(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂の成形温度より低融点であると共に、鉛を含まず錫を主成分とした低融点合金（Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｐ合金）と分散助剤（銅又はニッケル）とを熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂に混練して導電性を有することを特徴とする樹脂組成物。
【請求項２】
樹脂の成形温度より低融点であると共に、鉛を含まず錫を主成分とした低融点合金（Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｐ合金）と、分散助剤（銅又はニッケル）とを熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂に混練して導電性を有する樹脂組成物から成る導電部と、該熱可塑性樹脂または該熱硬化性樹脂から成る絶縁部とを有したことを特徴とする樹脂成形品。
【請求項３】
樹脂の成形温度より低融点であると共に、鉛を含まず錫を主成分とした低融点合金（Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｐ合金）と、分散助剤（銅又はニッケル）と、ベース樹脂とを混練する工程と、該ベース樹脂が熱可塑性樹脂である場合にはペレタイズ化して導電材を作り、該ベース樹脂が熱硬化性樹脂である場合には混練したものから該導電材を作る工程と、一次成形で該熱可塑性樹脂または該熱可塑性樹脂により本体成形品を作る工程と、二次成形で該本体成形品に該導電材により導電部を成形する工程とを有することを特徴とする樹脂成形品の製造方法。
【請求項４】
樹脂の成形温度より低融点であると共に、鉛を含まず錫を主成分とした低融点合金（Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｐ合金）と、分散助剤（銅又はニッケル）と、ベース樹脂とを混練する工程と、該ベース樹脂が熱可塑性樹脂の場合にはペレタイズ化して導電材を作り、該ベース樹脂が熱硬化性樹脂の場合には混練したものから該導電材を作る工程と、一次成形で該導電材により導電部を作り、二次成形で該導電部を備えて該熱可塑性樹脂または該熱硬化性樹脂により本体成形品を作る工程とを有することを特徴とする樹脂成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂組成物に関するもので、特に、導電部と絶縁部とを有する樹脂成形品およびその製造方法に係わるものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の導電部を有する樹脂組成物は、高導電性のプラスチックを得るために導電フィラーとして、銅やステンレス等の金属短繊維を混入している。例えば、この導電フィラーとしてはＰｂ−Ｓｎ系の半田粉末（例えば、Ｐｂ：７０％、Ｓｎ：３０％のもの）を樹脂中に混入し導電性をもたせるようにした樹脂が、プラスチック成形加工学会学会誌（成形加工    ’９３）の１４３〜１４４頁に開示されており、また特公平７−４９４９１号公報には、導電性繊維とＰｂ−Ｓｎを主成分とした低融点金属を併用した導電性樹脂組成物が開示されている。
【０００３】
一般的に、樹脂に導電部を持たせるには、例えば、特開昭６３−５０４８２号、特開平１−２０７９８９号公報に開示されているように、無電解メッキすることが容易なプラスチック成形材料（易メッキ性材料）で、骨格に相当する部分の一次成形体を形成した後、一次成形体の外面のメッキ不要部分に無電解メッキすることが困難なプラスチック成形材料（難メッキ性材料）を注入し、これらを一体として二次成形した後、易メッキ性材料の露出部にメッキを施す方法が用いられている。
【０００４】
このように、メッキにより導電部を形成する方法を、図６を参照して説明すると、最初、充填材とベース樹脂（例えば、熱可塑性樹脂）を一定の割合で配合して、配合されたものを混練し、ペレタイズ化してメッキ容易な樹脂ペレット（導電材）を作る。その後、樹脂の射出成形により骨格となる一次成形体を作り、この一次成形体にメッキがのりやすくなるように表面の活性化が行われるようにエッチング触媒処理を一次成形体の表面に施し、次に、一次成形体に対して二次成形を行う。その後、メッキ工程で表面が活性化された場所にメッキが形成され導電部を有した樹脂成形品が得られるものである。
【０００５】
【本発明が解決しようとする課題】
しかしながら、導電性繊維とＳｎ−Ｐｂを主成分とする低融点金属からなる導電性組成物では、有害である鉛を用いるために環境への影響がよくなく、これに変わるものが近年必要とされている。
【０００６】
また、導電部を有する樹脂を作る場合には、導電部形成にメッキを施さなければならず、メッキ工程が余分になり、製造コストが高くなってしまう。
【０００７】
