JP2005209687A - 電磁波遮蔽クッション材料及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】携帯電話等の情報機器筐体から漏洩する電磁波を有効に遮断し、且つ衝撃に比較的脆弱な電子部品を保護できる緩衝機能を具備した電磁波遮蔽クッション材料、及びその製造工程が簡便で容易に製造できる製造方法を提供する。
【解決手段】網目状基材（Ａ）と、該網目状基材（Ａ）の網目を実質的に埋めるともに、該網目状基材（Ａ）の少なくとも一面上に被覆層を形成する導電性の接着性樹脂（Ｂ）と、該接着性樹脂（Ｂ）の上に均一且つ垂直に固着される導電性繊維（Ｃ）とからなる電磁波遮蔽クッション材料、及びその製造方法などを提供した。
【選択図】なし

Description

本発明は、電磁波シールド効果が高く、柔軟性の高い電磁波遮蔽クッション材料及びその製造方法に関し、さらに詳しくは、網目状基材と、その網目を実質的に埋めるともに、その少なくとも一面上に被覆層を形成する導電性の接着性樹脂と、接着性樹脂の上に均一且つ垂直に固着される導電性繊維とからなる電磁波遮蔽クッション材料及びその製造方法に関する。

近年、電子技術の進歩により、電気、電子、電波等を利用した数多くの電子機器が普及し、これに伴い、電子機器の急激な高周波化、デジタル化、高集積化が進んでいる。これらの中には、人間や他の機器等に有害な影響を与える電磁波を放射しているものがあるが、最近は、特に問題視されるようになり、その防止対策は、極めて重要となりつつある。
電磁波障害への対策は、種々あるが、防止対策として本命視されているのが電磁波シールド性能を有する電磁波シールド材として用いる導電性材料である。電磁波シールド材とは、電子機器や建物等をシールド材で被うことなどにより、外部からの電磁波を内部に進入させない、又は内部からの電磁波を遮断する材料である。

一般に、電磁波シールド性能又は導電性能をプラスチックスやゴムなどの高分子材料（ポリマー）へ付与する技術をみると、以下の４手法が代表的なものであり、種々提案されている。
（ｉ）導電性材料を、プラスチックス、ゴム、発泡体などのポリマー内部に混合、分散させる技術のもの（例えば、特許文献１参照。）。
（ｉｉ）金属等の導体又は導電性材料を、ポリマーマトリックス内に埋設する技術のもの（例えば、特許文献２、３、４参照。）。
（ｉｉｉ）金属等の化学メッキや蒸着により、ポリマー表面や内部に導通経路を形成する技術のもの（例えば、特許文献５参照。）。
（ｉｖ）導電性の高い材料を、ポリマー表面に貼着又は積層する技術のもの（例えば、特許文献６参照。）。

しかしながら、上記従来の提案されている技術には、種々の問題点がある。
例えば、上記（ｉ）の導電性材料をポリマー内部に混合、分散させる技術では、導電性材料として、例えばカーボンブラックを用いる場合、高濃度の充填が必要であり、良好な導電性を示す程度の高濃度の充填率では、機械的物性が劣るようになる。一方、充填率を減じるには、銀等の高価な原料が必要となる。また、含浸法による製造方法は、工程が煩雑であるという難点がある。
また、上記（ｉｉ）の導電性材料をポリマーマトリックス内に埋設する技術では、メッシュ、金属箔、エキスパンドメタル等を埋設したものは、それらの厚みに制約を受け、異方性を伴う、即ち等方性でなくなる場合があり、また、導電性三次元メッシュ状体を埋設したものでは、ポリマー中のメッシュ状体の密度により、導電性が変動する。さらに、良導電性とするには、高密度充填（埋設）が必要であり、結果としてクッション性を失うという難点がある。
さらに、上記（ｉｉｉ）の金属等を化学メッキ又は蒸着する技術では、筐体等接触面部のメッキ層は、衝撃吸収等の緩衝作用を及ぼす際に、擦れにより脱落し易いために、長期に亘って安定した性能を発揮することが困難であるという難点がある。
また、上記（ｉｖ）の導電性の高い材料をポリマー表面に貼着（又は積層）する技術では、金属細線メッシュ等を張合わせる場合、導電層には、エラスティックな性質がないため、系全体のクッション性が悪くなる。また、筐体等接触部の密着性が悪くなり、電磁波が漏洩し易い恐れがあるという難点がある。
このように、提案されている従来の電磁波シールド性の導電性材料には、種々の問題点があるために、それらの問題点を解消した電磁波シールド性に優れ、導電性のクッション材料が強く望まれている。

