JPH05347493A

JPH05347493A - 電磁波シールド材並びにその成形方法

Info

Publication number: JPH05347493A
Application number: JP4197397A
Authority: JP
Inventors: Motoyasu Nakanishi; 幹育中西
Original assignee: Suzuki Sogyo Co Ltd
Current assignee: Suzuki Sogyo Co Ltd
Priority date: 1992-06-15
Filing date: 1992-06-15
Publication date: 1993-12-27

Abstract

(57)【要約】【目的】各種電子機器のハウジングに内嵌めしたり、
それ自体ハウジング等として用いて、電磁波ノイズによ
る事故、誤動作等を防止する、電磁波シールド材並びに
その成形方法を提供する。【構成】柔軟で比較的嵩高な三次元網組織体に対して
導電性金属材は微細な粒の溶滴として飛翔し、一部は層
の内部に侵入して深部において付着し、表面のみでな
く、三次元網組織体の層方向において分布して付着す
る。電磁波は三次元網組織体中で溶滴間を三次元的に反
射を繰り返す等して減衰吸収される。このとき、溶滴は
多孔質的に存在し、折り曲げ等にも割れることなく、三
次元網組織体毎一体となって変形追従できて熱成形によ
り所望の形状に容易に賦形され、さらにはインサート成
形等も可能となって、嵩高性が改善されたり、溶滴がフ
ィルム化された中に閉じ込められる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の目的】

【産業上の利用分野】本発明は、各種電子機器のハウジ
ングに内嵌めしたり、それ自体ハウジング等として用い
て、電磁波ノイズによる事故、誤動作等を防止する、電
磁波シールド材並びにその成形方法に関するものであ
る。

【０００２】

【発明の背景】近時、デジタル回路を応用した電子機器
はあらゆる処で用いられている。そして、これら電子機
器のハウジングには、絶縁という目的もあって、軽量
で、加工性、耐久性に優れ、しかも安価であるプラスチ
ックが多用されている。しかし、プラスチックは、元
来、電磁波の透過性が高いため、内蔵している多数のＩ
ＣやＬＳＩから発生する高周波パルスによる電磁波ノイ
ズがハウジング外へ放射されて、テレビの画像乱れ、銀
行等のオンラインコンピュータの誤動作、各種の自動制
御装置の誤動作等を招き、また、自ら内蔵する電子回路
も他の電子機器からの電磁波ノイズの侵入を受けて誤動
作を起こす電磁波障害が問題となっている。また、プラ
スチックのハウジングにあっては、その高い絶縁性のた
め、静電気を帯電し易く、この静電気が放電する際のノ
イズも、誤動作を招いたり、また、直接電子素子を破壊
する原因となっている。

【０００３】このため、プラスチックの原料段階で各種
導電性フィラーを混入する一次加工の他、プラスチック
ハウジングに、導電性塗料を塗布したり、金属溶射した
り、真空蒸着、スパッタリングしたり、無電解メッキ、
電気メッキしたり、金属箔を貼るなどの二次加工が行わ
れている。ところが、プラスチックの原料段階で導電性
フィラーを混入するにあっては、成形性や物性低下等の
問題を生じ、また、プラスチックハウジングに直接、導
電性塗料塗布、金属溶射、真空蒸着、メッキ等するにあ
っては、それらの一部が剥がれ落ちて回路を短絡させる
等の事故も心配され、また、アンダーコートやオーバー
コートの前後処理が必要であったり、工程管理が煩雑で
あったり、それぞれ一長一短を有していた。特に、金属
溶射による方法にあっては、電磁波シールド効果が高い
利点があるものの、直接プラスチックハウジングに処理
する手法であったため、製品が反り返ったり、皮膜の剥
がれ落ちの危険も高く、最近では前後処理を避けられな
いものとしてトータルコストは高くなりがちであった。

【０００４】

【開発を試みた技術的事項】そこで、本発明は、このよ
うな背景に鑑みてなされたものであって、電磁波シール
ド機能を司る部分を独立した部材、つまりシート状ない
し所望に賦形された電磁波シールド材として得て、金属
溶射による高い電磁波シールド性を確保しつつ、製品の
反り返りや皮膜の剥がれ落ちの危険を回避して、現にあ
るハウジングに内嵌めしたり、それ自体ハウジングとし
て用いることができるようにしたものである。

