JPH071670A - サーモトロピック液晶樹脂接合構造およびその接合方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡便な方法により、安全性が高く取扱い易い
液体を処理液として使用し、比較的マイルドな条件で行
い、製品表面の平滑性を損なうことなく他の材料の被膜
を形成することができるサーモトロピック液晶樹脂接合
構造およびその接合方法を提供する。 【構成】 （１）接合を構成する１方の面が超音波処理
をされたサーモトロピック液晶樹脂からなる成形品表面
であることを特徴とする接合構造。 （２）サーモトロピック液晶樹脂に超音波振動を与えた
後、これを接合することを特徴とするサーモトロピック
液晶樹脂の接合方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気・電子部品、自動
車部品、機械部品等の分野で有用なサーモトロピック液
晶樹脂（以下、場合によってＬＣＰと称する）からなる
成形品表面をメッキ、真空蒸着、スパッタリング等の方
法でメタライジング等の被覆をする、または他の合成樹
脂の被膜を積層あるいは塗料、接着剤等を塗布、接着す
る方法等のＬＣＰからなる成形品表面に各種材料からな
る被膜を接合してなる接合構造およびその接合方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、新しい合成樹脂としてＬＣＰが注
目されその用途を伸ばしており、それにつれその成形品
を機能化したり装飾したりするため、表面にメッキ、蒸
着、スパッタリング等で金属被膜を形成する、他の合成
樹脂をラミネートする、塗料を塗布する、接着剤で各種
材料を接合する等が要求されるようになっている。

【０００３】ＬＣＰは一般に化学的には安定であるの
で、ＬＣＰからなる成形品表面に他の材料の被膜を形成
する際、ＬＣＰと該被膜間には化学的な結合力は余り期
待できない。そのため、何らかの方法によりＬＣＰ成形
品表面の前処理が必要になることが多い。これにはＬＣ
Ｐ表面を粗化（一般にエッチングと称する）することが
考えられる。そして、この表面粗化の方法として種々な
ものが提案されている。例えば特開昭６２−５４０７３
号公報には、メタライジングの前処理用のエッチング液
としてクロム酸混液の利用が開示されている。しかし、
ここで使用している重クロム酸カリは、環境汚染の問題
を抱えており、廃液の処理に多大な費用を要する。ま
た、これは硫酸９５％、重クロム酸カリ２％、水３％
（重量比）と極めて高濃度であるため取扱いに問題があ
る。

【０００４】また特開平１−９８６３７号公報には、Ｌ
ＣＰに特定の充填剤を配合し硫酸溶液でエッチングする
方法が開示されているが、この場合も硫酸の濃度が８０
％以上が必要であり取扱いに問題がある。

【０００５】ＬＣＰ成形品の接合すべき材料が表面に形
成される被膜であって、それが金属である場合、例えば
メッキの場合の実用的な方法について、“日本接着学会
誌、Ｖｏｌ．２６、Ｎｏ２、ｐ．２１（１９９０）”に
紹介されている。ここでエッチング後の表面状態につい
て「他の樹脂（すなわち、ＬＣＰ以外の樹脂）に比べ粗
く、メッキ後の外観も悪い。」と指摘している。

【０００６】上述のように、ＬＣＰ成形品の接合方法に
おける一つの課題は、その前処理液には環境汚染および
安全性に問題があり、かつ高濃度で取扱いにくい前処理
液を使わなければならないことである。他の課題は、こ
の前処理は、エッチング（表面を粗化することを意味す
る）することであり、これは接合形成において機械的な
投錨効果による接着強度の向上を意図したものであっ
て、このような表面粗化の処理では必然的に製品表面の
平滑性が損なわれる恐れがある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、これら従来
技術の課題を解消し、簡便な方法により、安全性が高く
取扱い易い液体を処理液として使用し、比較的マイルド
な条件で行い、製品表面の平滑性を損なうことなく他の
材料の被膜を形成することができるサーモトロピック液
晶樹脂接合構造およびその接合方法を提供することにあ
る。

【０００８】このことをさらにまとめて以下に示す。 ＬＣＰという機械的強度、耐熱性、寸法精度、電気
特性、難燃性、成形加工性等に優れた材料を使用した工
業的に有用な成形品に対し、表面にメッキ、蒸着、スパ
ッタリング等で金属被膜を形成する、他の合成樹脂をラ
ミネートする、塗料を塗布するまたは接着剤で接合する
等の手段により装飾あるいは機能化し付加価値を上げ
る。

【０００９】 ＬＣＰと他の材料の被膜との密着力が
実用上十分に出るような被膜形成方法を与える。

【００１０】 安全性が高い液体を使用し、比較的温
和な条件で行うことができる工業的に有利な被膜形成方
法の前処理法を与える。

【００１１】 他の材料の被膜を形成された製品の外
観が優れており、商品価値の高いＬＣＰ成形品を与え
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、これらの
問題を解決するため種々の検討を行い本発明に達した。

【００１３】すなわち、本発明は、接合を構成する１方
の面が超音波処理をされたサーモトロピック液晶樹脂か
らなる成形品表面であることを特徴とする接合構造に関
する。

