JP2020040401A - 金属膜付樹脂成形品及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
なお、本発明において、「金属膜」は、単一の金属からなる膜に限らず、2種以上の金属からなる合金膜を包含する広義の金属膜をさす。
即ち、樹脂は非導電体であるため、前処理として六価クロム酸エッチングを行って樹脂成形品の表面上に凸凹を形成することで、金属めっき膜に対する物理的密着性を高め、また、シード層の形成としてパラジウム触媒を塗布して触媒活性化して無電解めっき処理することが行われている。
しかも、これらの工程は、水洗、中和等のためにも、多数の処理槽を必要とし、設備数が多く、廃液の処理等の問題もあり、設備面積、製造コスト、生産性等の観点からも好ましくない。このため、無電解めっきに代わる乾式処理で電解めっき膜の下地となる金属皮膜を形成することが望まれる。
本発明の第1態様に係る金属膜付樹脂成形品は、ポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物及び/又はポリカーボネート系樹脂組成物よりなる成形品の表面に金属膜を有する金属膜付樹脂成形品であって、前記樹脂組成物が、反応性化合物及び/又は反応性官能基を有する樹脂を含有することを特徴とする。
また、このような本発明の樹脂組成物よりなる成形品を「本発明の成形品」と称す場合がある。
本発明の樹脂組成物の成分組成、製造方法及び成形方法については後述する。
本発明の成形品の表面に乾式処理により金属膜を設ける方法としては、後述のプラズマCVDとスパッタリングを組み合わせる方法、PVDや熱CVD、ECRプラズマCVD、光CVD、MO CVD(Metalorganic Chemical Vapor Deposition)、2極スパッタリング法、マグネトロンスパッタリング法、DC(直流)、RF(高周波)、電源のスパッタリング、デュアル(Dual)マグネトロン方式、反応性スパッタリング、対向ターゲット、イオンビームスパッタリング、ECR(Electron Cyclotron Resonance)スパッタリング等が挙げられる。これらの乾式処理の1種のみで金属膜の成膜を行ってもよく、2種以上を組み合わせて金属膜の成膜を行ってもよい。
以下に、プラズマ工程とスパッタリング工程を経て金属膜を成膜する方法について説明する。
本発明においては、後述のプラズマ工程に先立ち、本発明の成形品を加熱する加熱工程を行ってもよく、加熱工程を行うことで、プラズマ工程における本発明の成形品からの水分やガスの揮散を防止して、より密着性に優れた金属膜を形成することができる。
なお、加熱工程の雰囲気や圧力には特に制限はなく、大気圧下で行ってもよいが、例えばN2雰囲気中133Pa以下の減圧条件としたり、10−1Pa以下の真空条件としたりすることで、加熱温度を下げ、また加熱時間を短くした上で、常圧下での加熱と同等の効果を得ることができる場合がある。
プラズマ工程は、本発明の成形品の表面に反応性官能基を発生させることで、金属原子との結合性を高め、その後のスパッタリングで成膜された金属膜との密着性を向上させるための活性化処理工程である。
また、プラズマ処理でより効率的に本発明の成形品の表面に反応性官能基を発生させるために、本発明の樹脂組成物は、後述の通り、反応性化合物及び/又は反応性官能基を有する樹脂を含有することが好ましい。
また、特に、プラズマ工程と後述のスパッタリング工程とを真空雰囲気下での連続処理を行うことで、プラズマ処理後に本発明の成形品を大気に曝すことなくスパッタリング成膜に供することができ、本発明の成形品のプラズマ処理面の変質等を防止して処理面を安定化させることができる。
即ち、プラズマ発生源から放出された段階ではプラズマは高温であるが、チャンバー内をドリフト中に、チャンバー内に存在する反応ガスとの衝突などにより熱エネルギーを失うため、プラズマ発生源から離隔して配置された処理対象物である本発明の成形品に達した時点ではプラズマの温度は低下している。
また、反応ガスとの衝突などにより、プラズマの一部は、プラズマ(帯電状態)から活性化状態(ラジカル状態)に変化している。よって、本発明の成形品は、反応ガスのプラズマのみではなく、活性化状態(ラジカル状態)の反応ガスにも晒されることになる。本明細書では、プラズマ状態の反応ガスと活性化状態(ラジカル状態)の反応ガスを、高反応性化された反応ガスと呼ぶ。また、プラズマ状態の反応ガスとラジカル状態の反応ガスにより、処理対象物である本発明の成形品の表面を活性化することをプラズマ処理と呼ぶ。
しかし、プラズマ発生源と本発明の成形品を設けたチャンバー内を減圧して真空雰囲気下とすることで、プラズマ発生源で発生したプラズマが必要以上に気体分子(反応ガスの分子)と衝突することを防ぎ、高反応性化された反応ガスの濃度の低下を防止することができる。
上記のプラズマ工程により表面を活性化した本発明の成形品のプラズマ処理面に、次いでスパッタリングにより金属膜を成膜する。
