JP2003298280A - 電磁波シールド性プラスチック板及びその製造方法 - Google Patents

電磁波シールド性プラスチック板及びその製造方法

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JP2003298280A
JP2003298280A JP2002103694A JP2002103694A JP2003298280A JP 2003298280 A JP2003298280 A JP 2003298280A JP 2002103694 A JP2002103694 A JP 2002103694A JP 2002103694 A JP2002103694 A JP 2002103694A JP 2003298280 A JP2003298280 A JP 2003298280A
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electromagnetic wave
plastic plate
wave shielding
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JP2002103694A
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Yuji Suzuki
裕二 鈴木
Kazuhiro Hasegawa
和寛 長谷川
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 透明性の高い電磁波シールド性プラスチック
板を、接着剤を用いることなく簡易に作製することがで
きる電磁波シールド性プラスチック板の製造方法及びそ
のプラスチック板を提供する。 【解決手段】 成形用金型内の底部に、表面に導電層を
有する熱可塑性樹脂フィルムを、成形用金型内の底部に
導電層を上にして配置し、その上に溶融状態の熱可塑性
樹脂を導入し、導入後、冷却して樹脂を固化させること
により電磁波シールド性プラスチック板を成形すること
を特徴とする電磁波シールド性プラスチック板の製造方
法及びこの方法により得られる電磁波シールド性プラス
チック板。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はPDP(プラズマデ
ィスプレイパネル)の前面フィルタや、病院などの電磁
波シールドを必要とする建築物の窓材料等として有用な
電磁波シールド性プラスチック板及びその製造方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】近年、OA機器や通信機器等の普及にと
もない、これらの機器から発生する電磁波によりもたら
される人体への影響が懸念されている。また、電磁波に
より精密機器の誤作動等を起こす場合もあり、電磁波が
問題視されている。
【0003】従来から、OA機器のPDPの前面フィル
タとして、電磁波シールド性を有し、かつ光透過性の窓
材が開発され、実用に供されている。電磁波シールド性
光透過性窓材として、ガラスを用いない電磁波シールド
性プラスチック板も使用されてきている。このようなプ
ラスチック板等の窓材はまた、携帯電話等の電磁波から
精密機器を保護するために、病院や研究室等の精密機器
設置場所の窓材としても利用されている。
【0004】このような電磁波シールド性光透過窓材と
しては、金属の銀を含む透明導電薄膜が設けられた透明
フィルム、金属線又は導電性繊維を網状にした導電メッ
シュを設けた透明フィルム、透明フィルム上の銅箔等の
層を、網状にエッチング加工し、開口部を設けたもの、
透明フィルム又はガラス上にメッキ活性種を特定形状で
形成し、その上にメッキ加工したもの、を接着剤で透明
基板(ガラス板又は有機樹脂板)に貼り付けたものが使
用されている。
【0005】例えば、特開平11−74681号公報に
は、2枚の透明基板の間に導電性メッシュを接着樹脂で
一体化した電磁波シールド性光透過窓材が開示されてい
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記公報に開示されて
いる電磁波シールド性光透過窓材或いはプラスチック板
