JPH0448697A

JPH0448697A - 電磁シールド材およびその製造方法

Info

Publication number: JPH0448697A
Application number: JP15636290A
Authority: JP
Inventors: Atsuo Suehiro; 末広　篤夫; Norio Kogashiwa; 小柏　典夫; Kiyomi Hayakawa; 早川　清己
Original assignee: Kowa Kogyo Co Ltd
Current assignee: Kowa Kogyo Co Ltd
Priority date: 1990-06-13
Filing date: 1990-06-13
Publication date: 1992-02-18

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］本発明は、電子機器のハウジングなどに好適に使用され
る電磁シールド材およびその製造方法に関する。

［従来の技術と発明が解決しようとする課題］近年、外
部からのノイズによる誤動作を防止するため、電子機器
のハウジングは、通常、金属基材の表面に、耐蝕性及び
導電性を付与する導電性塗料を塗布した電磁シールド材
で形成されている。

この電磁シールド材は、金属基材の表面を脱脂処理した
後、密着性を高めるため、リン酸亜鉛などにより化成処
理した後、導電性カーボンブラック、導電性金属粉末な
どの導電性材料を含む導電性塗料を塗布し、乾燥硬化さ
せることにより製造されている。

一方、導電性塗膜の導電性と電磁シールド性とは比例関
係にある。従って、高い電磁シールド性を発現させるた
め、前記導電性材料の含有量の大きな導電性塗料が使用
されている。しかしながら、このような導電性塗料を使
用する場合には、基材と導電性塗膜との密着性が小さく
、耐蝕性が劣るので、長期に亘り高い電磁シールド性を
維持できない。特に、高価な導電性塗料の使用量を低減
するため、導電性塗膜の膜厚を小さくする場合には、耐
蝕性が著しく低下する。

従って、本発明の目的は、基材と導電性塗膜との密着性
に優れると共に、膜厚が薄くても高い耐蝕性、導電性お
よび電磁シールド性を示す電磁シールド材を提供するこ
とにある。

また、本発明の他の目的は、上記の如き優れた特性を有
する電磁シールド材を効率よくかつ安価に製造できる電
磁シールド材の製造方法を提供することにある。

［発明の構成］上記目的を達成するため、本発明者らは、鋭意検討の結
果、（１）従来のように、鉄系基材と導電性塗膜との密
着性を高めるために鉄系基材を化成処理する場合には、
化成皮膜に起因して導電性が低下し、高い電磁シールド
性を付与するには限界があること、（２）鉄系基材の表
面に、導電性金属薄膜と導電性塗膜とを組合せて形成す
る場合には、導電性金属薄膜及び導電性塗膜の厚みが薄
くても、鉄系基材との密着性、耐蝕性だけでなく、導電
性が著しく向上することを見いだし、本発明を完成した
。すなわち、本発明は、鉄系基材の表面に、導電性金属
薄膜層を介して、導電性塗膜が形成されている電磁シー
ルド材を提供する。

また、本発明は、鉄系基材の表面に導電性金属薄膜を形
成する金属薄膜形成工程と、導電性金属薄膜の表面に、
導電性塗料を塗布する塗布工程とを含む電磁シールド材
の製造方法を提供する。

本発明の電磁シールド材を構成する鉄系基材としては、
機械的強度などが大きく、電子機器のノ１ウジングやケ
ースなどを形成できる鉄鋼材料であればいずれも使用で
きる。鉄系基材は、通常、鋼板状のものが使用できる。

この鉄系基材の表面には、導電性金属薄膜層が形成され
ている。導電性金属薄膜層は、導電性金属、例えば、ア
ルミニウム、銅、銀、金、マグネシウム、タングステン
、モリブデン、亜鉛、コバルト、ニッケル、パラジウム
、カドミウムなどの少なくとも一種で形成できる。これ
らの導電性金属薄膜層は、例えば、蒸着、スパッタリン
グなどのＰＶＤまたはＣＶＤ法により形成してもよいが
、好ましくは電気メツキ処理、さらに好ましくは無電解
メツキ処理により形成されている。好ましい導電性金属
薄膜層は、無電解銅メツキ層、特に、高い耐腐蝕性を付
与し、導電性塗膜との密着性に優れる無電解ニッケルメ
ッキ層である。