前述の通り、このスパッタリング工程は、プラズマ処理後の本発明の成形品を大気に晒すことなく行うことが、より密着性の高い金属膜を成膜する上で重要である。
通常、スパッタ装置では、成膜する膜の純度を高めるために、スパッタ装置内の圧力を0.1Pa程度に減圧して成膜を行うのが一般的である。スパッタ装置内の圧力がこれより高いと、スパッタ装置内に残留する、あるいは処理対象物から放出される水等の不純物の除去が困難であり、その結果、不純物が膜に混入し膜の品質が低下するためである。しかし、特に処理対象物が樹脂である場合には、処理対象物から放出される不純物の量が多く、かつ、長時間にわたって不純物を放出し続けるため、従来のスパッタ装置のように、0.1Pa程度に減圧して成膜を行うことは困難である。
本発明の成形品の表面に形成される金属膜としては、銅、アルミニウム、クロム、ニッケル等の金属や、これらの2種以上を含む合金よりなる膜が挙げられる。
また、この金属膜の厚さは、100〜500nm程度であることが好ましい。この膜厚が上記下限以上であれば、電気抵抗を下げてシード層としての機能を十分に得ることができる。この膜厚が上記上限以下であれば、成膜に要する時間を徒に長くすることなく、製造コストを抑えることができる。
本発明の金属膜付樹脂成形品の金属膜は、JIS H8630:2006の付属書1(規定)密着力試験方法に従って測定されたピール強度が、好ましくは9.0N/cm以上の高い密着強度を示す。このピール強度はより好ましくは10.0N/cm以上であり、さらに好ましくは13.0N/cm以上である。
なお、金属膜のピール強度は、具体的には後述の実施例の項に記載される方法で測定される。
以下に本発明の樹脂組成物について説明する。
本発明の樹脂組成物は、後述の通り、樹脂成分としてポリブチレンテレフタレート樹脂及び/又はポリカーボネート樹脂を主成分として含有するものであるが、前述のプラズマ処理により、高いプラズマ処理効果を得る上で、反応性化合物及び/又は反応性官能基を有する樹脂(以下、「反応性成分」と称す場合がある。)を含有することが好ましい。
反応性化合物及び/又は反応性官能基を有する樹脂とは、ポリブチレンテレフタレート樹脂及び/又はポリカーボネート樹脂と反応する化合物であり、その種類は特に限定されず、得られる樹脂成形品に求められる物性等に応じて適宜好ましい化合物を選択して用いる。
反応性化合物及び/又は反応性官能基を有する樹脂が樹脂成分のどの部分と反応する場合であっても、反応を進めるために樹脂成分や、樹脂成分と反応性成分との反応物を高温に曝すことになり、従来樹脂成分の熱分解や、樹脂成分と反応性成分との反応物における樹脂成分に由来する部分の熱分解が起こる。このため、どのような反応であっても、本発明を適用することができる。なお、本発明においては、樹脂成分と反応性成分とを溶融状態で一部が反応してよい。例えば、ポリブチレンテレフタレート樹脂の末端のカルボキシル基や水酸基と反応する反応性成分、ポリブチレンテレフタレート樹脂の高分子鎖内のエステル結合と反応する反応性成分であれば、溶融状態でスムーズに一部の反応が進む。ポリカーボネート樹脂の場合においても同様である。
このような反応性官能基を含む化合物や樹脂を含む樹脂組成物であれば、前述のプラズマ処理により、本発明の成形品の表面に、金属原子との結合性を高めることができる反応性官能基をより多く発生させて、この表面を高度に活性化することで、スパッタリングによる金属膜の密着性を高めることができる。
アミド基を有する化合物としては、例えば(メタ)アクリルアミド、N−メチルメタクリルアミド、メチロール化アクリルアミド、メチロール化メタクリルアミド、ウレイドビニルエーテル、β−ウレイドイソブチルビニルエーテル、ウレイドエチルアクリレート等を挙げることができる。
また、アミド基を有する樹脂としては、樹脂(A)として含まれるポリブチレンテレフタレート樹脂及び/又はポリカーボネート樹脂以外の樹脂として後述するポリアミド樹脂を用いることが好ましい。
アミド基を有する化合物及び/又はアミド基を有する樹脂はそれぞれ1種のみを用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
本発明の樹脂組成物が、ポリアミド樹脂を含む場合、本発明の樹脂組成物中のポリブチレンテレフタレート樹脂及び/又はポリカーボネート樹脂と融点が近傍である種類か、もしくはそれ以下の融点を持つポリアミド樹脂が好ましい。
エポキシ基を有する化合物及び樹脂としては、以下のエポキシ化合物が挙げられる(以下、反応性成分としてのエポキシ化合物を「エポキシ化合物(B)」と称す場合がある。)。また、後述する成分のうち、本発明の樹脂組成物に含有されていてもよい樹脂(A)以外の成分として難燃剤(D)として好適に用いられる臭素化エポキシ化合物や、強化材(F)の表面処理剤としてのエポキシ樹脂が挙げられる。
これらは、1種のみを用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
