JP2008028258A - 積層シートおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】粒径の大きな粉体や繊維集合体がシート表面から脱落することを抑制し、かつ、表面抵抗率のばらつきをなくし、安定した品質を確保できる積層シートを提供する。
【解決手段】積層シートは、複数の繊維集合体３ａ、３ｂの繊維端がシート外部へ飛び出さないように弾性樹脂を繊維集合体３a、３ｂの全体に浸透させ、繊維集合体３ａ、３ｂの一部はシート表面に露出し、繊維集合体３ａ、３ｂどうしの間に大きさ５０μｍ〜１ｍｍの充填材を有する。２枚の離型シート４a、４ｂで複数の繊維集合体３ａ、３ｂを最外層から挟み込み、離型シート４ａ、４ｂと複数の繊維集合体３ａ、３ｂからなる層状物２０を形成する工程、繊維集合体３ａと繊維集合体３ｂとの間に弾性樹脂１０を流し込んで含浸させる工程、繊維集合体３ａ、３ｂに弾性樹脂１０を含浸させる際に、層状物２０を加圧する工程、により製造される。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数の繊維集合体に弾性樹脂を含浸した積層シートおよびその製造方法に関するもので、特に、導電性材料を使用した場合、電磁波シールド効果が高く柔軟性に優れる導電性積層シートおよびその製造方法に関する。

近年、不織布などの繊維集合体に合成樹脂を含浸させた積層シートが開発され、人工皮革や合成皮革等、様々な用途に展開されている。一方、昨今の電子技術の進展により、電子機器等の電磁波防止対策の重要性が高まりつつあり、高機能を有する電磁波シールド材の開発が求められる中、積層シートに導電性を持たせて電磁波シールド材として利用する技術が提案されている。

例えば、特許文献１（特開平6-152181）では、銀めっき合成繊維を含む第１ウェブ層と、ニッケルめっき合成繊維を含む第２ウェブ層との二層ウェブから成り、その二層を合成樹脂結合剤で結着した電磁波シールド材が提案されている。

また、本発明者らは、導電性シートの製造方法として、導電性繊維集合体を中央にして、両側から離型シートで挟み込み、各々の離型シートと導電性の基材（繊維集合体）の隙間に弾性樹脂原料混合物を投入し、マングルで挟むことにより繊維集合体中へ含浸させる方法を提案した(特願2006-037943)。

このような方法から得られる導電性シートは、表面に導電性繊維が露出しているために、シート内に加えその表層についても導電性を得ることができ、さらに、弾性樹脂成分や弾性樹脂層内に発生する空隙がクッションの役割を担う為、柔軟でクッション性のある導電性電磁波シールド材を得ることができるものである。このシートは、どのような抜き取り加工を施しても、全面で導電性を示す為、導通を断ち切られること無く加工が可能であり、工業上の利用価値は高いものであった。
特開平6-152181号公報

しかしながら、特許文献１による電磁波シールド材は、２つのウェブ層を合成樹脂結合剤に浸漬することで結着させるものであり、その製造方法によると表層に合成繊維の繊維端がシート外部へ飛び出してしまっており、電子機器の筐体等に該電磁波シールド材を取り付ける際に、僅かな磨耗によりその合成繊維の欠落が生じるため、電子機器内部でのショート発生の原因にもなっていた。

また、本発明者らが提案した導電性繊維集合体を中央にして、両側から離型シートで挟み込む方法では、次のような解決すべき課題の存在が明らかになった。先ず、導電性シートの厚みが、導電性基材（不織布等）の厚みに左右されることになる。したがって、種々の厚みを有するバリエーション品を揃える為には、厚みの異なる導電性基材を取り揃える必要があり、製造効率が悪くなる。また、導電性基材の両側から弾性樹脂原料混合物を含浸塗布するので、導電性繊維の表面露出が少なくなってしまい、表面抵抗率がばらつき、安定した品質を確保することが困難であった。さらに、膨張黒鉛等の比較的粒径の大きな粉体を併用する場合、粉体が表面に残存する可能性が高くなり、導電性シートへ成形加工する際などに表面から脱落する危険があった。これらは、弾性樹脂混合物を基材の両面から塗布・含浸するために発生すると考えられる。

前記課題を解決するため、本発明者らは鋭意検討した結果、繊維集合体を１枚ではなく複数枚として弾性樹脂を含浸し積層シートを作製することにより、前記課題を解決できることを見出し、本発明をなすに至った。

すなわち、複数の繊維集合体を含み、複数の繊維集合体の繊維端がシート外部へ飛び出さないように弾性樹脂を繊維集合体の全体に浸透させた積層シートであって、繊維集合体の一部はシート表面に露出し、繊維集合体どうしの間に大きさ５０μｍ〜１ｍｍの充填材を有することを特徴とする。

本発明の積層シートは、繊維集合体を構成する繊維の端部が、積層シートの表面から外部に飛び出していない状態である。このような状態では、繊維集合体が積層シートの表面近傍に留まっているので、粉落ち等の発生が抑制される。したがって、クッション性を備えた風合いのよいシートとして種々の用途に使用できる。