【００１４】また、本発明は、サーモトロピック液晶樹
脂に超音波振動を与えた後、これを接合することを特徴
とするサーモトロピック液晶樹脂の接合方法に関する。

【００１５】以下に本発明をさらに説明する。本発明で
いうサーモトロピック液晶ポリマーとは、溶融時に光学
的異方性を示す熱可塑性である溶融可能なポリマーであ
る。このように溶融時に光学的異方性を示すポリマー
は、溶融状態でポリマー分子鎖が規則的な平行配列をと
る性質を示す。光学的異方性溶融相の性質は、直交偏光
子を利用した通常の偏光検査法により確認することがで
きる。

【００１６】上記液晶ポリマーとしては、たとえば、液
晶性ポリエステル、液晶性ポリカーボネート、液晶性ポ
リエステルイミド等、具体的には、（全）芳香族ポリエ
ステル、ポリエステルアミド、ポリアミドイミド、ポリ
エステルカーボネート、ポリアゾメチン等が挙げられ
る。

【００１７】サーモトロピック液晶ポリマーは、一般に
細長く、偏平な分子構造からなり、分子の長鎖に沿って
剛性が高く、同軸または平行のいずれかの関係にある複
数の連鎖伸長結合を有している。

【００１８】本発明において用いるサーモトロピック液
晶ポリマーには、一つの高分子鎖の一部が異方性溶融相
を形成するポリマーのセグメントで構成され、残りの部
分が異方性溶融相を形成しないポリマーのセグメントか
ら構成されるポリマーも含まれる。また、複数のサーモ
トロピック液晶ポリマーを複合したものも含まれる。

【００１９】サーモトロピック液晶ポリマーを構成する
モノマーの代表例としては、（Ａ）芳香族ジカルボン酸
の少なくとも１種、（Ｂ）芳香族ヒドロキシカルボン酸
系化合物の少なくとも１種、（Ｃ）芳香族ジオール系化
合物の少なくとも１種、（Ｄ）（Ｄ₁）芳香族ジチオー
ル、（Ｄ₂）芳香族チオフェノ−ル、（Ｄ₃）芳香族チオ
−ルカルボン酸化合物の少なくとも１種、（Ｅ）芳香族
ヒドロキシアミン、芳香族ジアミン系化合物の少なくと
も１種、等が挙げられる。

【００２０】これらは単独で構成される場合もあるが、
多くは（Ａ）と（Ｃ）、（Ａ）と（Ｄ）、（Ａ），
（Ｂ）と（Ｃ）、（Ａ），（Ｂ）と（Ｅ）、あるいは
（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）と（Ｅ）等のように組合せて構
成される。

【００２１】上記（Ａ）芳香族ジカルボン酸系化合物と
しては、テレフタル酸、４，４′−ジフェニルジカルボ
ン酸、４，４′−トリフェニルジカルボン酸、２，６−
ナフタレンジカルボン酸、１，４−ナフタレンジカルボ
ン酸、２，７−ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルエ
ーテル−４，４′−ジカルボン酸、ジフェノキシエタン
−４，４′−ジカルボン酸、ジフェノキシブタン−４，
４′−ジカルボン酸、ジフェニルエタン−４，４′−ジ
カルボン酸、イソフタル酸、ジフェニルエ−テル−３，
３′−ジカルボン酸、ジフェノキシエタン−３，３′−
ジカルボン酸、ジフェニルエタン−３，３′−ジカルボ
ン酸、１，６−ナフタレンジカルボン酸のごとき芳香族
ジカルボン酸またはクロロテレフタル酸、ジクロロテレ
フタル酸、ブロモテレフタル酸、メチルテレフタル酸、
ジメチルテレフタル酸、エチルテレフタル酸、メトキシ
テレフタル酸、エトキシテレフタル酸等、上記芳香族ジ
カルボン酸のアルキル、アルコキシまたはハロゲン置換
体が挙げられる。

【００２２】（Ｂ）芳香族ヒドロキシカルボン酸系化合
物としては、４−ヒドロキシ安息香酸、３−ヒドロキシ
安息香酸、６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸、６−ヒド
ロキシ−１−ナフトエ酸等の芳香族ヒドロキシカルボン
酸または３−メチル−４−ヒドロキシ安息香酸、３，５
−ジメチル−４−ヒドロキシ安息香酸、２，６−ジメチ
ル−４−ヒドロキシ安息香酸、３−メトキシ−４−ヒド
ロキシ安息香酸、３，５−ジメトキシ−４−ヒドロキシ
安息香酸、６−ヒドロキシ−５−メチル−２−ナフトエ
酸、６−ヒドロキシ−５−メトキシ−２−ナフトエ酸、
２−クロロ−４−ヒドロキシ安息香酸、３−クロロ−４
−ヒドロキシ安息香酸、２，３−ジクロロ−４−ヒドロ
キシ安息香酸、３，５−ジクロロ−４−ヒドロキシ安息
香酸、２，５−ジクロロ−４−ヒドロキシ安息香酸、３
−ブロモ−４−ヒドロキシ安息香酸、６−ヒドキシ−５
−クロロ−２−ナフトエ酸、６−ヒドロキシ−７−クロ
ロ−２−ナフトエ酸、６−ヒドロキシ−５，７−ジクロ
ロ−２−ナフトエ酸等の芳香族ヒドロキシカルボン酸の
アルキル、アルコキシまたはハロゲン置換体が挙げられ
る。

