JPS6081705A - 広領域周波数帯用電磁波シ−ルド材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱硬化性４オ脂゛にニッケル粉末と鱗片状黒鉛
とを混合した広領域周波数帯用電磁波シールド材に係シ
、従来の電磁波シークド材の欠点を改良し、電磁波シー
ルド材に広範囲の周波数’１＋ｉにおいて、高性能の電
磁波シールド性とともに、組成物の均質性と優れｆｃ構
造強夏を付与することを目的とするものである。

従来デジタル技術を応用した事務機器やコンピューター
機器は電磁波の遮蔽処置がなされていないため、これが
外部にもれて、周辺のエレクトロニクス機器に電磁波妨
害を惹き起し、公害問題としてクローズアップされて来
た。このため、電磁波シールド材による公害問題の解決
が急務となっている０ 合成樹脂やゴムの中に金属粉末、金属繊維、金属薄片を
混入した電磁波シールド材料が用いられるようになった
。また合成梅脂の表面に金属溶射、金属箔２ミネート、
金属混入塗材による塗装を行ないシールド性を高める方
法が実用化されてきている。−５ 一方カーボン材料を合成樹脂に混合して導電性を高める
方法も採られている。

上記金属材料を合成材ＩＪ＝に混合した従来のシールド
材は導電性を高め、電磁波シールド特性が付与されるも
のの、その反面（イ）衝撃強度の低下、（ロ）金属と樹
脂との比重差による均一分散性の不良、（ハ）組成物の
成屋や塗装工程における流動性の低下、に）金属自体の
腐食による経時的な材質、性能の低下などの欠点がある
。

１だ金属溶射、金属箔のラミネート又は金属メッキをし
た電磁波シールド材は破膜か剥１−ＩＬする恐れがあり
、全般的に長期の耐久性に劣る欠点がある。

その上金属材料を含む合成樹脂は３０側７よシ高い周波
数の電磁波に対しては高いシールド性があるがそれより
も低い周波数の電磁波に対してはシールド効果が低いの
である。

１だカーボン材料を用いた合成樹脂のシールド性は棺々
電気抵抗値が１０曳σまででそれ以上のものは得＃’ｌ
Ｌ　＜　、また３ｏｆｖ■（Ｚ以上の電磁波に対しては
シールド効果が低い。

本発明は上Ｈ己従来の？ａ　磁波シールド材の欠点に鑑
み、本発明者が鋭ム研冗した精果到遅したもので、熱硬
化（′６↑脂１００重量部に対してれ・を片状黒鉛とニ
ッケル粉末との全計量で５０〜３０ＯＮｉ１部を含有し
、かつニッケル粉末１に対してｊＡ片状黒鉛が０．０２
〜１の比率となした広領域周波数帯用電磁波シールド材
を提供するものである。

さらに詳しくは本発明に使用される例えば不飽和ポリエ
ステル樹脂は不飽和ジカルボン酸ま／こは不飽和ジカル
ボン酸と飽和ジカルボン岐トを多価アルコールによって
縮重合拝ぜたもの、および変性ビニルエステル樹＋１１
７をスチレンモノマー　”ｔ　ｆｃ　Ｉｄ、ビニルトル
エンしたものなどで包成される不飽和ポリエステル樹脂
であり、さらにこの不倫イロポリエステル樹ｊ指１００
重量部に５〜５０重量部のｊ竹片状黒鉛と５０〜２５０
重量部のニッケル粉末とを混合した組成からなる塗材又
は成Ｍ物が使用さ７する０まブＣ上記不飽和ポリエステ
ルｔ’ｊｌ脂をベースにした組成物に限らずエポキシ（
回置、ウレタン何月旨、尿素（可月旨、メラきミン］嗣
ｌ］旨、フェノール（）４脂などの熱硬化性樹脂をベー
スにして、こノＬらの（Ｈ脂１００重量部に５〜５０重
量部の晒片状黒鉛と５０〜２５Ｏｉｉｉ部のニッケル粉
末とを混合した組成からなる塗材又は成型物を用いるこ
とによって不飽和ポリエステル’ｒＭ　ＪＪｉと同様に
本発明の目的が達成できるが、不飽和ポリエステル系イ
對脂又はエポキシ系梅脂が特に好適である。

姿熱硬化性樹脂１００重量部に対して、し片状黒鉛５重
量部又はニッケル粉末５０重量部未満の場合は広領域周
波−数帯に対する電磁波のシールド効果が著しく低く本
発１す」の目的が達成されず、またし１片状黒鉛５０ｆ
ｆｉ量部又はニッケル粉末２５０Ｍ量部を超過した場合
は得られた電磁波シールド材としての効果はそれ程大き
く低下しないが塗材又は成城物の衝撃強度並びにぐ１脂
離強度が低く、同様に本発明の目的を達成することがで
きない。せ 本発す」に使用の前片状黒鉛の大きさは１０〜２００ミ
クロン、厚みは４０〜４０ミクロンの結晶黒鉛が望まし
く、炭素純度も９５チ以上が比較的良好である。

