単位のモル比(TFE単位:VdF単位:HFP単位:TFP単位)は、30〜60:0.05〜40:60〜20:0.05〜20が好ましい。
TFE単位とVdF単位とHFP単位とPAVE単位とからなる共重合体における各単位のモル比(TFE単位:VdF単位:HFP単位:PAVE単位)は、30〜70:60〜20:0.05〜40:0.05〜20が好ましい。
VdF単位とHFP単位とTFP単位とからなる共重合体における各単位のモル比(VdF単位:HFP単位:TFP単位)は、1〜90:95〜5:0.05〜20が好ましい。
VdF単位とHFP単位とPAVE単位とからなる共重合体における各単位のモル比(VdF単位:HFP単位:PAVE単位)は、20〜90:9.95〜70:0.05〜20が好ましい。
TFE単位とPMVE単位とからなる共重合体における各単位のモル比(TFE単位:PMVE単位)は、40〜70:60〜30が好ましい。
TFE単位とPMVE単位とPPVE単位とからなる共重合体における各単位のモル比(TFE単位:PMVE単位:PPVE単位)は、40〜70:3〜57:3〜57が好ましい。
VdF単位とPAVE単位とからなる共重合体における各単位のモル比(VdF単位:PAVE単位)は、3〜95:97〜5が好ましい。
VdF単位と2,3,3,3−テトラフルオロプロピレン単位とからなる共重合体における各単位のモル比(VdF単位:2,3,3,3−テトラフルオロプロピレン単位)は、30〜95:70〜5が好ましい。
E単位とHFP単位とからなる共重合体における各単位のモル比(E単位:HFP単位)は、40〜60:60〜40が好ましい。
フッ素含有量が前記範囲の下限値以上であれば、立体成形品の耐熱性及び耐薬品性に優れる。フッ素含有量が前記範囲の上限値以下であれば、本発明の樹脂組成物の柔軟性に優れる。
ムーニー粘度は、分子量の尺度であり、JIS K 6300−1:2000に準じて測定される。この値が大きいと分子量が大きいことを示し、小さいと分子量が小さいことを示す。含フッ素エラストマーBのムーニー粘度が前記範囲内にあれば、本発明の樹脂組成物の成形性がさらに優れ、立体成形品の機械特性がさらに優れる。
重合法としては、乳化重合法、溶液重合法、懸濁重合法、塊状重合法等が挙げられる。含フッ素弾性共重合体の数平均分子量や共重合体組成の調整が容易で、生産性に優れる点から、水性媒体及び乳化剤の存在下で、単量体を重合する乳化重合法が好ましい。
乳化重合法では、水性媒体、乳化剤及びラジカル重合開始剤の存在下に、単量体を重合して、エラストマーのラテックスを得る。単量体の重合の際にpH調整剤を添加してもよい。
熱可塑性樹脂としては、結晶性樹脂、非晶性樹脂、熱可塑性エラストマー、その他が挙げられる(ただし、含フッ素樹脂A及び含フッ素エラストマーBを除く)。
熱硬化性樹脂は液状媒体に溶解された形態であってもよい。液状媒体としては特に制限されないが、アルコール(メタノール、エタノール等)、ケトン(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等)、エーテル(メチルセロソルブ、エチルセロソルブ等)、スルホキシド誘導体(ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド等)、ホルムアミド誘導体(N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド等)、アセトアミド誘導体(N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミド等)、ピロリドン誘導体(N−メチル−2−ピロリドン、N−ビニル−2−ピロリドン等)、ヘキサメチルホスホルアミド、γ−ブチロラクトンが挙げられる。
熱硬化性樹脂の種類に応じて公知の硬化剤を適宜選択できる。エポキシ樹脂の場合、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、ジシアンジアミド、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルエーテル、ビスアニリン、ベンジルジメチルアニリンが挙げられる。シアネートエステル樹脂の場合、ジエポキシ化合物等が好ましい。硬化剤は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。また、硬化剤とともに、一般に知られた硬化触媒を併用することも好ましい。
