JPH02261855A - 電磁波シールド材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ 本発明は、黒鉛を導電成分として含有する電磁波シール
ド材料に関するものである。

［従来の技術〕 高度情報化社会の発展に伴ってデノタル技術を利用した
電子機器等から発生する電磁波による障害が大きくクロ
ーズアップされている。電磁波はコンピューターや産業
用ロボットなどにノイズとして作用して誤動作を誘発す
るおそれがあり、社会問題にも発展してきている。

このような電磁波による障害を防止するためには、機器
から不要な電磁波を外部に発生させないことと、外部か
らの電磁波の影響を受けないようにすることとの両面が
必要であるが、電磁波をシールドする材料を用いること
によっていずれの場合にも対処することができる。

このような電磁波シールド材料としては導電性複合プラ
スチックが注目されている。導電性複合プラスチックは
機器のハウジングなど任意の形態に成形して用いること
ができるために、種々の用途が期待されているのである
。そして電磁波シールド材料として用いられる導電性複
合プラスチックは、樹脂に銅、アルミニウム、亜鉛、ス
テンレス等の金属の粉体や７レーク、繊維を導電性フィ
ラーとして混入したものが一般的である。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、このような金属を導電性フィラーとして用いた
電磁波シールド材料は、４００〜５００ＭＨｚ以下の低
い周波数の電磁波や、６００〜７００ＭＨｚ以上の高い
周波数の電磁波をシールドする効果が十分ではないとい
う問題があった。

方、導電性フィラーとして黒鉛類粉末を用い、７ヱノー
ル樹脂等の樹脂にこの黒鉛類粉末を混入した電磁波シー
ルド材料も検討されている０本発明者等の検討の結果に
よれば、黒鉛類粉末を導電性フィラーとして７エ／−ル
樹脂などの樹脂にニーグー・等で混入したものは、金属
を導電性フィラーとして用いるものよりもむしろ電磁波
のシールド効果は高い、しかしこの黒鉛類粉末を導電性
フィラーとしてフェノール樹脂に混入したものも、同様
に４００〜５００ＭＨｚ以下の低い周波数の電磁波や、
６００〜７００ＭＨｚ以上の高い周波数の電磁波をシー
ルドする効果がまだ十分ではない。

本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、低い周
波数から高い周波数に亘ってシールド効果が優れた電磁
波シールド材料を提供することを目的とするものである
。

［！ＩＩ題を解決するための手段］ しかして本発明に係る電磁波シールド材料は、樹脂原料
を黒鉛類粉末と混合させつつ反応させて調製される黒鉛
・樹脂複合材によって形成されるものである。

本発明において樹脂の種類は特に限定されないが、特に
７二ノール樹脂、メラミン樹脂、フラン樹脂などが好ま
しい。

以下本発明の詳細な説明する。

まず７エ７−ル樹脂について説明する。７エノール樹脂
の場合は樹脂原料としてフェノール類とホルムアルデヒ
ド類とを用い、このフェノール類とホルムアルデヒド類
を触媒の存在下で黒鉛類粉末と混合させつつ反応させる
ことによって、黒鉛・樹脂複合材として黒鉛・フェノー
ル樹脂粒状物を調製することができる。本発明において
７二／−ル類とはフェノール及び７エ／−ルの誘導体を
意味するものであり、例えばフェノールの他に論−クレ
ゾール、レゾルシノール、３，５−キシ３／／−ルナト
の３官能性のもの、とス７工７−ルＡ１ジヒドロキジノ
フェニルメタンなどの４官能性のもの、０−クレゾール
、ｐ−クレゾール。ｐ−ｔｅｒブチル７エ／−ル、ｐ−
７ヱニルフエノール、ｐ−クミルフェノール、ｐ−７ニ
ルフエノール、２，４又は２，６−キシレ／−ルなどの
２官能性の。−又はｐ−置換のフェノール類などを挙げ
ることかでｂｌさらに塩素または臭素で置換されたハロ
ゲン化７エノールなど種類選択して用いる他、複数種の
ものを混合して用いろこともで終る。またホルムアルデ
ヒド類としては水溶液の形態であるホルマリンが最適で
あるが、パラホルムアルデヒドのような形態のものを用
いることもでき、その他ホルムアルデヒドの一部あるい
は大部分をフルフラールやフルフリルアルコールに置き
換えて用いることも可能である。