一方ニッケル粉体は大略１〜１０ミクロンの大きさが分
散上望ましい。

本発明の電磁波シールド性は第１図に示すように試料（
１０）をセルの間に入れ、この時の受信レベルと試料（
１０）がない場合の受信レベルとの比でもって試料（ｌ
Ｏ）のシールド効果として測定する０第１図において（
イ）送信側、（Ｂ）受信側で、（１）高周波パワーアン
プ、（２）送信電圧モーター用Ｔ字壓分岐、（３）標準
記号発生器、（４）ミリボルトメーター、（５）固定減
衰器、（６）中心導体板であり、（７）高周波プリアン
プ、（８）夕Ｍｌ箔、（１０）試料、（１１）スペクト
２ムアナライザー、（９）は圧縮方向を示す。

今試料（１０）がない場合の受信レベルをＥ（／ｌｖ　
）、試験サンプル（１０）がある場合の受信レベルをＥ
２Ｃ％Ｖ）とすると試料のシールド効果ＳＥは ＳＥ−１″′Ｉ ２ またはＳＥ（ｄＢ）　＝加１ｏｆ　Ｅｌ−加ｌＯｙ（弘
゛としても表わされる０ この電磁波シールド性の測定法にはＪＩＳ刈、格がなく
、社団法人関西電子工業振興センタ一方式によった。

また体積固有抵抗値はＪＩＳ　Ｋ　６９１１に基いて６
＋１１定した。

本発明の広領域周波数Ｑ用型磁波シールド材は（１）電
気および電子機器のシールド材、バンコン、ファクシミ
リ、０Ａ（Ｏｆｆｉｃｅ　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）機器
、通信機、電子ゲーム、Ｗゲーム、家挺用′［ｕ化部品
などのキャビネツトカバーカ１、ＩＣ部材のコンテナ、
トレイ、 （ＩＩ）静電気発生防止機、制電性塗料その他、防災検
知機器、精密１ｉｉ：Ｉ御（収益、ロボット、 （ｉｉｉ）　各種センサー機器のケーシング類に使用さ
れる。

次に実施し１によって本発明を説９」する。

実施例１ イソフタール岐系不飽和ポリニススル樹脂１００重ｆｚ
士部と１５０メツシュｋｓ片状黒鉛（純度９９袋）を３
０部混合し、これに太さ３ミクロンのニッケル粉体（純
度９９φ）を無添加から３５０重景部まで各段階に添加
し、さらに硬化剤としてメチルエテルケトンパーオキサ
イド（ＭＥＪＧ’０と略記）で硬化した厚み１朋の板状
体試料を用いて耐衝弗性と電磁波シールド性とを測定し
た。

その結果を第１表、第２表に示す。

注： 耐箇シス性はＪＩＳ　Ｋ　６９１１試験法に基いて測定
した。

第２表から明かなように電磁波シールド性では試別９０
市販品に比較して試料２〜８が優れているが第１六から
れかるように試料７は耐衝撃ノ／−ｋ　Ｉ／　／Ａ＋４
イＩい１ また第２表の１．５と８に示すように、ニッケル粉体と
鱗片状黒鉛とを併用した方がしないものに比較して電磁
波シールド性が広範囲の周波数にわたって優れている。

従って本実施例で判明した本発明の効果を要約すると、
（ａ）　１〜１０００１ＶＩＩ−ＩＺという広範囲の周
波数にわたって一段とシールド効果が向上する。

（ｂ）ニッケル粉体が２５０重量部を越えると市販品よ
りも耐衝撃性が低いのでニッケルの添加量は２５０重量
部を限度とする。

捷た磁界シールド性について一応の基準として各周波数
領域で２５　ｄＢ以上とされているがこの基準を越える
のはニッケル粉体の添加量が５０重髄部以上でちる。

従ってニッケル粉体の適正添加量は５０〜２５０重量部
である。

低周波領域の電磁波はたとえば長波、中波、短波の無線
装置、ラジオや電気ドリルなどの電気工作機械、ネオン
放電、送電線コロナ放電などで発生するものであるが、
本発明品はこれらに対して充分にシールド性を発揮する
。

さらに、従来ニッケル粉体で得られなかった低周波領域
の電磁波とくに電界においてシールド性をもだぜた著し
い効果を奏する。

実施例２ テレフタル酸系不飽和ポリエステル］装置１００ｕ量部
と２００メツシユの１！’１片状黒鉛（純度９９襲）を
０〜６０重量部を温合し、これに１０ミクロンのニッケ
ル粉体（純度９９゜９裂）を２００重量部添加して硬化
剤メナルエテルヶトンバーオキザイドＣＭＥＩ任〇七略
称）を加えて殻化し、厚さ１ｍの板状体試料を用いて耐
衝撃性と電磁波シールド性とをＪｌｌｌ定した。

結果を第３、第４表に示した。

第３表　試料の組成と物性 」り 第４衣の結果より、 （ｔ）　＃；、ｉｔ片状黒鉛を併用した場合と、しない
場合とでは併用した方が全般的に筒い。ただし房片状黒
鉛の添加量が６０重量部になると却って電磁波シールド
性が低下する、従って好適な併用量は５〜５０ｉ量部で
ある。