【００２３】（Ｃ）芳香族ジオールとしては、４，４′
−ジヒドロキシジフェニル、３，３′−ジヒドロキシジ
フェニル、４，４′−ジヒドロキシトリフェニル、ハイ
ドロキノン、レゾルシン、２，６−ナフタレンジオー
ル、４，４′−ジヒドロキシジフェニルエーテル、ビス
（４−ヒドロキシフェノキシ）エタン、３，３′−ジヒ
ドロキシジフェニルエ−テル、１，６−ナフタレンジオ
−ル、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパ
ン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン等の芳香族
ジオ−ルまたはクロロハイドロキノン、メチルハイドロ
キノン、ｔ−ブチルハイドロキノン、フェニルハイドロ
キノン、メトキシハイドロキノン、フェノキシハイドロ
キノン、４−クロロレゾルシン、４−メチルレゾルシン
等の芳香族ジオ−ルのアルキル、アルコキシまたはハロ
ゲン置換体が挙げられる。

【００２４】（Ｄ₁）芳香族ジチオールとしては、ベン
ゼン−１，４−ジチオ−ル、ベンゼン−１，３−ジチオ
−ル、２，６−ナフタレン−ジチオ−ル、２，７−ナフ
タレン−ジチオ−ル等が挙げられる。

【００２５】（Ｄ₂）芳香族チオフェノールとしては、
４−メルカプトフエノ−ル、３−メルカプトフェノ−
ル、６−メルカプトフェノ−ル等が挙げられる。

【００２６】（Ｄ₃）芳香族チオールカルボン酸として
は、４−メルカプト安息香酸、３−メルカプト安息香
酸、６−メルカプト−２−ナフトエ酸、７−メルカプト
−２−ナフトエ酸等が挙げられる。

【００２７】（Ｅ）芳香族ヒドロキシアミン、芳香族ジ
アミン系化合物としては、４−アミノフェノ−ル、Ｎ−
メチル−４−アミノフェノール、１，４−フェニレンジ
アミン、Ｎ−メチル−１，４−フェニレンジアミン、
Ｎ，Ｎ′−ジメチル−１，４−フェニレンジアミン、３
−アミノフェノ−ル、３−メチル−４−アミノフェノ−
ル、２−クロロ−４−アミノフェノ−ル、４−アミノ−
１−ナフト−ル、４−アミノ−４′−ヒドロキシジフェ
ニル、４−アミノ−４′−ヒドロキシジフェニルエ−テ
ル、４−アミノ−４′−ヒドロキシジフェニルメタン、
４−アミノ−４′−ヒドロキシジフェニルスルフィド、
４、４′−ジアミノフェニルスルフィド（チオジアニリ
ン）、４，４′ジアミノジフェニルスルホン、２，５−
ジアミノトルエン、４，４′−エチレンジアニリン、
４，４′−ジアミノジフェノキシエタン、４，４′−ジ
アミノジフェニルメタン（メチレンジアニリン）、４，
４′−ジアミノジフェニルエ−テル（オキシジアニリ
ン）等が挙げられる。

【００２８】本発明で用いるサーモトロピック液晶ポリ
マーは、上記モノマーから溶融アシドリシス法やスラリ
ー重合法等の多様なエステル形成法等により製造するこ
とができる。

【００２９】分子量として本発明に用いるに好適なサー
モトロピック液晶ポリエステルのそれは、約２０００〜
２０００００、好ましくは約４０００〜１０００００で
ある。かかる分子量の測定は、例えば圧縮フィルムにつ
いて赤外分光法により末端基を測定して求めることがで
きる。また溶液形成を伴う一般的な測定法であるＧＰＣ
によることもできる。

【００３０】これらのモノマーから得られるサーモトロ
ピック液晶ポリマーのうち下記一般式（１）で表わされ
るモノマー単位を必須成分として含む（共）重合体であ
る芳香族ポリエステルが好ましい。特に好ましいもの
は、該モノマー単位を５モル％以上含む芳香族ポリエス
テルである。

【００３１】

【化１】

【００３２】本発明の特に好ましい芳香族ポリエステル
は、ｐ−ヒドロキシ安息香酸、フタル酸およびビフェノ
ールの３種の化合物からそれぞれ誘導される構造の繰返
し単位を有する下記式（２）で表わされるポリエステ
ル、この下記式（２）で表されるポリエステルのビフェ
ノールから誘導される構造の繰り返し単位は、その一部
または全部をジヒドロキシベンゼンから誘導される繰り
返し単位で置換されたポリエステルであることもでき
る。ｐ−ヒドロキシ安息香酸およびヒドロキシナフタリ
ンカルボン酸の２種の化合物からそれぞれ誘導される構
造の繰返し単位を有する下記式（３）で表わされるポリ
エステルである。

【００３３】

【化２】

【００３４】

【化３】

【００３５】本発明のサーモトロピック液晶樹脂は、１
種または２種以上の混合物として使用することもでき
る。

【００３６】サーモトロピック液晶樹脂はそれ単独で本
発明の成形品を構成することもできる。しかしながら、
サーモトロピック液晶樹脂の強度、耐熱性を向上するた
め、あるいは異方性、加工性、寸法精度等を改善するた
め等の理由で無機充填剤を添加する場合が多い。本発明
においては無機充填剤を含むものを使用することにより
接合の強度向上がなされるのでかかる態様は好ましい態
様である。