他の成分としては、レーザーダイレクトストラクチャリング用添加剤、無機フィラー、有機フィラー、有機顔料、金属せっけん、界面活性剤、紫外線吸収剤、潤滑剤、シランカップリング剤、有機化合物(有機モノマー、重合度50以下の有機オリゴマー等)等が挙げられ、無機フィラーが好ましい。
無機フィラーを含む場合、無機フィラーの含有量は、含フッ素樹脂A又は含フッ素エラストマーBと熱可塑性樹脂との合計100質量部に対して0.1〜100質量部が好ましく、0.1〜60質量部がより好ましい。
レーザーダイレクトストラクチャリング用添加剤としては、金属錯体等が挙げられる。
含フッ素樹脂A又は含フッ素エラストマーBと熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂との合計の割合は、本発明の樹脂組成物のうち、50質量%以上が好ましく、70質量%以上がより好ましい。含フッ素樹脂A又は含フッ素エラストマーBと熱可塑性樹脂との合計の割合が前記範囲の下限値以上であれば、樹脂組成物の成形性、立体成形品及び立体成形回路部品の電気特性がさらに優れる。
また、各成分をあらかじめ混合せずに又は一部の成分のみをあらかじめ混合し、フィーダーを用いて押出機に供給して溶融混練して製造できる。
また、一部の成分をあらかじめ混合し、押出機に供給して溶融混練して得られた樹脂組成物をマスターバッチとし、マスターバッチと残りの成分とを混合し、溶融混練して製造できる。
また、本発明の樹脂組成物にあっては、含フッ素樹脂又は含フッ素エラストマーを含むため、樹脂組成物から得られた立体成形品及び立体成形回路部品の電気特性、特に低誘電損失特性に優れる。
本発明の立体成形品は、本発明の樹脂組成物を用いて形成されたものである。本発明の立体成形品は、本発明の樹脂組成物が表面層に配置された多層の立体成形品であってもよい。
立体成形品の形状は、後述する立体成形回路部品に対応した形状となる。
成形法としては、溶融成形法、積層造形法、切削加工法等が挙げられる。成形法としては、立体形状に成形するために汎用の装置を使用できる点からは、溶融成形法が好ましい。成形法としては、汎用的な装置では困難な複雑な立体形状に成形する点からは、積層造形法が好ましい。
射出成形法としては、一般的な射出成形法、高速射出成形法、多色成形法、コインジェクション成形法、射出圧縮成形法、ガスアシスト射出成形法、発泡射出成形法(MUCELL)、急速加熱金型を用いたヒートアンドクール成形法、インサート成形法、インモールドデコレーション成形法等が挙げられる。
プレス成形法は、単層又は多層のシートを熱成形する方法である。
積層造形法としては、3Dプリンティング、アディティブマニュファクチャリングとよばれる成形法に広く用いられる方法、例えば、熱溶解積層造形法、粉末焼結積層造形法が挙げられる。
本発明のMIDは、本発明の立体成形品の表面に導電層が設けられたものである。
図1は、MIDの一例を示す断面図である。MID10は、立体成形品12と、立体成形品12の表面に設けられた所定パターンの導電層14(電気回路)とを有する。
導電層としては、メッキ膜、金属箔、金属蒸着膜、導電塗料(銀ナノインク等)を用いて形成した膜等が挙げられる。
MIDの製造方法としては、例えば、ワンショット法(1回成形法)又はツーショット法(2回成形法)が挙げられる。
ワンショット法としては、例えば、下記の方法が挙げられる。
・樹脂組成物を成形して立体成形品を得て、立体成形品の表面にスパッタ又は無電解メッキによって金属薄膜を形成し、レーザー光の照射又はエッチングによって金属薄膜を部分的に除去し、必要に応じて金属薄膜を電解メッキによって厚化する方法(特開平7−66533号公報)。
・レーザーダイレクトストラクチャリング(以下、「LDS」とも記す。)を利用して電気回路を形成する方法、具体的には、LDS用添加剤を含む樹脂組成物を成形して立体成形品を得て、立体成形品の表面にYAGレーザー、エキシマレーザー、電磁線等を照射してLDS用添加剤の触媒活性を高め、LDS用添加剤の触媒活性を高めた部分に無電解メッキ膜を形成する方法(特表2004−534408号公報、国際公開第2003/005784号等)。
・樹脂組成物を成形して立体成形品を得て、立体成形品の表面に部分的にレーザー光を照射し、レーザー光を照射した部分に触媒を付着させ、触媒を付着させた部分に無電解メッキ膜を形成する方法(特開2012−136769号公報)。
