JP6113554B2 - 電界シールド結晶性熱可塑性樹脂成形品及びその製造方法、並びに電界シールド結晶性熱可塑性樹脂成形品を有する輸送機用電子機器の筐体 - Google Patents
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本発明の電界シールド結晶性熱可塑性樹脂成形品は、難燃性の結晶性熱可塑性樹脂を含有する熱可塑性の結晶性熱可塑性樹脂組成物の成形品であり、表面に電磁波の照射による広角X回折法に基づく特定のX線回折ピークを有する炭化物層が形成されている。
〔難燃性の結晶性熱可塑性樹脂〕
本明細書において、難燃性とは、試験片の厚みが1.6mmであるときのUL94燃焼性試験に準拠した難燃性がV−1以上であることをいうものとする。樹脂の難燃性がV−1未満である場合、信頼性が低下する可能性があるため、好ましくない。また、樹脂が、UL94燃焼性試験に準拠した遅燃性を有する場合、樹脂成形品の表面に電磁波を照射したとしても、樹脂成形品の表面を充分に炭化できず、その結果、充分な電界シールド性を有さない可能性があるため、好ましくない。
必須ではないが、結晶性熱可塑性樹脂組成物は、電磁波吸収剤をさらに含有してもよい。電磁波吸収剤をさらに含有する場合、結晶性熱可塑性樹脂組成物の成形品の表面に電磁波を照射したときに、より良好な炭化物層が形成でき、その結果、充分な電界バリア性を得られる点で好ましい。
また、炭化物層を好適に形成するため、結晶性熱可塑性樹脂組成物は、難燃剤及び/又は難燃助剤をさらに含有することが好ましい。
電界シールド結晶性熱可塑性樹脂成形品が難燃剤を含有するものである場合、難燃付与性能の観点から、難燃剤はリン系難燃剤及び/又はハロゲン系難燃剤であることが好ましい。
難燃剤がリン系難燃剤である場合、該リン系難燃剤の例として、有機ホスフィン酸又はその塩が挙げられる(以下、「有機ホスフィン酸化合物」ともいう。)。
難燃剤がハロゲン系難燃剤である場合、その種類は特に限定されるものではないが、例えば、有機ハロゲン化物が挙げられる。有機ハロゲン化物は、通常、塩素、臭素及びヨウ素原子から選択された少なくとも一種のハロゲン原子を含有する。
難燃助剤としては、芳香族樹脂[フェノール系樹脂、アニリン系樹脂、ポリフェニレンオキシド系樹脂、芳香族エポキシ樹脂(ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂等)、フェノキシ樹脂(ビスフェノールA型フェノキシ樹脂等)、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアリレート樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、液晶性であってもよい芳香族ポリエステル樹脂、液晶性であってもよい芳香族ポリエステルアミド樹脂等]、アンチモン含有化合物、モリブデン含有化合物(酸化モリブデン等)、タングステン含有化合物(酸化タングステン等)、ビスマス含有化合物(酸化ビスマス等)、スズ含有化合物(酸化スズ等)、鉄含有化合物(酸化鉄等)、銅含有化合物(酸化銅等)、リン含有化合物[(縮合)リン酸アミノトリアジン塩を除くリン含有化合物、例えば、リン酸エステル、縮合リン酸エステル、リン酸エステルアミド(ホスホルアミド等)、縮合リン酸エステルアミド、ホスホニトリル化合物[例えば、(架橋)フェノキシホスファゼン、(架橋)トリルオキシホスファゼン、(架橋)キシリルオキシホスファゼン、(架橋)トリルオキシフェノキシホスファゼン、(架橋)キシリルオキシフェノキシホスファゼン等の非架橋又は架橋アリールオキシホスファゼン等]、有機ホスホン酸化合物又は有機亜ホスホン酸化合物(例えば、有機(亜)ホスホン酸エステル、有機(亜)ホスホン酸アミノトリアジン塩、有機(亜)ホスホン酸金属塩等)等の有機化合物;赤リン、リン酸ホウ素、(亜)リン酸金属塩、次亜リン酸金属塩等の無機化合物等]、ケイ素含有化合物[(ポリ)オルガノシロキサン、層状ケイ酸塩等]、イオウ含有化合物(有機スルホン酸化合物、パーフルオロアルカンスルホン酸の金属塩、スルファミン酸化合物又はその塩等)、フッ素含有樹脂等が例示できる。これらの難燃助剤は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。なお、前記難燃助剤としては、通常、前記ベース樹脂とは種類の異なる成分が使用される。特に、難燃助剤が樹脂状難燃助剤(芳香族樹脂、例えば、芳香族ポリエステル樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリフェニレンオキシド系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂等)の場合、前記ベース樹脂とは種類の異なる樹脂が使用される。