【００３７】この無機充填剤は特に限定されず、その形
状としては例えば繊維状、粒状、フレーク状等の形状の
充填剤がある。繊維状の充填剤としてはガラス繊維、炭
素繊維、アルミナ繊維、石膏繊維、シラス繊維、アスベ
スト繊維、金属繊維、各種ウィスカー等がある。

【００３８】本発明で特に好ましい無機充填剤は粉・粒
状の形状を有する充填剤であり、これを使用することに
より表面の平滑な成形品が得られるばかりでなく他の材
料の被膜との密着力が向上する。なお、アスペクト比が
１０以下ならば形状は必ずしも球形である必要はなく、
不規則形状あるいは偏平な形状でもよい。

【００３９】粉・粒状充填剤としてはタルク、マイカ、
ワラストナイト、カオリン、セリサイト、クレー、ベン
トナイト、アルミナシリケート等の珪酸塩、アルミナ、
マグネシア、ジルコニア、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化
鉄、酸化アンチモン等の金属酸化物、炭酸カルシウム、
炭酸マグネシウム、ドロマイト等の炭酸塩、硫酸カルシ
ウム、硫酸マグネシウム等の硫酸塩、その他燐酸カルシ
ウム、ピロ燐酸カルシウム、ガラスビーズ、ガラスフレ
ーク、二硫化モリブデン、窒化珪素、窒化ホウ素、炭化
珪素等が挙げられる。これらは例えば、ガラスバルー
ン、シラスバルーン、カーボンバルーン、中空ガラス繊
維等のように中空であってもよい。

【００４０】上記充填剤は２種以上を複合して使用する
こともでき、必要に応じてシラン系やチタネート系等の
カップリング剤で予備処理して使用してもよい。

【００４１】これら充填剤は好ましくは５〜８０重量
％、さらに好ましくは１０〜７０重量％添加する。これ
が５重量％未満では、前記の強度や加工性の改良効果が
発現しないことが、また被膜の密着力が不十分となるこ
とがある。８０重量％を越える場合は、機械的強度等は
かえって低下するので好ましくない。

【００４２】また、他のポリマーを混合したいわゆるＬ
ＣＰポリマーブレンドあるいはＬＣＰポリマーアロイと
して使用することも可能である。このような配合するこ
とができる他の樹脂としてはポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリブテン、ポリメチルペンテン等のポリオレフ
ィン系樹脂またはエラストマー、ポリエチレンテレフタ
レート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナ
フタレート等のポリエステル系樹脂またはエラストマ
ー、脂肪族ナイロン、芳香族ナイロン等のポリアミド系
樹脂またはエラストマー、ポリスチレン系樹脂またはエ
ラストマー、ポリカーボネート樹脂、フッ素系樹脂、ポ
リサルホン樹脂、ポリオキシメチレン樹脂、ポリフェニ
レンサルファイド樹脂およびポリケトン樹脂等の各種エ
ンジニアリングプラスチック等が挙げられる。

【００４３】そのほか、サーモトロピック液晶樹脂には
本発明の目的を損なわない範囲で、酸化防止剤および熱
安定剤（例えばヒンダードフェノール類、ヒドロキノン
類、フォスファイト類、チオエーテル類）、光安定剤
（例えばベンゾフェノン類、ベンゾトリアゾール類、ヒ
ンダードアミン類、サリシレート類、レゾルシノール
類）、滑剤および離型剤、染料および顔料（例えばカー
ボンブラック、チタン白、フタロシアニン、硫化カドミ
ウム）を含む着色剤、難燃剤、可塑剤、帯電防止剤等の
通常の添加剤を配合し所定の特性を付与することができ
る。

【００４４】本発明ではこのサーモトロピック液晶樹脂
を従来公知の各種成形手段により成形した成形品として
用いる。その形状は、成形方法その他に応じてフィルム
状、板状、円盤状、矩形、柱状、ロッド状成形品からさ
らに複雑な形状を有する成形品等が例示されるが、特に
これらに限定されない。最も一般的に適用される成形品
は、射出成形法により成形された成形品である。その他
パイプやフィルム・シート等の押出成形法により成形さ
れた成形品、ボトル、異形物等のブロー成形法により成
形された成形品も例示されるが、同様にこれらに限定さ
れるものではない。

【００４５】本発明では、上記成形品に対し金属等の被
膜あるいは樹脂ラミネートを形成する前に、すなわち接
合構造を形成する前に、気体、液体等の適宜の超音波を
伝達する媒体中、好ましくは液体中で該成形体表面に超
音波振動を与えることにより前処理を行い、かかる処理
がされた成形品を用いることが必須の要件である。

【００４６】超音波振動を与える装置としては、好まし
くは液体を介して超音波が印加され得る構造のものなら
ば特に限定されない。このような装置には水晶等を利用
した圧電振動子、チタン酸バリウム等を利用した電歪振
動子またはニッケル、フェライト等を利用した磁歪振動
子等の発信子により得られた２０ＫＨｚ以上、一般的に
は５０ＫＨｚ程度の振動数を有する超音波で容器に振動
を与えるものが有り、容器から液体に音波が伝播し、液
体を介して超音波が成形品に印加される。このような超
音波洗浄装置には、被印加物の形状、大きさに応じて出
力が数十ないし数百ワットの実験用のものから、数キロ
ワットないし数１０キロワット程度の工業的なものまで
各種ある。

【００４７】超音波振動を成形品に印加するには、例え
ば前記超音波洗浄装置の容器中に下記の液体をいれ、こ
れに必要に応じ脱脂処理したサーモトロピック液晶樹脂
成形品を浸漬し超音波を印加する。

