(57)【要約】【課題】表面に三次元回路が形成された樹脂部品の小型化、軽量化を実現する。【解決手段】表面に三次元回路が形成された樹脂部品であって、第１の熱可塑性樹脂と金属微粒子とを含む第１の部位と、第２の熱可塑性樹脂を含む第２の部位と、第１の部位の表面に形成されたメッキ膜を有し、前記メッキ膜が、前記三次元回路を形成している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に三次元回路が形成された樹脂部品であって、
第１の熱可塑性樹脂と金属微粒子とを含む第１の部位と、
第２の熱可塑性樹脂を含む第２の部位と、
第１の部位の表面に形成されたメッキ膜とを有し、
前記メッキ膜が、前記三次元回路を形成していることを特徴とする樹脂部品。
【請求項２】
前記樹脂部品の内部には、少なくとも一か所が開放されて前記樹脂部品の外部と通じている中空部が形成されており、
前記樹脂部品の前記表面は、前記中空部を区画する内表面と、前記内表面以外の外表面とを含み、
前記内表面に、前記メッキ膜が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂部品。
【請求項３】
前記メッキ膜は、前記内表面に形成される内表面メッキ膜と、前記外表面に形成される外表面メッキ膜とを含み、
前記内表面メッキ膜と前記外表面メッキ膜とが導通していることを特徴とする請求項２に記載の樹脂部品。
【請求項４】
前記中空部が、一箇所が開放されて前記樹脂部品の外部と通じている凹部、又は二箇所が開放されて前記樹脂部品の外部と通じている貫通孔であることを特徴とする請求項２又は３に記載の樹脂部品。
【請求項５】
前記第２の部位は、前記金属微粒子を含まないことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の樹脂部品。
【請求項６】
前記金属微粒子がＰｄ、Ｎｉ、Ｐｔ及びＣｕからなる群から選ばれる少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の樹脂部品。
【請求項７】
前記金属微粒子がＰｄを含むことを特徴とする請求項６に記載の樹脂部品。
【請求項８】
前記メッキ膜が、ニッケルリン又はニッケルボロンを含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の樹脂部品。
【請求項９】
第１の熱可塑性樹脂が、親水性セグメントを有するブロック共重合体を含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の樹脂部品。
【請求項１０】
第２の熱可塑性樹脂が、親水性セグメントを有するブロック共重合体を含まないことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の樹脂部品。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の樹脂部品の製造方法であって、
前記金属微粒子と第１の熱可塑性樹脂とを含む第１ワイヤーを用意することと、
第２の熱可塑性樹脂を含む第２ワイヤーを用意することと、
３Ｄプリンタを用いた熱溶解積層法により、第１ワイヤー及び第２ワイヤーを用いて、第１の部位と第２の部位とを有する樹脂部材を造形することと、
前記造形した樹脂部材に無電解メッキ液を接触させて、第１の部位の表面に前記メッキ膜を形成することを特徴とする樹脂部品の製造方法。
【請求項１２】
第１ワイヤーを用意することが、
第１の熱可塑性樹脂を可塑化溶融することと、
前記可塑化溶融した第１の熱可塑性樹脂に、前記金属微粒子が溶解又は分散した加圧二酸化炭素を混合することと、
前記加圧二酸化炭素を混合した第１の熱可塑性樹脂を押出成形することを含むことを特徴とする請求項１１に記載の樹脂部品の製造方法。
【請求項１３】
第１ワイヤー及び第２ワイヤーの直径が、１ｍｍ〜２ｍｍであることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の樹脂部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に三次元回路が形成された樹脂部品及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車や家電に使用される部品の軽量化、薄肉化のニーズに伴い、部品の複合化技術、軽量化技術の開発及び実用化が盛んである。こうした背景を踏まえて、電子回路基盤とプラスチックの立体構造体を複合化した三次元回路部品（ＭＩＤ：Ｍｏｌｄｅｄ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ  Ｄｅｖｉｃｅ）が、自動車やスマートフォン等の部品として採用されている。ＭＩＤは三次元構造を有するプラスチック成形体表面に立体的な電気回路を形成した部品で、回路基盤を削減することで部品の薄肉軽量化が可能となる。
【０００３】
三次元回路部品を製造する方法としては、２ショット法、ＬＤＳ法（Ｌａｓｅｒ−Ｄｉｒｅｃｔ−Ｓｔｒｕｃｔｕｒｉｎｇ）、レーザー直接除去等が知られている。２ショット法では、メッキ可能な樹脂とメッキ困難な樹脂とを２色成形した後、メッキ可能部分のみにメッキ膜を形成して、該メッキ膜により電気回路を形成する方法である。ＬＤＳ法では、例えば、レーザー光照射により化学反応を起こす金属含有有機材料で覆われた成形体を用意し、目的の回路パターンに沿ってレーザー光を照射する。レーザー光が照射された箇所には金属核が析出し、これを利用して成形体表面に回路を形成する。また、レーザー直接除去法では、例えば、成形体に銅スパッタで導電膜を形成し、レーザー光を用いて回路パターンを残すように不要部分を除去し、その後、残したパターン部分にメッキ膜を形成し、該メッキ膜により回路を形成する。
【０００４】
特許文献１〜３には、ＬＤＳ法又はレーザー直接除去により製造される三次元回路部品が開示されている。特許文献１には、三次元回路を有する小型カメラモジュールを備えたカプセル内視鏡が開示されており、特許文献２には、外装容器の内壁に配線パターンが形成されたカプセル内視鏡が開示されている。特許文献３には、透明材料からなる中空体の内壁に導電性回路を形成する方法が開示されている。特許文献３に記載の方法によれば、透明材料からなる中空体の内壁に導電性金属膜を形成し、中空体の外側からこの中空体を通過するようにレーザー光を導電性金属膜に照射して、回路部を残してこの導電性金属膜を除去することにより、透明中空体の内壁に導電性回路を形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１３１２００号公報
【特許文献２】特開２０１１−２４００５３号公報
