JP2003258490A - 電磁波シールド材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鱗片状金属粉末を高分子樹脂中に添加、
分散させたシート状電磁波シールド材で、金属粉末の分
散性を高めて均一で優れたシールド効果を達成するこ
と。 【解決手段】 基材上に、少なくとも高分子薄膜の中
に鱗片状金属粉末を分散し、かつ該鱗片状金属粉末の配
列方向が平面方向に配向されている電磁波シールド層を
設けてなることを特徴とする電磁波シールド材及び鱗片
状金属粉末を分散してなる高分子塗料を、基材の表面に
塗布又は印刷する工程と、該鱗片状金属粉末を分散して
なる高分子塗料を塗布又は印刷されたシートを加圧処理
することにより該鱗片状金属粉末を電磁波シールド層中
で平面方向に配向させる工程とからなることを特徴とす
る電磁波シールド材の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電磁波の反射特性
に優れた、シート状の電磁波シールド材及びその製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、各種の電気設備や電子応用設備の
利用が増大し、これに伴い電磁気的なノイズの発生が多
くなり、この影響を防止するために、電磁的に空間を絶
縁する必要がある。このため、例えば電気機器から発生
する電磁波を遮蔽するには、通常該電気機器の筐体を金
属体にしたり、金属板を張りつけたりしていたが、金属
のみによらずに導電性プラスチックや金属繊維を用いて
シート状のものを作製し、必要な箇所に貼りつけること
により、電磁波をシールドする提案がなされている。

【０００３】また、最近は有機、無機の様々な機能性材
料が開発され、これらを用いた産業用素材の製造が盛ん
に行われるようになってきた。中でも、有機材料である
高分子の樹脂中に機能性材料を分散した状態で使用する
ものが多く見られ、中でも、高分子の樹脂中に無機材料
を添加、混合、分散等をすることにより複合化させた材
料は、高分子である樹脂の有する特性例えば加工に対す
る自由度と、軽量、電気絶縁性等と添加する無機材料の
特性とで、それぞれ単独では得られない機能性材料が出
現してきている。

【０００４】この中の一つとして金属粉末を添加配合す
ることが提案されており、例えば特開２００１−６８８
８９号に示されているように、軟磁性金属粉末をゴム又
はプラスティックに分散させたものをシート状に成形し
たものが提案されている。このシート状電磁波シールド
材は高分子樹脂中に分散された金属粉末の効果により、
不要に輻射された電磁波すなわち電磁波ノイズを吸収ま
たは反射することで、電磁波を遮断するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような金属粉末を
高分子樹脂中に添加、分散させて成型したシート状電磁
波シールド材は、十分なシールド機能を発揮できず、金
属粉末を高分子樹脂中に添加した塗料を塗布した場合は
分散状態が一様ではなく、金属粉末が不均一であった
り、充填効率が悪く、かつシートの物理的性質も一様で
はなく、電磁波シールド効率も悪いものであった。そこ
でシールド効果を挙げるために金属粉末を多量に添加配
合すると、シート重量が重くなると共に、樹脂シートの
可撓性を損なう等の問題があり、金属粉末を用いた優れ
たシールド機能を発揮できるシートの出現が待望される
ところである。本発明はこの点を改善することを目的と
するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記の課
題を解決するために鋭意検討の結果、以下の発明を生み
出すに至った。請求項１の発明は、樹脂中に、少なくと
も鱗片状金属粉末を含有するシートであって、該鱗片状
金属粉末が平面方向に配向されていることを特徴とする
電磁波シールド材であり、請求項２の発明は、基材上
に、少なくとも樹脂の中に鱗片状金属粉末を含有し、か
つ該鱗片状金属粉末が平面方向に配向されている電磁波
シールド層を設けてなることを特徴とする電磁波シール
ド材で、請求項３の発明は、前記樹脂が、熱硬化型樹脂
または放射線硬化型樹脂であることを特徴とする請求項
１または２に記載の電磁波シールド材にして、請求項４
の発明は、前記樹脂と鱗片状金属粉末の配合重量比率が
５：９５〜６０：４０であることを特徴とする請求項１
乃至３のいずれかに記載の電磁波シールド材である。

