JPS63184398A

JPS63184398A - 電磁波シ−ルド複合材

Info

Publication number: JPS63184398A
Application number: JP61282039A
Authority: JP
Inventors: 馬場　俊吉
Original assignee: ABEKAWA SEISHI KK
Current assignee: ABEKAWA SEISHI KK
Priority date: 1986-09-25
Filing date: 1986-11-28
Publication date: 1988-07-29

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】産業上の利用分野本発明は、主に計算機、電気通信機、テレビ、ＶＴＲ等
の電気、電子機器の分野において利用されることを目脂
した、電磁波シールド効果のすぐれた複合材に関するも
のである。

従って本発明は、電気、電子機器の製造業およびこれら
の部品を利用する産業の分野において、主として利用さ
れるものである。

従来の技術従来、電磁波障害やノイズ障害を防ぐために、電磁波シ
ールド材料として各種金属材料や導電性プラスチック等
が使用されている。

近年、電子計算機やテレビ、ビデオ等の業界においても
電磁波障害の問題が取り上げられ、国際的にはＣｌ５Ｐ
Ｒ（国際無線障害特別委員会）が無線障害に関する測定
規格や限度値などを定め勧告しており、また、国内では
電気通信技術審議会・電磁妨害問題委員会が発足して、
電気・電子機器の発生電磁波について自主規制がなされ
るようになった。

電磁波障害は、電子計算機関係のノイズ波妨害のみなら
ず、ロボットの誤動作の原因の一部と考えられるように
なり、更に、一般家庭で使用されているパソコンやＶＴ
Ｒ等の電気機器類にまで電磁波による障害が広がりつつ
ある。

そこで、これらの、電磁波障害を防ぐ対策が必要になっ
ている。

ところで、電磁波シールド材料として下記のものがある
が、それぞれ利点と欠点を有している。

（１）導電性プラスチックプラスチックに導電性フィラーを混合し、導電化したプ
ラスチックである。

導電性フィラーとして、カーボン粉末や金属粉末、金属
フレーク等を用いたものは、よいシールド効果が得られ
るまで大量充填すると耐衝撃性などのプラスチックの物
性が劣化し、高導電性でシールド性のよい成形品を製造
するのは困難である。

また、金属繊維やカーボン繊維は、プラスチック中に均
一に分散させることが困難であり、シールド効果を大き
くするために配合量を多くすれば、プラスチックの成形
加工性が低下し、物性も変化する。また、複雑な形状の
加工が困難である。

（２）表面を導電化したプラスチック金属溶射を施したプラスチックは、プラスチックへの溶
射膜の密着力が弱く、しかも、溶射時に亜鉛の一部が蒸
気となり大気を汚染する。

導電性塗料を塗装したプラスチックは、塗膜の厚さを均
一にするのが困難であり、また、塗工に特別の設備が必
要である。

（３）シールド用金属材料板金加工した金属板は、板金加工する場合に、金属板が
厚いので連続生産できず、多量生産に不向きである。

電解銅箔や電解鉄箔は機械的強度が不足であるから、補
強しなければならない。

ところで、電磁波シールドの必要な箇所は、電気コネク
タ部品や発振回路部品など様々であるから、電磁波シー
ルド材料としては、箱型形状になるもの以外に、柔軟で
可とう性のあるものであれば適用範囲は広く、使用に便
利である。

そこで、樹脂系の多層構造体の電磁波シールド材料やフ
レキシブルな金属シールド材料などの研究開発が進めら
れているが、高シールド効果を有し、かつ、薄くて柔軟
で、しかも加工し易いシート状の電磁波シールド材料は
実現していない。

発明が解決しようとする問題点本発明は、電磁波シールド材として薄くて柔軟な、加工
し易いシート状の電磁波シールド効果の高い材料を開発
することを目的とするものである。

問題点を解決するための手段発明者らは種々研究の結果、導電性の繊維や導電性の粉
体などの導電性物質と絶縁性を有する木材パルプを、特
定の混合比率で混合して抄造用原料とし、通常の抄紙機
で湿式抄造後得られた導電紙と、金属箔を積層すること
によって、優れた電磁波シールド特性を有する複合材が
得られることを見出して、本発明を完成するに至った。