は、導電性メッシュフィルムと透明基板と貼り付けるた
め、接着剤層の形成が必要であり、従って、このプラス
チック板を得るためには接着剤層形成工程と透明基板と
の貼り付け工程の2工程が必要となる。また、導電性メ
ッシュフィルムのフィルムと接着剤との間、接着剤と熱
可塑性樹脂板(フィルム)との間の屈折率が異なるた
め、界面での反射が大きく、十分な透明性が得られない
との問題もある。
【0007】従って、本発明は、透明性の高い電磁波シ
ールド性プラスチック板を、接着剤を用いることなく簡
易に作製することができる電磁波シールド性プラスチッ
ク板の製造方法を提供することを目的とする。
【0008】また、本発明は透明性の高い、製造が容易
な電磁波シールド性プラスチック板を提供することを目
的とする。
【0009】
【発明を解決するための手段】上記問題点は、本発明者
等が鋭意検討を重ねることにより解決することができ
た。
【0010】本発明は、成形用金型内の底部に、表面に
導電層を有する熱可塑性樹脂フィルムを、導電層側を上
にして配置し、次いでこの導電層上に溶融状態の熱可塑
性樹脂を導入し、加圧後、冷却して樹脂を固化させるこ
とにより電磁波シールド性プラスチック板を成形するこ
とを特徴とする電磁波シールド性プラスチック板の製造
方法にある。
【0011】上記導電層は、一般に金属蒸着膜と誘電膜
との交互積層体、導電性メッシュ(ワイヤメッシュ
等)、又はメッシュパターン状の金属層、金属含有樹脂
層若しくは該金属含有樹脂層と金属層との積層体であ
り、特にメッシュパターン状の金属層、金属含有樹脂層
又は該金属含有樹脂層と金属層との積層体が好ましい。
【0012】上記熱可塑性樹脂フィルムと、溶融状態の
熱可塑性樹脂が、それぞれの主体とする材料が同一の種
類の熱可塑性樹脂であることが好ましく、同一種類の熱
可塑性樹脂がポリカーボネートであるか、或いはアクリ
ル樹脂(特に、ポリメチルメタクリレート)であること
が好ましい。
【0013】上記成形用金型が、射出成形、又は圧縮成
形用の金型であることが好ましい。
【0014】また、本発明は、上記製造方法により得ら
れる電磁波シールド性光透過窓材にもある。
【0015】さらに本発明は、2層の熱可塑性樹脂フィ
ルムと、その間に狭持された導電層とから成り、これら
の熱可塑性樹脂のそれぞれの主体とする材料が同一種類
の熱可塑性樹脂である電磁波シールド性プラスチック板
にもある。
【0016】上記プラスチック板において、導電層は、
一般に金属蒸着膜と誘電膜との交互積層体、導電性メッ
シュ、又はメッシュパターン状の金属層、金属含有樹脂
層若しくは該金属含有樹脂層と金属層との積層体であ
り、特にメッシュパターン状の金属層、金属含有樹脂層
又は該金属含有樹脂層と金属層との積層体が好ましい。
また、上記同一種類の熱可塑性樹脂がポリカーボネート
であるか、或いはアクリル樹脂(特に、ポリメチルメタ
クリレート)であることが好ましい。
【0017】
【発明の実施の形態】本発明の電磁波シールド性プラス
チック板の製造方法は、例えば以下のようにして実施す
ることができる。
【0018】上記本発明の製造方法の一例の概略図を図
1に示す。透明基板である熱可塑性樹脂フィルム1上
に、メッシュパターンの導電層2が設けられたフィルム
を、圧縮成形用金型(枠と下型から成る)5内に裁置す
る。その際熱可塑性樹脂フィルム1を、導電層側を上に
してフィルムを金型の下型面に接するように置く。導電
層上に、溶融状態の熱可塑性樹脂3を投入する。この上
から押型6を下降させ、金型を軽く密閉する。その後、
通常の方法で、加熱、加圧等行う。圧力を落とし(温度
も降下)、金型を開き、成形物である電磁波シールド性
プラスチック板4を得る。上記溶融状態の熱可塑性樹脂
の導入は、射出、押出、その他種々の方法で行うことが
できる。従来、導電層上に熱可塑性樹脂を貼付する際、
接着剤層を作製し、これを介して熱可塑性樹脂層が導電
層上に貼り付けられていた。しかながら、本発明の上記
方法によれば、1工程で、接着剤無しに、表面が平滑な
熱可塑性樹脂層を形成することができ、特にこの熱可塑
性樹脂と、透明基板の熱可塑性樹脂が同一の種類の樹脂
であれば、さらに接着性、透明性に優れた積層体(プラ
スチック板)を得ることができ、有利である。
【0019】図1においては、圧縮成形を用いたが、射