【０００７】また、請求項５の発明は、前記樹脂と鱗片
状金属粉末を分散してなる塗料を、基材の表面に塗布ま
たは印刷して電磁波シールド層を形成し、しかる後、該
電磁波シールド層を加圧処理することにより鱗片状金属
粉末を樹脂中で平面方向に配向させることを特徴とする
電磁波シールド材の製造方法であり、請求項６の発明
は、前記樹脂として熱硬化型樹脂または放射線硬化型樹
脂を使用し、鱗片状金属粉末を樹脂中で平面方向に配向
させた後、更に加熱または放射線照射によって樹脂を硬
化することを特徴とする請求項５に記載の電磁波シール
ド材の製造方法にして、請求項７の発明は、前記基材と
して離型性処理されたものを使用し、電磁波シールド層
を形成した後の工程に於いて、該離型性処理された基材
を剥離除去することを特徴とする請求項５または６に記
載の電磁波シールド材の製造方法である。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明は上記のとおり、樹脂中に
鱗片状金属粉末を分散してなる塗料を、基材の表面に塗
布又は印刷した後、該シートを加圧加工することにより
該鱗片状金属粉末を樹脂中で平面方向に配向させたシー
ト、もしくはかかる構成の電磁波シールド層が基材の片
面に形成されていることを特徴とする電磁波シールド材
及びその製造方法である。

【０００９】なお、本発明でいう配向とは、鱗片状金属
粉末の鱗片状の面が樹脂中で、シールド材の平面方向に
対してできるだけ平行に並んでいることを意味するもの
である。具体的には金属粉末の鱗片状面が電磁波シール
ド層の表面に対して２０°以下の角度で含有されている
ものを配向しているとして、かかる配向している鱗片状
金属粉末の割合（２０°以下の鱗片状金属粉末粒子の数
÷全鱗片状金属粉末粒子の数）を配向度（％）とするも
のであって、その配向度が５０％以上、好ましくは６０
％以上、特に７０％以上であることによって、優れたシ
ールド効果が達成される。以下に本発明を構成する材
料、製造方法について説明する。

【００１０】本発明に用いられる基材としては、特に限
定されるものではなく、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリエステル等の各種の樹脂からなるフィルムや、
紙、布、不織布、ガラスなどのシート状物が挙げられ
る。中でも、塗料の塗布性、金属粉末の配向し易さ、な
どから樹脂フィルムが好ましい。また、基材を剥離除去
して使用される電磁波シールド層のみからなるシート材
を製造する場合は、基材としてフィルム表面にシリコー
ン等を塗布した離型性処理が施されたものを使用するこ
とが好ましい。

【００１１】本発明に用いられる鱗片状金属粉末は鱗片
状の形状を有する粒子からなるものであれば、その材質
は特に限定されることなく、金属またはその合金を適宜
使用することができる。かかる金属粉末としては、市販
のものまたは、例えば金属箔またはシート状物を作成
し、ついで粉砕機により粉砕すれば、極めて容易に鱗片
状の金属粉末として得ることができる。

【００１２】具体的に電磁波シールド材に用いられる鱗
片状金属粉末は、鉄、ニッケル、コバルト、クロム、バ
ナジウム、又はこれら金属の合金、銅、銀、パラジウ
ム、白金、銀被覆銅、これらの金属を主とする合金、等
の中から適宜選択することができる。これら金属または
合金の鱗片状金属粉末は、電磁波ノイズを吸収または反
射することで、電磁波を遮断するものである。

