JP2004071993A

JP2004071993A - ハロゲンフリーノイズ抑制シート

Info

Publication number: JP2004071993A
Application number: JP2002232224A
Authority: JP
Inventors: Kagehiro Kageyama; 影山　景弘; Takashi Kichishin; 吉眞　崇史; Hidetoshi Furushima; 古嶌　英俊; Shinichi Eguchi; 江口　愼一
Original assignee: TSUCHIYA RUBBER KK; Hitachi Metals Ltd
Current assignee: TSUCHIYA RUBBER KK; Proterial Ltd
Priority date: 2002-08-09
Filing date: 2002-08-09
Publication date: 2004-03-04

Abstract

【課題】本発明の目的は、難燃性を具備したハロゲンフリーのノイズ抑制シートにおいて薄型化をさせるために高い磁気特性を有するノイズ抑制シートを提供することである。
【解決手段】ニトリルゴムのマトリックス中に軟磁性金属粉末とハロゲンフリー難燃剤とを分散させてなるハロゲンフリーノイズ抑制シートである。
本発明では、ニトリルゴムを１００重量部とするとき、軟磁性金属粉末を５００重量部以上、ハロゲンフリー難燃剤として水酸化アルミニウムもしくは水酸化マグネシウムの１種または２種を８０〜１８０重量部、赤リンを５〜２０重量部含有することが好ましい。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器等に使用されるノイズ抑制シートであって、焼却処理をする際にダイオキシンを発生しないハロゲンフリーノイズ抑制シートに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器において外部からの電磁波によるノイズ干渉および電子機器内部で発生するノイズ同士の干渉を抑制するために種々のノイズ対策が行われている。その中で特に軟磁性金属粉末を樹脂中に含有させたフレキシブルなノイズ抑制シートが汎用的であることから多く使用されている。軟磁性金属粉末としては高周波での特性が良好であることからＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ、Ｆｅ−Ｓｉさらにはアモルファス材料やナノ結晶材料等の粒状粉末および扁平粉末が使用されている状況にある。
【０００３】
このようなフレキシブル性を有したノイズ抑制シートにおいては、高い磁気特性が必要であるが、これに加えて発熱を生じやすい電子部品内部にも使用されるために難燃性も必須とされる。従来、フレキシブル性を有したノイズ抑制シートにおける難燃性対策としては塩素、臭素等のハロゲンを含有した樹脂またはゴムをマトリックスとして使用する、もしくはハロゲンを含有した難燃剤を含有させることで行っていた。しかしながら、昨今、環境に対してやさしい材料が要求されていることから、ハロゲンフリーで難燃化させたフレキシブルなノイズ抑制シートが要求されている。
【０００４】
そこで特開２００１−３０８５８３号公報にはアクリルゴムに軟磁性金属粉末およびハロゲンフリー難燃剤を含有させたノイズ抑制シートが提案されており、これは水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、赤リンを添加するほかにカーボン粉末、エチレン−酢酸ビニル共重合体を添加してハロゲンフリーでありながら、難燃性を向上させたという点で優れたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した特開２００１−３０８５８３号公報に記載のノイズ抑制シートは、ハロゲンフリーであり、かつ難燃性を有するという点では有利である。しかしながら、アクリルゴム自体の加工性が悪いために軟磁性金属粉末を十分に分散させることが困難である。また、アクリルゴムは耐金属腐食性が悪いために高温高湿環境試験後に金属粉末の磁性層が酸化のために低減する。以上のことからノイズ抑制シートにアクリルゴムを使用する場合にはアクリルゴム自体の特性により磁気特性を悪化させるという問題があった。現在、ノイズ抑制シートに対しては、ハロゲンフリーであることのほかに、電子機器の益々の小型化により更なる薄型化が求められる状況にある。そのためにはハロゲンフリーであるとともに難燃性も良好で、かつ高い磁気特性を有したノイズ抑制シートが求められている。
