JPWO2008108099A1 - 導電性高分子弾性体組成物及び該組成物から成る電磁波シールド - Google Patents
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Abstract
電磁波シールド性能を維持し,かつ光透過性に優れた透明性複合導電性高分子弾性体組成物である。視覚者側の表示体に密接して設けられる透明性弾性体であって,多数の導電性の金属粒子11と,この金属粒子11を被覆し,且つ,これらの多数の導電性の金属粒子を架橋し,三次元網目構造とする導電性有機高分子12から成る導電性粒子複合体と,該導電性粒子複合体の三次元構造を維持するためのバインダーとしての非導電性の有機高分子13から成る。
Description
本発明は,導電性高分子弾性体組成物及びこれを用いた電磁波シールドに関する。
さらに詳しくは,前記導電性高分子弾性体組成物及び各種電子機器から発生する電磁波を遮蔽し,外部に漏洩させない,又は,前記導電性高分子弾性体組成物を用い,表示体に密接し,表示体と視覚者間に設けられ使用され,外部からの電磁波から内部電子機器を防御する電磁波シールドに関する。
電子機器を電磁障害から保護して誤作動等を防止するための電磁波シールド方法として,筐体内面に導電性塗料を塗布したり,金属溶射及び真空蒸着などにより導電性皮膜を形成する方法が知られている。
また,表示体と視覚者との間にて使用するには,光透過性が高いことが必要条件である。
電気電子機器の機能高度化と利用の増加に伴い,電磁気的なノイズ妨害が増え,CRT,プラズマディスプレイパネル(PDPという)などの表示体(ディスプレイともいう)からも電磁波が発生する。
PDPは,電極と蛍光層を有するガラス基板と透明電極を有するガラス基板との組合体であり,作動すると電磁波,近赤外線,及び熱が大量に発生する。通常,電磁波を遮蔽するためにPDPの前面に,電磁波シールドシートを含む前面板を設ける。ディスプレイ前面から発生する電磁波の遮蔽性は,30MHz〜1GHzにおける30dB以上の機能が必要である。
また,ディスプレイ前面より発生する波長800〜1,100nmの近赤外線も,他のVTRなどの機器を誤作動させるので,遮蔽することが求められている。
さらに,ディスプレイの表示画像を視認しやすくするため,電磁波シールドの部分が見えにくく,また,全体としては適度な透明性(可視光透過性,可視光透過率)を有することが求められている。
さらにまた,PDPは大型画面を特徴としており,電磁波シールドシートの大きさ(外形寸法)は,例えば,37型では621×831mm,42型では983×583mm,さらにこれより大型サイズも提供されているので,製造にあたっては容易に取り回しできる導電性高分子弾性体組成物の開発が求められる。
このため,電磁波シールドシートは,電磁波及び近赤外線のシールド性,目立たない電磁波シールド材及び適度な透明性による優れた視認性が求められ,また,製造工程においては,反りや気泡の混入などが少なく,また,ディスプレイ材料に多く求められる「黒化」(ブラックシャドウすることで,他の色を際立たせる)する黒化処理がメッキと同時にできるなどの短い工程数で,生産性のよい電磁波シールドシートの開発が求められていた。
光透過性とシールド性能を両立させるには,透明基板とその上に形成されたメッシュ状の導電層パターンとにより構成されている例がある。
メッシュ状の金属層を有する電磁波シールドシートの製造方法は,通常,次の3つの方法が用いられる。
(1)透明基材へ凹版オフセット印刷法により導電インキをパターン状に印刷し,該導電インキ層の上へ金属メッキする方法が知られている(例えば,特許文献1〜2参照。)。
(2)透明基材へ,導電インキ又は化学メッキ触媒含有感光性塗布液を全面に塗布し,該塗布層をフォトリソグラフィー法でメッシュ状とした後に,該メッシュの上へ金属メッキする方法が知られている。
(3)透明基材と金属箔とを熱硬化型樹脂の接着剤で積層した後に,金属箔をフォトリソグラフィー法でメッシュ状とする方法が知られている(例えば,特許文献3〜4参照。)。
