JP2004095847A

JP2004095847A - 電磁波シールドガスケットおよびその製造方法

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Publication number: JP2004095847A
Application number: JP2002254842A
Authority: JP
Inventors: Yoshiharu Kiyohara; 清原　好晴; Takahiko Yoshida; 吉田　隆彦; Haruhide Go; 呉　東英; Yoshiyuki Yamamoto; 山元　禎之; Shinichi Sato; 佐藤　真一; Kijun Toyokawa; 豊川　貴淳; Yoshinori Maekawa; 前川　佳範; Kazuo Yano; 矢野　和夫; Sumio Sugimoto; 杉本　澄雄; Akira Motohiro; 元廣　昭
Original assignee: Nitta Corp; Sanyo Precon KK
Current assignee: Nitta Corp; Sanyo Precon KK
Priority date: 2002-08-30
Filing date: 2002-08-30
Publication date: 2004-03-25

Abstract

【課題】高い電磁波シールド性、柔軟性および弾性を備えるとともに、耐久性に優れ、しかも製造が容易な電磁波シールドガスケット、並びに未加硫時の形状安定性が良好で、しかも断面形状が複雑なものでも容易に製造することができる前記ガスケットの製造方法を提供することである。
【解決手段】配合剤として少なくともカーボンブラックおよび黒鉛が配合されて導電性が付与された弾性素材からなり、断面が中空形状に成形されている電磁波シールドガスケット１１である。また、弾性素材１００重量部に対する添加量をカーボンブラック２０〜１２０重量部、黒鉛２０〜１８０重量部とし、かつコンパウンドムーニー粘度（ＭＬ１＋４，１００℃）が６０〜１００となるように配合・混練された混合物を中空形状に成形する前記ガスケット１１の製造方法である。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外壁パネル等の建築部材の目地部等に配置して、この間隙を通過する電磁波を遮断するための電磁波シールドガスケットに関する。
【従来の技術】
【０００２】
従来から、電磁波シールド用のガスケットとしては、例えばエラストマー等の弾性素材からなる芯材の表面に金属のめっきや蒸着等によって導電性被膜を形成したり、芯材の表面に導電性を有する織物やシート等を被覆したものが挙げられ、特開平７−３１２４９７号公報、特開平１０−７０３８８号公報等に開示されている。前者は棒状の弾性体に導電性を有する布体を被覆したものであり、後者は弾性材により棒状に形成された芯材の側面周囲にシート状の導電性被覆材を被覆したものである。しかしながら、これらはともに芯材の表面に被覆材（布体またはシート）を被覆したものであるため、被覆材が剥がれる等の不具合が生じるおそれがあり耐久性が不十分であることや、少なくとも芯材を成形する工程と被覆材を被覆する工程とが必要であり製造工程が煩雑になるという問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の主たる目的は、高い電磁波シールド性、柔軟性および弾性を備えるとともに、耐久性に優れ、しかも製造が容易な電磁波シールドガスケットを提供することである。
【０００４】
