JPWO2020175389A1 - 防水部品およびそれを備えた電子機器、インサート成形体を用いる防水方法ならびに電子機器の防水方法 - Google Patents
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Abstract
Description
そのため、従来このような外部接続端子における防水方法としては、弾性体等のシール材を用いる方法が知られている(特許文献1等)。しかしながら、弾性体を取り付けるため一工程で部品を完成できない点、小型化が困難である点、弾性体自身やその取り付け工程にコストが発生する点等の問題点があった。
そこで、金型にインサートされた金属部品に対して樹脂や樹脂組成物を射出成形し、一体に接合するインサート成形による防水部品の製造方法が提案されている(特許文献2、3、4等)。
例えば、特許文献2には、特定の分岐状分子、充填材、耐衝撃改良材などを含有するポリアミド樹脂組成物とその樹脂組成物からなる樹脂金属複合体が開示されている。また、特許文献3には、融点が140℃以上210℃未満であるポリアミド樹脂および鱗片状充填材、繊維状充填材を含有する樹脂組成物とその樹脂組成物からなるインサートモールド用樹脂組成物が開示されている。
また、特許文献4には、芳香族ポリアミド樹脂、液晶ポリマー樹脂、主としてシンジオタクチック構造を有するスチレン系重合体などの熱可塑性樹脂、エチレン系共重合体またはポリアミド46、無機充填材からなる樹脂組成物とその樹脂組成物からなる半導体素子収納用パッケージが開示されている。
また特許文献4において、エチレン系共重合体は、成形品の耐熱性および機械強度低下や、バリが増加する場合がある。また、ポリアミド46を含有する成形品は、吸水率が増加するため表面実装工程時に寸法変化やブリスタの発生による接続や品質の不良を引き起こす場合があり、表面実装のリフロー工程通過性と防水性の両立に課題が残されていた。
[1]熱可塑性樹脂組成物および金属部品からなるインサート成形体である防水部品であって、
前記熱可塑性樹脂組成物が熱可塑性樹脂(A)および無機充填材(B)を含み、
前記熱可塑性樹脂(A)100質量部に対して、前記無機充填材(B)の含有量が8〜130質量部であり、
前記無機充填材(B)が、球状の無機充填材(B1)または板状の無機充填材(B2)の少なくともいずれかであり、
前記球状の無機充填材(B1)の平均粒径が2μm以上200μm以下であり、
前記板状の無機充填材(B2)の平均粒径が2μm以上200μm以下であり、かつ平均アスペクト比が10以上200以下である、防水部品。
[2]前記熱可塑性樹脂(A)の融点が280℃以上である、[1]に記載の防水部品。
[3]前記熱可塑性樹脂(A)が、ポリアミド、液晶ポリマー、ポリフェニレンスルフィドおよび主としてシンジオタクチック構造を有するスチレン系重合体からなる群から選ばれる少なくとも1種である、[1]または[2]に記載の防水部品。
[4]前記熱可塑性樹脂(A)が、ジアミン単位の50〜100モル%が炭素数4〜18の脂肪族ジアミン単位であるポリアミドである、[1]〜[3]のいずれかに記載の防水部品。
[5]前記無機充填材(B)が、ガラスビーズ、球状シリカ、マイカ、ガラスフレイクおよびカオリンからなる群から選ばれる少なくとも1種である、[1]〜[4]のいずれかに記載の防水部品。
[6]前記無機充填材(B)が、ガラスビーズまたは球状シリカからなる群から選ばれる少なくとも1種である、[5]に記載の防水部品。
[7]表面実装工程に適用される用途に使用される、[1]〜[6]のいずれかに記載の防水部品。
[8]外部接続端子である、[1]〜[7]のいずれかに記載の防水部品。
[9]スイッチである、請求項[1]〜[8]のいずれかに記載の防水部品。
[10][1]〜[9]のいずれかに記載の防水部品を備えた電子機器。
[11]携帯電子機器である、[10]に記載の電子機器。
[12]熱可塑性樹脂(A)と無機充填材(B)とを含み、
前記熱可塑性樹脂(A)100質量部に対して、前記無機充填材(B)の含有量が8〜130質量部であり、