(1)透明基材へ凹版オフセット印刷法により導電インキをパターン状に印刷し,該導電インキ層の上へ金属メッキする方法が知られている(例えば,特許文献1〜2参照。)。
(2)透明基材へ,導電インキ又は化学メッキ触媒含有感光性塗布液を全面に塗布し,該塗布層をフォトリソグラフィー法でメッシュ状とした後に,該メッシュの上へ金属メッキする方法が知られている。
(3)透明基材と金属箔とを熱硬化型樹脂の接着剤で積層した後に,金属箔をフォトリソグラフィー法でメッシュ状とする方法が知られている(例えば,特許文献3〜4参照。)。
この発明の先行技術文献情報としては,次のものがある。
特開2000−13088号公報
特開2000−59079号公報
特開平11−145678号公報
特開平10−41682号公報
しかし,上述導電性塗料の塗布による方法では,導電性塗料に使用される金属粒子が容易に酸化され,電磁波シールド性能が低下するという問題点があった。
また,上記のようなハウジング内面に塗布される導電性塗料は,抵抗値を下げるために,金属粉を多量に添加するために,光透過性が低いという欠点があった。
メッシュ状の金属層を有する電磁波シールドシートの製造方法の前出(1)では,印刷によるパターンは細線化が難しく且つ精度が悪く,又該パターン上に更に金属メッキされたメッシュでは外観が悪く,また,ディスプレイ画像の視認性に劣るという欠点があり,高精細なディスプレイの電磁波シールドシートとしては,実用上使用できない。
さらに,前出(2)の方法では,透明基材面側の金属層が黒化できないという欠点がある。また,製造工程では,導電インキでは該導電インキの電気抵抗が高いために,メッキ時間が長くかかり,生産性が低いという問題点がある。
また,前出(3)の方法では,異種材料が積層されているためにラミネート後に接着剤を硬化促進するためのエージング工程で発生する歪みによる積層体の反りや変形,メッシュ開口部に露出する接着剤の表面は金属箔の粗さが転写され凹凸状に残っているために,この凹凸で光が乱反射してメッシュ開口部の透明性が悪く,また,金属メッシュ自身は使用する電解銅箔の表面不均一による外観がよくないという欠点がある。
さらに,製造工程においては,熱硬化型樹脂の接着剤を用いた積層に起因する,接着剤の塗工ムラ,シワや気泡の混入による透明性の低下,さらに,メッシュ開口部の接着剤表面の粗さを埋めて透明化するための透明化工程の追加,さらにまた,金属メッシュ部を黒化処理するための黒化処理工程の追加が必要となって生産性が低下する問題点がある。
本発明は,上記観点に鑑みなされたものであり,光透過性にすぐれ,電磁波シールド性能を有する電磁波シールド材等に用いて好適な導電性高分子弾性体組成物を提供することを目的とする。
本発明者らは,上記目的を達成するために鋭意検討を行った結果,本発明に至った。すなわち,本発明は,導電性金属粒子が,導電性有機高分子により被覆された導電性粒子複合体および該導電性粒子複合体と非導電性有機高分子のバインダーからなる導電性高分子弾性体組成物及び電磁波シールド材に関し,かつ,前記導電性粒子複合体が,三次元網目構造を有し,この構造を固定することで,電磁波シールド効果を出すことを見出した。
本発明に係る導電性高分子弾性体組成物は,視覚者側の表示体に密接して設けられる透明性弾性体であって,導電性及び非導電性の有機高分子と導電性の金属粒子を含有し,前記有機高分子は,バインダーとしての非導電性のアクリル系ポリマーと,二重結合を繰り返し単位に含む共役系導電性有機高分子から成る三次元網目構造を有することを特徴とする(請求項1)。詳細には,図1に示すように,多数の導電性の金属粒子11と,この金属粒子11を被覆し,且つ,これらの多数の導電性の金属粒子を架橋し,三次元網目構造とする導電性有機高分子12から成る導電性粒子複合体と,該導電性粒子複合体の三次元構造を維持するためのバインダーとしての非導電性の有機高分子13から成る。そして,好ましくは,体積固有抵抗値(SRIS2301)0.1Ω・cm以下で,分光光度計による80%以上の光透過率を有すると共に,硬さは,アスカCで80以下である。また,耐腐食性は,抵抗値変化で30%以内,好ましくは10%以内である。