無電解メッキによる導電層の形成方法としては、例えば、レーザー、化学エッチング等によって立体成形品の表面を粗化し、粗化された部分に無電解メッキ触媒を付与した後、無電解メッキ液を接触させる方法が挙げられる。
無電解メッキ触媒としては、Pd、Ni、Pt、Cu等の金属微粒子、金属錯体、金属アルコキシド等が挙げられ、触媒活性が高いPdを含むものが好ましい。
触媒溶液に用いる無電解メッキ触媒としては、触媒活性が高い点から、パラジウム錯体が好ましい。パラジウム錯体としては、テトラクロロパラジウム酸ナトリウム、テトラクロロパラジウム酸カリウム、酢酸パラジウム、塩化パラジウム、アセチルアセトナトパラジウム(II)、ヘキサフルオロアセチルアセトナトパラジウム(II)等が挙げられる。触媒溶液の触媒濃度は、例えば、0.01〜5質量%である。
無電解メッキ液としては、目的に応じて汎用の無電解メッキ液を用いることができ、触媒活性が高く、液が安定である点から、無電解ニッケルリンメッキ液が好ましい。
本発明の立体成形回路部品によれば、電気機器、電子機器、自動車、航空機、鉄道、ドローン等において回路基板、ワイヤーハーネスの使用量を削減することによって、省スペース、軽量化を実現できる。
例1〜4は実施例であり、例5〜6は比較例である。
含フッ素重合体における単位の割合は、溶融NMR分析、フッ素含有量分析及び赤外吸収スペクトル分析によって求めた。
下記の赤外吸収スペクトル分析によって、含フッ素重合体における接着性官能基を有する単量体単位の割合を求めた。
含フッ素重合体をプレス成形して200μmのフィルムを得た。赤外吸収スペクトルにおいて含フッ素重合体中のNAH単位及びIAH単位の吸収ピークは1778cm−1に現れる。この吸収ピークの吸光度を測定し、NAH及びIAHのモル吸光係数20810mol−1・L・cm−1を用いて、接着性官能基を有する単量体単位の割合(モル%)を求めた。
接着性官能基を有する単量体単位の割合をa(モル%)とすると、主鎖炭素数1×106個に対する接着性官能基(酸無水物基)の個数は、[a×106/100]個と算出される。
示差走査熱量計(セイコーインスツル社製)を用い、含フッ素重合体を10℃/分の速度で昇温したときの融解ピークを記録し、極大値に対応する温度を融点とした。
メルトインデクサー(テクノセブン社製)を用い、372℃又は297℃、荷重49Nの条件下で直径2mm、長さ8mmのノズルから10分間に流出する含フッ素重合体の質量(g)を測定した。
コンターマシン(アマダ社製、V−400)を用いてプレスシートを切断し、高さ:63mm、幅:13mm、厚さ:2.8mmのサンプルを得た。サンプルの高さ32mmの位置にノッチを入れ、試験片を得た。
試験片について、アイゾッド試験装置(東洋精機社製)を用い、ハンマー容量:2.75J、ハンマー質量×重力加速度:13.97N、軸心から重心までの距離:10.54cm、軸心から打撃点までの距離:33.5cmの条件にてアイゾット衝撃強度を測定した。
試験片のメッキ部分に市販のセロハンテープを貼り付け、その上から指でよくこすって試験片の表面に密着させた。セロハンテープの一端を指でつまんで一挙にテープを剥がして、メッキ部分の剥離状況を観察し、○(剥離せず)、△(一部に剥離)、×(著しい剥離)の基準にて評価した。
含フッ素重合体A−1:国際公開公報第2015/182702号の実施例5に記載の方法と同様にして含フッ素重合体A−1を得た。TFE単位/NAH単位/PPVE単位=97.9/0.1/2(モル比)、接着性官能基の種類:カルボニル基含有基、接着性官能基の含有量:含フッ素重合体A−1の主鎖炭素数1×106個に対し1000個、比重:2.15、融点:300℃、溶融流れ速度(372℃、荷重49N):22g/10分)。
含フッ素重合体A−2:国際公開第2015/182702号の段落[0056]、に記載の方法と同様にして含フッ素重合体A−2を得た。TFE単位/IAH単位/PFEE単位/E単位=58.5/2.0/0.3/39.1(モル比)、接着性官能基の種類:カルボニル基含有基、接着性官能基の含有量:含フッ素重合体A−2の主鎖炭素数1×106個に対し3000個、融点:240℃、溶融流れ速度(297℃、荷重49N):18.5g/10分。
含フッ素樹脂粒子:PTFEパウダー(旭硝子社製、FLUON(登録商標) L169J)。
熱可塑性樹脂C−1:ポリフェニレンスルフィド(DIC社製、PPS Z230、融点:283℃)。
熱可塑性樹脂C−2:ポリアミド(EMS社製、グリボリー(登録商標)GM−4H、融点:260℃)。
