JPH11335871A

JPH11335871A - 積層構造体

Info

Publication number: JPH11335871A
Application number: JP11058260A
Authority: JP
Inventors: Hisahiro Tamura; 壽宏田村; Takeshi Tamura; 田村　　剛
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1998-03-06
Filing date: 1999-03-05
Publication date: 1999-12-07
Anticipated expiration: 2019-03-05
Also published as: JP3527954B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ガラス繊維あるいは炭素繊維等を充填した強
化樹脂材料や金属材料を用いずに、樹脂成型材料からな
る樹脂成型体に金属材料によるメッキを施して積層する
ことで、材料の剛性を確保し、軽量で薄肉な積層構造か
らなる積層構造体を提供することである。【解決手段】基材５の材料を樹脂とし、積層材６の材
料を金属とし、前記積層材６を前記基材５の両面あるい
は片面に一層以上メッキを施して積層されてなる積層構
造体４において、前記積層材６は、前記基材５より曲げ
弾性率が大きく、かつ前記積層構造体４全体に占める前
記積層材６の厚さに対する剛性の変化率が重量の変化率
より大きくなるような厚さに積層されてなることで実現
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯情報端末や電
子機器等に用いられる超薄型、高剛性、軽量である樹脂
成型体に係るもので、二種類以上の異種材料、例えば樹
脂上に金属材料によるメッキを施すことで積層する構造
からなる積層構造体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、例えば携帯情報端末や電子機器等
に代表される樹脂成型体は、より軽薄短小なものが求め
られている。しかし、従来の樹脂をそのまま使用してい
る限り、樹脂成型体の肉厚を薄肉化すると、曲げ剛性や
衝撃性が低下することが懸念される。そのため、樹脂成
型体を薄肉化しても剛性や衝撃性が下がらないような成
型体材料を新たに製作する必要がある。そのためには従
来の樹脂成型体の剛性を確保し、しかも従来の成型体材
料より優れた曲げ弾性率を有する材料を選択せざるを得
ない。そこで成型体の剛性を上げ、薄肉、軽量化する方
法として色々開示提案されている。

【０００３】（１）特開平７−６０７７７号公報では、
成型体材料としてガラス繊維あるいは炭素繊維等を充填
した強化樹脂材料や、金属材料を用いることが開示され
ている。

【０００４】（２）実開昭６２−６２４９８号公報で
は、成型体材料として絶縁シートまたは導電性シートの
少なくとも片面に塗布した接着剤を介して薄鋼板を積層
してなる電磁波シールド材料が開示されている。

【０００５】（３）メッキ技術ガイドブック（１９８７
年東京鍍金材料共同組合発行）では、成型体にプラスチ
ックが使用される場合、そのプラスチック固有の問題点
を補うために金属メッキが用いられることが開示されて
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記開
示された技術においては、それぞれ以下のような問題点
を有している。

【０００７】上記（１）の場合、成型体材料にガラス繊
維あるいは炭素繊維等を充填した強化樹脂材料が用いら
れるが強化樹脂材料は、成型時において流動性が悪く、
薄肉でかつ複雑な形状の成型は困難である。また強化樹
脂材料は基材樹脂単体のものより破壊ひずみが低くな
り、脆い性質を持ち合わせているため、衝撃性が低下す
るという問題がある。さらに強化樹脂材料は、繊維の充
填分だけ重量増となるため、軽量化するのが難しく、ま
た材料コストが高価になる。

【０００８】上記（２）の場合、接着剤を介して絶縁シ
ートに薄鋼板を積層するときには単純な形状の場合には
適応できるが複雑な形状の場合には適応することはでき
ず、薄鋼板がしわになりやすい等の問題がある。また単
に薄鋼板を積層しただけでは重量が大きくなる場合があ
り、適切な厚みを規定する必要がある。

【０００９】上記（３）の場合、使用される金属メッキ
は下記に示す機能的な用途で用いられている。

【００１０】美観を与え、装飾的価値を高める。

【００１１】耐食性を向上し、寿命を長くする。

【００１２】耐摩耗性および潤滑性を与え、部品機能
を長期間保持する。

【００１３】電気伝導性を高める。

【００１４】電気、磁気特性を高める。

【００１５】光の反射、吸収特性を与える。

【００１６】耐熱性、熱吸収、熱伝導、熱反射などの
特性を与える。

【００１７】機会工作上の補助手段として利用し、省
資源と工程節減に寄与する。

【００１８】以上のような目的によるプラスチックへの
金属メッキは、そのメッキ厚さが１０μｍ以下と薄く、
単に樹脂表面を改質しているにすぎない。

【００１９】そこで、本発明は上記問題点を解決するた
めになされたもので、その目的とするところは、ガラス
繊維あるいは炭素繊維等を充填した強化樹脂材料や金属
材料を用いずに、通常の樹脂成型材料からなる樹脂成型
体に金属材料によるメッキを施して積層することで、材
料の剛性を確保し、かつ薄肉、軽量な積層構造からなる
積層構造体を提供することである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
発明は、基材の材料を樹脂とし、積層材の材料を金属と
し、前記積層材を前記基材の両面あるいは片面に一層以
上メッキを施して積層されてなる積層構造体において、
前記積層材は、前記基材より曲げ弾性率が大きく、かつ
前記積層構造体全体に占める前記積層材の厚さに対する
剛性の変化率が重量の変化率より大きくなるような厚さ
に積層されてなることを特徴とする積層構造体である。

