JPH0653134U - 複合シート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電磁波の遮蔽や帯電防止に好適なシートであっ
て、シートの機械強度が良好に維持され、接着剤による
接着が可能な導電性のフッ素樹脂系複合シートを提供す
る。 【構成】四フッ化エチレン樹脂、四フッ化エチレン−パ
ーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂等のフッ
素樹脂に、カーボンブラック等の導電性充填材をその機
械強度が大きく低下しない程度に混入したシート状基体
２の片面に、延伸多孔質四フッ化エチレン樹脂シート、
フッ素樹脂繊維紙等の連続気孔性多孔質フッ素樹脂シー
ト３を熱融着する。この連続気孔性多孔質シート３の融
着した部分を接着面として使用すると、シート３が連続
気孔性の多孔質構造であるから、接着時には接着剤が確
実に浸透して大きな投錨効果が生じる。 【効果】フッ素樹脂の優れた特性を保持したまま導電性
が付与され、かつ通常の接着剤を用いて簡単に高い接合
強度をもって接着することができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、例えば電磁波遮蔽シートあるいは帯電防止シートとして使用する ことのできるフッ素樹脂系の複合シートに関する。

【０００２】

【従来の技術】

四フッ化エチレン樹脂に代表されるフッ素樹脂は、他の合成樹脂に比べて電気 絶縁性に優れることから、プリント基板、電線、ケーブル、絶縁チューブ、絶縁 テープなどの電気絶縁材料として従来より使用されている。さらに、近年ではそ の優れた耐熱性、耐薬品性、耐候性等に着目し、フッ素樹脂にカーボンブラック 等の導電性充填材を混入した組成物からなるシートを電磁波の遮蔽や帯電防止な どの用途に利用することが検討されている。それらシートを使用する場合には、 粘着剤もしくは接着剤を介して目的とする場所に貼着されることが多い。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、フッ素樹脂は、その表面エネルギーが極めて小さく濡れにくい性質 を持っているため、これを貼着するには予め化学処理あるいは放電処理等の表面 処理を行う必要があるが、例えば四フッ化エチレン樹脂にカーボンブラック等の 導電性充填材を混入して複合シートを作成する場合、その配合量が３０重量％程 度になるとシートの内部に無数の微細なボイド（独立した空隙）が生じ、微視的 にみればシート表面は、表面部分のボイドが開口して凹凸状態になるため、本来 非粘着性であった複合シートに接着性が発現し、そのままでも粘着あるいは接着 することが可能になる。しかしながら、このように多量の充填材が混入された四 フッ化エチレン樹脂シートでは、シート内部に存在する無数のボイドにより機械 強度の低下が著しく、特別な用途を除いて実用に耐えないという問題点があるこ とから、一般的には導電性充填材の配合量がそれよりもはるかに少ない３〜２０ 重量％前後のシートが使用されている。また、四フッ化エチレン−パーフルオロ アルキルビニルエーテル共重合樹脂等の熱溶融性フッ素樹脂を用いてシートを作 成する場合には、同じ充填量では四フッ化エチレン樹脂に比べて接着性の発現が 少なく、多量に混入すると成形加工性が極端に低下し、均一で機械強度の良好な シートが得られないので、前記四フッ化エチレン樹脂と同様に少ない充填量で混 入されている。したがって、これらのシートは、いずれも接着性に欠けたものと なり、使用する際には面倒な表面処理が必要であるばかりか、従来の表面処理で は高い接着強度が得られないという問題点がある。

【０００４】 この考案は、従来技術が有する上記問題点に鑑みなされたもので、機械強度を それほど低下させない程度に導電性充填材が混入されたフッ素樹脂シートを基体 とし、表面処理を行うことなく高い接合強度をもって接着することができる複合 シートの提供をその目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、この考案による複合シートは、導電性充填材を含む フッ素樹脂により形成されたシート状基体の片面に連続気孔性多孔質フッ素樹脂 シートを熱融着した構成とする。

【０００６】 本考案において、シート状基体は、特に限定されることなく各種のフッ素樹脂 と導電性充填材の組合せからなるシートを使用することが可能である。フッ素樹 脂の具体例としては、四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、四フッ化エチレン− 六フッ化プロピレン共重合樹脂（ＦＥＰ）、四フッ化エチレン−パーフルオロア ルキルビニルエーテル共重合樹脂（ＰＦＡ）、四フッ化エチレン−六フッ化プロ ピレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂（ＥＰＥ）、エチレン −四フッ化エチレン共重合樹脂（ＥＴＦＥ）、三フッ化塩化エチレン樹脂（ＰＣ ＴＦＥ）、エチレン−三フッ化塩化エチレン共重合樹脂（ＥＣＴＦＥ）、フッ化 ビニリデン樹脂（ＰＶｄＦ）、フッ化ビニル樹脂（ＰＶＦ）などが挙げられる。