さらに反応触媒としては、７エ／−ル類のベンゼン核と
ベンゼン核との間に−ＮＣ８２結合を生成するような塩
基性物質、例えばヘキサノチレンテトラミン、アンモニ
ア及び／チルアミン、ツメチルアミン、エチレンノアミ
ン、モ／エタ／−ル７ミン等の第１級や第２級のアミン
類などを用いることができる。さらにこれらと併用して
、アルカリ金属やアルカリ土類金属の水酸化物や第３級
アミンなどのフェノール樹脂の合成時に一般によく使用
される塩基性触媒を用いることもでべろ。

これらフェノール類とホルムアルデヒド類及び反応触媒
を反応釜なと反応容器にとって、７エ／−７？類とホル
ムアルデヒド類とを反応させるのであるが、このとき反
応容器にさらに黒鉛類の粉末を配合し、この黒鉛類粉末
の存在下で７エ／−ル類とホルムアルデヒド類との反応
をおこなわせる。

黒鉛類の粉末としては炭素質の粉末であれば一般に使用
することかでか、例えば天然黒鉛、人造黒鉛、カーボン
ブラック、コークス粉末、木炭粉末などを用いることが
でき、これらを一種単独であるいは複数種混合して使用
することができる。黒鉛類粉末の粒径は特に限定される
ものではないが、平均粒径が２０μ−以下であるものが
好ましく１゜また、フェノール類とホルムアルデヒド類
との配合比率は、フェノール類とホルムアルデヒド類の
モル比が１対１〜１対３．５の範囲であるように設定す
るのが好ましい。

また上記のように黒鉛類粉末の存在下で７エノール類と
ホルムアルデヒド類とを反応させるにあたって、この反
応は反応系を少なくとも攪拌するに足る量の水の存在下
でおこなわれる。このようにして水中で攪拌しつつ黒鉛
類粉末の存在下でフェノール類とホルムアルデヒド類と
を反応させると、反応の当初では反応系は粘稠なマヨネ
ーズ状で攪拌に伴って流動する状態であるが、反応が進
むにつれて次第に黒鉛類粉末を含むフェノール類とホル
ムアルデヒド類との縮合反応物が系中の水と分離し始め
、そして反応生成されるフェノール樹脂と黒鉛類粉末と
からなる黒色の粒子が突然に反応容器の全体に分散され
る状態になる。このように７二／−ル樹脂と黒鉛類粉末
とからなる粒子が突然分散される状態になる理由は、黒
鉛類は水に対する親和性が小さく反応の初期においては
水中に分散されないが、黒鉛類は六炭素環が層状に連な
った眉間化合物であって層間への吸着性が高く、フェノ
ール類とアルデヒド類との反応の進行に伴って生成され
るフェノール樹脂が黒鉛類の眉間へ吸着されることによ
って黒鉛類は７エ／−ル樹脂との混在物として分散され
ることになり、この黒鉛類粉末とフェノール樹脂との凝
集体で黒色の粒子が形成されるのではないかと考えられ
る。

そしてこのように黒鉛類粉末とフェノール樹脂との混合
黒色粒子が分散生成されたのち、さらに所望する程度に
７エ／−ル樹脂の反応を進めて冷却したのちに攪拌を停
止すると、この黒色粒子は沈澱して水と分離される。こ
の黒色粒子は微小な球状粒体となっており、反応容器か
ら取り出して濾過することによって容易に分離すること
ができる。これを乾燥することによって、黒鉛・７工／
−ル街脂粒状物を得ることがで終る。この黒鉛・フェノ
ール樹脂粒状物の粒径は特に限定されるものではないが
、１０μ−〜２０００μ糖程度の範囲に１Ｉ１１！ｌす
るのが一般的に望ましい。