【特許文献３】特開２００６−３１０４５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、近年の電子機器の小型化、軽量化に伴い、三次元回路部品は、更なる高密度化が求められている。例えば、部品の外表面のみならず、部品の内部に中空部を形成し、中空部を区画している内表面にも電気回路を形成すること等が求められている。
【０００７】
従来、部品の中空部の内表面に電気回路を形成する場合には、まず、中空部の内表面が外部に露出するように部品を分割した形態の分割体を用意し、露出している内表面に電気回路を形成する。その後、電気回路が形成された分割体を張り合わせて、中空部の内表面に電気回路を有する部品を製造する。しかし、従来の製造方法は、工程数が多いため製造コストが高いという課題があった。また、小型の部品の場合、高精度で分割体の張り合わせを行うことは困難であった。
【０００８】
また、特許文献３に開示される方法によれば、部品の中空部を区画する内表面に電気回路を形成することは可能であるが、部品を形成する樹脂はレーザー光を透過可能な透明材料に限定される。また、特許文献３に開示される方法では、部品の内表面と同時に外表面にも電気回路を形成することは困難であった。
【０００９】
本発明は、上述した課題を解決するものであり、表面に三次元回路が形成された樹脂部品であって、部品の外表面のみならず、部品の中空部を区画する内表面にも電気回路を形成可能な樹脂部品を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様に従えば、表面に三次元回路が形成された樹脂部品であって、第１の熱可塑性樹脂と金属微粒子とを含む第１の部位と、第２の熱可塑性樹脂を含む第２の部位と、第１の部位の表面に形成されたメッキ膜とを有し、前記メッキ膜が、前記三次元回路を形成していることを特徴とする樹脂部品が提供される。
【００１１】
前記樹脂部品の内部には、少なくとも一か所が開放されて前記樹脂部品の外部と通じている中空部が形成されており、前記樹脂部品の前記表面は、前記中空部を区画する内表面と、前記内表面以外の外表面とを含み、前記内表面に前記メッキ膜が形成されていてもよい。また、前記メッキ膜は、前記内表面に形成される内表面メッキ膜と、前記外表面に形成される外表面メッキ膜とを含み、前記内表面メッキ膜と前記外表面メッキ膜とが導通していてもよい。前記中空部が、一箇所が開放されて前記樹脂部品の外部と通じている凹部、又は二箇所が開放されて前記樹脂部品の外部と通じている貫通孔であってもよい。
【００１２】
本態様において、前記第２の部位は、前記金属微粒子を含まなくてもよい。前記金属微粒子がＰｄ、Ｎｉ、Ｐｔ及びＣｕからなる群から選ばれる少なくとも１つを含んでもよく、Ｐｄを含んでもよい。
【００１３】
本態様において、前記メッキ膜が、ニッケルリン又はニッケルボロンを含んでもよい。第１の熱可塑性樹脂が、親水性セグメントを有するブロック共重合体を含んでもよい。また、第２の熱可塑性樹脂が、前記ブロック共重合体を含まなくてもよい。
【００１４】
本発明の第２の態様に従えば、第１の態様の樹脂部品の製造方法であって、前記金属微粒子と第１の熱可塑性樹脂とを含む第１ワイヤーを用意することと、第２の熱可塑性樹脂を含む第２ワイヤーを用意することと、３Ｄプリンタを用いた熱溶解積層法により、第１ワイヤー及び第２ワイヤーを用いて、第１の部位と第２の部位とを有する樹脂部材を造形することと、前記造形した樹脂部材に無電解メッキ液を接触させて、第１の部位の表面に前記メッキ膜を形成することを特徴とする樹脂部品の製造方法が提供される。
【００１５】
本態様においては、第１ワイヤーを用意することが、前記第１の熱可塑性樹脂を可塑化溶融することと、前記可塑化溶融した第１の熱可塑性樹脂に、前記金属微粒子が溶解又は分散した加圧二酸化炭素を混合することと、前記加圧二酸化炭素を混合した第１の熱可塑性樹脂を押出成形することを含んでもよい。また、第１ワイヤー及び第２ワイヤーの直径が、１ｍｍ〜２ｍｍであってもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の表面に三次元回路が形成された樹脂部品は、部品内部に中空部を形成し、部品の外表面と、中空部を区画する内表面の両方に電気回路を形成することが可能である。これにより、樹脂部品の更なる小型化、軽量化が実現できる。また、本発明の樹脂部品は、３Ｄプリンタを用いて造形できるため、複雑な形状であっても容易に低コストで製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１（ａ）は、実施形態における表面に三次元回路が形成された樹脂部品の斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す樹脂部品の上面図であり、図１（ｃ）は、図１（ｂ）に示す樹脂部品のＡ‐Ａ′線断面図である。
【図２】実施形態における表面に三次元回路が形成された樹脂部品の製造方法を説明するフローチャートである。
【図３】実施形態における表面に三次元回路が形成された樹脂部品の製造に用いる３Ｄプリンタの模式図である。
【図４】図４（ａ）は、実施形態における表面に三次元回路が形成された樹脂部品（第２の例）の斜視図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す樹脂部品の側面図であり、図４（ｃ）は、図４（ｂ）に示す樹脂部品のＢ‐Ｂ′線斜視片側断面図である。
【図５】図５（ａ）は、実施形態における表面に三次元回路が形成された樹脂部品（第３の例）の斜視図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す樹脂部品の上面図であり、図５（ｃ）は、図５（ｂ）に示す樹脂部品のＣ‐Ｃ′線斜視片側断面図である。
【図６】図６（ａ）は、実施形態における表面に三次元回路が形成された樹脂部品（第４の例）の斜視図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す樹脂部品の透視図である。
【図７】図７（ａ）は、実施形態における表面に三次元回路が形成された樹脂部品（第５の例）の斜視図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す樹脂部品の側面図（スリットが形成された側面から見た図）であり、図７（ｃ）は、図７（ｂ）に示す樹脂部品のＤ‐Ｄ′線断面図である。
【図８】実施例１で使用した第１ワイヤー製造装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
［樹脂部品］