特開平７−２４９８９０号公報（特許請求の範囲等） 特開平１０−２３７１８４号公報（特許請求の範囲等） 特開平１１−６８３７６号公報（特許請求の範囲等） 特開２００１−８５８８８号公報（特許請求の範囲等） 特開２００２−１６４６８４号公報（特許請求の範囲等） 特開平６−８５４８８号公報（特許請求の範囲等）

本発明の目的は、上記従来の導電性材料などがもつ問題点を解消し、携帯電話等の情報機器筐体から漏洩する電磁波を有効に遮断し、且つ衝撃に比較的脆弱な電子部品を保護できる緩衝機能を具備した電磁波遮蔽クッション材料、及びその製造工程が簡便で容易に製造できる製造方法を提供することにある。

本発明者は、上記課題に鑑み、鋭意研究を重ねた結果、金網などの網目状基材の網目に、導電性接着剤などの導電性の接着性樹脂を塗り、そして、その導電性の接着性樹脂層に、導電性繊維を垂直方向に静電植毛して、電磁波遮蔽クッション材料を作製したところ、その電磁波遮蔽クッション材料は、電磁波シールド効果が高くて、さらに、植毛しているために、柔軟性で緩衝作用に優れることを見出した。本発明は、これらの知見に基づいて完成に至ったものである。

すなわち、本発明の第１の発明によれば、網目状基材（Ａ）と、該網目状基材（Ａ）の網目を実質的に埋めるともに、該網目状基材（Ａ）の少なくとも一面上に被覆層を形成する導電性の接着性樹脂（Ｂ）と、該接着性樹脂（Ｂ）の上に均一且つ垂直に固着される導電性繊維（Ｃ）とからなる電磁波遮蔽クッション材料が提供される。
また、本発明の第２の発明によれば、第１の発明において、前記網目状基材（Ａ）は、紗、紙、金網、又はパンチングメタルであることを特徴とする電磁波遮蔽クッション材料が提供される。
さらに、本発明の第３の発明によれば、第１の発明において、前記導電性の接着性樹脂（Ｂ）は、導電性接着剤であることを特徴とする電磁波遮蔽クッション材料が提供される。

本発明の第４の発明によれば、第３の発明において、前記導電性接着剤に用いられる樹脂は、アクリル系、エポキシ系、又はウレタン系樹脂であることを特徴とする電磁波遮蔽クッション材料が提供される。
また、本発明の第５の発明によれば、第３の発明において、前記導電性接着剤は、さらに、導電性充填材を含有することを特徴とする電磁波遮蔽クッション材料が提供される。
さらに、本発明の第６の発明によれば、第５の発明において、前記導電性充填材は、カーボンブラックであることを特徴とする電磁波遮蔽クッション材料が提供される。

本発明の第７の発明によれば、第１の発明において、前記導電性繊維（Ｃ）は、炭素繊維、金属繊維、導電性を有しない繊維に導電性物質を被覆若しくは練り込みした導電性付与繊維、又は導電性高分子からなる繊維であることを特徴とする電磁波遮蔽クッション材料提供される。
また、本発明の第８の発明によれば、第７の発明において、前記導電性繊維（Ｃ）は、直径が１ｍｍ以下、長さが１μｍ〜１０ｍｍ、アスペクト比が１０〜１０００の範囲であることを特徴とする電磁波遮蔽クッション材料提供される。

一方、本発明の第９の発明によれば、網目状基材（Ａ）の少なくとも一面上に、導電性の接着性樹脂（Ｂ）を塗布する第１の工程、該接着性樹脂（Ｂ）が乾燥硬化しない間に、該接着性樹脂（Ｂ）表面に静電植毛法により導電性繊維（Ｃ）を植毛する第２の工程、及び、該接着性樹脂（Ｂ）を乾燥硬化させて、導電性繊維（Ｃ）を網目状基材（Ａ）の少なくとも一面上に固着させる第３の工程を含有することを特徴とする第１〜８のいずれかの発明の電磁波遮蔽クッション材料の製造方法が提供される。
また、本発明の第１０の発明によれば、第９の発明において、前記第２の工程と第３の工程の間に、さらに、導電性繊維（Ｃ）の立毛状部位に導電性の接着性樹脂（Ｂ）を塗布することを特徴とする電磁波遮蔽クッション材料の製造方法が提供される。