前記繊維集合体の少なくとも一つを、導電性繊維を含む繊維集合体としたときは、導電性積層シートとして電磁波シールド効果が高く、柔軟性に優れた電磁波シールドシートとして、主に電子機器から発生する電磁波を遮断する目的に使用できる。

前記弾性樹脂としては、ポリウレタン樹脂を用いることができ、このポリウレタン樹脂は、熱硬化性ポリウレタン樹脂とするのが好適である。

前記導電性繊維を含む繊維集合体は、銀でメッキされた合成繊維を含む不織布であって、該合成繊維の繊維長を２０〜８０ｍｍとすることができる。

また、前記充填材は、導電性充填材又は難燃剤とすることが可能である。

本発明の積層シートは、合成皮革、人工皮革といった用途のみならず、様々な電子機器に用いることができる。すなわち、クッション性によって振動・衝撃といった外力からの液晶部品等の保護を図ることができるばかりでなく、導電性を備える場合には、電子機器（ノートパソコン、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話、ＰＤＡ、ナビゲーションシステム、医療機器類等）の液晶表示装置と筐体間に挟んで配置される電磁波シールド材として用いるのに好適で、電子機器自体から発する電磁波漏洩の防止、外部からの電磁波による誤動作の防止等の用途に使用できる。

この積層シートは、適用される電子機器により、その大きさ、厚さ、形状等を変化させる必要があるが、このシートは加工性に富んだ素材であるので、大きさ等を適宜、変更選択することができる。また、このシートは型抜きが容易であるため、所定の形態のものを大量に生産する場合にも適したものである。

本発明の積層シートは、複数の繊維集合体を弾性樹脂によって一体化して製造され、２枚の離型シートで複数の繊維集合体を最外層から挟み込み、離型シートと複数の繊維集合体からなる層状物を形成する工程と、繊維集合体と繊維集合体との間に弾性樹脂を流し込んでこれらの繊維集合体に浸透させる工程と、繊維集合体に弾性樹脂を浸透させる際に、層状物を加圧する工程と、を有する。

前記繊維集合体間に弾性樹脂が流し込まれた層状物を加圧するには、この層状物を対向したローラ間を通過させて加圧することが好ましい。

本発明に係る積層シートは、繊維集合体を構成する繊維の繊維端がシート外部に飛び出しておらず、該繊維がシート表面で横になった状態（寝た状態）で、その一部を表層に曝した状態で多く存在する。そのため、シート表面の平滑度に優れ、これを使用する電子機器のショートの原因となる「粉落ち」（表面の磨耗等による表面物の脱落）が有効に抑制され、また、表面の導電性も確保でき、容易にアースをとることが可能となる。

本発明の積層シートは、一方の繊維集合体と他方の繊維集合体との間に弾性樹脂原液を流し込んで作製することとなるので、シート表面への繊維露出を大きくすることができ、表面の導電性を高めることが可能となる。

また、複数の繊維集合体で弾性樹脂原液を挟み込む（サンドイッチする）こととなるので、該原液に含まれる添加物（膨張黒鉛等）がシート表面に浮き出てくることを抑制することができ、ショートの原因となる「粉落ち」を防ぐことが可能となる。

さらに、繊維集合体を複数枚用いることができるため、繊維集合体の厚みの組み合わせにより、所望の厚みの積層シートを容易に得ることができる。

なお、本発明の導電性シートは、主に、電子機器の液晶表示装置と筐体間に挟んで配置される電磁波シールド材に用いるのに好適であり、電子機器自体から発する電磁波漏洩の防止、外部からの電磁波による誤動作の防止、及び、振動・衝撃といった外力からの液晶部品等の保護を図ることができる。

次に、本発明の実施の形態にかかる積層シートを説明する。

本発明の積層シートは、複数の繊維集合体の繊維端がシート外部へ飛び出さないように弾性樹脂を繊維集合体の隅々にまで浸透させたものであって、かつ、繊維集合体の一部はシート表面に露出し、繊維集合体と繊維集合体に挟まれた部分に大きさ５０μｍ〜１ｍｍの充填材を有する積層シートである。

（繊維集合体）
繊維集合体は、綿、レーヨン、ポリエステル、アクリル、ポリプロピレン等の繊維で構成されるものである。さらに、電磁波シールド材として用いるためには、これらの繊維にメッキを施したものや、カーボンファイバーにメッキを施したものを繊維集合体として使用することが好ましい。その理由は、均一に金属層を形成できるので品質が安定しやすく、電気的な性能をコントロールしやすい為である。ポリエステル合成繊維としては、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレート等が挙げられるが、汎用性のあるポリエチレンテレフタレートが好ましい。

