JP2010050207A - 電磁波シールドガスケット - Google Patents

Abstract

【課題】液体の難燃剤を使用して製造可能な、高い難燃性および圧縮反発力を有する電磁波シールドガスケットを提供する。
【解決手段】ポリウレタンフォームの外周に導電布を被覆した電磁波シールドガスケットであって、ポリウレタンフォームは、ポリオールと、イソシアネートと、難燃剤とを含む原料を発泡形成して得られたものであり、そのポリオールの少なくとも７０質量％はメラミン分散ポリオールからなり、難燃剤は、液体の難燃剤のみからなり、且つ、前記ポリオール１００質量部あたり３〜１５質量部の割合で配合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である。
【選択図】なし

Description

本発明は、電子機器から発生する電磁波の遮蔽や静電気対策などのために、電子機器の間隙などに設置されて使用される電磁波シールド用のガスケットに関する。

近年、家庭用、オフィス用、産業用、医療用などのあらゆる電子機器の小型化、携帯化および高機能化が進んでおり、これらの電子機器の問題点として、電子機器外部からの電磁波の侵入によって生じる誤作動などが挙げられている。そのため、電子機器の誤作動の原因となる電磁波干渉を防止するための電磁波シールドガスケットが必要とされている。

そして、このような電磁波シールドガスケットは、電子機器の隙間に設置されて圧縮した状態で使用されることから、導電性だけでなく、電子機器の隙間の形状に追随するための柔軟性および圧縮復元性といった機械的特性も有している必要がある。そのため、従来、電磁波シールドガスケットとして、圧縮復元性に優れるウレタンフォームの外周に導電布を被覆したものが用いられていた。

一方、近年、電子機器部品としての電磁波シールドガスケットに対して、高い難燃性が強く要求されるようになってきており、特に弱電分野の電子機器に用いる電磁波シールドガスケットでは、難燃性の指標であるＵＬ規格のＶ−０レベルを達成することが必須になってきている。

そのため、燃焼時にダイオキシンが発生する恐れのない非ハロゲン系難燃剤を配合したウレタンフォームを用いた電磁波シールドガスケットが開発されており、例えば特許文献１には、ポリオールとイソシアネートとを反応して得られるベース樹脂１００質量部に対して膨張性黒鉛を１０〜３５質量部、メラミンを１５〜４５質量部含有し、２６０℃で１０分間加熱したときの体積が加熱前の体積の０．４倍以上、３００℃で１０分間加熱したときの体積が加熱前の体積の１．４倍以上であるポリウレタンフォームを用いた電磁波シールドガスケットが開示されている。
特開２００２−１９８６７９号公報

しかしながら、上記従来技術のように、非ハロゲン系の難燃剤として熱膨張性黒鉛、水酸化マグネシウム若しくは水酸化アルミニウムなどの無機水酸化物、アンチモン、またはメラミンなどの固体系の難燃剤を用いる場合には、固体（粉末）の難燃剤をウレタンフォーム中に均一に分散することが非常に困難であった。また、粉末の難燃剤には、混合作業時に粉塵を作業者が吸引する恐れがあるなど、取り扱いが難しいという問題もあった。

これに対し、混合および取り扱いが容易な液状の難燃剤としては、リン系の難燃剤が良く知られているが、この液体難燃剤は、難燃性が固体系の難燃剤ほど高くないため、所望の難燃性を得るためには大量の難燃剤を配合する必要があった。そのため液体難燃剤を配合したウレタンフォームを用いた電磁波シールドガスケットは、圧縮反発力が低下してしまう、即ち圧縮復元性が低下してしまうという問題があった。

