JP4673573B2 - 電磁波シールド材の製造方法 - Google Patents
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- Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
Description
そこで、強度向上、及び軽量化・薄型化を目的として、樹脂フィルムや繊維布帛を基材とし、その上に金属箔や金属層からなる電磁波シールド層を設けた電磁波シールド材が提案されている。さらに屈曲性・柔軟性向上を目的として、上記基材上に、導電粒子含有樹脂層からなる電磁波シールド層を設けた電磁波シールド材も提案されている(特許文献1)。
特に、電磁波シールドルームの壁面や天井等の面積の広い箇所に取り付けたり、ケーブルに巻き付けるなど、複数の電磁波シールド材を繋げたり一部重ねて使用する場合、繋ぎ部分や重なり部分の厚さ方向の導通が取れないため、よりアースが困難となっている。また、繋ぎ部分や重なり部分からの電磁波の漏洩を防止するために、導電テープ等を用いて目止めするなどの対応を余儀なくされている。
表面が凹凸形状とされた離型シート上に前記電磁波シールド層と前記導通層との積層体を形成する工程(A)と、前記離型シートを剥離する工程(B)とを順次有すると共に、
工程(A)は、前記離型シート上に導電粒子を含む樹脂液を塗布・固化し、前記電磁波シールド層を形成する工程(A1)と、該形成された電磁波シールド層上に導電粒子を含む樹脂液を塗布・固化し、前記導通層を形成する工程(A2)とを含むことを特徴とする。
本発明において、導通層を構成する少なくとも一部の前記導電粒子の厚さ方向最大粒径(cmax)が、前記導通層を構成する樹脂層の最小厚さ(bmin)より大きく、その一端が前記電磁波シールド層に接触し、他端が前記樹脂層より突出していることが好ましい。
本発明による電磁波シールド材は、使用に際し、少なくとも厚さ方向に導通性を有するので、特別な処置を施すことなく、アースをとることができ、電磁波シールド材に入射し電磁波の電界成分から誘起される電流を効率良く取り除くことができる。
また、複数の電磁波シールド材を繋げたり一部重ねて使用する場合においても、特別な処置を施すことなく、繋ぎ部分や重なり部分の導通が取れ、アースを容易にとることができると共に、電磁波の漏洩を良好に防止することができる。
次に、図1に基づいて、本発明に係る一実施形態の電磁波シールド材の構造について説明する。同図は厚さ方向断面模式図であり、縮尺等については実際のものと異ならせてある。
本実施形態において、電磁波シールド層10は、樹脂層11内に1種又は2種以上の多数の導電粒子12が分散した導電粒子含有樹脂層からなり、電磁波シールド性に優れると共に、強度、屈曲性・柔軟性に優れた層からなっている。
樹脂層11は、樹脂の他、必要に応じて架橋剤、防炎剤、顔料、紫外線吸収剤、触媒等の添加剤を含むものであって良い。但し、電磁波シールド性の観点からは、添加剤の添加量は少ない方が好ましい。
電磁波シールド層10の平均的な厚さ(a)が1μm未満では、電磁波シールド性や、強度、屈曲性・柔軟性が不充分となる恐れがあり、80μmを超えても、電磁波シールド性のそれ以上の向上はほとんど見られず、コスト的に不利である。
電磁波シールド層10中の導電粒子12含有率は特に制限はないが、電磁波シールド性と、強度、屈曲性・柔軟性のバランスから、10〜98質量%、特に70〜95質量%が好ましい。導電粒子12の種類によって好ましい範囲が異なるが、10質量%未満では電磁波シールド性が不充分となる恐れがあり、98質量%を超えると、強度、屈曲性・柔軟性が不充分となる恐れがある。