前記導電性有機高分子が,好適には,ポリアニリン又は,ポリチオフェンおよびこれらの誘導体であり,前記バインダーとしてのアクリル系ポリマーがポリアクリル酸及びこれらの誘導体とすることができる(請求項2)。また,前記金属粒子を,ニッケル,ニッケル合金,又は銀とすることが好適である(請求項3)。
また,前記バインダーとしての有機高分子を,過酸化物架橋又は紫外線架橋による架橋体を含む,架橋性高分子弾性体とすることができる(請求項4)。
本発明の電磁波シールドは,多数の導電性の金属粒子を被覆し,前記金属粒子を架橋する導電性有機高分子から成る三次元網目構造を有し,前記金属粒子及び前記導電性有機高分子による導電性粒子複合体から成る三次元網目構造を維持する前記導電性有機高分子とは非相溶性のアクリル系ポリマーから成る非導電性有機高分子で構成される導電性高分子弾性体組成物から成り,該導電性高分子弾性体組成物がフィルム又はシート状に形成され,好ましくは,100MHz時減衰値30db以上のシールド特性を有することを特徴とする(請求項5)。
さらに,架橋により生成したラジカルを酸素が吸収し,反応阻害を生じることを防ぐため,前記導電性高分子弾性体組成物を耐熱性高分子フィルムで挟持し,前記バインダーとしての有機高分子が酸素に触れないようにすれば,好適である(請求項6)。
本発明の三次元網目構造を有する導電性高分子弾性体組成物を電磁波シールド材等に適用することで,高い光透過性と電磁波シールド性能を両立することができる。
また,ディスプレイ材料に多く求められる「黒化」(ブラックシャドウすることで,他の色を際立たせる)に関して,メッシュ形成する高分子有機導電体の,可視光領域の光を吸収する特性で,黒化の機能を出すことができた。
10 導電性高分子弾性体組成物
11 導電性の金属粒子
12 導電性有機高分子
13 バインダーとしての非導電性の有機高分子
14 耐熱性フィルム
20 ガラス
21 バーコータ
22 紫外線ランプ
11 導電性の金属粒子
12 導電性有機高分子
13 バインダーとしての非導電性の有機高分子
14 耐熱性フィルム
20 ガラス
21 バーコータ
22 紫外線ランプ
全体の構成は,図1に示すように,導電性高分子弾性体組成物10は,ここでは,シート状に形成され,導電性粒子複合体として,多数の導電性の金属粒子11を被覆して,これらの多数の導電性の金属粒子を架橋し,三次元網目構造とする導電性有機高分子12と,バインダーとしての非導電性の有機高分子13から成り,この非導電性の有機高分子13は,前記導電性有機高分子12とは独立性を保ち前記金属粒子,及び前記導電性有機高分子12による導電性粒子複合体から成る三次元網目構造を維持するための,前記導電性有機高分子12とはSP値が近似しない,SP値1以上の差を有する,前記導電性有機高分子12とは非相溶性のアクリル系ポリマーから成る。
同図において,14は,耐熱性フィルムで,前記導電性高分子弾性体組成物の両面にコーティングされる。
1.導電性高分子弾性体組成物
[1]導電性有機高分子
共役系である,
ポリアセチレン系高分子,
ポリフェニレン系高分子,
複素環系高分子及び
イオン性ポリマー系高分子等が使用できる。
ポリアセチレン系高分子としては,例えば,ポリアセチレン,ポリフェニルアセチレン等が挙げられる。
ポリフェニレン系高分子としては,例えば,ポリパラフェニレン,ポリフェニレンビニレン等が挙げられる。
複素環系高分子としては,例えば,ポリピロール,ポリチオフェン等が挙げられる。
イオン性ポリマー系高分子としては,例えば,ポリアニリンが挙げられる。
これらの中で,金属粒子との密着性の観点から,複素環系高分子及びイオン性ポリマー系高分子が好ましい。
[1]導電性有機高分子
共役系である,
ポリアセチレン系高分子,
ポリフェニレン系高分子,
複素環系高分子及び
イオン性ポリマー系高分子等が使用できる。
ポリアセチレン系高分子としては,例えば,ポリアセチレン,ポリフェニルアセチレン等が挙げられる。
ポリフェニレン系高分子としては,例えば,ポリパラフェニレン,ポリフェニレンビニレン等が挙げられる。