そこで、本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、環境への影響が少ない樹脂組成物とすること、また、その樹脂組成物により導電部と絶縁部を有した樹脂成形品を作ること、更には、この樹脂組成物の製造には高いコストとならないことを技術的課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記技術的課題を解決するため講じた第１の技術的手段は、樹脂の成形温度より低融点であると共に、鉛を含まず錫を主成分とした低融点合金（Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｐ合金）と分散助剤（銅又はニッケル）とを熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂に混練して導電性を有することを特徴とする樹脂組成物である。
【０００９】
上記の構成により、樹脂成形時に成形可能であると共に、鉛を含まない錫を主成分とした低融点合金（Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｐ合金）と、分散助剤（銅又はニッケル）とを用いることで、環境への影響が少ない樹脂組成物が形成される。また、分散助剤によって低融点合金の分散が十分なものとなり、均一に混練された樹脂組成物を得ることができる。
【００１０】
好ましくは、低融点合金として、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｐ合金から成るものを用いておれば、配合の割合によって、この合金の融点を低くすることが可能となり、成形時においては溶融状態を保つことができ、樹脂組成物が成形し易くなる。
【００１１】
第２の技術的手段によれば、樹脂の成形温度より低融点であると共に、鉛を含まず錫を主成分とした低融点合金（Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｐ合金）と分散助剤（銅又はニッケル）とを熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂に混練して導電性を有する樹脂組成物から成る導電部と、該熱可塑性樹脂または該熱硬化性樹脂から成る絶縁部とを有したことを特徴とする樹脂成形品である。
【００１２】
上記の第２の技術的手段により、樹脂の成形温度より低融点であると共に、鉛を含まず錫を主成分とした低融点合金（Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｐ合金）と、分散助剤（銅又はニッケル）とを熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂に混練して導電性を有する樹脂組成物から成る導電部と、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂から成る絶縁部とを有しているため、環境への影響が少ない状態で導電部と絶縁部とをもつ樹脂成形品が得られる。また、分散助剤（銅又はニッケル）によって低融点合金（Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｐ合金）の分散が十分なものとなり、均一に混練された樹脂組成品を得ることができる。
【００１３】
第３の技術的手段は、樹脂の成形温度より低融点であると共に、鉛を含まず錫を主成分とした低融点合金（Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｐ合金）と、分散助剤（銅又はニッケル）と、ベース樹脂とを混練する工程と、該ベース樹脂が熱可塑性樹脂である場合にはペレタイズ化して導電材を作り、該ベース樹脂が熱硬化性樹脂である場合には混練したものから該導電材を作る工程と、一次成形で該熱可塑性樹脂または該熱可塑性樹脂により本体成形品を作る工程と、二次成形で該本体成形品に該導電材により導電部を成形する工程とを有することを特徴とする樹脂成形品の製造方法である。
【００１４】
第３の技術的手段によれば、一次成形で本体成形品を成形した後に、二次成形で導電部が成形され、結果、導電部と絶縁部とをもった樹脂成形品が得られるので、メッキ工程がいらないものとなり、製造コストが従来ほど高くならないものとなる。また、分散助剤（銅又はニッケル）によって低融点合金（Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｐ合金）の分散が十分なものとなり、均一に導電材を混練することができる。
【００１５】
第４の技術的手段は、樹脂の成形温度より低融点であると共に、鉛を含まず錫を主成分とした低融点合金（Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｐ合金）と、分散助剤（銅又はニッケル）と、ベース樹脂とを混練する工程と、該ベース樹脂が熱可塑性樹脂の場合にはペレタイズ化して導電材を作り、該ベース樹脂が熱硬化性樹脂の場合には混練したものから該導電材を作る工程と、一次成形で該導電材により導電部を作り、二次成形で該導電部を備えて該熱可塑性樹脂または該熱硬化性樹脂により本体成形品を作る工程とを有することを特徴とする樹脂成形品の製造方法である。
【００１６】