エポキシ化合物(B)としては、一分子中に一個以上のエポキシ基を有するものであればよく、通常はアルコール、フェノール類又はカルボン酸等とエピクロロヒドリンとの反応物であるグリシジル化合物や、オレフィン性二重結合をエポキシ化した化合物を用いればよい。
エポキシ化合物(B)としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ化合物(B)、ビスフェノールF型エポキシ化合物(B)、レゾルシン型エポキシ化合物(B)、ノボラック型エポキシ化合物(B)、脂環式エポキシ化合物(B)、グリシジルエーテル類、グリシジルエステル類、エポキシ化ブタジエン重合体等が挙げられる。
また、ノボラック型エポキシ化合物(B)としては、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等を例示できる。
本発明の樹脂組成物中の反応性化合物及び/又は反応性官能基を有する樹脂の含有量は、多い程プラズマ処理効果の向上効果の面からは好ましい場合があるが、用いる化合物の他の特性への影響を考慮して適宜決定される。例えば、ポリアミド樹脂であれば、後述の通り、樹脂(A)としてポリブチレンテレフタレート樹脂及び/又はポリカーボネート樹脂と併用する場合の好適な配合量で配合される。エポキシ化合物(B)等についても同様である。
本発明の樹脂組成物は、樹脂(A)としてポリブチレンテレフタレート樹脂及び/又はポリカーボネート樹脂を主成分として含むものである。ここで「主成分」とは、樹脂成分中に最も多く含まれている成分をさし、通常、樹脂(A)中に50質量%以上、好ましくは60〜100質量%含まれる成分である。
なお、エポキシ樹脂は前述の通り反応性成分として機能する。また、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂等も、前述の反応性官能基を有する樹脂としてプラズマ処理効果の向上効果を奏する場合もある。
本発明の樹脂組成物がポリブチレンテレフタレート樹脂組成物である場合、本発明の樹脂組成物はポリブチレンテレフタレート樹脂を樹脂(A)の主成分として含む。
本発明では、ポリブチレンテレフタレート樹脂は、1種類のみを用いてもよいし、2種類以上を併用してもよい。また、ポリブチレンテレフタレート樹脂と共に後述のポリカーボネート樹脂を含んでいてもよい。
なお、これらのテレフタル酸以外の他のジカルボン酸を含んでいる場合の共重合量は、ポリブチレンテレフタレート樹脂全セグメント中の1モル%以上、50モル%未満であることが好ましい。中でも、共重合量は好ましくは2モル%以上50モル%未満、より好ましくは3〜40モル%、特に好ましくは5〜20モル%である。
なお、これらの1,4−ブタンジオール以外の他のジオール単位を含んでいる場合の共重合量は、ポリブチレンテレフタレート樹脂全セグメント中の1モル%以上、50モル%未満であることが好ましい。中でも、共重合量は好ましくは2モル%以上50モル%未満、より好ましくは3〜40モル%、特に好ましくは5〜20モル%である。
ポリブチレンテレフタレート樹脂は、テレフタル酸を主成分とするジカルボン酸成分と1,4−ブタンジオールを主成分とするジオール成分とを、連続式で溶融重縮合する製造法で得られたものが好ましい。
なお、ポリブチレンテレフタレート樹脂の固有粘度は、テトラクロロエタンとフェノールとの1:1(質量比)の混合溶媒中、30℃で測定した値である。
本発明の樹脂組成物がポリカーボネート樹脂組成物である場合、本発明の樹脂組成物はポリカーボネート樹脂を樹脂(A)の主成分として含む。
本発明では、ポリカーボネート樹脂は、1種類のみを用いてもよいし、2種類以上を併用してもよい。また、ポリカーボネート樹脂と共に前述のポリブチレンテレフタレート樹脂を含んでいてもよい。
本発明の樹脂組成物は、樹脂(A)として、ポリブチレンテレフタレート樹脂及び/又はポリカーボネート樹脂と共にポリアミド樹脂を含んでいてもよく、ポリアミド樹脂を含むことで、耐アルカリ性を高めると共に、ポリアミド樹脂中に含まれるアミド基の反応性で、前述のプラズマ処理効果を高めることができ、密着性の高い金属膜が得られる。
脂肪族ポリアミド樹脂としては、より具体的には、ポリアミド4、ポリアミド6、ポリアミド7、ポリアミド8、ポリアミド11、ポリアミド12、ポリアミド66、ポリアミド69、ポリアミド610、ポリアミド611、ポリアミド612、ポリアミド6/66、ポリアミド6/12等が挙げられる。上記ポリアミド樹脂は、単独でも2種以上の混合物であってもよい。この中では、熱可塑性ポリエステル樹脂の融点とポリアミド樹脂との融点にあまり差がないものが好ましく、ポリブチレンテレフタレート樹脂の場合には、ポリアミド6、ポリアミド6/66共重合あるいはポリアミド66が好ましく、より好ましくはポリアミド6である。
キシリレンジアミン系ポリアミド樹脂のジアミン由来の構成単位は、より好ましくは80モル%以上、さらに好ましくは85モル%以上、一層好ましくは90モル%以上、より一層好ましくは95モル%以上がキシリレンジアミンに由来する。キシリレンジアミン系ポリアミド樹脂のジカルボン酸由来の構成単位は、より好ましくは80モル%以上、さらに好ましくは85モル%以上、一層好ましくは90モル%以上、より一層好ましくは95モル%以上が、炭素原子数が4〜20のα,ω−直鎖脂肪族ジカルボン酸に由来する。