【００４８】この場合、印加時の温度としては室温でも
よいが、４０℃以上、液体の沸点を超えない範囲に加熱
することにより、処理効果が向上することがある。印加
する超音波の周波数は、２０ＫＨｚ以上、好ましくは２
５ＫＨｚ以上である。周波数の上限値は特に限定されな
いが、余りに高い周波数の超音波では装置的にも高価と
なるので、通常は１０ＭＨｚ以下の周波数である。

【００４９】超音波の強度は特に限定されないが、通常
は液体中で０．１Ｗ／ｃｍ²以上であればよい。上限値
も特に限定されないが、余りに高出力では液温の上昇等
の現象も観察されるので通常は１００Ｗ／ｃｍ²以下の
出力である。

【００５０】本発明で、被膜との密着力を十分に発揮さ
せるためには、超音波の印加時間は好ましくは２分以上
必要であり、さらに好ましくは５分以上必要である。合
成樹脂製の電子部品等を成形後組立工程に供する前に、
フロン等の有機溶剤中で超音波を印加することがある
が、これは脱脂が目的であるから通常は室温で１分以内
で行われ、このような条件では本発明の前処理としての
効果が発現しない。

【００５１】本発明における超音波処理の際に用いる液
体は特に限定されず、アルカリ性水溶液、酸性水溶液、
有機溶剤、水等が例として挙げられる。アルカリ性水溶
液としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸
化リチウム、水酸化カルシウム、水酸化アルミニウム、
水酸化バリウム、アンモニア等のアルカリ性物質の水溶
液が挙げられ、アルカリ性物質は２種以上を混合して使
用することもできる。酸性水溶液としては硫酸、硝酸、
塩酸、クロム酸、重クロム酸等の酸性物質の水溶液が挙
げられ、酸性物質は２種以上を混合して使用することも
できる。有機溶剤としては、トルエン、キシレン、テト
ラリン等の脂肪族炭化水素、ヘキサン、ヘプタン等の脂
肪族炭化水素、デカリン等の脂環族炭化水素、四フッ化
エチレン、三フッ化エチレン、テトラクロロエタン、ト
リクロロエタン、トリクロロエチレン、四塩化炭素等の
ハロゲン化炭化水素、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエス
テル類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、
エチルアルコール、イソプロピルアルコール等のアルコ
ール類、酢酸、プロピオン酸等の有機酸、ｎ−メチルピ
ロリドン等のアプロティック溶剤、ペンタフロロフェノ
ール等のフロロフェノール系化合物、ジメチルホルムア
ミド、ジメチルスルフォキシド等が挙げられる。これら
も２種以上混合して使用することができる。さらに、有
機溶剤はアルカリ性水溶液または酸性水溶液に混合する
こともできる。

【００５２】このうち本発明においては超音波処理に特
にアルカリ性水溶液を使用することが好ましい。

【００５３】上記アルカリ性、酸性水溶液の濃度は通常
のエッチングに使われている濃度に比較すれば低濃度の
ものを使用することができる。水に溶解させるアルカリ
性または酸性物質の量として好ましくは１００ｇ／ｌ以
上、さらに好ましくは２００ｇ／以上である。これが１
００ｇ／ｌ未満では被膜の密着強度が十分でない場合が
ある。濃度の上限は限定されないが、一般に濃度が高く
なると被膜の平滑性が損なわれる場合があるので、好ま
しくは１０００ｇ／ｌ以下、さらに好ましくは６５０ｇ
／ｌで処理するのがよい。この濃度は後述の超音波処理
時間と関連し、時間が短いと比較的高濃度が、時間が長
いと比較的低濃度が好ましい。

【００５４】この超音波処理に先立ち、その処理液と異
なる液に浸漬しておくとさらに効果が増大することがあ
る。例えば超音波処理液として酸性水溶液を使用浸漬液
としてアルカリ性水溶液に浸漬する、あるいはこの逆を
行うと効果が上がる場合がある。また、超音波処理液と
して水を使う時は予め酸性あるいはアルカリ性水溶液に
浸漬すると良い結果が得られる。

【００５５】サーモトロピック液晶樹脂成形品の表面に
形成される被膜は、金属、合成樹脂、塗料、接着剤等の
いずれかの材料からなる被覆である。

【００５６】金属被膜を形成する方法は各種あるが、化
学メッキ、電気メッキ、スパッタリング、蒸着等の方法
が一般的である。

【００５７】メッキの工程は、従来公知のプラスチック
メッキ方法が採用することができる。一般的にはまず成
形品を有機溶剤、界面活性剤等で脱脂処理する。通常は
この後水酸化ナトリウムや硫酸の濃厚溶液でエッチング
処理するが、本発明の方法では前述した超音波による前
処理を行う。もちろん必要に応じて本発明における超音
波処理と従来のエッチング処理とを併用することもでき
る。

【００５８】次にコンデイショニング、触媒付与および
活性化工程の各工程を経て化学（無電解）メッキを行
う。この後、必要に応じて電気メッキを行う。化学メッ
キに使用される金属としては銅、ニッケル等が一般的で
ある。電気メッキに使用される金属は多種あり、例とし
て銅、ニッケル、クロム、金、銀、錫−鉛合金等が挙げ
られる。プラスチックメッキ法によるメッキ金属層の厚
さは、一般には２００Å〜１０００μｍの範囲である。