以上のようにして得られる黒鉛・７エ／−ル樹脂粒状物
が本発明に係る電磁波シールド材料である。本発明に係
る電磁波シールド材料は成形性が良好であり、これを射
出成形、圧縮成形、移送成形、押出し成形など任意の方
法で成形して用いることができる０例えば機器のケーシ
ングやキャビネットに成形して機器から外部に電磁波が
漏れたり外部からの電磁波が機器に作用したりすること
を防止することができる。その他平板状等に成形して、
ビル等の建築物の外壁に張り付けたり埋殺したすして建
築物の全体を電磁波から遮断することもでき、建築物の
内装材として使用することによって部屋の全体を電磁波
から遮断することもできる。もちろんこれらのみに限ら
れず、電磁波のシールドをおこなうためのあらゆる部材
に成形して広範に用いることができる。

またメラミン樹脂の場合は、樹脂原料としてメラミン類
とホルムアルデヒド類とを用い、このメラミン類とホル
ムアルデヒド類を触媒の存在下で黒鉛類粉末と混合させ
つつ反応させることによって、上記７エ／−ル樹脂の場
合と同様にして、黒鉛・樹脂複合材としての黒鉛・メラ
ミン樹脂粒状物を調製することができる。メラミン類と
してはメラミンやその誘導体を用いることがで色、ホル
ムアルデヒド類としては既述したものを用いることがで
きる。触媒としては酸もしくはアルカリを用いることが
できる。

さらにフラン樹脂の場合は、樹脂原料としてフラン類を
用い、このフラン類を触媒の存在下で黒鉛類粉末と混合
させつつ反応させることによって、黒鉛・樹脂複合材と
しての黒鉛・フラン樹脂複合材を調製することができる
。フラン類としてはフルフリルアルコールなどを用いる
ことができるものであり、触媒としては酸などを用いる
ことができる。このフラン樹脂の場合は一般的に上記の
７エ／−ル樹脂やメラミン樹脂のように球形の粒状の調
製できないので、凍結乾燥等して用いることになる。

しかして、上記のようにして調製される本発明に係る電
磁波シールド材料を成形した電磁波シールド材は、低い
周波数から高い周波数に亘って優れたシールド効果を発
揮する。既述したように、７ヱ／−ル樹脂などの樹脂に
黒鉛類粉末をニーグー等で混入して用いるようにしたも
のは、４００〜５００ＭＨｚ以下の低い周波数の電磁波
や、６００〜７００ＭＨｚ以上の高い周波数の電磁波を
シールドする効果が十分ではないが、本発明に係る電磁
波シールド材料はこれらの周波数においても電磁波のシ
ールド効果を高く得ることができる。

その理由は明確ではないが、黒鉛類粉末を樹脂に混入し
て用いる場合は、黒鉛類粉末と樹脂との濡れ性等が悪い
ために均一に黒鉛類粉末を分散させることができないが
、本発明の電磁波シールド材料は、樹脂原料を触媒の存
在下で反応させる際に黒鉛類粉末を混合して調製してい
るために、黒鉛類粉末は均一に分散されており、シール
ド効果の差異はこの黒鉛類粉末の分散の均一性に起因す
るのではないかと考えられる。また本発明に係る電磁波
シールド材料は、電磁波のシールド性を十分に得るうえ
で比重が０．５、好ましくは１以上になるように成形し
て用いるのがよい。比重が０゜５、好ましくは１より小
さい場合には高い周波数領域の電磁波をシールドする効
果が低下する。さらに黒鉛類粉末の配合量はシールド効
果に影響を与えるものであり、黒鉛類粉末の含有率が４
０重１％以上になるように配合量を設定することがシー
ルド効果を十分に得るうえで好ましい。

