JP4830758B2

JP4830758B2 - ２色成形品

Info

Publication number: JP4830758B2
Application number: JP2006261273A
Authority: JP
Inventors: 武文水島; 康孝西出
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2006-09-26
Filing date: 2006-09-26
Publication date: 2011-12-07
Anticipated expiration: 2026-09-26
Also published as: JP2008080571A

Description

本発明は、立体回路形成等に有用な、新しい２色成形品に関するものである。

従来より、立体回路形成等ではＭＩＰＴＥＣや２色成形法で多数の立体回路を形成する方法が提案されている。このうちの２色成形法は、色の異なる同種の材料を用いて、塗装やホットスタンプ等を施すことなしに加飾、高級感のある製品を射出成形等により成形する方法としてよく知られたものであり、近年では、異種材料を成形工程で接着させることで、異種材料の双方の性質を生かすことのできる方法として注目されている。

異種材料による接着をともなう成形品としては別の方法として、基材への塗布やラミネートフィルムの貼着、あるいは注型成形等による方法が知られており、たとえば、導電性材料を含む樹脂層との積層により電磁性シールド体を形成すること（特許文献１、２）等もよく知られている。

だが、２色成形法は、射出成形として高い生産性を有し、しかも精密成形が可能であって異種材料の一体加熱、加圧成形にともなう成形品特性において優れているという特徴を有している。

添付した図４は、２色成形法の概要を示したものであるが、たとえば２基の射出装置を持つ成形機として、共通の金型（コア金型）Ａ、Ｂと、１次成形用金型１０並びに２次成形用金型２０とを備えている。この成形機において、まず１次成形用金型内に材料を射出し、型開きしてロータリテーブルＣとともに共通の金型を回転させて、２次成形用金型２０に材料を射出する。その後、完成品を取り出すが、空いている１次成形用金型１０では次の成形を行うため、初回以降は１ショットごとに完成品が取り出させることになる。

以上のような２色成形法においては、高い生産性で異種材料を用いた精密な成形品が得られることになる。立体回路の形成においても、このような特徴を生かした２次成形法の採用が試みられている。

しかしながら、これまでの２次成形法による立体回路の形成の試みでは、１次成形後に無電解メッキが付着しやすいマスキング表面処理をあらかじめ施した後に２次成形を行い、その後無電解メッキにより回路形成することが一般的であり、またその改良法でも、メッキのための処理を必要としたり、極めて特殊な液晶ポリマーからなる易メッキ樹脂を用いるという方法であった（たとえば特許文献３−５参照）。このため、従来では、実現性が限られ、さらには現実性の乏しい特殊な液晶ポリマーを用いる場合を除いては、一般的にはどうしてもマスキング表面処理やメッキための処理の工程が生産性の向上、そして生産コストの低減にとって大きな支障となっていた。
特開２００３−１２８０８６号公報特開２００４−１２８０８６号公報特公平６−６６５３８号公報特許第２９３９７３１号公報特開平１１−２０７７８１号公報

そこで、本発明では以上のとおりの背景から、立体回路形成等にともなう従来の問題点を解消し、１次成形後の表面処理工程を実質的に省き、精密成形が可能で、省工程と省コスト化による生産性の向上を図ることのできる２色成形に係わる新しい技術手段を提供することを課題としている。

本発明は、上記課題を解決するものとして、以下の特徴を有する２色成形品を提供する。

第１：ＡＢＳ樹脂を樹脂成分とする非導電性樹脂成形材により形成された１次成形体と、線径３〜１０μｍかつ長さ１〜８ｍｍの導電性カーボンフィラーを１５〜３０ｗｔ％および粒径１〜１０μｍの磁性金属粉末を２〜１０ｗｔ％含有する前記ＡＢＳ樹脂を樹脂成分とする導電性樹脂成形材により立体回路として前記１次成形体の表面に形成された２次成形体と、前記１次成形体を貫通しその内部が前記導電性樹脂成形材により導通され前記立体回路に接続された電極接続部としての電極用貫通穴とを備えている。