合成繊維に施されるメッキとしては、一般的に銅メッキやニッケルメッキ等が用いられるが、これらは、高温高湿度の環境下では比較的腐蝕しやすく、経時的に表面抵抗が上昇して性能が劣化する恐れがある。一方、銀メッキは、元々、貴な金属であり錆びに強く性能変化を起こしにくいため、好適に用いられる。

繊維集合体の形態としては、不織布が好ましい。不織布は、織編物に較べ、繊維の集合組織の状態がルーズなため、粘度を有した液体が含浸しやすく、含浸した液体が保持されやすい。

繊維集合体を構成する繊維の直径は、５０μｍ以下とすることが好ましく、特に１０〜
３０μｍ程度が好適である。直径を５０μｍ以下とすることで、クッション性が得られ、また、電磁波シールド材料の場合には、電気抵抗値が優れたものとなる。

繊維集合体の重量（目付）は、１０〜３００ｇ／ｍ²が好ましい。重量が１０ｇ／ｍ²未満であると疎な組織となり、保持される含浸液が少なくなる結果、見栄えの悪いシートになる。加えて電磁波シールド材料として使用する場合、導電性効果や電磁波シールド効果が低くなる。一方、重量が３００ｇ／ｍ²を超えると
、原料混合物が含浸しにくくなり、含浸に長時間を要したり、含浸ロール数を増やす等、操作性が悪くなる。

繊維集合体の厚さは、所望する導電性クッション材料の厚みにより種々変更すれば良いが、静置で０．２〜５ｍｍの範囲が好ましい。

なお、本発明によれば、複数枚の繊維集合体を用いて、積層シートを作成することとなるので、様々な厚みを有する繊維集合体を積層することで、１枚により作成する場合と比べ、所望の厚みを得ることが容易となる。

また、使用する繊維集合体として、求められる機能に合った積層の形態を選択することができる。例えば、積層シートの表面のみに導電性を持たせ、裏面にはそれを持たせない必要がある場合には、表面側となる繊維集合体には導電性を有するものを、裏面側には導電性を有しないものをそれぞれ使用することができる。

繊維集合体を構成する繊維の繊維長は、２０〜８０ｍｍの範囲内が好ましい。繊維長が２０ｍｍより短いと、繊維の絡みが悪く、その強度が低下してしまい、強く引っ張ると破壊される恐れがある。また、８０ｍｍよりも長いと、カーディング工程での操作性が悪く、ウェブ化する事が困難である。さらに好適な繊維長は３０〜５５ｍｍである。

（弾性樹脂）
弾性樹脂としては、硬化後に弾性を有する樹脂で、所定の条件を満たせば適宜使用することができ、具体的には、ポリウレタン樹脂、シリコン樹脂等が挙げられる。中でも、ポリウレタン樹脂は汎用性があり、機械的物性に優れ、比較的安価であるため好適に用いられるが、特に、熱硬化性ポリウレタン樹脂が好ましい。

さらに、ポリウレタンを構成する原料配合比を変更することにより、所望の物性、特に硬度や発泡性を容易に変更できる等の利点がある。従って、熱硬化性ポリウレタンを使用すれば、溶剤を使用することなく、所望のシートを得ることができ、シートの表面状態をコントロールしやすく、加えて、環境面で有利である。

また、溶剤を使用するウレタン溶液の含浸である場合、溶剤を除去する目的で、表面を開放する必要があり、ウレタンを発泡させた際に、表面に開口された気孔が多数現出し、本発明の目的である表面粗さの低減を達成することができない。

熱硬化性ポリウレタン樹脂としては、多官能ポリオール成分や多官能低分子化合物或いは、多官能イソシアネート化合物を種々組み合わせて使用する熱硬化性ポリウレタン樹脂が好適である。

前記熱硬化性ポリウレタン樹脂の配合量は、導電性の繊維集合体の重量に対して、０．５〜１０倍程度の含有量が好ましい。配合量が０．５倍よりも少ないと、繊維を結束する力が弱く、一方、１０倍を超えると表面抵抗値が高くなる。特に好ましくは、１〜７倍の範囲である。

前記熱硬化性ポリウレタン樹脂の原料としては、ポリオール成分としてＰＰＧ（ポリオキシプロピレングリコール）や末端エチレンオキサイド変性ＰＰＧ、ＰＴＭＧ（ポリテトラメチレングリコール）、３−メチルテトラヒドロフランとテトラヒドロフランの開環重合物等のエーテル系ポリオール、そしてそれらの多官能性化合物、または、ポリカプロラクトンポリオール及び多官能性化合物、３-メチル−１,５−ペンタンジオールのアジピン酸の重縮合物を代表としたポリエステルポリオール類が使用できる。なお、１,４−ブタ
ンジオール類、トリメチロールプロパン、グリセリン等の３官能化合物を適宜ブレンドして使用してもよい。官能基数としては、ポリオール単独、或いは、ブレンドした状態で２官能以上の官能基数となることが好ましく、好適な範囲は、ｆ＝２〜３である。