本発明の目的は、難燃性を具備したハロゲンフリーのノイズ抑制シートにおいて薄型化をさせるために高い磁気特性を有するノイズ抑制シートを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、難燃性を具備するハロゲンフリーのノイズ抑制シートにおいてゴム材料および難燃剤の種類、添加量について検討した結果、ニトリルゴムマトリックス中に軟磁性金属粉末を含有したノイズ抑制シートとすることで、難燃性を具備したハロゲンフリーノイズ抑制シートにおいて磁気特性を大きく改善できることを見いだし本発明に到達した。
【０００７】
すなわち本発明はニトリルゴムのマトリックス中に軟磁性金属粉末とハロゲンフリー難燃剤とを分散させてなるハロゲンフリーノイズ抑制シートである。
本発明では、ニトリルゴムを１００重量部とするとき、軟磁性金属粉末を５００重量部以上、ハロゲンフリー難燃剤として水酸化アルミニウムもしくは水酸化マグネシウムの１種または２種を８０〜１８０重量部、赤リンを５〜２０重量部含有することが好ましい。
また、軟磁性金属粉末はナノ結晶材料であることが好ましい。
また、ハロゲンフリー可塑剤を１０〜１２０重量部含有することが好ましい。さらに、Ｓパラメータ法による１ＧＨｚにおける複素透磁率の虚数項値が６以上であることが好ましい。
【０００８】
なお、本発明において「重量部」とは、マトリックスとなるニトリルゴムの重量を１００として算出する、他の含有物の重量比率である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
上述したように、本発明の重要な特徴は難燃性を示すハロゲンフリーノイズ抑制シートにおいてニトリルゴムを使用し、ハロゲンフリー難燃剤を添加する構成を採用したことにある。
電子部品に使用されるノイズ抑制シートを製造する場合にはマトリックスとなるゴムと軟磁性金属粉末を混練した後に圧延によってシート化し、さらにその後に加硫させてフレキシブルなシートとする。ニトリルゴムは、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム等と同様に非常に加工性に優れ、軟磁性金属粉末等との混練に際しても非常に分散性よく混練することが可能である。また、溶解度指数が９．６とゴム材料としては高いことから金属粉末との濡れ性も良好であり、金属粉末を多く充填することが可能となる。
【００１０】
さらにニトリルゴムは耐金属腐食性が良好であり、ゴム内部においての金属粉末の腐食進展性が少ないために軟磁性金属粉末において磁性層の低減が少なく、高い磁気特性を保持できる利点も有している。
【００１１】
例えば、温度８５℃、湿度８５％の環境に５００時間放置（高温高湿環境試験）した場合も、ニトリルゴムを用いたノイズ抑制シートでは、放置前後においてＳパラメータ法による１ＧＨｚにおける複素透磁率の虚数項値の低下は８％以下を達成することができる。
このように、ニトリルゴムを用いたノイズ抑制シートは酸化による磁性層の低減を抑制できるために磁気特性の劣化が少なくなり、磁性材料としてより好ましい特性を示す。
【００１２】
以上に述べたようにニトリルゴムは溶解度指数が９．６とゴム材料としては高いことから金属粉末を多く充填でき、さらに耐金属腐食性に優れるが、その一方でニトリルゴムのみでは難燃性が十分とは言え無い。そこで、本発明では、ハロゲンフリー難燃剤を添加することで難燃性を補う。ハロゲンフリー難燃剤としては水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、赤リン等がある。これらをニトリルゴムと組み合わせることで、ノイズ抑制シートを電気機器等へ適用する際に必要な難燃性を付与することができる。
【００１３】
本発明では、軟磁性金属粉末の含有量はノイズ抑制シートの磁気特性を高めるためにゴム１００重量部に対して５００重量部以上含有させることが好ましい。より好ましくはゴム１００重量部に対して８００重量部以上含有させると良い。この含有割合であれば、軟磁性金属粉末を添加させた場合においてもニトリルゴムは加工性に優れることからシート内部の分散性をよくすることが可能となる。
【００１４】
ハロゲンフリーの難燃剤としては水酸化アルミニウムもしくは水酸化マグネシウムの１種または２種を使用することが好ましい。添加量としては難燃性を保つためにゴム１００重量部に対して８０重量部以上含有させることが好ましいが、あまり多く添加すると軟磁性金属粉末の添加量が少なくなり、磁気特性が低下することから１８０重量部以下の添加とすることが好ましい。難燃性、磁気特性の双方を兼ねるには、ゴム１００重量部に対して１種または２種を１００〜１５０重量部添加することが好ましい。
【００１５】
赤リンは難燃性を向上させる効果の高い難燃剤であり、ゴム１００重量部に対して５重量部以上含有させることが好ましい。但し、２０重量部含有させると、軟磁性金属粉末を十分に添加することが困難となるので２０重量部以下とすることが好ましい。難燃性、磁気特性の双方を兼ね備えるためには１０〜１５重量部添加することが好ましい。