また、本発明者は、導電紙と金属箔との間にプラスチッ
クフィルムを介在させることによって、導電紙中の導電
性物質と金属箔とが直接接触した部分にごく微量の電流
が流れた場合に起こる電食、すなわち漏れ電流によって
起こる電解的腐食により金属箔が酸化され孔が発生する
ことを効果的に防止しうることを見出した。

即ち、本発明は導電性の繊維および／または導電性の粉
体５〜８０重量％および木材パルプ繊維（セルロースパ
ルプ）９５〜２０重量％の配合割合からなる抄造用原料
を含むスラリーを、通常の抄紙機で湿式抄紙して得られ
た体積固有抵抗率１０−２〜１０７Ω・Ｃｍの導電紙と
、金属箔を積層させてなる柔軟性に富み、加工し易く、
シールド効果の高い薄いシート状の、電磁波シールド複
合材である。

また、本発明は、前記導電紙と金属箔との間にプラスチ
ックフィルムを介在させて積層した電磁波シールド複合
材である。

従来より、電磁波シールド効果について電気抵抗値（体
積固有抵抗率）をもって表わし目安としているが、シー
ルド効果は材料の電磁波の吸収効果のみならず、厚さ方
向の減衰効果または、金属箔の表面反射による減衰の影
響が大きく作用するので、電気抵抗値のみではシールド
効果の評価は不十分である。従って、導電性繊維および
／または導電性粉体を混合した電磁波シールド紙、例え
ば、ステンレス繊維を３０重量％混抄した場合。

電気抵抗値は３．５Ｘ１０２Ω・ｃｍであるが、電磁シ
ールド効果（減衰量）は１０ｄＢ程度と不十分である。

一方、金属箔、例えば、２０ｐｍのアルミ箔は電気抵抗
値は１０−２Ω・ｃｍあるが、電磁波シールド効果は、
３０ｄＢ程度と不十分である。一般に、電磁波シールド
減衰量は４０ｄＢ以上が要求されており、上記のシール
ド紙及び、金属箔の両方とも各々単独ではこの要求に未
到達であり不十分である。ところが、この両者を積層し
複合材料とした場合に、相乗効果があり４０ｄＢ以上の
減衰量のシールド効果のあるものが得られることがわか
った。

本発明の構成要素について以下に詳説する。

（導電性物質）本発明において使用する導電性物質は、導電性の粒子、
フレーク、繊維など各種形状のものであって、木材パル
プ繊維（セルロースバルブ）と混合して抄紙し得るもの
であればいずれでもよい。特に、導電性繊維および導電
性粉体が好ましく、両者を併用してもよい。

導電性繊維としては、ステンレス、鋼、銅合金、アルミ
合金などの金属繊維や炭素繊維などがある。これらの導
電性繊維を木材パルプ繊維９５〜２０重量％に対して５
〜８０重量％混合することにより、均一な薄い紙を容易
に製造することができる。

導電性繊維の木材パルプ繊維に対するの配合比率が５重
量％に満だない場合は、導電性はあるがシールド効果が
少ない、また、８０重量％をこえると導電紙の紙力が低
下し、極端な場合には抄造が困難になる。

導電性粉体としては、ニッケル、鉄、銅などの金属粉末
やカーボン粉末などがある。これらの導電性粉末は、木
材パルプ繊維に対して５０〜９０重量％を混合し、均一
になるようにスラリーを抄造する。

導電性粉体は、５０重量％未満では導電性はあるが、シ
ールド効果は少なく、また、９０重量％をこえると抄紙
作業が困難になる。

（導電紙および抄紙方法〕導電紙の抄造方法については、手抄、機械抄いずれでも
良く、円網、長網抄紙機のいずれでも抄造出来る。

導電紙の体積固有抵抗率は１０〜１０７Ω・Ｃｍである
ことが必要である。導電性物質の配合割合が小さく、導
電紙の体積固有抵抗率が１０７Ω・ｃｍをこえると、金
属箔と積層しても、得られる複合材の電磁波シールド効
果は不十分である。また、導電紙の体積固有抵抗率が１
０−２Ω・ｃｍをこえるような高い配合割合で導電性物
質を混合すると、導電紙の抄紙が困難となり、実用的で
はない。

（金属箔）本発明で使用する金属箔には、アルミニウム箔、銅箔、
鉄箔などがある。金属箔は、圧延によるものあるいは電
解による電解銅箔、電解鉄箔などいずれも使用できるが
、その中でも１０ｐｍ〜４０ｇｍの厚さのものが好まし
い。

