JP2014197715A - ノイズ吸収布帛 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】布帛の少なくとも一方の面に、金属が金属加工されたノイズ吸収布帛であって、金属加工された面の表面抵抗率の常用対数値が、0〜4の範囲内にあることを特徴とするノイズ吸収布帛。
【選択図】図1
Description
このため、電子部品、伝送線路等に対し、また通信システムに対し、電磁波の干渉を防ぐ目的で、いわゆるEMC対策として、電子機器から発生するノイズを吸収するノイズ吸収体の必要性が高まってきている。
このため、種々の周波数に有効な粒子を混合して、シート化することも検討されてきた。しかし、粒子を混合すると、各粒子の効果が低減し、広帯域のノイズを吸収することが難しいこと、さらにシート化が難しいこと等の問題点があった。
特許文献3〜6に示すように、フィルム、シート等の平滑面に、磁性材料又は金属材料の層を形成すると、磁性材料又は金属材料の層が平滑になり、磁性材料又は金属材料が本来有する導電性が顕在化し、その大きな導電度により、電磁波が反射される。これらは、ノイズを吸収するよりはむしろ、電磁波の共鳴により、ノイズを増幅させるものであった。
従って、本発明は、電磁波が反射されにくく且つノイズ吸収能に優れるノイズ吸収布帛を提供することを課題とする。
本発明はまた、広帯域にわたってノイズ吸収能を有するノイズ吸収布帛を提供することを課題とする。
さらに、本発明は、柔らかく、柔軟性に富み且つ薄く、電子部品、筐体等の入り組んだ部分に、曲げる、折る等により組み込むことができるノイズ吸収布帛を提供することを課題とする。
さらに、本発明は、高価な軟磁性体を用いることなく、簡易に且つ安定して生産でき、安価且つ高性能であるノイズ吸収布帛を提供することを課題とする。
[態様1]
布帛の少なくとも一方の面に、金属が金属加工されたノイズ吸収布帛であって、
金属加工された面の表面抵抗率の常用対数値が、0〜4の範囲内にあることを特徴とする、
上記ノイズ吸収布帛。
上記金属が金属加工された面における導電度よりも、内部における導電度が小さい、態様1に記載のノイズ吸収布帛。
[態様3]
上記布帛が、合成長繊維から成る不織布である、態様1又は2に記載のノイズ吸収布帛。
前記布帛が、7μm以下の繊維径を有する繊維の層を含む、態様1〜3のいずれか1つに記載のノイズ吸収布帛。
[態様5]
上記金属が、金属蒸着法により金属加工された、態様1〜4のいずれか1つに記載のノイズ吸収布帛。
上記金属の厚さが2〜400nmである、態様1〜5のいずれか1つに記載のノイズ吸収布帛。
[態様7]
上記布帛の厚みが10〜400μmであり且つ坪量が7〜300g/m2である、態様1〜6のいずれか1つに記載のノイズ吸収布帛。
上記布帛が、カレンダー加工された、態様1〜7のいずれか1つに記載のノイズ吸収布帛。
[態様9]
上記布帛の平均開孔径が0.5μm〜5.0mmである、態様1〜8のいずれか1つに記載のノイズ吸収布帛。
上記金属が、一又は複数の、磁性を有しない金属である、態様1〜9のいずれか1つに記載のノイズ吸収布帛。
[態様11]
上記金属が、一又は複数の、弁作用を有する金属を蒸着することにより金属加工された、態様1〜9のいずれか1つに記載のノイズ吸収布帛。
[態様12]
態様1〜11のいずれか1つに記載のノイズ吸収布帛を含むノイズ吸収物品。
本発明のノイズ吸収布帛はまた、広帯域にわたってノイズ吸収能を有する。
さらに、本発明のノイズ吸収布帛は、柔らかく、柔軟性に富み且つ薄く、電子部品、筐体等の入り組んだ部分に、曲げる、折る等により組み込むことができる。
さらに、本発明のノイズ吸収布帛は、高価な軟磁性体を用いることなく、簡易に且つ安定して生産でき、安価且つ高性能である。
本発明のノイズ吸収布帛は、布帛の少なくとも一方の面に、金属が金属加工されている。
図1は、本発明のノイズ吸収布帛の断面を模式的に示す図である。図1のノイズ吸収布帛1は、布帛2と、金属加工された金属3とを含む。
図2は、本発明のノイズ吸収布帛の一態様の断面を拡大した模式図である。図2のノイズ吸収布帛1は、布帛2と、金属加工された金属3とを含み、金属加工された金属3は、布帛2を構成する繊維4の上に形成されている。
なお、図2では、便宜上、繊維の断面を全て真円で表現している。