図１に示す本実施形態の樹脂部品１００について説明する。樹脂部品１００は、表面にメッキ膜１０３が形成されている第１の部位１０１と、表面にメッキ膜が形成されていない第２の部位１０２とを有する。樹脂部品１００は、略直方体であり、互いに対向する上面１００ａと下面１００ｂ、上面１００ａと下面１００ｂを連結する４つの側面１００ｃを有し、更に上面１００ａから下面１００ｂに向って貫通している中空部（貫通孔）１０４が形成される。中空部１０４は、４つの内表面１０４ａにより区画される。本実施形態では、内表面１０４ａに対して、それ以外の面、即ち、樹脂部品１００の外部に露出している上面１００ａ、下面１００ｂ及び側面１００ｃを外表面と定義する。したがって、樹脂部品１００の表面は、内表面１０４ａと、外表面１００ａ、１００ｂ、１００ｃから形成される。図１（ｃ）に示すように、メッキ膜１０３は、上面１００ａから、側面１００ｃを通って、下面１００ｂ、更に内表面１０４ａへ連続的に形成されて、導通している。このように、本実施形態のメッキ膜１０３は、樹脂部品１００表面の複数の面に亘って形成されることで、三次元構造を有する立体的な電気回路（以下、適宜「三次元電気回路」又は「三次元回路」と記載する）を形成している。
【００１９】
表面にメッキ膜１０３が形成されている第１の部位１０１は、第１の熱可塑性樹脂と、金属微粒子を含む。第１の熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート、ポリアミド、ポリカーボネート、アモルファスポリオレフィン、ポリエーテルイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリテーテルエーテルケトン、ＡＢＳ系樹脂、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミドイミド、ポリ乳酸、ポリカプロラクトン等を用いることできる。第１の熱可塑性樹脂は、吸水性及びメッキ反応性が高いアミド基を含む樹脂であることが好ましく、６ナイロン、６，６ナイロン等のナイロンがより好ましい。
【００２０】
また、第１の熱可塑性樹脂としては、親水性セグメントを含むブロック共重合体（以下、適宜「ブロック共重合体」と記載する）を用いることができる。ブロック共重合体は、親水性及び吸水性が高く、メッキ反応性が高いため、第１の熱可塑性樹脂として好ましい。また、ブロック共重合体は、通常の低分子の界面活性剤とは異なり、可塑化溶融後に成形可能な高い粘度を有すため、ブロック共重合体単独であっても、通常の熱可塑性樹脂と同様に押出成形等が可能である。
【００２１】
ブロック共重合体は、親水性セグメントと、親水性セグメントとは異なる他のセグメント（以下、適宜「他のセグメント」と記載する）を有する。本実施形態のブロック共重合体の親水性セグメントには、アニオン性セグメント、カチオン性セグメント、ノニオン性セグメントを用いることができる。アニオン性セグメントとしては、ポリスチレンスルホン酸系、カチオン性セグメントとしては、四級アンモニウム塩基含有アクリレート重合体系、ノニオン性セグメントとしては、ポリエーテルエステルアミド系、ポリエチレンオキシド−エピクロルヒドリン系、ポリエーテルエステル系等が挙げられる。
【００２２】
本実施形態のブロック共重合体としては、成形体の耐熱性を確保しやすいことから、親水性セグメントがポリエーテル構造を有するノニオン性セグメントであることが好ましい。ポリエーテル構造としては、例えばアルキレンの炭素数が２〜４のオキシアルキレン基であるオキシエチレン基、オキシプロピレン基、オキシトリメチレン基、オキシテトラメチレン基等のオキシアルキレン基、ポリエーテルジオール、ポリエーテルジアミン、及びこれらの変性物、並びにポリエーテル含有親水性ポリマーが含まれ、特にポリエチレンオキシドが好ましい。
【００２３】
本実施形態のブロック共重合体の他のセグメントは、親水性セグメントより疎水性のセグメントであれば任意であり、目的にあった種類を選択できる。例えば、ナイロン６、ナイロン１２等のポリアミド、ポリオレフィン、ポリ乳酸、ポリエチレン等を用いることができる。
【００２４】
本実施形態において、ブロック共重合体は、市販品を用いてもよい。本実施形態のブロック共重合体は、成形体の表面近傍に偏析する（配向する）という性質から、樹脂練りこみ型の高分子型帯電防止剤として市販されている場合がある。例えば、三洋化成工業製のペレスタット（登録商標）、ペレクトロン（登録商標）等を本実施形態のブロック共重合体として用いることができる。三洋化成工業製、ペレスタット（登録商標）ＮＣ６３２１、１２５１は、親水性セグメントのポリエーテルと、他のセグメントのナイロンをエステル結合でコポリマー化したブロック共重合体である。
【００２５】
第１の熱可塑性樹脂は、１種類の樹脂を単独で用いてもよいし、２種類以上の樹脂を混合して用いてもよい。例えば、ブロック共重合体と、他の熱可塑性樹脂を混合したものを第１の熱可塑性樹脂として用いてもよい。この場合、ブロック共重合体は、第１の部位１０１の表面に金属微粒子を伴って移動し、金属微粒子と共に成形体の表面近傍に偏析する傾向がある。この傾向により、第１の部位１０１の表面のメッキ反応性を向上させることができる。
【００２６】
次に、第１の部位１０１に含まれる金属微粒子について説明する。金属微粒子は、樹脂部品の製造工程において、第１の部位１０１の表面にメッキ膜１０３を形成するための無電解メッキ用金属触媒として働く。金属微粒子は、無電解メッキ触媒として機能することが可能な金属、例えば、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｃｕ等を含む金属微粒子、金属錯体、金属アルコキシド等の金属酸化物の前駆体等を用いることができ、無電解メッキの触媒安定性の観点から、パラジウムを含む金属微粒子がより好ましい。
【００２７】
本実施形態の金属微粒子は、粒子径が１０ｎｍ以下のナノ粒子が好ましい。粒子径が１０ｎｍ以下のナノ粒子は、表面積が大きく触媒活性が高いため、低濃度の触媒で安定にメッキ膜が形成でき、低コスト化が可能となる。また、第１の部位１０１中に金属微粒子は、１重量ｐｐｍ〜２０重量％含まれることが好ましく、３重量ｐｐｍ〜５００重量ｐｐｍ含まれることが更に好ましい。
【００２８】
図１に示す、表面にメッキ膜が形成されていない第２の部位１０２は、第２の熱可塑性樹脂を含む。第２の熱可塑性樹脂は特に限定されず、樹脂部品の用途に応じて、第１の熱可塑性樹脂として挙げた樹脂を用いることができる。第２の熱可塑性樹脂は、ミネラルやガラス繊維等のフィラーを含まない非強化樹脂であってもよいし、ミネラル等を含有したミネラル強化樹脂、ガラス繊維（ＧＦ）や炭素繊維等の含有した繊維強化樹脂であってもよい。耐熱性が向上してハンダリフロー可能となる観点からは、第２の熱可塑性樹脂は、無機フィラーを含有する繊維強化樹脂が好ましい。また、第２の熱可塑性樹脂は、耐熱性の観点からは、ブロック共重合体でないことが好ましい。第２の熱可塑性樹脂は、１種類の樹脂を単独で用いてもよいし、２種類以上の樹脂を混合して用いてもよい。