本発明は、上記した如く、網目状基材（Ａ）と、該網目状基材（Ａ）の網目を実質的に埋めるともに、該網目状基材（Ａ）の少なくとも一面上に被覆層を形成する導電性の接着性樹脂（Ｂ）と、該接着性樹脂（Ｂ）の上に均一且つ垂直に固着される導電性繊維（Ｃ）とからなる電磁波遮蔽クッション材料などに係るものであるが、その好ましい態様として、次のものが包含される。
（１）第３の発明において、前記導電性接着剤は、導電性フィラーを含有することを特徴とする電磁波遮蔽クッション材料。

本発明の電磁波遮蔽クッション材料は、網目状基材（Ａ）と、該網目状基材（Ａ）の網目を実質的に埋めるともに、該網目状基材（Ａ）の少なくとも一面上に被覆層を形成する導電性の接着性樹脂（Ｂ）と、該接着性樹脂（Ｂ）の上に均一且つ垂直に固着される導電性繊維（Ｃ）とからなることにより、クッション性のある立毛状な構造体を維持しつつ低電気抵抗率であるために、電子機器内または電子機器自体の電磁波遮蔽ケース接続部の加工精度が不十分でも、取り付け面の状態に追随し、電磁波遮蔽効果を得ることができる。また。従来品に比べて、薄型で且つクッション性のあるものとなる。さらに、方向により導電性能に差がなく、等方性であり、表面、厚み方向、縦横幅方向に対して安定した導電性を有している。
また、本発明の電磁波遮蔽クッション材料の製造方法は、製造工程が少なく、生産コストの低減化と生産管理の効率化に寄与できる。さらに、導電性繊維（Ｃ）の長さや分量の調整により、厚み・性能面・コスト面で汎用性の高い製品の生産が可能となる効果がある。

以下、本発明について項目毎に詳細に説明する。
本発明の電磁波遮蔽クッション材料は、網目状基材（Ａ）と、該網目状基材（Ａ）の網目を実質的に埋めるともに、該網目状基材（Ａ）の少なくとも一面上に被覆層を形成する導電性の接着性樹脂（Ｂ）と、該接着性樹脂（Ｂ）の上に均一且つ垂直に固着される導電性繊維（Ｃ）とからなるものである。

１．網目状基材（Ａ）
本発明の電磁波遮蔽クッション材料において、網目状基材（Ａ）は、紗、金網（金属網）、パンチングメタル、紙（カーボンペーパー）などからなり、導電性のものである。紗及び紙は、無電解メッキ紗及び紙であってもよい。網目状基材（Ａ）の網目部分などに、導電性繊維（Ｃ）が静電植毛により、植毛されることが可能であれば、他の基材であっても適宜利用することができる。これらの中でも、紗、紙、金網（金属網）、パンチングメタルが好ましい。
また、網目状基材（Ａ）の形状は、シートであってもよいし、円筒状であってもよく、或いは、編織物、不織布であってもよい。また、前記網目状基材（Ａ）は、多孔質基材や発泡体であってもよく、織物などに金属メッキを施した金属多孔体であつてもよい。
さらに、網目状基材（Ａ）の網目部分の形状は、導電性繊維（Ｃ）などの形状に応じて、適宜設定される。
さらにまた、網目状基材（Ａ）の厚さは、所望する電磁波遮蔽クッション材料の厚みにより種々変更すれば良いが、０．０５〜５ｍｍの範囲が好ましい。

２．導電性の接着性樹脂（Ｂ）
本発明において、導電性の接着性樹脂（Ｂ）は、上記の網目状基材（Ａ）の網目部分などと、そこに植毛した導電性繊維（Ｃ）とを、強固に接着し、導電性の機能を有するものであれば、適宜使用することができる。具体的には、例えば、導電性接着剤を挙げることができる。
導電性接着剤としては、通常、植毛に使用されるアクリル系、エポキシ系、ウレタン系樹脂の接着剤に、導電性フィラーなどを添加したものが挙げられる。導電性フィラーとして、金属（銀、金、白金、銅、ニッケル）、金属酸化物、無定形カーボン粉、グラファイト、銀メッキした微粒子などが使用される。
また、導電性接着剤に、接着剤の導電性を向上させるために、さらに、導電性の充填材を添加して用いることもできる。その導電性の充填材としては、金属粒子や炭素粒子等を適宜用いることができるが、導電性や価格の面から、カーボンブラック、その中でもアセチレンガスを原料としたアセチレンブラックが好ましい。