導電性金属薄膜層の厚みは、通常、０．１μｍ以上であ
ればよく、その上限値は、経済性、生産性の点から決定
される。導電性金属薄膜層の厚みが０．１μｍ未満であ
る場合には、高い耐食性を付与するのが困難である。導
電性金属薄膜層の好ましい厚みは、０．５〜１０μｍ１
特に１〜５μｍ程度である。

この導電性金属薄膜層は、導電性塗膜で被覆されている
。導電性塗膜は、導電性材料と樹脂とを含む導電性塗料
で形成できる。

上記導電性材料としては、慣用の材料、例えば、アルミ
ニウム、金、銀、銅、パラジウム、ニッケルおよびこれ
ら金属を含む合金などの金属粉末；導電性カーボンブラ
ック、グラファイト、炭素繊維などの炭素材；導電性金
属で被覆された粉体、ウィスカー、繊維などが例示でき
る。これらの導電性材料は少なくとも一種使用される。

また、樹脂には、塗膜形成可能なポリマー、例えば、熱
可塑性樹脂および熱硬化性樹脂などが含まれる。熱可塑
性樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、スチレン系ポ
リマー　ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、エチレン−
酢酸ビニル、ポリエステル、ポリビニルアセタール、ポ
リアミド、ポリカーボネートなどが挙げられる。熱硬化
性樹脂としては、例えば、熱硬化性アクリル樹脂、エポ
キシ樹脂、エポキシエステル樹脂、不飽和ポリエステル
、アルキド樹脂、フェノール樹脂、フラン樹脂、尿素樹
脂、メラミン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ポリウレ
タン、ポリイミド、シリコーン樹脂などが挙げられる。

これらの樹脂は少なくとも一種使用される。これらの樹
脂の中で密着性、耐食性などに優れる熱硬化性樹脂が好
ましい。

導電性塗膜中の導電性材料と樹脂との割合は、導電性材
料の種類などにより導電性が変化するので一種に規定で
きないが、通常、導電性材料の含有量は５〜８０重量％
、好ましくは１５〜５０重量％程度である。

電磁シールド材の表面抵抗値は、例えば１０−２〜５×
１０２Ω、好ましくは、１０−２〜１．５×１０２Ω程
度である。特に好ましい電磁シールド材は１０〜１０２
Ω、特に１０−２〜２５Ω程度の表面抵抗値を示す。

前記導電性金属薄膜層と導電性塗膜とを組合わせる場合
、電磁シールド材は、導電性塗膜の厚みが薄くても高い
導電性および耐腐蝕性を示す。従って、導電性塗膜の厚
みは、均一な塗膜を形成できる範囲、例えば、５μｍ以
上である限り特に制限されず、膜厚の上限値は、経済性
および生産性の観点から決定される。導電性塗膜の厚み
は、通常、５〜１００μｍ１好ましくは１０〜８０μｍ
１さらに好ましくは１５〜５０μｍ程度である。

なお、前記導電性金属薄膜上には、少なくとも１層の導
電性塗膜が形成されていればよく、導電性塗膜は、同種
又は異種の２層以上の導電性塗膜で形成されていてもよ
い。また、導電性塗膜は、導電性および塗膜の特性に悪
影響を及ぼさない範囲で、可塑剤、分散剤、着色剤、酸
化防止剤、紫外線吸収剤、充填剤などの添加剤を含んで
いてもよい。

本発明の電磁シールド材は、鉄系基材の少なくとも一方
の面に導電性金属薄膜層と導電性塗膜とが形成されてい
ればよい。

本発明の電磁シールド材は、鉄系基材の表面に導電性金
属薄膜を形成する金属薄膜形成工程と、導電性金属薄膜
に導電性塗料を塗布する塗布工程とを経ることにより製
造できる。