【００２９】
第２の部位１０２は表面にメッキ膜を有さないため、無電解メッキの触媒として作用する金属微粒子は含む必要はなく、含まないことが好ましい。
【００３０】
第１の部位１０１の表面に形成されているメッキ膜１０３は、ニッケルを含有することが好ましく、ニッケルリン又はニッケルボロンを含有することが特に好ましい。これらのメッキ膜は、無電解メッキ法により形成することが容易だからである。メッキ膜１０３は、金属微粒子を無電解メッキ触媒として、第１の部位１０１の表面に形成される。このため、本実施形態では、環境負荷の高いエッチング工程を用いずに、信頼性の高いメッキ膜１０３を第１の部位１０１の表面に形成できる。一方、第２の部位１０２は無電解メッキ触媒が含まれていないため、無電解メッキ液に接触しても、メッキ膜が形成されない。これにより、樹脂部品１００は、マスキング工程を用いずに、メッキ膜の有無のコントラストが明確な部分的なメッキ膜１０３を低コストで得ることができる。また、メッキ膜の導電性向上のため、メッキ膜１０３は、無電解メッキ膜上に、更に、電解銅メッキ等を積層した積層体であってもよい。
【００３１】
本実施形態は、図１に示すように、樹脂部品１００の内部に中空部１０４が形成されており、内表面１０４ａにメッキ膜１０３が形成されていることが好ましい。更に、内表面１０４ａに形成されるメッキ膜（内表面メッキ膜１０３ａ）と、外表面に形成されるメッキ膜（外表面メッキ膜１０３ｂ）が導通して、三次元電気回路を形成することが好ましい。このように、部品内部に中空部を形成して、中空部にも電気回路を形成することで、電気回路の高密度化が可能となり、樹脂部品の更なる小型化、軽量化が実現できる。
【００３２】
中空部１０４は、少なくとも一箇所が開放されて樹脂部品１００の外部と通じている。これにより、樹脂部品１００の製造時において、メッキ液を中空部１０４に導入することができ、内表面１０４ａに内表面メッキ膜１０３ａを容易に形成できる。本実施形態の中空部１０４は、上面１００ａから下面１００ｂに向って貫通しているため、２箇所が開放されて樹脂部品１００の外部と通じている。
【００３３】
尚、本実施形態の樹脂部品及びその内部に形成される中空部の形態は、図１に示される樹脂部品１００及び中空部１０４に限定されず、様々な形態とすることができる。図４〜図７に、様々な形態の樹脂部品の例として、第２〜５の例の樹脂部品２００、３００、４００及び５００を示す。
【００３４】
図４（ａ）〜（ｃ）に示す樹脂部品２００（第２の例）は、上述した図１に示す樹脂部品１００の下面１００ｂに、板状体２０５が接合し、板状体２０５により、樹脂部品１００の下面１００ｂの開口が塞がれた形態である。これにより、樹脂部品２００の内部に形成される中空部２０４は、上面１００ａ側が一箇所開口している凹部となる。樹脂部品２００では、内表面１０４ａに形成される内表面メッキ膜１０３ａと、外表面に形成される外表面メッキ膜１０３ｂとは、導通して三次元電気回路を形成する。
【００３５】
図５（ａ）〜（ｃ）に示す樹脂部品３００（第３の例）は円筒形であり、内部に内表面（曲面）３０４ａによって区画される中空部３０４が形成される。内表面３０４ａには内表面メッキ膜３０３ａ形成され、樹脂部品３００の外表面には、外表面メッキ膜３０３ｂが形成されている。内表面メッキ膜３０３ａと外表面メッキ膜３０３ｂとは、導通して三次元電気回路を形成する。
【００３６】
図６（ａ）及び（ｂ）に示す樹脂部品４００（第４の例）は円筒形であり、内部に内表面（曲面）４０４ａによって区画される中空部４０４が形成される。内表面４０４ａには螺旋状の内表面メッキ膜４０３ａが形成され、樹脂部品４００の外表面には、螺旋状の外表面メッキ膜４０３ｂが形成されている。内表面メッキ膜４０３ａと外表面メッキ膜４０３ｂとは、導通して三次元電気回路を形成する。
【００３７】
図７（ａ）〜（ｃ）に示す樹脂部品５００（第５の例）は、変形五角形の互いに対向する２つの底面５００ａ、５００ｂと、底面５００ａと底面５００ｂとを連結する５つの側面５００ｃからなる５角柱において、その内部に、底面５００ａから底面５００ｂに向って貫通する貫通孔５０５が設けられる。そして、一つの側面５００ｃに、底面５００ａから底面５００ｂに向って、貫通孔５０５と樹脂部品５００の外部を連通する１本のスリット５０６が形成されている。樹脂部品５００では、中空部５０４は、貫通孔５０５と、スリット５０６により構成される。図７（ｃ）の断面図に示すように、中空部５０４において、スリット５０６よりも、貫通孔５０５の方の容積が大きい。このため、スリット５０６が形成された側面５００ｃから見た場合、中空部５０４は、入口（スリット５０６）が狭く、内部（貫通孔５０５）が広がっている。中空部５０４を区画する内表面５０４ａには内表面メッキ膜５０３ａが形成され、樹脂部品５００の外表面には、外表面メッキ膜５０３ｂが形成されている。内表面メッキ膜５０３ａと外表面メッキ膜５０３ｂは、導通して三次元電気回路を形成する。
【００３８】
以上説明した、図４〜図７に示す樹脂部品２００、３００、４００及び５００は、図１に示す樹脂部品１００と形状が異なるが、その他の構造は、上で説明した図１に示す樹脂部品１００と同様である。即ち、図４〜図７に示す樹脂部品２００、３００、４００及び５００は、図１に示す樹脂部品１００と同様に、表面にメッキ膜が形成されている第１の部位と、表面にメッキ膜が形成されていない第２の部位を含み、第１の部位は、第１の熱可塑性樹脂と、金属微粒子を含み、第２の部位は第２の熱可塑性樹脂を含む。
【００３９】
［樹脂部品の製造方法］
次に、図１に示す樹脂部品１００の製造方法について、図２に示すフローチャートに従って説明する。本実施形態の樹脂部品１００は、３Ｄプリンタを用いて、熱溶解積層法（ＦＤＭ：ｆｕｓｅｄ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｍｏｄｅｌｉｎｇ）により樹脂部材を造形し、造形した樹脂部材に無電解メッキによりメッキ膜を形成して製造する。ここで、樹脂部材とは、図１に示す樹脂部品１００からメッキ膜１０３を除いた部材を意味する。
【００４０】
（１）第１ワイヤーの製造
まず、３Ｄプリンタに用いるワイヤー状の金属微粒子を含む第１の熱可塑性樹脂（第１ワイヤー）を用意する（ステップＳ１）。
【００４１】
第１ワイヤーは、任意の方法により用意できるが、例えば、第１の熱可塑性樹脂を可塑化溶融することと、可塑化溶融した第１の熱可塑性樹脂に、金属微粒子を混合することと、金属微粒子を混合した熱可塑性樹脂を押出成形することを含む製造方法によって製造してもよい。