本発明の他の目的は、中空形状のような複雑な形状のガスケットを製造する場合であっても、未加硫時の形状安定性が良好で、しかも断面形状が複雑なものでも容易に製造することができる電磁波シールドガスケットの製造方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明にかかる電磁波シールドガスケットは、配合剤として少なくともカーボンブラックおよび黒鉛が配合された弾性素材からなり、断面が中空形状に成形されていることを特徴とする。このように、本発明の電磁波シールドガスケットは、カーボンブラックおよび黒鉛が配合されて導電性が付与された弾性素材を成形することにより得られるので、高い電磁波シールド性を備えているとともに、芯材に導電性被覆材を被覆した従来の電磁波シールドガスケットと比較して耐久性が優れ、しかも製造が容易である。また、弾性素材からなる中空形状であるので、柔軟性および弾性を備えている。ここで、本発明の電磁波シールドガスケットには、内部に中空部分を有する筒状体はもちろんのこと、筒状体の側面の一部に長尺方向に開いた開口部を有しているもの等も含まれる。
【０００６】
本発明の電磁波シールドガスケットでは、前記弾性素材１００重量部に対して、カーボンブラックが２０〜１２０重量部、黒鉛が２０〜１８０重量部の割合で配合されているのが好ましい。また、前記カーボンブラックは、窒素吸着比表面積が１５０〜１０００ｍ^２／ｇ、ＤＢＰ吸油量が１２０〜４００ｍＬ／１００ｇであるのがより好ましい。
【０００７】
本発明にかかる電磁波シールドガスケットの製造方法は、弾性素材１００重量部に対する添加量をカーボンブラック２０〜１２０重量部、黒鉛２０〜１８０重量部とし、かつＪＩＳ　Ｋ　６３００−１により測定されるコンパウンドムーニー粘度（ＭＬ１＋４，１００℃）が６０〜１００となるように配合・混練された混合物を中空形状に成形することを特徴とする。
【０００８】
このように、本発明方法では、コンパウンドムーニー粘度を６０〜１００としているので、所定形状に成形した直後の未加硫時や溶融時でも形状安定性に優れている。これにより、中空形状が安定したガスケットを得ることができる。また、上記のようにしてカーボンブラックおよび黒鉛が配合・混練された弾性素材を押出成形などにより中空形状に成形するだけでよいので、断面形状が複雑なものでも容易に製造することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の電磁波シールドガスケットは、配合剤として少なくともカーボンブラックおよび黒鉛が配合されて導電性が付与された弾性素材からなり、断面が中空形状に成形されているものである。前記弾性素材としては、例えばゴム、熱可塑性エラストマーなどの高分子材料が挙げられる。
【００１０】
前記ゴムとしては、例えば天然ゴムのほか、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンーブタジエンゴム、エチレンープロピレンゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、塩素化ポリエチレンゴム、水素添加ニトリルゴム、シリコンゴムなどの合成ゴム単独、もしくはこれらのゴムを各種変性処理にて改質したものが挙げられる。また、これらのゴムは単独で使用するほか、複数をブレンドして用いることができる。ゴムには、配合剤として、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、軟化剤、可塑剤、充填剤、着色剤などの従来から使用されているものを適宜配合することができる。
【００１１】
熱可塑性エラストマーとしては、例えばポリスチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系などの各種熱可塑性エラストマーが挙げられる。
【００１２】
前記カーボンブラックとしては、ファーネスブラック、チャンネルブラックなどが挙げられ、特に窒素吸着比表面積（ＡＳＴＭ　Ｄ３０３７‐９３）が１５０〜１０００ｍ^２／ｇ、ＤＢＰ吸油量（ＡＳＴＭ　Ｄ２４１４‐９６）が１２０〜４００ｍｌ／１００ｇであるカーボンブラック、例えばライオン・アクゾー社製のケッチェンブラックなどを使用するのが好ましい。
【００１３】
前記黒鉛としては、人造黒鉛；鱗片状黒鉛、塊状黒鉛、土状黒鉛などの天然黒鉛などが挙げられる。本発明で使用する黒鉛は、特に平均粒子径が１５μｍ以上、好ましくは２０μｍ以上であるのがよい。平均粒子径の増加に伴って電磁波シールド効果も増大する傾向にある。