金属箔の厚さ１０ｇｍ以下のものは、シールド効果が減
少し、また、加工作業中シワ等が入り易く作業性が悪い
。金属箔の厚さ４０ＪＬｍより厚くなると柔軟性が無く
なり、剛直性があり、複合材の製品となってからの加工
特性が悪くなる。

（プラスチックフィルム）金属箔、例えばアルミ箔は、導電紙中の炭素繊維などの
導電性物質と直接接触した部分に微量の電流が流れるこ
とによって起こる電食反応により酸化され、孔が発生す
る場合があるが、この電食は、金属箔と導電紙の間に絶
縁性のあるプラスチックフィルムを介在させることによ
って防止することができる。しかも、プラスチックフィ
ルムを介在させても、電磁波シールド効果にはほとんど
悪影響は認められない。プラスチックフィルムとしては
、絶縁性のあるフィルムであれば特に制限されないが、
ポリエステルフィルムやポリエチレンフィルムが使用に
好適である。プラスチックフィルムの厚さは、１０〜３
０ルｍであることが実用上好ましい。

（積層方法）金属箔または導電紙に接着剤を塗布し、金属箔を導電紙
の片面または両面に貼合わせて積層する。

プラスチックフィルムを使用するときは、金属箔、導電
紙またはプラスチックフィルムに接着剤を塗布し、金属
箔、プラスチックフィルムおよび導電紙を一体に貼合わ
せて積層する。

以下実施例をあげて説明するが、本発明はこれら実施例
にのみ限定されるものではない。

実　　施　　例実施例１金属ｆａＨは、経度８ｇｍカット長３〜８ｍｍのステン
レス繊維を用い繊維の表面をカルボキシメチルセルロー
ス（ＣＭＣ）やポリビニルアルコール（ＰＶＡ）等の樹
脂で集束したものを使用した。導電性繊維を、水中に攪
拌して分散させ、木材バルブ繊維２０〜９０重量％に対
し、炭素繊維およびステンレス繊維を１０〜８０重量％
混合し、更に、均一になるよう攪拌して、このスラリー
を手抄して９０〜１２０℃で加熱乾燥させて導電紙を作
製した。この導電紙に、厚さ１５ＪＬｍ〜５０ｐＬｍの
アルミニウム箔および４０ｇｍの銅箔に接着剤を約１０
　ｇ／ｄ塗工したものを貼合せて複合材料を作った。

無機の導電性の粉体として、長さ１０〜２０ｐｍ、径０
．３〜０．６ｇｍのニッケル系導電性粉体を４０〜８０
重量％の配合割合で木材パルプ繊維と混合し均一に分散
させ、アクリル系の定着剤を添加して手抄し、９０〜１
２０°Ｃで乾燥させ、導電紙を作った。厚さ３０ｇｍの
アルミ箔に接着剤を約Ｌｏｇ／ｍ’塗布し、この導電紙
と貼合せて複合材を作った。

電磁波シールド材をＡＳＴＭ　　ＥＳ−７−８３法によ
り、導電紙を内側にして電磁波シールド減衰量を試験し
た。

使用した導電性繊維は、次のとおりである。

（ステンレス繊維）サスミックスファイバー（東京製鋼
株式会社製、登録商標）（ステンレスｔｌｉａ）ナスロン（日木精鋼株式会社製、登録商標）（炭素繊維）ベスファイト（東邦レーヨン株式会社製、登録商標）（手抄紙試験の
結果）［表−１］−ステンレス繊維および炭素繊維の混合割合
を増加させると導電紙のシールド減衰効果は増加する。

シールド効果は、ステンレス繊維を混抄した場合８０重
量％以上、炭素繊維を混抄した場合は５０重量％以上で
シールド効果はあるが、１００１００Ｏの高周波領域で
は減衰量はいずれも下がる傾向にある。導電性粉末の場
合は効果が少ない。

［表−２］−アルミ箔単独では、厚さが５０ｐｍ以上で
はシールド効果はあるが４０ｇｍ以下では減衰量が少な
くなる。但し、１００１００Ｏの高周波の領域では減衰量は高い。