【００４２】
本実施形態では、以下に説明する方法により、第１ワイヤーを製造する。まず、押出成形機（押出成形装置）の可塑化シリンダ内で第１の熱可塑性樹脂を可塑化溶融し、その可塑化シリンダへ金属微粒子が溶解又は分散した加圧二酸化炭素を供給し、可塑化シリンダ内で第１の熱可塑性樹脂と加圧二酸化炭素を混練する。
【００４３】
加圧二酸化炭素は、金属微粒子の溶媒であると共に、第１の熱可塑性樹脂の可塑剤としても作用し、金属微粒子が第１の熱可塑性樹脂に均一に分散することを促進する。したがって、加圧二酸化炭素を用いて製造された第１ワイヤーを用いると、均一で導電性の良好なメッキ膜を得ることができる。加圧二酸化炭素を用いずに、第１の熱可塑性樹脂と金属微粒子のみを混合することで第１ワイヤーを製造することも可能であるが、以上の理由から加圧二酸化炭素を用いることが好ましい。ワイヤー状の第１の熱可塑性樹脂に加圧二酸化炭素を用いる場合、本実施形態に用いる金属微粒子は、加圧二酸化炭素に溶解することが好ましい。したがって、金属微粒子としては、加圧二酸化炭素への溶解性が高い、ヘキサフルオロアセチルアセトナトパラジウム(II)金属錯体、白金ジメチル（シクロオクタジエン）、ビス（シクロペンタジエニル）ニッケル、ビス（アセチルアセトネート）パラジウム等の金属錯体が好ましい。
【００４４】
加圧二酸化炭素としては、液体状態、ガス状態、又は超臨界状態の加圧二酸化炭素を用いることができる。これらの加圧二酸化炭素は、人体に無害であり、また溶融樹脂への拡散性に優れ、しかも溶融樹脂から容易に除去可能であり、更に、溶融樹脂の可塑剤としても機能する。可塑化シリンダへ導入する加圧二酸化炭素の圧力、温度は任意であるが、密度が高く安定であることから液体二酸化炭素もしくは超臨界二酸化炭素を用いることが好ましい。加圧二酸化炭素の温度は５℃〜５０℃の範囲が好ましい。加圧二酸化炭素の温度は、低いほど高密度となり溶媒効果が高くなるので好ましいが、冷却制御が容易であるという観点から５℃以上が好ましい。また、加圧二酸化炭素の温度が高くなると密度が低くなり液送が不安定になる虞があるので、安定に液送するという観点から、５０℃以下が好ましい。加圧二酸化炭素の圧力は、４〜２５ＭＰａの範囲が望ましい。圧力が低いと溶媒効果が発現しにくくなるので、適度な溶媒効果を得るという観点から、４ＭＰａ以上が好ましく、また、圧力が高いと高圧設備の維持にコストが係るので、コストを抑えるという観点から、２５ＭＰａ以下が好ましい。尚、金属微粒子を溶解又は分散させた加圧二酸化炭素は、可塑化シリンダ内で瞬時に高温になり圧力も変動する。よって、上述の加圧二酸化炭素の状態、温度及び圧力は、可塑化シリンダに導入する前の安定な状態の加圧二酸化炭素の状態、圧力及び温度である。
【００４５】
更に、加圧二酸化炭素は金属微粒子を溶解する溶媒を含有してもよい。例えば、金属微粒子として金属錯体を使用する場合、加圧二酸化炭素中の金属錯体の濃度を高めるため、パーフルオロペンチルアミンなどのフッ素系有機溶媒を用いてもよい。
【００４６】
加圧二酸化炭素中の金属微粒子の濃度は、金属微粒子の種類を考慮して適宜選択することができ、特に制限されない。溶融樹脂への浸透性や加圧二酸化炭素中の金属微粒子の凝集を考慮すれば、好ましくは飽和溶解度以下である。特に高温になる成形機の可塑化シリンダ内では急激に二酸化炭素の密度が低下するので、加圧二酸化炭素中の金属微粒子の濃度は、飽和溶解度の１〜５０％程度が好ましい。
【００４７】
加圧二酸化炭素を調製する方法としては、特に限定されず、従来公知の方法を使用することができる。例えば、図８に示すように、加圧二酸化炭素を吸引、送液するシリンジポンプを備えた加圧流体供給装置６００を用いてもよい。本実施形態では、加圧流体供給装置６００において、所定の割合で金属微粒子を混合した加圧二酸化炭素（以下、必要により、「混合加圧流体」と記載する）を製造し、この混合加圧流体を可塑化シリンダへ供給する。
【００４８】
混合加圧流体を可塑化シリンダに供給する方法は任意である。例えば、混合加圧流体を可塑化シリンダに間欠的に導入してもよいし、連続的に導入してもよい。また、混合加圧流体の導入は、例えば、安定な送液が行えるシリンジポンプを利用し、導入量を制御してもよい。
【００４９】
混合加圧流体を第１の熱可塑性樹脂に混合した後、第１の熱可塑性樹脂を押出成形し、第１ワイヤーを得ることができる。第１ワイヤーの直径は、３Ｄプリンタの造形ヘッドを用いて造形が可能なように、１〜２ｍｍが好ましい。
【００５０】
（２）第２ワイヤーの製造
ワイヤー状の第２の熱可塑性樹脂（第２ワイヤー）を用意する（ステップＳ２）。第２ワイヤーは、任意の方法により用意できるが、本実施形態では、汎用の方法により、第２の熱可塑性樹脂を押出成形して、第２ワイヤーを製造する。第２ワイヤーの直径も、１〜２ｍｍが好ましい。
【００５１】
（３）樹脂部材の造形
次に、３Ｄプリンタを用いて熱溶解積層法により、第１の部位１０１及び第２の部位１０２を有する樹脂部材を造形する（ステップＳ３）。
【００５２】
まず、本実施形態に用いる３Ｄプリンタについて説明する。図３に示す３Ｄプリンタ１０００は、台座２４と、台座２４に対向する第１ノズル２１及び第２ノズル２２を有する造形ヘッド２３を有する。造形ヘッド２３は、台座２４の上面２４ａに対して並行なＸ方向（図３における左右方向）と、台座２４の上面２４ａに対して並行で且つＸ方向と垂直なＹ方向、及び上面２４ａに対して垂直なＺ方向に移動可能である（図３における上下方向）。造形ヘッド２３内部には、第１ノズル２１及び第２ノズル２２に通じる流路２１ａ、２２ａがぞれぞれ形成されており、更に、流路２１ａ、２２ａに隣接して図示しないヒーターが設けられている。造形ヘッド２３の第１ノズル２１には、上で製造した第１の熱可塑性樹脂と金属微粒子を含む第１ワイヤーＰ１が、流路２１ａを介して供給される。第１ワイヤーＰ１は、図示しないヒーターにより加熱されて溶融し、第１ノズル２１から吐出される（押し出される）。同様に、第２ノズル２２には、上で製造した第２の熱可塑性樹脂を含む第２ワイヤーＰ２が、流路２２ａを介して供給される。第２ワイヤーＰ２は、図示しないヒーターにより加熱されて溶融し、第２ノズル２２から吐出される。
【００５３】