なお、添加物の種類や量によっては、所望のシートを得るため、配合を変える場合もある。例えば、粉体等を混合使用する場合、その粉体が架橋点として作用する為、シート自体が硬く（風合い悪く）なってしまう。これに対し、架橋度を低下させた配合処方を組んだり、ポリエステルポリオールやポリカーボネートジオール等の凝集力の高いポリオールを一部置換使用したりすることで、風合いを良好にすることが可能である。

また、イソシアネート成分としては、ＴＤＩ（トリレンジイソシアネート類）、ＭＤＩ（ジフェニルメタンジイソシアネート）、及びそのカルボジイミド変性体、またはそれらの多量体等が例示できる。特に好適なものとして、ＭＤＩのカルボジイミド変性体がある。ポリオール成分とイソシアネート成分は、モル比でＮＣＯ／ＯＨ＝１．２〜１．６程度で配合するのが好ましい。

（大きさ５０μｍ〜１ｍｍの充填材）
本発明の積層シートに添加する充填材は、シートのポリマー部（繊維集合体以外のゾーン）の導電性を補足したり、難燃性能を付与したりするものである。

その中でも、本発明の積層シートは、その繊維集合体の間に大きさ５０μｍ〜１ｍｍの充填材を有するものであり、大きさ１００〜６００μｍの充填材が更に好ましい。このような大きさを有する充填材としては、例えば、膨張黒鉛等を挙げることができる。この膨張黒鉛は、導電性を補足する機能と難燃性能を向上させる機能とを有するものである。膨張黒鉛等の充填材が小さすぎると、難燃性能を損なう恐れがあり、逆に大きすぎると、製造の過程で配管に詰まり易いといった問題が発生する。ところで、ここでいう「大きさ」とは、粒状物の場合はその粒径、その形状として長さを有するもの（短繊維など）の場合はその長さを指す。

また、上記膨張黒鉛の含有量としては、積層シートの重量に対し５〜２５％、好ましくは１０〜２０％である。

なお、上記充填材の大きさをメッシュサイズで表した場合、その範囲は−２００から＋１００が好ましい。ここにいう、メッシュサイズとは、指定メッシュサイズを該充填材がどの程度スルーするかを表すもので、−は８０％スルー、＋は８０％残余する粒子径を表している。例えば、−２００とは、２００メッシュの篩にかけたときに、その充填材の８０％がメッシュをスルーしてしまうものをいう。

（その他添加物）
上記以外の充填材としては、金属粒子（銀粉等）や、カーボン系として、炭素粒子、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、フラーレン、黒鉛等を適宜用いることができる。カーボン系の中でも、導電性や価格の面からカーボンブラックが好ましく、その中でもアセチレンガスを原料としたアセチレンブラックが好適である。

導電性充填材として、カーボンブラックを配合する場合、主剤に占める割合で１〜１０ｗｔ％程度が好ましい。

また、積層シートが使用される電子機器によっては、難燃剤を添加して燃えにくくする必要がある。このような難燃剤としては、ハロゲン系難燃剤、リン系難燃剤、無機系難燃剤等が挙げられる。

その他、弾性樹脂含有混合物は、シリコン整泡剤、反応促進・泡化触媒等をブレンドしても良く、これらは目的に応じて適宜使用することができる。

（シート形状）
さらに、積層シートにクッション性を付与するため、シート内には、空洞が多数存在することが望ましい。シート中に含まれる空洞は、その密度により把握することが可能であるが、そのシート密度は０．１〜１ｇ/ｃｍ³であることが望ましい。

（製造方法）
次に、この実施の形態にかかる積層シートの製造方法について説明する。

積層シートの製造方法は、弾性樹脂を繊維集合体に浸透させ、積層シートを製造するものであって、図２に示すように、（ａ）複数の離型シート４ａ、４ｂによって複数の繊維集合体３ａ、３ｂを両側から挟み込んで層状物を形成する工程と、（ｂ）繊維集合体３ａ、３ｂの間に弾性樹脂液１０を流し込んで、これを繊維集合体３ａ、３ｂに浸透させる工程と、（ｃ）繊維集合体３ａ、３ｂに弾性樹脂液１０を浸透させる際に、前記層状物２０を加圧する工程と、を有する。ここで用いる弾性樹脂液１０は、比較的粘度が高い場合もあるが、加圧することで繊維集合体３ａ、３ｂの全体に浸透させることができる。

上記（ａ）に係る工程では、繊維集合体を挟み込むために、離型シート４ａ、４ｂが使用される。該離型シート４ａ、４ｂとしては、紙、フィルム等、シートを離型できる機能を有するものであれば特に限定されないが、ポリプロピレンをコーティングされた離型紙が好適に用いられる。

上記（ｂ）に係る工程では、弾性樹脂液を繊維集合体３ａ、３ｂに浸透させる。その弾性樹脂液の粘度・物性等は、使用する繊維集合体の形態等により、適宜調整することが必要である。