また、結晶性熱可塑性樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない範囲に於いて、通常使用する添加剤、充填材、着色剤等を加えたものでもよい。すなわち、電磁波を照射しなくても著しく導電性を発現してしたり、又は著しく物性や成形性等を低下させたりしない範囲で、従来公知の添加剤等を使用できる。
炭化物層は、結晶性熱可塑性樹脂組成物がレーザーの照射によって変性し、本来であれば樹脂成形品を好適に溶かすことのできる良溶媒(本明細書ではヘキサフルオロイソプロパノール、α−クロロナフタレン)に対して不溶となった層である。したがって、正しくは、「良溶媒に対する不溶分で構成された層」という表現が適切であるが、発熱反応により不溶になった層であり、また色も黒色系であることから、本明細書では「炭化物層」という。
本発明の電界シールド性樹脂成形品は、周波数が1GHz以下である電磁波に対するアドバンテスト法又はKEC法、又は周波数が1GHz以上18GHz以下である電磁波に対する同軸管法による電界シールド性が3dB以上である。本明細書において、アドバンテスト法による電界シールド性は、電磁波シールド効果測定装置U3741 SPECTRUM ANALYZER(アドバンテスト社製)を用いて測定したときの電界シールド性を示すものとする。また、本明細書において、KEC法、同軸管法による電界シールド性は、千葉県産業支援技術研究所が所有する電磁波シールド効果測定装置を用いて測定したときの電界シールド性を示すものとする。
本発明の電界シールド性樹脂成形品は、上記熱可塑性樹脂組成物を射出成形又は押出成形した後、その後の射出成形品又は押出成形品の表面に電磁波を照射し、広角X回折法に基づくX線回折スペクトルにおけるブラッグ角(2θ)25〜27°に回折ピークを有する炭化物を形成することによって得られる。
電磁波の種類は特に限定されるものではないが、電磁波照射機器が広く市販されており、汎用性に富むという点で、電磁波はレーザー光であることが好ましい。
本発明の筐体は、上記電界シールド結晶性熱可塑性樹脂成形品を有する。本発明で言う筐体部品とはハウジングとも呼ばれる部品である。一般的には外装を為す箱型の部品であるが、製品形状、組み立て方法等の制約により平板形状をとる等必ずしも箱型でない場合もあるが、それらも本発明の範囲に含まれる。そしてこの筐体部品は一体化された成形品であっても複数の部品により構成されていても良い。ハウジングの内側にはデバイスが存在する。具体的にはIC、LSI、超LSI等のデジタル集積回路、アナログ集積回路、MOS集積回路、薄膜集積回路、混成集積回路、IIL等のメモリセル、TTL等の多重エミッタトランジスタ、液晶デバイス等である。これらは一般的に電界、電磁波、静電気等の影響を受けやすく、それが誤作動や劣化、破壊の原因となることがある。
(1)結晶性熱可塑性樹脂
PPS:ポリフェニレンスルフィド((株)クレハ製、フォートロンKPS W214A)
PBT:ポリブチレンテレフタレート(ウィンテックポリマー(株)製、ジュラネックス(固有粘度0.68dL/g))
(2)充填剤
GF:チョップドガラス繊維(日本電気硝子(株)製、ECS03T747)、平均繊維径:13μm
(3)難燃剤
ジエチルホスフィン酸アルミニウム(製品名:EXOLIT OP1240,クラリアントジャパン社製)
ポリベンジルアクリレート(製品名:FR-1025,ICL-IP JAPAN社製)
メラミンシアヌレート(製品名:MELAPUR MC50,BASFジャパン社製)
三酸化アンチモン(製品名:PATOX−M日本精鉱社製)
実施例1〜5及び比較例1〜7に係る電界シールド結晶性熱可塑性樹脂成形品について、1GHz以下である電磁波に対する電界シールド性をアドバンテスト法によって測定した。一例として、実施例1〜3及び比較例1〜3についての測定結果を図1に示し、実施例4,5及び比較例4〜7についての測定結果を図2に示す。
また、1GHz以下である電磁波に対する電界シールド性をKEC法によって測定した。一例として、実施例1,3及び比較例1,3についての測定結果を図3に示し、実施例5及び比較例5についての測定結果を図4に示す。
また、1GHz以上18GHz以下である電磁波に対する電界シールド性を同軸管法によって測定した。一例として、実施例1,3及び比較例1,3についての測定結果を図5に示し、実施例5及び比較例5についての測定結果を図6に示す。
実施例11に係る電界シールド結晶性熱可塑性樹脂成形品の表面を、本処理終了時と後処理終了時の2回について、電子顕微鏡(SEM)で拡大観察した。倍率は100倍とした。結果を図9に示す。
