JP5917742B2 - 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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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、機械的強度を低下させない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>に記載の樹脂組成物。
<3>前記チョップドストランドがエポキシ樹脂で表面処理されている、<1>または<2>に記載の樹脂組成物。
<4>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>〜<3>のいずれかに記載の樹脂組成物。
<5>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、金属成分の70重量%以上が錫である、<1>〜<3>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が、金属成分としてアンチモンと錫の両方を含み、かつ、金属成分中のアンチモンと錫の合計量が90重量%以上である<1>〜<3>のいずれかに記載の樹脂組成物。
<7><1>〜<6>のいずれかに記載の樹脂組成物をコンパウンドしてなる樹脂ペレット。
<8><1>〜<6>のいずれかに記載の樹脂組成物または<7に記載の樹脂ペレット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>前記メッキ層がアンテナとしての性能を保有する、<8>に記載の樹脂成形品。
<11>携帯電子機器部品である、<8>〜<10>のいずれかに記載の樹脂成形品。
<12><1>〜<6>のいずれかに記載の樹脂組成物を、二軸押出機を用いてコンパウンドすることを含む、樹脂ペレットの製造方法。
<13>チョップドストランドは、メインフィーダーから供給する、<12>に記載の樹脂ペレットの製造方法。
<14><8>に記載の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。
<15>前記メッキ層が銅メッキ層である、<14>に記載のメッキ層付樹脂成形品の製造方法。
<16><14>または<15>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は、下限値が30重量%以上であり、45重量%以上が好ましく、50重量%以上がさらに好ましく、52重量%以上とすることもできる。上限値は、80重量%以下が好ましく、メッキ性向上の観点からは、70重量%以下とすることもできる。
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、20重量%以上であり、30重量%以上とすることもできる。上限値としては、70重量%以下であり、55重量%以下であることが好ましく、50重量%以下がより好ましく、48重量%以下とすることもできる。
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、樹脂成分100重量部に対して0.5〜8重量部の平均繊維長1〜10mmのチョップドストランドを含む。少量のチョップドストランドを含むことで、機械的強度に優れた樹脂組成物を提供可能となる。
また、チョップドストランドの平均繊維径は、1〜20μmが好ましく、10〜20μmがより好ましく、10〜15μmがさらに好ましい。
なお、本発明において、平均繊維長は重量平均繊維長を表す。
ガラス繊維は、Aガラス、Cガラス、Eガラス、Sガラスなどのガラス組成からなり、特に、Eガラス(無アルカリガラス)がポリカーボネート樹脂に悪影響を及ぼさないので好ましい。
本発明の樹脂組成物は、チョップドストランドを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。チョップドストランドを配合することにより、機械的強度を向上できるとともに、メッキ性も向上する傾向にある。
本発明の樹脂組成物に配合するチョップドストランドは、収束剤で被覆され表面処理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。
本発明の樹脂組成物における収束剤の配合量は、チョップドストランドの0.1〜5.0重量%であることが好ましく、1.0〜5.0重量%であることがより好ましい。本発明の樹脂組成物は、収束剤を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、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、スキャン速度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、試験片を硫酸にて脱脂後、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。
第一の実施形態で用いるLDS添加剤は、平均粒径が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。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、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が好ましい。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。シロキサン化合物については、上述の白色顔料で述べたシロキサン化合物が好ましく採用できる。
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、5〜28重量部がより好ましく、7〜22重量部がさらに好ましい。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、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、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。
尚、本発明の樹脂組成物は、チョップドストランド以外の繊維状フィラーを含んでいてもよいが、チョップドストランド以外の繊維状フィラーの配合量をチョップドストランドの配合量の5重量%以下とすることもできる。
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。
比較例1−1、比較例1−3〜比較例1−6、実施例2−1〜実施例2−8、比較例2−1〜比較例2−6は参考例である。
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
T−187:日本電気硝子製、平均繊維径が13μmのチョップドストランド、平均繊維長3mmの円形断面を有するガラス繊維、収束剤としてエポキシ樹脂を使用。
T−571:日本電気硝子製、平均繊維径が13μmのチョップドストランド、平均繊維長3mm、収束剤としてウレタン樹脂を使用。
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
MF−S−R:旭ファイバーグラス製、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。
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、繊維状フィラーを除く成分を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、繊維状フィラーをサイドフィードして樹脂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。
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、溶融し樹脂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。なお、実施例1−3、2−3は単軸押出機(田辺プラスチック製、VS−40)を用いて樹脂ペレットを作製した。
上述の製造方法で得られた樹脂ペレットを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。
上述の製造方法で得られた樹脂ペレットを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。
ISO527−1&2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樹脂ペレットを100℃で5時間乾燥させた後、日精樹脂工業製、NEX80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厚さの中央部にウェルドを有する引張り試験片を成形した。
ISO527−1&2に準拠して、上記のウェルドを有する引張り試験片(4mm厚)を用いて、23℃の温度でウェルド引張最大点強度(単位:MPa)を測定した。
上述の製造方法で得られた樹脂ペレットを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樹脂ペレットを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、スキャン速度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40%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30%以上40%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20%以上30%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20%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、機械的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。これに対し、比較例の組成物は、満足する機械的強度が得られなかった。すなわち、本発明の樹脂組成物は、メッキ性を維持しつつ、優れた機械的強度を有することがわかった。
Claims (13)
- ポリカーボネート樹脂80〜50重量%と、スチレン系樹脂20〜50重量%とからなる樹脂成分100重量部に対し、平均繊維長が1〜10mmであるチョップドストランド0.5〜8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み、
前記チョップドストランドが、エポキシ樹脂およびウレタン樹脂から選択される少なくとも1種の収束剤で表面処理されており、
前記レーザーダイレクトストラクチャリング添加剤が銅クロム酸化物を含む、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に記載の樹脂組成物。
- 前記収束剤が、チョップドストランドの0.1〜5.0重量%である、請求項1または2に記載の樹脂組成物。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の樹脂組成物をコンパウンドしてなる樹脂ペレット。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の樹脂組成物または請求項4に記載の樹脂ペレット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5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6に記載の樹脂成形品。
- 携帯電子機器部品である、請求項5〜7のいずれか1項に記載の樹脂成形品。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の樹脂組成物を、二軸押出機を用いてコンパウンドすることを含む、樹脂ペレットの製造方法。
- チョップドストランドは、メインフィーダーから供給する、請求項9に記載の樹脂ペレットの製造方法。
- 請求項5に記載の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。
- 前記メッキ層が銅メッキ層である、請求項11に記載のメッキ層付樹脂成形品の製造方法。
- 請求項11または12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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