出成形、注型成形においても同様に行うことができる。
また圧縮成形には、射出圧縮成形、スタンバブル圧縮成
形、シート圧縮成形、真空圧縮成形、押出圧縮成形等を
含んでおり、利用することができる。
【0020】本発明の電磁波シールド性プラスチック板
で使用される熱可塑性樹脂フィルムとしては、透明性
(特に、可視光に対して)を有する樹脂フィルム又はシ
ートであれば良く、その材料の例として、ポリエステル
(例、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブ
チレンテレフタレート)、アクリル樹脂(例、ポリメチ
ルメタクリレート(PMMA))、ポリカーボネート
(PC)、ポリスチレン、セルローストリアセテート、
ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニ
リデン、ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合
体、ポリビニルブチラール、金属イオン架橋エチレン−
メタクリル酸共重合体、ポリウレタン、セロファン等を
挙げることができる。これらの中で、加工処理(加熱、
溶剤、折り曲げ)による劣化が少なく、透明性の高い材
料であるPET、PC、PMMAが好ましい。
【0021】この熱可塑性樹脂フィルムの厚さは、電磁
波シールド性光透過窓材の用途等によっても異なるが、
通常の場合1μm〜5mmの範囲、特に10μm〜1m
mの範囲にあることが好ましい。
【0022】上記熱可塑性樹脂フィルムに導電層を設
け、この上に付与される溶融状態の熱可塑性樹脂も、上
記フィルムと同様な材料を使用することができる。
【0023】本発明では、フィルムと、溶融状態の熱可
塑性樹脂の樹脂が、同一の種類のものであることが好ま
しい。特に、共にアクリル樹脂(特にポリメチルメタク
リレート)又はポリカーボネートであることが好まし
い。
【0024】熱可塑性樹脂フィルム上に設けられる導電
層は、どのような形態のものであっても良い。例えば、
金属蒸着膜と誘電膜との交互積層体、ワイヤメッシュ、
又はメッシュパターン状の金属層若しくは金属含有樹脂
層、メッシュパターン状の金属含有樹脂層及びその上に
設けられた金属層の積層体等を挙げることができます。
【0025】金属蒸着膜と誘電膜との交互積層体として
は、銀、銅等の金属薄膜と、SiO2等の誘電膜を交互
に積層したものである。層数は2〜7層程度が一般的で
ある。
【0026】ワイヤメッシュ等の導電性メッシュとして
は、下記のものを挙げることができる。
【0027】即ち、導電性メッシュとしては、金属繊維
及び/又は金属被覆有機繊維よりなる線径1μm〜1m
m、開口率50〜90%のものが一般的である。この導
電性メッシュにおいて、線径が1mmを超えると開口率
が下がるか、電磁波シールド性が下がり、両立させるこ
とができない。1μm未満ではメッシュとしての強度が
下がり、取り扱いが非常に難しくなる。また、開口率は
90%を超えるとメッシュとして形状を維持することが
難しく、50%未満では光透過性が損なわれる。より好
ましい線径は10〜500μm、開口率は60〜90%
である。なお、導電性メッシュの開口率とは、当該導電
性メッシュの投影面積における開口部分が占める面積割
合を言う。
【0028】導電性メッシュを構成する金属繊維及び金
属被覆有機繊維の金属としては、銅、ステンレス、アル
ミニウム、ニッケル、チタン、タングステン、錫、鉛、
鉄、銀、炭素或いはこれらの合金、好ましくは銅、ステ
ンレス、アルミニウムが用いられる。
【0029】金属被覆有機繊維の有機材料としては、ポ
リエステル、ナイロン、塩化ビニリデン、アラミド、ビ
ニロン、セルロース等が用いられる。
【0030】メッシュパターン状の金属層としては、金
属箔等の導電性の箔をパターンエッチングしたものが一
般的である。
【0031】この場合、金属箔の金属としては、銅、ス
テンレス、アルミニウム、ニッケル、鉄、真鍮、或いは
これらの合金、好ましくは銅、ステンレス、アルミニウ
ムが用いられる。
【0032】金属箔の厚さは、薄過ぎると取り扱い性や
パターンエッチングの作業性等の面で好ましくなく、厚
過ぎると得られるガラスの厚さに影響を及ぼしたり、エ