含フッ素重合体A−1及び熱可塑性樹脂C−1を表1に示す割合でドライブレンドし、2軸押出機(テクノベル社製、KZW15TW−45MG)に投入し、樹脂吐出量:2.0kg/時間、スクリュー回転数:200rpm、設定樹脂温度:320℃の条件にて溶融混練し、樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物をメルト熱プレス機(テスター産業社製)でプレス成形し、2.8mm厚のシートを得た。プレス条件は、加工温度:320℃、予熱:10分、圧力:10MPa、プレス時間:3分間とした。得られたシートについてアイゾット衝撃強度を測定した。結果を表1に示す。
含フッ素重合体A−2及び熱可塑性樹脂C−2を表1に示す割合でドライブレンドし、2軸押出機(テクノベル社製、KZW15TW−45MG)に投入し、樹脂吐出量:2.0kg/時間、スクリュー回転数:200rpm、設定樹脂温度:280℃の条件にて溶融混練し、樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物をメルト熱プレス機(テスター産業社製)でプレス成形し、2.8mm厚のシートを得た。プレス条件は、加工温度:280℃、予熱:10分、圧力:10MPa、プレス時間:3分間とした。得られたシートについてアイゾット衝撃強度を測定した。結果を表1に示す。
含フッ素重合体A−1の代わりに含フッ素樹脂粒子を用いた以外は、例1又は例3と同様にして例5又は例6のシートを得て、アイゾット衝撃強度を測定し、メッキ密着性を評価した。結果を表1に示す。
12 立体成形品、
14 導電層。
Claims (10)
- 下記含フッ素樹脂又は下記含フッ素エラストマーと、
熱可塑性樹脂(前記含フッ素樹脂及び前記含フッ素エラストマーを除く。)及び熱硬化性樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種と
を含む、立体成形回路部品用樹脂組成物。
含フッ素樹脂:カルボニル基含有基、ヒドロキシ基、エポキシ基及びイソシアネート基からなる群から選ばれる少なくとも1種の官能基を有し、融点が100〜325℃である、溶融成形可能な含フッ素樹脂。
含フッ素エラストマー:テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、フッ化ビニリデン及びクロロトリフルオロエチレンからなる群から選ばれる少なくとも1種の単量体に基づく単位を有する含フッ素弾性共重合体(ただし、前記含フッ素樹脂を除く)。 - 前記熱可塑性樹脂が、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアリレート、ポリエーテルスルホン、ポリアリールスルホン、芳香族ポリエーテルイミド、ポリアリーレンスルフィド、ポリアリールエーテルケトン、ポリアミドイミド及び液晶ポリエステルからなる群から選ばれる1種以上であり、
前記熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂、シアネートエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂、ユリア・メラミン樹脂、ポリイミド及びビスマレイミド樹脂からなる群から選ばれる1種以上である、請求項1に記載の立体成形回路部品用樹脂組成物。 - 請求項1又は2に記載の立体成形回路部品用樹脂組成物を用いて形成された、立体成形品。
- 請求項3に記載の立体成形品と、前記立体成形品の表面に設けられた導電層とを有する、立体成形回路部品。
- 請求項1又は2に記載の立体成形回路部品用樹脂組成物を成形する、立体成形品の製造方法。
- 前記立体成形回路部品用樹脂組成物を溶融成形法によって成形する、請求項5に記載の立体成形品の製造方法。
- 前記溶融成形法が、射出成形法、押出成形法又はプレス成形法である、請求項6に記載の立体成形品の製造方法。
- 前記立体成形回路部品用樹脂組成物を積層造形法によって成形する、請求項5に記載の立体成形品の製造方法。
- 請求項5〜8のいずれか一項に記載の立体成形品の製造方法によって立体成形品を得て、
前記立体成形品の表面に導電層を設ける、立体成形回路部品の製造方法。 - 前記導電層を、金属メッキ、スパッタリング又は蒸着によって形成する、請求項9に記載の立体成形回路部品の製造方法。
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