【００２１】また、請求項２記載の発明は、基材材料の
曲げ弾性率が、積層材材料の曲げ弾性率の１／１５以下
であることを特徴とする請求項１記載の積層構造体であ
る。

【００２２】また、請求項３記載の発明は、積層材を基
材の両面に一層以上積層した積層構造体において、積層
構造体全体に占める各積層材の厚さの割合に対する剛性
の変化率が重量の変化率より１％以上大きく、かつ積層
構造体全体に占める積層材の厚さの割合が２５％以下で
あることを特徴とする請求項１記載の積層構造体であ
る。

【００２３】また、請求項４記載の発明は、積層構造体
全体に占める積層材の割合が５％以下であることを特徴
とする請求項３記載の積層構造体である。

【００２４】また、請求項５記載の発明は、基材の厚さ
が０．３〜１０ｍｍ、積層材の厚さの合計が０．０１５
〜２．５ｍｍであることを特徴とする請求項３または４
のいずれかに記載の積層構造体である。

【００２５】また、請求項６記載の発明は、積層材を基
材の片面に一層以上積層した積層構造体において、積層
構造体全体に占める各積層材の厚さの割合に対する剛性
の変化率が重量の変化率より１％以上大きく、かつ積層
構造体全体に占める積層材の厚さの割合が６％以下であ
ることを特徴とする請求項１記載の積層構造体である。

【００２６】また、請求項７記載の発明は、積層構造体
全体に占める積層材の割合が３％以下であることを特徴
とする請求項６記載の積層構造体である。

【００２７】また、請求項８記載の発明は、基材の厚さ
が０．３〜１０ｍｍ、積層材の厚さの合計が０．００９
〜０．６ｍｍである請求項６または７のいずれかに記載
の積層構造体である。

【００２８】また、請求項９記載の発明は、積層構造体
が筺体であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれ
かに記載の積層構造体である。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明における積層構造体
について図面及び表を参照しながら説明する。

【００３０】まず本発明における曲げ弾性率が異なる異
種材料を積層した場合の剛性及び重量の基本原理につい
て説明する。

【００３１】一般に物の剛性は、弾性係数Ｅと断面二次
モーメントＩの積ＥＩで与えられ、図１（ａ）に示すよ
うに任意の断面の断面二次モーメントＩは、任意の軸Ｏ
Ｚに関しては、式

【００３２】

【数１】で定義される。ここでηはＯＺ軸から微小面積ｄＡまで
の距離である。例えば、図１（ｂ）に示すような長方形
断面の中心を通る軸に対する剛性は、式

【００３３】

【数２】で表される。ここで積層材を基材の両面に積層する場合
と片面に積層する場合とでは、中心軸の位置が異なり、
それに伴って剛性も異なるため、それぞれの場合に分け
て考えなければならない。以下に各々の場合について説
明する。１）基材の両面に、異種材料を積層する場合基材の厚さをｔ₀、密度をρ₀、曲げ弾性率をＥ₀、前記
基材の両面に一層以上積層した構造体の積層された層数
をｎ層とした時に総厚をｔ_n、その時の第ｉ層の厚さを
（ｔ_i−ｔ_i-1）／２、密度をρ_i、曲げ弾性率をＥ_i、積
層構造体断面の幅をｂ、奥行きをｄとする。

【００３４】図２は、この時の積層構造体の部分的な断
面を示している。ここで１は基材、２は積層材の層、３
は積層構造体である。一般的に、剛性は曲げ弾性率と断
面二次モーメントの積で表され、重量は密度と体積の積
で表される。そのため、基材１の厚さがｔ₀で総材料
（基材＋全積層材）３の厚さがｔ_nの剛性は、基材１の
曲げ剛性と積層材２の曲げ剛性の和で表される。各々の
値は、下記（１−１）から（１−６）に記載の式にて求
められる。

【００３５】基材曲げ剛性

【００３６】

【数３】積層材曲げ剛性

【００３７】

【数４】基材重量

【００３８】

【数５】積層材重量

【００３９】

【数６】積層構造体（基材＋全積層材）の剛性

【００４０】

【数７】積層構造体（基材＋全積層材）の重量

【００４１】

【数８】上記式を用いて、基材１と積層材２の厚さ比に対する剛
性と重量の変化率から厚さの割合を決定することで、薄
肉、軽量で剛性に優れた積層構造体を得ることができ
る。２）基材の片面に、異種材料を積層する場合前記１）の場合と同様に、基材の厚さをｔ₀、密度を
ρ₀、曲げ弾性率をＥ₀、前記基材の片面に一層以上積層
した構造体の積層された層数をｎ層とした時に総厚をｔ
_n、その時の第ｉ層の厚さを（ｔ_i−ｔ_i-1）、密度を
ρ_i、曲げ弾性率をＥ _i、積層構造体断面の幅をｂ、奥行
きをｄとする。

【００４２】図３は、この時の積層構造体の部分的な断
面を示している。

【００４３】この場合も基材１の厚さがｔ₀で総材料
（基材＋全積層材）３の厚さがｔ_nの剛性は、基材１の
曲げ剛性と積層材２の曲げ剛性の和で表される。各々の
値は、下記（２−０）から（２−６）に記載の式にて求
められる。