上記表面抵抗率は、三菱化学社製 低抵抗計Loresta―GP、型式MCP−T600を用い、4端子法で測定することができる。
なお、図3では、便宜上、繊維の断面を全て真円で表現している。また、本明細書において、「導電度」とは、導電性の度合いを意味する。
上記導電度の勾配は、例えば、後述の金属蒸着法により達成することができる。
当該布帛の両面に、金属が金属加工されたノイズ吸収布帛では、少なくとも一方の面において、上記金属が金属加工された面における導電度よりも、内部における導電度が小さいことが好ましく、そして両方の面において、上記金属が金属加工された面における導電度よりも、内部における導電度が小さいことがより好ましい。
なお、本明細書において、単に「布帛」と称する場合には、金属が金属加工されていないものを意味し、そして「ノイズ吸収布帛」と称する場合には、金属が金属加工されたものを意味する。
なお、図4では、図3と同様に、繊維の断面を全て真円で表現している。
上記ノイズ吸収布帛の基材として繊維の集合体である布帛を選択することにより、その交絡点はより増加し、より性能を発揮することができるようになる。
一般的に、織物、編物等の布帛は、繊維が、布帛の縦、横等の方向に配向している比率が高い。この場合、布帛に金属を金属加工することにより形成されたノイズ吸収布帛は、金属も一定の方向に配向し、ノイズ吸収性に一定の方向性を有する。従って、ノイズが一定の方向に由来する場合には、一定方向に配向した繊維を有する布帛、例えば、織物及び編物が好ましい。一方、一般的な電子機器のように、ノイズが種々の方向に由来する場合には、繊維が一定方向に配向していない布帛、例えば、不織布が好ましい。
また、本発明のノイズ吸収布帛は、電子機器に用いられる場合に、電子部品の形状、回路線路の形状等によって、複雑な形状に打ち抜かれ、電子部品や伝送線路に貼られるか、又は電子部品の筐体に貼られること等により使用されることが多い。織物、編物等では、複雑な形状に打ち抜かれた場合に、打ち抜かれた部分の端部から繊維片が発生する場合がある。上記繊維片は、金属加工された金属を伴う場合があり、短絡し、電子部品の誤操作につながる恐れがある。
本発明において、布帛を構成する繊維は、熱により布帛を形成することができる合成繊維が好ましい。また、パルプ、レーヨン繊維等の化学繊維は、その親水性のために、水分を含みやすい場合がある。含まれた水分が再放出されると、電子機器の誤作動につながるため好ましくない。
N6、N66、N612等のポリアミド系樹脂やその誘導体は、吸水率の高い樹脂であるので、他の樹脂と比較して、水分を極端に嫌う電子分内に適用することは避けることが望ましい。半田耐熱性が必要な場合や、電子部品等から出る熱による不具合が起こる可能性がある場合は、すなわち、耐熱性を必要とする電子機器では、PET系樹脂やPPS系樹脂、PEEK系樹脂から形成された繊維を用いることが好ましい。一方、誘電率、tanδ等の電気特性から判断すると、ポリオレフィン樹脂、PET系樹脂、PPS系樹脂、PPO系樹脂、PEEK系樹脂及びフッ素系樹脂が好ましい。
上記繊維の繊維径は、本発明のノイズ吸収布帛が適用される環境により異なるが、一般的には、50μm以下であることが好ましい。均一な繊維間距離を有する布帛を得ることができ、電磁波のもれ、例えば、透過を少なくすることができるからである。また、繊維の強度が高く、金属加工の工程や、使用される環境等において、布帛又はノイズ吸収布帛が切れる可能性が低いので、安定した加工、使用等ができる。
上記極細繊維は、例えば、メルトブロウン法、エレクトロスピニング法等により製造されることが好ましく、そしてメルトブロウン法により製造されることがより好ましい。
また、上述したように、本発明のノイズ吸収布帛において、繊維が一定方向に配向することなく、ランダム配向性を有することが好ましい。
極細繊維から成る布帛の場合には、布帛の強度が低い傾向があるので、極細繊維よりも太い繊維径、すなわち、7μm超の繊維径を有する繊維(以下、「一般繊維」と称する場合がある)を含む布帛と併用することが好ましい場合もある。
本発明に用いられる布帛の引張強さは、特に制限されないが、金属加工の工程、ノイズ吸収布帛を使用する際の取り扱い性等から、10N/3cm以上であることが望ましい。上記引張強さが、10N以上/cmであれば、真空蒸着、スパッタリング等の金属加工の工程で、布帛が切れる、しわがよる等が生じにくく、より効率よく金属加工することができ、さらに使用上も問題ないノイズ吸収布帛を製造することができる。上記引張強さは、20N/3cm以上であることがより好ましい。