【００１４】
前記黒鉛は見掛け密度が０．６ｇ／ｃｍ^３以下であるのが好ましい。黒鉛の見掛け密度が０．６ｇ／ｃｍ^３を超える場合は、電磁波シールド性が低下するおそれがある。黒鉛の見掛け密度の下限は、特に限定されるものではない。なお、黒鉛の見掛け密度はＪＩＳ　Ｍ８５１１に記載の方法にて測定したものである。
【００１５】
また、黒鉛は結晶化度の高いものを使用するのが高い電磁波シールド性を得るうえで好ましい。黒鉛の純度を表す固定炭素分は特に限定されるものではないが、固定炭素分９７％以上であるのが好ましい。
【００１６】
カーボンブラックは、弾性素材１００重量部に対して２０〜１２０重量部、好ましくは２０〜１００重量部の割合で、黒鉛は、弾性素材１００重量部に対して２０〜１８０重量部、好ましくは４０〜１６０重量部の割合で配合されるのがよい。カーボンブラックと黒鉛の総量は弾性素材１００重量部に対して８０〜２４０重量部、好ましくは１００〜２００重量部であるのがよい。総量が８０重量部未満では電磁波シールド性が低く、ガスケット押し出し時の寸法安定性が悪い。一方、総量が２４０重量部を超えると加工性が著しく阻害される。また、カーボンブラックおよび黒鉛の総量は、上記範囲内であれば大きいほどガスケット押し出し時の寸法安定性が優れる。
【００１７】
本発明においては、上記カーボンブラックおよび黒鉛に加えて、導電性繊維を弾性素材に含有させることにより、電磁波シールド性を向上させることができる。このような導電性繊維としては、例えばカーボン繊維、黒鉛繊維、金属繊維（例えばステンレス鋼繊維、アルミニウム繊維、ニッケル繊維、銅繊維）などが挙げられる。導電性繊維は平均繊維長が１０μｍ〜１０ｍｍ程度であるのがよい。また、導電性繊維は、弾性素材１００重量部に対して０〜２０重量部の割合で含有される。
【００１８】
弾性素材としてゴムを用いた場合、本発明の電磁波シールドガスケットは、原料ゴムに対して、上記した配合比率の範囲内で、かつコンパウンドムーニー粘度（ＭＬ１＋４，１００℃）が６０〜１００となるようにカーボンブラックおよび黒鉛を含む各種配合剤を配合・混練して混合物を得、この混合物を押出成形、射出成形などにより中空形状に成形し、加硫を行うことによって製造される。
【００１９】
また、弾性素材として熱可塑性エラストマーを用いた場合、本発明の電磁波シールドガスケットは、原料となる熱可塑性エラストマーに対して、上記した配合比率の範囲内で、かつコンパウンドムーニー粘度（ＭＬ１＋４，１００℃）が６０〜１００となるようにカーボンブラックおよび黒鉛を含む各種配合剤を配合・混練して混合物を得、この混合物を押出成形、射出成形などにより中空形状に成形することによって製造される。
【００２０】
上記のようにコンパウンドムーニー粘度を６０〜１００としているので、所定形状に成形した直後の未加硫時や溶融時でも形状安定性に優れている。コンパウンドムーニー粘度が６０未満となると、成形直後の未加硫時や溶融時に所定の中空形状を維持することができないおそれがある。また、コンパウンドムーニー粘度が１００を越えると過度に固くなり成形が困難になるおそれがある。コンパウンドムーニー粘度は、カーボンブラックおよび黒鉛の配合比率や、オイルなどの配合剤の配合比率を変えることにより調整することができる。
【００２１】
図１（ａ）は本発明の電磁波シールドガスケットの一実施形態を示す斜視図であり、（ｂ）はその断面図である。図１（ａ），（ｂ）に示すように、電磁波シールドガスケット１１は中空部１２を有する断面が中空形状の成形体である。このガスケット１１の接面１３は、外壁パネル間に形成される目地部に装填する際に、外壁パネルの側端面と接する面である。
【００２２】
ガスケット１１の断面形状、肉厚、長さ等は、使用される状況に応じて適宜決定すればよく、通常使用されているものと同程度のものが使用可能である。例えば、ガスケット１１の肉厚を薄くすると柔軟性が向上するが、一方で肉厚を薄くすると電磁波シールド性が低下する傾向にある。したがって、実際に使用する環境において要求される電磁波シールド性能やガスケット１１を装填する箇所の寸法などを考慮に入れて適宜決定すればよい。