実施例21及び比較例21に係る電界シールド結晶性熱可塑性樹脂成形品の表面の広角X回折法に基づくX線回折スペクトルを図10に示す。
Claims (13)
- 試験片の厚みが1.6mmであるときのUL94燃焼性試験に準拠した難燃性がV−1以上である難燃性の結晶性熱可塑性樹脂を含有する結晶性熱可塑性樹脂組成物の成形品であり、
該結晶性熱可塑性樹脂は、ポリアリーレンスルフィド及び/又はポリアルキレンアリレートに、難燃剤としてジアルキルホスフィン酸金属塩およびハロゲン系難燃剤から選択される少なくとも1種を含有するものであって、
表面に電磁波の照射により、広角X回折法に基づくX線回折スペクトルにおけるブラッグ角(2θ)25〜27°に回折ピークを有する炭化物層が形成され、
周波数が1GHz以下である電磁波に対するアドバンテスト法又はKEC法、又は周波数が1GHz以上18GHz以下である電磁波に対する同軸管法による電界シールド性が3dB以上である電界シールド結晶性熱可塑性樹脂成形品。 - 前記結晶性熱可塑性樹脂がポリアリーレンスルフィドである場合、該ポリアリーレンスルフィドはポリフェニレンスルフィドであり、前記結晶性熱可塑性樹脂がポリアルキレンアリレートである場合、該ポリアルキレンアリレートはポリブチレンテレフタレートである、請求項1に記載の電界シールド結晶性熱可塑性樹脂成形品。
- 前記結晶性熱可塑性樹脂は、前記ポリアリーレンスルフィド又は前記ポリアルキレンアリレートをベースにしたポリマーアロイである、請求項1又は2に記載の電界シールド結晶性熱可塑性樹脂成形品。
- 前記結晶性熱可塑性樹脂組成物は電磁波吸収剤をさらに含有し、
前記電磁波吸収剤は、カーボンブラック、カーボンファイバー又はグラファイトから選択される少なくとも1種である、請求項1から3のいずれかに記載の電界シールド結晶性熱可塑性樹脂成形品。 - 前記難燃剤がハロゲン系難燃剤である場合、該ハロゲン系難燃剤はハロゲン化芳香族ビスイミド、ハロゲン化ベンジルアクリレート、ハロゲン化ポリスチレン、ハロゲン化ポリカーボネート又はハロゲン化芳香族エポキシから選ばれる少なくとも1種である、請求項1から4いずれかに記載の電界シールド結晶性熱可塑性樹脂成形品。
- 前記結晶性熱可塑性樹脂組成物が、金属酸化物、窒素含有化合物又は芳香族樹脂から選択される少なくとも1種である難燃助剤をさらに含有する、請求項1から5いずれかに記載の電界シールド結晶性熱可塑性樹脂成形品。
- 前記難燃助剤が金属酸化物である場合、該金属酸化物は、アンチモン化合物、ホウ酸化合物又はスズ化合物から選択される少なくとも1種であり、
前記難燃助剤が窒素含有化合物である場合、該窒素含有化合物は、メラミン、メラム、メレム、メロン、メラミンシアヌレート、メラミンホスフェート、メラミンポリホスフェート、メラミン・メラム・メレムポリホスフェート複塩から選択される少なくとも1種であり、
前記難燃助剤が芳香族樹脂である場合、該芳香族樹脂は、ノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルイミド樹脂から選択される少なくとも1種である、請求項6に記載の電界シールド結晶性熱可塑性樹脂成形品。 - 前記電磁波がレーザー光である、請求項1から7のいずれかに記載の電界シールド結晶性熱可塑性樹脂成形品。
- 射出成形品又は押出成形品である、請求項1から8のいずれかに記載の電界シールド結晶性熱可塑性樹脂成形品。
- 請求項1から9のいずれかに記載の電界シールド結晶性熱可塑性樹脂成形品を有する、輸送機用電子機器の筐体。
- 試験片の厚みが1.6mmであるときのUL94燃焼性試験に準拠した難燃性がV−1以上であるポリアリーレンスルフィド及び/又はポリアルキレンアリレートに、難燃剤としてジアルキルホスフィン酸金属塩およびハロゲン系難燃剤から選択される少なくとも1種を含有する結晶性熱可塑性樹脂、を含有する結晶性熱可塑性樹脂組成物の成形品の表面に電磁波を照射して、広角X回折法に基づくX線回折スペクトルにおけるブラッグ角(2θ)25〜27°に回折ピークを有する炭化物を形成する電磁波照射工程を含む、電界シールド結晶性熱可塑性樹脂成形品の製造方法。
- 前記電磁波照射工程では、中心周波数が1kHz以上のレーザー光を前記成形品の表面に1回以上照射し、その後、中心周波数が0kHzの連続波のレーザー光を前記成形品の表面に複数回照射する、請求項11に記載の電界シールド性樹脂成形品の製造方法。
- 前記電磁波照射工程の後、前記結晶性熱可塑性樹脂組成物の成形品の表面全体を弱いエネルギーのレーザー光で徐々に焼き付け又は溶融する、請求項11又は12に記載の電界シールド性樹脂成形品の製造方法。
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