JPH05191077A - 真空成型可能な電磁波シールド用フィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電磁波シールド効果が高く、真空成型が可能
なラミネートフィルムを提供する。 【構成】 本発明のラミネートフィルムは、熱可塑性ポ
リマー、熱可塑性の接着性ポリマー、低融点の合金や金
属の３種類の材料から成る。各々を約２〜１００μｍの
フィルムとし、ラミネートする。熱可塑性ポリマーは強
度を、熱可塑性の接着性ポリマーは他２者の接着剤の役
割を、低融点の合金や金属は電磁波シールド性を担って
いる。合金や金属をフィルムにして用いているので電磁
波シールド効果が高い。また、合金や金属に融点が低い
ので、このラミネートフィルムは真空成型ができる。本
発明は、コンピュータなどの筐体の内側にはめ込んで使
用することを目的としたフィルムである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電磁波をシールドする材
料に関する。コンピュータの最も重要な部分であるＩＣ
素子は、わずかな電流で作動する。このため、周囲にあ
る他のものが発する電磁波を拾って、作動することがあ
る。そのコンピュータにとっては、これは誤作動であ
る。このような誤作動は、落雷などの自然現象だけでな
く、トランシーバーなどの機器の発する電磁波によって
も容易に生じる。近年、コンピュータの性能が向上し、
さまざまな産業で使用されるようになるに連れ、誤作動
を防ぐことが大きな課題となっている。本発明のフィル
ムは、機器が誤作動しないように外からの電磁波をシー
ルドしたり、その機器自身が発する電磁波をシールドし
て、周囲の機器に影響を与えないようにする目的で使用
する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータなどの機器を電磁波シール
ドするための材料には、次のようなものがある。 ・導電性塗料 ・電磁波シールド用成型材料 これらについて次に説明する。

【０００３】・導電性塗料 導電性塗料は、アクリル系、アクリルウレタン系、ウレ
タン系などの合成樹脂塗料の中に、銀、ニッケル、銅、
導電性カーボンなどの導電性材料を充てんしたものであ
る。電磁波をシールドしたい機器の筺体の内側に、この
塗料を塗布する。導電性塗料は、一定の厚み以上の膜
が、筐体に均一に塗布されていることが重要なポイント
である。しかし、コーナー部やリブ部、ボス部は塗りに
くく、塗り残したり、膜厚が薄くなることがある。この
部分から外部の電磁波が入って来たり、その機器のノイ
ズが外に漏れたりする。すると電磁波シールド効果が激
減する。たとえ均一に塗布できても、経時的に塗料が酸
化劣化して、シールド効果が低下することもある。ま
た、導電性塗料が筐体から剥離することがある。する
と、剥離した部分のシールド効果が低下するだけでな
く、剥離した塗料によって回路がショートすることがあ
る。これは火災につながる危険性がある。

【０００４】・電磁波シールド用成型材料 電磁波シールド用成型材料は、プラスチックに導電性材
料を充てんしたものである。成型した筺体を後処理し
て、導電性を付与する塗料と異なり、成型物そのものが
導電性となるので、後処理を必要としないという特長が
ある。

【０００５】プラスチックには、まったく導電性がない
ので、導電性材料がこれを担っている。導電性材料は、
アルミニウムや黄銅などの金属繊維、アルミニウムや黄
銅ニッケルなどの金属フレーク、また導電性カーボンな
どが使われている。このうち、導電性カーボンの導電性
は、金属繊維などの１００分の１程度しかない。従って
導電性カーボンを混ぜた成型材料は、静電対策用にしか
ならない。

【０００６】金属繊維や金属フレークは導電性は高い
が、これも３０〜４０重量％以上プラスチックに加えな
いとシールド効果が得られない。このようにたくさんの
金属を加えた材料なので、幾つかの問題点を抱えてい
る。 ○成型物が重い。プラスチックは軽いという特長がある
が、金属をたくさん加えているために、この特長が失わ
れる。 ○成型性が悪い。たくさん金属が入っている材料を成型
するため、流れが悪く、成型しにくい。成型物の外観も
悪くなる。 ○機械的特性が失われる。プラスチックに大量の金属を
混ぜるので、プラスチック自身が持つ機械的特性（例え
ば強度など）が損なわれる。 ○絶縁性を失う。この成型物は全体が導電性になるた
め、プラスチックの特長である絶縁性を失ってしまう。