【００５９】スパッタリング法は、例えば１×１０^-3〜
２×１０^-4Ｔｏｒｒという高真空中で陰陽両極間に例え
ば１万ボルト以上という高電圧を印加しグロー放電を発
生させ、かくすることにより陰極金属を飛散させ、この
飛散した金属がサーモトロピック液晶樹脂成形品表面に
沈積し、金属被膜を形成するものである。アルゴン等の
不活性ガスを共存させることも行われる。対象となる金
属は多種あり、銅、金、クロム、アルミニウム等の他、
酸化錫や酸化インジウム等の金属の酸化物の被膜も形成
することができる。

【００６０】蒸着法には真空蒸着法や化学蒸着法等があ
る。真空蒸着法は例えば１×１０^-3〜１×１０^-4Ｔｏｒ
ｒ程度という高真空下に、蒸着物質を加熱して、再び基
体表面である成形品表面に金属を蒸着させることにより
金属被膜を成形体表面に形成するものであって、金属と
してはアルミニウム等が使用される。

【００６１】化学蒸着法は金属や金属の酸化物を気化さ
せ反応室に送り、熱力学的平衡状態に近い状態で成形品
表面に金属や金属の酸化物を析出させて、これらの被膜
を形成する方法である。析出する物質としては、ホウ素
等の金属のほか、シリカ、アルミナ等の酸化物、炭化ケ
イ素等の炭化物、窒化ケイ素等の窒化物等が例示され
る。

【００６２】その他、高真空下のプラズマ内で蒸発源か
らの母材料の蒸発粒子をイオン化し、該イオンを付着さ
せて被覆を行うイオンプレーティング法等によることも
できる。プラズマを発生させる方法としては、直流電界
を印加する直流励起法、高周波電界を印加する高周波励
起法がある。いずれの方法も採用することができる。

【００６３】スパッタリング法、蒸着法またはイオンプ
レーティング法等により形成される被膜の厚さは、一般
には２００Å〜１０００Å程度である。

【００６４】超音波処理の後、サーモトロピック液晶樹
脂成形品を従来公知のプラスチック用塗料を塗布するな
らば、塗料の接着強度が向上する。サーモトロピック液
晶樹脂成形品を塗装するための塗料は特に限定されず、
通常プラスチック用として市販されている任意の塗料が
使用できる。例えば、エポキシ系、アクリル系、メラミ
ン系、アルキド系、ウレタン系溶剤型塗料等の各種塗料
を挙げることができる。これら塗料の塗布方法も、従来
公知の塗布方法によることができ、例えば超音波処理し
たサーモトロピック液晶樹脂成形品に対し、適宜に脱脂
洗浄した後スプレー塗工、刷毛塗り等の一般的な方法で
塗布される。塗料の膜厚は乾燥膜厚として一般的には、
０．１〜１００μｍの範囲である。

【００６５】また、超音波処理した面を接着剤を介して
接着すると、接着強度が向上する。この接着剤は特に限
定されず、プラスチック接着用として通常市販されてい
る接着剤のいずれも使用できる。例えば、アクリル系、
シアノアクリレート系、メラミン系、ウレタン系または
フェノール系の溶剤型または反応型接着剤等の各種接着
剤を挙げることができる。前処理したサーモトロピック
液晶樹脂成形品に対し、従来公知の方法であるスプレ
ー、ロールコーター、浸漬等の一般的な方法で塗布、接
着される。接着される相手材は、合成樹脂、金属等適宜
に任意のものが選択される。該接着剤の厚さは、一般に
は０．５〜１０００μｍである。

【００６６】また、予め超音波処理したサーモトロピッ
ク液晶樹脂成形品、例えばフィルムまたはシートに、溶
融した熱可塑性樹脂を圧着し、その後冷却することによ
ってもサーモトロピック液晶樹脂成形品に接合すること
もできる。かかる熱可塑性樹脂としては、特に限定され
ず、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレ
ンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリ
エステル系樹脂またはエラストマー、脂肪族ナイロン、
芳香族ナイロン等のポリアミド系樹脂またはエラストマ
ー等の前記サーモトロピック液晶樹脂へのブレンドもし
くはアロイ用として例示した合成樹脂が使用できる。溶
融圧着する方法としては、予め超音波処理したサーモト
ロピック液晶樹脂成形品、例えばフィルムまたはシート
上に、溶融させた熱可塑性樹脂をＴダイから押し出して
圧着する方法、あるいは熱プレスにより圧着する方法等
が採用できる。このようにすることにより熱可塑性樹脂
が積層されたラミネートが得られる。本発明のごとく予
め超音波処理をすることにより、接着強度が向上する。

【００６７】溶融圧着する熱可塑性樹脂の厚さは、特に
限定されないが通常は０．１μｍ〜５ｍｍの範囲であ
る。

【００６８】

【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳しく説明
する。

【００６９】［使用したサーモトロピック液晶樹脂］Ｌ
ＣＰ−１：ｐーヒドロキシ安息香酸／テレフタル酸／ビ
フェノール／イソフタル酸からそれぞれ誘導される繰り
返し構成単位を有するサーモトロピック液晶ポリエステ
ル樹脂を調製した（ホットステージを装着した偏光顕微
鏡を用いて光学的異方性を観察したところ３４０℃以上
で溶融状態で光学的異方性を示した。）。