また、ニトリルゴムでは上記の様な難燃剤の粉末を多量に添加した場合でも加工性が良好であることから、シート中に均一に分散することが可能となり、難燃性の向上にも効果がある。
【００１６】
軟磁性金属粉末としては高い透磁率、磁束密度を有するナノ結晶材料が好ましい。ナノ結晶材料とは粒径が１０〜１００ｎｍの結晶粒が組織の５０％以上を占める金属材料であり、ナノ結晶を形成可能な金属材料としては、Ｆｅ−Ｃｕ−Ｓｉ−Ｎｂ−Ｂ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｕ−Ｓｉ−Ｎｂ−ＢおよびＦｅ−Ｚｒ−Ｃｕ−Ｂ等があげられる。これらの金属材料は溶湯を急冷して非晶質合金を作製した後に、結晶化のための熱処理を施すことにより粒径が１０〜１００ｎｍの結晶粒を有するナノ結晶材料とすることができる。より具体的にはＦｅ−１Ｃｕ−１３．５Ｓｉ−３Ｎｂ−９Ｂ等の組成を有した材料があげられる。これらは、例えば、特開平０１−７９３４２号公報に開示されている。
【００１７】
ナノ結晶材料からなる軟磁性金属は軟磁気特性に優れる一方で、他のＣｏ基アモルファス材料等の軟磁性金属と比べて耐環境性に劣るため、酸化により実質的に磁性層が低減して、磁気特性の劣化を生じやすい。これに対してニトリルゴムは、既述のように耐金属腐食性（耐環境性）が良好であり、ゴム内部においての金属粉末の腐食進展性が低い。よって、ナノ結晶組織を有する軟磁性金属粉末と、ニトリルゴムとを組み合わせるとにより、優れた磁気特性と耐環境性とを兼備したノイズ抑制シートとすることが出来る。
上記の軟磁性金属粉末はさらに磁気特性を向上させるためにはボールミルまたはアトリッションミル等にて扁平化させるとより好ましい。
【００１８】
ニトリルゴムは加工性が良好であるために多量の軟磁性金属粉末をゴム中に均一に分散できるが、あまりに多量の場合には加工性が低下し、均一分散が困難になってくる。より多量に軟磁性金属粉末をゴム中により多く添加し、かつ均一に分散するにはハロゲンフリーの可塑剤を添加することが好ましい。ハロゲンフリーの可塑剤としては難燃効果も兼ね備えているハロゲンフリーのリン酸エステルが特に好ましい。より具体的には、トリアリル系リン酸エステル（味の素製“レフォス６５”）があげられる。添加量はゴム１００重量部に対して１０重量部以上添加することが好ましいが、多く添加するとゴム強度が低くなって使用に耐えうる十分な強度が無くなる場合があるので、１２０重量部以下とすることが好ましい。磁気特性およびゴム強度の双方を兼ね備えるためには２０〜８０重量部の添加量とすることがより好ましい。
【００１９】
以上に述べた、ニトリルゴムを使用して水酸化アルミニウムもしくは水酸化マグネシウムの１種または２種と赤リンを添加し、そこに軟磁性金属粉末を高い充填量で添加したフレキシブルなノイズ抑制シートは、Ｓパラメータ法による１ＧＨｚにおける複素透磁率の虚数項値において６以上を達成することができる。さらには水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、赤リン、ハロゲンフリー可塑剤、軟磁性金属粉末の添加量をより適正化することによりＳパラメータ法による１ＧＨｚにおける複素透磁率の虚数項を７以上とすることが可能である。
【００２０】
図１は、上記の本発明におけるハロゲンフリーノイズ抑制シートの一例を示す断面模式図である。図１において、軟磁性金属粉末１、水酸化アルミニウム２、赤リン３は、加工性に優れるニトリルゴム（マトリックス）４中で、凝集を抑制して均一に分散させることが可能である。
【００２１】
【実施例】
Ｆｅ−１Ｃｕ−１２．５Ｓｉ−３Ｎｂ−１Ｃｒ−１２Ｂ（ａｔ％）合金の溶湯を水噴霧し、平均粒径２０μｍの粉末を得た。これをアトライタにて扁平化処理し、平均粒径が４０μｍのフレーク粉末を製造した。その後、５５０℃で２ｈ、Ｎ_２雰囲気中で熱処理を行うことによりナノ結晶材料からなる偏平形状の軟磁性金属粉末を作製した。
上記の軟磁性金属粉末を、マトリックスとしてニトリルゴム（ＮＢＲ）を用いて、表２に示すＮｏ．１〜５の配合にて混練した。Ｎｏ．１〜５の配合の混錬体をそれぞれロール圧延した後に減圧プレスにて１８０℃の条件にてシート化するとともに架橋して、厚さ０．５ｍｍのノイズ抑制シートを作製した。これらのノイズ抑制シートについて難燃性、磁気特性、耐環境性（耐金属腐食性）を評価した。
【００２２】
難燃性は、ＵＬ９４に準拠した方法に基づいて評価を行った。
具体的にＵＬ９４に準拠した方法とは、垂直に支持した短冊状の試験片の下端にバーナー炎をあてて１０秒間保ち、その後バーナー炎を試験片から離す。炎が消えれば直ちにバーナー炎を更に１０秒間あてる。その際の燃焼状態を表１に記載の基準に対照させて、難燃性を評価する方法である。
【００２３】
【表１】