第４の技術的手段によれば、一次成形において導電部を成形し、導電部を有した本体成形部が二次成形により成形され、結果、導電部と絶縁部とをもった樹脂成形品が得られるので、メッキ工程がいらないものとなり、製造コストが従来ほどいらないものとなる。また、分散助剤（銅又はニッケル）によって低融点合金（Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｐ合金）の分散が十分なものとなり、均一に混練された導電材からなる導電部を得ることができる。
【００１８】
【発明の実施形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００１９】
最初に、導電材７について、図１を参照して説明を行う。導電材７は充填材１とベース樹脂（熱可塑性樹脂、または熱硬化性樹脂）２から基本的に成り立っており、充填材１としては樹脂成形時に成形ができ、錫を主成分とし鉛を含まない低融点合金（Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｐ合金）を用いる。この低融点合金（Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｐ合金）は、混練時に一緒に加えることで成形のときに溶融状態を保つことができ、成形し易いものであれば限定されない。Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｐから成る合金（福田金属箔粉工業製  Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ａｔ・Ｗ−１５０）を使用する。
【００２０】
ベース樹脂２の材料としては熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂が用いられるが、例えばベース樹脂２に熱可塑性樹脂を用いる場合には、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ），ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミド、液晶ポリマー、ポリスチレン、ポリエーテルイミド、ポリベンゾイミダゾール、ポリエーテル−エーテルケトン、ポリエーテルサルフォン等の樹脂のいずれかまたは複数の樹脂が用いられる。
【００２１】
この充填材１の低融点合金（Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｐ合金）とベース樹脂２に銅又はニッケルの金属粉末の分散助剤３を加えるが、ベース樹脂２、充填材１、分散助剤３の配合比を４５：４０：１５にして混合・混練４し、押出成形を行い押出成形により押出された樹脂をホットカット法等により細かく切断を行ってペレット状態の導電材７を作る。
【００２２】
一方、ベース樹脂２が熱硬化製樹脂（例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等のいずれかまたは複数の樹脂）の場合には、前述の導電材７を作るまでの工程が多少異なる。つまり、ベース樹脂（ここでは、熱硬化性樹脂）２に対し、配合混練されたもので導電材７を得る点が異なるものである。
【００２３】
このような工程にて得られた導電材７は、以下に示す一次成形８及び二次成形９を経て導電部と絶縁部を有する樹脂成形品１０になる。この場合、図１に示されるように熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂により絶縁部を先に作り、その後に導電材から導電部を作る場合と、導電材から導電部を先に作り、その後に熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂により絶縁部を得る方法の２種類存在する。
【００２４】
そこで、導電部を有する樹脂成形品１０の具体例を、図２〜図４を参照して、車両に用いられているスロットルセンサに適用した第１実施例について詳細を述べることにする。
【００２５】
図２は、樹脂成形品１０のセンサ外観（平面図）であり、図３は図２のＡ−Ａ断面図である。この図２および図３に示されるように、センサ１０はコネクタケース２１とハウジング１１が一体で形成される。このセンサ１０は熱可塑性樹脂（例えば、ＰＢＴ）から成る樹脂ハウジング１１と、熱可塑性樹脂から射出成形により第１導電性樹脂（導電部）１６と一体的に形成された基板１３と、基板１３上にスクリーン印刷により銀等の粉末を焼き付けて形成された抵抗体２０と、抵抗体２０と摺接するブラシ１８と、ハウジングに嵌合し上部でブラシ１８が溶着され一端がこのハウジング内部で支持されたリターンスプリング１７に付勢されるブラシホルダ１２と、金属性のターミナル１４と、ターミナル１４と一体的に形成された第２導電性樹脂（導電部）１６とから構成される。
【００２６】
第１および第２導電性樹脂１５、１６は、ベース樹脂（ここではＰＢＴを用いるが、ポリエテレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミド、液晶ポリマー、ポリスチレン、ポリエーテルイミド、ポリベンゾイミダゾール、ポリエーテル−エーテルケトン、ポリエーテルサルフォン等の熱可塑性樹脂を変えて用いることも可）に、充填材１として錫を主成分として成形時の成形が可能で環境への影響が少ない低融点合金（Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｐ合金）と、銅又はニッケルの粉末の分散助剤３を一緒に配合したものから成る。この場合配合比は、ベース樹脂２が４５体積パーセント、充填材１の低融点合金（Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｐ合金）が４０体積パーセント、分散助剤３が１５体積パーセントで配合した。
