(57)【要約】      （修正有）【課題】所望の特性を有する複合樹脂材料を提供する。【解決手段】第１の層では、樹脂材料Ｒ１が第１方向を長手方向として配置され且つ第２方向において隙間を空けて配列される。また、比誘電率が樹脂材料Ｒ１とは異なる樹脂材料Ｒ２が、第１方向を長手方向として隙間に配列される。第２の層では、樹脂材料Ｒ１及びＲ２が、第３方向を長手方向として配列される。これにより、第１及び第２の層の樹脂材料Ｒ１が上下方向で接合し、更に第１及び第２の層の樹脂材料Ｒ２が上下方向で接合される。樹脂材料Ｒ１は、樹脂材料Ｒ２に比べ弾性率が大きい。加えて、樹脂材料Ｒ１の溶融温度は、樹脂材料Ｒ２が熱可塑性樹脂である場合における、その樹脂材料Ｒ２の溶融温度以上である。また、樹脂材料Ｒ１の溶融温度は、樹脂材料Ｒ２が熱硬化性樹脂である場合における、その樹脂材料Ｒ２の熱硬化温度以上である。【選択図】図１Ａ
2017024246.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数種類の樹脂材料を含む複合樹脂材料であって、
第１の層と第２の層とが積層方向に繰り返し配置され、
前記第１の層では、第１の樹脂材料が第１方向を長手方向として配置され且つ前記第１方向と交差する第２方向において隙間を空けて配列されると共に、前記第１の樹脂材料以外の樹脂材料であって比誘電率が前記第１の樹脂材料とは異なる第２の樹脂材料が、前記第１方向を長手方向として前記隙間に配列され、
前記第２の層では、前記第１の樹脂材料が、前記第１方向とは交差する第３方向を長手方向として配置され且つ前記第３方向と交差する第４方向において隙間を空けて配列されると共に、前記第２の樹脂材料が、前記第３方向を長手方向として前記隙間に配列され、
これにより前記第１の層に配置された前記第１の樹脂材料と、前記第２の層に配置された前記第１の樹脂材料とが上下方向で接合し、更に前記第１の層に配置された前記第２の樹脂材料と、前記第２の層に配置された前記第２の樹脂材料とが上下方向で接合され、
前記第１の樹脂材料は、前記第２の樹脂材料に比べ弾性率が大きく、
前記第１の樹脂材料の溶融温度は、前記第２の樹脂材料が熱可塑性樹脂である場合における、その第２の樹脂材料の溶融温度以上であり、
前記第１の樹脂材料の溶融温度は、前記第２の樹脂材料が熱硬化性樹脂である場合における、その第２の樹脂材料の熱硬化温度以上である
ことを特徴とする複合樹脂材料。
【請求項２】
前記第１の樹脂材料は、３．０以上４．０以下の比誘電率を有する、請求項１記載の複合樹脂材料。
【請求項３】
前記第１の樹脂材料は、ナイロン、ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイド樹脂又は液晶ポリマーを材料として形成される、請求項２記載の複合樹脂材料。
【請求項４】
前記第２の樹脂材料は、４．０より大きい比誘電率を有する、請求項１又は２記載の複合樹脂材料。
【請求項５】
前記第２の樹脂材料は、ポリフッ化ビニリデン、ウレタン、セルロース、メラミンホルムアルデヒド樹脂、フラン樹脂、尿素樹脂のいずれかを材料として形成される、請求項４記載の複合樹脂材料。
【請求項６】
前記第２の樹脂材料は、３．０未満の比誘電率を有する、請求項１又は２記載の複合樹脂材料。
【請求項７】
前記第２の樹脂材料は、ポリエチレン、エポキシ、アセチルセルロース、ポリアミド、ポリスチレン、メタクリル、ポリプロピレン、４フッ化エチレン樹脂のいずれかを材料として形成される、請求項６記載の複合樹脂材料。
【請求項８】
複数種類の樹脂材料を含む複合樹脂材料であって、
第１の層と第２の層とが積層方向に繰り返し配置され、
前記第１の層では、第１の樹脂材料が第１方向を長手方向として配置され且つ前記第１方向と交差する第２方向において隙間を空けて配列されると共に、前記第１の樹脂材料とは異なる樹脂材料である第２の樹脂材料が、前記第１方向を長手方向として前記隙間に配列され、
前記第２の層では、前記第１の樹脂材料が、前記第１方向とは交差する第３方向を長手方向として配置され且つ前記第３方向と交差する第４方向において隙間を空けて配列されると共に、前記第２の樹脂材料が、前記第３方向を長手方向として前記隙間に配列され、
これにより前記第１の層に配置された前記第１の樹脂材料と、前記第２の層に配置された前記第１の樹脂材料とが上下方向で接合し、更に前記第１の層に配置された前記第２の樹脂材料と、前記第２の層に配置された前記第２の樹脂材料とが上下方向で接合され、