【００４４】中心軸の位置（基材底面から中心軸までの
厚みをｘとし、ｎ層積層する）

【００４５】

【数９】基材曲げ剛性

【００４６】

【数１０】積層材曲げ剛性

【００４７】

【数１１】基材重量

【００４８】

【数１２】積層材重量

【００４９】

【数１３】積層構造体（基材＋全積層材）の剛性

【００５０】

【数１４】積層構造体（基材＋全積層材）の重量

【００５１】

【数１５】上記式を用いて、基材１と積層材２の厚さ比に対する剛
性と重量の変化率から厚さの割合を決定することで、薄
肉、軽量で剛性に優れた積層構造体を得ることができ
る。

【００５２】以上記載した式から総材料（基材＋全積層
材）３の厚さに占める積層材２の厚みに対する剛性の変
化率、及び重量の変化率を求めることにより、最適積層
厚の範囲を試算すると共に樹脂基材１に金属メッキを施
し、曲げ剛性を測定することによってその有用性を確か
めた実施例を以下に説明する。

【００５３】尚、以下の実施例において使用される基材
１用の樹脂と積層材２用の金属の種類とその物性値（曲
げ弾性率、密度）は、表１及び表２に示したものであ
る。

【００５４】

【表１】

【００５５】

【表２】（第１の実施例）本発明における第１の実施例について
説明する。

【００５６】本実施例は、基材としての樹脂材料にＡＢ
Ｓ樹脂、積層材としての金属材料に銅を用い、前記ＡＢ
Ｓ樹脂成型品に対して両面に銅メッキを施し、薄肉、軽
量、高剛性の携帯電話用等の成型体を得るための、最適
なＣｕメッキ厚さを求めるための手段・方法を説明す
る。

【００５７】図４は、基材に金属メッキを施すための装
置を示しており、４は積層構造体、５は基材である樹脂
成型品、６は積層材である金属メッキ層、６Ａは金属メ
ッキ層Ａ、６Ｂは金属メッキ層Ｂ、７は電極、８は取り
付けジグ、９はメッキ槽、１０は対向電極である。

【００５８】基材５としてのＡＢＳ樹脂は、表１に記載
した物性値を使用し、これは携帯電話等の筐体に用いら
れている材料と同等である。また燃焼性に関しては、Ｈ
Ｂ相当のものを使用する。尚、積層構造体４の総厚さ
（基材＋全積層材の厚さ）は説明の都合上１ｍｍとす
る。

【００５９】積層材６としてのメッキは、図４の金属メ
ッキ層６のように、無電解メッキで形成された金属メッ
キ層６Ａと電気メッキで形成された金属メッキ層６Ｂの
２層で構成されているが、２層ともにＣｕを用いるた
め、Ｃｕの１層と考えることができる。そのため本実施
例では説明を簡便化するために１層の場合についての記
述を行う。

【００６０】尚、２層以上の場合についても上記基本原
理の１）に記載の式（１−１）から式（１−６）にした
がって試算すると、同様の結果が得られる。例えば、樹
脂基材５にＣｒメッキを行う場合は、直接メッキを行う
と接着性が良くないため、無電解Ｎｉメッキを施したう
えでＣｒメッキすることを行う場合もあり、多層の場合
にも適応できる。

【００６１】次に具体的な試算方法について説明する。

【００６２】基材であるＡＢＳ樹脂成型品５の密度
ρ₀、曲げ弾性率Ｅ₀、積層材であるＣｕ６の密度ρ₁、
曲げ弾性率Ｅ₁、積層構造体（成型品）断面の幅ｂ、奥
行きｄ、１層のみ基材の両面に積層した積層構造体の総
厚さ（基材＋全積層材の厚さ）ｔ₁を各々 ρ₀ ＝１．２１ｇ／ｃｍ³ Ｅ₀ ＝２３０００ｋｇｆ／ｃｍ² ρ₁ ＝８．９３ｇ／ｃｍ³ Ｅ₁ ＝８０００００ｋｇｆ／ｃｍ² ｂ＝１０ｍｍｄ＝１０ｍｍｔ₁ ＝１ｍｍとし、基材５の厚さｔ₀及び前記基材５の両面に積層し
た時の積層材６の厚さ（ｔ₁−ｔ₀）／２を積層構造体４
の総厚さ（基材＋全積層材の厚さ）ｔ₁に占める割合を
０％、０．１％、０．２％、…の順に０．１％刻みで１
００．０％まで上記１）に記載されている式を用いて計
算する。

【００６３】図５は、上記条件にて算出された結果をグ
ラフで示したもので、グラフの横軸には総厚み１ｍｍに
対するメッキ層６厚みの割合（ｔ₁−ｔ₀）／ｔ₁を、縦
軸には重量の変化率Ｇ１及び剛性の変化率Ｇ２を示して
いる。実際には、上記の０．１％刻みで算出された重量
及び剛性の隣り合う数値の差が変化率となる。これは重
量の変化率Ｇ１が∂Ｗ／∂ｔで、また剛性の変化率Ｇ２
が∂Ｇ／∂ｔで求められることを意味している。

【００６４】図５においては、重量の変化率Ｇ１と剛性
の変化率Ｇ２の交点であるメッキ層６厚さの割合は２
９．３％である。すなわち、メッキ層６厚を２９．３％
以上にしても、重量の変化率Ｇ１が剛性の変化率Ｇ２を
上回るため、メッキを施したことによる剛性のＵＰ、見
かけの重量のＤＯＷＮ効果が現れない領域になる。した
がって、ＡＢＳ樹脂とＣｕメッキの場合は、総厚さに対
するメッキの割合としては、２９．３％以下でなければ
ならない。つまり総厚１ｍｍに対しては、両側のメッキ
厚の合計を２９３μｍ以下としなければメッキを施して
も、剛性がＵＰし、見かけ上の重量が減少する効果は得
られない。