キシリレンジアミンは、パラキシリレンジアミンおよびメタキシリレンジアミンが好ましく、メタキシリレンジアミンとパラキシリレンジアミンの混合物であることがより好ましい。
本発明の樹脂組成物は、樹脂(A)としてポリブチレンテレフタレート樹脂及び/又はポリカーボネート樹脂と共にスチレン系樹脂を含有していてもよく、本発明の樹脂組成物がスチレン系樹脂を含有することで、低反り性、成形性の向上効果を得ることができる。
本発明の樹脂組成物が樹脂(A)としてポリブチレンテレフタレート樹脂を主成分として含むポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物である場合、全樹脂(A)100質量部中のポリブチレンテレフタレート樹脂の含有量は50〜100質量部であり、好ましくは50質量部を超え、より好ましくは55質量部以上、更に好ましくは60〜100質量部である。
以下に本発明の樹脂組成物が、樹脂(A)の主成分としてポリブチレンテレフタレート樹脂を含むポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物である場合、樹脂組成物中に含有していてもよい樹脂(A)以外の成分について説明する。
本発明のポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物は、前述の反応性成分としてのエポキシ化合物(B)を含有していてもよく、エポキシ化合物を含有することで、その反応性のエポキシ基により、前述のプラズマ処理効果を高めることができる。また、エポキシ化合物(B)は、ポリブチレンテレフタレート系樹脂が水蒸気等により加水分解を受け、分子量低下を起こすと同時に機械的強度等が低下することを抑制する効果、ポリアミド樹脂や後述のエラストマー(C)との相乗効果で、耐アルカリ性や耐加水分解性、耐ヒートショック性を一層向上させる効果を奏する。
本発明のポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物が、樹脂(A)として前述のポリアミド樹脂を含有しない場合、エポキシ化合物(B)の含有量は、上記範囲よりも少なく、樹脂(A)100質量部に対して0.005〜10質量部、特に0.05〜5質量部程度で十分な添加効果を得ることができる。
本発明のポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物は、エラストマー(C)を含有していてもよく、エラストマー(C)を含有することで、耐アルカリ性、耐加水分解性、耐ヒートショック性、靱性を成形体に付与することができる。
(C−2)ポリオルガノシロキサン系ゴム成分及びアクリル系ゴム成分を含有するコア層上に芳香族ビニル系重合体を含有するコア/シェル型エラストマー
(C−3)ポリオルガノシロキサン系ゴム成分及びアクリル系ゴム成分を含有するコア層上にグリシジル変性したアクリル酸エステル系重合体を含有するコア/シェル型エラストマー
(C−1)α−オレフィンと不飽和グリシジル化合物とアクリル酸ブチルの共重合体は、α−オレフィンと不飽和グリシジル化合物とアクリル酸ブチルの三元共重合体のみならず、α−オレフィンと不飽和グリシジル化合物とアクリル酸ブチルと他の単量体とからなる四元系以上の多元共重合体であってもよい。
また、不飽和グリシジル化合物としては、(メタ)アクリル酸グリシジル又は不飽和グリシジルエーテル、例えばビニルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、2−メチルアリルグリシジルエーテル等が好ましく、特にアクリル酸グリシジル又はメタクリル酸グリシジルが好ましい。
不飽和グリシジル化合物の含有量が少なすぎると、本発明のポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物の耐熱性が損なわれる恐れがあり、一方、その量が多くなりすぎると、樹脂粘度が急激に上昇して成形が困難となったり、また組成物中にゲルが発生する等の問題を起こすことがある。また、アクリル酸ブチルを上記範囲で共重合させたものを使用することにより、ポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物に良好な柔軟性を付与することが容易となる。
(C−2)コア/シェル型エラストマーは、ポリオルガノシロキサン系ゴム成分及びアクリル系ゴム成分を含有するコア層上に、芳香族ビニル系重合体を含有するコア/シェル型のエラストマーである。
(C−2)コア/シェル型エラストマーのゴム層は、少なくともポリオルガノシロキサン系ゴム成分及びアクリル系ゴム成分を含有していることが必要である。