前記第１の樹脂材料は、前記第２の樹脂材料よりも破断伸びの値が小さく、前記第２の樹脂材料よりも弾性率が大きい材料である
ことを特徴とする複合樹脂材料。
【請求項９】
前記第１の樹脂材料の破断伸びは１％以上２００％未満であり、
前記第２の樹脂材料の破断伸びは、５０％以上１０００％以下である、請求項８記載の複合樹脂材料。
【請求項１０】
前記第１の樹脂材料は、ナイロン、ポリカーボネート、ポリオキシメチレン、又はポリフェニレンサルファイド樹脂を材料として形成される、請求項８又は９記載の複合樹脂材料。
【請求項１１】
前記第２の樹脂材料は、ポリプロピレン、超高分子量ポリエチレン、合成天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム、エチレン・プロピレンゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム、エチレン・酢酸ビニルゴム、多硫化ゴムのいずれかを材料として形成される、請求項８又は９記載の複合樹脂材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合樹脂材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の樹脂材料は、単一の材料により形成されることが多い。この場合、その樹脂材料の物性（例えば誘電率、強度など）は、使用される材料ごとの固有な特性とならざるを得ず、その結果従来の樹脂材料群は全体として離散的な分布となっている。このため、そのような単一材料からなる樹脂材料の用途は限定的であり、また、所望の仕様の工業製品を製造しようとする場合、当該樹脂材料の特性によってその製品の性能は制限されざるを得ない。
【０００３】
複数種類の材料の共重合体を形成することにより、採用された材料の特性を取捨選択又は相殺することにより任意の特性の材料を得ようとする技術も提案されている。しかし、そのような共重合体は特性の均一性が不十分であったり、特性の異方性化の実現ができなかったり、機械的な負荷に対して脆弱であったりするなど、産業上のニーズに十分適合した特性を提供するには至っていない。例えば、所望の誘電率を有する樹脂材料を提供することは、共重合体の樹脂材料によっても困難である。このため、例えば半導体装置では、プリント基板や、シリコンチップとプリント基板との間に挿入されるインタポーザなどに所望の誘電率を与えることが適切であるが、そのような誘電率を有するプリント基板やインタポーザを単一材料や共重合体によって提供することは困難である。
また、弾性率が強いナイロンやＰＰＳ、ＬＣＰ等の材料は弾性率を超えると直ぐに破断してしまうが、弾性率もあり破断伸びもある材料を提供する事は単一材料や共重合体では困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１９８９５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、所望の特性を有する複合樹脂材料を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様に係る複合樹脂材料は、複数種類の樹脂材料を含む複合樹脂材料であり、第１の層と第２の層とが積層方向に繰り返し配置されている。第１の層では、第１の樹脂材料が第１方向を長手方向として配置され且つ第１方向と交差する第２方向において隙間を空けて配列される。また、第１の樹脂材料以外の樹脂材料であって比誘電率が第１の樹脂材料とは異なる第２の樹脂材料が、第１方向を長手方向として隙間に配列される。一方、第２の層では、第１の樹脂材料が、第１方向とは交差する第３方向を長手方向として配置され且つ第３方向と交差する第４方向において隙間を空けて配列される。また、第２の樹脂材料が、第３方向を長手方向として隙間に配列される。これにより、第１の層に配置された第１の樹脂材料と、第２の層に配置された第１の樹脂材料とが上下方向で接合し、更に前記第１の層に配置された第２の樹脂材料と、第２の層に配置された第２の樹脂材料とが上下方向で接合される。第１の樹脂材料は、第２の樹脂材料に比べ弾性率が大きい。加えて、第１の樹脂材料の溶融温度は、第２の樹脂材料が熱可塑性樹脂である場合における、その第２の樹脂材料の溶融温度以上である。また、第１の樹脂材料の溶融温度は、第２の樹脂材料が熱硬化性樹脂である場合における、その第２の樹脂材料の熱硬化温度以上である。