【００６５】上記図５のＡＢＳ樹脂と銅メッキの場合
は、総厚さを１ｍｍとして計算を行ったが、どのような
厚さで計算を行っても重量の変化率Ｇ１と剛性の変化率
Ｇ２の交点は２９．３％で一定であった。したがって、
いずれの総厚においても両側のメッキ厚の合計の比率が
２９．３％以下でなければならない。

【００６６】次に、上記と同様の条件で別の樹脂や金属
についても試算を実施した。使用した材料の種類とその
物性値は表１及び表２に記載されたものである。その結
果の一例を図６〜図８に示す。

【００６７】図６では、基材としてＡＢＳ樹脂のかわり
にＰＡ樹脂を用いた。ＰＡ樹脂は、樹脂自体の曲げ弾性
率が大きいため、Ｃｕメッキを施したときの剛性の変化
率Ｇ２が小さく、効果が小さいことがわかった。

【００６８】図７では、ＰＡ樹脂にＣｕメッキのかわり
にＣｒメッキを施した。結果として前記図５の場合と同
等レベルの効果が得られた。

【００６９】図８では、ＰＡ樹脂にＳｎメッキを施し
た。結果的にこの場合の効果が最も小さかった。

【００７０】表３は、表１及び表２に示した種々の材料
を用いて剛性と重量の変化率の交点での積層材厚の割合
を調べた結果を示したものである。

【００７１】

【表３】この結果から、いずれの組み合わせであっても総厚に対
するメッキ厚の割合は、２５％以下でなければならない
ことがわかる。しかし、効果が最も良く現れるのは上記
図５から図８のところで説明したように剛性の変化率Ｇ
２と重量の変化率Ｇ１の差が大きい場合である。

【００７２】表４は、剛性の変化率Ｇ２と重量の変化率
Ｇ１の差が１％以上であるメッキ厚の割合を示したもの
である。尚、○印は効果が大きく使用することが望まし
いタイプ、△印は効果は小さいが使用することが可能な
タイプ、×印は効果がほとんど無く使用することが適切
でないタイプとした。

【００７３】

【表４】この結果から、基材５の材料についてはＰＡやグラスフ
ァイバー強化ＡＢＳ／ＰＢＴのような曲げ弾性率の比較
的大きな樹脂に対しては効果が小さく、またメッキ６の
材料についてはＳｎのような曲げ弾性率の比較的小さな
金属を積層した場合には効果が小さい。しかし、ＰＡや
グラスファイバー強化ＡＢＳ／ＰＢＴのような材料を基
材５としてＣｒ、Ｆｅ、Ｎｉのような曲げ弾性率の大き
な金属材料６を積層すれば剛性ＵＰ、見かけの重量ＤＯ
ＷＮの効果が得られる。したがって、表４から剛性Ｕ
Ｐ、見かけの重量ＤＯＷＮの効果の大きい積層材の厚み
は、いずれの場合においても総厚に対して５％以下であ
ることがより望ましい。つまりこのようにより大きな効
果を得るためには、剛性の変化率Ｇ２と重量の変化率Ｇ
１の差がより大きくなるような材料を選択すれば良い。

【００７４】一方、曲げ弾性率で比較を行うとその範囲
は基材５の曲げ弾性率が積層材料６の曲げ弾性率の１／
１５以下が良いことがわかる。これは、上記表４の○印
と△印のタイプのものをすべて含むことになる。

【００７５】尚、実際には基材５及び積層材６の組み合
わせによる金属メッキの施しやすさ等も関係してくるた
め、それらの諸条件を含めて最良のタイプを選択し、成
型することが望ましい。

【００７６】次に実際に上記構成、すなわち基材５をＡ
ＢＳ樹脂、積層材６をＣｕメッキとし、総厚１ｍｍ、メ
ッキ厚１０％以下（１％刻み）の試料を作成し、曲げ弾
性率を測定した。尚、試料作成、測定条件、測定方法な
どはＪＩＳＫ９６１１に準拠したものを用いた。

【００７７】図９は、この測定結果と計算結果とを共に
示したものである。この結果から、測定値は計算値とほ
ぼ一致しており、計算値の±１０％の範囲にあるため、
計算結果を用いて議論しても差し支えないことになる。

【００７８】以上、目的とする積層構造体を成型するた
めには以下のことが言える。１）積層材６は、基材５より曲げ弾性率が大きい材料を
選択し、かつ積層構造体４全体に占める積層材６の厚さ
に対する剛性の変化率Ｇ２が重量の変化率Ｇ１より大き
くなるよう材料を選択し、剛性の変化率Ｇ２が重量の変
化率Ｇ１より大きくなる範囲に入るよう、積層材６の厚
さを決定する。２）望ましくは、基材５材料の曲げ弾性率が、積層材６
材料の曲げ弾性率の１／１５以下である材料の組み合わ
せを選択する。３）さらに望ましくは、剛性の変化率Ｇ２が重量の変化
率Ｇ１より１％以上大きく、積層構造体４全体に占める
積層材６の厚さの割合が５％以下となるような材料を選
択する。