３．導電性繊維（Ｃ）
本発明において、導電性繊維（Ｃ）としては、炭素繊維、金属繊維、金属薄膜で被覆した繊維、導電性を有しない繊維表面を無電解メッキや導電性物質による被覆又は練り込みで導電性を付与した繊維、導電性高分子を原料とする導電性繊維などが挙げられ、直径が１ｍｍ以下、長さが１μｍ〜１０ｍｍ、アスペクト比が１０〜１０００の範囲のものが好ましい。

４．電磁波遮蔽クッション材料とその製造方法
本発明の電磁波遮蔽クッション材料は、電磁波遮蔽効果が高く、多様な要求に対応できるものであり、下記の製造方法により容易に得ることができる。
このような電磁波遮蔽クッション材料の製造方法は、
（Ｉ）網目状基材（Ａ）の少なくとも一面上に、導電性の接着性樹脂（Ｂ）を塗布する第１の工程、
（ＩＩ）該接着性樹脂（Ｂ）が乾燥硬化しない間に、該接着性樹脂（Ｂ）表面に静電植毛法により導電性繊維（Ｃ）を植毛する第２の工程、及び、
（ＩＩＩ）該接着性樹脂（Ｂ）を乾燥硬化させて、導電性繊維（Ｃ）を網目状基材（Ａ）の少なくとも一面上に固着させる第３の工程、
を含有することを特徴とするものである。
第１の工程の導電性の接着性樹脂（Ｂ）の塗布は、一般的な塗付法、例えば、ナイフコーター、ロールコーター、スプレー、ディッピングなどを採ることができる。
また、第２の工程の静電植毛法は、通常行われている方法を採ることができる。
さらに、第３の工程の接着性樹脂（Ｂ）の乾燥硬化方法も、通常行われている方法、例えば、加温法（６０〜８０℃）などを採ることができる。
この製造方法により、導電性繊維（Ｃ）を網目状の基材に、固定、定着させることができる。

また、さらに、網目状基材（Ａ）に、植毛された立毛状の導電性繊維（Ｃ）の形状復元効果を得るために、所望により、次の工程、
（ＩＶ）前記第２の工程と第３の工程の間に、さらに、導電性繊維（Ｃ）の立毛状部位に導電性の接着性樹脂（Ｂ）を塗布する第４の工程、
を適宜採ることもできる。第４の工程の塗布方法は、一般的な塗付法、スプレー、ディッピングなどを採ることができる。
このようにして製造された電磁波遮蔽クッション材料の一例を、断面模式図として図１に示す。

本発明の電磁波遮蔽クッション材料は、電気・電子機器から漏洩する電磁波を有効に遮断し、あるいは外来電磁波が機器に与える影響を防止するために有効である。更に、この電磁波遮蔽クッション材料は、静電植毛により植毛された立毛状であり、クッション性に優れる。
本発明の電磁波遮蔽クッション材料の導電性能は、電気抵抗値が５０（Ω／□）以下であり、電磁波シールド性能は、１００〜１０００ＭＨｚ間で２０（ｄｂ）以上の性能である。

上記の性能を有しているために、本発明の電磁波遮蔽クッション材料は、携帯電話等の情報機器筐体から漏洩する電磁波を有効に遮断し、且つ衝撃に比較的脆弱な電子部品を保護できる緩衝機能を具備したものであり、例えば、携帯電話液晶保護緩衝材として好適に用いることができる。

以下に、本発明について実施例を挙げて、更に詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例に特に限定されるものではない。

［実施例１］
実施例１の電磁波遮蔽クッション材料の作製方法と性能評価方法を以下に示す。
先ず、用いた材料を説明する。
網目状基材（Ａ）として、格子状に、例えば、径０．２ｍｍを０．３ｍｍピッチに穴抜き加工された金属板（銅板０．１〜１ｍｍ厚さ、又はアルミニウム板０．１〜１ｍｍ厚さ）を用いた。
また、導電性の接着性樹脂（Ｂ）としての導電性接着剤は、ニッケル粒子を含むアクリル系接着剤を用いた。
さらに、導電性繊維（Ｃ）としての導電細線は、約０．１〜２．０ｍｍのポリエステル系短繊維に、ニッケルを無電解メッキ（５〜１０％）したものを用いた。