【０００７】
また、本発明の第２の態様に係る複合樹脂材料は、複数種類の樹脂材料を含む複合樹脂材料であり、第１の層と第２の層とが積層方向に繰り返し配置される。
【０００８】
第１の層では、第１の樹脂材料が第１方向を長手方向として配置され且つ第１方向と交差する第２方向において隙間を空けて配列されると共に、第１の樹脂材料以外の第２の樹脂材料が、第１方向を長手方向として隙間に配列される。
【０００９】
一方、第２の層では、第１の樹脂材料が、第１方向とは交差する第３方向を長手方向として配置され且つ第３方向と交差する第４方向において隙間を空けて配列されると共に、第２の樹脂材料が、第３方向を長手方向として隙間に配列される。これにより第１の層に配置された第１の樹脂材料と、第２の層に配置された第１の樹脂材料とが上下方向で接合し、更に第１の層に配置された第２の樹脂材料と、第２の層に配置された第２の樹脂材料とが上下方向で接合される。第１の樹脂材料は、第２の樹脂材料よりも破断伸びの値が小さく、第２の樹脂材料よりも弾性率が大きい材料である。
なおここで、弾性率とは、材料試験片に外力を加えたときの材料弾性変形領域における変形量を計測し、外力を弾性変形量で除した値を指す（単位：ＭＰａ）。
破断伸びとは、引張試験機を用いて材料試験片を定速で引張り、その試験片が破断したときの伸び量を試験片の最初の長さで除した値を指す（単位：％）。
また比誘電率（ε）とは、材料の誘電率と真空誘電率の比率を指す（単位：無次元）。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】第１の実施の形態に係る複合樹脂材料Ｓの構造を説明する斜視図である。
【図１Ｂ】第１の実施の形態の変形例に係る複合樹脂材料Ｓの構造を説明する斜視図である。
【図２】第１の実施の形態に係る複合樹脂材料Ｓの製造方法を説明する工程図である。
【図３】第１の実施の形態に係る複合樹脂材料Ｓの製造方法を説明する工程図である。
【図４】第１の実施の形態に係る複合樹脂材料Ｓの製造方法を説明する工程図である。
【図５】第１の実施の形態に係る複合樹脂材料Ｓの製造方法を説明する工程図である。
【図６】第１の実施の形態に係る複合樹脂材料Ｓの製造方法を説明する工程図である。
【図７】第１の実施の形態に係る複合樹脂材料Ｓの製造方法を説明する工程図である。
【図８】第１の実施の形態に係る複合樹脂材料Ｓの製造方法を説明する工程図である。
【図９】第１の実施の形態に係る複合樹脂材料Ｓの構成の一例を説明する平面図である。
【図１０】第１の実施の形態に係る複合樹脂材料Ｓの構成の一例を説明する平面図である。
【図１１】第２の実施の形態に係る複合樹脂材料Ｓの構成の一例を説明する平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、本発明の実施の形態に係る複合樹脂材料Ｓを、図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
［第１の実施の形態］
図１Ａは、第１の実施の形態の複合樹脂材料Ｓの構造を示す斜視図である。図１Ａに示すように、第１の実施の形態の複合樹脂材料Ｓは、例えば２種類の樹脂材料Ｒ１、Ｒ２を用いて形成される。図１Ａでは、図示の簡略化のため、複合樹脂材料Ｓの一部のみを拡大して図示しており、実際の材料においては、図示されているよりも多くの本数の樹脂材料Ｒ１及びＲ２が形成されている。また、以下では説明の簡単化のため、２種類の樹脂材料を使用する場合を中心に説明するが、３種類以上の樹脂材料を用いてもよいことは言うまでもない。
【００１３】
また、この第１の実施の形態の複合樹脂材料Ｓでは、複数種類の樹脂材料Ｒ１、Ｒ２を、１つの層において、所定の配合比をもって、一の方向を長手方向として形成する。図１Ａの例では、第１の層に（図１Ａの最下層）おいては、樹脂材料Ｒ１、Ｒ２の配合比を例えば略１：１とし、且つそれぞれの樹脂材料Ｒ１、Ｒ２の長手方向がＸ軸方向（第１方向）となり、Ｘ軸と直交するＹ軸方向（第２方向）に沿って樹脂材料Ｒ１とＲ２とが交互に配列される。換言すれば、樹脂材料Ｒ１はＹ軸方向において所定の隙間を空けて交互に配列され、樹脂材料Ｒ２はこの隙間を充填するように配列される。樹脂材料Ｒ１の配列方法については後述するが、一例としては樹脂溶融法（ＦＤＭ法）により行われる。一方、樹脂材料Ｒ２は、後述するように、上記の隙間を埋め込むことができるよう、位置決めして配列させ、または隙間に対し含浸させることにより形成される（埋め込まれる）。隙間において樹脂材料Ｒ２が実質的に隙間なく含浸されるためには、樹脂材料Ｒ２の温度を十分高くするなどして樹脂材料Ｒ２の粘度を低下させるのが好適である。含浸工程は、終始大気圧雰囲気中で実行されてもよいが、これに代えて、真空雰囲気又は減圧雰囲気中で含浸動作を行い、その後大気圧雰囲気中に戻すことで内部への充填を効果的に行うことも可能である。