【００１３】ここに用いられる鱗片状金属粉末は、粒子
の長さと幅が厚さに対して十分に大きい偏平形状を有す
るものであり、その形は円形、四角形、不定形など特に
関係なく使用でき、長さと幅の関係も任意である。具体
的に大きさは、長さ及び幅が１〜１００μｍ、特に２０
〜１００μｍであり、厚さが０．１〜２０μｍ、特に
０．１〜５μｍのものが好ましい。そして、長さ及び幅
が厚さの５倍以上、好ましくは１０倍以上、特に２０倍
以上であることが、より優れた配向が得られることから
好ましい。

【００１４】このような鱗片状金属粉末は、これを単に
樹脂中に配合しただけでは、各粒子の鱗片状の平面がラ
ンダムな方向を向いてしまい、遮蔽効果から見ると無駄
な微細構造をとっていると考えられ、これを配向して一
定の方向に整然とした配列構造を付与することにより、
同量の金属粉末の使用量で単に塗布しただけの、無配向
のものと比較して、格段に遮蔽効果の優れたシート材料
を得ることができ、加えて、可撓性も良好な薄いシート
を形成することができる。

【００１５】電磁波シールド層を形成するために使用さ
れる樹脂としては、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、
塩化ビニリデン樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹
脂、ポリエステル樹脂、オレフィン樹脂、塩素化オレフ
ィン樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、アルキッド樹
脂、フェノール樹脂などの各種重合体及び共重合体から
なる熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、放射線硬化型樹脂を
適宜使用することができる。中でも、熱又は放射線によ
って硬化する樹脂が、後述の製造方法でも述べるよう
に、鱗片状金属粉末の良好な配向性が得られ、耐熱性や
機械的強度にも優れていることから好ましい。

【００１６】電磁波シールド層に於ける樹脂の配合比
は、重量比で樹脂：鱗片状金属粉末＝５：９５〜６０：
４０、好ましくは５：９５〜４０：６０特に５：９５〜
２０：８０が好適である。なお、基材上に電磁波シール
ド層を設けられた構成のシートの場合は、鱗片状金属粉
末を分散する樹脂として、当然のことながら、基材シー
トへ接着性のよいものを選択して使用する。なお、電磁
波シールド層の厚さは１０〜１００μｍ程度が好まし
く、１０μｍ以下では良好な配向が得られないおそれが
ある。

【００１７】本発明の電磁波シールド材の製造方法は、
上記のような鱗片状金属粉末と樹脂を溶媒に分散または
溶解した塗料を、基材上に塗布または印刷によって電磁
波シールド層を形成し、表面が固化する程度に乾燥する
か、乃至は溶媒を殆ど揮発せしめて乾燥した後、加圧処
理を行って、鱗片状金属粉末を平面方向に配向させる。
ここでいう加圧処理の方法は、特に限定されるものでは
なく、例えば線圧で５０〜２００Ｋｇ／ｃｍ程度であ
り、シート単位でのプレス処理でもよいし、スーパーカ
レンダーのような装置を用いた連続処理でもよい。ま
た、加圧と同時に加熱を施すことが好ましく、その温度
は、加圧時に樹脂層が変形を生じる程度の加熱が必要で
あり、樹脂のガラス転移温度以上、好ましくは軟化温度
以上で溶融温度以下に加熱することが好ましい。

【００１８】更に、樹脂として硬化型のものを使用する
場合は、上記の加圧処理工程前の乾燥工程では硬化を生
じないような温度条件で行い、加圧処理（この場合の加
熱も樹脂の硬化を生じない程度の加熱とする）により鱗
片状金属粉末を配向せしめた後、樹脂を硬化することが
より優れた配向性が達成されること、更に、この優れた
配向状態が経時に於いて保持されることから好ましいも
のである。

【００１９】また、基材のない電磁波シールド層のみか
らなる電磁波シールド材の場合は、前記のように基材と
して剥離性を有するものを使用することが必要であり、
好ましくは離型性処理が施されたシートが使用される。
そして、電磁波シールド層を形成した後、いずれかの工
程、すなわち加圧処理工程の前、または、加圧処理工程
の後、更に、硬化型樹脂を使用する場合は、硬化処理
後、のいずれかの工程に於いて基材を除去することによ
り、製造されるものである。

