JP2015088658A

JP2015088658A - シート状電磁波シールド材

Info

Publication number: JP2015088658A
Application number: JP2013226916A
Authority: JP
Inventors: 淳司久世; Junji Kuze; 敦哉杉浦; Atsuya Sugiura; 剛深川; Takeshi Fukagawa
Original assignee: Sekisui Nano Coat Technology Co Ltd
Current assignee: Sekisui Nano Coat Technology Co Ltd
Priority date: 2013-10-31
Filing date: 2013-10-31
Publication date: 2015-05-07

Abstract

【課題】薄型でありながらフレキシブル性を兼ね備えるシート状電磁波シールド材を提供する。
【解決手段】シート状の基材を含有し、
その少なくとも一方の主面が、スパッタ法により得られうる、少なくとも一種の金属を含有する金属層を有する、
シート状電磁波シールド材。
【選択図】なし

Description

本発明は、シート状電磁波シールド材に関する。

近年、携帯電話、携帯端末及びＥＴＣ（Electronic Toll Collection System）車載機等の、電波を利用する電子機器の普及が進んでいる。このような電子機器においては、他の電子機器に対する誤作動や信号劣化、さらには人体への悪影響を防止するために、機器から発生する不要な電磁波を遮断する電磁波シールド材が広く利用されている。

電磁波シールド材として、従来から、金属箔の融着又はメッキ加工により導電性が付与されたフィルム、又は導電性を備える繊維を用いた織物若しくは不織布等が利用されている。

近年はますます電子機器の軽薄化が進んでおり、このような電磁波シールド材においても薄型化が求められている。しかしながら、薄い基材はメッキ等による加工が困難であった。また軽薄化と同時にフレキシブル性も要求されるが、従来の電磁波シールド材では膜及び基材においてクラックが発生するという問題があった。

特開２００３−６０３８７号公報特開２００６−１５６９４６号公報特開２０１２−２３６９４４号公報

本発明は、薄型かつ軽量でありながらフレキシブル性を兼ね備えるシート状電磁波シールド材を提供することを課題とする。

本発明者らは、鋭意検討を重ね、不織布、樹脂フィルム及びシート状発泡体その他シートの表面にスパッタ法により金属層を形成することによって上記課題を解決できることを見出した。本発明はさらなる検討を重ねることにより完成されたものであり、以下の態様を含む。
項１．
シート状の基材を含有し、
その少なくとも一方の主面が、スパッタ法により得られうる、少なくとも一種の金属を含有する金属層を有する、
シート状電磁波シールド材。
項２．
前記金属層が、Ｃｕ若しくはＣｕ合金、銀、金、アルミニウム、タングステン及びステンレスからなる群より選択される少なくとも一種の金属を含有する、項１に記載のシート状電磁波シールド材。
項３．
前記金属層が、Ｃｕ合金を含有する、請求項１又は２に記載のシート状電磁波シールド材。
項４．
前記金属層が、Ｃｕ合金を含有する層を含む複数の層からなり、Ｃｕ合金を含有する層の厚さ合計が前記金属層全体の厚さの４５％以下である、項１〜３のいずれか一項に記載のシート状電磁波シールド材。
項５．
厚さが２００μｍ以下である、項１〜４のいずれか一項に記載のシート状電磁波シールド材。
項６．
項１〜５のいずれかに記載のシート状電磁波シールド材を組み込んだ物品。
項７．
項１〜５のいずれか一項に記載のシート状電磁波シールド材の製造方法であって、前記金属層をスパッタ法により形成する工程を含有する方法。

本発明を利用することにより、シート状電磁波シールド材において、薄型化及び良好なフレキシブル性を両立させることができる。

実施例の結果を示す図面である。

１．シート状電磁波シールド材
本発明のシート状電磁波シールド材は、
シート状の基材を含有し、
その少なくとも一方の主面が、スパッタ法により得られうる、少なくとも一種の金属層を有する、シート状電磁波シールド材である。