この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、この発明の電磁波シールドガスケットは、ポリウレタンフォームの外周に導電布を被覆した電磁波シールドガスケットであって、前記ポリウレタンフォームは、ポリオールと、イソシアネートと、難燃剤とを含む原料を発泡形成して得られ、前記ポリオールの少なくとも７０質量％はメラミン分散ポリオールからなり、前記難燃剤は、液体の難燃剤のみからなり、且つ、前記ポリオール１００質量部あたり３〜１５質量部の割合で配合されていることを特徴とする。このように、イソシアネートと反応させるポリオールの少なくとも７０質量％をメラミン分散ポリオールとすることにより、ポリウレタンフォームの圧縮反発力および難燃性を向上させることができる。つまり、メラミン分散ポリオールの使用により難燃性が向上するから、均一に分散し易く、取り扱いが容易な液体の難燃剤のみでも十分な難燃性を確保することができる。また、ポリウレタンフォームの圧縮反発力が向上しているので、電磁波シールドガスケットが電子機器に十分に密着することができ、その結果としてガスケットの導電性（電磁波シールド性）が向上する。

また、本発明においては、前記難燃剤がリン系の難燃剤であることが好ましい。リン系の難燃剤を用いることにより、確実に電磁波シールドガスケットの難燃性を確保することができる。

なお、ポリオール中のメラミン分散ポリオールの比率が高い配合では、ポリオール１００質量部あたりのリン系難燃剤の配合量が１５質量部を超えるとポリウレタンの発泡が出来なくなるので留意する必要がある。

本発明によれば、液体の難燃剤を使用して製造可能な、高い難燃性および圧縮反発力を有する電磁波シールドガスケットを提供することができる。

以下、本発明の電磁波シールドガスケットをより詳細に説明する。本発明に従う電磁波シールドガスケットは、ポリウレタンフォームの外周に導電布を被覆した構造を有している。そして、本発明の電磁波シールドガスケットを構成するポリウレタンフォームは、そのベースポリマーが、全ポリオールのうち少なくとも７０質量％がメラミン分散ポリオールからなるポリオールと、イソシアネート化合物とから合成され、難燃剤として液体の難燃剤がポリオール１００質量部あたり３〜１５質量部の割合で配合されており、その他の成分として触媒、発泡剤などを含み得るものである。

本発明において用いられるポリオールとしては、ポリエーテルポリオールやポリエステルポリオールにメラミンを分散させたメラミン分散ポリオール単体、またはメラミン分散ポリオールと他のポリオールとの混合物が挙げられる。ここで、メラミン分散ポリオールと他のポリオールとの混合物をポリオールとして用いる場合には、難燃剤の添加量が少なくても所望の難燃性を有するポリウレタンフォームを得ることができるよう、混合物の質量の７０質量％以上がメラミン分散ポリオールからなる必要がある。なお、他のポリオールとしては、通常のウレタンフォームに使用されるポリオールを用いることができ、特に限定されることなく、例えば、グリセリンベースのポリオキシプロピレントリオール、エチレンオキサイドでキャップされたポリオキシプロピレンポリオール、ポリオキシプロピレン／オキシエチレンポリオール、メラミン樹脂以外のポリマー粒子成分からなるポリマーポリオールなどのポリエーテル系ポリオール、カルボン酸などの酸とジエチレングリコールなどとの縮合重合などにより得られるポリエステル系ポリオールなどを用いることができる。

本発明において用いられるイソシアネート化合物としては、トルエンジイソシアネート、ジフェニルジイソシアネート、ポリメチレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、トリジレンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネートなどが挙げられる。また、上記以外にも、芳香族を有しないポリイソシアネート化合物を使用してもよい。更に、イソシアネート化合物の変性物として、トリメチロールプロパンなどの多価アルコールなどで変性したプレポリマー型変性物、二量化変性物、三量化変性物、ウレア変性物、カルボジイミド変性物などを用いてもよい。これらの有機イソシアネート化合物は２種類以上を併用することも可能である。

本発明においては、触媒としてアミン系触媒および有機金属化合物系触媒を用いることができ、通常、これらの触媒は併用される。アミン系触媒としては、トリエチレンジアミン、Ｎ−エチルモルホリン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルモルホリン、トリエチルアミン、ビス（２−ジメチルアミノエチル）エーテルなどが挙げられる。好ましいアミン系触媒は、トリエチレンジアミンである。また、有機金属化合物系触媒としては、スタナスオクテート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫マーカプチド、ジブチル錫ジマレエート、ジオクチル錫チオカルボキシレートなどが挙げられる。特に好ましい有機金属化合物系触媒は、スタナスオクテートである。