前記無機充填材(B)が、球状の無機充填材(B1)または板状の無機充填材(B2)の少なくともいずれかであり、
前記球状の無機充填材(B1)の平均粒径が2μm以上200μm以下であり、
前記板状の無機充填材(B2)の平均粒径が2μm以上200μm以下であり、かつ平均アスペクト比が10以上200以下である熱可塑性樹脂組成物を用いる、
前記熱可塑性樹脂組成物および金属部品からなるインサート成形体を用いる防水方法。
[13]熱可塑性樹脂(A)と無機充填材(B)とを含み、
前記熱可塑性樹脂(A)100質量部に対して、無機充填材(B)の含有量が8〜130質量部であり、
前記無機充填材(B)が、球状の無機充填材(B1)または板状の無機充填材(B2)の少なくともいずれかであり、
前記球状の無機充填材(B1)の平均粒径が2μm以上200μm以下であり、
板状の無機充填材(B2)の平均粒径が2μm以上200μm以下であり、かつ平均アスペクト比が10以上200以下である熱可塑性樹脂組成物を用いる、
前記熱可塑性樹脂組成物および金属部品からなるインサート成形体の防水のための使用。
[14][1]〜[7]のいずれかに記載の防水部品を外部接続端子として用いる、電子機器の防水方法。
[15][1]〜[7]のいずれかに記載の防水部品をスイッチとして用いる、電子機器の防水方法。
[16]熱可塑性樹脂(A)と無機充填材(B)とを含み、
前記無機充填材(B)が、球状の無機充填材(B1)または板状の無機充填材(B2)の少なくともいずれかであり、
前記球状の無機充填材(B1)の平均粒径が2μm以上200μm以下であり、
板状の無機充填材(B2)の平均粒径が2μm以上200μm以下であり、かつ平均アスペクト比が10以上200以下であり、
前記熱可塑性樹脂(A)100質量部に対して、前記無機充填材(B)の使用含有量を8〜130質量部として溶融混練して得られる熱可塑性樹脂組成物と、金属部品とをインサート成形する、防水部品の製造方法。
本発明の防水部品は、熱可塑性樹脂組成物および金属部品からなるインサート成形体である防水部品であって、
前記熱可塑性樹脂組成物が熱可塑性樹脂(A)および無機充填材(B)を含み、
前記熱可塑性樹脂(A)100質量部に対して、前記無機充填材(B)の含有量が8〜130質量部であり、
前記無機充填材(B)が、球状の無機充填材(B1)または板状の無機充填材(B2)の少なくともいずれかであり、
前記球状の無機充填材(B1)の平均粒径が2μm以上200μm以下であり、板状の無機充填材(B2)の平均粒径が2μm以上200μm以下であり、かつ平均アスペクト比が10以上200以下である。
前記熱可塑性樹脂組成物を用いることで、熱可塑性樹脂組成物および金属部品からなるインサート成形体の(熱可塑性樹脂組成物と金属との接合面における)防水性が向上し、防水部品の防水性が十分となる。
この理由は必ずしも定かではないが、前記熱可塑性樹脂組成物を用いることで、インサート成形工程や加熱工程後に残留する樹脂組成物の応力を緩和し、熱可塑性樹脂組成物と金属との接合面における隙間の発生を防ぐことができるためと考えられる。
また、無機充填材の形状を球状および板状に特定し、平均粒径およびアスペクト比について上記条件を満たすことで、該無機充填材はリフロー工程において異方性が生じにくく概ね均一に膨張収縮し、熱可塑性樹脂組成物と金属との接合面における隙間の発生を防ぐことができる。仮に、無機充填材の形状が例えば棒状であると、加熱処理により異方性が生じやすく、熱可塑性樹脂組成物と金属との接合面における隙間ができて、所望する防水性が得られないと考えられる。
本発明で用いる熱可塑性樹脂(A)としては、上記効果を付与できるものであれば特に制限はなく、例えばポリカーボネート;ポリフェニレンオキサイド;ポリフェニレンスルフィド(PPS);ポリサルホン;ポリエーテルサルホン;ポリアリレート;環状ポリオレフィン;ポリエーテルイミド;ポリアミド;ポリアミドイミド;ポリイミド;芳香族ポリエステルおよび芳香族ポリエステルアミド等の液晶ポリマー;ポリアミノビスマレイミド;ポリエーテルエーテルケトン;ポリスチレン等が挙げられる。