シート状の基材としては、特に限定されないが、シート状電磁波シールド材の基材として通常用いられるものを使用できる。例えば、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリアクリル、ポリアミド、ポリウレタン、ポリオキシメチレンエーテル、ポリケトン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ガラス繊維、カーボン繊維又はアラミド繊維等を主成分として含有するもの等を使用できる。ポリエステルとして、特に限定されないが、例えば、ポリアリレート、ポリブチレンテレフタレート又はポリエチレンテレフタレート等を主成分とするものを使用できる。

シート状の基材は、不織布であっても織布などのシート状繊維であってもよい。また、シート状の基材は、複数のシート状の繊維を積層した多層シートであってもよい。シート状の基材は、樹脂フィルムであってよい。シート状の基材は、複数の樹脂フィルムを積層した多層シートであってもよい。また、シート状の基材は、少なくとも１層の樹脂フィルムを含む多層シートであってもよい。さらに、シート状の基材は、シート状の発泡体であってもよい。また、シート状の基材は、複数のシート状の発泡体を積層した多層シートであってもよい。シート状の発泡体としては、特に限定されないが、ポリエチレンフォーム、ポリプロピレンフォーム等のポリオレフィンフォームが好ましい。

金属層は、シート状の基材の少なくとも一方の主面を、必要に応じて部分的に又は全体的に被覆している。

金属層は、シート状の基材の少なくとも一方の主面に対して隣接して配置されていてもよいし、他の層を介して配置されていてもよい。

他の層としては、特に限定されないが、例えば、接着層が挙げられる。接着層を設けることによって、金属層とシート状の基材との間の接着性が向上し、実使用における耐久性が向上する。なお、シート状の基材がシート状の繊維である場合は、前記金属層を物理蒸着法により形成する前に、シート状の繊維に接着層を形成する加工を施すことが好ましい。シート状の繊維の製造工程において使用した結着剤に含まれるオイルや製造工程中で使用された界面活性剤が接着性に対し悪影響を及ぼすことがある。シート状の繊維の製造工程で洗浄を徹底しこれらを除去してもよい。前記接着層の材質としては、織編物の素材と金属膜との接着性に優れているポリマーを選択すればよい。例えば、ポリエステルを素材とする織編物の場合は、アクリル系樹脂、親水性を高めたエステル系樹脂、およびエステル系ウレタン樹脂などが好ましい。また、ナイロンを素材とする織編物の場合は、ウレタン樹脂やポリアミド樹脂などが好ましい。前記接着層の材質としてのポリマーは、接着層を形成する際に、水性媒体に分散または溶解させた水分散液（エマルジョン、ディスパージョン）または水溶液（以下、これらを単に「水性液」という場合がある）、あるいは、有機溶剤に溶解または分散した溶液または分散液の状態で使用することが好ましく、特に水性液の状態で使用することがより好ましい。

金属層の被覆性を向上せしめるために、シート状の繊維に対してカレンダーロール加工を施すことが望ましい。かかるカレンダーロール加工によって、シート状の繊維が平滑化及び薄地化されるためである。なお、シート状の繊維に対するカレンダーロール加工としては、従来より公知の各種手法の何れをも採用することが可能であり、例えば、２本ロールのカレンダーロール加工機を用いて、所定温度に加熱した下部ロール上にメッシュシートをセットし、上部ロールで所定圧力を加圧することにより、実施することが出来る。

シート状の繊維に対して、必要に応じてカレンダーロール加工が施された後、その表面に、金属層を形成してもよい。

金属層は、スパッタ法により得られうるものである。このような金属層を有することにより、本発明のシート状電磁波シールド材は、薄型化及び良好なフレキシブル性を両立させることができる。なお、本発明において、フレキシブル性とは、屈曲による劣化が生じにくいことを意味し、具体的には、屈曲によって金属層及びシート状の基材にクラックが生じにくいことを意味する。

スパッタ法としては、特に限定されないが、例えば、直流マグネトロンスパッタ法、高周波マグネトロンスパッタ法及びイオンビームスパッタ法等を利用できる。

スパッタ法を用いて金属層を形成する方式としては、特に限定されないが、例えば、バッチ方式及びロール・ツー・ロール方式等が挙げられる。特に限定されないが、より生産性に優れ、製造コストをより低くできるという点では、ロール・ツー・ロール方式がより好ましい。