次に、電磁波遮蔽クッション材料の作製方法としては、穴抜き加工された金属板に、導電性接着剤をナイフコーターなどで塗布し、導電性接着剤が硬化しない内に、静電植毛にて、導電細線を金属板に植毛した。その後、６０〜８０℃の加温にて、導電性接着剤を硬化させた。
このようにして、金属板に導電細線が立毛状に固定された電磁波遮蔽クッション材料を得ることができた。

この得られた電磁波遮蔽クッション材料の導電性を評価した。
（ｉ）テスター（２端子）を使用して、表面と厚さ方向について、１Ω以下の電気抵抗値の導電性であることを確認した。
（ｉｉ）ロレスタ抵抗試験機を使用して、表面抵抗値が１Ω以下の導電性であることを確認した。
また、ＫＥＣ法による電磁波遮蔽（シールド）性能も、２０（ｄｂ）以上であることを確認した。

［実施例２〜２０］
実施例１と同様にして、実施例２〜２０の電磁波遮蔽クッション材料を作製し、同様に導電性、ＫＥＣ法による電磁波シールド性能を評価し、確認した。それらの原材料の種類などを表１に示す。

上記の表１の結果から明らかなように、実施例１〜２０で得られた電磁波遮蔽クッション材料は、導電性、電磁波シールド性能に優れ、外観も良好である。

本発明の電磁波遮蔽クッション材料を示す断面模式図である。

符号の説明

１ 網目状基材（Ａ）
２ 導電性の接着性樹脂（Ｂ）
３ 導電性繊維（Ｃ）

Claims (10)

1. 網目状基材（Ａ）と、該網目状基材（Ａ）の網目を実質的に埋めるともに、該網目状基材（Ａ）の少なくとも一面上に被覆層を形成する導電性の接着性樹脂（Ｂ）と、該接着性樹脂（Ｂ）の上に均一且つ垂直に固着される導電性繊維（Ｃ）とからなる電磁波遮蔽クッション材料。
2. 前記網目状基材（Ａ）は、紗、紙、金網、又はパンチングメタルであることを特徴とする請求項１に記載の電磁波遮蔽クッション材料。
3. 前記導電性の接着性樹脂（Ｂ）は、導電性接着剤であることを特徴とする請求項１に記載の電磁波遮蔽クッション材料。
4. 前記導電性接着剤に用いられる樹脂は、アクリル系、エポキシ系、又はウレタン系樹脂であることを特徴とする請求項３に記載の電磁波遮蔽クッション材料。
5. 前記導電性接着剤は、さらに、導電性充填材を含有することを特徴とする請求項３に記載の電磁波遮蔽クッション材料。
6. 前記導電性充填材は、カーボンブラックであることを特徴とする請求項５に記載の電磁波遮蔽クッション材料。
7. 前記導電性繊維（Ｃ）は、炭素繊維、金属繊維、導電性を有しない繊維に導電性物質を被覆若しくは練り込みした導電性付与繊維、又は導電性高分子からなる繊維であることを特徴とする請求項１に記載の電磁波遮蔽クッション材料。
8. 前記導電性繊維（Ｃ）は、直径が１ｍｍ以下、長さが１μｍ〜１０ｍｍ、アスペクト比が１０〜１０００の範囲であることを特徴とする請求項７に記載の電磁波遮蔽クッション材料。
9. 網目状基材（Ａ）の少なくとも一面上に、導電性の接着性樹脂（Ｂ）を塗布する第１の工程、該接着性樹脂（Ｂ）が乾燥硬化しない間に、該接着性樹脂（Ｂ）表面に静電植毛法により導電性繊維（Ｃ）を植毛する第２の工程、及び、該接着性樹脂（Ｂ）を乾燥硬化させて、導電性繊維（Ｃ）を網目状基材（Ａ）の少なくとも一面上に固着させる第３の工程を含有することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の電磁波遮蔽クッション材料の製造方法。
10. 前記第２の工程と第３の工程の間に、さらに、導電性繊維（Ｃ）の立毛状部位に導電性の接着性樹脂（Ｂ）を塗布することを特徴とする請求項９に記載の電磁波遮蔽クッション材料の製造方法。

Images