【００２０】本発明の電磁波シールド材の製造方法は、
上記のようにして金属粉末の鱗片形状を生かして、その
長手方向をシートの塗布方向になるように塗布すると、
金属粉末の極めて一様な分散が得られ、加圧処理により
容易に配向することができる。よって、従来のように単
に配合しただけで、方向性を付与しない場合よりも、分
散の均一性と、シールド効果の向上が得られ、しかもシ
ートの機械的強度が一様であり、金属の粉末を単に配合
したシールド層を有するものよりも可撓性が損なわれず
に扱い易いという効果がある。

【００２１】なお、本発明のシールド材は、基材なしの
場合、前述のように予め基材の表面にシリコーン粘着材
等の離型性処理を施し、その上に鱗片状金属粉末を含む
電磁波シールド層を設けておいて、基材はそのまま積層
しておき、これを所定の箇所に設置した後、基材を剥離
することも可能である。また、基材として離型性処理層
を設けたものを使用した場合、離型性処理層の表面に接
着剤層または粘着剤層を介して電磁波シールド層を形成
することにより、粘着（接着）加工シートとした電磁波
シールド材を形成することもできる。

【００２２】

【実施例】以下実施例により本発明の電磁波シールド材
をより詳細に説明する。なお、実施例中「部」とあるの
は「重量部」を示す。

【００２３】実施例１：１００μｍの厚さの透明ポリエ
チレンテレフタレートシートからなる基材の上に以下の
組成の鱗片状金属粉末を含む塗料をメイヤーバーを用い
て塗布・乾燥し、厚さ３０μｍの電磁波シールド層を形
成した。これを線圧１００Ｋｇ／ｃｍ、室温の条件でス
ーパーカレンダー処理を施し、実施例１の試料を得た。 塩化ビニル樹脂 １０部 鱗片状Ｆｅ−Ｎｉ系合金粉末（長さ２〜４０μｍ，厚さ０．１〜２．０μｍ， 幅１〜３０μｍの鱗片状のもの） ５０部 メチルエチルケトン ６０部

【００２４】実施例２：１００μｍの厚さの透明ポリエ
チレンテレフタレートシートからなる基材の上に以下の
組成の鱗片状金属粉末を含む塗料をメイヤーバーを用い
て塗布・乾燥し、厚さ３０μｍの電磁波シールド層を形
成した。これを線圧１００Ｋｇ／ｃｍ、ロールの表面温
度７０℃の条件でスーパーカレンダー処理を施し、更に
１３０℃で１０分間加熱して樹脂を硬化して実施例２の
試料を得た。 アクリルポリオール樹脂 １０部 イソシアネート硬化剤（固形分濃度５０％） ４部 鱗片状Ｆｅ−Ｎｉ系合金粉末（長さ２〜４０μｍ，厚さ０．１〜２．０μｍ， 幅１〜３０μｍの鱗片状のもの） ５０部 メチルエチルケトン ６０部

【００２５】実施例３：１００μｍの厚さの片面にシリ
コーンによる離型性処理層を有する基材の該離型性処理
層上に以下の組成の鱗片状金属粉末を含む塗料をメイヤ
ーバーを用いて塗布・乾燥し、厚さ５０μｍの電磁波シ
ールド層を形成した。これを線圧１００Ｋｇ／ｃｍ、室
温の条件でスーパーカレンダー処理を施した後、基材を
剥離除去して実施例３の試料を得た。 ポリエステル樹脂 １０部 鱗片状Ｆｅ−Ｎｉ系合金粉末（長さ２〜４０μｍ，厚さ０．１〜２．０μｍ， 幅１〜３０μｍの鱗片状のもの） ５０部 メチルエチルケトン ６０部

【００２６】比較例１：１００μｍの厚さの透明ポリエ
チレンテレフタレートシートからなる基材の上に実施例
１と同じ組成の鱗片状金属粉末を含む塗料をメイヤーバ
ーを用いて塗布・乾燥し、厚さ３０μｍ程度の電磁波シ
ールド層を形成した。これをスーパーカレンダー処理を
施すことなく比較例１の試料を得た。