金属としては、Ｃｕ若しくはＣｕ合金、銀、金、アルミニウム、タングステン、ステンレス等を使用できる。これらのうち、コストの点で、Ｃｕ又はＣｕ合金が好ましい。

Ｃｕ合金としては、特に限定されないが、例えば、Ｃｕと前記したＣｕ以外の金属を２種類以上含む合金等が挙げられ、具体的にはＣｕとＮｉの合金、ＣｕとＺｎの合金、ＣｕとＳｎの合金、ＣｕとＴｉの合金、ＣｕとＣｒの合金、及びＣｕとＮｉとＴｉとの合金等が挙げられる。特に限定されないが、ＣｕとＮｉの合金として、Ｃｕの割合が２０〜８０％のものを使用してもよい。具体的には、例えばモネル（６３％以上のＮｉと３０％程度のＣｕからなる合金）を使用してもよいし、４０％程度のＮｉと６０％程度のＣｕからなる合金を使用してもよい。

本発明の効果の点で、シート状電磁波シールド材は、シート状の基材の主面のうち、両面が同一又は異なる金属層をそれぞれ有するものであればより好ましい。

本発明のシート状電磁波シールド材の金属層は、金属として、一種のみを含むものでってもよいし、二種以上を適宜組み合わせて含むものであってもよい。二種以上の金属を含む場合、金属層を多層構造とし、その多層構造に含まれる互いに隣接する二層を、互いに異なる組成を有する二種の金属層としてもよい。金属層が、Ｃｕを含有する層、及びＣｕ合金からなる層を含む多層構造を有するものである場合、防蝕性の点で、多層構造のうち最も基材側から遠い位置に配置されている層をＣｕ合金からなる層とすることが好ましい。

金属層がＣｕ合金を含有する層を含む複数の層からなり、Ｃｕ合金を含有する層の厚さ合計（金属層がＣｕ合金を含有する層を一層のみ含む場合は一層の厚さであり、同層を複数含む場合はそれらの厚さの合計を意味する）が金属層全体の厚さの４５％以下であることが好ましい。なお、Ｃｕ合金を含有する層全体の厚さが、金属層全体の厚さの４０％以下であればより好ましく、３０％以下であればさらに好ましい。

本発明のシート状電磁波シールド材は、厚さが２００μｍ以下であれば好ましい。これにより、フレキシブル性が高くなるという利点が得られる。この点では、シート状電磁波シールド材の厚さは、１００μｍ以下であればより好ましく、２０μｍ以下であればさらに好ましい。

本発明のシート状電磁波シールド材は、電磁波シールドの目的で幅広く使用できる。特に限定されないが、例えば、携帯電話などの通信端末や、家電や車両などに組み込まれた各種電子機器、携帯電話などの通信端末、電子回路基板、産業用テープ、ワイヤーハーネス及び自動車等の物品において電磁波シールドのために使用することができる。

また、本発明のシート状電磁波シールド材は、導電性や熱伝導性を備えることもできる。本発明のシート状電磁波シールド材は、耐熱性基材を用いた耐熱製品としてもよい。また、基材や金属の表面の片面または両面に粘着層を設けた粘着テープとしてもよい。なお、粘着層は導電材料を含む導電粘着剤であってもよい。

２．シート状電磁波シールド材の製造方法
本発明の製造方法は、上記のシート状電磁波シールド材の製造方法であって、前記金属層をスパッタ法により形成する工程を含有する方法である。

スパッタ法については、上記で説明した通りである。

以下に実施例を掲げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。

なお、シート状の基材の上に形成した金属の付着量は、蛍光Ｘ線分析装置（株式会社リガク製、商品名：RIX1000）を用いて測定した。また、実施例及び比較例に係るシート状電磁波シールド材の電磁波シールド特性については、ＫＥＣ法に従って測定した。ＫＥＣ法は送信用と受信用に分かれており、その間に１２ｃｍ×１２ｃｍの大きさに切り出した試料を入れ、受信側での信号の減衰を評価した。