【００７０】これに対し５０重量％の粒状炭酸カルシウ
ム（平均粒径５μｍ）を配合し２軸押出機を用いて混
練、造粒した。

【００７１】ＬＣＰ−２：上記のサーモトロピック液晶
ポリエステル樹脂に対し４０重量％のクレー（平均粒径
３μｍ）を配合し２軸押出機を用いて混練、造粒した。

【００７２】［成形品の作成］上記混練、造粒した樹脂
について、射出成形機（東芝機械製ＩＳー８０）を用い
厚さが１．６ｍｍ、一辺が１００ｍｍの角板を成形し
た。

【００７３】［超音波処理］超音波処理装置として井内
盛栄堂社製ＶＳ−１５０を使用。処理条件、処理液等は
後記実施例中に記載した。

【００７４】［金属メッキ］前処理を行ったあるいは脱
脂処理のみ行った角板の成形品について、次の工程によ
り厚さ１μｍの化学銅メッキを施した。

【００７５】コンデイショニング：コンデイライザー
ＳＰ（１５０ｍｌ／ｌ、４０℃、４ｍｉｎ） 触媒：キャタリストＣ（４０ｍｌ／ｌ、２３℃、４ｍ
ｉｎ） 活性化：硫酸（１００ｍｌ／ｌ４０℃、４ｍｉｎ） 化学銅メッキ：ＯＰＣ−カッパーＨ

【００７６】なお、上記コンデイライザーＳＰ、キャタ
リストＣ、ＯＰＣ−カッパーＨはいずれも奥野製薬工業
社製である。

【００７７】［スパッタリング膜の形成］ＪＥＯＬ社製
スパッタリング装置（ＪＦＣ１５００）を用い金の薄膜
を角板の成形体に形成した（アルゴンガス圧１×１０^-3
Ｔｏｒｒ）。膜厚は同装置に付属した制御システムによ
り設定した。

【００７８】［塗料の塗装］前処理を行ったあるいは脱
脂処理のみを行った角板の成形品について、神東塗料社
製アクリルラッカーを吹き付け、厚さ約１０μｍの塗膜
を形成した。

【００７９】［接着剤塗布］角板の成形体を１０ｍｍ幅
に切断し、この試験片に常温硬化型エポキシ系接着剤を
１０ｍｍ長さ塗布し、これにもう一枚の試験片を接着剤
を塗布した部分で重ね合わせ１昼夜放置した。

【００８０】［密着度の測定］金属メッキした試料およ
び塗料を塗布した試料については、ＪＩＳ Ｋ５４００
−１９９０の碁盤目テープ法に準じて密着度の測定を行
った。これは１ｍｍ間隔で縦横１１本の切れ目をナイフ
により付け（１００個の升目ができる）、この部分にセ
ロファンテープを貼付け高速度でこれを引き剥す。残さ
れた膜の状態を同ＪＩＳの表８の評価基準で点数を付け
密着度とした。すなわち、数字の大なる方が密着強度が
大であることを示す。

【００８１】接着剤の場合は、上記のように接着した試
験体を引張試験機により５０ｍｍ／ｍｉｎの速度で引張
力を加え、破断した時の荷重をもって密着度とした。

【００８２】［表面平滑性の評価］金属メッキした試験
体について、スガ試験機社性光沢度計を用い、ＪＩＳＺ
８７４１に準拠して光沢度（６０゜／６０゜）を測定
し表面平滑性の尺度とした。

【００８３】実施例１ ＬＣＰ−１により成形した角板をエースクリーンＡ−２
２０（奥野製薬工業社製）を用い脱脂処理した後、３０
０ｇ／ｌ濃度のＫＯＨ水溶液中、５０℃で１０分間超音
波処理した。これに上記の方法で化学銅メッキを施し
た。このものの密着度は１０であり、光沢度は１２０％
であった。

【００８４】比較例１ ＫＯＨ水溶液中での超音波処理を省略した他は実施例１
と同様の操作を行った。このものの密着度は０であっ
た。

【００８５】比較例２ 超音波処理条件を５０℃、１分間とした以外は実施例１
と同様の操作を行った。このものの密着度は０であっ
た。

【００８６】比較例２ ＬＣＰ−１により成形した角板を使用し、エースクリー
ンＡ−２２０で脱脂処理した後、前記“日本接着学会
誌、Ｖｏｌ．２６、Ｎｏ２、ｐ．２１”に記載の方法に
準じて化学銅メッキした。すなわちエッチング液として
濃度７５０ｇ／ｌのＫＯＨ水溶液を用い、７０℃で２５
分間浸漬しエッチングした。その後は実施例１のコンデ
イショニング以下の工程により化学銅メッキを施した。
このものの密着度は１０であったが、光沢度は３％であ
った。

【００８７】比較例３ ３００ｇ／ｌ濃度のＫＯＨ水溶液中、５０℃で１０分間
浸漬（超音波は印加せず）した以外は実施例１と同様の
方法で化学銅メッキした。このものの密着度は０であっ
た。

【００８８】実施例２ ＬＣＰー１に替えてＬＣＰ−２を使用した以外は実施例
１と同様の方法で実施した。このものの密着度は１０で
あり、光沢度は１２８％であった。

【００８９】実施例３ 実施例１と同様の方法で超音波処理を行い、その後これ
にコーテイング膜厚５００オングストロームの金のスパ
ッタリング膜を生成させた。このものの密着度は１０で
あり、光沢度は９５％であった。