導通層20は厚さ方向に導通性を有する層であり、電磁波シールド層10を補強する補強層としての機能も有する層である。該層は、樹脂層21と1種又は2種以上の多数の導電粒子22とからなり、かつ各導電粒子22は少なくとも一部が樹脂層21に埋入された層構造を呈し、強度、屈曲性・柔軟性に優れた層からなっている。
樹脂層21を構成する樹脂や、導電粒子22の種類としては特に制限はなく、電磁波シールド層10を構成する樹脂層11や導電粒子12と同様のものが使用できる。また、樹脂層21も、樹脂層11と同様の添加剤を含むものであって良い。
その厚さ方向最大粒径(cmax)は特に制限はないが、0.01〜1000μmが好ましい。特に、ガスケット、壁紙、フレキシブルプリントサーキット、フラットフレキシブルケーブル等に貼着する電磁波シールドテープ等の用途では、10〜100μm程度が好ましい。
導通層20中の導電粒子22含有率は特に制限されないが、導通性、強度、屈曲性・柔軟性の観点から、1〜95質量%、特に3〜30質量%が好ましい。導電粒子22の種類によって好ましい範囲は異なるが、1質量%未満では導通性が不充分となる恐れがあり、95質量%を超えると、強度、屈曲性・柔軟性が不充分となる恐れがある。
接着剤層30は、電磁波シールド材1を、ガスケットやケーブル等の種々の部材や、電磁波シールドルームの壁面や天井等に容易に貼着するために設けられるものである。該層を設けることで、取り付け時に接着剤を塗布する等の作業が不要となり、取り付け作業が著しく簡略化される。なお、接着剤層30の存在によって電磁波シールド性が損なわれることはない。
電磁波シールド材1において、接着剤層30は平面視略全面に渡って形成されている。接着剤層30の形成面積は大きい程、面全体を均一に接着することができ好適である。但し、良好な接着力が得られれば、接着剤層30は平面視ドット状や格子状等、部分的に形成されていても良い。
接着剤層30の露出面は離型シート40により被覆され、保護されている。これによって、電磁波シールド材1を取り付ける前に、接着剤層30がそれ自身や他の部材等に接着することを防止できる。電磁波シールド材1の取り付け時には、離型シート40を剥離し、接着剤層30を露出させて施工する。
離型シート40は樹脂が接着しないように表面処理されたシート(フィルムを含む)であり、その種類は特に制限はないが、離型紙等が好ましく用いられる。表面形状は、セミダル、フルダル等の多少凹凸を有するもの、格子状やストライプ状等の規則的な凹凸を有するもの、天然皮革の表面形状に似せた凹凸を有するもの等がある。
また、電磁波シールドルームの壁面や天井等の面積の広い箇所に取り付けたり、ケーブルに巻き付けるなど、複数の電磁波シールド材1を繋げたり一部重ねて使用する場合においても、特別な処置を施すことなく、繋ぎ部分や重なり部分の導通が取れ、アースを容易にとることができると共に、電磁波の漏洩を良好に防止することができる。
本明細書で言う「厚さ方向の抵抗値」は、取り付け時に剥離する離型シート等を除く有効部分の厚さ方向の抵抗値を意味するものとし、その測定法については「実施例」で説明する。
電磁波シールド層10や導通層20は、屈曲性・柔軟性の観点から、上記したような導電粒子含有樹脂層が好適であるが、いずれか一方又は双方をアルミニウム箔、銅箔、金箔等の金属箔層や、蒸着、イオンプレーディング、スパッタリング等にて成膜された金属層等により構成しても良い。この場合にも、電磁波シールド層10〜導通層20が厚さ方向に導通性を有するものとなる。但し、導通層20を金属箔層や金属層等により構成する場合には、屈曲性・柔軟性は相対的に低下する。
その他、必要に応じて 他の層を追加形成することも差し支えない。
次に、電磁波シールド材1の製造方法の一例について説明する。