中でも、寸法安定性および耐熱性の観点から、ポリアミド、液晶ポリマー、PPSおよび主としてシンジオタクチック構造を有するスチレン系重合体からなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましく、液晶ポリマーおよびポリアミドがより好ましく、ポリアミドがさらに好ましい。
前記ポリアミドとしては、ジカルボン酸単位とジアミン単位を有するものが好ましい。
ジカルボン酸単位としては、例えばシュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカンジカルボン酸、ドデカンジカルボン酸、ジメチルマロン酸、2,2−ジエチルコハク酸、2,2−ジメチルグルタル酸、2−メチルアジピン酸、トリメチルアジピン酸等の脂肪族ジカルボン酸;1,3−シクロペンタンジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、シクロヘプタンジカルボン酸、シクロオクタンジカルボン酸、シクロデカンジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸;テレフタル酸、イソフタル酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、ジフェン酸、4,4’−ビフェニルジカルボン酸、ジフェニルメタン−4,4’−ジカルボン酸、ジフェニルスルホン−4,4’−ジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸等に由来する構成単位が挙げられる。これらの単位は1種または2種以上であってもよい。
また、前記ポリアミドは、本発明の効果を損なわない範囲内において、トリメリット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸等の3価以上の多価カルボン酸に由来する構成単位を溶融成形が可能な範囲で含むこともできる。
中でも1,4−ブタンジアミン、1,6−ヘキサンジアミン、2−メチル−1,5−ペンタンジアミン、1,8−オクタンジアミン、2−メチル−1,8−オクタンジアミン、1,9−ノナンジアミン、1,10−デカンジアミン、1,11−ウンデカンジアミン、および1,12−ドデカンジアミンからなる群より選択される少なくとも1種に由来する構成単位であることが好ましく、1,4−ブタンジアミン、1,6−ヘキサンジアミン、1,9−ノナンジアミン、2−メチル−1,8−オクタンジアミン、1,10−デカンジアミンからなる群より選択される少なくとも1種に由来する構成単位であることがより好ましい。
また用途によっては、1,9−ノナンジアミンに由来する構成単位/2−メチル−1,8−オクタンジアミンに由来する構成単位=55/45〜45/55の範囲にあることが好ましい場合もある。
末端封止剤由来の単位を上記所望の範囲とするには、重合原料仕込み時にジアミンに対して末端封止剤を上記所望の範囲となるよう仕込むことで行うことができる。なお、重合時にモノマー成分が揮発することを考慮して、得られる樹脂に所望量の末端封止剤由来の単位が導入されるよう、重合原料仕込み時の末端封止剤の仕込み量を微調整することが望ましい。
前記ポリアミド中の末端封止剤由来の単位の含有量を求める方法としては、例えば、特開平07−228690号公報に示されているように、溶液粘度を測定し、これと数平均分子量の関係式から全末端基量を算出し、ここから滴定によって求めたアミノ基量とカルボキシル基量を減じる方法や、1H−NMRを用い、ジアミン単位と末端封止剤由来の単位のそれぞれに対応するシグナルの積分値に基づいて求める方法等が挙げられる。