【０００５】

【発明の構成】

【目的達成の手段】すなわち、本出願に係る第一の発明
たる電磁波シールド材は、柔軟で比較的嵩高な三次元網
組織体に導電性金属材が溶射されて成る層を有している
ことを特徴とする。

【０００６】本出願に係る第二の発明たる電磁波シール
ド材の成形方法は、柔軟で比較的嵩高な三次元網組織体
に対して導電性金属材を溶射して母材シートを得る工程
と、該母材シートを熱成形して所望の形状に賦形する工
程とを有することを特徴とする。

【０００７】また、本出願に係る第三の発明たる電磁波
シールド材の成形方法は、柔軟で比較的嵩高な三次元網
組織体に対して導電性金属材を溶射して母材シートを得
る工程と、該母材シートを熱成形して所望の形状の賦形
体を得る工程と、該賦形体を射出成形金型におけるキャ
ビティ内にセットした後コアをセットして溶融した合成
樹脂を射出する工程とを有することを特徴とする。

【０００８】さらに、本出願に係る第四発明たる電磁波
シールド材の成形方法は、柔軟で比較的嵩高な三次元網
組織体に対して導電性金属材を溶射して母材シートを得
る工程と、該母材シートを射出成形金型におけるコアと
キャビティとの間にセットし、該母材シートを加熱軟化
させながら前記コアでキャビティ内に押し込むとともに
コアに形成されるランナから溶融した合成樹脂を射出す
る工程とを有することを特徴とする。

【０００９】さらに、本出願に係る第五発明たる電磁波
シールド材の成形方法は、柔軟で比較的嵩高な三次元網
組織体に対して導電性金属材を溶射して母材シートを得
る工程と、該母材シートに他の樹脂シートを重ねた状態
で成形金型にセットし、これらを加熱して該母材シート
及び他の樹脂シートを軟化させた状態で圧縮成形する工
程とを有することを特徴とする。これら発明によって前
記目的を達成しようとするものである。

【００１０】

【発明の作用】本発明では、柔軟で比較的嵩高な三次元
網組織体に対して導電性金属材は溶滴として飛翔し、溶
滴の微細な粒として三次元網組織に付着する。これは、
一部は層の内部に侵入して深部において付着しており、
表面のみでなく、比較的嵩高な三次元網組織体の層方向
において分布してでのことであり、この結果、これを電
磁波シールドに用いれば、電磁波は三次元網組織体中で
溶滴間を三次元的に反射を繰り返す等して減衰吸収され
る。また、この導電性金属材の溶滴は多孔質的に存在す
るため、折り曲げ等にも割れることなく、三次元網組織
体ベース毎一体となって変形追従できて熱成形により所
望の形状に容易に賦形され、さらにはインサート成形等
も可能となって、嵩高性が改善されたり、溶滴がフィル
ム化された中に閉じ込められる。

【００１１】

【実施例】次に本発明を図示実施例並びに図示装置を用
いた実施例方法について具体的に説明するが、その前に
構成要素たる溶射並びに三次元網組織体について若干説
明する。すなわち、溶射とは、ワイヤーやロッド状の線
形材料や粉末材料を高温で融かして被処理物へと溶滴と
して吹き付け、被処理物の表面にその溶滴の積層たる皮
膜を形成する技術であり、金属の防錆手段やプラスチッ
クハウジングに直接導電性を付与する手段としてよくは
知られている。この溶射には、材料を溶融させる手段の
別で、フレーム式、アーク式、プラズマ式等の各種形式
があり、また、その際の材料形態の別により、ワイヤー
式、ロッド式、粉末式等に細分される。本発明ではこれ
らの内の何れの形式、何れの形態でも適用できるが、そ
の内でもフレーム式溶射法は溶滴の温度が比較的低く
て、三次元網組織体の材質が一般に熱に其れほど強くな
い点からして好ましく、また、その施行方式としては、
据置式のものと、手動式のものとがあるが、据置式のも
のによれば大量生産が可能となり、手動式のものによれ
ば現場作業が可能となる。