【００７９】以上のことから、樹脂成型品に、剛性を向
上させるために流動性の悪いガラス繊維あるいは炭素繊
維等を充填した強化材料を必要とせず、通常の樹脂材料
を使用できるために成型性が良好で、薄肉化を図りやす
く、また金属メッキを用いることから面積の大小にかか
わりなく実施できるとともに、材料コストを低減するこ
とができる。さらに、金属メッキ層の曲げ弾性率が樹脂
よりも高いため、金属メッキを施した樹脂成型品は非常
に曲げ弾性率を向上することができる。（第２の実施例）本発明における第２の実施例について
説明する。

【００８０】前記第１の実施例においては、樹脂成型品
に対して両面に銅メッキを施し、薄肉、軽量、高剛性の
携帯電話用等の成型体を得るための、最適なＣｕメッキ
厚さを求めたが、本実施例では樹脂成型品に対して片面
にＣｕメッキを施す場合の手段・方法を説明する。尚、
使用した装置あるいは材料等は、前記第１の実施例と同
様のものを使用することから、同じ内容に関してはその
説明を省略し、異なる点についてのみ述べる。

【００８１】積層構造体４の総厚さ（基材＋全積層材の
厚さ）は説明の都合上２ｍｍとし、積層数は１層とす
る。尚、本実施例においても前記第１の実施例の場合と
同様に多層の場合にも適応できる。

【００８２】次に具体的な試算方法について説明する。

【００８３】前記基本原理の２）における式（２−０）
から式（２−６）までを用いて ρ₁ ＝８．９３ｇ／ｃｍ³ Ｅ₁ ＝８０００００ｋｇｆ／ｃｍ² ｂ＝１０ｍｍｄ＝１０ｍｍｔ₁ ＝２ｍｍにおいて、基材５の厚さｔ₀及び前記基材５の片面に積
層した時の積層材６の厚さ（ｔ₁−ｔ₀）を積層構造体４
の総厚さ（基材＋全積層材の厚さ）ｔ₁に占める割合を
０％、０．１％、０．２％、…の順に０．１％刻みで１
００．０％まで計算する。

【００８４】図１０は、上記条件にて算出された結果を
グラフで示したもので、グラフの横軸には総厚み２ｍｍ
に対するメッキ層６厚みの割合（ｔ₁−ｔ₀）／ｔ₁を、
縦軸には重量の変化率Ｇ２及び剛性の変化率Ｇ１を示し
ている。

【００８５】図１０においては、重量の変化率Ｇ２と剛
性の変化率Ｇ１の交点であるメッキ層６厚さの割合は
６．３％である。すなわち、メッキ層６厚を６．３％以
上にしても、重量の変化率Ｇ２が、剛性の変化率Ｇ１を
上回るため、メッキを施したことによる剛性のＵＰ、見
かけの重量のＤＯＷＮ効果が現れない領域になる。した
がって、ＡＢＳ樹脂とＣｕメッキの場合は、総厚さに対
するメッキの割合としては、６．３％以下でなければな
らない。つまり総厚２ｍｍに対しては、メッキ厚の合計
を１２６μｍ以下としなければメッキを施しても、剛性
がＵＰし、見かけ上の重量が減少する効果は得られな
い。

【００８６】上記図１０のＡＢＳ樹脂と銅メッキの場合
は、総厚さを２ｍｍとして計算を行ったが、どのような
厚さで計算を行っても重量の変化率Ｇ１と剛性の変化率
Ｇ２の交点は６．３％で一定であった。したがって、い
ずれの総厚においてもメッキ厚の合計の比率が６．３％
以下でなければならない。

【００８７】次に、上記と同様の条件で別の樹脂や金属
についても試算を実施した。使用した材料の種類とその
物性値は表１及び表２に記載されたものである。その結
果の一部を図１１〜図１３に示す。

【００８８】図１１では、基材としてＡＢＳ樹脂のかわ
りにＰＡ樹脂を用いた。ＰＡ樹脂は、樹脂自体の曲げ弾
性率が大きいため、Ｃｕメッキを施したときの剛性の変
化率Ｇ２が小さく、効果が小さいことがわかった。

【００８９】図１２では、ＰＡ樹脂にＣｕメッキのかわ
りにＣｒメッキを施した。結果として前記図１０の場合
と同等レベルの効果が得られた。

【００９０】図１３では、ＰＡ樹脂にＳｎメッキを施し
た。結果的にこの場合の効果が最も小さかった。

【００９１】表５は、表１及び表２に示した種々の材料
を用いて剛性と重量の変化率の交点での積層材厚の割合
を調べた結果を示したものである。

【００９２】

【表５】この結果から、いずれの組み合わせであっても総厚に対
するメッキ厚の割合は、５％以下でなければならないこ
とがわかる。しかし、効果が最も良く現れるのは上記図
１０から図１３のところで説明したように剛性の変化率
Ｇ２と重量の変化率Ｇ１の差が大きい場合である。

【００９３】表６は、剛性の変化率Ｇ２と重量の変化率
Ｇ１の差が１％以上であるメッキ厚の割合を示してい
る。尚、○印は効果が大きく使用することが望ましいタ
イプ、△印は効果は小さいが使用することが可能なタイ
プ、×印は効果がほとんど無く使用することが適切でな
いタイプとした。