【００２７】上記の実施例及び比較例について、下記の
評価試験を行った。各実施例及び比較例の試料の断面状
態を、倍率を１０００倍とした電子顕微鏡で観察して、
鱗片状金属粉末が基材に対して平行な状態となっている
粒子の数と、平行でない粒子の数を係数（合計１００
個）し、平行な状態の粒子の割合を計算により求め、配
向度（％）とした。ここで、平行な状態の金属粉末と
は、図１に示す視野のイメージ図に於いて、鱗片状金属
粉末１の平面に対する角度２を測定して、その角度が０
〜２０°であるものを言う。

【００２８】また、電磁波シールド特性は、上記で作成
した各実施例及び比較例の試料について周波数１ＧＨｚ
の電磁波を用いて、その減衰率を測定して評価した。評
価は、配向をしなかった比較例１の場合レベルを×とし
て、これより良好な場合を△、かなり優れている場合を
○とした。これら評価結果は、表１に示すとおりであ
る。

【００２９】

【表１】

【００３０】上記の表から明らかなように、加圧処理と
してのスーパーカレンダー処理によって、鱗片状金属粉
末を配向せしめた実施例と、配向していない比較例とで
は、配向によりシールド性が飛躍的に向上していること
が確認された。特に、シート状電磁波シールド材に熱硬
化性樹脂塗料を使用した実施例２の電磁波シールド材
は、鱗片状金属粉末が極めて効率よく配向されてシール
ド効果が顕著であることがわかる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明はシート状
シールド材において、シールド機能を有する鱗片状金属
粉末が加圧により配向されているので、配合量が少なく
ても均一な分散とその方向性によって、効果的なシール
ド効果を奏するシールド材を提供することができる。特
に、硬化型樹脂を用いた場合は、優れた耐熱性及び耐久
性とともに、鱗片状金属粉末が固定保持され、長期にわ
たって優れたシールド効果が維持される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 電子顕微鏡による断面状態の観察イメー
ジ図

【符号の説明】

１ 鱗片状金属粉末 ２ 角度の測定箇所

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 樹脂中に、少なくとも鱗片状金属粉末
   を含有するシートであり、該鱗片状金属粉末が平面方向
   に配向されていることを特徴とする電磁波シールド材。
2. 【請求項２】 基材上に、少なくとも樹脂の中に鱗片
   状金属粉末を含有し、かつ該鱗片状金属粉末が平面方向
   に配向されている電磁波シールド層を設けてなることを
   特徴とする電磁波シールド材。
3. 【請求項３】 前記樹脂が、熱硬化型樹脂または放射
   線硬化型樹脂であることを特徴とする請求項１または２
   に記載の電磁波シールド材。
4. 【請求項４】 前記樹脂と鱗片状金属粉末の配合重量
   比率が５：９５〜６０：４０であることを特徴とする請
   求項１乃至３のいずれかに記載の電磁波シールド材。
5. 【請求項５】 前記樹脂と鱗片状金属粉末を分散して
   なる塗料を、基材の表面に塗布または印刷して電磁波シ
   ールド層を形成し、しかる後、該電磁波シールド層を加
   圧処理することにより鱗片状金属粉末を樹脂中で平面方
   向に配向させることを特徴とする電磁波シールド材の製
   造方法。
6. 【請求項６】 前記樹脂として熱硬化型樹脂または放
   射線硬化型樹脂を使用し、鱗片状金属粉末を樹脂中で平
   面方向に配向させた後、更に加熱または放射線照射によ
   って樹脂を硬化することを特徴とする請求項５に記載の
   電磁波シールド材の製造方法。
7. 【請求項７】 前記基材として離型性処理されたもの
   を使用し、電磁波シールド層を形成した後の工程に於い
   て、該離型性処理された基材を剥離除去することを特徴
   とする請求項５または６に記載の電磁波シールド材の製
   造方法。