ッチング工程の所要時間が長くなることから、1〜20
0μm程度とするのが好ましい。
【0033】このような金属をパターンエッチングする
方法は、一般に用いられているどのような方法でも構わ
ないが、レジストを用いるフォトエッチングが好まし
い。この場合、金属箔上にフォトレジストをコーティン
グした後、所望のマスクを用いるなどしてパターン露光
後、現像処理してレジストパターンを形成する。その
後、レジストのない部分の金属箔を塩化第二鉄液等のエ
ッチング液で除去すればよい。
【0034】パターンエッチングによれば、パターンの
自由度が大きく、金属箔を任意の線径、間隔及び孔形状
にエッチングすることができ、従って、所望の電磁波シ
ールド性と光透過性を有するガラスを容易に形成するこ
とができる。
【0035】なお、エッチングパターンの形状には特に
制限はなく、例えば四角形の孔が形成された格子状の金
属箔や、円形、六角形、三角形又は楕円形の孔が形成さ
れたパンチングメタル状の金属箔等が挙げられる。ま
た、孔は規則的に並んだものに限らず、ランダムパター
ンとしても良い。
【0036】上記メッシュパターン状の金属層に代わる
ものとして、メッシュパターン状の金属含有樹脂層、或
いはメッシュパターン状の金属含有樹脂層及びその上に
設けられた金属層の積層体も使用することができる。メ
ッシュパターン状の金属含有樹脂層は、たとえば、導電
性微粒子を含む樹脂層(インキ層)を印刷等によりメッ
シュパターン状に形成することにより得られる。必要に
よりさらにその上に金属メッキを施すことにより上記金
属含有樹脂層及び金属層の積層体を得ることができる。
【0037】金属含有樹脂層の厚さは0.1〜20μ
m、特に0.5〜5μmとすることが好ましい。0.1
μmより薄いと硬化性が劣り、20μmより厚いと細線
が得られ難い。
【0038】こうして形成されるメッシュパターンの導
電層の線幅は、一般に20μm以下が好ましい。また、
開口率は75〜95%であることが好ましく、特に80
〜95%である。なお、開口率とはメッシュの線幅と1
インチ幅に存在する線の数から計算で求めたものであ
る。
【0039】線で囲まれた開口部の形状は、円、楕円、
角形など任意の形状とすることができるが、一般に角形
であり、特に正方形であることが好ましい。また線は網
状であるが、格子状とすることが好ましい。
【0040】さらに低い抵抗値にして、電磁波シールド
効果を高めたい場合には、導電層上にメッキ層を形成す
ることが好ましい。この場合、導電層の厚さを、低い値
に抑えることができる。
【0041】メッキ処理に使用される材料としては、
銅、ニッケル、クロム、亜鉛、スズ、銀及び金を挙げる
ことができる。これらは単独で使用しても、2種以上の
合金として使用しても良い。メッキ処理としては、通常
の液相メッキ(電解メッキ、無電解メッキ等)により一
般に行われる。
【0042】メッキ層の厚さは、一般に0.1〜10μ
mの範囲、2〜5μmが好ましい。厚さが1μm未満で
は、電磁波シールド効果付与が充分でなく、10μmを
超えるとメッキ層が幅方向に広がりやすくなり、線幅が
太くなる傾向になる。
【0043】本発明の電磁波シールド性プラスチック板
の製造方法においては、所望により防眩層等、他の層を
設けるための工程をさらに行っても良い。防眩層は、た
とえば黒化処理、即ち金属膜の酸化処理、クロム合金等
の黒色メッキ、黒又は暗色系インキの塗布、により形成
することができる。
【0044】上記のようにして得られた導電層が設けら
れた熱可塑性樹脂フィルムは、本発明に従い、導電層を
溶融状態の熱可塑性樹脂で覆うことにより、本発明の電
磁波シールド性プラスチック板を得ることができる。本
発明では導電層を溶融状態の熱可塑性樹脂で覆うため
に、金型を用いて成形される。
【0045】本発明において、図1に例示したように、
金型を用いてプラスチック板を成形する際、圧縮成形に
より行うことが好ましい。一般に成形は、圧力50〜3
00MPa、温度100〜350℃の条件で行われる。
熱可塑性樹脂フィルム及び溶融状態の熱可塑性樹脂を、
共にポリカーボネートを使用した場合、圧力60〜18
0Mpa、温度200〜300℃の条件で行うことが好
ましく、共にポリメチルメタクリレートを使用した場
合、圧力70〜250MPa、温度150〜300℃の