鉄系基材には、通常、メツキ処理に先だって慣用の前処
理が施される。前処理としては、例えば、脱脂処理、酸
洗処理、表面研磨処理などが挙げられる。

導電性金属薄膜は、慣用の成膜手段、例えば、蒸着、ス
パッタリングなどのＰＶＤまたはＣＶＤ法により形成す
ることも可能であるが、生産効率の観点から、メツキ処
理により形成するのが好ましい。メツキ処理は、電気メ
ツキ処理および無電解メツキ処理のいずれであってもよ
いが、均一で密着性に優れた金属薄膜を簡便かつ生産性
よく形成できる無電解メツキ処理が好ましい。

この無電解メツキ処理は、慣用の方法、例えば、少なく
とも前記金属薄膜を形成する金属塩と還元剤とを含む無
電解メツキ洛中に浸漬することにより行なうことができ
る。導電性金属薄膜を構成する金属塩としては、塩酸塩
、硝酸塩、硫酸塩、次亜リン酸塩、酢酸塩、シアン化ア
ルカリなどの慣用の塩が使用できる。これらの無電解メ
ツキ処理の中で、容易かつ生産性よく高い導電性金属薄
膜を形成できる無電解銅メツキ処理、特に無電解ニッケ
ルメッキ処理が好ましい。無電解ニッケルメッキ処理に
より得られたニッケル薄膜は、導電性および耐腐蝕性が
高く、しかも前記鉄系基材および導電性塗膜との密着性
に優れる。

還元剤としては、例えば、次亜リン酸塩、水素化ホウ素
化合物、ヒドラジン、ホルムアルデヒド、ブドウ糖、酒
石酸などが挙げられ、これらの還元剤は一種または二種
以上使用できる。また、無電解メツキ処理浴には、慣用
の添加剤、例えば、酢酸ナトリウム、プロピオン酸、乳
酸、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、マロン酸ナ
トリウム、エチレンジアミン、水酸化ナトリウム、ＥＤ
ＴＡなどが含まれていてもよい。

無電解メツキ浴は、例えば、ｐＨ３〜６程度の酸性浴、
ｐＨ７程度の中性浴、ｐＨ３〜６程程度のアルカリ性浴
などであってもよく、また低温浴、高温浴のいずれであ
ってもよい。

無電解メツキ処理による金属薄膜の厚みは、浴への浸漬
時間を調整するという簡便な操作で制御できる。

導電性金属薄膜の表面は、クロム酸やその塩で処理して
もよい。クロム酸やその塩で導電性金属薄膜を処理する
場合には、耐蝕性および導電性塗膜との長期に亘る密着
性を確保てきる。

塗布工程では、導電性金属薄膜の表面に導電性塗料を適
用する。

導電性塗料の種類は特に制限されず、例えば、水性塗料
、溶剤型塗料のいずれであってもよい。

導電性塗料は、前記のように、導電性材料と樹脂とを含
んでいる。樹脂に対する導電性材料の適正な含有量は、
その種類に応じて変化するが、通常、樹脂／導電性材料
−２０〜９５／８０〜５重量部、好ましくは５０〜８５
１５０〜１５重量部程度である。導電性材料の含有量が
上記範囲未満である場合には、電磁シールド性を高める
ことが困難であり、上記範囲を越える場合には、導電性
塗膜の密着性などが低下し易い。好ましい導電性塗料は
、密着性および耐性に優れる焼付は型塗料である。

なお、水性又は溶剤型導電性塗料は、その種類に応じて
、水、アルコール類、脂肪族炭化水素類、芳香族炭化水
素類、エステル類、ケトン類、エーテル類などの溶媒を
含んでおり、さらに、消泡剤、粘度調整剤、界面活性剤
、レベリング剤、前記各種の添加剤などを含んでいても
よい。