はじめに、離型シート上に電磁波シールド層10と導通層20との積層体を形成する。該積層体は例えば、離型シート上に、導電粒子12を含む樹脂液を塗布・固化し、電磁波シールド層10を成膜し(工程(A1))、その上にさらに、導電粒子22を含む樹脂液を塗布・固化し、導通層20を成膜する(工程(A2))ことで形成できる。工程(A1)と工程(A2)の順序は逆であっても構わない。
導電粒子の混合作業性や塗工性等を考慮すれば、樹脂を溶剤に溶解した溶液やエマルジョン液を用いることが好ましい。この場合、樹脂液中の液量は特に制限はないが、樹脂10質量部に対して10〜200質量部が好ましい。
また、樹脂層(11又は21)の組成に応じて、用いる樹脂液には、必要に応じて架橋剤、防炎剤、顔料、紫外線吸収剤、触媒等の添加剤を配合する。
塗膜の固化方法も特に制限されないが、冷却、あるいは60〜120℃程度で加熱、乾燥するなどして、固化することができる。
以上のようにして電磁波シールド層10と導通層20を成膜した後、離型シートを剥離する。これによって、電磁波シールド層10と導通層20との積層体が得られる。接着剤層30のない電磁波シールド材では、これで製造は完了する。
次に、別の離型シート40を用意し、この上に接着剤層30を形成する。接着剤層30は、例えば、アクリル系粘着剤、エポキシ系粘着剤、シリコーン系粘着剤等を含む接着剤液を塗布・固化することで成膜できる。塗布方法や固化方法は、電磁波シールド層10や導通層20と同様である。
最後に、工程(B)で得られた電磁波シールド層10と導通層20との積層体と、工程(C)で得られた離型シート40と接着剤層30との積層体とを、導通層20と接着剤層30とが対向するように貼着する。
貼着方法は特に制限はないが、室温〜100℃程度のニップロールを用いて貼り合せるラミネート法等が挙げられる。
(評価項目及び評価方法)
各例における評価項目及び評価方法を示す。
1.電子顕微鏡観察
電磁波シールド材の断面を走査型電子顕微鏡((株)トプコン製 ABT−32)にて観察し、導電粒子の粒径、各種層厚を測定した。
2.電磁波シールド性
電磁波シールド材の電磁波シールド性を、KEC法に基づき、10MHz〜1GHzの領域で測定した。
3.表面抵抗値
電磁波シールド層の表面抵抗値を、表面抵抗測定器ロレスターEP(三菱化学製)にて測定した。
4.厚さ方向の抵抗値
離型紙を除く積層体(電磁波シールド層〜接着剤層)の厚さ方向の抵抗値を測定した。測定は、デジタルマルチメーター7555(横川電気製)を用い、一対の真鋳製直方体(100g)間に試料を挟み、実施した。真鋳製直方体の試料を挟持する面の寸法は25mm×25mmとした。
以下のようにして、図1に示した電磁波シールド材を製造した。
鱗片状銀粒子(平均長径6μm 、平均短径2μm)36質量%、ポリウレタン樹脂4質量%、及びN,N−ジメチルホルムアミド/トルエン混合溶媒(混合質量比30/70)60質量%からなる電磁波シールド層形成用樹脂液(S1)を調製した。
表面が比較的平坦なフルダル用ポリプロピレン離型紙上に、樹脂液(S1)をコンマコータにてスリット40μmで塗布し、120℃で3分間乾燥することにより、平均的な厚さ(a)=5μm 、銀含有率90.0質量%の電磁波シールド層を形成した。
樹脂液(S2)を上記電磁波シールド層上にコンマコータにてスリット200μmで塗布し、その後電磁波シールド層と同条件で加熱乾燥し、樹脂層最小厚さ(bmin)=30μm、銅粒子の厚さ方向最大粒径(cmax)=70μm、銅含有率20質量%の導通層を形成した。
以上のようにして、電磁波シールド層と導通層との積層体を形成した後、これを離型紙から剥離した。
最後に、電磁波シールド層と導通層との積層体と、この離型紙付き接着剤層とを、導通層/接着剤層が対向するように重ね、これを80℃のニップロールにてラミネートし、本発明の電磁波シールド材を得た。