なお、ここでの「充填」という用語は、隙間が完全に埋め込まれることまでを意味するものではなく、両樹脂材料Ｒ１、Ｒ２が所望の連結力を有し材料としての一定の堅牢性を与える程度に埋め込まれていれば足りると言う趣旨で用いられている。ただし、樹脂材料Ｒ２は含浸により形成する必要は無く、所定の粘度を有した樹脂材料Ｒ２を、樹脂溶融法（ＦＤＭ法）やインクジェット法などにより吐出することも可能である。
【００１４】
一方、第１の層よりも上層の第２の層においては、樹脂材料Ｒ１、Ｒ２の配合比は第１層と同様に例えば略１：１とされるが、それぞれの樹脂材料Ｒ１、Ｒ２の長手方向は、第１の層のＸ軸方向ではなく、これとは交差する軸（第３方向）、例えばＹ軸方向とされ、樹脂材料Ｒ１、Ｒ２は、Ｘ軸方向（第４方向）に沿って配列される。そして、この第２層においても、樹脂材料Ｒ１はＸ軸方向において所定の隙間を開けて交互に形成され、樹脂材料Ｒ２はその隙間において、樹脂材料Ｒ１の間を埋めるように形成される。
【００１５】
このような第１の層、第２の層が交互に複数回繰り返して形成され、これにより複数種類の樹脂材料からなる複合樹脂材料Ｓが形成される。
第１の層の樹脂材料Ｒ１と第２の層の樹脂材料Ｒ１とは、その上下方向において接合しており、同様に、第１の層の樹脂材料Ｒ２と第２の層の樹脂材料Ｒ２とは、その上下方向において接合している。
【００１６】
このような複合樹脂材料Ｓにおいて、樹脂材料Ｒ１は、一つの層において第１方向に延びる一方で、それよりも１つ上の層においては第１方向と交差する第２方向に延びる。これにより、複合樹脂材料Ｓは、第１の層と第２の層とにおける樹脂材料Ｒ１の交差位置において樹脂材料Ｒ１同士が上下方向で接合する構造（いわゆる井桁構造）を有している。樹脂材料Ｒ２も、同様に樹脂材料Ｒ１に挟まれた位置において、同様な井桁構造を有し、上下方向で接合する。このような構造により、たとえ異種の樹脂材料Ｒ１とＲ２の間の（横方向の）接合力が弱くても、上述のような井桁構造における同一樹脂材料間の（積層方向の）接合力が強ければ、複合樹脂材料Ｓの強度を十分に高いものとすることができる。樹脂材料Ｒ１及びＲ２に加えて、フィラー材や接着剤を付加することにより、より両樹脂材料間の接合力を強化することも可能である。
【００１７】
なお、図１Ａに示す樹脂材料Ｒ１、Ｒ２の配合比や、その長手方向、交差角度等はあくまでも一例であり、要求される造形物の仕様等によって様々に変更可能である。例えば、図１Ｂに示すように、樹脂材料Ｒ１及びＲ２の配合比を、複数の層の間で異なる値に設定することも可能である。図１Ｂでは最下層がＲ１のみ、最上層がＲ２のみとなるように連続的にＲ１、Ｒ２配合比を可変させているが、これに限らない。例えば所定の配合比からなる複数層をワンセットとして、その所定配合比を複数段階的に設けた複数セットを積み重ねた構成であってもよい。
【００１８】
この樹脂材料Ｒ１は、樹脂材料Ｒ２に比べ弾性率が高く、且つ溶融温度が高い材料が選択される。これにより、樹脂材料Ｒ１は、複合樹脂材料Ｓの骨格（主格子）を構成する。このため、後から形成される樹脂材料Ｒ２（副格子）として弾性率が小さく溶融温度の低い材料が選択されたとしても、複合樹脂材料Ｓの変形を抑制することができる。樹脂材料Ｒ１の材料、及び樹脂材料Ｒ２の材料として、比誘電率が互いに異なる材料を選択し、且つ両者の配合比を適宜選択することにより、複合樹脂材料Ｓの比誘電率を自由に選択することができる。
樹脂材料Ｒ１の材料としては、一例として３．０〜４．０程度の比誘電率を有する材料を採用するのが好適である。一例として、そのような樹脂材料Ｒ１としては、ナイロン（比誘電率は３．４〜４．０）やポリカーボネート（比誘電率が約３．０)、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂（比誘電率が約３．５）又は液晶ポリマー材料（比誘電率が約３．０）が採用し得る。
【００１９】
樹脂材料Ｒ２としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、光硬化性樹脂のどちらも使用することができる。