【００２３】
図２は電磁波シールドガスケット１１を外壁パネルの目地部に装填した状態を示す断面図である。同図に示すように、２つのガスケット１１，１１が、外壁パネル１４，１４の側端面１５，１５にガスケット１１，１１の接面１３，１３がそれぞれ接するように装填される。装填の際には、ガスケット１１，１１を接面１３に垂直な方向に圧縮し、これを目地部に押し込むようにする。これにより、ガスケット１１，１１が有する弾性による復元力によって目地部に隙間が生じることなく遮蔽される。本発明のガスケット１１は、柔軟性および弾性を備えているので、装填しやすく、かつ電磁波の遮蔽性も優れている。
【００２４】
図３（ａ）〜（ｅ）は本発明の電磁波シールドガスケットの他の実施形態を示す断面図である。図３（ａ）に示すガスケット２１は中空部２２および接面２３を備え、さらに突条部２４を備えている。このガスケット２１は、突条部２４が外壁パネルの側端面に設けられた溝に嵌め込まれて固定されるので、より安定性が向上する。図３（ｂ）に示すガスケット３１は中空部３２および接面３３を備え、側面の一部が長尺方向に開いた開口部３４を有している。図３（ｃ）に示すガスケット４１の中空部内には、弾性素材で形成された芯材４２が挿入されている。また、図３（ｄ）に示すガスケット５１の中空部内には、弾性素材で形成され中空部を有する芯材５２が挿入されている。これらの芯材４２，５２は発泡体であってもよい。芯材４２，５２は、ガスケット４１，５１を成形した後で挿入してもよいが、押出成形などによりガスケット４１，５１と同時成形してもよい。このようなガスケット４１，５２では、その肉厚を薄くしても弾性素材で形成された芯材４２，５２を挿入しているので弾性が損なわれることがない。図３（ｅ）に示すガスケット６１は、中空部６２を備え、さらに外周面に例えばシリコンゴム、フッ素ゴム、オレフィン系ポリマーなどからなる被覆層６４が設けられている。この被覆層６４は、ガスケット６１を成形した後で塗布または含浸させることにより被覆するか、ガスケットを成型した後押し出し成形などで被覆するか、あるいは押出成形などによりガスケット６１と同時成形することにより形成することができる。このような被覆層６４が設けられていることでガスケット６１の耐久性および耐老化性が向上し、外壁パネルの目地部に装填した際に外壁パネルの側端面への密着性を向上させることができる。
【００２５】
なお、本発明のガスケットは、公知の化学発泡剤、物理発泡剤、マイクロバルーン発泡剤などを弾性素材に添加することにより発泡させた発泡体であってもよい。
【００２６】
【実施例】
以下、参考例、実施例および比較例を挙げて本発明の電磁波シールドガスケットについて詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００２７】
参考例１〜１０
表１に示す各配合剤を同表に示す割合でエチレン−プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）またはクロロプレンゴム（ＣＲ）に配合・混練して混合物を得た後、所定の形状にシーティングし、ついでプレスにて１６０℃で２０分間加硫することによって、縦１５０ｍｍ×横１５０ｍｍ×厚さ３ｍｍの電磁波シールド効果評価用シートを得た。また、上記と同様の方法により断面寸法１５ｍｍ×１０ｍｍ、長さ１００ｍｍの圧縮応力測定用シートを得た。
【００２８】
表１中のカーボンブラックＡとは、ライオン・アクゾー社製のケッチェンブラックＥＣ（窒素吸着比表面積８００ｍ^２／ｇ、ＤＢＰ吸油量３６５ｍｌ／１００ｇ）であり、カーボンブラックＢとは、昭和キャボット（株）社製のＮ５５０である。また、表１中の黒鉛は日本黒鉛工業（株）製のＣＢ１００（平均粒子径８０μｍ、見掛け密度０．３６ｇ／ｃｍ^３）である。参考例５〜８では、表１に示す各配合剤の他、発泡剤を添加して同表に示す発泡倍率の発泡体とした。発泡剤としては、ＡＫＺＯＮＯＢＥＬ（株）製のエクスパンセル００９ＤＵ−８０を用いた。