上記（ｃ）に係る工程では、層状物２０を加圧する。加圧する方法としては、当該層状物２０を対向したマングルロール５ａ、５ｂの間を通過させる等の方法が考えられる。

さらに、積層シート１の製造方法を、繊維集合体として導電性不織布を、弾性樹脂として熱硬化性ポリウレタン樹脂を使用する場合を例にとり、詳細に説明する。

（１）弾性樹脂液の調整：熱硬化性ポリウレタン樹脂の主剤として、ポリオール類、シリコン類などを配合する。また、それとは別に、硬化剤として、イソシアネート化合物を準備する。両者を、弾性樹脂液調整装置６中で、所定割合にて高速混合することにより弾性樹脂液を調整する。主剤の粘度（Ｂ型回転粘度）は、１００〜２００００ｃｐが好ましく、さらに好ましくは、１０００〜１００００ｃｐである。この範囲に調整することにより、導電性不織布への含浸を良好なものとすることができる。

（２）浸透：図２に示すように、ローラとして、左右方向に対向するようにマングルロー
ル５ａ、５ｂを配置し、左右のマングルロール５ａ、５ｂ間に、２枚の離型シート４ａ、４ｂに挟まれた２枚の繊維集合体３ａ、３ｂ（本明細書中、層状物２０という）を通過させ、これを通過させる際に、繊維集合体３ａ、３ｂの間に弾性樹脂液（熱硬化性ポリウレタン樹脂原料混合物）１０を流し込みながら、層状物２０を加圧する。このようにすれば、所定量の弾性樹脂液１０を、一定量、かつ、全体に均一に２枚の繊維集合体３ａ、３ｂに浸透（含浸、Ｎｉｐ−Ｄｉｐ）させることができる。

このとき、導電性不織布である繊維集合体１枚を２枚の離型シートで挟み、弾性樹脂液を離型シートと繊維集合体の隙間に流し込む方法を取ると、樹脂部分が積層シートの表層側に存在することとなり、粒径の大きな添加物が「粉落ち」する原因となってしまう。一方、２枚の繊維集合体を使用し、その間に弾性樹脂液を流し込む方法を取ると、繊維集合体２枚で樹脂部分を挟むことにより、その間にウレタン樹脂部分が存在する形態となり、粒径の大きな添加物はその繊維集合体の網目を通り抜けることができないため、シート表面に粒径物等が浮き出るのを防ぐことができる（粒径の小さな充填材は、繊維集合体の網目を通り抜け表面近傍に存する場合もあるが、粒径が小さく弾性樹脂中に分散した状態で存在する為、表層上での「粉落ち」等の原因となる可能性は低い。）。

さらに、繊維集合体を２枚使用しその間に樹脂部分を存在させることで、１枚しか使用しない場合に比べ、積層シートの表面に繊維集合体の繊維部分を多数露出させることができ、表面の導電性を向上させることが可能となる。

また、このように熱硬化性ポリウレタン樹脂原料混合物（弾性樹脂液）を繊維集合体に浸透させることで、ポリウレタン樹脂を繊維集合体の隅々にまで行き渡らせることができ、均一な弾性を確保することができる。

なお、熱可塑性ポリウレタン樹脂を用いて、この離型シートに挟み込んだ状態で凝固させる方法を取ろうとしても、熱可塑性ポリウレタン樹脂の溶媒である溶剤を抜き取ることができず、シート状に固化することはできない。

（３）硬化：調整液を浸透させた繊維集合体３ａ、３ｂを、高温で乾燥させて熱硬化性ポリウレタン樹脂を発泡硬化させることで、積層シート１を得る。乾燥条件は、目的により適宜設定できる。

このように、積層シート１は、弾性樹脂２及び繊維集合体３ａ、３ｂを双方から離型シート４ａ、４ｂで挟み込んで作製するため、積層シート１の表層近辺の繊維集合体は、その端部（例えば、繊維１３）が起毛した状態ではなく、表面で横になった状態（寝た状態）で多く存在する（図１に示す拡大（５０倍）平面図参照）。図１は、本発明の積層シートの一例について、その表面を拡大して示すものである。図１によれば、本発明の積層シートは、いわゆる寝た状態で繊維集合体がシート表面に多く存在することがわかる。そのため、繊維１３の脱落はきわめて発生しにくくなり、これを使用する電子機器のショートの原因となる「粉落ち」が有効に抑制される。

また、上述のように、離型シート４ａ、４ｂで挟んだ状態で熱硬化性ポリウレタン樹脂を発泡させるため、積層シート１の表面に開口した孔が形成されることが抑制され、熱硬化性ポリウレタン樹脂内に内包された空洞を比較的多く形成することができる。そうすることにより、積層シート表面の粗さを適度に抑えることができ、その擦れのために「粉」が発生するのを有効に防止することが可能となる。