熱硬化性樹脂を樹脂材料Ｒ２として用いる場合、その樹脂材料Ｒ２の熱硬化温度が、樹脂材料Ｒ１の溶融温度以下となるように、樹脂材料Ｒ２の材料を選択するのが好ましい。なお、樹脂材料Ｒ２を樹脂材料Ｒ１の隙間に含浸させた後熱硬化させる段階においては、樹脂材料Ｒ２を完全に硬化させる代りに、半硬化状態となったら硬化工程（熱工程）を一旦停止し、最終の加熱プレス工程にて樹脂材料Ｒ２を半硬化状態から完全硬化状態に移行させることも可能である。
【００２０】
樹脂材料Ｒ２の材料として熱可塑性樹脂を採用する場合、樹脂材料Ｒ２の溶融温度が樹脂材料Ｒ１の溶融温度以下に設定されることが好ましい。樹脂材料Ｒ２の溶融温度が樹脂材料Ｒ１の溶融温度よりも高いと、樹脂材料Ｒ２を溶融し含浸させる工程において樹脂材料Ｒ１が溶融し、図１のような樹脂材料Ｒ１の井桁構造の維持が困難となり、また樹脂材料の分子鎖の配向方向も一定でなくなってしまうからである。
また、樹脂材料Ｒ２の材料として、光硬化性樹脂を採用することもできる。光硬化性樹脂の樹脂材料Ｒ２としては、例えば、アクリレートやメタクリレートを末端基に有するもプレポリマー、またはオリゴマー、またはモノマーやこれらの混合物をベースとし、所定量の光重合開始剤を少なくとも混合したものを用いることができる。特にエステル系、ウレタン系、エポキシ系のアクリレートやメタクリレートを好適に用いることができる。
【００２１】
前述したように、樹脂材料Ｒ１の材料としては、一例として３．０〜４．０程度の比誘電率を有する材料を採用するのが好適である。一例として、そのような樹脂材料Ｒ１としては、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂（比誘電率が約３．５）又は液晶ポリマー材料（比誘電率が約３．０）が採用し得る。
【００２２】
このような中間的な比誘電率を有する材料が樹脂材料Ｒ１として使用されていると、樹脂材料Ｒ２として４．０よりも高い比誘電率を有する材料を選択し、Ｒ１とＲ２の配合比を適宜調整すれば、任意の比誘電率を有する高誘電率材料（Ｈｉ−Ｋ材料）を作成することができる。４．０より大きい比誘電率を有する材料としては、ポリフッ化ビニリデン、ウレタン、セルロース、メラミンホルムアルデヒド樹脂、フラン樹脂、尿素樹脂を挙げることができる。
【００２３】
逆に、樹脂材料Ｒ２として３．０未満の比誘電率を有する材料を選択し、Ｒ１とＲ２の配合比を適宜調整すれば、任意の比誘電率を有する低誘電率材料（Ｌｏｗ−Ｋ材料）を作成することもできる。３．０未満の比誘電率を有する材料の例としては、ポリエチレン、エポキシ、アセチルセルロース、ポリアミド、ポリスチレン、メタクリル、ポリプロピレン、４フッ化エチレン樹脂を挙げることができる。例えば、ポリエチレンは熱に弱く弾性率も低い材料である。しかし、このような材料が樹脂材料Ｒ２として採用されたとしても、樹脂材料Ｒ１として弾性率が高く融点が高い材料が選ばれていることにより、複合樹脂材料Ｓの全体としての弾性率は、実用に耐えるものに設定することが可能である。また、その比誘電率は、樹脂材料Ｒ１とＲ２の誘電率の中間の任意の値に設定することが可能である。
【００２４】
このように異種の樹脂材料Ｒ１、Ｒ２を１つの複合樹脂材料Ｓの中で組み合わせて使用することにより、異種の樹脂材料Ｒ１、Ｒ２の特性を併せ持った複合樹脂材料を提供することができる。例えば、第１の樹脂材料の長所を有すると共に、第１の樹脂材料の短所を第２の樹脂材料の長所により補うことも可能になる。
【００２５】
図１Ａに示す複合樹脂材料Ｓの造形手順の例を、図２及び図３を参照して説明する。まず、図２に示すように、第１の層においては、図２に示すように、樹脂材料Ｒ１を例えば略１：１の配列ピッチで、Ｘ軸方向を長手方向として形成する。樹脂材料Ｒ１の間には、配列ピッチに従った隙間が残っている。
【００２６】
同様に、第１の層の上層の第２の層では、樹脂材料Ｒ１を、同様に略１：１の配列ピッチで、Ｙ軸方向を長手方向として形成する。この第２の層では、複数の樹脂材料Ｒ１の間の位置に、Ｙ軸方向に沿って隙間が残っている。
【００２７】
以下、同様の手順を繰り返し、上下間で隣り合う２つの層の間において樹脂材料Ｒ１が互いに交差し且つ上下方向で接合するように形成され、樹脂材料Ｒ１の井桁構造が形成される。
【００２８】
続いて、図３に示すように、樹脂材料Ｒ１の隙間に対し、溶融された樹脂材料Ｒ２を含浸させることにより、樹脂材料Ｒ１の隙間を樹脂材料Ｒ２により埋め込む。