次に、熱溶解積層法により、第１の部位１０１と、第２の部位１０２とを有する樹脂部材を製造する方法を説明する。熱溶解積層法とは、熱可塑性樹脂を高温で溶かして積層させることで、立体形状を作成する方法である。まず、台座２４の上面２４ａに向って、第２ノズル２２から溶融した第２ワイヤーＰ２を吐出しながら、Ｘ方向における点Ｘ１から点Ｘ２へ造形ヘッド２３を移動させる。次に、溶融樹脂を吐出するノズルを第２ノズル２２から第１ノズル２１に切り替え、第１ノズル２１から溶融した第１ワイヤーＰ１を吐出しながら、Ｘ方向における点Ｘ２から点Ｘ３へ造形ヘッド２３を移動させる。再び溶融樹脂を吐出するノズルを第１ノズル２１から第２ノズル２２に切り替え、第２ノズル２２から溶融した第２ワイヤーＰ２を吐出しながら、Ｘ方向における点Ｘ３から点Ｘ４へ造形ヘッド２３を移動させる。このように、所定の位置で溶融樹脂を吐出するノズルを第１ノズル２１と第２ノズル２２との間で切り替えて、溶融した第１ワイヤーＰ１又は第２ワイヤーＰ２を吐出しながら、Ｘ方向及びＹ方向に造形ヘッド２３を移動させることを繰り返し、台座２４の上面２４ａ上に、第１層目の樹脂層Ｚ１を造形する。
【００５４】
次に、Ｚ方向において、台座２４から離間する方向に造形ヘッド２３を移動させる。そして、樹脂層Ｚ１を造形したときと同様に、溶融した第１ワイヤーＰ１又は第２ワイヤーＰ２を吐出しながら、Ｘ方向及びＹ方向に造形ヘッド２３を移動させる。この動作により、樹脂層Ｚ１上に、第２層目の樹脂層Ｚ２を造形する。そして、以上の動作を繰り返して樹脂層を積層していくことにより、第１ワイヤーＰ１により形成される第１の部位１０１と、第２ワイヤーＰ２により形成される第２の部位１０２とを有する樹脂部材が得られる。
【００５５】
本実施形態の方法によれば、同一構造体内において、第１の部位と第２の部位とを所望の場所に容易に配置できるため、図１に示される樹脂部品１００を構成する樹脂部材だけでなく、図４〜７に示す第２〜５の例の樹脂部品２００、３００、４００及び５００を構成する樹脂部材も、容易に造形することができる。更に、従来の二色成形等では製造することが困難なより複雑な形状の樹脂部材も容易に造形することができる。そして、これらの樹脂部材を用いることで、高密度な三次元回路が形成された樹脂部品を容易に製造することができる。
【００５６】
尚、本実施形態で行う３Ｄプリンタを用いた熱溶解積層法では、所謂サポート材を使用しなかったが、造形する樹脂部材の形状に応じて、必要であればサポート材を使用してもよい。サポート材とは、３Ｄプリンタを使用してオーバーハング部等を有する樹脂部材を造形するとき用いる材料である。オーバーハング部等は、その下に下支えがないため、造形中に造形物が落下する虞がある。これを防止するため、一時的な仮の土台として、上のオーバーハング部等をサポートする材料としてサポート材を使用する。サポート材としては、市販されている水溶性のポリ乳酸等を使用できる。サポート材を使用する場合には、例えば、第１ワイヤーを吐出する第１ノズル、第２ワイヤーを吐出する第２ノズルに加えて、サポート材を吐出する第３ノズルを備えた造形ヘッドを用いる。３つのノズルを備えた造形ヘッドを用いて、溶融した第１ワイヤーＰ１、第２ワイヤーＰ２又は、サポート材を吐出しながら、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向に造形ヘッド２３を移動させる。これにより、第１ワイヤーＰ１により形成される第１の部位と、第２ワイヤーＰ２により形成される第２の部位と、サポート材により形成されるサポート部を有する樹脂部材が得られる。得られた樹脂部材を例えば、水で洗浄することにより、水溶性のポリ乳酸等で形成されているサポート部を除去することができる。
【００５７】
（４）無電解メッキ
以上の成形方法により得られた樹脂部材に無電解メッキ液を接触させる。これにより、第１の部材１０１の表面にメッキ膜１０３が形成され、図１に示す樹脂部品１００が得られる（図２のステップＳ４）。
【００５８】
無電解メッキ液としては、公知のものを使用できるが、触媒活性が高く液が安定であるという点から、無電解ニッケルリンメッキ液、無電解ニッケルボロンメッキ液等が好ましい。
【００５９】
第１の部材１０１は、無電解メッキ触媒として機能する金属微粒子を含むため、成形体表面に触媒を付与する必要がなく、触媒付与のために環境負荷が高い薬品を用いた表面処理を行う必要がない。一方、第２の部位１０２は無電解メッキ触媒が含まれていないため、例えば、樹脂部材全体を無電解メッキ液に浸漬しても、第１の部材の表面のみに前記メッキ膜が形成され、第２の部位１０２にはメッキ膜は形成されない。これにより、マスキング工程を用いずに低コストで、樹脂部品１００の表面に、メッキ膜の有無のコントラストが明確な部分的なメッキ膜１０３を形成することができる。更に、メッキ膜の電導性を向上させるために、無電解メッキにより形成したメッキ膜上に、電解銅メッキ膜等を積層してもよい。
【実施例】
【００６０】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例により制限されない。
【００６１】
［実施例１］
本実施例では、図１に示す樹脂部品１００を製造した。第１の熱可塑性樹脂としては、ブロック共重合体であるポリエーテルエステルアミドブロック共重合体（三洋化成工業製、ペレスタットＰＬ１２５１）を用い、金属微粒子としては、パラジウム錯体（ヘキサフルオロアセチルアセトナトパラジウム(ＩＩ)）を用い、第２の熱可塑性樹脂としては、ガラス繊維を３０重量％含む、ガラス繊維強化ポリアミド樹脂（ナイロン６）（東レ製、アミランＣＭ１０１１Ｇ３０）を用いた。本実施例で製造した樹脂部品１００の大きさは、２ｃｍ×２ｃｍ×４ｃｍであり、中空部１０４の大きさは、１．４ｃｍ×１．４ｃｍ×４ｃｍ、三次元電気回路を形成する配線（メッキ膜）１０３の幅は、３ｍｍとした。
【００６２】
（１）第１ワイヤーの製造
まず、３Ｄプリンタに用いるワイヤー状の金属微粒子を含む第１の熱可塑性樹脂（第１ワイヤー）を、図８に示す第１ワイヤー製造装置１０００を用いて製造した。
【００６３】
＜第１ワイヤー製造装置＞
まず、本実施例で用いた第１ワイヤー製造装置について説明する。図８に示すように、第１ワイヤー製造装置２０００は、金属微粒子を混合した熱可塑性樹脂を押出成形する押出成形装置７００と、金属微粒子を含む加圧二酸化炭素（混合加圧流体）を押出成形装置７００に供給する加圧流体供給装置６００と、押出成形装置７００により押出成形された熱可塑性樹脂を冷却する樹脂冷却装置８００と、制御装置（不図示）を備える。制御装置は、加圧流体供給装置６００、押出成形装置７００、及び樹脂冷却装置８００の動作を制御する。
【００６４】
加圧流体供給装置６００は、加圧二酸化炭素と、金属微粒子を溶媒に溶解させた溶液Ｃとを混合して混合加圧流体を調製し、調製した混合加圧流体を押出成形装置７００に供給する。加圧流体供給装置６００は、サイフォン式の二酸化炭素ボンベ３０１と、二酸化炭素ボンベ３０１より液体二酸化炭素を吸引した後、加圧して液体二酸化炭素を供給する二酸化炭素用シリンジポンプ３０２と、溶液槽３１１内の金属微粒子含有液体Ｃを加圧して供給する溶液用シリンジポンプ３１２より構成される。各シリンジポンプ３０２、３１２は圧力制御と流量制御が可能である。調製された混合加圧流体は、背圧弁４２０を介して押出成形装置７００に供給される。