条件で行うことが好ましい。金型に溶融状態の熱可塑性
樹脂を投入するための手段として種々の方法を利用する
ことができる。例えば、押出成形、射出成形、スタンバ
ブル成形、シート成形、真空成形等も利用することがで
きる。
【0046】得られる電磁波シールド性プラスチック板
の厚さは、一般に0.1〜10mm、1〜5mmが好ま
しい。
【0047】本発明の製造方法を用いて一体成形された
電磁波シールド性プラスチック板は、接着剤層を使用す
ることなく、単一の、成形工程で得ることができ、且つ
得られるプラスチック板は表面及び内部共に均質なもの
である。従って、本発明の電磁波シールド性プラスチッ
ク板は、容易に製造することができ、表面が均質で、透
明性の優れたものと言うことができる。また導電層の上
下に熱可塑性樹脂(フィルム)を用いた電磁波シールド
性プラスチック板は今まで得られなかったものであり、
新規な窓材と言うことができる。
【0048】本発明の電磁波シールド性プラスチック板
は、前述のように電磁波シールド性に優れ、透明性にも
優れている。このため、本発明の電磁波シールド性プラ
スチック板が、プラズマディスプレー(PDP)の前面
フィルタとして好適であり、また病院等の電磁波シール
ド性を必要とされる建築物の窓材料(例えば貼着用フィ
ルム)等として有利に使用することができる。
【0049】
【実施例】以下に実施例を挙げて、本発明を具体的に説
明する。 [実施例1]表面に銅箔が形成された厚さ200μmの
ポリカーボネートフィルムの、銅箔の上にフォトレジス
トを塗布し、乾燥後、メッシュパターン状のマスクを介
してレジスト層を露光し、現像し、次いでエッチング処
理を行った。これにより導電層(メッシュパターン金属
層:厚さ10μm、線幅10μm、線のピッチ300μ
m、開口率90%)を有するポリカーボネートフィルム
を得た。
【0050】圧縮成形機を用い、上記導電層付きフィル
ムを、圧縮成形機の金型内に裁置した。その際フィルム
を金型の下型面に接するように置いた。導電層上に、2
00℃に加熱された溶融状態のポリカーボネートを投入
し、さらに圧力を100MPa付与した。その後、圧力
を落とし(温度も降下)、金型を開き、成形物である電
磁波シールド性プラスチック板(厚さ3mm)を得た。
【0051】[比較例1]表面に銅箔が形成された厚さ
188μmのポリカーボネートフィルムの、銅箔の上に
フォトレジストを塗布し、乾燥後、メッシュパターン状
のマスクを介してレジスト層を露光し、現像し、次いで
エッチング処理を行った。これにより導電層(メッシュ
パターン金属層:厚さ10μm、線幅10μm、線のピ
ッチ300μm、開口率90%)を有するポリカーボネ
ートフィルムを得た。
【0052】上記導電層付きフィルムの導電層上に、ウ
レタン系接着剤を塗布し、厚さ2.8mmのポリカーボ
ネート板を貼り合わせ、電磁波シールド性プラスチック
板(厚さ3mm)を得た。
【0053】得られた電磁波シールド性プラスチック板
ついて下記の物性を測定した。 1)光線透過率(380〜800nmの波長領域) 一方の光情報記録基板を、JIS−K6717に従い3
80〜800nmの波長領域の光線透過率を測定した。 2)平行光線透過率(380〜800nmの波長領域) 一方の光情報記録基板を、JIS−K6717に従い3
80〜800nmの波長領域の平行光線透過率を測定し
た。 3)ヘイズ JIS−K6900に従い測定した。 4)表面抵抗率(Ω/□) 得られた窓材の導電層又はメッキ層上の表面抵抗率をロ
レスタAP(三菱化学(株)製)を用いて、四端子法に
より測定した。 5)電界シールド効果(dB) 窓材を15×15cmに裁断し、周波数100MHzの
条件でKEC法により測定した。測定にはシールド特性
評価装置(アンリツ(株)製)を用いた。 6)磁界シールド効果(dB) 前記電界シールド効果の測定と同様に行った。 7)開口率(%) 日立分光光度計(U−4000;(株)日立製作所製)
を用いて波長550nmの光線透過率を測定し、空気界
面での反射ロスをキャンセルして開口率とした。
【0054】平行光線透過率は実施例1が比較例1に比
べて高く、ヘイズは実施例1が比較例1に比べて低く、
実施例1の電磁波シールド性プラスチック板は透明性に