【００１２】また、その溶射材料としては、一般に、亜
鉛、アルミニウム、及びこれらの合金を始め、炭素鋼、
低合金鋼、ステンレス鋼、ハビット、モリブデン、黄
銅、真鍮、アルミ青銅、マンガン青銅、銅、ニッケルア
ルミナイト、モネル、ニッケル、錫、鉛等が使われる
が、本発明では、その内でも導電性の高い金属材が好ま
しい。勿論、その中でも、溶滴温度、溶滴として被着さ
せた後の錆等の発生、付着強度、コスト等の兼ね合いを
検討して選ばれる。なお、三次元網組織体に対して直接
これら導電性金属材を溶射してもよいが、直接では付着
強度ないし密着強度が不足するときは、事前にプライマ
ー等を塗布したりして改善するのがよく、また、異なる
材料による溶滴を重ねるなどの工夫もしてよい。

【００１３】また、溶射が施される三次元網組織体と
は、いわゆる不織布やスポンジ体等の柔軟で比較的嵩高
な通気性の素材であり、内部にまで溶滴が侵入できる網
組織を有するものである。なお、不織布の製法には、接
着剤法、スパンレース法、スパンボンド法、メルトブロ
ーン法、ニードルパンチ法、ステッチボンド法などの乾
式法や、いわゆる紙を抄くようにして製造する湿式法等
があるが、本発明に適用できる不織布としてはその何れ
で製造されたものであってもよいが、嵩高で、内部にま
で溶滴が侵入して付着できるものである必要がある。ま
た、いわゆるスポンジ体としては、化学発泡、機械発泡
等の何れの発泡メカニズムを有するのもであってもよい
が、連続気泡を大部分とするものが適し、さらには、気
泡間の膜状体を除去して網組織部分のみを残したものが
好適である。

【００１４】そして、これら三次元網組織体の材質とし
ては何かに格別限定されるものでなく、ポリエチレン、
ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ
塩化ビリニデン、ボリアミド６、ボリアミド６６、ポリ
カーボネート、ポリイミド、フェノール樹脂、尿素樹
脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、エボキシ樹脂、不
飽和ポリエステル樹脂、アクリル樹脂等、各種の熱可塑
性、熱硬化性の樹脂、及びそれらの変性、複合のものな
どであって、網組織形成メカニズム、導電性金属材及び
溶射条件等が調節されて種々のものが適用できる。

【００１５】なお、三次元網組織体として、具体的に例
えば、溶融した熱可塑性樹脂を多孔の口金をもつダイか
ら高温高速の空気流で糸状に吹き出し、繊維状になった
樹脂をコンベア上に集積し、ノーバインダーの自己接着
型極細繊維のウエブを形成するジェット紡糸法の一種に
よるＭｅｌｔ−Ｂｌｏｗｉｎｇ法による株式会社トーネ
ンタピルス製の不織布「ＴＡＰＹＲＵＳ（商品名）」が
あり、また、ポリウレタンフォームにおける気泡間の膜
状体を化学的に除去して網組織部分のみ残した株式会社
ブリヂストン製の「エバーライトスコット（商品名）」
がある。

【００１６】図１において、符号２は柔軟で比較的嵩高
な三次元網組織体たる不織布であり、この不織布２に対
して溶射装置ヘッドＨを対向させ、該ヘッドＨを振りな
がら万遍なく導電性金属材としての亜鉛が溶射されるよ
うにした。この際、その導電性金属材たる亜鉛は、溶射
装置内における加熱と噴気流で、細かい溶滴１となって
飛翔し、不織布２を構成する各繊維に付着する。これ
は、一部は層の内部に侵入して深部において付着してお
り、表面のみでなく、比較的嵩高な三次元網組織体の層
方向において分布して付着した状態となる。そして、残
余の一部が不織布２を透過し、裏面へ透過してくる状態
となる。その後、必要により裏面より溶射を繰り返し、
万遍なく溶滴を付着させる。なお、その溶滴の付着は、
薄いながらも積層として形成されるが、元々溶滴の重な
り合いとして構成されるため多孔質的である。また、溶
射の際にマスクを用いてマススキングして行うと、周囲
との見切りが付き、明確に溶滴層ある部分と、無い部分
とを形成することもできる。