また、ポリオルガノシロキサンゴムの調製に用いられる架橋剤としては、3官能性又は4官能性のもの、即ち、トリアルコキシアルキルあるいはアリールシラン又はテトラアルコキシシランが用いられ、このような架橋剤の具体例としてトリメトキシメチルシラン、トリエトキシフェニルシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラn−プロポキシシラン、テトラブトキシシラン等を例示できる。架橋剤としては、テトラアルコキシシランが好ましく、テトラエトキシシランが特に好ましく用いられる。
芳香族ビニル化合物としては、例えばスチレン、α−メチルスチレン、メチルスチレン、ビニルキシレン、モノクロロスチレン、ジクロロスチレン、モノブロモスチレン、ジブロモスチレン、フルオロスチレン、p−ターシャリーブチルスチレン、エチルスチレン、ビニルナフタレン等が挙げられる。中でも、安価で重合における取り扱いが容易な点でスチレンが好ましい。
共重合体としては、シアン化ビニル単量体、メタクリル酸エステル系単量体及びアクリル酸エステル単量体の中から選ばれた少なくとも1種の単量体を共重合させて得られるものが好ましい。シアン化ビニル単量体としてはアクリロニトリル、メタクリロニトリル等、メタクリル酸エステル系単量体としてはメタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸第三ブチル等、アクリル酸エステル単量体としてはメチルアクリレ−ト、エチルアクリレ−ト、ブチルアクリレ−ト等を好ましく例示できる。
ビニルシロキサンとしてはビニルメチルジメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン等が挙げられる。チオールを有したオルガノシロキサンであるメルカプトシロキサンとしてはγ−メルカプトプロピルジメトキシメチルシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルジエトキシエチルシラン等を挙げることができる。
上記したような平均粒子径を有するコア/シェル型エラストマーは、上述したポリオルガノシロキサン系ゴム成分とアクリル系ゴム成分を含有する複合ゴムラテックス存在下で、芳香族ビニル単量体を含む単量体を一段又は多段で乳化グラフト重合することにより得ることができる。
(C−3)コア/シェル型エラストマーは、(C−3)ポリオルガノシロキサン系ゴム成分及びアクリル系ゴム成分を含有するコア層上にグリシジル変性したアクリル酸エステル系重合体を含有するコア/シェル型エラストマーである。
アクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルとしては、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ブチルアクリレート、ペンチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、ヘプチルアクリレート、オクチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート等、メタクリル酸のメチル、エチル、プロピル、ブチル、オクチル、2−エチルヘキシル、ラウリル、ステアリル等のエステルが挙げられる。これらは単独で又は2種以上が共重合される。
グリシジル基含有ビニル系単量体の共重合量は、30質量%以下が好ましく、20質量%以下がより好ましく、10質量%以下程度の少量であることが特に好ましい。
また、(C−2)成分と(C−3)成分の含有量の質量比(C−2)/(C−3)が、5/1〜1.2/1であることが好ましく、より好ましくは(C−2)/(C−3)が4/1〜2/1である。
さらに、(C−1)成分、(C−2)成分及び(C−3)成分の合計含有量は、樹脂(A)100質量部に対し、10〜40質量部であることが好ましい。上記下限以上であると耐アルカリ性等の改良効果を十分に得ることができ、上記上限以下であれば、耐熱性、剛性等の機械的特性を維持することができる。(C−1)成分、(C−2)成分及び(C−3)成分の合計含有量は、より好ましくは13〜35質量部、さらに好ましくは15〜30質量部である。
本発明のポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物は難燃剤(D)を含有していてもよく、難燃剤(D)を含有することで、成形品の難燃性を高めることができる。
また、ポリ臭素化エポキシ、即ち、臭素化フェノール樹脂等も好ましく用いられる。
また、臭素化ポリスチレンは、他のビニルモノマーが共重合された共重合体であってもよい。この場合のビニルモノマーとしてはスチレン、α−メチルスチレン、アクリロニトリル、アクリル酸メチル、ブタジエンおよび酢酸ビニル等が挙げられる。
なお、臭素系難燃剤の質量平均分子量(Mw)は、GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)法により測定される値(ポリスチレン換算)である。