［実施例］ 次に本発明を実施例によってさらに説明する。

Ｋ（九り 反応容器に平均粒径が５μ鋤の鱗片状黒鉛を１ｉｏｏ重
量部、フェノールを７７０重量部、３７％ホルマリンを
１３２８重量部、反応触媒としてヘキサメチレンテトラ
ミンを８０重量部仕込むと共に、さらに水を８０重量部
仕込み、これを混合攪拌しつつ６０分を要して９０℃ま
で昇温しでそのまま３時制反応を維持した。このように
反応させることによって黒鉛とフェノール樹脂とからな
る黒色粒状物が反応系に生成された。冷却後この黒色粒
状物を濾別して乾燥することによって、自硬性の黒鉛・
７工７−ルｌ！１１Ｉｗ粒状物で成る電磁波シールド材
料を得た。

このようにして得た黒鉛・７エ／−ル樹脂粒状物で成る
電磁波シールド材料は平均粒径が１５０μｍであり、黒
鉛の含有率が６０重量％、７エ／−ル樹脂の含有率が４
０重量％であった。

艮（隨影 反応容器に平均粒径が５μｍの鱗片状黒鉛を１１００重
量部、フェノールを３８５重量部、３７％ホルマリンを
６６４重を部、反応触媒としてヘキサメチレンテトラミ
ンを４０重量部仕込み、あとは実施例１と同様にして反
応させることによって、平均粒径が１１０μ論であり、
黒鉛の含有率が８０重量％、７エ〕−ル樹脂の含有率が
２０重量％の自硬性の黒鉛・フェノール樹脂粒状物で成
る電磁波シールド材料を得た。

友１１Ｌ 反応容器に平均粒径が５μｍの鱗片状黒鉛を１１００重
量部、フェノールを２００重量部、３７％ホルマリンを
３４０重量部、反応触媒としてへ斗すメチレンテトラミ
ンを２２重量部仕込み、あとは実施例１と同様にして反
応させることによって、平均粒径が７５μ−であり、黒
鉛の含有率が９０重１％、フェノール樹脂の含有率が１
０重１％の自硬性の黒鉛・フェノール樹脂粒状物で成る
電磁波シールド材料を得た。

犬］「Ａ」− 反応容器に平均粒径が５μ論の鱗片状黒鉛を１１００重
量部、フルフリルアルコールを９８０重量部、３７％ホ
ルマリンを４０５重量部、水を５００重量部、さらに反
応触媒として１０％リン酸水溶液を３０重量部仕込み、
これを混合攪拌しながら還流下で１８０分間反応をおこ
なった。このものを冷却後水を分離したのちに冷凍乾燥
をおこない、若干粘着性のある自硬性の黒鉛・フラン樹
脂複合材で成る電磁波シールド材を得た。このものは黒
鉛の含有率が６１．８重量％、フラン樹脂の含有率が３
８．２重量％であった。

え１涯り 反応容器に平均粒径が５μ醜の鱗片状黒鉛を１１００重
量部、メラミンを７５０重量部、３７％ホルマリンを９
６０重量部、水を１１５０重量部、さらに反応触媒とし
てギ酸を１１０重量部仕込み、約３０分を要して７０℃
まで昇温させてそのまま２４０分間反応おこなわせた。

これを冷却後濾別して乾燥をおこなうことによって、黒
鉛の含有率が５８．５重量％、メラミン樹脂の含有率が
４１゜５重量％の自硬性の黒鉛・メラミン樹脂粒状物で
成る電磁波シールド材料を得た。