【００２９】
樹脂材料Ｒ２として熱可塑性樹脂を用いた場合、温度が溶融温度以下に低下すると樹脂材料Ｒ２は硬化する。これにより、この樹脂材料Ｒ２も、上下に隣接する第１の層と第２の層との間において上下方向で接合された井桁構造に形成される。なお、樹脂材料Ｒ２の含浸量は、樹脂材料Ｒ１による空隙の体積（樹脂材料Ｒ１の形成領域を覆う直方体の体積から、樹脂材料Ｒ１の堆積を減算した体積）よりも大きくされる（１００％よりも大きくされる）。これによって、空隙部分を樹脂材料Ｒ２により十分に埋め込むことができ、空隙が埋まらずに残存することを防止することができる。
【００３０】
また、樹脂材料Ｒ２として熱硬化性樹脂を用いた場合、含浸が終了した後、複合樹脂材料Ｓの温度を樹脂材料Ｒ２の硬化温度まで上昇させる加熱工程を実行する。この場合も同様で、加熱工程において樹脂材料Ｒ２は硬化又は収縮するので、樹脂材料Ｒ２の含浸量は、樹脂材料Ｒ１による空隙の体積よりも硬化収縮分を見越して大きくされる（１００％よりも大きくされる）。なお、樹脂材料Ｒ２を樹脂材料Ｒ１の隙間に含浸させた後、熱硬化させる段階においては、樹脂材料Ｒ２を完全に硬化させる代りに、半硬化状態となったら硬化工程（熱工程）を一旦停止し、最終の加熱プレス工程にて樹脂材料Ｒ２を半硬化状態から完全硬化状態に移行させることも可能である。
また、樹脂材料Ｒ２として光硬化性樹脂を用いた場合、含浸が終了した後、複合樹脂材料Ｓに対して、水銀ランプやＬＥＤランプにより紫外線等の光を照射する。一見、照射面である表面のみの硬化に留まると思われがちだが、本発明なる複合樹脂材料Ｓは井桁構造をしているため、各格子点で光線の乱反射が起きやすく、深部まで硬化が進む。少なくとも短時間形状を保つことのできる半硬化状態は可能である。さらに硬化を進めたい場合は、熱硬化性樹脂同様に熱工程を行うことで硬化を完了させることができる。なお、熱工程は加熱プレス工程に置き換えることもできる。また熱硬化性樹脂同様で、光硬化工程や加熱工程において樹脂材料Ｒ２は硬化又は収縮するので、樹脂材料Ｒ２の含浸量は、樹脂材料Ｒ１による空隙の体積よりも硬化収縮分を見越して大きくされる（１００％よりも大きくされる）。
【００３１】
図２及び図３では、樹脂材料Ｒ１を複数層に亘って井桁構造に形成した後、その複数層に亘る樹脂材料Ｒ１の隙間に溶融された樹脂材料Ｒ２を流し込む（含浸させる）ことにより図１Ａの複合樹脂材料Ｓを形成する工程を示した。複合樹脂材料Ｓの製造工程はこれに限定されるものではない。例えば、図４〜図７に示すように、１つの層において樹脂材料Ｒ１を交互に形成した後、その隙間に樹脂材料Ｒ２を流し込む手順を繰り返すことにより、図１Ａの複合樹脂材料Ｓを形成することも可能である。また、樹脂材料Ｒ１とＲ２とを連結するためのフィラー材や接着剤を別途散布又は塗布することも可能である。フィラー材を用いることにより、樹脂材料Ｒ１とＲ２の接合力を向上させることができ、また、仮に両樹脂材料の間に空隙が生じた場合であっても、その空隙にフィラー材が散布されることにより、フィラー材を介して両樹脂材料を効果的に接合させることができる。なおここでフィラー材とは、充填剤とも呼ばれる無機または有機の微粉末であり、針状や棒状、繊維状の形状であることが多い。材質としては、ガラス繊維、マイカ、カーボン、セルロース、金属等を用いることができる。またフィラー材には、シランカップリング処理、アルミネート処理、チタネート処理、クロム酸処理、触媒化処理等の化学表面処理や、プラズマ処理、イオン処理、オゾン処理等の物理表面処理を施したものであってもよい。
【００３２】
なお、図８に示すように、複数層に亘って形成された樹脂材料Ｒ１、Ｒ２に対し延伸工程を施し、積層方向の寸法を圧縮させるとともに、製造過程における環境温度ばらつき等の各種変動影響を吸収し、均質な板材に整えることも可能である。延伸工程に代えて熱プレス工程を実行することにより、積層方向の寸法を圧縮させることも可能である。熱プレス工程の場合、樹脂材料Ｒ１よりも溶融温度の低い樹脂材料Ｒ２の軟化温度Ｔｓ２と溶融温度Ｔｍ２との間の温度Ｔ１で熱プレス工程を実行し、その後、より溶融温度の高い樹脂材料Ｒ１の軟化温度Ｔｓ１以上溶融温度Ｔｍ１未満の温度Ｔ２で再度加熱プレスを行う。このような温度Ｔ２により加熱プレスを行うことにより、樹脂材料Ｒ１の井桁構造を崩すことなく樹脂材料Ｒ１を加熱プレスすることができる。これによって積層方向の寸法を圧縮させるとともに、Ｒ１とＲ２の間の隙間をよりいっそう減じ、両者の接合力を増すことができる。また加熱プレスに用いる平行平板プレス面の表面形状（表面粗さ）にならった表面形状（表面粗さ）を実現することも可能となる。