１．実施例１
ＣｕとＣｕ合金（Ｃｕの割合が６０％）をターゲット材として用いて、厚み１５μｍの不織布「ＶｅｃｒｕｓＭＢＢＫ３Ｆ−Ｆ」（株式会社クラレ製、材質：液晶ポリマー）の両面に直流マグネトロンスパッタリング法に従って、金属層を形成することにより、シート状電磁波シールド材を作製した。具体的には、チャンバー内にＡｒガスを導入し、チャンバー内圧力を０．２Ｐａとなるように調整し、スパッタリングを実施した。Ｃｕ合金層の厚さが金属層総厚の４５％以下となるように、スパッタリング時間及びスパッタ電力を調整した。

２．実施例２
Ｃｕとモネル４００（Ｎｉ６５％、Ｃｕ３３％、Ｆｅ２％を含む）をターゲット材として用いた他は実施例１と同様にシート状電磁波シールド材を作製した。

３．実施例３
厚み１５０μｍの不織布「ＥＬＴＡＳＥ０５０３０」（旭化成株式会社製、材質：ポリエステルテレフタレート）を用いた他は実施例２と同様にシート状電磁波シールド材を作製した。

以上で得られた３種類のシート状電磁波シールド材について、評価を実施した。評価は以下の通りに行った。

＜強度の評価＞
得られた各電磁波シールド材より１０ｃｍ角の試料を切り出し、かかる試料の一方の端部（上端）をクリップで固定すると共に、相対する他方の端部（下端）に、３Ｍ社製の粘着テープ（商品番号：610 ）を用いて４００ｇの錘を取り付け、かかる錘を試料によって吊すことが出来るか否かについて、目視で観察した。試料が破れることなく、錘を吊すことが出来た場合を「○」、試料が破れて錘を吊すことが出来なかった場合を「×」として、それぞれ評価した。

＜テープ剥離試験＞
３Ｍ社製の粘着テープ（商品番号：610 ）を電磁波吸収体の被覆層の表面に貼り付け、その後、粘着テープを電磁波シールド材から引き剥がすことにより、被覆層の剥離の程度を目視で観察した。粘着テープを貼り付けた部分の被覆層が全く剥がれない場合を「○」、一部でも剥がれる場合を「×」として、評価した。

＜柔軟性試験＞
幅５ｃｍ×長さ１０ｃｍにカットしたシート状電磁波シールド材を１５φの円筒に巻き付けた状態で６０℃、湿度９０％に１週間放置した後に外観及び表面抵抗値の増加率を評価した。外観評価はクラックの発生について目視で観察した。クラックの発生が無い場合を「○」、クラックの発生がある場合を「×」として、それぞれ評価した。表面抵抗値は株式会社三菱化学アナリテック製の表面抵抗計Ｌｏｒｅｓｔａ−ＥＰ又はその同等品を用いて、４端子法により測定した。

表１に示した評価結果からも明らかなように、本発明のシート状電磁波シールド材は、強度を十分に備え、柔軟性試験においても、良好な性能を示した。

Claims

シート状の基材を含有し、
その少なくとも一方の主面が、スパッタ法により得られうる、少なくとも一種の金属を含有する金属層を有する、
シート状電磁波シールド材。
前記金属層が、Ｃｕ若しくはＣｕ合金、銀、金、アルミニウム、タングステン及びステンレスからなる群より選択される少なくとも一種の金属を含有する、請求項１に記載のシート状電磁波シールド材。
前記金属層が、Ｃｕ合金を含有する、請求項１又は２に記載のシート状電磁波シールド材。
前記金属層が、Ｃｕ合金を含有する層を含む複数の層からなり、Ｃｕ合金を含有する層の厚さ合計が前記金属層全体の厚さの４５％以下である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のシート状電磁波シールド材。
厚さが２００μｍ以下である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のシート状電磁波シールド材。
請求項１〜５のいずれかに記載のシート状電磁波シールド材を組み込んだ物品。
請求項１〜５のいずれか一項に記載のシート状電磁波シールド材の製造方法であって、前記金属層をスパッタ法により形成する工程を含有する方法。