前記結晶性ポリアミドの中でも、ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド11、ポリアミド12、ポリアミド46、ポリアミド6T、ポリアミド9T、ポリアミド10Tが好ましく、ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド46、ポリアミド6T、ポリアミド9T、およびポリアミド10Tがより好ましく、ポリアミド46、ポリアミド6T、ポリアミド9T、およびポリアミド10Tがさらに好ましい。前記結晶性ポリアミドは、上記のうち1種を単独で用いてもよいし、複数種を併用してもよい。
前記非晶性ポリアミドの中でも、テレフタル酸/イソフタル酸/1,6−ヘキサンジアミンの重縮合体、テレフタル酸/イソフタル酸/1,6−ヘキサンジアミン/ビス(3−メチル−4−アミノシクロヘキシル)メタンの重縮合体、テレフタル酸/2,2,4−トリメチル−1,6−ヘキサンジアミン/2,4,4−トリメチル−1,6−ヘキサンジアミンの重縮合体が好ましく、テレフタル酸/イソフタル酸/1,6−ヘキサンジアミンの重縮合体、テレフタル酸/イソフタル酸/1,6−ヘキサンジアミン/ビス(3−メチル−4−アミノシクロヘキシル)メタンの重縮合体がより好ましい。前記非晶性ポリアミドは、上記のうち1種を単独で用いてもよいし、複数種を併用してもよい。
無機充填材(B)は、球状の無機充填材(B1)または板状の無機充填材(B2)の少なくともいずれかである。
本発明で用いる球状の無機充填材(B1)としては、例えばいずれも球状であるガラスビーズ、球状シリカ、ガラスバルーン、シラスバルーン、酸化チタン、カーボンブラック、マイカ等が挙げられる。これらは1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
また、板状の無機充填材(B2)としては、例えばいずれも板状であるマイカ、ガラスフレイク、カオリン、タルク、および層状ケイ酸塩等が挙げられる。これらは1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
前記無機充填材(B)の中でも、いずれも球状または板状であるガラスビーズ、球状シリカ、マイカ、ガラスフレイクおよびカオリンからなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましく、ガラスビーズ、球状シリカ、ガラスフレイクおよびマイカからなる群から選ばれる少なくとも1種がより好ましく、ガラスビーズおよびマイカからなる群から選ばれる少なくとも1種がさらに好ましい。
板状の無機充填材(B2)の場合は、平均粒径は2μm以上200μmであり、2μm以上80μm以下が好ましく、5μm以上50μm以下がより好ましい。また成形性、表面性、機械特性の観点から平均粒径は200μm以下が好ましく、80μm以下がより好ましく、50μm以下がさらに好ましい。また、板状の無機充填材(B2)の平均アスペクト比は10以上200以下であり、10以上100以下が好ましく、10以上50以下がより好ましい。また成形性、表面性、機械特性の観点からアスペクト比は10以上200以下であり、10以上100以下が好ましく、10以上50以下がより好ましい。
具体的には、球状の無機充填材(B1)0.1gを0.1重量%ノニオン系界面活性剤溶液10ml中にタッチミキサーおよび超音波を用いて分散させて分散液とする。「マルチサイザーIII」本体に備え付けの、測定用電解液「ISOTON(登録商標)II」(ベックマンコールター株式会社製)を満たしたビーカー中に、前記分散液を緩く攪拌しながらスポイトで滴下して、「マルチサイザーIII」本体画面の濃度計の示度を10%前後に合わせる。次に、「マルチサイザーIII」本体に、アパチャーサイズ(径)、Current(アパチャー電流)、Gain(ゲイン)、Polarity(内側電極の極性)をCoulter Electronics Limited発行のREFERENCE MANUAL FOR THE COULTER MULTISIZER(1987)に従って入力し、manual(手動モード)で体積基準の粒度分布を測定する。測定中はビーカー内を気泡が入らない程度に緩く攪拌しておき、球状の無機充填材(B1)10万個の粒度分布を測定した時点で測定を終了する。球状の無機充填材(B1)の体積平均粒子径は、測定した10万個の球状の無機充填材(B1)の粒子径の平均値であり、体積基準の粒度分布における算術平均径を意味する。