【００２９】
参考例１〜参考例１０で得られたシートを用いて、以下に示す方法により電磁波シールド効果および圧縮応力を測定した。その結果を表１にそれぞれ示す。また、表１に示す配合で混練して得られた混合物のコンパウンドムーニー粘度（ＪＩＳ　Ｋ　６３００−１）の測定結果を表１に併せて示す。
【００３０】
＜電磁波シールド効果評価方法＞
ＫＥＣ法に規定される電界シールド効果評価装置を使用して、各周波数での電磁波シールド効果を評価した。表１に示す電磁波シールド効果は、評価用シートに対する入射電磁波と透過電磁波の強さの比を受信電力の比（減衰量：単位ｄＢ）で表したものである。
【００３１】
＜圧縮応力測定方法＞
圧縮応力は、発泡体の圧縮荷重試験方法（ＪＩＳ　Ａ５７５０−６．４）により測定した。
【００３２】
【表１】

【００３３】
表１から、参考例９はカーボンブラックが配合されておらず、参考例１０は黒鉛が配合されていないため、電磁波シールド効果が低いことがわかる。これに対して、カーボンブラックおよび黒鉛が配合されている参考例１〜参考例８では良好な電磁波シールド効果が得られた。
【００３４】
実施例１〜４および比較例１，２
表２に示す配合組成（参考例１〜参考例４、参考例９または参考例１０と同じ組成）で各成分を配合・混練し混合物を得た。ついで、これらの混合物を押出成形により図１（ａ），（ｂ）に示すような中空のガスケット形状に押し出して成形体を作製し、さらにこの成形体を１５０℃で６０分間加硫することによって図１（ａ），（ｂ）に示すような電磁波シールドガスケットを作製した。
【００３５】
＜形状安定性の評価＞
上記の電磁波シールドガスケットの作製過程において、混合物を押出成形により中空のガスケット形状に押し出した時（未加硫時）の形状安定性を評価した。その結果を表２に示す。
【００３６】
【表２】

【００３７】
比較例１は、その配合組成（表１の参考例９）からなる混合物のコンパウンドムーニー粘度が低いため、ガスケット未加硫時の形状安定性に問題があった。これに対して、実施例１〜４および比較例２では、ガスケット未加硫時の形状安定性は良好であった。
【００３８】
＜電磁波シールド効果の測定＞
次に、実施例３において作製した電磁波シールドガスケット１１を用い、以下のようにして電磁波シールド効果を評価した。
【００３９】
電磁波シールド効果は、図４に示す装置により測定した。この装置は、シールドボックス１０１の開口部に前面パネル１０７を装着し、シールドボックス１０１内に配置されている発振器１０３から発振された擬似ノイズを送信アンテナ１０２から送信して、シールドボックス１０１外に輻射された電磁波を受信アンテナ１０４で受信し、漏洩電界強度の最大値を測定器１０５で測定するものである。
【００４０】
図５（ａ）はシールドボックス１０１の開口部面１０９に取り付けた電磁波シールドガスケット１１の配置状態を示す正面図であり、図５（ｂ）は前面パネル１０７に取り付けたガスケット１１の配置状態を示す正面図である。これらのガスケット１１，１１は、前面パネル１０７をシールドボックス１０１に装着した際に、前面パネル１０７側のガスケットとシールドボックス１０１側のガスケットが重なるような位置に配置されている。シールドボックス１０１は、その開口部の寸法ｔ１，ｔ２が６００ｍｍで、開口部面１０９の寸法ｔ３，ｔ４が７２０ｍｍである。前面パネル１０７の寸法ｔ５，ｔ６は７２０ｍｍである。
【００４１】
また、前面パネル１０７をシールドボックス１０１に装着する際には、これらの間にスペーサー１１０を介在させることにより、一定の圧縮率でガスケット１１，１１が圧縮して装着されるようにした。すなわち、スペーサー１１０の厚さは３０ｍｍとし、このときのガスケット１１の圧縮率は２２．２％であった。
【００４２】
電磁波シールド効果は、以下の試験条件で測定した。
（試験条件）
測定周波数：２００ＭＨｚ〜２ＧＨｚ
送信アンテナ：水平