測定時の溶媒は、臭素化エポキシ化合物、臭素化ポリカーボネート化合物、臭素化ポリスチレン化合物はTHF(テトラヒドロフラン)を、臭素化アクリル化合物はODCB(オルトジクロロベンゼン)を用いる。測定時のカラム温度は、臭素化エポキシ化合物、臭素化ポリカーボネート化合物、臭素化ポリスチレン化合物は40℃、臭素化アクリル化合物は135℃に設定する。
また、臭素系難燃剤の臭素原子含有量は1〜90質量%、特に40〜80質量%であることが好ましい。臭素原子含有量が上記下限以上であれば難燃性の向上に有効であり、低配合量で難燃化が可能である。
なお、臭素系難燃剤の臭素原子含有量は、ICP発光分法、イオンクロマトグラフ法、蛍光X線回折法等により測定される値である。
これらの架橋構造を有するホスファゼン化合物は、例えばジクロロホスファゼンオリゴマーにフェノールのアルカリ金属塩及び芳香族ジヒドロキシ化合物のアルカリ金属塩を反応させることにより製造することができる。この際、これらのアルカリ金属塩はジクロロホスファゼンオリゴマーに対して、理論値よりも若干過剰に用いる。
なお環状、鎖状を問わず、水酸基を有する(即ちP−OH又はそのオキソ体であるX−P(=O)NH−結合を有する)ホスファゼン化合物の含有量は、少量、通常は1質量%未満であることが好ましい。
本発明のポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物が、難燃剤(D)を含有する場合、さらに難燃助剤としてアンチモン化合物(E)を含有することが好ましい。アンチモン化合物(E)としては、三酸化アンチモン(Sb2O3)、五酸化アンチモン(Sb2O5)、アンチモン酸ナトリウム等が挙げられる。特に、耐衝撃性の点から三酸化アンチモンが好ましい。
マスターバッチ中のアンチモン化合物(E)の含有量は20〜90質量%であることが好ましい。アンチモン化合物(E)の含有量が上記下限以上であれば、難燃剤マスターバッチ中のアンチモン化合物の割合を十分なものとして、これを配合することによる難燃性向上効果を十分に得ることができる。一方、アンチモン化合物(E)の含有量が上記上限以下であれば、アンチモン化合物(E)の分散性が良好となり、難燃性を発現しやすくなり、またマスターバッチ製造時の作業性が良好となり、例えば、押出機を使用して製造する際のストランドを安定させることができる。
マスターバッチ中のアンチモン化合物(E)の含有量は、より好ましくは20〜85質量%であり、さらに好ましくは25〜80質量%である。
本発明のポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物は、強化材(F)を含有することが好ましい。
本発明において、強化材(F)とは、樹脂に含有させて強度及び剛性を向上させるものをいい、繊維状、板状、粒状、無定形等いずれの形態ものであってもよい。
アミノシラン系化合物としては、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシランが好ましく、中でも、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランが好ましい。
また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、帯電防止剤、潤滑剤及び撥水剤等を表面処理剤中に含めることもでき、これらその他の成分を含める場合は、ウレタン樹脂を用いることが好ましい。
強化材(F)に対する表面処理剤の付着量は、0.01〜5質量%が好ましく、0.05〜2質量%がさらに好ましい。0.01質量%以上とすることにより、機械的強度がより効果的に改善される傾向にあり、5質量%以下とすることにより、必要十分な効果が得られ、また、樹脂組成物の製造が容易になる傾向となり好ましい。
本発明のポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物は、成形時の金型離型性を良好なものとするために離型剤(G)を含有していてもよい。
離型剤(G)としては、ポリエステル樹脂に通常使用される既知の離型剤が利用可能であるが、中でも、耐アルカリ性が良好な点で、ポリオレフィン系化合物、脂肪酸エステル系化合物及びシリコーン系化合物から選ばれる1種以上の離型剤が好ましく、特に、ポリオレフィン系化合物が好ましい。
アルコールとしては、飽和又は不飽和の1価又は多価アルコールを挙げることができる。これらのアルコールは、フッ素原子、アリール基などの置換基を有していてもよい。これらの中では、炭素数30以下の1価又は多価の飽和アルコールが好ましく、炭素数30以下の脂肪族飽和1価アルコール又は多価アルコールが更に好ましい。ここで脂肪族とは、脂環式化合物も含有する。
かかるアルコールの具体例としては、オクタノール、デカノール、ドデカノール、ステアリルアルコール、ベヘニルアルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、2,2−ジヒドロキシペルフルオロプロパノール、ネオペンチレングリコール、ジトリメチロールプロパン、ジペンタエリスリトール等が挙げられる。