また、本明細書中における板状の無機充填材(B2)の「平均アスペクト比」は、平均粒径を「平均厚み」で除した値であり、平均厚みは次に述べる水面粒子膜法により測定可能である。板状の無機充填材(B2)を2%ステアリルアミントルエン溶液に浸漬させ、上液を捨てた後に吸引ろ過しアセトンで洗浄し風乾する。一定量の水を入れた水槽の水面を水槽の底まで達しない仕切板2枚で三分割し、水流ポンプで水を循環させたところにろ過により得られた板状の無機充填材(B2)を仕切板2枚で囲まれた中央の水面に散布する。散布したマイカを水流により水面で自由運動させ、均一に分散させる。必要に応じ、分散補助のために静電気防止スプレーを使用する。板状の無機充填材(B2)が均一に分散した時点でポンプのスイッチを切り、仕切板の一方を他方に向かって移動させ板状の無機充填材(B2)の均一な膜を作る。移動の終点は膜内にしわが生ずる直前とする。
膜面積:A、平均厚みt、板状の無機充填材(B2)の重量:W、板状の無機充填材(B2)密度:ρ、1−ε:粒子充填率(=0.9)とし、下記の式より平均厚みを計算する。
t=W/(1−ε)ρA
無機充填材(B)の含有量が、8質量部未満であると、無機充填材(B)を含有することによる十分な防水効果が得られない。また、上記無機充填材(B)の含有量が、130質量部を超えると、溶融混練性が不良となる。
また、熱可塑性樹脂組成物が球状の無機充填材(B1)および板状の無機充填材(B2)の両方を含有する場合、上記無機充填材(B)の含有量とは、球状の無機充填材(B1)および板状の無機充填材(B2)の合計含有量を意味する。
本発明で用いる熱可塑性樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、離型剤、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、スチレン−無水マレイン酸共重合体(SMA)、滑材、核剤、結晶化遅延材、加水分解防止剤、帯電防止剤、ラジカル抑制剤、艶消し剤、紫外線吸収剤、難燃剤、ドリップ防止剤、摺動性付与剤、前記無機充填材(B)以外の無機物等、熱可塑性樹脂(A)および無機充填材(B)以外の他の成分をさらに含んでいてもよい。
前記無機物としては、例えばカーボンナノチューブ、フラーレン、タルク、ワラストナイト、ゼオライト、セリサイト、カオリン、クレー、パイロフィライト、シリカ、ベントナイト、アルミナシリケート、酸化珪素、酸化マグネシウム、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化鉄、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ドロマイト、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、ガラス繊維、ミルドファイバー、ガラス粉、セラミックビーズ、窒化ホウ素、炭化珪素、黒鉛、ハロイサイトやバーミキュライト等の各種粘土鉱物等が挙げられる。
熱可塑性樹脂組成物における他の成分の含有量は、例えば、50質量%以下とすることができ、20質量%以下であることが好ましく、10質量%以下であることがより好ましく、5質量%以下であることがさらに好ましい。
また、エラストマー、アイオノマーを含むエチレン系共重合体は、成形品の耐熱性および機械強度低下や、バリが増加する場合があるため、含まないほうがよい。
本発明で用いる金属部品を構成する金属としては、インサート成形可能なものであれば特に制限されないが、例えばアルミニウム、銅、鉄、スズ、ニッケル、亜鉛、アルミニウム合金、ステンレス鋼等の合金等が挙げられる。これらは表面がアルミニウム、スズ、ニッケル、金、銀等でメッキ加工されていてもよい。
防水部品は、
熱可塑性樹脂(A)と無機充填材(B)とを含み、