【００３３】
図９（ａ）〜（ｃ）は、異なる樹脂材料Ｒ１、Ｒ２を組み合わせて形成された複合樹脂材料Ｓの例を示している。
図９（ａ）は、樹脂材料Ｒ１としてＰＰＳ樹脂（比誘電率は約３．５）を用い、樹脂材料Ｒ２としてポリフッ化ビニリデン（比誘電率は約６．４）を用いた複合樹脂材料Ｓを示している。この場合、複合樹脂材料Ｓの比誘電率は、樹脂材料Ｒ１とＲ２の配合比に従い、３．５と６．４の間のいずれかの数値となり、複合樹脂材料Ｓは高誘電体材料（Ｈｉ−Ｋ材料）として機能し得る。配合比を適宜変更することにより、任意の比誘電率の複合樹脂材料Ｓを形成することができる。
【００３４】
図９（ｂ）は、樹脂材料Ｒ１としてＰＰＳ樹脂（比誘電率は約３．５）を用い、樹脂材料Ｒ２としてポリエチレン（比誘電率は約２．４）を用いた複合樹脂材料Ｓを示している。この場合、複合樹脂材料Ｓの比誘電率は、樹脂材料Ｒ１とＲ２の配合比に従い、３．５と２．４の間のいずれかの数値となり、複合樹脂材料Ｓは低誘電体材料（Ｌｏｗ−Ｋ材料）として機能し得る。配合比を適宜変更することにより、任意の比誘電率の複合樹脂材料Ｓを形成することができる。
【００３５】
図９（ｃ）は、樹脂材料Ｒ１として液晶ポリマー（比誘電率は約３．０）を用い、樹脂材料Ｒ２としてポリエチレン（比誘電率は約２．４）を用いた複合樹脂材料Ｓを示している。この場合、複合樹脂材料Ｓの比誘電率は、樹脂材料Ｒ１とＲ２の配合比に従い、３．０と２．４の間のいずれかの数値となり、複合樹脂材料Ｓは低誘電体材料（Ｌｏｗ−Ｋ材料）として機能し得る。配合比を適宜変更することにより、任意の比誘電率の複合樹脂材料Ｓを形成することができる。
なお、図１０に示すように、樹脂材料Ｒ２を、複数種類の材料により形成することも可能である。図１０の例は、樹脂材料Ｒ２として、ポリエチレンとポリフッ化ビニリデンを用いた場合を示している（各々Ｒ２及びＲ２’として図示）。こうする事によって複合樹脂材Ｓは面方向で高誘電率部分と低誘電率部分を任意に設定する事が可能になる。
【００３６】
以上説明したように、この第１の実施の形態の複合樹脂材料によれば、異種の樹脂材料Ｒ１とＲ２が複数層に亘って井桁構造に積層され、しかも樹脂材料Ｒ１は、樹脂材料Ｒ２に比べ弾性率が高い材料により形成される。加えて、樹脂材料Ｒ１の溶融温度は、樹脂材料Ｒ２が熱可塑性樹脂である場合には、その樹脂材料Ｒ２の溶融温度以上であり、樹脂材料Ｒ２が熱硬化性樹脂である場合には、樹脂材料Ｒ２の熱硬化温度以上である。樹脂材料Ｒ１とＲ２の配合比を適宜設定することにより、任意の比誘電率を有し、且つ弾性率の高い複合樹脂材料を提供することができる。
【００３７】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態に係る複合樹脂材料Ｓを図１１を参照して説明する。
【００３８】
この第２の実施の形態に係る複合樹脂材料Ｓの物理的構成は、第１の実施の形態（図１Ａ、図１Ｂ）と同様であり、異種の樹脂材料Ｒ１、Ｒ２が井桁構造を有している。また、その製造工程も、第１の実施の形態（図４〜図８）と同様でよい。
【００３９】
ただし、この実施の形態の複合樹脂材料Ｓは、第１の実施の形態と異なり、機械的強度を任意の値に設定することを可能にしたものである。このため、第２の実施の形態の樹脂材料Ｒ１は、樹脂材料Ｒ２よりも破断伸びの値が小さく、樹脂材料Ｒ２よりも弾性率が大きい材料が選択される。例えば、樹脂材料Ｒ１の破断伸びは１％以上２００％未満の材料とし、樹脂材料Ｒ２の破断伸びを、５０％以上１０００％以下に設定することができる。また、第１の実施の形態の樹脂材料Ｒ１と同様に、この実施の形態の樹脂材料Ｒ１も、樹脂材料Ｒ２に比べ弾性率が高く、且つ溶融温度が高い材料が選択される。
【００４０】
第２の実施の形態の樹脂材料Ｒ１としては、例えばポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、又はポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂が選択し得る。ポリオキシメチレンは、破断伸びが２５〜７５％であり、弾性率が３１００〜３６００ＭＰａである。また、ＰＰＳ樹脂は、破断伸びが１〜３％であり、弾性率が約３３００ＭＰａである。このような破断伸びが小さく且つ弾性率が大きい樹脂材料Ｒ１を井桁構造の主格子として構成することにより、複合樹脂材料Ｓの骨格が保持される。なお樹脂材料Ｒ１としては、ポリオキシメチレン、ポリフェニレンサルファイド樹脂以外に、ナイロンやポリカーボネートなども用いることができる。