【００６５】
押出成形装置７００は、内部に回転及び進退自在に配設されたスクリュ４０を有する第１シリンダ（可塑化シリンダ）４１０と、内部に回転及び進退自在に配設されたスクリュ４５を有する第２シリンダ４２０と、スクリュ４０、４５それぞれに連結し、スクリュ４０、４５を回転動作させるサーボモータ４８、４９と、第１シリンダ４１０と第２シリンダ４２０とを連結する連結部４３０から構成される。本実施例では、第１及び第２シリンダ４１０、４２０内において、可塑化溶融された溶融樹脂は、図８における右手から左手に向かって流動する。したがって、第１及び第２シリンダ４１０、４２０の内部においては、図８における右手を「上流」又は「後方」、左手を「下流」又は「前方」と定義する。第１シリンダ（可塑化シリンダ）４１０は、スクリュ４０が貫通するリング形状のシール部材４６と、シール部材４６よりも下流に設けられ、スクリュウ４０が貫通するリング形状部材４４が設けられる。また、第２シリンダ４２０は、その先端部にノズル４７を有する。
【００６６】
第１シリンダ４１０の上部側面には、上流側から順に、熱可塑性樹脂を可塑化シリンダ４１０に供給するための樹脂供給口４０１、混合加圧流体を第１シリンダ４１０内に導入するための導入口４０２が形成される。また、第２シリンダ４２０の上部側面には、第２シリンダ４２０内からガス化した二酸化炭素を排気するためのベント４０３が形成されている。これらの樹脂供給口４０１、及び導入口４０２にはそれぞれ、樹脂供給用ホッパ４１１、及び導入バルブ４１２が配設されている。第１シリンダ４１０の外壁面には、バンドヒーター（図示せず）が配設されており、これにより可塑化シリンダ４１０が加熱され、熱可塑性樹脂が可塑化溶融される。
【００６７】
押出成形装置７００では、樹脂供給口４０１から第１シリンダ４１０内に熱可塑性樹脂が供給され、熱可塑性樹脂がバンドヒーターによって可塑化されて溶融樹脂となり、スクリュ４０が正回転することにより下流に送られる。そして、導入口４０２近傍まで送られた溶融樹脂は、導入された金属微粒子を含む加圧二酸化炭素（混合加圧流体）と高圧下、接触混練される。混合加圧流体を含む溶融樹脂は、第１シリンダ４１０から、下流の連結部４３０へ送られる。そして、連結部４３０の樹脂は、第１シリンダ４１０から順次供給される樹脂に押出されて、更に下流の第２シリンダ４２０へ送られる。第２シリンダ４２０では、混合加圧流体と接触混練された溶融樹脂の樹脂内圧を低下させることにより、ガス化した二酸化炭素が溶融樹脂から分離し、ベント４０３から排気される。二酸化炭素が排気された後、溶融樹脂は、スクリュ４５が回転することにより下流に送られ、ノズル４７から第２シリンダ４２０の外部へ押し出される。
【００６８】
以上説明したように、第１シリンダ４１０内では、上流側から順に、熱可塑性樹脂を可塑化溶融して溶融樹脂とする可塑化ゾーン４１、溶融樹脂と導入口４０２から導入される混合加圧流体とを高圧下、接触混練する混練ゾーン４２が形成される。そして、第２シリンダ４２０内では、混合加圧流体と接触混練した溶融樹脂の樹脂内圧を低下させることにより、溶融樹脂から分離された二酸化炭素をベント４０３から排気する減圧ゾーン４３が形成される。第１シリンダ４１０においては、上述のリング形状のシール部材４６は、可塑化ゾーン４１と混練ゾーン４２の境界に位置しており、リング形状部材４４は混練ゾーン４２に位置している。そして、スクリュ４０の混練ゾーン４２に位置する部分は、その直径が下流に向かうに従い大きくなる形状を有する。
【００６９】
樹脂冷却装置８００は、第２シリンダ４２０のノズル４７から押出された樹脂を冷却し固化する装置であり、冷却水等により樹脂が十分に固化される機構であれば任意であるが、本実施形態では、冷却水を用いないアルミ製のベルトコンベア装置５０１を用いた。冷却水を用いないことで、成形体原料にポリアミド等の吸水性が高い熱可塑性樹脂を用いた場合にも、樹脂の過剰な吸水を防ぐことができ、後工程での困難な脱水作業が不要となる。図８に示すように、アルミベルトコンベア装置５０１は、輪状にしたアルミ製のベルトを回転させるベルトコンベアであり、アルミ製のベルトの上に、押出成形装置７００から押し出される樹脂を裁置し、図８の上流から下流へ（右手から左手へ）運搬する。放熱性能の高いアルミ製のベルトの上に裁置されることで、押出された樹脂は運搬されながら冷却され、固化する。
【００７０】
＜第１ワイヤーの製造＞
上で説明した図８に示す第１ワイヤーの装置２０００を用いて、以下に説明する方法により、第１ワイヤーを製造した。まず、液体二酸化炭素ボンベ３０１から液体二酸化炭素を吸引し、二酸化炭素用シリンジポンプ３０２の圧力制御により所定圧力まで液体二酸化炭素を加圧した。また、溶液用シリンジポンプ３１２により、溶液槽３１１から溶媒に金属微粒子を溶解させた溶液Ｃを吸引し、溶液用シリンジポンプ３１２の圧力制御により所定圧力まで溶液Ｃを加圧する。本実施例では、溶液Ｃの溶媒としてパーフルオロペンチルアミンのフッ素系有機溶媒を用いた。
【００７１】
次に、二酸化炭素用シリンジポンプ３０２及び溶液用シリンジポンプ３１２を圧力制御から流量制御に切替え、二酸化炭素用シリンジポンプ３０２と溶液用シリンジポンプ３１２の流量比が１０：１となるように流動させた。これにより、配管内で加圧二酸化炭素と溶液Ｃとが混合され、かつ、第１シリンダ４１０内に混合加圧流体を導入する導入バルブ４１２までの系内を加圧した。本実施例において、シリンジポンプ３０２、３１２から導入バルブ４１２までの系内は１０℃に冷却し、圧力は１０ＭＰａとした。背圧弁４２０の設定圧力も１０ＭＰａとした。また、本実施例において、混合加圧流体中の金属微粒子の濃度は、飽和溶解度の１０〜２０％程度に制御した。
【００７２】
一方、押出成形装置７００において、樹脂供給用ホッパ４１１から第１の熱可塑性樹脂を供給し、可塑化ゾーン４１の外壁面に設けられたバンドヒーター（図示せず）により可塑化ゾーン４１を加熱し、スクリュ４０を回転させた。これにより、第１の熱可塑性樹脂を可塑化溶融し、下流の混練ゾーン４２へ流動させた。
【００７３】
混練ゾーン４２において、導入バルブ４１２により、導入口４０２を介して可塑化シリンダ４１０内へ、混合加圧流体を一定流量で連続的に供給した。そして、スクリュ４０を回転されることにより、混合加圧流体を溶融樹脂中に分散混練した。このとき、リング形状のシール部材４６によって、混練ゾーン４２に導入した二酸化炭素や金属微粒子が上流側の可塑化ゾーン４１に漏れることが防止される。
【００７４】