複素環系高分子としては,例えば,ポリピロール,ポリチオフェン等が挙げられる。
イオン性ポリマー系高分子としては,例えば,ポリアニリンが挙げられる。
これらの中で,金属粒子との密着性の観点から,複素環系高分子及びイオン性ポリマー系高分子が好ましい。
[2]金属粒子
導電性を有する金属粒子が使用でき,例えば,クロム,鉄,コバルト,ニッケル,亜鉛,錫,金,銀,アルミニウム等及びこれらの2種以上の合金が使用できる。
これらの中で,導電性の観点からニッケル,アルミニウム,銀,金及びこれらの合金が好ましい。
導電体のうちの金属体が,標準電極電位にて,−0.25V以下である元素のうち,ニッケルもしくはニッケル合金もしくは銀であることが,好ましい。
導電性を有する金属粒子が使用でき,例えば,クロム,鉄,コバルト,ニッケル,亜鉛,錫,金,銀,アルミニウム等及びこれらの2種以上の合金が使用できる。
これらの中で,導電性の観点からニッケル,アルミニウム,銀,金及びこれらの合金が好ましい。
導電体のうちの金属体が,標準電極電位にて,−0.25V以下である元素のうち,ニッケルもしくはニッケル合金もしくは銀であることが,好ましい。
[3]バインダーとしての有機高分子
アクリル系ポリマー,ここでは,ブチルアクリレート,エチルアクリレート,メチルアクリレート等のポリアクリル酸及びこれらの誘導体であるポリアクリル酸エステルを用いる。
アクリル系ポリマー,ここでは,ブチルアクリレート,エチルアクリレート,メチルアクリレート等のポリアクリル酸及びこれらの誘導体であるポリアクリル酸エステルを用いる。
[4]溶剤
本発明の電磁波シールド材には,必要に応じて,以下の溶剤を使用することができる。
溶剤としては,脂肪族炭化水素,芳香族炭化水素,アルコール,ケトン,エステル,エーテル,ハロゲン化炭化水素,及びこれらの混合物が挙げられる。
脂肪族炭化水素としては,例えば,ヘキサン,オクタン及びパラフィン油等が挙げられる。
芳香族炭化水素としては,例えば,ベンゼン,トルエン及びキシレン等が挙げられる。
アルコールとしては,例えば,メタノール,イソプロピルアルコール及びブタノール等が挙げられる。
ケトンとしては,例えば,アセトン,メチルエチルケトン及びイソブチルメチルケトン等が挙げられる。
エステルとしては,例えば,酢酸エチル,酢酸ブチル及びプロピオン酸メチル等が挙げられる。
エーテルとしては,例えば,ジエチルエーテル,ジブチルエーテル及びテトラハイドロフラン等が挙げられる。
ハロゲン化炭化水素としては,例えば,クロロホルム,メチレンジクロライド及びエチレンジクロライド等が挙げられる。
本発明の電磁波シールド材には,必要に応じて,以下の溶剤を使用することができる。
溶剤としては,脂肪族炭化水素,芳香族炭化水素,アルコール,ケトン,エステル,エーテル,ハロゲン化炭化水素,及びこれらの混合物が挙げられる。
脂肪族炭化水素としては,例えば,ヘキサン,オクタン及びパラフィン油等が挙げられる。
芳香族炭化水素としては,例えば,ベンゼン,トルエン及びキシレン等が挙げられる。
アルコールとしては,例えば,メタノール,イソプロピルアルコール及びブタノール等が挙げられる。
ケトンとしては,例えば,アセトン,メチルエチルケトン及びイソブチルメチルケトン等が挙げられる。
エステルとしては,例えば,酢酸エチル,酢酸ブチル及びプロピオン酸メチル等が挙げられる。
エーテルとしては,例えば,ジエチルエーテル,ジブチルエーテル及びテトラハイドロフラン等が挙げられる。
ハロゲン化炭化水素としては,例えば,クロロホルム,メチレンジクロライド及びエチレンジクロライド等が挙げられる。
[5]電磁波シールド
[1]〜[4]により得られる導電性高分子弾性体組成物を,例えば,圧着端子により前記導電性有機高分子に結線して,接地することにより得られる。
[1]〜[4]により得られる導電性高分子弾性体組成物を,例えば,圧着端子により前記導電性有機高分子に結線して,接地することにより得られる。
2.電磁波シールドの形成を含む全体の工程は,