［表−３コ一導電紙とアルミ箔とを貼合わせた場合、体
積固有抵抗率が２．０Ｘ１０８Ω・ｃｍである導電性繊
維１０重量％配合の導電紙ではシールド効果は不十分で
あるが、導電性繊維３０〜８０重量％を混抄した体積固
有抵抗率が１．０× １０７Ω・ｃｍ以下の導電紙と厚さ１５〜５０７ｐｍの
アルミ箔とを貼合わせた複合材は、４０ｄＢ以上の減衰
量を示し、しかも１００１００Ｏの高周波領域において
も高い減衰量を示している。特に、ステンレス繊維を３
０〜５０重量％混抄した導電紙と厚さ１５〜４０ｐｍの
アルミ箔とを貼合わせた複合材は、導電紙およびアルミ
箔のそれぞれ単独の場合における減衰量を合わせた値よ
り大きな減衰量を示し、優れたシールド効果を有してい
る。

また、ニッケル系導電性粉体６０重量％混抄の導電紙と厚さ３０μｍのアルミ箔とからなる複
合材、および、炭素Ｗ＆維５０重量％混抄の導電紙と厚
さ４０ｇ、ｍの銅箔とからなる複合材も、それぞれ高い
減衰量を示している。特に、導電性繊維３０重量％混抄
の導電紙にアルミ箔３０　Ｉｉ、ｍのものを貼合せた複合材または導電性繊
維を５０重量％混抄の導電紙にアルミ箔２０ｇｍのもの
を貼合せた複合材は、シールド効果が高い。

以上のとおり、本発明の電磁波シールド複合材は、それ
を構成する導電紙あるいは金属箔を単独使用した場合に
は、低いシールド効果（減衰量）しか示さず、特に導電
性繊維混抄の導電紙の場合には高周波領域におけるシー
ルド効果に難点があるが、これらを積層して複合材とし
たことにより、低周波から高周波までの広い範囲におい
て優れたシールド効果を示すのである。

また、機械的強度が不十分な金属箔を導電紙と積層する
ことにより、加工および使用に耐え得る複合材を得るこ
とができる。

実施例２上記実施例１において、炭素繊維１０〜５０重量％を混
抄した導電紙と厚さ２０ｐｍのアルミ箔（片面に接着剤
を約ｉ　ｏ　ｇ７ｒｎ′塗工したもの）を使用し、この
両者の間に厚さ２５ｐｍのポリエステル（ポリエチレン
テレフタレート）フィルムに接着剤を約ｌｏｇ／ｒｎ′
塗工したものを介在させ、１　にれら王者を一体に貼合わせて複合材を作った。

得られた複合材は、表４に示すようにほぼ同程度の電磁
波シールド効果を示し、しかも、長期の使用でも、電食
に起因する孔の発生は認められなかった。

（表　　２）アルミ箔のシールド減衰量（ｄＢ）（表　４）電磁波シールド複合材の減衰量（ｄＢ）（注）表中、％
は重量％を表わし、導電紙における炭素繊維の配合割合
を示す。

また、表４の複合材は、アルミ箔と導電紙の間にポリエ
ステルフィルムを介在させて積層したものである。

発明の効果本発明の電磁波シールド複合材は、（１）優れたシールド効果を有すること、（２）シート
状で加工し易いこと、（３）薄くて柔軟であるから、各種形状の電子機器や電
気部品に適用が容易であること、（４）通常の抄紙技術を応用することにより大量生産が
できること、など優れた効果を有している。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）セルロースパルプスラリーに導電性物質を混合し
て抄紙することによって製造した、体積固有抵抗率１０
＾−＾２〜１０＾７Ω・ｃｍである導電紙と、金属箔と
を積層してなることを特徴とする電磁波シールド複合材
。
（２）導電性物質が導電性繊維および／または導電性粉
体である特許請求の範囲第（１）項に記載の電磁波シー
ルド複合材。
（３）金属箔が厚さ１０μｍ〜４０μｍのものである特
許請求の範囲第（１）項または第（２）項のいずれか１
項に記載の電磁波シールド複合材。
（４）セルロースパルプスラリーに導電性物質を混合し
て抄紙することによって製造した、体積固有抵抗率１０
＾−＾２〜１０＾７Ω・ｃｍである導電紙と金属箔とを
、プラスチックフィルムを介して積層してなることを特
徴とする電磁波シールド複合材。
（５）導電性物質が炭素繊維であり、金属箔がアルミ箔
である特許請求の範囲第（４）項に記載の電磁波シール
ド複合材。