【０００７】このように大量の金属を加えると、たくさ
んの問題を生じる。しかし、たとえ大量の金属をプラス
チックに加えても、成型物のシールド効果が十分に上が
らない場合がある。シールド効果を上げるには、成型物
中の金属の均一な分散が最も重要である。だが、金属の
プラスチックへの分散性は余り良くない。金属の分散が
十分でないと、成型物は部分的に金属の量にむらができ
る。金属の少ない部分ができると、ここから外部の電磁
波が容易に侵入するので、シールド効果が下がってしま
う。

【発明が解決しようとする課題】

【０００８】本発明のフィルムは、電磁波シールド用材
料の問題点を次のように解決したものである。

【０００９】○電磁波シールド性が均一な筐体を作るこ
とができる。導電性塗料のように塗りにむらができた
り、導電性成型物のように金属の分散が均一でないと、
筺体の部分によって、電磁波をシールドしない部分がで
きる。このような部分があると、電磁波シールド効果が
非常に下がる。本発明はこのようなことが無いように、
電磁波シールド性が均一な筺体にすることができる。○
電磁波シールド効果が経時的に安定である。導電性塗料
は、導電性材料が酸化劣化するが、本発明はこのような
ことが無い。従って、電磁波シールド効果が長期間変わ
らない。 ○回路をショートさせる危険性が無い。導電性塗料は、
筐体から剥離することがあるが、本発明はこのようなこ
とが無い。従って、回路をショートさせることは無い。 ○電磁波シールド効果が高い。 ○成型物が重くない。 ○成型性が良い。 ○筐体の機械的特性や絶縁性が失われることが無い。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のフィルムは、次
のような構成である。 使用する３種類の材料、すなわち熱可塑性ポリマー、
熱可塑性の接着性ポリマー、低融点の合金や金属を選
ぶ。 ３種類の材料を各々フィルムとし、熱可塑性の接着性
ポリマーを中間の層にして、熱可塑性ポリマーと低融点
の合金や金属のフィルムをラミネートする。 以下にこれを詳述する。

【００１１】使用する３種類の材料、すなわち熱可塑
性ポリマー、熱可塑性の接着性ポリマー、低融点の合金
や金属を選ぶ。本発明はこの３種類の材料で構成され
る。各々について説明する。熱可塑性ポリマーは、熱可
塑性プラスチックや熱可塑性エラストマーなどの熱可塑
性ポリマーの中から選ぶ。具体的には、アクリルニトリ
ル・ブタジエン・スチレン共重合体、ポリフェニレンオ
キサイド変性体、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
スチレン、ポリアミド、ポリエステル、エチレン・酢酸
ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデ
ン、ポリメチルペンテン、ポリイミド、ポリカーボネー
ト、ポリアセタール、ポリスルホン、ポリフェニレンス
ルフィド、含フッ素ポリマーなどの熱可塑性プラスチッ
ク、スチレン系、オレフィン系、エステル系、ウレタン
系、イソプレン系、ブタジエン系、塩化ビニル系などの
熱可塑性エラストマーを使うことができる。これらの中
から２つ以上を選んで、混ぜて用いても良い。その際
は、相溶性の良いものを選ぶようにする。

【００１２】熱可塑性の接着性ポリマーは、金属と接着
性の高い熱可塑性ポリマーであれば何でも使用できる。
このポリマーは、熱可塑性ポリマーに極性基を導入して
極性を高くしたものが多い。中でも熱可塑性ポリマーを
無水マレイン酸やカルボン酸などの酸で変性して、極性
基を導入したものが入手し易い。ポリマーに低密度ポリ
エチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチ
レン・酢酸ビニル共重合体などの熱可塑性プラスチック
や、スチレン・エチレン・ブチレン・スチレン共重合体
などの熱可塑性エラストマーを用い、無水マレイン酸で
変性したものが実際に商品化されている。これらの中か
ら２つ以上を選んで混ぜて用いても良い。

【００１３】低融点の合金や金属は、約８０〜２８０
℃、好ましくは約１００〜２３０℃で溶融する合金や金
属であれば、本発明で使用できる。環境問題を考慮する
と、毒性が高くないものが好ましい。具体的には、亜鉛
合金、鉛合金、すず合金、ビスマス合金、アルミニウム
合金などの合金や、すず、インジウムなどの金属の中か
ら選ぶことができる。合金はさらに具体的には、亜鉛ア
ルミニウム合金、ＺＤＣ合金、鉛アンチモン合金、鉛カ
ルシウム合金、鉛すず合金、すず鉛合金、すずアンチモ
ン合金、アルミニウムマグネシウム合金、アルミニウム
ジルコニウム合金などが使用できる。

