JP5579908B2 - レーザーダイレクトストラクチャリング用樹脂組成物、樹脂成形品、およびメッキ層付樹脂成形品の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明はかかる従来技術の問題点を解決することを目的としたものであって、より高い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>前記レーザーダイレクトストラクチャリング添加剤が、酸化スズ90重量%以上と、酸化アンチモン3〜8重量%を含む、<1>に記載のレーザーダイレクトストラクチャリング用樹脂組成物。
<3>前記レーザーダイレクトストラクチャリング添加剤が、酸化鉛0.01〜0.1重量%および/または酸化銅0.001〜0.01重量%含む、<1>または<2>に記載のレーザーダイレクトストラクチャリング用樹脂組成物。
<4>樹脂成分として、スチレン樹脂を10重量%以上含む、<1>〜<3>のいずれかに記載のレーザーダイレクトストラクチャリング用樹脂組成物。
<5>前記ガラスフィラーが、平均繊維長が200μm以下のガラス繊維である、<1>〜<4>のいずれかに記載のレーザーダイレクトストラクチャリング用樹脂組成物。
<6>前記ガラスフィラーが、ポリオレフィン樹脂およびシリコーン樹脂から選択される少なくとも1種の収束剤で被覆されている、<1>〜<5>のいずれかに記載のレーザーダイレクトストラクチャリング用樹脂組成物。
<7>さらに、エラストマーおよび/またはリン系安定剤を含む、<1>〜<6>のいずれかに記載のレーザーダイレクトストラクチャリング用樹脂組成物。
<8><1>〜<7>のいずれかに記載のレーザーダイレクトストラクチャリング用樹脂組成物を成形してなる樹脂成形品。
<9>さらに、表面にメッキ層を有する、<8>に記載の樹脂成形品。
<10>携帯電子機器部品である、<8>または<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、<9>または<10>に記載の樹脂成形品。
<12><1>〜<7>のいずれかに記載のレーザーダイレクトストラクチャリング用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。
<13>前記メッキが銅メッキである、<12>に記載のメッキ層付樹脂成形品の製造方法。
<14><12>または<13>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、30〜100重量%であることが好ましく、45〜75重量%であることがより好ましく、52〜70重量%であることがさらに好ましい。
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んでいてもよい。
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、70重量%以下であることが好ましく、55重量%以下であることがより好ましく、45重量%以下であることがさらに好ましい。また、スチレン系樹脂の割合は、全樹脂成分中、10重量%以上含むことが好ましく、30重量%以上含む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60重量%以上が樹脂成分であることが好ましく、70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、ガラスフィラーを含む。ガラスフィラーとしては、ガラス繊維、板状ガラス、ガラスビーズ、ガラスフレークが挙げられ、中でもガラス繊維が好ましい。
ガラス繊維とは、長さ方向に直角に切断した断面形状が真円状、多角形状で繊維状外嵌を呈するものをいう。
ガラス繊維の形態は、単繊維や複数本撚り合わせたものを連続的に巻き取った「ガラスロービング」、長さ1〜10mmに切りそろえた「チョップドストランド」、長さ10〜500μm程度に粉砕した「ミルドファイバー」などのいずれであってもよい。かかるガラス繊維としては、旭ファイバーグラス社より、「グラスロンチョップドストランド」や「グラスロンミルドファイバー」の商品名で市販されており、容易に入手可能である。ガラス繊維は、形態が異なるものを併用することもできる。
本発明の樹脂組成物は、ガラスフィラーを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ことが好ましい。
本発明の樹脂組成物に配合するガラスフィラーは、収束剤で被覆されているものが好ましい。収束剤の種類は特に定めるものではない。収束剤は1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
また、本発明の樹脂組成物のメッキ性をより向上させために、第1の実施形態および第2の実施形態を組み合わせてもよい。
本発明で用いるLDS添加剤は、金属酸化物を含み、前記金属成分のうち最も配合量が多い成分がスズであり、次に配合量が多い成分がアンチモンであり、さらに、鉛および/または銅を含む。鉛と銅は一方が含まれても良いし、両方が含まれていても良い。好ましくは、アンチモンの次に配合量が多い金属成分が鉛であり、鉛の次に配合量が多い金属成分が銅である態様である。
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社製、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、波長1064nmのYAGレーザーを用い、出力10W、周波数80kHz、速度3m/sにて照射し、その後のメッキ工程は無電解のMacDermid社製M−Copper85のメッキ槽にて実施し、該レーザー照射面に金属を適用したときに、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。
より具体的には、本発明で用いるLDS添加剤は、酸化スズ90重量%以上と、酸化アンチモン3〜8重量%を含むことが好ましく、また、酸化鉛0.01〜0.1重量%および/または酸化銅0.001〜0.01重量%含むことが好ましい。特に好ましい実施形態としては、酸化スズ90重量%以上と、酸化アンチモン3〜8重量%と、酸化鉛0.01〜0.1重量%と、酸化銅0.001〜0.01重量%含むLDS添加剤を用いる形態であり、よりさらに好ましい実施形態としては、酸化スズ93重量%以上と、酸化アンチモン4〜7重量%と、酸化鉛0.01〜0.05重量%と、酸化銅0.001〜0.006重量%含むLDS添加剤を用いる形態である。