【００１７】このようにして得られた溶滴１を付着して
成る不織布２は、比較的嵩高な不織布の層方向において
分布して亜鉛の溶滴が存在するため、電磁波は不織布２
の組織中で溶滴１間を三次元的に反射を繰り返し、減衰
され、優れた電磁波シールド効果が奏される。また、溶
滴１は多孔質的に存在するため、折り曲げ等にも割れる
ことなく、不織布２毎一体となって変形に追従でき、屈
曲凹凸のある空間に配置することも容易であり、プラス
チック製の内外ハウジング間の空間等に、吸音、断熱、
防振効果等をも奏し得る電磁波シールド材として使用す
ることができる。以下、これを母材シートＳを称する。

【００１８】電磁波シールド材の一態様たる母材シート
Ｓは上記のようにそのまま使用することもできるが、以
下述べるように、プレスや熱成形等して所望の形状に賦
形して使用することができる。図２はプレス機により圧
縮される状態を示し、母材シートＳを広げてそのままプ
レス機Ｐによって圧縮する。これにより、元の厚みは薄
くなり、高密度な状態となる。なお、この場合、母材シ
ートＳは繊維自体に多少の弾性があるため、嵩高な元の
状態に戻ろうとするが、溶滴１が多孔質的に存在するた
め、不織布２の圧縮に追従し且つ復元が抑制されて図３
（ａ）のごとくの高密度な状態２ａとすることができ
る。また、プレス機としてヒートプレス機を用い、或い
は金型に加熱手段を配する等して、加熱の程度と加圧の
タイミングを図ることで、図３（ｂ）のごとくその一部
にスキン層３を形成させたり、図３（ｃ）のごとく全体
をフィルム３ｆ化させたりすることもできる。このよう
にスキン層３を形成させたり、全体をフィルム３ｆ化さ
せれば、溶滴２はそのフィルム化された層内に閉じ込め
られた状態となるので、その後脱落することはなくな
り、回路の短絡事故等を引き起こす危険は更に軽減され
る。なお、片面からのみ溶射を行い、溶射が行われなか
った面に対してのみスキン層を形成するようにすれば、
スキン層側には溶滴が少ないため、使用時における溶滴
の脱落がより高次元に防止される。

【００１９】このようにプレス加工を受けた母材シート
Ｓは、圧縮されて嵩高性が改善され、それでいて導電性
金属材の溶滴は内部に付着した状態のまま、むしろ圧縮
された網組織間により閉塞保持されているので、電磁波
シールド効果には変わりがなく、前記母材シートＳと同
様な使い方ができる他、ハウジングに沿って貼着したり
して使用することができる。さらに、スキン層を形成す
るなどしてその薄層の一部でもフィルム化してあると、
真空圧や圧縮空気圧による熱成形にそのまま対処できる
こととなる。また、スキン層を形成しなくてもこれに別
途のフィルムを重着すれば同様に熱成形に対応すること
ができるようになる。そこで、上記プレス加工を受けた
母材シートを、以下、成形用シートＡという。

【００２０】このようにして得た成形用シートＡは熱成
形により、例えば、図４のように容器状に賦形すること
ができる。図４において、３、３が成形用シートにおけ
るスキン層、２ａが高密度な状態の部分である。すなわ
ち、このシート賦形体Ｂは上下にスキン層を有する成形
用シートから熱成形されて成る。なお、このシート賦形
体Ｂは、図５から図７に示す熱成形により得ることがで
きる他、上記プレス加工の段階において、偏平な金型で
はなく、上下対の凹凸を有する金型にてホットプレスす
ることによっても得ることができる。