なお、上記引張強さは、試験片の幅を3cmとした以外は、JIS−L1906:2000の5.3に従って測定した値を意味する。
上記布帛の厚みは、JIS L−1906:2000に規定の方法に従って、測定することができる。
上記坪量は、JIS L−1906:2000に規定の方法に従って測定することができる。
上記平均開孔径は、実施例に記載される方法により測定することができる。
さらに、熱圧着前にメルトブロウン不織布の上に熱可塑性合成樹脂を用いた熱可塑性合成長繊維不織布を少なくとも1層以上積層し、次いで、エンボスロール又はフラットロールを用いて圧着することにより一体化することにより製造された積層不織布がより好ましい。
また、スパンボンド不織布層の繊維の繊維径は、好ましくは4μm〜50μm、より好ましくは5〜40μm、そしてさらに好ましくは6〜35μmである。
メルトブロウン不織布層の繊維径は、好ましくは7μm以下、より好ましくは4μm以下である。メルトブロウン不織布層の繊維径は、好ましくは0.01μm以上、そしてより好ましくは0.05μm以上である。
なお、本明細書において、上記金属の厚さは、SEM写真画像等により測定できる。
上記長径は、SEM型電子顕微鏡の画像から測定することができる。
測定方法及び評価方法は次の通りである。
IEC規格62333−2に準じて、マイクロストリップライン法で測定した。図6に示すように、50Ωのインピーダンスを有するマイクロストリップラインフィクチャー7(マイクロウェブファクトリー社製)と、ネットワークアナライザー9(アジレント・テクノロジー社製 型式N5230C)とを用い、Sパラメーター法により測定した。ノイズ吸収布帛の試料8の大きさは、5cm×5cmであり、これをマイクロストリップラインフィクチャー7上に置いて測定した。なお、図6において、符号10は、マイクロストリップラインを示す。
Sパラメーターの反射減衰量(S11)と、透過減衰量(S21)とを各周波数で測定し、次の式(1)からロス率を算出した。
ロス率(Ploss/Pin)=1−(S112+S212)/1 式(1)
三菱化学社製 低抵抗計Loresta―GP、型式MCP−T600を用い、4端子法で測定した。測定は、n=3とし、その平均値を用いた。
IEC規格62333−2に準じて、マイクロループアンテナ法で測定した。図11に示すように、2つのマイクロループアンテナ11を有するマイクロループアンテナフィクスチャー12(マイクロウェブファクトリー社製)と、ネットワークアナライザー9(アジレント・テクノロジー社製 型式N5230C)とを用い、Sパラメーター法により測定した。ノイズ吸収布帛の試料8の大きさは、5cm×5cmであり、これを2つのマイクロループアンテナ11の上に置いて、結合減衰量を測定した。
IEC規格62333−2に準じて、マイクロループアンテナ法で測定した。図12に示すように、2つのマイクロループアンテナ11を有するマイクロループアンテナフィクスチャー12(マイクロウェブファクトリー社製)と、ネットワークアナライザー9(アジレント・テクノロジー社製 型式N5230C)とを用い、Sパラメーター法により測定した。ノイズ吸収布帛の試料8の大きさは、5cm×5cmであり、これを2つのマイクロループアンテナ11の間に置いて、透過減衰量を測定した。
(株)ノイズ研究所製、プリント基板電磁波解析システム(型式:ESV−3000)を用いて測定した。測定におけるプリント基盤は、ノイズ研究所製のデモ基板を用いた。測定プローブは、ノイズ研究所製垂直磁界プローブを用いた。測定周波数は100〜400MHzとし、各測定ポイントにおける、その周波数範囲内でのピーク磁界強度の値をマッピングした。試料の大きさは、8cm×8cmであり、試料をデモ基板に貼付ける前と後との磁界強度の差異から、磁界強度減衰量を観測した。
(株)ノイズ研究所製、プリント基板電磁波解析システム(型式:ESV−3000)を用いて測定した。測定におけるプリント基盤は、ノイズ研究所製のデモ基板を用いた。測定プローブは、ノイズ研究所製垂直磁界プローブを用いた。測定周波数は250〜700MHzとし、各測定ポイントにおける、その周波数範囲内でのピーク電界強度の値をマッピングした。試料の大きさは、8cm×8cmであり、試料をデモ基板に貼付ける前と後との電界強度の差異から、電界強度減衰量を観測した。