肛１九り 平均粒径が５μ−の鱗片状黒鉛６００重量部をニーグー
に投入し、これに固形レゾール型フェノール樹脂の６５
％メタ７一ル溶液６１５重量部を加え、これを３０分間
混練した。このように混練した後に風乾をおこなってメ
タノールを飛散させ、次いで予め４５℃にセットした乾
燥機中に入れて２時間乾燥し、さらに粗粉砕機により粗
粉砕して、直径が１−輪アンダーであり、黒鉛の含有率
が６０重量％、フェノール樹脂の含有率が４０重量％の
黒鉛・７エ／−ル樹脂混合物で成る電磁波シールド材料
を得た。

肚１九影 鱗片状黒鉛の替わりに平均粒径が２０μｍの銅粉末を用
いるようにした他は、比較例１と同様にして、直径が１
１１ｍアンダーであり、銅粉末の含有率が６０重量％、
フェノール樹脂の含有率が４０重量％の銅・７エ／−ル
樹脂混合物で成る電磁波シールド材料を得た。

上記実施例１〜５及び比較例１〜３で得た電磁波シール
ド材料を、予め１６０℃に予熱した縦×横＝１５０ｍｓ
＋Ｘ７０−輪の金型に入れて１０分間加熱することによ
って硬化させて厚みが３ＩＩ１１−４１１Ｉ１１の板を
成形した。この成形板を成形するにあたって、実施例１
〜３のものについては第１表に示すように種々の比重の
成形板を作成した。このようにして得た実施例１〜５及
び比較例１〜３の成形板についで電磁波のシールド性能
を測定した。測定はｒＡｓＴＭ　　ＥＳ７−８３Ｊに準
拠したＤｕａｌ　Ｃｈａｎｂｅｒ法（近接電界）によっ
て電磁波の透過損失を計測することによっておこなった
。結果をｆＩＩＪ１表に示す。また、実施例１のＮｏ２
の電磁波の透過損失と周波数との関係を示すグラフを第
１図に、実施例２のＮｏ２の同グラフを第２図に、実施
例３のＮｏ２の同グラフを第３図に、実施例４の同グラ
フを第４図に、実施例５の同グラフを第５図に、比較例
１の同グラフを第６図にそれぞれ図示第１図乃至第５図
と第６図の比較から明らかなように、本発明のものは４
００〜５００ＭＨｚ以下の低い周波数の電磁波や、６０
０〜７００Ｍ８２以上の高い周波数の電磁波をシールド
する効果が高く、低い周波数から高い周波数に亘ってシ
ールド効果が優れていることが確認される。

［発明の効果］ 上述のように本発明は、樹脂原料を黒鉛類粉末と混合し
つつ反応させて調製される黒鉛・樹脂複合材によって電
磁波シールド材料を形成するようにしたものであり、４
００〜５００ＭＨｚ以下の低い周波数の電磁波や、６０
０〜７００ＭＨｚ以上の高い周波数においても電磁波を
シールドする効果が高く得ることができ、低い周波数か
ら高い周波数に亘って電磁波のシールド効果が優れてい
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図は電磁波の透過損失と周波数との関係
を示すグラフである。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）樹脂原料を黒鉛類粉末と混合させつつ反応させて
   調製される黒鉛・樹脂複合材によって形成されて成るこ
   とを特徴とする電磁波シールド材料。
2. （２）樹脂原料がフェノール類とホルムアルデヒド類で
   あり、黒鉛・樹脂複合材が黒鉛・フェノール樹脂粒状物
   であることを特徴とする請求項１に記載の電磁波シール
   ド材料。
3. （３）樹脂原料がメラミン類とホルムアルデヒド類であ
   り、黒鉛・樹脂複合材が黒鉛・メラミン樹脂粒状物であ
   ることを特徴とする請求項１に記載の電磁波シールド材
   料。
4. （４）樹脂原料がフラン類であり、黒鉛・樹脂複合材が
   黒鉛・フラン樹脂複合材であることを特徴とする請求項
   １に記載の電磁波シールド材料。
5. （５）黒鉛・樹脂複合材は黒鉛類粉末の含有率が４０重
   量％以上であることを特徴とする請求項１乃至４のいず
   れかに記載の電磁波シールド材料。