【００２１】成形用シートＡを熱成形してシート賦形体
Ｂを得るには種々の方法が取り得る。すなわち、図５に
示すものは、雌型４上にヒータで加熱軟化した成形用シ
ートＡを乗せ、真空で型に吸い付ける真空成形法（スト
レート法）により賦形する状態を示す。また、図６に示
すものは、モールド５で、ヒータで加熱した成形用シー
トＡを押し上げて予備伸長を行い、次いで真空で型に吸
い付けて成形する真空成形法（ドレープ法）である。ま
た、これら真空成形法の他にも、図７に示すように加熱
板６と金型７との間に成形用シートＡを送り込み、加熱
板６で成形用シートＡを押さえながら圧縮空気Ｅを送っ
て成形用シートＡを金型７に押し付けて成形する圧空成
形法も採り得る。この他、図示しないが、真空成形法と
圧空成形法の複合として行うこともできる。なお、これ
ら熱成形にあたっての成形用シートＡとしては、一面に
のみスキン層３を形成したものを用いた。

【００２２】このようにして得られたシート賦形体Ｂ
は、プラスチックハウジングに嵌め合わせて用いたり、
これ自体をハウジングとして用いたり、更にこれに保形
性を強化するため、次に述べるようにインサート成形な
いしアウトサート成形を行うことができる。すなわち、
図８に示す方法は射出成形法を利用するものであって、
図８（ａ）に示すようにシート賦形体Ｂにおける高密度
の状態２ａ側を外側、即ちコアをセットする側に向けて
キャビティ８内にセットする。そして、図８（ｂ）に示
すようにキャビティ８に対してコア９を所定の位置まで
押し込むと共に、コア９におけるランナ１０から溶融し
た合成樹脂をシート賦形体Ｂとコア９との隙間に流し込
み冷却固化させる。このようにすれば流し込んだ樹脂が
シート賦形体Ｂと一体となってその面を覆い、比較的肉
厚な断面を有する成形体が得られる。

【００２３】なお、上記実施例では予めシート賦形体Ｂ
として賦形してこれを個々にキャビティ８内にセットす
る方法を採ったが、賦形と射出とを一緒に行う次のよう
な連続的方法を採ることもできる。すなわち図９に示す
ように、キャビティ８とコア９との間に高密度な状態２
ａ側をコア９側として成形用シートＡの連続したテープ
を順次送り出せるようにセットしておき、併せて加熱手
段１１をこれに臨ませておく。このような状態でコア９
を成形用シートＡに押し付けて、そのままキャビティ８
内まで押し続けて成形する。そしてランナ１０から溶融
した合成樹脂を流し込み、成形用シートＡにおける高密
度な状態２ａ側と一体化した面とする。このようにして
一連の成形、射出動作が終了したら、成形用シートＡを
順送りして再び同じ動作を繰り返して成形体Ｃを連続的
に得る。ちなみに、このように連続成形したものは、電
子部品のキャリアテープ等として使用することができ
る。

【００２４】次に母材シートＳや成形用シートＡに肉厚
合成樹脂の層を形成するための他の方法として圧縮成形
法を適用したものについて説明する。まず図１０（ａ）
に示すように、ここでは成形用シートＡに、強化繊維に
熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグ１２を重ね合わせ
る。このものを図１０（ｂ）に示すように加熱押型１３
と雌型１４との間に入れて、加熱押型１３でプリプレグ
１２及び成形用シートＡを雌型１４内に押し込んで、プ
リプレグ１２及び成形用シートＡを雌型１４の形状に賦
形させ、加熱硬化させて、成形用シートＡと一体となっ
た繊維強化樹脂の成形体Ｃができる。

【００２５】なお、電子機器におけるプラスチックハウ
ジングとは、何も箱型のものに限らず、今後益々デジタ
ル回路の応用が進むであろう子供のおもちゃ等における
複雑な形状物をも含むものであり、さらには、小さなハ
ウジングに施用するのではなく、いわゆるテントのよう
に形作り、コンピュータールーム、制御室等として用い
ることもできる。これらの成形性を考えると、母材シー
トが柔軟で比較的嵩高であることは特に有利である。ま
た、溶射の程度は、求められる電磁波シールド材として
の性能、つまり静電除去、電磁波シールド効果の大小に
よって定めればよく、さらに上記実施例では三次元網組
織体として不織布を用いたが、本発明はこれに限らず、
スポンジ体のようなものであっても同様に施用し得るの
は勿論である。