【００１４】３種類の材料を各々フィルムとし、熱可
塑性の接着性ポリマーを中間の層にして、熱可塑性ポリ
マーと低融点の合金や金属のフィルムをラミネートす
る。で選んだ３種類の材料を各々フィルムとし、ラミ
ネートする。最も簡単なラミネートフィルムは、図１の
ようになる。各々のフィルムの厚さは、熱可塑性ポリマ
ーが約１０〜１００μｍ、熱可塑性の接着性ポリマーが
約２〜２０μｍ、低融点の合金や金属が約２〜７０μｍ
程度となるようにする。低融点の合金や金属に導電性の
高くないものを選んだ場合は、厚めのフィルムとする。
これらはどのような手段でフィルムにしても良い。例え
ば、熱可塑性ポリマーや熱可塑性の接着性ポリマーは、
インフレーション成型、Ｔダイ成型、カレンダー成型を
採ると良い。低融点の合金や金属は、カレンダー成型な
どにより合金や金属を圧延すれば、フィルムにすること
ができる。

【００１５】

【図１】

【００１６】３種類のフィルムは、熱可塑性ポリマーの
フィルムと低融点の合金や金属のフィルムとの間に、熱
可塑性の接着性ポリマーのフィルムが入るようにしてラ
ミネートする。各々のフィルムをまず成型しておき、そ
の後熱ロールなどを通して、加熱してラミネートしても
良い。また、熱可塑性ポリマーと熱可塑性の接着性ポリ
マーをラミネートし、その上に合金や金属を圧延しても
良い。しかし３種類のフィルムを成型すると同時に、熱
ロールなどによりラミネートしてしまうと簡単である。
熱ロールの温度は、熱可塑性の接着性ポリマーまたは低
融点の合金や金属のどちらか片方が溶融する温度以上と
する。ラミネートしたフィルムの厚みは、約１５〜５０
０μｍ程度となるようにする。

【００１７】

【作用】本発明は、熱可塑性ポリマーと熱可塑性の接着
性ポリマーと低融点の合金や金属の３種類のフィルムを
ラミネートしたものである。本発明者は、以前にこの３
者を混練したアロイを発明した。（平成３年特許願第２
９８６０７号）本発明のフィルムはこれを基礎とし、導
電性と成型性を改良したものである。３種類の材料は、
次のような役割を担っている。各々について説明する。

【００１８】熱可塑性ポリマーは、フィルムに引張強度
や曲げ強さなどの強度を与えている。熱可塑性の接着性
ポリマーは、熱可塑性ポリマーと低融点の合金や金属と
の接着剤の役割をしている。熱可塑性ポリマーは合金や
金属に比べると極性が低いので、低融点の合金や金属と
の接着性が低い。しかし、熱可塑性ポリマーに極性基を
導入すると、極性が高くなり、金属とも接着するように
なる。無水マレイン酸で変性したポリプロピレンなど
が、実際にラミネートフィルムに使用されている。ガス
バリア性の良いナイロンとヒートシール性の良いポリプ
ロピレンをラミネートしようとしても、接着しない。し
かし、この無水マレイン酸変性ポリプロピレンを先の２
種類のシートの間に挟むと、ラミネートできる。すなわ
ち、無水マレイン酸変性ポリプロピレンが接着層となっ
ている。熱可塑性ポリマーに極性基を導入すると、この
ように極性の低いポリマーや極性の高いポリマーならび
に金属などとも接着するようになる。そこで、熱可塑性
ポリマーフィルムと低融点の合金や金属のフィルムとの
間に、熱可塑性の接着性ポリマーのフィルムを置いた。
３種類のフィルムは、どれも加熱した状態、すなわち、
フィルムの表面が活性化した状態でラミネートするの
で、接着性が高い。従って長期にわたってはがれること
は無い。