【００９４】

【表６】この結果から、基材５の材料についてはＰＡやグラスフ
ァイバー強化ＡＢＳ／ＰＢＴのような曲げ弾性率の比較
的大きな樹脂に対しては効果が小さく、またメッキ６の
材料についてはＳｎのような曲げ弾性率の比較的小さな
金属を積層した場合には効果が小さい。しかし、ＰＡや
グラスファイバー強化ＡＢＳ／ＰＢＴのような材料を基
材５としてＣｒ、Ｆｅ、Ｎｉのような曲げ弾性率の大き
な金属材料６を積層すれば剛性ＵＰ、見かけの重量ＤＯ
ＷＮの効果が得られる。したがって、表６から剛性Ｕ
Ｐ、見かけの重量ＤＯＷＮの効果の大きい積層材の厚み
は、いずれの場合においても総厚に対して３％以下であ
ることがより望ましい。つまりこのようにより大きな効
果を得るためには、剛性の変化率Ｇ２と重量の変化率Ｇ
１の差がより大きくなるような材料を選択すれば良い。

【００９５】一方、前記第１の実施例と同様に曲げ弾性
率で比較を行うとその範囲は基材５の曲げ弾性率が積層
材料６の曲げ弾性率の１／１５以下が良いことがわか
る。これは、上記表４の○印と△印のタイプのものをす
べて含むことになる。

【００９６】尚、実際には基材５及び積層材６の組み合
わせによる金属メッキの施しやすさ等も関係してくるた
め、それらの諸条件を含めて最良のタイプを選択し、成
型することが望ましい。

【００９７】次に実際に上記構成、すなわち基材５をＡ
ＢＳ樹脂、積層材６をＣｕメッキとし、総厚２ｍｍ、メ
ッキ厚１０％以下（１％刻み）の試料を作成し、曲げ弾
性率を測定した。尚、試料作成、測定条件、測定方法な
どはＪＩＳＫ９６１１に準拠したものを用いた。

【００９８】図１４は、この測定結果と計算結果とを共
に示したものである。この結果から、測定値は計算値と
ほぼ一致しており、計算値の±１０％の範囲にあるた
め、計算結果を用いて議論しても差し支えないことにな
る。

【００９９】以上、目的とする積層構造体を成型するた
めには以下のことが言える。１）積層材６は、基材５より曲げ弾性率が大きい材料を
選択し、かつ積層構造体４全体に占める積層材６の厚さ
に対する剛性の変化率Ｇ２が重量の変化率Ｇ２より大き
くなるよう材料を選択し、剛性の変化率Ｇ２が重量の変
化率Ｇ１より大きくなる範囲に入るよう、積層材６の厚
さを決定する。２）望ましくは、基材５材料の曲げ弾性率が、積層材６
材料の曲げ弾性率の１／１５以下である材料の組み合わ
せを選択する。３）さらに望ましくは、剛性の変化率Ｇ２が重量の変化
率Ｇ１より１％以上大きく、積層構造体４全体に占める
積層材６の厚さの割合が３％以下となるような材料を選
択する。

【０１００】以上のことから、前記第１の実施例と同様
に樹脂成型品に、剛性を向上させるために流動性の悪い
ガラス繊維あるいは炭素繊維等を充填した強化材料を必
要とせず、通常の樹脂材料を使用できるために成型性が
良好で、薄肉化を図りやすく、また金属メッキを用いる
ことから面積の大小にかかわりなく実施できるととも
に、材料コストを低減することができる。さらに、金属
メッキ層の曲げ弾性率が樹脂よりも高いため、金属メッ
キを施した樹脂成型品は非常に曲げ弾性率を向上するこ
とができる。（第３の実施例）本実施例は、本発明における積層構造
体をリブに応用した場合のもので、図１５を用いて説明
する。

【０１０１】通常筐体の強度を高めるためには、リブの
構造を設ける。（ａ）は樹脂単体を使用している筐体１
３の断面であり、そのＡＢＳ樹脂の片面に剛性を高める
ためにリブ１１を設けたものである。（ｂ）は（ａ）よ
りもさらに剛性を高めようとしたもので、リブ１１の高
さを上げれば当然剛性も上げることは可能であるが、小
型化といった点においてはデメリットとなる。一方、
（ｃ）は（ｂ）のようにリブ１１を高くすることなしに
（ｂ）と同じ剛性が得られるように、リブ１１の上面に
弾性係数の大きい金属等１２を被覆することによってリ
ブ１１の高さを低く抑えている。

【０１０２】本実施例においては、図９の構成に対し
て、筐体１３及びリブ１１の基材をＡＢＳ樹脂、被覆材
１２をＣｕとしてメッキを施すことにより、（ａ）の２
倍の剛性をリブ１１の高さを低く抑えることで実現でき
たことを具体的に数値をあげて説明する。

【０１０３】（ａ）は、全ＡＢＳ構造体（筐体＋リブ）
厚を４ｍｍとし、ＡＢＳ筐体１３厚を（ｈ２ａ―ｈ１
ａ）＝２ｍｍ、筐体１３幅をｂ１＝１０ｍｍ、リブ１１
高さをｈ１ａ＝２ｍｍ、リブ１１幅をｂ２＝４ｍｍとす
る。この断面を持つ筐体１３の剛性を２倍にあげようと
すれば（ｂ）に示すように全ＡＢＳ構造体（筐体＋リ
ブ）厚がｈ２ｂ＝５．０３４ｍｍとなる。また筐体１３
厚は（ａ）と同じ（ｈ２ｂ―ｈ１ｂ）＝２ｍｍであるこ
とから、リブ１１高さはｈ１ｂ＝３．０３４ｍｍとな
る。この結果、リブ１１の高さは（ａ）の場合に比べて
約１ｍｍ大きくなっている。