[1]導電性金属粒子と有機導電性高分子の導電性粒子複合体の形成,[2]前記導電性粒子複合体とバインダー樹脂の混合,[3]電磁波シールド特性を有するシート状に形成する工程と,任意に,耐熱性フィルムで,前記導電性高分子弾性体組成物の両面をコーティングする工程を含むことができる。
[1]導電性金属粒子と有機導電性高分子の導電性粒子複合体の形成,[2]前記導電性粒子複合体とバインダー樹脂の混合,[3]電磁波シールド特性を有するシート状に形成する工程と,任意に,耐熱性フィルムで,前記導電性高分子弾性体組成物の両面をコーティングする工程を含むことができる。
以下,各工程について,詳述する。
[1]導電体の作成及び[2]導電体と有機導電性高分子の導電性粒子複合体
金属粉と有機導電性高分子材料との複合体として,以下の方法(析出重合法)を用いた。
金属粉と有機導電性高分子材料との複合体として,以下の方法(析出重合法)を用いた。
3000ccのビーカーに,ニッケル金属粒子100gを溶剤としてのイソプロピルアルコール2000ccに機械的に分散しながら,後述の方法で,金属粒子に対して以下の導電性有機高分子を表面被覆し,導電性粒子複合体を得た。
a)高分子として,ポリアニリンを用いた場合
方法1
アニリン100gを活性剤として,過硫酸アンモニウム0.5g存在下,25℃,2時間攪拌することで,ポリアニリン被覆ニッケル粒子を150g得ることができた。
方法1
アニリン100gを活性剤として,過硫酸アンモニウム0.5g存在下,25℃,2時間攪拌することで,ポリアニリン被覆ニッケル粒子を150g得ることができた。
方法2
メタノールー水3000mlに,活性剤として,塩化第二鉄(6水和物)6.8gを溶解し,0℃に保った。攪拌しながらアニリン2mlをゆっくり滴下(滴下時間,1時間)し,ギ酸存在下にて,6時間反応させた。
反応液をアンモニア水(25%)でpH10とした後,イソプロピルアルコールで再沈,濾過した。
ポリアニリン被覆ニッケル粒子から成る導電性粒子複合体を130g得ることができた。
メタノールー水3000mlに,活性剤として,塩化第二鉄(6水和物)6.8gを溶解し,0℃に保った。攪拌しながらアニリン2mlをゆっくり滴下(滴下時間,1時間)し,ギ酸存在下にて,6時間反応させた。
反応液をアンモニア水(25%)でpH10とした後,イソプロピルアルコールで再沈,濾過した。
ポリアニリン被覆ニッケル粒子から成る導電性粒子複合体を130g得ることができた。
b)高分子として,ポリピロールを用いた場合
方法1
ピロール100gを過硫酸アンモニウム0.5g存在下,25℃,2時間攪拌することで,ポリピロール被覆ニッケル粒子から成る導電性粒子複合体を約80g得ることができた。
方法1
ピロール100gを過硫酸アンモニウム0.5g存在下,25℃,2時間攪拌することで,ポリピロール被覆ニッケル粒子から成る導電性粒子複合体を約80g得ることができた。
方法2
メタノール水3000mlに,塩化第二鉄(6水和物)6.8gを溶解し,70℃に保った。攪拌しながらピロール2mlをゆっくり滴下(滴下時間,1時間)し,ギ酸存在下にて,6時間反応させた。
反応液をアンモニア水(25%)でpH10とした後,イソプロピルアルコールで再沈,濾過した。
ポリピロール被覆ニッケル粒子から成る導電性粒子複合体を約105g得ることができた。
メタノール水3000mlに,塩化第二鉄(6水和物)6.8gを溶解し,70℃に保った。攪拌しながらピロール2mlをゆっくり滴下(滴下時間,1時間)し,ギ酸存在下にて,6時間反応させた。
反応液をアンモニア水(25%)でpH10とした後,イソプロピルアルコールで再沈,濾過した。
ポリピロール被覆ニッケル粒子から成る導電性粒子複合体を約105g得ることができた。
c)高分子として,ポリチオフェンを用いた場合
方法1
チオフェン100gを過硫酸アンモニウム0.5g存在下,25℃,2時間攪拌することで,ポリチオフェン被覆ニッケル粒子から成る導電性粒子複合体を50g得ることができた。
方法1
チオフェン100gを過硫酸アンモニウム0.5g存在下,25℃,2時間攪拌することで,ポリチオフェン被覆ニッケル粒子から成る導電性粒子複合体を50g得ることができた。
方法2