【００１９】低融点の合金や金属は、電磁波シールド効
果を出すためのものである。先に述べた２種類の熱可塑
性ポリマーは、熱可塑性だから簡単にフィルムにするこ
とができる。合金や金属の中には、フィルムにしにくい
ものもある。しかし本発明では、融点が８０〜２８０℃
の合金や金属を使用しているので、２〜５０μｍ程度で
あれば、フィルムにすることができる。このように導電
性材料をフィルムにして用いているので、金属フレーク
などを用いた成型材料に比べると、本発明のラミネート
フィルムは導電性が高く、かつ、導電性に部分的なむら
が生じることが無い。

【００２０】次に、本発明のフィルムの使用方法を述べ
る。本発明は、これ自身で電磁波シールド用成型物（例
えば、コンピュータの筺体）を作ることを目的としては
いない。筐体は衝撃強さが要求される。これは、アクリ
ルニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体、変性ポリ
フェニレンオキサイド、ポリスチレン、ポリカーボネー
トなど、衝撃に強い樹脂を使って作っておく。筺体の内
側と同じ形の金型を作る。本発明のフィルムを用いて、
この金型で真空成型する。成型されたフィルムを、先に
作った筺体の内側にはめ込む。こうすれば筐体は電磁波
シールド性となる。真空成型することによって、合金や
金属のフィルムの厚みは部分的に薄くなる。しかし合金
や金属のフィルムが切れてしまうことは無いので、成型
物の電磁波シールド性にむらができることは無い。

【００２１】本発明のラミネートフィルムは、熱可塑性
ポリマーと熱可塑性の接着性ポリマーと低融点の合金や
金属とから成る。前２者は、容易に真空成型できる。本
発明は、導電性金属の中でも融点の低いものを使用する
ことに、ひとつの特徴がある。融点が熱可塑性ポリマー
などの融点に近い合金や金属を選んだ。しかも、合金や
金属を薄いフィルムにしている。従って、真空成型時
に、熱可塑性ポリマーなどと一緒に、合金や金属を引き
伸ばすことができる。このように、本発明のフィルム
は、金属を含んでいるが、真空成型可能なフィルムであ
る。

【００２２】導電性塗料に関して、回路をショートさせ
る危険性があることを先に述べた。本発明のフィルム
は、低融点の合金や金属と熱可塑性の接着性ポリマーと
の接着が強固であるから、合金や金属がはがれ落ちるこ
とは無い。しかし、この危険性を避けるためには、低融
点の合金や金属が外側になるようにして、真空成型す
る。すなわち、筐体となる成型物に、合金や金属のフィ
ルムが接触するように、成型すれば良い。より安全性を
高くするためには、合金や金属をポリマーではさんだラ
ミネートフィルムとする。すなわち、熱可塑性ポリマ
ー、熱可塑性の接着性ポリマー、低融点の合金や金属、
熱可塑性の接着性ポリマー、熱可塑性ポリマーの順に５
層から成るラミネートフィルムにする。（図２）こうす
れば合金や金属がはがれる心配は全く無くなる。

【００２３】

【図２】

【００２４】尚、説明を分かり易くするために、単純な
ラミネートを中心に述べた。真空成型が可能な厚みであ
れば、またフィルムどおしがはがれたりしないような順
番であれば、どの層を何層重ねても良い。例えば、熱可
塑性ポリマーの上にさらに別の熱可塑性ポリマーを重ね
たりしても良い。また、例えば極性の低い熱可塑性ポリ
マーの上に熱可塑性の接着性ポリマー、その上に極性の
高い熱可塑性ポリマーを重ねても良い。

【００２５】

【実施例】

例Ａ）低融点の合金や金属に、亜鉛すず合金を用いた例 亜鉛すず合金は、溶融温度が２００℃以上で、一般の熱
可塑性ポリマーの溶融温度に比べると高い。従って、熱
可塑性ポリマーなどは、高温に強いものを選んだ。熱可
塑性ポリマーには６、６−ナイロン、熱可塑性の接着性
ポリマーには無水マレイン酸変性ポリプロピレン（三井
石油化学工業（株）アドマーＯＦ ３０５）を用いた。
亜鉛すず合金は、亜鉛７０％のものを使用した。ナイロ
ンが約２０μｍ、アドマーが約５μｍ、亜鉛すず合金が
約１５μｍとなるように、各々のフィルムを成型し、同
時にラミネートした。ラミネートは、合金をアドマー
で、それをさらにナイロンではさむようにして、２２０
℃で５層のラミネートにした。このラミネートフィルム
は、２２０〜２５０℃で真空成型できる。成型したもの
が各層にはがれたりすることは無い。