優れていた。実施例の光線透過率は80%であった。
【0055】光線透過率、表面抵抗率、電界シールド効
果、磁界シールド効果、開口率はほぼ同等であった。
【0056】
【発明の効果】本発明の製造方法を用いて一体成形され
た電磁波シールド性プラスチック板は、接着剤層を使用
することなく、単一の成形工程のみで得ることができ、
且つ得られるプラスチック板は表面及び内部共に均質な
ものである。従って、本発明の電磁波シールド性プラス
チック板は、容易に製造することができ、表面が均質
で、透明性の高いものと言うことができる。このため、
本発明の電磁波シールド性プラスチック板は、プラズマ
ディスプレーパネル(PDP)の前面フィルタとして好
適であり、また病院等の電磁波シールド性を必要とされ
る建築物の窓材料(例えば貼着用フィルム)等として有
利に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電磁波シールド性プラスチック板の製
造方法の一例を説明するための概略図である。
【符号の説明】
1 熱可塑性樹脂フィルム 2 メッシュパターンの導電層 3 熱可塑性樹脂 4 電磁波シールド性プラスチック板 5 圧縮成形用金型 6 押型

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 成形用金型内の底部に、表面に導電層を
    有する熱可塑性樹脂フィルムを、導電層側を上にして配
    置し、次いでこの導電層上に溶融状態の熱可塑性樹脂を
    導入し、加圧後、冷却して樹脂を固化させることにより
    電磁波シールド性プラスチック板を成形することを特徴
    とする電磁波シールド性プラスチック板の製造方法。
  2. 【請求項2】 導電層が、金属蒸着膜と誘電膜との交互
    積層体、導電性メッシュ、又はメッシュパターン状の金
    属層、金属含有樹脂層若しくは該金属含有樹脂層と金属
    層との積層体である請求項1に記載の電磁波シールド性
    プラスチック板の製造方法。
  3. 【請求項3】 導電層が、メッシュパターン状の金属
    層、金属含有樹脂層又は該金属含有樹脂層と金属層との
    積層体である請求項1又は2に記載の電磁波シールド性
    プラスチック板の製造方法。
  4. 【請求項4】 熱可塑性樹脂フィルムと、溶融状態の熱
    可塑性樹脂が、それぞれの主体とする材料が同一種類の
    熱可塑性樹脂である請求項1〜3のいずれかの製造方
    法。
  5. 【請求項5】 同一種類の熱可塑性樹脂がポリカーボネ
    ートである請求項4に製造方法。
  6. 【請求項6】 同一種類の熱可塑性樹脂がアクリル樹脂
    である請求項4に製造方法。
  7. 【請求項7】 成形用金型が、射出成形又は圧縮成形用
    の金型である請求項1〜6のいずれかの製造方法。
  8. 【請求項8】 請求項1〜7のいずれかの製造方法によ
    り得られる電磁波シールド性プラスチック板。
  9. 【請求項9】 2層の熱可塑性樹脂フィルムと、その間
    に狭持された導電層とから成り、これらの熱可塑性樹脂
    のそれぞれの主体とする材料が同一種類の熱可塑性樹脂
    である電磁波シールド性プラスチック板。
  10. 【請求項10】 導電層が、金属蒸着膜と誘電膜との交
    互積層体、導電性メッシュ、又はメッシュパターン状の
    金属層、金属含有樹脂層若しくは該金属含有樹脂層と金
    属層との積層体である請求項9に記載の電磁波シールド
    性プラスチック板。
  11. 【請求項11】 導電層が、メッシュパターン状の金属
    層、金属含有樹脂層又は該金属含有樹脂層と金属層との
    積層体である請求項9又は10に記載の電磁波シールド
    性プラスチック板。
  12. 【請求項12】 同一種類の熱可塑性樹脂がポリカーボ
    ネートである請求項9〜11のいずれかに記載の電磁波
    シールド性プラスチック板。
  13. 【請求項13】 同一種類の熱可塑性樹脂がアクリル樹
    脂である請求項9〜11のいずれかに電磁波シールド性
    プラスチック板。
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