第２：前記磁性金属粉末はニッケル粉末である。

第３：前記導電性カーボンフィラーおよび前記磁性金属粉末はナノスケールまで微細化され、前記導電性樹脂成形材によって形成された前記２次成形体は透明性を有している。

１次成形側を非導電性樹脂成形材、２次成形側を導電性樹脂成形材とした上記第１の発明の２次成形品においては、従来の立体回路形成の場合のような１次成形後にマスキング表面処理や、メッキのための処理を実質的に必要とすることなく、２次成形側の導電性樹脂成形材の存在によって電解メッキによる効率的な回路形成や導通路の形成が可能とされ、２次成形において、導電性樹脂成形材そのものによる回路や導通路の形成も可能となる。これにより、精密成形が可能とされ、省工程、低コストによる生産性の向上が図られることになる。

そして、導電性樹脂材料の組成成分を特定のものとする第２から第３の発明によれば、上記のとおりの効果は、より確実に、さらに顕著なものとして実現されることになる。

本発明の２色成形品においては、１次成形側が非導電性樹脂成形材により、また２次成形側が導電性樹脂成形材により構成されるが、いずれの成形材においてもその樹脂成分として射出成形に好適な熱可塑性樹脂を主とすることが好ましい。このような熱可塑性としては、たとえばＡＢＳ、ＰＣ、ＰＡ、ＰＰ，ＰＢＴ、ＰＥＴ、ＰＳ、ＬＣＰ、ＰＥ等が好適なものとして考慮される。

２次成形側を構成する導電性樹脂成形材については、上記のとおりの熱可塑性樹脂に、導電性のカーボン（炭素材）や金属の粉末や繊維、あるいは導電性樹脂の繊維等を適宜に配合することにより射出成形用組成物とすることができる。より好ましくは、導電性樹脂成形材には、導電性のカーボンフィラーと磁性金属粉末のうちの少くともいずれかが含まれているものとする。

導電性のカーボンフィラーについては、その線径が１０μｍ以下、たとえば３〜１０μｍの範囲内であって、長さが８ｍｍ以下、たとえば１〜８ｍｍの範囲内にあるものが実際的には好ましい。また、これらの導電性カーボンフィラーの配合割合については、導電性樹脂成形材の全体料の１５〜３０ｗｔ％の範囲とすることが好ましい。導電性カーボンフィラーの線径や長さ、そして配合割合が上記の範囲を外れる場合には、樹脂成分との均一混合（混練）や射出成形性を確保することが容易ではなく、また、導電性そのものが本発明の以上のような導電性カーボンフィラーはシランカップリング剤、チタネートカップリング剤、アルミネートカップリング剤等で処理したものも好ましく使用することができる。またオレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂等で集束処理したものが好ましく、特にエポキシ系樹脂やウレタン系樹脂で集束処理したものが好ましい。

磁性金属粉末については、その最大粒径が１０μｍ以下、たとえば１〜１０μｍの範囲内にあること、さらにはその形状が鱗片状であることが好ましい。また、その配合割合については、導電性樹脂成形材の全体量の２〜１０ｗｔ％の範囲内であることが好ましい。粒径、そして配合割合が上記範囲を外れる場合には、均一混合（混練）、射出成形性を確保することが容易ではなく、導電性そのものが所要のものとなりにくい。

さらにこの磁性金属粉末については、樹脂成分との密着性等の観点から、単位個数当たりの表面積が１〜１００μｍ²の範囲内であることが好ましい。

以上のような磁性金属粉末としては、ニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）等の各種のものであってよいが、より好適にはニッケル（Ｎｉ）粉末が考慮される。

なお、上記の導電性カーボンフィラーと磁性金属粉末とを併用する場合には、上記と同様の理由から、その合計量が導電性樹脂成形材の全体量の４０ｗｔ％、さらには３０ｗｔ％を超えないことが好ましい。

本発明における導電性カーボンフィラーと磁性粉末については上記のとおりのものとすることが実際的には好ましいが、別の観点からは、これらをナノスケールまで微細化されたものとして配合することにより、２次側の導電性樹脂成形材を透明性のあるものとすることもできる。

本発明の２色成形品においては、２次成形側の導電性樹脂成形材での導電性については、その表面抵抗値が、好ましくは100Ω以下となるようにする。これにより、２次成形後の電解メッキによる回路形成は極めて容易となる。また、10Ω以下とすることによりメッキを行うことなしに回路、導電路を成形とともに形成することが可能となる。