本発明の樹脂組成物は、LDS添加剤を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ことが好ましい。
本発明の樹脂組成物はタルクを含んでいてもよい。本発明では、タルク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が向上する傾向にある。
また、本発明で用いるタルクは、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タルクであることも好ましい。この場合、シロキサン化合物の付着量は、タルクの0.1〜5重量%であることが好ましい。
本発明の樹脂組成物がタルクを含む場合、タルクの配合量は、樹脂成分100重量部に対し、1〜30重量部であることが好ましく、2〜10重量部がより好ましい。タルクが表面処理されている場合、表面処理された合計量が、上記範囲であることが好ましい。
本発明の樹脂組成物は、エラストマーを含むことも好ましい。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。
本発明の樹脂組成物は、エラストマーを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ことが好ましい。
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、酸化チタンが例示され、硫化亜鉛および酸化チタンが好ましい。
本発明の好ましい実施形態としては、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少なくとも1種で表面処理された酸化チタンを用いる処方が例示される。
白色顔料は、市販されているものを使用することができる。さらには、塊状のものや平均粒径が大きなものを適宜粉砕し、必要に応じて篩い等によって分級して、上記した平均粒径となるようにしたものを使用してもよい。
本発明の樹脂組成物は、白色顔料を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ことが好ましい。
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、リン系安定剤を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ことが好ましい。
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]、および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]ウンデカン等が挙げられる。中でも、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、該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ことが好ましい。
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。
本発明の樹脂組成物は離型剤を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ことが好ましい。
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以下の幅の回線間隔(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、ポリカーボネート樹脂
AT−08:日本エイアンドエル製、ABS樹脂
MF−S−R:旭ファイバーグラス社製、平均繊維径10μm、平均繊維長110μmのミルドファイバー、亜リン酸で表面処理
MF06−JB1:旭ファイバーグラス社製、平均繊維径10μm、平均繊維長70μmのミルドファイバー、表面未処理
PFE301S:日東紡社製、平均繊維径10μm、平均繊維長30μmのミルドファイバー、アクリルシランで表面処理
T−571:日本電気硝子社製、直径が13μmのチョップドストランド、収束剤としてウレタン樹脂を使用
T−595:日本電気硝子社製、平均繊維径13μm、平均繊維長3mmのチョップドストランド、収束剤としてシリコーン樹脂を使用
3PE−936:日東紡社製、平均繊維径13μm、平均繊維長3mmのチョップドストランド、収束剤としてポリエチレン樹脂を使用
ECS307NA:CPIC社製、平均繊維径13μm、平均繊維長3mmのチョップドストランド、収束剤としてポリエチレン樹脂を使用
CP5C:Keeling&Walker社製、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
STOX−M:日本精鉱社製、三酸化アンチモン混合物(酸化アンチモン99.1重量%、オルガノシロキサン0.5重量%、酸化鉛0.05重量%、酸化シアン0.05重量%)からなる
T−1:三菱マテリアル社製、アンチモンドープ酸化スズ(酸化スズ90.1重量%、酸化アンチモン9.9重量%)からなる
5000S:林化成社製
カネエースM−711:カネカ社製、ブタジエン系のコアと、アクリル系のシェルとからなるコア/シェル型エラストマー
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:レジノカラー社製
アデカスタブPEP−36:ADEKA社製、ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト
アデカスタブAX71:ADEKA社製、(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
アデカスタブPEP−8:ADEKA社製、(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))
アデカスタブADK2112:ADEKA社製、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト
<酸化防止剤>
Irganox1076:BASF社製、オクタデシルー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社製、ペンタエリスリトールテトラステアレート
後述する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20分混合した後、1ベントを備えた日本製鋼所社製(TEX30HSST)に供給し、スクリュー回転数200rpm、吐出量20kg/時間、バレル温度300℃の条件で混練し、ストランド状に押出された溶融樹脂を水槽にて急冷し、ペレタイザーを用いてペレット化し、樹脂組成物のペレットを得た。
上述の製造方法で得られたペレットを120℃で5時間乾燥させた後、日精樹脂工業製、SG75−MIIを用いて、シリンダー温度300℃、金型温度100℃、成形サイクル50秒の条件で射出成形し、4mmtおよび3mmtのISOダンベル試験片を成形した。
上述の製造方法で得られたペレットを120℃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300℃、金型温度100℃、成形サイクル30秒の条件で射出成形し、2mmt/3mmt2段プレートを成形した。
上述の方法で得られた3mmtのISOダンベル試験片を用い、ISO179に準拠し、23℃の条件で、ノッチ有シャルピー衝撃強度を測定した。結果を下記表に示す。
2mmt/3mmt2段プレートの表面に1064nmのYAGレーザーを用い、出力10W、周波数80kHz、速度3m/sの条件でレーザー照射を行い、続いて、MacDermid社製M−Copper85のメッキ層にて無電解メッキを行った。銅メッキの厚みより、基準材料の無電解メッキの厚さを1として、LDS活性を評価した。
日精樹脂工業社製射出成形機NEX80を用いて、100mm□、厚み1mmの成形品をファンゲートの金型を用いて成形した。その成形品の樹脂流動方向(平行)、および樹脂流動方向に垂直な方向(垂直)に、1mm×1mm×100mmの試験片を作製した。
これら試験片を、関東電子応用開発社製円筒空洞共振器を用いて、2.45GHzにおける誘電率および誘電正接を測定した。
マンセル社製のグレースケール無光沢版を使用し、W(白)からBk(黒)までスケールを用いて明度を測定した。白みの指標として、グレイ明度を示した。
上記で得られた樹脂組成物ペレットを100℃で4〜8時間乾燥後、測定温度は270℃、荷重は5kgfにて、東洋精機社製、MELTINDEXERF−F01を使用して、メルトボリュームレイト(MVR)を測定した。MVRの値が高いものほど、分解が進んでいると言える。
上記で得られた樹脂組成物ペレットを100℃で1週間保存後、測定温度は270℃、荷重は5kgfにて、東洋精機社製、MELTINDEXERF−F01を使用して、メルトボリュームレイト(MVR)を測定した。MVRの値が高いものほど、分解が進んでいると言える。
上記で得られた樹脂組成物ペレットを80℃、95%相対湿度(RH)の環境下1週間保存後、測定温度は270℃、荷重は5kgfにて、東洋精機社製、MELTINDEXERF−F01を使用して、メルトボリュームレイト(MVR)を測定した。MVRの値が高いものほど、分解が進んでいると言える。
Claims (14)
- ポリカーボネート樹脂30〜100重量%およびスチレン系樹脂70重量%以下を含む樹脂成分100重量部に対し、ガラスフィラー10〜100重量部およびレーザーダイレクトストラクチャリング添加剤2〜20重量部を含み、前記レーザーダイレクトストラクチャリング添加剤は、金属酸化物を含み、前記金属成分のうち最も配合量が多い成分がスズであり、次に配合量が多い成分がアンチモンであり、さらに、鉛および/または銅を含む、レーザーダイレクトストラクチャリング用樹脂組成物。
- 前記レーザーダイレクトストラクチャリング添加剤が、酸化スズ90重量%以上と、酸化アンチモン3〜8重量%を含む、請求項1に記載のレーザーダイレクトストラクチャリング用樹脂組成物。
- 前記レーザーダイレクトストラクチャリング添加剤が、酸化鉛0.01〜0.1重量%および/または酸化銅0.001〜0.01重量%含む、請求項1または2に記載のレーザーダイレクトストラクチャリング用樹脂組成物。
- 樹脂成分として、スチレン樹脂を10重量%以上含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載のレーザーダイレクトストラクチャリング用樹脂組成物。
- 前記ガラスフィラーが、平均繊維長が200μm以下のガラス繊維である、請求項1〜4のいずれか1項に記載のレーザーダイレクトストラクチャリング用樹脂組成物。
- 前記ガラスフィラーが、ポリオレフィン樹脂およびシリコーン樹脂から選択される少なくとも1種の収束剤で被覆されている、請求項1〜5のいずれか1項に記載のレーザーダイレクトストラクチャリング用樹脂組成物。
- さらに、エラストマーおよび/またはリン系安定剤を含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載のレーザーダイレクトストラクチャリング用樹脂組成物。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載のレーザーダイレクトストラクチャリング用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8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9に記載の樹脂成形品。
- 携帯電子機器部品である、請求項8〜10のいずれか1項に記載の樹脂成形品。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載のレーザーダイレクトストラクチャリング用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12に記載のメッキ層付樹脂成形品の製造方法。
- 請求項12または13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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