塗布工程では、慣用の塗布方法、例えば、ディッピング
、ロールコーティング、スプレーコーティングなどが採
用できる。

本発明の方法では、鉄系基材と導電性塗膜との間に導電
性金属薄膜を介在させるので、導電性塗膜の厚みが薄く
ても、高い耐腐蝕性および導電性を示す。また、介在す
る導電性金属薄膜により導電性塗料の導電性が効果的に
発現する。従って、複数回に亘り導電性塗料を塗布して
膜厚を大きくすることなく、１回の塗布により、高い電
磁シールド性を示す電磁シールド材が得られ、生産性が
高い。しかも高価な導電性塗料の使用量が少なくて済む
ので、経済的に有利である。従って、塗布工程では、１
回のコーティングにより形成できる塗膜厚、例えば乾燥
後の塗膜厚が１０〜５０μｍ、特に１５〜４５μｍ程度
となるように導電性塗料を塗布するのが好ましい。

なお、導電性金属薄膜上に同種又は異種の導電性塗料を
複数回に亘り塗布してもよい。導電性金属薄膜上に耐蝕
性の高い導電性塗料を塗布した後、導電性の高い導電性
塗料を塗布する場合には、例えば、２０〜５０μｍ程度
の薄い塗膜厚であっても、高い耐蝕性を示し、かつ表面
抵抗値が著しく小さな電磁シールド材が得られる。また
、この方法で、例えば５０〜１００μｍ程度の厚い導電
性塗膜を形成する場合には、表面抵抗値がさらに小さく
なる。耐蝕性の高い導電性塗料としては、例えば、エポ
キシ樹脂、エポキシエステル樹脂などの熱硬化性樹脂を
含有する塗料が挙げられ、導電性の高い導電性塗料とし
ては、例えば、１〜１０重量％の導電性カーボンブラッ
クと２０〜３０重量％のニッケル粉末と含有する塗料が
挙げられる。

導電性金属薄膜に塗布した導電性塗料は、その種類に応
じて、乾燥または硬化工程に供することにより導電性塗
膜を形成できる。乾燥及び硬化は、室温〜２５０℃程度
の温度で行なうことができるる。なお、導電性塗料に含
まれる樹脂が熱硬化性樹脂である場合、低温、例えば、
１００〜１７０℃程度の温度で塗料を硬化させると、高
い耐蝕性を付与できる。また、高温、例えば、１７０〜
２５０℃程度で塗料を硬化させる場合には、電磁シール
ド材の表面抵抗値が小さくなる傾向を示す。

なお、本発明の好ましい態様は次の通りである。

（Ａ）鉄系基材の表面に、厚み０．５〜１０μｍ１好ま
しくは１〜５μｍの導電性金属薄膜層を介して、導電性
塗膜が形成され、かつ表面抵抗値が１０〜５×１０２Ω
である電磁シールド材。

（Ｂ）導電性金属薄膜層が、無電解メツキ層である電磁
シールド材。

（Ｃ）導電性金属薄膜層か、無電解銅メツキ層、特に無
電解ニッケルメッキ層である電磁シールド材。

（Ｄ）導電性塗膜の厚みが、５〜１．００　ｇ　ｍ、好
ましくは１０〜５０μｍ１さらに好ましくは１５〜４５
μｍである電磁シールド材。

（Ｅ）鉄系基材の表面に、無電解メツキ処理により厚み
０．５〜１０μｍ１好ましくは１〜５μｍの導電性金属
薄膜を形成する金属薄膜形成工程と、導電性金属薄膜の
表面に、導電性塗料を１回塗布する塗布工程とを含む電
磁シールド材の製造方法。

（Ｆ）塗布工程での導電性塗料の１回の塗布量が、乾燥
又は硬化後の塗膜厚１０〜５０μｍ、特に１５〜４５μ
ｍである電磁シールド材の製造方法。

（Ｇ）樹脂と導電性材料との割合が、樹脂／導電性材料
−２０〜９５／８０〜５重量部、好ましくは５０〜８５
１５０〜１５重量部である導電性塗料を用いる電磁シー
ルド材の製造方法。