【００２６】

【発明の効果】以上のとおり、本発明方法によれば、極
めて簡易な工程の内に、電子機器のハウジング等に導電
性を付与し得て、電磁波シールド効果を奏することがで
きる母材シート、成形用シート、シート賦形体、成形体
の各態様の電磁波シールド材を得ることができ、また、
本発明電磁波シールド材は、これ自体独立した部材であ
り、電磁波シールド性を具備する上に、その後の成形性
にも富み、また、スキン層化、フィルム化により溶滴を
閉じ込めることができて、更には保形性の良く、強度の
大きない成形体として得ることもでき、そのままハウジ
ングとしても用いることができる。したがって、今や社
会的大問題となっている電子機器の電磁波ノイズの問題
解決に大きく貢献できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】不織布に対して導電性金属材を溶射する状態を
示す説明図である。

【図２】母材シートをプレスする状態を示す説明図であ
る。

【図３】プレスにより得られる成形用シートの各態様を
示す断面図である。

【図４】シート賦形体を一部剥すようにして示す斜視図
である。

【図５】成形用シートを真空成形法（ストレート法）に
より所望の形状に賦形する様子を段階的に示す説明図で
ある。

【図６】同上真空成形法（ドレープ法）により賦形する
様子を段階的に示す説明図である。

【図７】同上圧空成形法により賦形する様子を段階的に
示す説明図である。

【図８】射出成形法によりシート賦形体に合成樹脂層を
形成する様子を、シート賦形体のセットと成形の各状態
に分けて示す説明図である。

【図９】成形用シートの賦形と合成樹脂の射出とを同時
に行なうようにした実施例を示す骨格的縦断側面図であ
る。

【図１０】圧縮成形法により成形用シートに樹脂層を形
成する様子を段階的に示す説明図である。

【符号の説明】

Ｓ母材シートＡ成形用シートＢシート賦形体Ｃ成形体Ｈ溶射装置ヘッドＥ圧縮空気Ｐプレス機１導電性金属材の溶滴２不織布２ａ高密度な状態３スキン層３ｆフィルム４雌型５モールド６加熱板７金型８キャビティ９コア１０ランナ１１加熱手段１２プリプレグ１３加熱押型１４雌型

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】柔軟で比較的嵩高な三次元網組織体に導電
性金属材が溶射されて成る層を有していることを特徴と
する電磁波シールド材。
【請求項２】柔軟で比較的嵩高な三次元網組織体に対し
て導電性金属材を溶射して母材シートを得る工程と、該
母材シートを熱成形して所望の形状に賦形する工程とを
有することを特徴とする電磁波シールド材の成形方法。
【請求項３】柔軟で比較的嵩高な三次元網組織体に対し
て導電性金属材を溶射して母材シートを得る工程と、該
母材シートを熱成形して所望の形状の賦形体を得る工程
と、該賦形体を射出成形金型におけるキャビティ内にセ
ットした後コアをセットして溶融した合成樹脂を射出す
る工程とを有することを特徴とする電磁波シールド材の
成形方法。
【請求項４】柔軟で比較的嵩高な三次元網組織体に対し
て導電性金属材を溶射して母材シートを得る工程と、該
母材シートを射出成形金型におけるコアとキャビティと
の間にセットし、該母材シートを加熱軟化させながら前
記コアでキャビティ内に押し込むとともにコアに形成さ
れるランナから溶融した合成樹脂を射出する工程とを有
することを特徴とする電磁波シールド材の成形方法。
【請求項５】柔軟で比較的嵩高な三次元網組織体に対し
て導電性金属材を溶射して母材シートを得る工程と、該
母材シートに他の樹脂シートを重ねた状態で成形金型に
セットし、これらを加熱して該母材シート及び他の樹脂
シートを軟化させた状態で圧縮成形する工程とを有する
ことを特徴とする電磁波シールド材の成形方法。