次に、スクリュ４０の回転により、混練ゾーン４２の樹脂を下流の連結部４３０へ流動させた。混練ゾーン４２において、樹脂の下流への流動の際、直径が下流に向かうに従い大きくなるというスクリュ４０の形状及びリング形状部材４４の存在が溶融樹脂の流動抵抗となり、混練ゾーン４２内の樹脂内圧が上がり、第１シリンダ４１０の圧力が上昇する。
【００７５】
混練ゾーン４２には、図示しない圧力センサが設けられており、混練ゾーン４２のシリンダ圧力を監視できる。混練ゾーン４２のシリンダ内の圧力が低下した際には、サーボモータ４８の回転数を上げて混練ゾーン４２への溶融樹脂の供給量を増やし、混練ゾーン４２のシリンダ内の圧力を上昇させる。反対に、シリンダ内の圧力が上昇した際には、サーボモータ４８の回転数を下げて樹脂供給量を減らし、シリンダ内の圧力を低下させる。このように、本実施例の第１シリンダは、スクリュ回転数を調整することで、シリンダ内圧を一定に保つことができる機構を有する。混練ゾーン４２のシリンダ内の圧力の変動が大きいと、シリンジポンプ３０２、３１２から供給される混合加圧流体の導入量が安定せず、ばらつきが発生するが、本実施例では、混練ゾーン４２のシリンダ内の圧力を一定に保つことで導入量が安定する。本実施例においては、混練ゾーン４２のシリンダ内圧が８ＭＰａを保つように、スクリュ４０の回転数を設定した。
【００７６】
スクリュ４０を継続して回転させ、第１シリンダ４１０の樹脂を下流の連結部４３０へ供給し続けた。連結部４３０の溶融樹脂は、第１シリンダから供給される樹脂に押し出される形で、下流の第２シリンダ４２０の減圧ゾーン４３に流動した。減圧ゾーン４３において、溶融樹脂の減圧を行い、溶融樹脂中に溶解した二酸化炭素のみを分離し、第２シリンダ４２０に設けられたベント４０３から排出した。
【００７７】
次に、二酸化炭素を排出した溶融樹脂を、第２シリンダの先端部に設けられたノズル４７から、スクリュ４５の回転により押し出した。ノズル４７からの溶融樹脂の押出し量は、サーボモータ４９により調節した。尚、サーボモータ４９は、サーボモータ４８と独立制御が可能である。
【００７８】
ノズル４７から押し出された樹脂を冷却装置８００のアルミベルトコンベア５０１の上に裁置し、図８における上流から下流へ運搬した。押し出された溶融樹脂は、運搬される間に冷却されて固化し、第１ワイヤーを得た。得られた第１のワイヤーの直径は、約１ｍｍであり、第１のワイヤー中の金属微粒子の濃度は、１５重量ｐｐｍであった。
【００７９】
（２）第２ワイヤーの製造
押出成形機（井元製作所製、ＩＭＣ―１１４４）を用いて、第２の熱可塑性樹脂を押出成形して、第２ワイヤーを製造した。得られた第２のワイヤーの直径は、約１ｍｍであった。
【００８０】
（３）樹脂部材の造形
３Ｄプリンタ（スリーディ・システムズ社製、ＣｕｂｅＸ  ３Ｄ  Ｐｒｉｎｔｅｒ）を用いて、熱溶解積層法により、第１の部位１０１及び第２の部位１０２を有する樹脂部材を造形した。
【００８１】
図３に示すように、上で製造した第１ワイヤーＰ１及び第２ワイヤーＰ２を造形ヘッド２３の流路２１ａ、２２ａを介して、第１ノズル２１及び第２ノズル２２それぞれに供給した。そして、図示しないヒーターにより造形ヘッド２３を２８０℃に加熱して、第１ワイヤー及び第２ワイヤーを溶融した。次に、溶融した第１ワイヤーＰ１又は第２ワイヤーＰ２を吐出しながら、Ｘ方向及及びＹ方向及に造形ヘッド２３を移動させた。このとき、吐出した第１ワイヤー及び第２ワイヤーが、共に、幅０．５ｍｍ、高さ０．２ｍｍとなるように、吐出量と造形ヘッド２３の移動速度を制御した。そして、所定の位置で溶融樹脂の吐出するノズルを第１ノズル２１と第２ノズル２２との間で切り替える動作を繰り返し、台座２４の上面２４ａ上に、第１層目の樹脂層Ｚ１を造形した。
【００８２】
次に、Ｚ方向において、台座２４から離間する方向に造形ヘッド２３を０．２ｍｍ移動させた。そして、樹脂層Ｚ１を造形したときと同様に、溶融した第１ワイヤーＰ１又は第２ワイヤーＰ２を吐出しながら、Ｘ方向及びＹ方向に造形ヘッド２３を移動させることにより、樹脂層Ｚ１上に、第２層目の樹脂層Ｚ２を造形した。以上の動作を繰り返し、樹脂層を積層していくことにより、第１ワイヤーＰ１により形成される第１の部位１０１と、第２ワイヤーＰ２により形成される第２の部位１０２とを有する樹脂部材を得た。
【００８３】
（４）メッキ膜の形成
製造した樹脂部材を常温の２．５Ｎ塩酸水溶液に１分浸漬した後、８５℃の１，３−ブタンジオール水溶液（７５ｖｏｌ％）に５分間浸漬し、その後、８５℃の無電解ニッケルメッキ液に５分浸漬した。これにより、第１の部位１０１上に、ニッケルリンメッキ膜１０３を５０ｎｍ形成した。第２の部位１０２の表面には、メッキ膜の析出は確認されなかった。次に、ニッケルリンメッキ膜上に、汎用の方法により、電解銅メッキ膜を１μｍ形成した。
【００８４】
以上説明した方法により、図１に示す、表面にメッキ膜１０３が形成されている第１の部位１０１と、表面にメッキ膜が形成されていない第２の部位１０２とを有する樹脂部品１００が得られた。得られた樹脂部品１００のメッキ膜１０３は、上面１００ａから、側面１００ｃを通って、下面１００ｂ、更に内表面１０４ａへ連続的に形成されて、導通していた。即ち、メッキ膜１０３は、樹脂部品１００表面の複数の面に亘って形成されることで、三次元構造を有する立体的な電気回路（三次元電気回路）を形成していた。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明の表面に三次元回路が形成された樹脂部品は、部品内部に中空部を形成して、中空部にも電気回路を形成することが可能であり、樹脂部品の小型化、軽量化が実現できる。また、従来よりも製造方法を簡素化して、製造コストを抑制でき、電子機器に広く利用することができる。
【符号の説明】
【００８６】
２１        第１ノズル
２２        第２ノズル
２１ａ、２２ａ  流路
２３        造形ヘッド
２４        台座
１００、２００、３００、４００、５００  樹脂部品
１０１      第１の部位
１０２      第２の部位
１０３      メッキ膜
１０３ａ    内表面メッキ膜
１０３ｂ    外表面メッキ膜
１０４      中空部
１０４ａ    内表面
１０００    ３Ｄプリンタ
Ｐ１        第１ワイヤー
Ｐ２        第２ワイヤー
【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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【図７】
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【図８】
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