本発明においては、発泡剤として、水やフロンを用いることができる。しかし、フロンはオゾン層破壊の観点から使用が制限されているため、水を使用するのが好ましい。なお、発泡剤として、熱分解してガスを発生する重炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウムなどを併用してもよい。ここで、発泡剤の使用量は目的とするフォームの密度に応じて調整できる。

水はイソシアネート化合物と反応し、ポリ尿素を生成すると共に炭酸ガスを発生する。そして、この炭酸ガスが気泡となって成長する。水の添加量は、ポリオール１００質量部に対して０．５〜４質量部とすることが好ましい。０．５質量部未満では発泡量が少なく柔軟性に優れたフォームが得られない。４質量部を超えると得られるフォームの腰が低下する上、水とイソシアネート化合物との反応による発熱が大きくなり、製造時の危険性が増す。また、通常、ウレタンフォームの平均気泡径は２ｍｍ以下であることが好ましい。平均気泡径が２ｍｍを超えると、ガスケットの圧縮復元性が不均一になるうえに導電布との密着性が悪くなるからである。

本発明において用いられる液状の難燃剤としては、常温（２０℃）で液状の液体難燃剤、例えば、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェートなどの非ハロゲンリン酸エステル、トリス（クロロプロピル）ホスフェート、トリス（ジクロロプロピル）ホスフェートなどの含ハロゲンリン酸エステル、非ハロゲンまたは含ハロゲン縮合リン酸エステルが挙げられる。なお、環境負荷低減という観点からは、ダイオキシン発生の恐れがない非ハロゲン系の難燃剤が好ましい。そして、これら液体の難燃剤は、ポリオール１００質量部あたり３〜１５質量部の割合で配合される。ポリオール１００質量部あたりの配合量が３質量部未満では十分な難燃性を得ることができず、１５質量部超過ではポリウレタンの発泡が出来なくなるからである。

本発明においては、上記成分に加え、必要に応じて架橋剤、整泡剤、着色剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、充填剤など公知の添加剤または助剤をウレタンフォームに添加することができる。

本発明において用いられる導電布としては、圧縮復元性および経済性の観点から、有機繊維織布に金属鍍金を施した導電布が挙げられる。なお、ポリウレタンフォームと導電布との間には、難燃性裏打ちシートを設けてもよい。

以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。

（実施例１〜５）
＜ウレタンフォームの作製＞
表１に示す配合量で、ポリオールに、触媒、整泡剤、架橋剤、発泡剤、難燃剤を添加し、攪拌機で混合した後、イソシアネート化合物を添加して素早く混合し、発泡形成して難燃性ウレタンフォームを得た。そして、得られたウレタンフォームの燃焼性を後に詳細に説明する方法で評価した。

＜電磁波シールドガスケットの作製＞
作製したウレタンフォームから、５ｍｍ角×１５ｃｍ長さのウレタンフォームを切り出し、長手方向に導電布（ポリエステル系繊維織布の表面を銅、ニッケルで被覆し、目止め処理を行ったもの）を被覆して電磁波シールドガスケットを作製した。そして、得られた電磁波シールドガスケットの燃焼性および接触抵抗を後に詳細に説明する方法で評価した。

（比較例１〜３）
原料の種類または配合比を変更したこと以外は実施例１〜５と同じ方法で難燃性ウレタンフォームを作製し、その燃焼性を評価した。また、作製したウレタンフォームを用いて実施例１〜５と同じ方法で電磁波シールドガスケットを作製し、燃焼性および接触抵抗を評価した。

（比較例４〜６）
原料の種類または配合比を変更し、且つ難燃剤を添加しなかったこと以外は実施例１〜５と同じ方法で難燃性ウレタンフォームを作製し、その燃焼性を評価した。また、作製したウレタンフォームを用いて実施例１〜５と同じ方法で電磁波シールドガスケットを作製し、燃焼性および接触抵抗を評価した。

（比較例７）
難燃剤の配合量をポリオール１００質量部当たり１７質量部としたこと以外は実施例４と同じ方法で難燃性ウレタンフォームの作製を試みた。しかし、発泡安定性がなくフォームダウンし（フォームとして一旦は発泡するものの、その形を維持できずに潰れ）、電磁波シールドガスケットに使用し得るウレタンフォームを得ることが出来なかった。