【００４１】
一方、樹脂材料Ｒ２としては、弾性率は樹脂材料Ｒ１よりも小さいが、破断伸びは樹脂材料Ｒ１よりも高い材料が選択され得る。樹脂材料の中には、弾性率は高いが破断伸び量が小さく変形に対しては非常に弱い樹脂材料もあり、逆に弾性率は低いが破断伸び量が大きく変形に強い樹脂材料も存在する。このため、第２の実施の形態では、これら異種類の樹脂材料を井桁構造に構成することで、異種類の樹脂材料の特性の相乗効果により、単一の樹脂材料からは得られない効果を得ることができる。すなわち、樹脂材料Ｒ１からなる井桁構造（主格子）により高い弾性率を維持し、逆に曲げ応力等については、破断伸びに優れた樹脂材料Ｒ２からなる井桁構造（副格子）が曲げ応力を緩和するように働く。このように、異種の樹脂材料Ｒ１、Ｒ２の相互作用により、引張りだけでなく圧縮や曲げに対しても強い材料を得ることができる。
例えば、樹脂材料Ｒ２は、ポリプロピレン、超高分子量ポリエチレン（Ｕ−ＰＥ）、合成天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム、エチレン・プロピレンゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム、エチレン・酢酸ビニルゴム、多硫化ゴムのいずれかを材料として形成され得る。また、これらのうちの複数を１つの複合樹脂材料Ｓ中で用いても良い。
【００４２】
図１１（ａ）〜（ｄ）は、異なる樹脂材料Ｒ１、Ｒ２を組み合わせて形成された複合樹脂材料Ｓの例を示している。
図１１（ａ）は、樹脂材料Ｒ１としてポリオキシメチレン（破断伸び２５〜７５％、弾性率が３１００〜３６００ＭＰａ）を用い、樹脂材料Ｒ２としてポリプロピレン樹脂（破断伸び１００〜６００％、弾性率１１００〜１６００ＭＰａ）を用いた複合樹脂材料Ｓを示している。この場合、複合樹脂材料Ｓの機械的強度を示す指標（破断伸び、弾性率）は、樹脂材料Ｒ１とＲ２の配合比に従い両者の値の間の値となる。配合比を適宜変更することにより、任意の機械的強度を有する複合樹脂材料Ｓを形成することができる。
図１１（ｂ）は、樹脂材料Ｒ１としてポリオキシメチレン（破断伸び２５〜７５％、弾性率が３１００〜３６００ＭＰａ）を用い、樹脂材料Ｒ２として超高分子量ポリエチレン樹脂（破断伸び約３００％、弾性率約７００ＭＰａ）を用いた複合樹脂材料Ｓを示している。この場合、複合樹脂材料Ｓの機械的強度を示す指標（破断伸び、弾性率）は、樹脂材料Ｒ１とＲ２の配合比に従い両者の値の間の値となる。配合比を適宜変更することにより、任意の機械的強度を有する複合樹脂材料Ｓを形成することができる。
図１１（ｃ）は、樹脂材料Ｒ１としてポリフェニレンサルファイド（破断伸び１〜３％、弾性率が約３３００ＭＰａ）を用い、樹脂材料Ｒ２としてポリプロピレン樹脂（破断伸び１００〜６００％、弾性率１１００〜１６００ＭＰａ）を用いた複合樹脂材料Ｓを示している。この場合、複合樹脂材料Ｓの機械的強度を示す指標（破断伸び、弾性率）は、樹脂材料Ｒ１とＲ２の配合比に従い両者の値の間の値となる。配合比を適宜変更することにより、任意の機械的強度を有する複合樹脂材料Ｓを形成することができる。
図１１（ｄ）は、樹脂材料Ｒ１としてポリフェニレンサルファイド（破断伸び１〜３％、弾性率が約３３００ＭＰａ）を用い、樹脂材料Ｒ２として超高分子量ポリエチレン樹脂（破断伸び約３００％、弾性率約７００ＭＰａ）を用いた複合樹脂材料Ｓを示している。この場合、複合樹脂材料Ｓの機械的強度を示す指標（破断伸び、弾性率）は、樹脂材料Ｒ１とＲ２の配合比に従い両者の値の間の値となる。配合比を適宜変更することにより、任意の機械的強度を有する複合樹脂材料Ｓを形成することができる。
【００４３】
以上、本発明のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施の形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４４】
Ｓ・・・複合樹脂材料、  Ｒ１、Ｒ２、Ｒ２’・・・樹脂材料。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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