前記無機充填材(B)が、球状の無機充填材(B1)または板状の無機充填材(B2)の少なくともいずれかであり、
前記球状の無機充填材(B1)の平均粒径が2μm以上200μm以下であり、
板状の無機充填材(B2)の平均粒径が2μm以上200μm以下であり、かつ平均アスペクト比が10以上200以下であり、
前記熱可塑性樹脂(A)100質量部に対して、前記無機充填材(B)の使用量を8〜130質量部として溶融混練して得られる熱可塑性樹脂組成物と、金属部品とをインサート成形する方法等により製造可能である。
インサート成形に際しては、インサート成形法として知られている任意の方法、例えば射出インサート成形法や圧縮インサート成形法等を用いることができる。
なお、必要に応じ、インサート成形後に超音波溶着法、レーザー溶着法、振動溶着法、熱溶着法、ホットメルト法等による加工がさらに行われてもよい。
本発明の防水部品をスイッチとして用いる場合、熱可塑性樹脂組成物および金属部品からなるインサート成形体の外形寸法を幅×奥行き×厚みとした場合、幅は15mm以下が好ましく、10mm以下がより好ましく、5mm以下がさらに好ましく、奥行きは50mm以下が好ましく、25mm以下がより好ましく、5mm以下がさらに好ましく、厚みは50mm以下が好ましく、15mm以下がより好ましく、3mm以下がさらに好ましい。なお、外形寸法の奥行きは、幅よりも長いものとする。
本発明の防水部品を、特にスイッチまたは外部接続端子として用いることにより、電子機器を効果的に防水することができる。
本発明の防水部品を備えた電子機器としては、例えばデジタルカメラやスマートフォン等の携帯電子機器等が挙げられるが、これらに限定されない。
すなわち本発明は、上述の熱可塑性樹脂組成物および金属部品からなるインサート成形体を用いる防水方法、並びに、インサート成形体の防水のための使用を提供することもできる。
なお、実施例および比較例で用いる熱可塑性樹脂(A)の融点およびガラス転移温度の測定は、以下に示す方法に従って行った。
熱可塑性樹脂(A)として用いたポリアミド(後述するPA9T)の融点は、(株)日立ハイテクサイエンス製の示差走査熱量計(DSC7020)を使用して、窒素雰囲気下で、30℃から360℃へ10℃/minの速度で昇温した時に現れる融解ピークのピーク温度を融点(℃)とすることで求めた。なお、融解ピークが複数ある場合は最も高温側の融解ピークのピーク温度を融点とした。
その後、融点より30℃高い温度で10分保持して試料を完全に融解させた後、10℃/minの速度で40℃まで冷却し40℃で10分保持した。再び10℃/minの速度で融点より30℃高い温度まで昇温した時にDSC曲線が階段状に変化する中間点をガラス転移温度とした。
プラスチック工学研究所製二軸押出機(スクリュー径32mmφ、L/D=30、回転数150rpm、吐出量10kg/h)に、表1に示す熱可塑性樹脂(A)、ならびにその他の成分を最上流部のホッパーより供給し、さらに表1に示す無機充填材(B)をサイドフィーダーより供給して溶融混練した。溶融混練された熱可塑性樹脂組成物をストランド状に押出し、冷却後切断して、熱可塑性樹脂組成物のペレットを得た。なお、表1中の熱可塑性樹脂(A)、無機充填材(B)およびその他の成分の量はいずれも「質量部」を意味する。
それらのペレットを用いて、以下の方法により成形品(インサート成形体)としての評価を行った。
(株)ソディック製の射出成形機TR40EHを用いて、銅母材に銀めっき処理されたLEDリードフレームに、各実施例または比較例で得られた熱可塑性樹脂組成物を、最高温度320℃、金型温度140℃、射出速度100〜200mm/sで箱型(外形寸法:幅2.8mm、奥行き3.0mm、厚み1.3mm)に射出成形した。
上記で得られた平板状の成形品に最高到達温度が260℃のリフロー装置により下記のリフロー条件にて加熱処理を2回行ったサンプルを用いて、下記のレッドインクテストを実施した。