以下のようにして、図2に示した電磁波シールド材を製造した。
表面に格子状の凹凸を有する離型紙(100μm間隔で高低差約30μmの凹部と凸部が繰り返し形成されたもの)を用いた以外は、実施例1と同様にして、平均的な厚さ(a)=5μm 、銀含有率90.0質量%の電磁波シールド層を形成した。
次に、用いる銅粒子の粒径を変更し、樹脂液(S2)をコンマコータにてスリット100μmで塗布した以外は、実施例1と同様にして、樹脂層最小厚さ(bmin)=15μm、銅粒子の厚さ方向最大粒径(cmax)=30μm、銅含有率20質量%の導通層を形成した。
以上のようにして、電磁波シールド層と導通層との積層体を形成した後、これを離型紙から剥離した。
次に、接着剤液(S3)をコンマコータにてスリット70μmで塗布した以外は、実施例1と同様にして、最小厚さ(dmin)=0μm、最大厚さ(dmax)=20μmの接着剤層を有する離型紙付き接着剤層を得た。
実施例1と同様に、電磁波シールド層と導通層との積層体と、この離型紙付き接着剤層とをラミネートし、本発明の電磁波シールド材を得た。
評価結果を表1に示す(厚さや粒径の単位はμm)。
電子顕微鏡観察を実施したところ、いずれの例においても、導通層を構成する少なくとも一部の銅粒子は、一端が電磁波シールド層に接触し、導通層を構成する樹脂層及び接着剤層を貫通して、他端が接着剤層より突出していることが確認された。また、いずれの例においても、低周波から高周波までの広域に渡って優れた電磁波シールド性を示し、さらには厚さ方向の抵抗値が小さく、厚さ方向に良好な導通性を有する電磁波シールド材が得られた。
10 電磁波シールド層
11 樹脂層
12 導電粒子
20 導通層
21 樹脂層
22 導電粒子
30 接着剤層
40 離型シート
Claims (5)
- 電磁波シールド層の少なくとも片面に、少なくとも厚さ方向に対して導通性を有する導通層を具備し、前記電磁波シールド層は凹凸形状とされている電磁波シールド材の製造方法であって、
表面が凹凸形状とされた離型シート上に前記電磁波シールド層と前記導通層との積層体を形成する工程(A)と、前記離型シートを剥離する工程(B)とを順次有すると共に、
工程(A)は、前記離型シート上に導電粒子を含む樹脂液を塗布・固化し、前記電磁波シールド層を形成する工程(A1)と、該形成された電磁波シールド層上に導電粒子を含む樹脂液を塗布・固化し、前記導通層を形成する工程(A2)とを含むことを特徴とする電磁波シールド材の製造方法。 - さらに、別の離型シート上に接着剤層を形成する工程(C)と、工程(A)で形成した前記積層体と前記接着剤層とを貼着する工程(D)とを有することを特徴とする請求項1に記載の電磁波シールド材の製造方法。
- 前記導通層を構成する少なくとも一部の前記導電粒子の厚さ方向最大粒径(cmax)が、前記導通層を構成する樹脂層の最小厚さ(bmin)より大きく、その一端が前記電磁波シールド層に接触し、他端が前記樹脂層より突出していることを特徴とする請求項1又は2に記載の電磁波シールド材の製造方法。
- 厚さ方向の抵抗値が0.5Ω以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の電磁波シールド材の製造方法。
- 前記導通層を構成する少なくとも一部の前記導電粒子の厚さ方向最大粒径(cmax)が、前記導通層を構成する樹脂層の最小厚さ(bmin)と、前記接着剤層の最小厚さ(dmin)の合計より大きく、その一端が前記電磁波シールド層に接触し、他端が前記接着剤層より突出していることを特徴とする請求項2に記載の電磁波シールド材の製造方法。
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