なお、上記の脂肪酸エステル化合物は、不純物として脂肪族カルボン酸及び/又はアルコールを含有していてもよく、複数の化合物の混合物であってもよい。
本発明のポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物は、さらに安定剤(H)を含有することが、熱安定性改良や、機械的強度、透明性及び色相の悪化を防止する効果を有するという点で好ましい。安定剤としては、リン系安定剤およびフェノール系安定剤が好ましい。
ホスフェートとしては、モノステアリルアシッドホスフェートとジステアリルアシッドホスフェートの混合物(例えば実施例で用いた「アデカスタブAX−71」)などを好ましく用いることができる。
本発明のポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、更に種々の添加剤を含有していても良い。このような添加剤としては、滴下防止剤、紫外線吸収剤、染顔料、蛍光増白剤、帯電防止剤、防曇剤、滑剤、アンチブロッキング剤、流動性改良剤、可塑剤、分散剤、抗菌剤等が挙げられる。
本発明の樹脂組成物が、樹脂(A)の主成分としてポリカーボネート樹脂を含むポリカーボネート系樹脂組成物である場合、樹脂組成物中には樹脂(A)以外に安定剤、離型剤、紫外線吸収剤、難燃剤、滴下防止剤、帯電防止剤、防曇剤、滑剤、アンチブロッキング剤、可塑剤、分散剤、流動性改良剤、抗菌剤、着色剤等の各種の添加剤を含有していてもよい。その添加剤の具体例としては、本発明のポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物の説明において例示したエポキシ化合物(B)、エラストマー(C)、難燃剤(D)、アンチモン化合物(E)、強化材(F)、離型剤(G)、安定剤(H)等が挙げられ、その好ましい含有量についても、本発明のポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物におけると同様である。
本発明の樹脂組成物を製造する方法としては、各成分及び所望により添加される種々の添加剤を一緒にしてよく混合し、次いで一軸又は二軸押出機で溶融混練する方法が挙げられる。また各成分を予め混合することなく、ないしはその一部のみを予め混合し、フィーダーを用いて押出機に供給して溶融混練し、本発明の樹脂組成物を調製することもできる。さらには、樹脂(A)の一部に他の成分の一部を配合したものを溶融混練してマスターバッチを調製し、次いでこれに残りの樹脂(A)や他の成分を配合して溶融混練してもよい。なお、強化材(F)としてガラス繊維等の繊維状のものを用いる場合には、押出機のシリンダー途中のサイドフィーダーから供給することも好ましい。
本発明の樹脂組成物の成形方法は、特に限定されず、樹脂組成物について一般に採用されている成形法を任意に採用できる。その例を挙げると、射出成形法、超高速射出成形法、射出圧縮成形法、二色成形法、ガスアシスト等の中空成形法、断熱金型を使用した成形法、急速加熱金型を使用した成形法、発泡成形(超臨界流体も含む)、インサート成形、IMC(インモールドコーティング成形)成形法、押出成形法、シート成形法、熱成形法、回転成形法、積層成形法、プレス成形法、ブロー成形法等が挙げられ、中でも射出成形法が好ましい。
また、射出成形時の樹脂組成物の水分含有率は300ppm以下であることが好ましく、100ppm以下であることがより好ましい。水分含有率が300ppmを超えると、ボス部にボイドが発生しやすくなり、例えば、成形品のボス部の強度が低下しやすいなどの不具合を生じるおそれがある。
本発明の金属膜付樹脂成形品の用途としては特に制限はないが、本発明の金属膜付樹脂成形品に形成された金属膜をシード層として、更に通常の電解めっきにより1〜50μm程度の金属膜を形成して、樹脂成形品に、装飾性、耐食性、耐摩耗性、はんだ付け性、電気伝導性、電磁波シールド性、磁気特性、耐熱性などの様々な機能を付与する目的で有効に利用することができる。
なお、以下の説明において[部]とは、特に断りのない限り、質量基準に基づく「質量部」を表す。
上記表1,2に記載の強化材(F)以外の各成分を、以下の表3に示される割合(全て質量部)にて、ブレンドし、これを30mmのベントタイプ二軸押出機(日本製鋼所社製、二軸押出機TEX30α)を使用して、強化材(F)のガラス繊維はサイドフィーダーより供給して、バレル温度270℃にて溶融混練し、ストランドに押し出した後、ストランドカッターによりペレット化し、それぞれポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物のペレットR1〜R4を得た。
表3に示す樹脂成形品を用い、ホローカソード電極を用いたプラズマ処理とスパッタリング処理とを真空条件下の連続処理で行える成膜装置により、真空雰囲気下でプラズマCVD処理とスパッタリング処理を、処理中の樹脂成形品を大気に晒すことなく連続的に行い、膜厚200nm以上のCu膜を形成した。プラズマCVD条件、スパッタリング条件は以下の通りとした。
樹脂成形品とホローカソード電極との距離を100から200mmとし、前述の好適プラズマCVD条件で行った。