【００２６】例Ｂ）低融点の合金や金属に、鉛すず亜鉛
合金を用いた例 熱可塑性ポリマーにポリスチレン、熱可塑性の接着性ポ
リマーに無水マレイン酸変性したスチレン・ブタジエン
系熱可塑性エラストマー（旭化成工業（株）タフテック
Ｍ１９１３）、低融点の合金や金属に鉛すず亜鉛合金
（鉛６３％、すず３４％、亜鉛３％）を選んだ。本例も
５層のラミネートフィルムとした。中央が厚さ２０μｍ
の鉛すず亜鉛合金フィルム、その両側が厚さ約５μｍの
タフテックフィルム、一番外側が厚さ約２５μｍのポリ
スチレンフィルムとなるようにした。各々のフィルムを
成型すると同時にラミネートした。このラミネートフィ
ルムは、１７０〜２２０℃で真空成型できる。成型物は
比較的衝撃にも強く、取り扱い易い。また折り曲げたり
しても、各フィルムごとに剥離したりすることは無い。

【００２７】例Ｃ）低融点の合金や金属に、アルミニウ
ム合金を用いた例熱可塑性ポリマーにアクリルニトリル
・ブタジエン・スチレン共重合体（鐘淵化学（株） カ
ネエースＭＵＨ）、熱可塑性の接着性ポリマーに無水マ
レイン酸変性ポリプロピレン（三井石油化学工業（株）
アドマーＯＦ ５５１）、低融点の合金や金属にアルミ
ニウム合金（アルミニウム、鉄、マグネシウムの合金）
を選んだ。厚さ約４０μｍのカネエースフィルムと、厚
さ２５μｍのアルミニウム合金フィルムとの間に、厚さ
約８μｍのアドマーフィルムをはさんで、約２００℃で
ラミネートした。このラミネートフィルムは、２２０〜
２３０℃で真空成型できる。成型物は薄いが、衝撃に強
い。また各フィルムに剥離することは無い。

【００２８】（実験）例Ａ〜例Ｃのフィルムの電磁波シ
ールド効果を試験した。試験方法はアドバンテスト法に
準じ、電界と磁界の２００ＭＨｚでのシールド効果を試
験した。対照には、黄銅繊維を６０重量％含んだアクリ
ルニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体（厚さ１ｍ
ｍ）を選んだ。その結果を表１に示した。本発明のフィ
ルムは、対照の試料より厚みは薄いが、電磁波シールド
効果は高かった。

【００２９】

【表１】

【００３０】

【効果】本発明のラミネートフィルムは、導電性材料を
フィルムにして用いている。従って、電磁波シールド効
果が高い。また塗りにむらができる導電性塗料や、金属
の分散にむらができる導電性成型物は、電磁波シールド
性が均一でなくなることがある。こうなると筐体の電磁
波シールド効果が大きく下がる。しかし本発明は、導電
性材料がフィルムなので、このようなことが無い。また
導電性材料が薄いフィルムなので、成型物は軽い。導電
性材料をたくさん充てんした導電性成型物のように重く
なることが、本発明では無い。

【００３１】本発明のラミネートフィルムは、導電性材
料をプラスチックではさむことができる。導電性材料が
酸化しないので、電磁波シールド効果が長期間に渡って
安定している。また導電性材料が剥離しないので、回路
をショートさせる心配が全くない。

【００３２】本発明のラミネートフィルムは、融点の低
い合金や金属を使用した。このため簡単な成型方法であ
る真空成型を採ることができる。真空成型で作った物
は、別に作った筐体にはめ込む。このため、筺体の機械
的特性や絶縁性が失われることは無い。

【図面の簡単な説明】

【図１】最も簡単なラミネートフィルムの断面図であ
る。

【図２】合金や金属を熱可塑性ポリマーで挟んだラミネ
ートフィルムの断面図である。

【符号の説明】

１ 熱可塑性ポリマー ２ 熱可塑性の接着性ポリマー ３ 低融点の合金や金属

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱可塑性ポリマーと、熱可塑性の接着性
   ポリマーと、融点が８０℃〜２８０℃の合金または／お
   よび融点が８０℃〜２８０℃の金属と、 の３種類の層から成り熱可塑性ポリマーの層と該金属ま
   たは／および該合金の層との間に、熱可塑性の接着性ボ
   リマーの層をはさむことを特徴としたラミネートフィル
   ム。