【０００７】 また、上記フッ素樹脂に混入する導電性充填材としては、例えばカーボンブラ ック、グラファイト等の導電性の炭素粉末もしくは繊維、または金、銀、銅、ア ルミニウム等の金属微粉末もしくは繊維などであり、それらは単独あるいは二種 以上組み合わせて使用することができる。なお、シート状基体の機械強度の点か らは繊維状の導電性充填材の使用が好ましい。本考案において、フッ素樹脂に対 する導電性充填材の配合量は、複合シートの使用目的により異なるが、原則とし てはシート状基体の機械強度がそれほど低下しない範囲内で選択される。例えば カーボンブラックの場合には一般的に３〜２０重量％が好ましく、また金属微粉 末を使用する場合には５〜２０重量％であることが望ましい。そして、このよう な範囲で導電性充填材が混入されたシート状基体の体積抵抗率は、一般に０．１ 〜１００００００００Ω・ｃｍになる。その配合量が上記下限よりも少ないとき は、混入効果すなわちシート状基体の体積抵抗率の低下が充分ではなく、前述し たような電磁波遮蔽等の用途には適さない。また、上記上限よりも多いときは、 シート状基体の機械強度が低下してクラックやピンホールが発生しやすくなり、 実用上問題が生じる場合がある。なお、使用条件によっては、上記範囲外の配合 量でもよく、必ずしもこれに限定はされるものではない。また、電磁波遮蔽シー トなどの用途には、このシート状基体の他の面に銅などの導電性の良好な金属を メッキあるいは蒸着等を施してもよい。

【０００８】 次に、上記フッ素樹脂組成物からなるシート状基体に熱融着される連続気孔性 多孔質フッ素樹脂シートとは、無数の微細な連続気孔がシートの表裏面を連通さ せる多孔質構造に形成されたもので、従来、その通気性または液透過性を利用し たフィルター、電解膜などの流体を通過させる用途に専ら利用されている。本考 案者らは、その無数の微細な連続気孔が他の材料との接合の際に強力な投錨機能 を発揮することを見出し、本考案を成したのである。かかる連続気孔性多孔質フ ッ素樹脂シートは、例えば前記フッ素系樹脂に、抽出や溶解によって除去される 物質を混和して成形した後、これらの物質を除去する方法（特開昭６２−１９２ ４３１号公報、特開昭６１−１５２７３９号公報等）、あるいは成形した後で延 伸することにより微小孔を形成する方法等により得られる。この場合、連続気孔 性多孔質フッ素樹脂シートの素材及び製法については特に限定されないが、特公 昭４２−１３５６０号に代表される延伸法により製造される連続気孔性多孔質四 フッ化エチレン樹脂は、繊維と繊維によって相互に連結された結節とからなる内 部構造を有し、空隙率と気孔径の調整が容易である点で好ましい材料である。か かる連続気孔性多孔質四フッ化エチレン樹脂は、気孔径が０．１μｍから数μｍ 程度と極めて微細で柔軟性に富み、その空隙率は一般的に１５〜９５％の範囲内 にあって、その中でも５０〜９５％程度のものが好適に使用される。また、上記 シート状基体に加え、これら連続気孔性多孔質フッ素樹脂シート中に上記導電性 充填材を混入し、複合シート全体の体積抵抗率を低下させるようにしてもよい。

【０００９】 さらに、連続気孔性多孔質フッ素樹脂シートとして、上記方法により得られる ものの他にフッ素繊維紙の使用も可能である。このフッ素繊維紙は、フッ素樹脂 からなる繊維を湿式抄造法などの方法を用いて紙状に成形したものであって、例 えば特開昭６３−１６５５９８号公報に記載の方法により製造されたものである 。このようなフッ素繊維紙は、実質的にフッ素樹脂からなる短繊維のみの集合体 構造をなし、短繊維間に大きな空隙を有する網目状の多孔質構造に形成されてい る。そして、フッ素繊維同志がその交点において熱融着により結合しているため 繊維の脱落やほつれがなく、それに加えて個々の繊維の径が、延伸法等によって 製造された連続気孔性の多孔質四フッ化エチレン樹脂シートを構成している微細 な繊維よりも大きいので、機械的特性の点で優れ、特に圧縮等の外力に対する抵 抗力が高まり、空隙の潰れが生じにくい構造になっている。したがって、他の材 料との接合に際し、強力な投錨機能を発揮することにより、高い接合強度が発現 する。また、前記方法により得られるフッ素繊維紙に比べるとシート厚は厚くな るが、例えば特公昭４２−５２４４号公報に記載されるように、四フッ化エチレ ン樹脂の繊維状粉末を液体中に分散させ、この分散液を用いて抄造し、得られた 抄造物を乾燥後、３００〜４００℃で焼成したものなども使用可能である。