メタノール水3000mlに,塩化第二鉄(6水和物)6.8gを溶解し,70℃に保った。攪拌しながらチオフェン2mlをゆっくり滴下(滴下時間,1時間)し,ギ酸存在下にて,6時間反応させた。反応液をアンモニア水(25%)でpH10とした後,イソプロピルアルコールで再沈,濾過した。ポリチオフェン被覆ニッケル粒子を85g得ることができた。
メタノール水3000mlに,塩化第二鉄(6水和物)6.8gを溶解し,70℃に保った。攪拌しながらチオフェン2mlをゆっくり滴下(滴下時間,1時間)し,ギ酸存在下にて,6時間反応させた。反応液をアンモニア水(25%)でpH10とした後,イソプロピルアルコールで再沈,濾過した。ポリチオフェン被覆ニッケル粒子を85g得ることができた。
上記各原料の詳細は,後述バインダーと共に示せば,以下の通りである。
本発明の電磁波シールド材には,必要に応じて,イソプロピルアルコールを含め,前出の溶剤を使用することができる。
混合・分散
本発明の三次元網目構造を得るための,混合・分散には,三本ロール,ビーズミル,ディスパーミル,高圧ホモジナイザー,ニーダー又はプラネタリーミキサー等を用いることができる。
本発明の三次元網目構造を得るための,混合・分散には,三本ロール,ビーズミル,ディスパーミル,高圧ホモジナイザー,ニーダー又はプラネタリーミキサー等を用いることができる。
混合・分散の温度は,通常5〜100℃であり,混合・分散時間は,通常5分〜10時間である。
一般に知られているように,高分子は溶剤に対し,独自の溶解性を有している。
溶剤への,溶解性をみる指標に,溶解度パラメータがある。
溶剤への,溶解性をみる指標に,溶解度パラメータがある。
溶解パラメーター(Solubility Parameter,δ,SP値)は,以下のように説明されている。
溶媒-溶質間に作用する力は,分子間力のみと仮定されるので溶解パラメーターは分子間力を表す尺度として使用され,2つの成分のSP値の差が小さいほど溶解度が大となることが経験的に知られている。
正則溶液理論では,溶媒と溶質間に作用する力は,分子間力のみとモデル化されており,液体分子を凝集させる相互作用が分子間力のみであると考えられる。
すなわち,1モル体積の液体が蒸発するために必要な蒸発熱の平行根(cal/cm3)1/2から計算される。
実際の溶液が,正則溶液であることは稀で,溶媒-溶質分子間には水素結合など分子間力以外の力も作用するため,2つの成分が混合するか相分離するかはそれらの成分の混合エンタルピーと混合エントロピーの差で熱力学的に決定される。
しかし,経験的に溶解パラメーターが近い物質は混ざりやすい傾向を持っている。
そのためSP値は溶質と溶媒の混ざりやすさを判断する目安ともなり,本発明においては,両者の値が近似しないものを選択する。
以下に代表的溶剤,バインダー及び導電性高分子となる代表的ポリマーのSP値(理論値)を記す。
表2中,ポリメタクリル樹脂,アクリル酸エステルポリマーがアクリル系ポリマーである。
したがって,バインダーをアクリル酸エステルポリマーとした場合は,ポリピロールは,SP値が近いが,ポリアニリン,ポリチオフェンは,SP値が離れている。
SP値が近いポリマー同士は,溶けやすく(相溶性があるという),SP値が離れているポリマー同士は,溶け合わない(相溶しないという)。本発明の三次元網目構造を得,これを維持するためのバインダーとしての非導電性高分子と,導電性有機高分子との独立性を保つためには,相互に非相溶性の後者の組み合わせによる。なお,溶剤は,バインダーとしての非導電性高分子との相溶性がある方が好ましく,従って,SP値は,近似したものを用いる。
コーティング方法
前記導電性有機高分子を前記導電性金属粒子に被膜する工程として,前記導電性金属粒子に成膜被覆する方法としては,公知のコーティング手法が利用できる。
前記導電性有機高分子を前記導電性金属粒子に被膜する工程として,前記導電性金属粒子に成膜被覆する方法としては,公知のコーティング手法が利用できる。
例えば溶剤塗工法,粉体塗工法等が挙げられる。ここで溶剤塗工法とは溶剤に溶解した樹脂を金属粒子表面にエアスプレー等を用いてコーティングした後,溶剤を蒸発させて被覆する方法を言う。また粉体塗工法とは樹脂微粒子粉体を金属粒子表面にエアスプレー等を用いて被覆した後,温度を上げることで樹脂粉体を溶融させコーティングする方法をいう。