（Ｈ）樹脂が熱硬化性樹脂である導電性塗料を用いる電
磁シールド材の製造方法。

（１）導電性金属薄膜上に耐蝕性の高い導電性塗料を塗
布した後、導電性の高い導電性塗料を塗布する電磁シー
ルド材の製造方法。

（Ｊ）導電性金属薄膜上に、熱硬化性樹脂を含む導電性
塗料を塗布した後、好ましくは前記（１）の方法で導電
性塗料を順次塗布した後、低温で硬化させ、膜厚２０〜
１００μｍ程度の導電性塗膜を形成する電磁シールド材
の製造方法。

［発明の効果コ本発明の電磁シールド材は、導電性金属薄膜層が介在す
るので、鉄系基材と導電性塗膜との密着性に優れると共
１ご、膜厚が薄くても高い耐蝕性、導電性および電磁シ
ールド性を示す。

また、本発明の電磁シールド材の製造方法では、導電性
塗膜の厚みを薄くできるので、上記の如き優れた特性を
有する電磁シールド材を効率よくかつ安価に製造できる
。

［実施例］以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に゛説明す
る。

実施例１幅８０ｍｍ、長さ１２０ｍｍおよび厚み１，２圃の５ｐ
ｃｃ鋼板をアルカリ脱脂処理し、水洗、酸洗、水洗した
後、下記の条件で無電解ニッケルメッキ処理を施し、厚
み約３μｍの無電解ニッケルメッキ薄膜を形成した。

（ａ）無電解ニッケルメッキ液の組成硫酸ニッケル　　　　　　３０　ｇ／Ｊ酢酸ナトリウム
　　　　　１０　ｇ／ｊ次亜リン酸ナトリウム　　１０
ｇ／Ｊ（ｂ）浴の温度　　９０℃ （ｅ）メツキ時間　　９分次いで、無電解ニッケルメッキ薄膜面を、固形分中に導
電性カーボンブラックを５ｆｒ量％含むエポキシエステ
ル樹脂系導電性塗料をスプレー塗装し、乾燥炉にて温度
１６０℃で２０分間焼付けし、膜厚４０μｍの導電性塗
膜を形成することにより、電磁シールド材を作製した。

なお、導電性塗膜の膜厚は、電磁シールド材を切断し、
切断面の顕微鏡写真により測定した。

また、焼付は条件を温度１８０”Ｃｌ２Ｏ分間とする以
外、上記と同様にして、電磁シールド材を作製した。

比較例１幅８０　ｍｍ、長さ１２０　ｍｍおよび厚み１．２ｍｍ
の５ｐｃｃ鋼板をアルカリ脱脂処理し、水洗、酸洗、水
洗した後、チタンコロイド水溶液で表面調整した後、下
記の条件で、市販のリン酸亜鉛系化成処理液で処理し、
表面にリン酸塩皮膜を形成した。

（ａ）処理温度　　５５℃ ＜ｂ＞処理時間　　　７分（ｃ）乾燥条件　　８０℃で２０分間次いで、リン酸塩処理した鋼板の表面を、実施例１て用
いた導電性塗料をスプレー塗装し、実施例１と同様にし
て電磁シールド材を作製した。

実施例２実施例１と同様にして、５ｐｃｃ鋼板を無電解ニッケル
メッキ処理し、無電解ニッケルメッキ薄膜面を、固形分
中、導電性カーボンブラックを５重量％、ニッケル粉末
を１５重量％含むエポキシエステル樹脂系導電性塗料を
スプレー塗装し、乾燥炉にて温度１６０℃で２０分間焼
付けし、膜厚２５μｍの導電性塗膜を形成することによ
り、電磁シールド材を作製した。