【００１０】 上記フッ素繊維紙で使用するフッ素繊維は、熱可塑性のフッ素樹脂から作られ たもので、具体的な材質としては、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＦＡ、ＥＰＥ、ＥＴＦ Ｅ、ＰＣＴＦＥ、ＥＣＴＦＥ、ＰＶｄＦ、ＰＶＦなどが挙げられる。そして、こ れらのフッ素繊維は、湿式抄造法により紙状物とする場合にはその繊維長が０． １〜２０mm程度の短繊維で且つ繊維径が２〜３０μｍ程度に形成されたものが好 適であり、繊維間の隙間を平面的にみた場合の空隙の大きさは、数μｍ〜数百μ ｍ程度のものである。本考案において用いるフッ素繊維紙は、必ずしも単一のフ ッ素繊維で形成されている必要はなく、二種以上のフッ素繊維を組み合わせたも のでもよい。

【００１１】 なお、上記したシート状基体と連続気孔性多孔質フッ素樹脂シートは、基本的 には二枚のシートを重ね合わせた状態で加熱加圧することにより融着一体化され るが、特にそれらシートがいずれも焼成された四フッ化エチレン樹脂からなる場 合には、直接的な熱融着が困難であることから、両者の間にＦＥＰやＰＦＡなど の融点以上で流動性を示す熱溶融性フッ素樹脂からなるフィルムを配置し、この 熱溶融性フッ素樹脂層を介して熱融着させることができる。また、この組合せ以 外の場合においても、シート状基体と連続気孔性多孔質フッ素樹脂シートとの接 合強度を高める目的で両者の間に他の熱溶融性フッ素樹脂層を設けることは何ら 差し支えない。

【００１２】

【作用】

本考案による複合シートでは、シート状基体として導電性充填材の配合量が比 較的少ないフッ素樹脂シートが使用される。このシートは、導電性充填材の配合 量が少ないことから、機械強度の低下はほとんどなく、本来の非粘着性がほぼそ のまま残っている。この場合、シート状基体とその片面に設けられる連続気孔性 多孔質フッ素樹脂シートとは同じフッ素系の樹脂であるから、両者は熱融着によ り容易に接合される。そして、この連続気孔性多孔質フッ素樹脂シートは、その 無数の連続した気孔内に接着剤あるいは粘着剤が容易に浸透する性質があるため 、そこで投錨効果が生じて接着剤や粘着剤を確実に保持する。したがって、従来 のように表面処理を施さなくとも他の部材に対して確実に接着あるいは粘着させ ることができるから、その導電性を利用してシールドテープ、帯電防止シートな どに適用することができる。

【００１３】

【実施例】

以下、本考案を、その実施例に基づき添付図面を参照しつつ説明するが、本考 案はこれら実施例に限定されるものではなく、本考案の技術思想内で種々の変形 、変更が可能であることはもちろんのことである。図１は本考案による複合シー トの一実施例を示す断面図である。図示の複合シート１は、フッ素樹脂に導電性 充填材粉末を混入した組成物からなるシート状基体２の片面に、連続気孔気孔性 多孔質フッ素樹脂シート３を熱融着により積層一体化した構成となっている。

【００１４】 実施例１ カーボンブラック１０重量部と四フッ化エチレン樹脂微粉末９０重量部からな る混和物を厚さ１００μｍのシート状に成形し、未焼成のシート状基体を得た。 そして、このシート状基体の片面に、厚さが６５μｍのフッ素繊維紙（巴川製紙 所社製 商品名：フッ素繊維シート 空孔率８７％）を配置し、この状態で熱プ レスにより３７０℃、２ｋｇｆ／平方センチメートルの条件で３分間加熱圧着す ることにより、本考案の複合シートを得た。