【００９０】比較例４ ＫＯＨ中での超音波処理を省略した以外は実施例３と同
様の方法でスパッタリング膜を生成した。このものの密
着度は０であった。

【００９１】実施例４ 実施例１と同様の方法で超音波処理を行い、これに前記
の方法で塗膜を形成した。このものの密着度は１０であ
り、光沢度は８５％であった。

【００９２】比較例５ ＫＯＨ中での超音波処理を省略した以外は実施例４と同
様ので塗膜を形成した。このものの密着度は０であっ
た。

【００９３】比較例６ 比較例３と同様の方法でエッチング処理を施し、これに
実施例４と同様の方法で塗膜を形成した。このものの密
着度は８であり、光沢度は４８％であった。

【００９４】実施例７ ＬＣＰ−１により成形した角板をエースクリーンＡ−２
２０を用い脱脂処理した後、３００ｇ／ｌ濃度のＫＯＨ
水溶液中、５０℃で５分間浸漬した。これを水洗した後
１００ｍｌ／ｌの硫酸中、４０℃で５分間超音波処理し
た後に実施例１と同様の方法で化学銅メッキした。この
ものの密着度は１０であり、光沢度は１３０％であっ
た。

【００９５】比較例７ 実施例７においてＫＯＨ水溶液浸漬後、超音波処理せず
化学銅メッキした。このものの密着度は０であった。

【００９６】実施例８ 実施例１と同様の超音波処理を行った後、上記の方法に
よる接着に供した。この剪断剥離強度をインストロン万
能引張試験機で測定したところ ３８ｋｇ／ｃｍ²であ
った。

【００９７】比較例８ 超音波処理のみ省略し実施例８同様の方法で接着した。
剪断剥離強度は９ｋｇ／ｃｍ²であった。

【００９８】

【発明の効果】本発明は、サーモトロピック液晶樹脂成
形品表面に金属被膜を形成する、他の合成樹脂をラミネ
ートする、塗料を塗布する、接着剤で接合する等の手段
により接合構造を形成するに際し、予め超音波処理をし
たサーモトロピック液晶樹脂を使用するものであって、
かくすることにより接合される他の材料との密着力が実
用上十分なまでに向上する。しかも、この超音波処理に
よるならば安全な薬剤を使用し、しかも比較的温和な条
件で処理が可能となる。

【００９９】サーモトロピック液晶樹脂は機械的強度、
耐熱性、寸法精度、電気特性、難燃性、成形加工性等に
優れており、これを使用した成形品は工業的に有用であ
るが、外観的美麗さに欠ける、表面が傷付易い、接着性
が悪い、電気導電性が低いという性質がある。そこで、
本発明における前処理を施した後、金属膜、塗膜、接着
剤等を施し、これ等の問題を解決することによりサーモ
トロピック液晶樹脂成形品の付加価値が高まり、新たな
用途展開が可能となる。

【０１００】例えば、クロム、ニッケル、銅、金等の金
属被膜を施した成形品は、自動車部品、電気・電子部
品、機械部品等に用いられる。特に電子回路基板のメッ
キに用いると、成形品の表面の平滑性が従来の方法に比
較し大幅に向上するため、よりファインなパターン形成
ができる。塗膜を施したものは、上記の用途の他にオー
ブンクック容器等の食器類にも用途が開ける。またサー
モトロピック液晶樹脂成形品同志や他の物質との良好な
接着が可能となり、複雑な製品の組立に威力を発揮す
る。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 接合を構成する１方の面が超音波処理を
   されたサーモトロピック液晶樹脂からなる成形品表面で
   あることを特徴とする接合構造。
2. 【請求項２】 前記接合を構成する他方の面が、金属、
   合成樹脂、塗料および接着剤より選ばれるいずれかの材
   料からなる面である請求項１に記載の接合構造。
3. 【請求項３】 前記サーモトロピック液晶樹脂が充填剤
   を含むものである請求項１に記載の接合構造。
4. 【請求項４】 サーモトロピック液晶樹脂に超音波振動
   を与えた後、これを接合することを特徴とするサーモト
   ロピック液晶樹脂の接合方法。
5. 【請求項５】 前記サーモトロピック液晶樹脂が充填剤
   を含むものである請求項４に記載のサーモトロピック液
   晶樹脂の接合方法。
6. 【請求項６】 前記超音波振動を液体中で与える請求項
   ４に記載のサーモトロピック液晶樹脂の接合方法。
7. 【請求項７】 前記液体がアルカリ性液体である請求項
   ６に記載のサーモトロピック液晶樹脂の接合方法。
8. 【請求項８】 前記液体が４０℃以上の温度を有する請
   求項７に記載のサーモトロピック液晶樹脂の接合方法。
9. 【請求項９】 前記サーモトロピック液晶樹脂に接合す
   る材料が、金属、合成樹脂、塗料および接着剤より選ば
   れるいずれかの材料からなる請求項４〜８のいずれかに
   記載のサーモトロピック液晶樹脂の接合方法。
10. 【請求項１０】 前記サーモトロピック液晶樹脂が、サ
    ーモトロピック液晶ポリエステル樹脂である請求項４〜
    ９のいずれかに記載のサーモトロピック液晶樹脂の接合
    方法。