ここで、図1は上記サンプルの写真である。また、図2は、図1のサンプル写真のX−X’線断面図を表す模式図である。図2で表すように上記サンプルは、LEDリードフレーム1と熱可塑性樹脂組成物で形成された箱型2からなるインサート成形体であり、レッドインクテストに用いるためのインク滴下用の窪み3を有する。該窪み部分は、LEDリードフレームの一部がむき出しであって、かつLEDリードフレームの一部が欠落した不連結部分4を有している。また、上記箱型2には裏側(窪み3を有しない面)に隙間5を有するが、上記不連結部分4と該隙間5とは重なっていないものである。なお、図1の写真では、箱型2においてリング状部分が写し出されているが、これは熱可塑性樹脂組成物の湾曲部が光を反射してリング状に見えたものである。
(リフロー条件):
サンプルを25℃から150℃まで60秒かけて昇温し、次いで180℃まで90秒かけて昇温し、さらに260℃まで60秒かけて昇温した。その後260℃にて20秒間保持した後、サンプルを30秒かけて260℃から100℃まで冷却し、100℃に到達した後は空気を封入して23℃まで自然冷却した。
(レッドインクテスト):
熱可塑性樹脂組成物で形成された箱型2の窪み部分3に赤インク(ライオン事務器社製 スタンプインキ 赤)を滴下して、5分後にインクを除去した。そして、上記箱型(熱可塑性樹脂組成物)をLEDリードフレームから除去し、インクがインク滴下側とは反対であるLEDリードフレームの裏側に付着しているかどうかを確認した。
LEDリードフレームの裏側にインクが付着していない場合を「漏れない」と判定した。また、LEDリードフレームの裏側にインクが付着していた場合を「漏れる」と判定した。
なお、図3の(3−1)はサンプル表面の写真であり、左はレッドインク滴下前、右はレッドインク滴下後である。図3の(3−2)はレッドインク滴下前のサンプル裏面の写真である。図3の(3−3)はレッドインクテストにおいて「漏れない」と判定された実施例1の結果を示す写真である。図3の(3−4)は「漏れる」と判定された比較例1の結果を示す写真である。
〔熱可塑性樹脂(A)〕
・PA9T:「ジェネスタGC31110」、(株)クラレ製、PA9T(ジカルボン酸単位がテレフタル酸単位であり、ジアミン単位が1,9−ノナンジアミン単位および2−メチル−1,8−オクタンジアミン単位(モル比85/15)であるポリアミド)、融点305℃、ガラス転移温度125℃
〔球状の無機充填材(B1)〕
・ガラスビーズ:「EGB731−PN」、ポッターズ・バロティーニ株式会社製、平均粒子径20μm
〔板状の無機充填材(B1)〕
・マイカ: 「S−325」、製、株式会社レプコ製、平均粒径27μm、平均アスペクト比30
〔その他の成分〕
・ガラス繊維:「CS3J256S」、日東紡績(株)製、平均繊維径11μm、平均繊維長3mm
・難燃剤:「Exolit OP1230」、クラリアントケミカルズ(株)製
・酸化防止剤−1:「Irganox1098」、BASFジャパン(株)製
・酸化防止剤−2:「Irgafos168」、BASFジャパン(株)製
・核剤:カーボンブラック「#980B」、三菱化学(株)製
・離型剤:高密度ポリエチレン「HI WAX 200P」、三井化学(株)製
一方、比較例1では、図3の(3−4)が示すように樹脂組成物除去後のLEDリードフレーム裏面にはレッドインクが付着していた。すなわち、比較例1は無機充填材(B)の代わりに棒状のガラス繊維を用いたため、リフロー工程を経ることで、LEDリードフレームと熱可塑性樹脂組成物との間に隙間が生じ、不連結部分4からレッドインクが入り込みレッドインクが漏れたと考えられ、防水性に劣る結果となった。また、比較例2および3も比較例1と同様にLEDリードフレーム裏面にはレッドインクが付着しており、防水性に劣る結果となった。
したがって実施例と比較例の対比により、本発明の防水部品はリフロー工程後の防水性に優れることが分かる。
2.熱可塑性樹脂組成物で形成された箱型
3.インク滴下用の窪み
4.LEDリードフレームの不連続部分
5.隙間
Claims (16)
- 熱可塑性樹脂組成物および金属部品からなるインサート成形体である防水部品であって、