【０１０４】次に（ｃ）に示すようにＡＢＳ基材のリブ
１１上面にＣｕメッキ１２を施す。ここで（ｃ）は元々
（ａ）と同じＡＢＳ筐体１３厚（ｈ２ａ−ｈ１ａ）＝２
ｍｍ、ＡＢＳリブ１１厚ｈ１ａ＝２ｍｍ、全ＡＢＳ構造
体（筐体＋リブ）厚ｈ２ａ＝４ｍｍに対して、（ｂ）と
同様に（ａ）の２倍の剛性を得ようとするためにリブ１
１上面にＣｕメッキ１２を施したものである。その結
果、メッキ１２厚はｈ３ｃ＝１１２μｍとなり、リブ１
１全厚ｈ１ｃ＝２．１１２ｍｍ、構造体（筐体＋リブ）
総厚ｈ２ｃ＝４．１１２ｍｍとなった。

【０１０５】結果として、構造体（筐体＋リブ）総厚ｈ
２ｃに対するメッキ層１２厚ｈ３ｃの割合は２．８％で
あり、その時の重量ＵＰは（ａ）の単一材料使用時の約
１．１倍であった。また、（ｂ）の単一樹脂で筐体を作
製する場合に比べ、同じ剛性が得られ、かつリブ高さが
約１ｍｍ程度低くすることができた。

【０１０６】尚、上記ではリブの面のみに金属メッキを
施したものの説明を行ったが、当然、リブ面の片面全体
あるいは両面全体を上記の実施例の範囲内で金属メッキ
を施しても効果が得られる。

【０１０７】以上のように、金属メッキ層は、メッキ加
工前にマスキングを施すことで、樹脂成型品の表面の必
要な部分のみに形成することができる。したがって従来
の補強リブのかわりに金属メッキ層を用いると、樹脂成
型品は補強リブの高さを抑えることができる点で、小型
化を図ることが可能となる。

【０１０８】以上に説明を行ったように、携帯用の筺体
では、携帯に便利なように薄肉、軽量で、万一の落下や
衝撃に耐えられるように剛性に優れるという実用上の要
求により、物性、寸法及び形状についての基材と積層材
の相互関係にもよるが、基材については厚さを０．３〜
１０ｍｍ、好ましくは０．５〜６ｍｍに設定される。積
層材が基板の両面に積層される場合には、積層材の厚さ
を０．０１５〜２．５ｍｍ、好ましくは０．０２５〜
１．２ｍｍ、より好ましくは０．０２５〜０．３ｍｍに
設定される。積層材が基板の片面に積層されている場合
には、積層材の厚さは０．００９〜０．６ｍｍ、好まし
くは０．０１５〜０．３６ｍｍ、より好ましくは０．０
１５〜０．１８ｍｍに設定される。

【０１０９】尚、本発明における積層構造体は、カメ
ラ、ビデオ一体型カメラ、デジタルカメラ等の携帯用映
像電子機器の筐体、ノート型パソコン、ポケットコンピ
ュータ、電卓、電子手帳、ＰＤＣ、ＰＨＳ、携帯電話等
の携帯用情報あるいは通信端末の筐体、ＭＤ、カセット
ヘッドホンステレオ、ラジオ等の携帯用音響電子機器の
筐体、液晶ＴＶ・モニター、電話、ファクシミリ、ハン
ドスキャナー等の家庭用電化機器の筐体などの色々な分
野に応用可能である。

【０１１０】

【発明の効果】本発明に係る積層構造体は、各請求項に
おいて以下の効果が得られる。

【０１１１】本発明の請求項１においては、成型性が良
好で、薄肉化が図りやすく、材料コストを低減すること
ができる。

【０１１２】本発明の請求項２においては、金属メッキ
層の曲げ弾性率が基材である樹脂よりも高いため、金属
メッキを施した樹脂成型品は曲げ弾性率が非常に向上す
ることができる。

【０１１３】本発明の請求項３においては、樹脂成形品
に、剛性を向上させるために流動性の悪いガラス繊維あ
るいは炭素繊維等を充填した強化材料を必要とせず、通
常の樹脂材料を使用できるために成形性が良好で、薄肉
化を図りやすくなり、高剛性、軽量化は可能となる。

【０１１４】本発明の請求項４においては、さらに、成
形性が良好で、薄肉化を図りやすくなり、高剛性、軽量
化は可能となる。

【０１１５】本発明の請求項５においては、携帯用映像
電子機器、携帯用情報あるいは通信端末、家庭用電化機
器などに適応でき、小型、薄肉であり、かつ軽量、高剛
性を両立させることが可能となる。

【０１１６】本発明の請求項６においては、樹脂成形品
に、剛性を向上させるために流動性の悪いガラス繊維あ
るいは炭素繊維等を充填した強化材料を必要とせず、通
常の樹脂材料を使用できるために成形性が良好で、薄肉
化を図りやすくなり、高剛性、軽量化は可能となる。

【０１１７】本発明の請求項７においては、さらに、成
形性が良好で、薄肉化を図りやすくなり、高剛性、軽量
化は可能となる。

【０１１８】本発明の請求項８においては、携帯用映像
電子機器、携帯用情報あるいは通信端末、家庭用電化機
器などに適応でき、小型、薄肉であり、かつ軽量、高剛
性を両立させることが可能となる。