【００２７】
このように上記の低融点合金をベース樹脂２と共に用いることで、体積固有抵抗率は約１０−５Ωｃｍとなり、伝達損失が極めて小さい高導電性の樹脂組成物である導電材を作ることができ、低融点合金を用い配合の割合によって、射出成形時には低融点合金が半溶融状態となり、成形が容易なものとなる。
【００２８】
次に、センサ１０の製造方法について説明する。製造方法については図示しない成形型および成形時に樹脂を注入するキャビティ空間（成形型に形成され、樹脂を注入する空間）にターミナル１４を成形型の所定位置にセットした状態で、キャビティ空間に溶融した第２導電性樹脂１６を射出し、第２導電性樹脂（導電部）１６およびターミナル１４の成形体を冷却して第２導電性樹脂を凝固させることにより、ターミナル１４と第２導電性樹脂１６が一次成形により一体的に成形される。このとき、第２導電性樹脂１６に凸部１９を形成して、ターミナルの抜けを防止する。そして、一体となったターミナル１４と第２導電性樹脂１６とを図示しない成形型及びキャビティ空間の定位置にセットした状態で、キャビティ空間に溶融した熱可塑性樹脂を射出し注入する。その後、樹脂を冷却して凝固させることにより、ターミナル１４と第２導電性樹脂１６とをコネクタケース２１を有するハウジング１１とを二次成形により一体にする。
【００２９】
基板１３および第１導電性樹脂（導電部）１５は、熱可塑性樹脂から射出成形により上記と同じ工程を経て一体的に成形される。図４に抵抗体２０を形成する前の状態の基板１３を示す。第１導電性樹脂１５はバッテリーのプラス端子と導通する導体部１５ａ、バッテリーのマイナス端子と導通する導体部１５ｂ、取り付け時にはスロットル開度の状態信号が入力されその信号を伝える導体部１５ｃの３ヶ所に形成されており、それぞれが３つのターミナル１４（図３では１つしか図示されていない）と電気的に接続するようになっている。
【００３０】
この組付け方法を説明すると、ハウジング１１にリターンスプリング１７を内部に入れ、ブラシホルダ１２をハウジング１１内にセットする。その後、基板１３をハウジング１１の端部に当接させ、第１導電性樹脂１５と第２導電性樹脂１６とが当接するような状態で重ね合せ、超音波による溶着により基板１３とハウジング１１とを接合する。
【００３１】
このような構成にすることで、第１導電性樹脂１５と第２導電性樹脂１６も超音波溶着により電気的に接合される。よって、ターミナル１４は、第１導電性樹脂１５、第２導電性樹脂１６を介して抵抗体２０と電気的に接続されることになる。
【００３２】
次に、図５を参照して導電部を有する樹脂成形品をドアロック装置のアクチュエータ３０に適用した第２実施例について簡単に説明する。
【００３３】
このアクチュエータ３０は内部に作動機構を有し、ターミナル３１に入力される信号により内部に配設されるモータ３３を動作させる。これにより、モータ３３の回転軸に設けられたウォーム３４を回転させ、ウォーム３４に噛合するウォームホイール３５を正逆転させ作動部３６を動作させることにより、図示しないドアロックをロックまたはアンロックさせるものである。
【００３４】
ここに用いられるハウジング（絶縁部）３７と、ターミナル３１と、導電部３２が一体で成形されて樹脂成形品となっている。
【００３５】
この樹脂成形品の製法について説明すると、図示しない成形型に最初、ターミナル３１を定位置にセットし、上記と同じ方法でターミナル３１と一体で導電部３２を成形する。ターミナル３１をセットした状態でベース樹脂（ＰＢＴ）に、充填材として錫を主成分とし成形時の成形が可能で環境への影響が少ない低融点合金（Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｐ合金）と、粉末の分散助剤（銅又はニッケル）を、配合して混練して導電材３２を成形する。
【００３６】
次に、成形型のキャビティ空間に導電部３２と一体となったターミナル１４を定位置にセットした状態で、キャビティ空間に溶融した熱可塑性樹脂を射出し、冷却して樹脂を凝固させることにより、ターミナル１４と熱可塑性樹脂が一体的に成形されることで、導電部を有する樹脂成形品１０が得られるものである。
【００３７】
尚、ここではベース樹脂が熱可塑性樹脂を用いた場合を主に説明したが、熱硬化性樹脂を用いる場合には、成形型に樹脂を注入するとき加熱することにより導電部を成形することが可能である。
【００３８】
また、導電部の形状が２次元的な形状の場合には一次成形および二次成形時に導電部と絶縁部のどちらを先に成形してもよいが、３次元的な形状の場合には、一次成形時に導電部を成形し二次成形時に絶縁部を成形することが望ましい。
【００３９】
【効果】