[3] 複合体とバインダー樹脂の混合及び[4] シート作製
こうして得られた導電性粒子複合体を,バインダーとしての非導電性有機高分子から成る樹脂に混合した。
混合させるバインダーとしては,常温で液状の高分子が望ましい。
使用したバインダーとしての非導電性有機高分子は,
ブチルアクリレート,エチルアクリレート,メチルアクリレートなどのアクリル酸エステルを用いた。
こうして得られた導電性粒子複合体を,バインダーとしての非導電性有機高分子から成る樹脂に混合した。
混合させるバインダーとしては,常温で液状の高分子が望ましい。
使用したバインダーとしての非導電性有機高分子は,
ブチルアクリレート,エチルアクリレート,メチルアクリレートなどのアクリル酸エステルを用いた。
[紫外線照射硬化の場合]
かようにして得た組成物200gを,3000ccビーカーにとり,ブチルアクリレート 1000gを入れ,光重合開始剤として,イルガキュア184を0.1g添加し,3時間攪拌した。
かようにして得た組成物200gを,3000ccビーカーにとり,ブチルアクリレート 1000gを入れ,光重合開始剤として,イルガキュア184を0.1g添加し,3時間攪拌した。
[赤外線加熱硬化の場合]
導電性高分子材料複合体200gを,3000ccビーカーにとり,ブチルアクリレート 1000gを入れ,過酸化物硬化剤として,パーロイルTCPを2.0g添加し,1時間攪拌した。
導電性高分子材料複合体200gを,3000ccビーカーにとり,ブチルアクリレート 1000gを入れ,過酸化物硬化剤として,パーロイルTCPを2.0g添加し,1時間攪拌した。
図3に示すように,ガラス20にフッ素離形処理したのち,上記混合体を,バーコータ21にて,0.8mmの厚さに塗布した。
紫外線ランプ(メーカー ウシオ電機 商品名:UM452)22を被照射距離15mmにて0.3分間照射し,二重結合を架橋する。
厚さ0.5mmのシート状の電磁波シールドが得られた。
なお,図1に示すように,耐熱性フィルム14を前記導電性高分子弾性体組成物から成る電磁波シールドの両面にコーティングすることができる。
[成膜方法]
図5に示すように,ガラス板20上に100μmのポリエステルフィルム(東レ ルミラー S10 #400)を載置したのち,前記導電性高分子弾性体組成物を,0.8mmの厚さに塗布した。
図5に示すように,ガラス板20上に100μmのポリエステルフィルム(東レ ルミラー S10 #400)を載置したのち,前記導電性高分子弾性体組成物を,0.8mmの厚さに塗布した。
塗布する際には,前記導電性高分子弾性体組成物の塗布面の上に,耐熱性フィルムとして厚み25μmのポリエステルフィルム14(東レ ルミラー S10 #100)が,フィルム14/導電性高分子弾性体組成物10/フィルム14の構成になるように,挟みこんだ。
使用するフィルム14としては,
軟化温度が,60℃以上であるポリマーが適している。
例えば,ポリエチレンテレフタレート,ポリアリレート,ポリカーボネート,液晶ポリマー,ポリアミドイミド,ポリエーテルエーテルケトン,などが上げられる(表3参照)。
軟化温度が,60℃以上であるポリマーが適している。
例えば,ポリエチレンテレフタレート,ポリアリレート,ポリカーボネート,液晶ポリマー,ポリアミドイミド,ポリエーテルエーテルケトン,などが上げられる(表3参照)。
評価方法
表4〜表6記載のT1〜T23の配合について,150×150mmの試料について評価を行った。
表4〜表6記載のT1〜T23の配合について,150×150mmの試料について評価を行った。
電磁波シールド特性
電磁波シールド特性は,以下の「KEC法」に準じて測定した。
KEC法は,「KEC(関西電子振興工業センター)」にて開発・考案された,電磁波シールド特性測定方法である。
電磁波シールド特性は,以下の「KEC法」に準じて測定した。
KEC法は,「KEC(関西電子振興工業センター)」にて開発・考案された,電磁波シールド特性測定方法である。
