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電磁波シールド性高分子複合材料及び電磁波シールド材の製造方法

国内特許コード P160013205
整理番号 (S2015-0213-N0)
掲載日 2016年8月9日
出願番号 特願2015-233370
公開番号 特開2016-111362
出願日 平成27年11月30日(2015.11.30)
公開日 平成28年6月20日(2016.6.20)
優先権データ
  • 特願2014-247573 (2014.12.8) JP
発明者
  • 西田 治男
  • 前田 理行
出願人
  • 国立大学法人九州工業大学
発明の名称 電磁波シールド性高分子複合材料及び電磁波シールド材の製造方法
発明の概要 【課題】形成される電磁波シールド材の機械的強度が向上するとともに、電磁波シールド性能が維持され、あるいは向上する電磁波シールド性高分子複合材料及び電磁波シールド材の製造方法を提供する。
【解決手段】電磁波シールド性高分子複合材料は、(A)熱可塑性を有する樹脂20~70質量%、(B)グラファイト化合物15~60 質量%及び( C )熱重量測定の微分曲線において180~300℃の温度範囲に実質的にピークを有さない竹粉末15~60 質量%を主成分として有する。電磁波シールド材は、電磁波シールド性高分子複合材料を溶融成形法により成形することにより得る。
【選択図】なし
従来技術、競合技術の概要


家電・OA機器類、通信関連機器(携帯端末)、電気配線部材及び自動車部品等に要求されてきているのが電磁波シールド性である。電気電子機器は、内部に電子部品を有するために電磁波を発生する。ここで発生する電磁波を機器の外部に漏らさないために、また、外部からの電磁波により誤作動を起こさないために、機器及び部品の筐体が電磁波シールド性を有することが不可欠であり、金属製の筐体やカバー、メッシュ等を用いることで対応している。



近年、通信関連機器、とりわけ携帯端末には、筐体や部品の軽量薄肉化が求められ、また、機器の構造が複雑化している。このため、通信関連機器の作製には、これらの要求を好適に満たすことができる、高分子材料を用いた溶融成形法が採用されている。
しかし、通常、高分子材料はそれ自体が絶縁体であり、電磁波シールド性は全くない。
したがって、電磁波シールド性を付与するために、高分子成形筐体にメッキを施し、あるいは金属の蒸着を行い、又は導電性物質を配合することが行われている。配合する導電性物質は、カーボンブラック、炭素繊維及び金属繊維等多種に及ぶ。導電性物質を配合した高分子材料から電磁波シールド材を成形する方法は、製造プロセスの効率性を考慮して、溶融成形法が選択される。



例えば、各種の有機高分子からなる絶縁性マトリックス中に、結晶質のグラファイトと非晶質のカーボンブラックから成る複合カーボンブラック粒子を分散させた電波吸収体の電気抵抗率を特定する技術や電磁波遮蔽性に関する技術が開示されている(特許文献1、2参照)。また、軟磁性金属の粉末をアクリルゴムのマトリクス中に分散させた電磁波吸収体も開示されている(特許文献3参照)。



ここで、絶縁性マトリックスにおいて、高分子材料の特性である溶融成形性や柔軟性、破壊靭性などの機械的物性は不可欠の要求物性である。
しかし、グラファイトやカーボンブラック、及び金属粉末などを多量に添加すると、絶縁性マトリックスの上記のような特性を低下させてしまうことが問題となる。例えば、グラファイトは、高い電気伝導性を有するため工業材料として広く利用されているが、結晶構造が層状であるために伝導性や機械的強度に異方性があり、特に結晶層間に対して垂直方向の強度は、結晶層方向の数百分の一しかなく、手で引き剥がすことができるほど弱い。また、金属粉末の場合、高分子複合体の溶融成形時において、成形機のシリンダー内表面やスクリュー表面を摩耗させてしまう点が問題となる。



金属粉末を用いる場合に生じる上記の問題を避けるべく、金属以外の導電性物質を用いることも検討されている。
例えば、粉末状の竹炭を含む非導電性材料を可撓性のシート材料に含浸させた非導電性可撓シートと、粉末状の竹炭を含む導電性材料をシート材に含浸させた導電性ボードを交互に積層した電磁波吸収シートが開示されている(特許文献4参照)。この電磁波吸収シートは、竹炭が電磁波遮断について特に優れた性能を発揮でき、他の炭に比べて軽量であるという利点を有するとされている。



ところで、帯電防止技術についてのものであるが、本発明者らは、例えば、竹粉末からなる高分子複合材料用帯電防止剤及びこれを高分子材料に配合した高分子複合材料等を先に開示している(例えば特許文献5参照)。

産業上の利用分野


本発明は、家電・OA機器類、携帯端末、電気配線部材及び自動車部品等に用いられる電磁波シールド性高分子複合材料及び電磁波シールド材の製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
(A)熱可塑性を有する樹脂20~70質量%、(B)グラファイト化合物15~60 質量%及び( C )熱重量測定の微分曲線において180~300℃の温度範囲に実質的にピークを有さない竹粉末15~60 質量%を主成分として有する電磁波シールド性高分子複合材料。

【請求項2】
前記竹粉末の少なくとも30質量%が長軸径250~1000μmの範囲内にあることを特徴とする請求項1記載の電磁波シールド性高分子複合材料。

【請求項3】
前記竹粉末の250メッシュ篩通過分が5質量%以下であることを特徴とする請求項1記載の電磁波シールド性高分子複合材料。

【請求項4】
(A)熱可塑性を有する樹脂20~70質量%、(B)グラファイト化合物15~60 質量%及び( C )熱重量測定の微分曲線において180~300℃の温度範囲に実質的にピークを有さない竹粉末15~60 質量%を主成分として有する高分子複合材料に対して、(D)導電性高分子を0.5~10質量%を添加してなる電磁波シールド性高分子複合材料。

【請求項5】
請求項1~4のいずれか1項に記載の電磁波シールド性高分子複合材料を溶融成形法により成形することを特徴とする電磁波シールド材の製造方法。

国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 公開
詳細は、下記「問合せ先」まで直接お問い合わせください。


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