比較例２ｓｐｃｃ鋼板を比較例１と同様にリン酸塩処理する以外
、実施例２と同様にして、電磁シールド材を作製した。

実施例３実施例１と同様にして、５ｐｃｃ鋼板を無電解ニッケル
メッキ処理し、無電解ニッケルメッキ薄膜面を、固形分
中、導電性カーボンブラックを３重量％、ニッケル粉末
を２６重量％含むアクリル樹脂系導電性塗料をスプレー
塗装し、乾燥炉にて温度１６０℃で２０分間焼付けし、
膜厚３０μｍの導電性塗膜を形成することにより、電磁
シールド材を作製した。

また、焼付は条件を温度１８０℃、２０分間とする以外
、上記と同様にして、電磁シールド材を作製した。

比較例３ｓｐｃｃ鋼板を比較例１と同様にリン酸塩処理する以外
、実施例３と同様にして、導電性塗膜が形成された電磁
シールド材を作製した。

実施例４実施例１と同様にして、５ｐｃｃ鋼板を無電解ニッケル
メッキ処理し、無電解ニッケルメッキ薄膜面を、実施例
１で用いた導電性塗料をスプレー塗装し、室温で１０分
間放置した後、実施例３で用いた導電性塗料をスプレー
塗装した。その後、乾燥炉にて温度１６０℃で２０分間
焼付けし、下層の膜厚２０μｍ、上層の膜厚２０μｍ１
総膜厚４０μｍの導電性塗膜を形成することにより、電
磁シールド材を作製した。

実施例５実施例１と同様にして、５ｐｃｃ鋼板を無電解ニッケル
メッキ処理し、無電解ニッケルメッキ薄膜面を、実施例
１で用いた導電性塗料をスプレー塗装し、室温で１０分
間放置した後、実施例３て用いた導電性塗料をスプレー
塗装した。その後、乾燥炉にて温度１６０℃で２０分間
焼付けし、下層の膜厚４０μｍ、上層の膜厚４０μｍ、
総膜厚８０μｍの導電性塗膜を形成することにより、電
磁シールド材を作製した。

そして、各実施例および比較例で得られた電磁シールド
材の表面抵抗値を電極間距離３ａｍの条件で測定した。

また、耐蝕性は、試験片の略中夫に、素地に達する長さ
５ａａのカットラインを入れ、ＪＩｓ　　Ｚ　　２３７
１に準じて１００時間の塩水噴霧試験により、下記の基
準で評価した。

耐蝕性の評価基準１０：錆および膨れが共に全くなし９：上部のカットラインにかすかに錆が発生８：カット
ラインの一部がら鯖が発生７：カットラインから１　ｍｍ幅で錆又は膨れが発生６：カットラインから１．５ｍｍ幅で錆又は膨れが発生５：カットラインから２　ｍｍ幅で錆又は膨れが発生４：カットラインから３　ｍｍ幅で錆又は膨れが発生３：カットラインからＳ　ｍｍ幅で錆又は膨れが発生２：カットラインから１０ｍｍ幅で錆又は膨れが発生１：全面から錆又は膨れが発生結果を表に示す。

（以下、余白）表より明らかなように、各実施例の電磁シールド材は、
比較例の電磁シールド材よりも表面抵抗値が著しく小さ
く、また耐蝕性に優れている。

なお、各実施例の電磁シールド材について、塩水噴霧２
４時間後の塗膜の密着性を、間隔３　ｍｍ、コハン目１
６個のゴバン目試験により評価したところ、いずれも１
６／１６であり、剥離がなく、密着性に優れていた。

特許出願人　株式会社興和工業所

Claims

【特許請求の範囲】

１．鉄系基材の表面に、導電性金属薄膜層を介して、導
電性塗膜が形成されていることを特徴とする電磁シール
ド材。
２．導電性金属薄膜層が、無電解ニッケルメッキ層であ
る請求項１記載の電磁シールド材。
３．鉄系基材の表面に導電性金属薄膜を形成する金属薄
膜形成工程と、導電性金属薄膜の表面に、導電性塗料を
塗布する塗布工程とを含むことを特徴とする電磁シール
ド材の製造方法。