薄膜透磁率測定システム(凌和電子社製 型式PMF−3000)を用いて測定した。試料を固定するために、PET樹脂シートに両面テープ(ニチバン製 NW−5)で貼り付けて測定した。測定は、n=3とし、その平均値を用いた。
PMI社のパームポロメーター(型式:CFP−1200AEX)を用いた。浸液にPMI社製のシルウィックを用い、試料を浸液に浸して充分に脱気し、測定した。
本測定装置は、フィルターを、あらかじめ表面張力が既知の液体に浸し、フィルターの全ての細孔を液体の膜で覆った状態からフィルターに圧力をかけ、液膜の破壊される圧力と液体の表面張力から計算された細孔の孔径を測定する。平均開孔径の算出には次の式(2)を用いた。
d=C×r/P 式(2)
(式中、d(単位:μm)はフィルターの開孔径であり、r(単位:N/m)は液体の表面張力であり、P(単位:Pa)はその孔径の液膜が破壊される圧力であり、そしてCは定数である。)
本明細書において、最大孔径は、布帛をフィルターとして測定し、累積フィルター流量が50%の−2σの範囲、すなわち、累積フィルター流量が2.3%となる圧力で破壊される液膜の孔径とした。
布帛の坪量は、JIS L−1906:2000に規定の方法に従い、縦20cm×横25cmの試料を、試料の幅1m当たり3箇採取して質量を測定し、その平均値を単位面積当たりの質量に換算して求めた。
JIS L−1906:2000に規定の方法に従い、幅1m当たり10箇所の厚みを測定し、その平均値を布帛の厚みとした。荷重は9.8kPaで行った。
平均繊維径(μm):電子顕微鏡写真から、任意に繊維をピックアップし、それらの直径を写真から読み取ることにより求めた。値は、n=50の相加平均値である。
SEM型電子顕微鏡(日立ハイテクノロジーズ社製SEM 型式S−4800)を用い、SEM写真画像により求めた。また、金属クラスターの長径も、SEM写真画像により求めた。各値は、n=30の相加平均値を採用した。
5cm×5cmの試料の片面全面に両面テープを貼付した。次いで、両面テープの残りの面を、卓球で用いるピンポン玉の半球に貼付し、その状態及び貼付しやすさを、次のように判定した。
◎:貼付しやすく、貼付した状態にも不具合が観察されなかった。
○:貼付しやすいが、一部試料の突起、皺、シートの破れ等が観察された。
△:貼付できるが、全体的に試料の突起、皺、シートの破れ等が観察された。
×:非常に貼付しにくく、全体的に試料の突起、皺、シートの破れ等が観察された。
以下の方法により、実施例1〜38のノイズ吸収布帛を製造し、ノイズ吸収能を評価した。実施例1〜3、11〜13及び15では、旭化成せんい製のポリエステル樹脂によるスパンボンド不織布(E05050)を、布帛として用いた。蒸着は、真空蒸着装置と、熱源としてのニラコ製スタンダートボード(型式:SF−106 タングステン)とを用いて実施した。真空度5×10-5torrで、印加電圧5V、蒸着時間180秒を基本条件とした。
実施例4〜10及び17〜23では、布帛を以下に示すように変更した以外は、実施例1に従った。
実施例4:PU5040(素材:ポリプロピレン、旭化成せんい製)
実施例5:N05050(素材:ナイロン6、旭化成せんい製)
実施例6、14及び16:プレシゼAS030(素材:PET、旭化成せんい製)
実施例7:プレシゼAS080(素材:PET、旭化成せんい製)
プレシゼAS030、AS080は、表1に示すような、一般繊維としてのスパンボンド不織布の層と、極細繊維としてのメルトブロウン不織布の層と、スパンボンド不織布の層とがその順で積層された積層不織布である。
実施例8、9,10では、それぞれ、繊維径、坪量及び厚みが異なる下記の布帛を用いた以外は、実施例1に従った。
E05020、E05030、E05120(素材:PET、旭化成せんい製)
実施例18:短繊維不織布(スパンレース不織布 ソンタラ8005 素材:PET デュポン社製)をカレンダー加工し、使用した。
実施例19:タイベック(素材:ポリエチレン、DAFS社製)
実施例20:短繊維不織布:ユニセル メルフィット BT030EW(帝人製)