【００２４】
磁気特性は、外径７ｍｍ、内径３ｍｍの円柱に加工したシートを、ヒューレットパッカード製ネットワークアナライザー８７２０Ｄを用い、Ｓパラメータ法に従って、１ＧＨｚにおける複素透磁率の虚数項値を求めて評価を行った。
耐環境性は、温度８５℃、湿度８５％の環境にノイズ抑制シートを５００時間放置し、その前後で上記の１ＧＨｚにおける複素透磁率の虚数項値を比較して評価を行った。
【００２５】
比較の為、マトリックスとしてアクリルゴム（ＡＣＭ）を用いる以外は、本発明例のＮｏ．１と同様にして作製したノイズ抑制シート（Ｎｏ．６）についても同様の評価を行った。
【００２６】
【表２】

【００２７】
評価結果を表２に併せて示す。Ｎｏ．１〜５においてＶ０相当を示すとともに磁気特性は複素透磁率の虚数項値が６以上でノイズ抑制シートとして良好な特性であることを示した。また、８５℃、８５％にて５００時間保管した後における複素透磁率の虚数項値の劣化は、いずれも８％以下を示した。
【００２８】
一方、アクリルゴムをマトリックスとして用いた比較例であるＮｏ．６のノイズ抑制シートでは、難燃性ではＶ０相当を示すものの、磁気特性はニトリルゴムのマトリックス中に同量の軟磁性金属粉末を混錬している本発明例であるＮｏ．１と比べて低い値となっている。Ｎｏ．６と比べてＮｏ．１で優れた磁気特性となっているのは、ニトリルゴムはアクリルゴムに比べて加工性に優れる為、混錬を行う際にＮｏ．１ではＮｏ．６と比べて軟磁性金属粉末が凝集することなく、十分に分散が行われているためと考えられる。
【００２９】
また、耐環境性についてもＮｏ．１と比べてＮｏ．６は明らかに劣っている。Ｎｏ．１において耐環境性に優れる結果となったのは、ニトリルゴムはアクリルゴムに比べて耐金属腐食性に優れるためと考えられる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、電子部品等に使用されるハロゲンフリーのノイズ抑制シートにおいて難燃性、磁気特性を飛躍的に改善することができるためにノイズ抑制シートを薄型化することが可能となり、環境に対応した小型電子部品のノイズ対策にとって欠くことのできない技術となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ハロゲンフリーノイズ抑制シートの一例を示す断面模式図である。
【符号の説明】
１．軟磁性金属粉末、２．水酸化アルミニウム、３．赤リン、４．ニトリルゴム（マトリックス）

Claims

ニトリルゴムのマトリックス中に軟磁性金属粉末とハロゲンフリー難燃剤とを分散させてなることを特徴とするハロゲンフリーノイズ抑制シート。
ニトリルゴムを１００重量部とするとき、軟磁性金属粉末を５００重量部以上、ハロゲンフリー難燃剤として水酸化アルミニウムもしくは水酸化マグネシウムの１種または２種を８０〜１８０重量部、赤リンを５〜２０重量部含有することを特徴とする請求項１に記載のハロゲンフリーノイズ抑制シート。
軟磁性金属粉末はナノ結晶材料であることを特徴とする請求項１または２に記載のハロゲンフリーノイズ抑制シート。
ハロゲンフリー可塑剤を１０〜１２０重量部含有することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のハロゲンフリーノイズ抑制シート。
Ｓパラメータ法による１ＧＨｚにおける複素透磁率の虚数項値が６以上であることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のハロゲンフリーノイズ抑制シート。