上記のように、本発明の積層シート１は、特に、電子機器内に設置するのにきわめて適した性質を備えるものである。

（実施例）
次に、本発明の積層シートの実施例について説明するが、本発明は、本実施例に特に限定されるものではない。
[実施例１]
（繊維集合体）
繊維集合体として、導電性不織布（ＥＭ３３００Ｄ、金井重要工業社製）を用いた。
（弾性樹脂の調整）
次に、繊維集合体３ａ、３ｂに浸透させる熱硬化性ポリウレタン樹脂原料混合物（弾性樹脂液）の調整について述べる。

ポリオール成分として、主剤Ａを調整した。その材料と配合割合を表１に示す。

各材料を、上記表１に示す割合で合計１０ｋｇとなるように計量した後、ジャケット付攪拌装置を用いて窒素雰囲気下３０℃、１５０ｒｐｍにて６０分間攪拌して主剤Ａを得た。得られた主剤Ａは、目視にてカーボンブラックが均一に分散され、２５℃下におけるＢ型回転粘度計の粘度が２５００ｃｐであった。

また、イソシアネート成分として、ダウ・ケミカル日本社製カルボジイミド変性ＭＤＩ（商品名：イソネート１４３ＬＰ）（硬化剤Ｂ）を用いた。
（製造工程）
以下、導電性シートの製造工程を、図２を参照して説明する。
１．弾性樹脂液の投入
前記主剤Ａをジャケット付き耐熱容器７に、前記硬化剤Ｂをジャケット付き耐圧容器８に、それぞれ投入した。これらの耐熱容器７、８内の温度を３０℃として、窒素圧０．１Ｍｐａをかけて主剤Ａ及び硬化剤Ｂを別々に封入した。

次に、それぞれの耐圧容器７、８から、フレキシブル配管１１、１２を通じて、図示しないギアポンプにより、予め設定した量の主剤Ａ及び硬化剤Ｂを弾性樹脂液調整装置６内に送った。また、これらの配合比は、主剤Ａ：硬化剤Ｂ＝３．１７：１とした。

弾性樹脂液調整装置６内に投入された主剤Ａ及び硬化剤Ｂを、前記弾性樹脂液調整装置
６内に設けたミキシングヘッド６ａにより、攪拌混合した。ミキシング速度は１２５０ｒｐｍ、攪拌量は５００ｇ／分とした。
２．浸透
先ず、ローラの表面にフッ素コート加工が施され、ローラの幅を２５０ｍｍとした２つのマングルロール５ａ、５ｂを対向するように設置した。これらのマングルロール間のクリアランスを０．６ｍｍに調整し、マングルロール５ａ、５ｂの回転速度は、周速０．５ｍ／分に設定した。

また、ポリプロピレンを片面にコーティングした離型シート４ａ、４ｂ（ＰＰコート紙）を用意した。

そして、導電性不織布である前記繊維集合体３ａ、３ｂを離型シート４ａ、４ｂに沿わせるように配し、対向する２本のマングルロール５ａ、５ｂを回転させ、離型シート４ａ、４ｂを繊維集合体３ａ、３ｂの両外面に沿うように送り、その際、図示のように、弾性樹脂液調整装置６から導かれた弾性樹脂液１０を、繊維集合体３ａ、３ｂの合掌面（中央谷間）に供給した。

繊維集合体３ａ、３ｂの間に弾性樹脂液１０が流し込まれた上記層状物を、マングルロール５ａ、５ｂの回転に伴って順次送りながら加圧し、繊維集合体３ａ、３ｂの全体に弾性樹脂液１０を練り込むようにして浸透させた。
３．硬化・発泡
浸透後の層状物２０（離型シート４ａ、繊維集合体３ａ、繊維集合体３ｂ、離型シート４ｂ）を、縦４００ｍｍ×横４００ｍｍ、厚み２ｍｍのステンレス板上に、皺を作らないように展長させた。次いで、前記ステンレス板と同サイズとした別のステンレス板を層状物２０の上に被せ、その上に５kgの錘を載せた。

このような状態で、層状物２０を予め１００℃に昇温させてある乾燥機内に入れ、３０分加熱して乾燥させた。この層状物２０を放冷後、上記の二枚のステンレス板を取り外し、さらに、繊維集合体３ａ、３ｂの表裏面に付着した離型シート４ａ、４ｂを除去して積層シート１を得た。

［比較例１］
主剤Ａに膨張黒鉛を充填せず、主剤Ａと硬化剤Ｂの配合比を２．４３：１とし、さらに、繊維集合体３ｂを使用せずに繊維集合体３ａのみ１枚だけを使用し、含浸液を繊維集合体３ａの表面と離型シート４ａ、繊維集合体３ａの裏面と離型シート４ｂの間に流し込み含浸させた以外は、実施例１と同様の方法で積層シートを作製した。

［比較例２］
繊維集合体３ｂを使用せず、繊維集合体３ａのみ１枚だけを使用し、含浸液を繊維集合体３ａの表面と離型シート４ａ、繊維集合体３ａの裏面と離型シート４ｂの間に流し込み含浸させた以外は、実施例1と同様の方法で積層シートを作製した。
（評価）
上記実施例・比較例で得られた積層シートの各々の性能を以下の表２に示す。