KECで開発した電磁波シールド効果測定方法で,シート状の材料であれば比較的容易にその電磁波シールド効果を測定評価することができる。
測定装置は図示せざる既知の電界シールド効果評価用と磁界シールド効果評価用の二つがある。
電界シールド評価用装置はTEMセルの寸法配分を取り入れ,その伝送軸方向に垂直な面内で左右対称に分割した構造になっている。但し,測定試料の挿入によって,短絡回路が形成されることを防止するために,中心導体の軸方向長さは切断面より2mmだけ短くしてある。
全光線透過測定
プラスチック透明材料の全光線透過率の試験方法(JISK 7361,ISO 13468),プラスチックの光学的試験方法(JIS K 7105,ASTM D 1003)に準じて,測定した。
プラスチック透明材料の全光線透過率の試験方法(JISK 7361,ISO 13468),プラスチックの光学的試験方法(JIS K 7105,ASTM D 1003)に準じて,測定した。
体積固有抵抗値測定
導電性プラスチックの4探針法による抵抗率試験方法に関する規格(JIS K7194)に準拠して測定した。
導電性プラスチックの4探針法による抵抗率試験方法に関する規格(JIS K7194)に準拠して測定した。
硬さ
JIS K7312に準拠した,「アスカ C」硬度で,硬さを表した。
JIS K7312に準拠した,「アスカ C」硬度で,硬さを表した。
耐腐食性試験
水を400ml入れた500mlビーカーに,30mm×30mmの試料を入れ,室温放置24時間後の,抵抗値変化をみる。
○変化率 10%以内
△変化率 10〜30%
×変化率 30%以上
水を400ml入れた500mlビーカーに,30mm×30mmの試料を入れ,室温放置24時間後の,抵抗値変化をみる。
○変化率 10%以内
△変化率 10〜30%
×変化率 30%以上
以上の測定結果をしめす,それぞれ硬さ,体積固有抵抗値,光透過率,耐腐食性,シールド特性試験の測定結果は,表4〜表6のとおりである。
本発明の導電性高分子弾性体組成物は,帯電防止袋の包装材,電子機器用包装材として用いるほか,電子機器を電磁障害から保護し,また,ノイズ対策等電子機器の誤作動等を防止するための電磁波シールドとして用いることができる。
Claims (6)
- 視覚者側の表示体に密接して設けられる透明性弾性体であって,導電性及び非導電性の有機高分子と導電性の金属粒子を含有し,前記有機高分子は,バインダーとしての非導電性のアクリル系ポリマーと,二重結合を繰り返し単位に含む共役系導電性有機高分子から成る三次元網目構造を有することを特徴とする導電性高分子弾性体組成物。
- 前記導電性有機高分子が,ポリアニリン又は,ポリチオフェンおよびこれらの誘導体であり,前記バインダーとしてのアクリル系ポリマーがポリアクリル酸及びこれらの誘導体であることを特徴とする請求項1記載の導電性高分子弾性体組成物。
- 前記金属粒子が,ニッケル,ニッケル合金,又は銀であることを特徴とする請求項1記載の導電性弾性体組成物。
- 前記バインダーとしての有機高分子が,過酸化物架橋又は紫外線架橋による架橋体を含む,架橋性高分子弾性体であることを特徴とする請求項1又は2記載の導電性高分子弾性体組成物。
- 多数の導電性の金属粒子を被覆し,前記金属粒子を架橋する導電性有機高分子から成る三次元網目構造を有し,前記金属粒子及び前記導電性有機高分子による導電性粒子複合体から成る三次元網目構造を維持する前記導電性有機高分子とは非相溶性のアクリル系ポリマーから成る非導電性有機高分子で構成される導電性高分子弾性体組成物から成り,該導電性高分子弾性体組成物がフィルム又はシート状に形成されていることを特徴とする導電性高分子弾性体組成物から成る電磁波シールド。
- 前記導電性高分子弾性体組成物を耐熱性高分子フィルムで挟持し,前記バインダーとしての有機高分子が酸素に触れないように被膜したことを特徴とするフィルム又はシート状導電性高分子弾性体組成物から成る請求項5記載の電磁波シールド。
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