（ｉり　前片状黒鉛を添加しない試料ト！ＩＩＬ１０で
は電界の低周波数領域のシールド効果が低い。

倉を片状黒鉛を併用した試料１・１３．１１−　ＮＯ，
１６ではこの欠点が改谷されていることがわかる０本発
明においてはニッケルとλ瞥片状黒鉛との併用によシ、
第２図に示すようにＩＩＩ片状焦鉛が塗装または成型後
、組成内で著しく多くの層にＭＫして水平に配向され、
この配向された糾片状煕鉛の間にニッケル粉体が充填さ
れた状態となるので外部からの腐食環境ガス、又は液状
物質の浸入を遮断するためニッケルの防食保設に有効で
ある。

このような分散状態を得るためには、ニッケルを伏体ｌ
に対してル１片状黒鉛１以下の重が：比にすることが８
安である。

仄に木兄１叫の耐衝撃性と７Ｌ磁波シールド性をｔＦ価
するために試料１．８．９（第１表）のほかに第５表に
示すように試料１７．１８を追加し、ＪＩＳ　ｉ（５４
０Ｇに基く塩水噴霧試験を行ない。

試験前後の電磁波のシールド性保持率を測定した。

Ｃｉ’！　５表の塩水噴務試験は食塩水日展５重量饅温
度３５±１℃相対湿度９５〜９８襲で２００時間唄≦３
シ、風乾後試料にへした。

丑だ、ここで用いた鋳物繊維の長さ２πｍ１太さ６０ミ
クロン、アルミニウム繊維も同様な長さ２πｎ１太さも
０ミクロンのものを使用した。

各々インフクール酸不飽和ポリエステル系樹脂に対して
、２００重道部添加し、メチルエテルケトンパーオキサ
イド（ＭＥＫＰＯ）で硬化し、厚みｌａａ、３０口角の
板状体試料を作成した。

第５表より試料１７の鋳物繊維は塩水に侵かされて腐穴
劣化し、耐衝撃性および電磁波特性に著しい低下が認め
られる。

また試料１８のアルミニウム繊維も塩水噴霧試験の結果
、若干性能が低下する。

一般に金属繊維や同粉体の欠点は」３ｊＬ視１ｐ−食性
ガスや液体による鳥食の問題がある〇 試料５はｕｋ水噴す試工倹・読始んど液化が認めらｎず
、耐久性のあることが立証された。

とくにニッケル粉体のみを混合した試Ｉ１．　ａに比較
して一ト片状黒鉛の組成物内での平行配列化により、ｍ
食性の塩分の浸透を阻止するので耐久性を高める効果が
ある。

さらに不活性の前片状黒鉛が重畳化してニッケル粉体を
包んで保設するので長期にわたって劣化を防止する。

しかも前片状黒鉛はニッケル粉体との複合作用が各々を
単独で使用した場合に比較して広い範囲の周波数領域に
おいて筒い電磁波特性を持つことになり、相互補完と相
乗効果を発揮する。

またニッケル粉体と路用状黒鉛との併用によって塗膜や
成型物の反りや歪を少くする効果もある。

実施例３ 硬化剤ポリアミドで硬化したビスフェノール型エポキシ
樹脂１００厘量部と１５０メツシユの副片状黒鉛（測度
９９チ）０〜６０１■量部と６ミクロンのニッケル粉体
（純度９９％）を１５０重量部を混合してなる組成物を
厚ざ１厘の板状型試料を調製し、耐衝撃性および電磁波
シールド性を測定した。

その結果を第６表、第７表に示した。

第６表 」 」 第６、第７表の結果よりエポキシ−ポリアミド栴脂ベー
ズにおいても不飽和ポリエステル樹脂ベースと同様に前
片状黒鉛とニッケルの併用によシ広域の周波数帯に対し
てシールド効果がちることが認められる。

４　図ｊＮｌ　ノｆ１．Ｊ　４’　すｒｉｋ　ｌｑ第１
図は電（眩波シールド性測定装ｂ１の一実施例のフロー
シート、第２図は本発明の電磁波シールド拐の一実施例
の断面Ｖ１を示す０１、高周波パワーアンプ ３゜標準記号発生器 ４゜　ミリボルトメーター ５゜固定＄、衰器 ６゜中心導体板 ７ｏ　高周波プリアンプ ８、銅　箔 ｌＯ０試験用サンプル １１、スペクトルアナライザー １２、譲片状黒鉛 １３、ニッケル粉体 １４、基材 特許出願人　東洋ゴム工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ｌ　熱硬化性樹脂１００重量部に対して、鱗片状黒鉛と
   ニッケル粉末との合計量で５０〜３００重量部を含有し
   、かつニッケル粉末１に対しそ融片状黒鉛が０．０２〜
   １の比率となしたことを特徴とする広領域周波数帯用電
   磁波シールド材。