受信アンテナ：水平
送信アンテナと受信アンテナの距離：３ｍ
受信アンテナ：上下可動
シールドボックス：回転可動
【００４３】
＜圧縮応力の測定＞
次に、実施例３において作製した電磁波シールドガスケット１１を用い、以下のようにして圧縮応力を測定した。この圧縮応力の測定は、長さ１００ｍｍの電磁波シールドガスケット１１を用いて前記と同様の方法（ＪＩＳ　Ａ５７５０−６．４）により行った。
【００４４】
また、比較例２において作製した電磁波シールドガスケットを用い、実施例３と同様にして電磁波シールド効果および圧縮応力を測定した。この比較例２の配合は、建築部材の目地部等に用いられるガスケットの標準的な配合である。
【００４５】
実施例３および比較例２のガスケットの電磁波シールド効果の測定結果を表３および図６のグラフに、圧縮応力の測定結果を表３にそれぞれ示す。なお、実施例３では、電磁波シールド効果が高く、測定装置の測定限界を超えていたため、測定できた最大値を表３に示した。
【００４６】
【表３】

【００４７】
表３および図６から、本発明のガスケット１１を取り付けた実施例３は、比較例２と比較して、電磁波シールド効果が高いことがわかる。
【００４８】
また、実施例３および比較例２では中空形状としているので、これらのガスケットは参考例３および参考例１０のシートと比べると圧縮応力が著しく低減されており、その程度は発泡シート（例えば、参考例５〜８）の圧縮応力の１０分の１程度である。これにより、これらのガスケットは柔軟性に富み、しかも弾性素材で形成されているので弾性にも富んでいるため、ガスケットの装着が容易になり、密封性および水密性が得られる。
【００４９】
【発明の効果】
本発明の電磁波シールドガスケットは、高い電磁波シールド性、柔軟性および弾性を備えるとともに、耐久性に優れ、しかも製造が容易であるという効果がある。
【００５０】
また、本発明の製造方法によれば、未加硫時の形状安定性が良好で、しかも断面形状が複雑なものでも容易に製造することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の電磁波シールドガスケットの一実施形態を示す斜視図であり、（ｂ）はその断面図である。
【図２】電磁波シールドガスケットを外壁パネルの目地部に装填した状態を示す断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｅ）は本発明の電磁波シールドガスケットの他の実施形態を示す断面図である。
【図４】実施例３および比較例２において電磁波シールド効果を評価するための装置を示す概略図である。
【図５】（ａ）はシールドボックスの開口部面に取り付けたガスケットの配置状態を示す正面図であり、図５（ｂ）は前面パネルに取り付けたガスケットの配置状態を示す正面図である。
【図６】実施例３および比較例２の評価結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１１　電磁波シールドガスケット
１２　中空部
１３　接面

Claims

配合剤として少なくともカーボンブラックおよび黒鉛が配合された弾性素材からなり、断面が中空形状に成形されていることを特徴とする電磁波シールドガスケット。
前記弾性素材１００重量部に対して、カーボンブラックが２０〜１２０重量部、黒鉛が２０〜１８０重量部の割合で配合されている請求項１記載の電磁波シールドガスケット。
前記カーボンブラックは、窒素吸着比表面積が１５０〜１０００ｍ^２／ｇ、ＤＢＰ吸油量が１２０〜４００ｍＬ／１００ｇである請求項１または２記載の電磁波シールドガスケット。
前記弾性素材がゴムまたは熱可塑性エラストマーからなる請求項１〜３のいずれかに記載の電磁波シールドガスケット。
弾性素材１００重量部に対する添加量をカーボンブラック２０〜１２０重量部、黒鉛２０〜１８０重量部とし、かつコンパウンドムーニー粘度（ＭＬ１＋４，１００℃）が６０〜１００となるように配合・混練された混合物を中空形状に成形することを特徴とする電磁波シールドガスケットの製造方法。