なお、本実施例における各物性・評価の測定方法は、以下のとおりである。
（１）硬度
アスカーC型デュロメーターを用いた。シートは、８０×５０ｍｍに切り取り、約４０
枚程度重ねて、総厚みが２０ｍｍ以上となる様に調整した。上記硬度計に1kgの重力にて
押し付け、硬度を読み取った。測定は、5回の平均で評価した。
（２）表面抵抗率・体積抵抗率
三菱化学製ロレスターＥＰ測定機（ＥＰＳプローブ）を用いた。試料として、８０×５０ｍｍのサンプルを５枚用意し、一枚当たり９点を測定後、その平均値で示した。（ＪＩＳ Ｋ７１９４準拠）
また、測定が不可能（導通しない）な個所がある場合、表面抵抗測定不可回数にカウントし、各測定評価から除外した。
（３）厚み方向の抵抗値
試料を３×１０ｍｍサイズに切り取り、銅板上に設置した。更に試料上部から銅箔で覆われた総重量１００ｇの錘をのせ、下部銅板と錘をデジタルマルチメーター（カスタム製
ＣＤＭ５０００Ｅ型）に接続し、抵抗値を測定した。
（４）テープ剥離による表面の脱落性
テープ剥離試験を実施した。具体的には、得られたサンプルに対して、巾１８ｍｍ長さ１５０ｍｍのメンディングテープ（コクヨ製Ｔ-１１８）を貼付し、１kgのロールで１往
復した。そして、サンプルを巾なりに切り取って、端面をゆっくり引っ張って、剥き口を作成した。２日放置後、テープ面及び、サンプル面を引っ張り試験機にかけ、３００ｍｍ/分の速度で引き剥がした。その後、テープを目視観察し、以下の基準で評価した。
○：剥ぎ取り後の粘着テープに、極僅ではあるが、繊維やポリマーの付着はあるものの、シート表面は殆ど損傷しないもの。
×：剥ぎ取り後の粘着テープにシートが取られてしまい、明らかにシート表面が破壊したもの。
（５）電磁波シールド性能
ＫＥＣ法を用いて電磁シールド性能試験を実施した。

上記評価より、実施例１の導電性を備えた積層シートは、僅かに横になった繊維が表出した構造であり、加えて、断面には空洞が存在し適度のクッション性を有しているので、導電性パッキング材料に適した構造となっており、表面抵抗率が低く、表面抵抗率測定不可回数も低いものであり、電子機器に適用される導電性シートとして、良好な性能を有していることが分かる。また、100MHz、300MHz、1000MHzのいずれの磁界においても、４０db以上のシールド効果があり、充分な電磁波シールド性能を備えている。

一方、比較例１の積層シートは、導電性不織布１枚の“両面”から樹脂を含浸させる製
法であるため、実施例１に比べ、表層への導電性繊維の露出が少なく、表面抵抗率を測定できない回数が多くなってしまっていた。

また、比較例２の積層シートは、導電性不織布１枚に対し、充填材を含む樹脂を両面から浸透させているため、比較例１の問題点に加えて、表層中に膨張黒鉛が表出する割合が高くなる事に起因して、テープ剥離試験により評価すると、シート表面から膨張黒鉛が脱落しやすくなってしまう。

本発明に係る積層シートは、導電性を備える場合には、以下に述べるように各種の電子機器の電磁波シールド部材として適用することができる。
（１）電磁波の漏洩防止
電子機器は、一般に、集積回路や場合によっては高周波増幅装置を有するため、電磁波を発生させる。不要な電磁波は、他の電子機器の誤作動を発生させる場合があり、筐体外へ漏洩しないように導通性のある仕切りで遮蔽したり、発生する電磁波周波数が概ね特定される場合は、電磁波吸収材料等による減衰措置が施されたりする。一般に、電磁波吸収材料は、その吸収効力を強く発揮する周波数域がシート固有であるため、特定の電磁波に対し特定の吸収シートを選定する必要がある。

本発明の導電性シートは、電子機器内部で発生した電磁波が筐体外へ漏洩するのを防ぐため、或いは、外部の不特定周波数電磁波の侵入を防ぐために、必要部位に取り付けることができる。

（２）シールド性能及び緩衝性能の確保の必要性
電磁波の漏洩を防ぐ必要のある部位は、例えば、携帯電話であれば、液晶表示装置の枠体部分である。通常、液晶画面の取り付け部位には、緩衝部材（ウレタンゴム等の弾性体）が使用される。

ところで、携帯電話では、電磁波の発生が見込まれる場所に、金属製の囲みや仕切り等を施し、筐体内部でも別の回路へ影響しないような処置が施される。しかし、携帯電話の種類によっては、上記処置を施した後も、液晶表示装置と筐体間のパッキン部から、筐体外へ不要電磁波が漏洩してしまう場合がある。