本発明によれば、樹脂の成形温度より低融点であると共に、鉛を含まず錫を主成分とした低融点合金（Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｐ合金）と、分散助剤（銅又はニッケル）とを熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂に混練して導電性を有する樹脂としたことにより、鉛を含まない低融点合金を用いることで、環境への影響が少ない樹脂組成物が形成される。また、分散助剤（銅又はニッケル）によって低融点合金（Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｐ合金）の分散が十分なものとなり、均一に混練された樹脂組成物を得ることができる。
【００４０】
この場合、低融点合金として、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｐ合金から成るものを用いれば、配合の割合でこの合金の融点を低くすることが可能となり、成形時においては溶融状態を保つことができ、成形し易くなる。
【００４１】
また、樹脂の成形温度より低融点であると共に、鉛を含まず錫を主成分とした低融点合金（Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｐ合金）と、分散助剤（銅又はニッケル）とを熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂に混練して導電性を有する樹脂組成物から成る導電部と、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂から成る絶縁部とを有したことにより、一次成形では導電部を有する一次成形体を作り、二次成形では導電部を備え絶縁部が作られるので、環境への影響が少ない状態で導電部と絶縁部をもつ樹脂成形品ができる。また、分散助剤（銅又はニッケル）によって低融点合金（Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｐ合金）の分散が十分なものとなり、均一に混練された樹脂組成品を得ることができる。
【００４２】
更に、樹脂の成形温度より低融点であると共に、鉛を含まず錫を主成分とした低融点合金（Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｐ合金）と、分散助剤（銅又はニッケル）と、ベース樹脂とを混練する工程と、ベース樹脂が熱可塑性樹脂である場合にはペレタイズ化して導電材を作り、ベース樹脂が熱硬化性樹脂である場合には混練したものから該導電材を作る工程と、一次成形で熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂により本体成形品を作る工程と、二次成形で本体成形品に導電材により導電部を成形する工程とを有するものとしたことにより、一次成形で本体成形品を成形した後に、二次成形で導電部が成形され、結果、導電部と絶縁部をもった樹脂成形品が得られるので、メッキ工程がいらないものとなり、製造コストが従来ほど高くならないものとなる。また、分散助剤（銅又はニッケル）によって低融点合金（Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｐ合金）の分散が十分なものとなり、均一に導電材を混練することができる。
【００４３】
その上、樹脂の成形温度より低融点であると共に、鉛を含まず錫を主成分とした低融点合金（Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｐ合金）と、分散助剤（銅又はニッケル）と、ベース樹脂とを混練する工程と、ベース樹脂が熱可塑性樹脂の場合にはペレタイズ化して導電材を作り、ベース樹脂が熱硬化性樹脂の場合には混練したものから導電材を作る工程と、一次成形で導電材により導電部を作り、二次成形で導電部を備えて熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂により本体成形品を作る工程とを有するものとしたことにより、一次成形において導電部を形成し、導電部を有した本体成形部が二次成形により成形され、結果、導電部と絶縁部とをもった樹脂成形品が得られるので、メッキ工程がいらないものとなり、製造コストが従来ほど高くならないものとなる。また、分散助剤（銅又はニッケル）によって低融点合金（Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｐ合金）の分散が十分なものとなり、均一に導電材を混練することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における製造工程を示す図である。
【図２】本発明をスロットルセンサに適用した場合の平面図である。
【図３】図２に示すＡ−Ａ断面図である。
【図４】図１に示す抵抗体を設ける前の基板を示す平面図である。
【図５】本発明のをドアロックのアクチュエータに適用した場合の平面図である。
【図６】従来の製造工程を示す図である。
【符号の説明】
１    充填材
２  ベース樹脂
３  分散助剤
７  導電材
１０    樹脂成形品
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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