また、本発明の２色成形品においては、１次成形側の非導電性樹脂成形材、２次成形側の導電性樹脂成形材のいずれにおいても、所望の特性を阻害しない範囲で従来公知の添加剤、例えば難燃剤、難燃助剤、熱安定剤、酸化防止剤、光安定剤、離型剤、流動改質剤、着色剤、滑剤、発泡剤等を必要に応じてその発現量を添加してもさしつかえない。更に、強化材や充填材、たとえばガラス繊維、ガラスフレーク、ウイスカー、アラミド繊維、タルク、マイカ、ワラストナイト、クレー、シリカ、ガラス粉等を併用することもできる。また他の樹脂や弾性体等を添加してもよい。

本発明の２色成形品の成形においては、成形温度３０℃〜８０℃、射出速度２０〜１００ｍｍ／ｓの低速度での成形とするか、あるいは成形温度１３０℃程度までで、射出速度２００〜１０００ｍｍ／ｓの高速度での成形とすることが考慮される。これらの条件については２色成形品の所定の形状、厚み、そして樹脂成形材の組成等を考慮して定めることができる。高速度での成形は一般的に薄肉形成に適しており、低速度の成形は比較的厚肉で複雑形状の成形に適している。

本発明の２色成形品は、立体回路形成品として、たとえば携帯電話のコネクタ等の電子部品として有用なものとなる。回路あるいは導通路は、前述のように、２次成形側の導電性樹脂成形材に対して電解メッキ等のメッキにより前処理をほとんど必要とすることなく効率的に形成可能であり、またメッキを施すことなく、２次成形時に、導電性樹脂成形材によって回路や導通路を形成すことも可能である。そして、電極接続部や、電極用貫通穴部（導電性樹脂成形材が充填）の形成も可能とされる。なお、所望によりメッキ等を行う場合には従来公知の電解メッキ、さらには無電解メッキの手段、方法等を適宜に採用できることは言うまでもない。

たとえば、図１は、本発明の２色成形品の一実施形態を例示した外観概要図である。図２はそのａ部の部分拡大平面図であり、図３は、ｂ−ｂ矢視の部分拡大断面図である。

非導電性樹脂成形材１による１次成形後に導電性樹脂成形材２による２次成形が行われ、０．５ｍｍ間隔で導電性樹脂成形材２が並列配置され、これら全体が導通されて貫通穴３の導通路へと連結されている。

この場合の樹脂成形材は以下のとおりのものである。

非導電性樹脂成形材１：
ＡＢＳ樹脂（三菱レーヨン製、ＴＭ２０Ｍ）
導電性樹脂成形材２：
・ＡＢＳ樹脂（三菱レーヨン製、ＴＭ２０Ｍ）
・導電性カーボンフィラー（線径６μｍ、長さ６ｍｍ、配合量２２ｗｔ％）
・Ｎｉ粉末（粒子の大きさ２５μｍ²、配合量３ｗｔ％）
成形は、温度１００℃、射出速度２５０ｍｍ／ｓの条件において行った。導電性樹脂成形材料２の表面抵抗は6Ωであった。

本発明の一実施形態を示した外観概要図である。図１のａ部の部分拡大平面である。図１のｂ−ｂ矢視の部分拡大断面図である。２色成形法の概要図である。

符号の説明

１非導電性樹脂成形材
２導電性樹脂成形材
３貫通穴
Ａ、Ｂ共通金型（コア金型）
Ｃロータリーテーブル
１０１次成形用金型
２０２次成形用金型

Claims

ＡＢＳ樹脂を樹脂成分とする非導電性樹脂成形材により形成された１次成形体と、線径３〜１０μｍかつ長さ１〜８ｍｍの導電性カーボンフィラーを１５〜３０ｗｔ％および粒径１〜１０μｍの磁性金属粉末を２〜１０ｗｔ％含有する前記ＡＢＳ樹脂を樹脂成分とする導電性樹脂成形材により立体回路として前記１次成形体の表面に形成された２次成形体と、前記１次成形体を貫通しその内部が前記導電性樹脂成形材により導通され前記立体回路に接続された電極接続部としての電極用貫通穴とを備えることを特徴とする２色成形品。
前記磁性金属粉末はニッケル粉末であることを特徴とする請求項１に記載の２色成形品。
前記導電性カーボンフィラーおよび前記磁性金属粉末はナノスケールまで微細化され、前記導電性樹脂成形材によって形成された前記２次成形体は透明性を有していることを特徴とする請求項１または２に記載の２色成形品。