反応ガスとしては、酸素濃度:99.9%%以上の酸素/アルゴン混合ガスを用いた。
電力:10〜40kW
圧力:1.0〜10Pa
実施例2,4において、プラズマCVD処理に先立ち、樹脂成形品を120℃で、1時間から3時間、大気・N2・真空雰囲気下、圧力大気:大気圧、N2:133Pa以下、真空:10−1Pa以下にて1〜3時間加熱する加熱処理を行い、その後ただちに(0〜30分以内)プラズマCVD処理を行ったこと以外は、それぞれ同様にCu膜を形成した。
実施例1において、プラズマCVD処理を行わず、樹脂成形品を直接スパッタリング処理に供したこと以外は同様にCu膜の形成を行った。
樹脂成形品としてR1を用いた以外は実施例1と同様にCu膜の形成を行った。
実施例及び比較例で得られた金属膜付樹脂成形品の金属膜面に、常法に従って電解めっき処理により厚さ15〜30μmのCu膜を形成し、試験片とした。
ピール強度は、得られた試験片のCu膜について、JIS H8630:2006の付属書1(規定)密着力試験方法に従って、次の条件で測定した。
・試験片形状:100mm×100mm×3mm厚み平板
・試料調整:めっき後48時間以上放置
・測定機:株式会社エー・アンド・ディ社製 万能試験機「テンシロンRTF2350」
比較例2では、プラズマ処理を行っているが、用いたポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物が反応性成分を含まないため、本発明のピール強度を満たさない。
また、実施例2と実施例3の対比、実施例4と実施例5の対比から、プラズマ処理に先立ち加熱処理を行うことで、金属膜の密着性をより一層高めることができることが分かる。また、実施例1と実施例2の対比より、反応性成分であるエポキシ化合物を含む樹脂成形品R3の方が、これを含まない樹脂成形品R2より金属膜の密着性を高くすることができることが分かる。
また、反応性官能基を有する樹脂であるポリアミド樹脂及び反応性化合物であるエポキシ化合物を含む樹脂成形品R4では、短時間のプラズマCVD処理でも高い密着性を得ることができている。
同様に、難燃剤としてエポキシ基を有するものを用いた樹脂成形品R3でも、高い密着性を得ることができている。
本出願は、2018年9月11日付で出願された日本特許出願2018−169807に基づいており、その全体が引用により援用される。
Claims (12)
- ポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物及び/又はポリカーボネート系樹脂組成物よりなる成形品の表面に金属膜を有する金属膜付樹脂成形品であって、前記樹脂組成物が、反応性化合物及び/又は反応性官能基を有する樹脂を含有することを特徴とする金属膜付樹脂成形品。
- ポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物よりなる成形品の表面に金属膜を有する金属膜付樹脂成形品であって、該金属膜について、JIS H8630:2006の付属書1(規定)密着力試験方法に従って測定されたピール強度が9.0N/cm以上であることを特徴とする金属膜付樹脂成形品。
- 前記ポリブチレンテレフタレート系樹脂組成物が、反応性化合物及び/又は反応性官能基を有する樹脂を含有することを特徴とする請求項2に記載の金属膜付樹脂成形品。
- 前記反応性化合物及び/又は反応性官能基を有する樹脂が、アミド基を有する化合物及び/又はアミド基を含有する樹脂であることを特徴とする請求項1又は3に記載の金属膜付樹脂成形品。
- 前記アミド基を含有する樹脂が、ポリアミド樹脂であることを特徴とする請求項4に記載の金属膜付樹脂成形品。
- 請求項1〜5のいずれかの金属膜付樹脂成形品の前記金属膜上にめっき層を有することを特徴とするめっき膜付成形品。
- 請求項6に記載のめっき膜付成形品からなる車載用部品。
- 請求項6に記載のめっき膜付成形品からなる電装部品。
- ポリブチレンテレフタレート系樹脂成形品表面及び/又はポリカーボネート系樹脂成形品表面に乾式処理により金属膜を設ける金属膜付樹脂成形品製造用の樹脂組成物であって、前記樹脂組成物が、反応性化合物及び/又は反応性官能基を有する樹脂を含有することを特徴とする樹脂組成物。
- ポリブチレンテレフタレート系樹脂成形品表面及び/又はポリカーボネート系樹脂成形品表面に、乾式処理により金属膜を成膜することを特徴とする請求項1〜5のいずれかの金属膜付樹脂成形品の製造方法。
- 真空雰囲気下で、前記ポリブチレンテレフタレート系樹脂成形品表面及び/又はポリカーボネート系樹脂成形品表面をプラズマ処理した後、該プラズマ処理面にスパッタリングにより金属膜を成膜することを特徴とする請求項10の金属膜付樹脂成形品の製造方法。
- 請求項11で製造された金属膜付樹脂成形品の金属膜上にめっき層を形成することを特徴とするめっき膜付成形品の製造方法。
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