（評価）
＜ウレタンフォームの燃焼性＞
実施例１〜５および比較例１〜６で作製したウレタンフォームから厚さ１ｍｍおよび３ｍｍの２種類の試験片を切り取り、各試験片について、難燃性の規格であるＵＬ９４ＨＦ−１，ＨＦ−２，ＨＢＦ規格（発泡材料、水平燃焼試験）の試験方法に則り、燃焼性を評価した。ＨＦ−１相当のものを「◎」（非常に良好）、ＨＦ−２相当のものを「○」（良好）とし、それ以外のものを「×」（不良）とした。

＜電磁波シールドガスケットの燃焼性＞
実施例１〜５および比較例１〜６で作製した電磁波シールドガスケットについて、難燃性の規格であるＵＬ９４Ｖ−０，Ｖ−１，Ｖ−２規格（固体プラスチック材料、垂直燃焼試験）の試験方法に則り、燃焼性を評価した。Ｖ−０相当のものを「○」（良好）とし、それ以外のものを「×」（不良）とした。

＜電磁波シールドガスケットの接触抵抗＞
実施例１〜５および比較例１〜６で作製した電磁波シールドガスケットを２枚のアルミ板に挟み、２０％圧縮または５０％圧縮をかけた状態で、６０℃で６００時間保持した。その後、２枚のアルミ板間の接触抵抗値を抵抗計（ｍΩ ＨＩ ＴＥＳＴＥＲ ３５４０、日置電機株式会社製）で測定した。接触単位面積当たりの抵抗が１０ｍΩ／ｃｍ^２以下のものを「×」（不良）、それ以上のものを「○」（良好）とした。

＜使用原料＞
ポリオール１：メラミン分散ポリオール、Ｍ−９５０（旭硝子製）
ポリオール２：ポリエーテル系ポリオール、官能基数３、平均分子量３０００（三洋化成製）
ポリオール３：スチレン−アクリロニトリルコポリマーグラフトポリオール、ボラノール3943A（ダウ・ケミカル製）
トルエンジイソシアネート：（２、４−トリレンジイソシアネート：２、６−トリレンジイソシアネート＝８０：２０）
架橋剤１：アクトコールT880（三井武田ケミカル製）
架橋剤２：ジエタノールアミン
難燃剤１：リン系液体難燃剤、ダイガード８８０（大八化学製）
難燃剤２：リン系液体難燃剤、ファイロール PNX-S（アクゾノーベル製）
整泡剤１：シリコン整泡剤（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン製）
有機金属触媒１：第２錫イソオクトエート
アミン系触媒１：ＤＡＢＣＯ３３ＬＶ（三共エアプロダクツ製）
アミン系触媒２：Ａ１３３（三共エアプロダクツ製）

表１の実施例１〜５および比較例１〜３より、メラミン分散ポリオールを使用することで、少量の難燃剤の添加でも十分な難燃性を確保でき、また、ガスケットの導電性（電磁波シールド性）を向上させることが可能であることが明らかとなった。また、比較例４〜６より、メラミン分散ポリオールを使用しても、難燃剤を添加しなければ十分な難燃性を確保できないことが分かった。更に、比較例７より、ポリオール中のメラミン分散ポリオールの比率が高い場合には、難燃剤の配合量が多過ぎるとポリウレタンの発泡が出来ないことが分かった。

Claims (2)

1. ポリウレタンフォームの外周に導電布を被覆した電磁波シールドガスケットであって、
   前記ポリウレタンフォームは、ポリオールと、イソシアネートと、難燃剤とを含む原料を発泡形成して得られ、
   前記ポリオールの少なくとも７０質量％はメラミン分散ポリオールからなり、
   前記難燃剤は、液体の難燃剤のみからなり、且つ、前記ポリオール１００質量部あたり３〜１５質量部の割合で配合されている、電磁波シールドガスケット。
2. 前記難燃剤がリン系の難燃剤である、請求項１に記載の電磁波シールドガスケット。