そこで、このような漏洩を防ぐため、液晶画面と筐体間に、緩衝性と電磁波シールド性を兼ね備えた部材が使用されていた。これは、金属箔を短絡することでシールド効果と緩衝効果を得ることができるもので、シールド部材として型抜きをした銅箔を２枚用意し、さらに、その銅箔２枚でフェルトを挟み込んだものである。このように、従来のものは、電磁波シールド性能と適度なクッション性を備えているものの、銅箔を２回、フェルトを１回の計３回の型抜きとセットが煩雑な為、経済的に高価な処置を必要とする。

電磁波の侵入を防ぐ必要のある部位として、例えば、携帯電話であれば、液晶表示装置の枠体部分が考えられる。通常、液晶画面の取り付けには、シールド性の無い緩衝部材（ウレタンゴム等の弾性体）が使用される。近年、携帯電話等個人認証ツールとして使用されることがあり、また、今後もＩＴ化の進行で広がるようになり、誤動作をなくす要求が高まりつつある。また、２０００ＭＨＺといった高周波の電波も使用されるようになり、電波環境が多様化している。このため、侵入の防止に関して潜在的な要求が高まっており、上記部位では、従来の緩衝材では対応できなくなってきているのが実情である。

例えば、携帯電話に適用される電磁波シールド部材についてとしては、一般的に、次のような条件を満たさなければならない。
ａ．クッション性能
硬度アスカーＣ型硬度で８０以下である。液晶は、通常のフ゜ラスチックに較べ、ガラス等からなるために脆弱で、装着される液晶が大きい程、筐体から伝わる振動を吸収できる緩衝性能を向上させる必要がある。
ｂ．電磁波シールド性能
４０db以上必要であり、遮蔽率で９９％以上であることが求められる。
ｃ．シールド部材の厚み
0．3〜2mm程度が適当である。

一方、従来の電磁波シールド部材としては、銅箔が多く用いられていたが、銅箔の場合には、電子機器の所定部位への適用のため、所定の寸法、形状に加工するため、打ち抜きを何度も繰り返して行なう必要があった。

（３）本発明の導電性シートの有用性
本発明の導電性シートは、電子機器の筐体に対し、導電性の両面テープを使用し、またはシート材料に直接粘着剤を点状、線状等に配置して粘着層を形成して接着することができる。

また、前記導電性シートを適用する電子機器により、その大きさや厚さ、形状を変更する必要があるが、この導電性シートは、加工性に富んだ部材であるため、厚み・形状等を自由に適宜変更、選択することができるので、電子機器の形状・大きさに応じた部材を容易に製造することができる。

さらに、本発明の導電性シートは、型抜きが容易であるため大量生産にも適している。

上記のように、本発明の導電性シートは、電子機器に充分に適用できるシール性能及び緩衝性能を兼ね備え、さらに、加工が容易で生産性にも優れている。

本発明の導電性シートを示す拡大平面図である。 導電性シートの製造工程の一部を示す図である。

符号の説明

１ 導電性シート
２ 充填材を分散した弾性樹脂
３ａ、３ｂ 繊維集合体
４ａ、４ｂ 離型シート
５ａ、５ｂ マングルロール
６ 弾性樹脂液調整装置
１０ 弾性樹脂液
１３ 繊維

Claims (9)

1. 複数の繊維集合体を含み、複数の繊維集合体の繊維端がシート外部へ飛び出さないように弾性樹脂を繊維集合体の全体に浸透させた積層シートであって、繊維集合体の一部はシート表面に露出し、繊維集合体どうしの間に大きさ５０μｍ〜１ｍｍの充填材を有することを特徴とする積層シート。
2. 前記繊維集合体の少なくとも一つが、導電性繊維を含む繊維集合体であることを特徴とする請求項１に記載の積層シート。
3. 前記弾性樹脂が、ポリウレタン樹脂であることを特徴とする請求項１または２に記載の積層シート。
4. 前記ポリウレタン樹脂が、熱硬化性ポリウレタン樹脂であることを特徴とする請求項３に記載の積層シート。
5. 前記導電性繊維を含む繊維集合体が、銀でメッキされた合成繊維を含む不織布であって、該合成繊維の繊維長が２０〜８０ｍｍであることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の積層シート。
6. 前記充填材が、導電性充填材又は難燃剤であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の積層シート。
7. 請求項１から６のいずれかに記載の積層シートを用いた電子機器。
8. 複数の繊維集合体を弾性樹脂によって一体化する積層シートの製造方法であって、
   ２枚の離型シートで複数の繊維集合体を最外層から挟み込み、離型シートと複数の繊維集合体からなる層状物を形成する工程と、
   繊維集合体と繊維集合体との間に弾性樹脂を流し込んでこれらの繊維集合体に浸透させる工程と、
   繊維集合体に弾性樹脂を浸透させる際に、層状物を加圧する工程と、
   を有する積層シートの製造方法。
9. 前記繊維集合体間に弾性樹脂が流し込まれた層状物を、対向したローラ間を通過させて加圧することを特徴とする請求項８に記載の積層シートの製造方法。

Images