【０１１９】本発明の請求項９においては、本発明の積
層構造体を携帯用映像電子機器、携帯用情報あるいは通
信端末、家庭用電化機器などのさまざまな筺体に適応す
ることで、小型、薄肉であり、かつ軽量、高剛性を両立
させることが可能となる。

【０１２０】また、発明の実施の形態において以下の効
果が得られる。・樹脂成形品に、剛性を向上させるために流動性の悪い
ガラス繊維あるいは炭素繊維等を充填した強化材料を必
要とせず、通常の樹脂材料を使用できるために成形性が
良好で、薄肉化を図りやすくなる。・成形品表面に緻密な金属層が形成されるため、塗装に
よる電磁波シールド層や金属繊維による電磁波シールド
材よりも良好な電磁波シールド性が得られる。・金属メッキ層の曲げ弾性率は樹脂よりも高いため、金
属メッキを施した樹脂成形品は曲げ弾性率が向上する。・金属メッキ層は炎に対して防炎壁となるため、樹脂成
形品単体のものより耐炎性に優れ、また、樹脂は難燃性
の低いものが使用できる点で材料コストを低減すること
ができる。・金属メッキ層は、メッキ加工前にマスキングを施すこ
とで、樹脂成形品の表面の必要な部分のみに形成するこ
とができる。したがって、従来の補強リブのかわりに金
属メッキ層を用いると、樹脂成形品は補強リブの高さを
抑えることができる点で、小型化を図ることが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】剛性を計算する手法を説明するための図であ
る。

【図２】本発明における単一材料からなる成型品の両面
への積層材料の積層を示した断面図である。

【図３】本発明における単一材料からなる成型品の片面
への積層材料の積層を示した断面図である。

【図４】本発明における樹脂成型品に対する金属メッキ
の成型手段の説明図である。

【図５】本発明における両面積層での積層材料厚さの割
合に対する剛性及び重量の変化率の関係図である。

【図６】本発明における両面積層での積層材料厚さの割
合に対する剛性及び重量の変化率の別の関係図である。

【図７】本発明における両面積層での積層材料厚さの割
合に対する剛性及び重量の変化率の別の関係図である。

【図８】本発明における両面積層での積層材料厚さの割
合に対する剛性及び重量の変化率の別の関係図である。

【図９】本発明における両面積層での積層材料厚さの割
合と樹脂単体の相対曲げ剛性との関係図である。

【図１０】本発明における片面積層での積層材料厚さの
割合に対する剛性及び重量の変化率の関係図である。

【図１１】本発明における片面積層での積層材料厚さの
割合に対する剛性及び重量の変化率の別の関係図であ
る。

【図１２】本発明における片面積層での積層材料厚さの
割合に対する剛性及び重量の変化率の別の関係図であ
る。

【図１３】本発明における片面積層での積層材料厚さの
割合に対する剛性及び重量の変化率の別の関係図であ
る。

【図１４】本発明における片面積層での積層材料厚さの
割合と樹脂単体の相対曲げ剛性との関係図である。

【図１５】筐体にリブをもうけた場合の断面構造を説明
するための図である。

【符号の説明】

１基材２積層材の層３、４積層構造体５樹脂成型品基材６、１２金属メッキ層６Ａ金属メッキ層Ａ６Ｂ金属メッキ層Ｂ７電極８取り付けジグ９メッキ槽１０対向電極１１リブ１３筐体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基材の材料を樹脂とし、積層材の材料を
金属とし、前記積層材を前記基材の両面あるいは片面に
一層以上メッキを施して積層されてなる積層構造体にお
いて、前記積層材は、前記基材より曲げ弾性率が大きく、かつ
前記積層構造体全体に占める前記積層材の厚さに対する
剛性の変化率が重量の変化率より大きくなるような厚さ
に積層されてなることを特徴とする積層構造体。
【請求項２】基材材料の曲げ弾性率が、積層材材料の
曲げ弾性率の１／１５以下であることを特徴とする請求
項１記載の積層構造体。
【請求項３】積層材を基材の両面に一層以上積層した
積層構造体において、積層構造体全体に占める各積層材の厚さの割合に対する
剛性の変化率が重量の変化率より１％以上大きく、かつ
積層構造体全体に占める積層材の厚さの割合が２５％以
下であることを特徴とする請求項１記載の積層構造体。
【請求項４】積層構造体全体に占める積層材の割合が
５％以下であることを特徴とする請求項３記載の積層構
造体。
【請求項５】基材の厚さが０．３〜１０ｍｍ、積層材
の厚さの合計が０．０１５〜２．５ｍｍであることを特
徴とする請求項３または４のいずれかに記載の積層構造
体。
【請求項６】積層材を基材の片面に一層以上積層した
積層構造体において、積層構造体全体に占める各積層材の厚さの割合に対する
剛性の変化率が重量の変化率より１％以上大きく、かつ
積層構造体全体に占める積層材の厚さの割合が６％以下
であることを特徴とする請求項１記載の積層構造体。
【請求項７】積層構造体全体に占める積層材の割合が
３％以下であることを特徴とする請求項６記載の積層構
造体。
【請求項８】基材の厚さが０．３〜１０ｍｍ、積層材
の厚さの合計が０．００９〜０．６ｍｍである請求項６
または７のいずれかに記載の積層構造体。
【請求項９】積層構造体が筺体であることを特徴とす
る請求項１乃至８のいずれかに記載の積層構造体。