前記熱可塑性樹脂組成物が熱可塑性樹脂(A)および無機充填材(B)を含み、
前記熱可塑性樹脂(A)100質量部に対して、前記無機充填材(B)の含有量が8〜130質量部であり、
前記無機充填材(B)が、球状の無機充填材(B1)または板状の無機充填材(B2)の少なくともいずれかであり、
前記球状の無機充填材(B1)の平均粒径が2μm以上200μm以下であり、
前記板状の無機充填材(B2)の平均粒径が2μm以上200μm以下であり、かつ平均アスペクト比が10以上200以下である、防水部品。 - 前記熱可塑性樹脂(A)の融点が280℃以上である、請求項1に記載の防水部品。
- 前記熱可塑性樹脂(A)が、ポリアミド、液晶ポリマー、ポリフェニレンスルフィドおよび主としてシンジオタクチック構造を有するスチレン系重合体からなる群から選ばれる少なくとも1種である、請求項1または2に記載の防水部品。
- 前記熱可塑性樹脂(A)が、ジアミン単位の50〜100モル%が炭素数4〜18の脂肪族ジアミン単位であるポリアミドである、請求項1〜3のいずれかに記載の防水部品。
- 前記無機充填材(B)が、ガラスビーズ、球状シリカ、マイカ、ガラスフレイクおよびカオリンからなる群から選ばれる少なくとも1種である、請求項1〜4のいずれかに記載の防水部品。
- 前記無機充填材(B)が、ガラスビーズおよびマイカからなる群から選ばれる少なくとも1種である、請求項5に記載の防水部品。
- 表面実装工程に適用される用途に使用される、請求項1〜6のいずれかに記載の防水部品。
- 外部接続端子である、請求項1〜7のいずれかに記載の防水部品。
- スイッチである、請求項1〜8のいずれかに記載の防水部品。
- 請求項1〜9のいずれかに記載の防水部品を備えた電子機器。
- 携帯電子機器である、請求項10に記載の電子機器。
- 熱可塑性樹脂(A)と無機充填材(B)とを含み、
前記熱可塑性樹脂(A)100質量部に対して、前記無機充填材(B)の含有量が8〜130質量部であり、
前記無機充填材(B)が、球状の無機充填材(B1)または板状の無機充填材(B2)の少なくともいずれかであり、
前記球状の無機充填材(B1)の平均粒径が2μm以上200μm以下であり、
前記板状の無機充填材(B2)の平均粒径が2μm以上200μm以下であり、かつ平均アスペクト比が10以上200以下である熱可塑性樹脂組成物を用いる、
前記熱可塑性樹脂組成物および金属部品からなるインサート成形体を用いる防水方法。 - 熱可塑性樹脂(A)と無機充填材(B)とを含み、
前記熱可塑性樹脂(A)100質量部に対して、無機充填材(B)の含有量が8〜130質量部であり、
前記無機充填材(B)が、球状の無機充填材(B1)または板状の無機充填材(B2)の少なくともいずれかであり、
前記球状の無機充填材(B1)の平均粒径が2μm以上200μm以下であり、
板状の無機充填材(B2)の平均粒径が2μm以上200μm以下であり、かつ平均アスペクト比が10以上200以下である熱可塑性樹脂組成物を用いる、
前記熱可塑性樹脂組成物および金属部品からなるインサート成形体の防水のための使用。 - 請求項1〜7のいずれかに記載の防水部品を外部接続端子として用いる、電子機器の防水方法。
- 請求項1〜7のいずれかに記載の防水部品をスイッチとして用いる、電子機器の防水方法。
- 熱可塑性樹脂(A)と無機充填材(B)とを含み、
前記無機充填材(B)が、球状の無機充填材(B1)または板状の無機充填材(B2)の少なくともいずれかであり、
前記球状の無機充填材(B1)の平均粒径が2μm以上200μm以下であり、
板状の無機充填材(B2)の平均粒径が2μm以上200μm以下であり、かつ平均アスペクト比が10以上200以下であり、
前記熱可塑性樹脂(A)100質量部に対して、前記無機充填材(B)の使用量を8〜130質量部として溶融混練して得られる熱可塑性樹脂組成物と、金属部品とをインサート成形する、防水部品の製造方法。
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