実施例21:メルトブロウン不織布:E3008(素材:PET、旭化成せんい製)をカレンダー加工し、使用した。
実施例22及び23:エステル糸によるタフタを使用した。
実施例15及び16:実施例15において、金属をNiに変更した以外は、実施例1に従った。実施例16において、布帛としてプレシゼAS030を用い、そして金属をNiに変更した以外は、実施例1に従って、ノイズ吸収布帛を形成した。
次いで、上記3層の積層ウェブを、2つのフラットロールの間に通して熱圧着させ、不織布層A/不織布層B/不織布層Aの3層の積層不織布を得て、そして最初に形成されたウェブ層Aに由来する不織布層Aの上に、金属を金属加工することにより、ノイズ吸収布帛を形成した。
樹脂の押出量を変える以外は、同様の工程を経て、異なった繊維径を有する積層不織布を含むノイズ吸収布帛を形成した。得られたノイズ吸収布帛の組成及び繊維径を表1に示す。
実施例25〜27:表1に示すように厚み、坪量、及び繊維径を変えた以外は、実施例24と同様に作成した。
実施例33及び34:ウェブ層Bを形成せず、ウェブ層Aを形成する際の樹脂の押出量を変え、繊維径を変化させた以外は、実施例24と同様にして、スパンボンド法による不織布層Aを含むノイズ吸収布帛を形成した。得られたノイズ吸収布帛の性状を、表1に示す。
なお、実施例24〜37は、実施例1と同様に実施した。
金属加工される金属種、及び金属の厚さを変更した以外は、実施例1に従って、ノイズ吸収基材を製造した。
布帛をフィルムに変更し、さらに、金属加工される金属種、及び金属の厚さを変更した以外は、実施例1に従って、ノイズ吸収基材を製造した。
なお、比較例5〜7では、上記フィルムとして帝人テトロンフィルム(型式G2:16μm、型式S:188μm)が用いられ、そして比較例8では、上記フィルムとして、東レ・デュポン社製型式Hタイプ:25μmが用いられた。
ノイズ吸収基材として、市販の製品(バスタレイド 型式R4N)を評価した。
実施例1〜38の結果を表1に、そして比較例1〜9の結果を表2にまとめる。さらに、実施例1、実施例4、実施例6及び比較例6のマイクロストリップライン法の測定結果を、図7〜10に示す。
これらの結果から、本発明のノイズ吸収布帛のノイズ吸収能は、磁界抑制効果よりも、電界抑制効果によるところが大きいことが示唆される。
なお、図17〜22において、符号13は、デモ基板を意味する。
2 布帛
3 金属加工された金属
4 繊維
5 金属クラスター
6 金属の粒子
7 マイクロストリップラインフィクチャー
8 試料
9 ネットワークアナライザー
10 マイクロストリップライン
11 マイクロループアンテナ
12 マイクロループアンテナフィクスチャー
13 デモ基板
Claims (11)
- 布帛の少なくとも一方の面に、金属が付着されたノイズ吸収布帛であって、該金属が付着された面の表面抵抗率の常用対数値が、0〜4の範囲内にあることを特徴とする、前記ノイズ吸収布帛。但し、前記布帛は、7μm以下の繊維径を有する繊維の層を含まない。
- 前記金属が付着された面における導電度よりも、内部における導電度が小さい、請求項1に記載のノイズ吸収布帛。
- 前記布帛が、合成長繊維から成る不織布である、請求項1又は2に記載のノイズ吸収布帛。
- 前記金属が、金属蒸着法により付着された、請求項1〜3のいずれか一項に記載のノイズ吸収布帛。
- 前記金属の厚さが2〜400nmである、請求項1〜4のいずれか一項に記載のノイズ吸収布帛。
- 前記布帛の厚みが10〜400μmであり且つ坪量が7〜300g/m2である、請求項1〜5のいずれか一項に記載のノイズ吸収布帛。
- 前記布帛が、カレンダー加工されている、請求項1〜6のいずれか一項に記載のノイズ吸収布帛。
- 前記布帛の平均開孔径が0.5μm〜5.0mmである、請求項1〜7のいずれか一項に記載のノイズ吸収布帛。
- 前記金属が、一又は複数の、磁性を有しない金属である、請求項1〜8のいずれか一項に記載のノイズ吸収布帛。
- 一又は複数の、弁作用を有する金属を蒸着することにより該金属が付着されている、請求項1〜9のいずれか一項に記載のノイズ吸収布帛。
- 請求項1〜10のいずれか一項に記載のノイズ吸収布帛を含むノイズ吸収物品。
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