【００１５】 実施例２、３ シート状基体として実施例１と同じものを用いるが、実施例２では連続気孔性 多孔質フッ素樹脂シートとして、厚さが５５０μｍのフッ素繊維紙（ダイキン工 業社製 商品名：ポリフロンペーパー 空孔率７５％）、及び実施例３では連続 気孔性多孔質フッ素樹脂シートとして、延伸法により得られた厚さが１００μｍ の未焼成連続気孔性多孔質四フッ化エチレン樹脂シート（空孔率８０％）を用い た以外は実施例１と同様にして複合シートを得た。

【００１６】 実施例４ 実施例１で使用するカーボンブラックを含む未焼成のシート状基体をさらに延 伸することにより、連続気孔性多孔質フッ素樹脂シートとして厚さが８０μｍの 未焼成連続気孔性多孔質四フッ化エチレン樹脂シート（空孔率３０％）を得た。 シート状基体として実施例１と同じものを用いるが、このカーボンブラックを含 有するシートを連続気孔性多孔質フッ素樹脂シートとして用いた以外は実施例１ と同様にして複合シートを得た。

【００１７】 実施例５ シート状基体としてカーボンブラックを１０重量％含む厚さが３００μｍのＰ ＦＡシートの片面に、延伸法により得られた厚さが１００μｍの焼成した連続気 孔性多孔質四フッ化エチレン樹脂シート（空孔率６０％）を配置し、この状態で 熱プレスにより３６０℃、１ｋｇｆ／平方センチメートルの条件で２分間加熱圧 着することにより、本考案の複合シートを得た。

【００１８】 比較例１ カーボンブラック１０重量部と四フッ化エチレン樹脂微粉末９０重量部からな る混和物を厚さ１５０μｍのシート状に成形し、これを焼成して複合材料からな るシートを得た。

【００１９】 以上の実施例１〜５および比較例１の複合シートについて、接着性を評価する ために１８０°での剥離強度を測定すると共に、機械強度を評価するために引張 り試験を行った。さらに、各シートの体積抵抗率についても併せて測定した。な お、剥離強度の測定は、各シートから幅１０ｍｍの試料片を切り取り、この試料 片と厚さ０．５ｍｍのアルミ板のそれぞれに、先端から１０ｍｍの長さにわたり クロロプレンゴム系接着剤を塗布し、試料片とアルミ板の片側に非接着部が残る ように接着した。そして、これらのシートとアルミ板との接合体について、イン ストロン型引張試験機を用いて測定した。それらの測定結果を表１に示す。

【００２０】 表１から明らかなように、シートの接着性については、実施例１〜５では、接 着面での剥離が全く起こらず、いずれも接着部と非接着部の境界部分でシートが 破断するのに対して、比較例ではアルミ板の表面に接着剤が残り、シートが極め て小さな力でアルミ板からきれいに剥離していることから、実施例のシートの接 着性が比較例のものに比べて高いことがわかる。

【００２１】

【考案の効果】

以上説明したように、この考案による複合シートでは、導電性充填材を含むフ ッ素樹脂からなるシート状基体の片面に熱融着された連続気孔性多孔質フッ素樹 脂シートを接着面として使用するため、その特異な多孔質構造に由来する大きな 投錨効果により、ゴム、プラスチック、木材、金属、セラミックスなど各種材料 に対して、通常の接着剤を用いて容易にかつ高い接合強度をもって接着すること ができ、また接着剤を介して貼りつけることも可能である。この場合、シートに 接着性を発現させる目的で導電性充填材を多量に添加する必要はないから、シー ト状基体における機械強度、耐熱性、耐食性等の各特性は、フッ素樹脂が持って いる本来の特性がほぼそのまま維持される。

【００２２】 したがって、本考案による導電性充填材を含有する複合シートは、例えば耐熱 性や耐食性が要求される過酷な使用条件での電磁波遮蔽シート、帯電防止シート などに好適で、さらにこのような用途に限らず化学、機械、電気、建築、食品等 のフッ素樹脂の優れた特性と適度な導電性とを必要とするあらゆる分野での利用 が可能であり、その実用上の効果は極めて大なるものがある。

【表１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による複合シートの一実施例を示す断面
図である。

【符号の説明】

１ 複合シート ２ シート状基体 ３ 連続気孔性多孔質フッ素樹脂シート

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】導電性充填材を含むフッ素樹脂により形成
   されたシート状基体の片面に連続気孔性多孔質フッ素樹
   脂シートを熱融着してなる複合シート。